Ածխածնի երկօքսիդը բաժանվում է... Հեղուկացված գազեր

Արդյունաբերական մասշտաբով ածխածնի երկօքսիդը կարելի է ստանալ հետևյալ եղանակներով.

1. կրաքարից, որը պարունակում է մինչև 40% CO 2, կոքս կամ անտրացիտ մինչև 18% CO 2՝ դրանք կրակելով հատուկ վառարաններում.
2. ծծմբաթթվի մեթոդով աշխատող կայանքներում՝ կավիճի էմուլսիայի հետ ծծմբաթթվի փոխազդեցության ռեակցիաների պատճառով.
3. ալկոհոլի, գարեջրի խմորման և ճարպերի քայքայման ընթացքում առաջացած գազերից.
4. ածուխ, բնական գազ և այլ վառելիքներ այրող արդյունաբերական կաթսաների ծխատար գազերից։ Ծխատար գազը պարունակում է 12-20% CO 2;
5. քիմիական արտադրության թափոնների գազերից, հիմնականում՝ սինթետիկ ամոնիակից և մեթանոլից։ Արտանետվող գազերը պարունակում են մոտավորապես 90% CO 2:

Առայժմ Ածխածնի երկօքսիդի ստացման ամենատարածված միջոցը ֆերմենտացման ընթացքում գազերից է. Թափոն գազը այս դեպքերում գրեթե մաքուր ածխածնի երկօքսիդ է և արտադրության էժան կողմնակի արտադրանք է:

Հիդրոլիզի բույսերում խմորիչի թեփով խմորման ժամանակ արտանետվում են 99% CO 2 պարունակող գազեր։

1 - խմորման բաք; 2 - գազի բաք; 3 - լվացքի աշտարակ; 4 - նախնական կոմպրեսոր; 5 - խողովակային սառնարան; 6 - նավթի բաժանարար; 7 - աշտարակ; 8 - աշտարակ; 9 - երկաստիճան կոմպրեսոր; 10 - սառնարան; 11 - նավթի բաժանարար; 12 - տանկ.

Հիդրոլիզի կայաններում ածխածնի երկօքսիդի արտադրության սխեմա

Ֆերմենտացման տանկ 1-ից գազը մատակարարվում է պոմպերով, և եթե կա բավարար ճնշում, այն ինքնուրույն մտնում է գազի բաք 2, որտեղից առանձնացվում են պինդ մասնիկներ։ Այնուհետև գազը մտնում է լվացքի աշտարակ 3՝ լցված կոքսով կամ կերամիկական օղակներով, որտեղ այն լվանում է ջրի հակադիր հոսքով և վերջապես ազատվում է պինդ մասնիկներից և ջրում լուծվող կեղտից։ Լվացքից հետո գազը մտնում է նախնական կոմպրեսոր 4, որտեղ այն սեղմվում է 400-550 կՊա ճնշման տակ։

Քանի որ սեղմման ժամանակ ածխաթթու գազի ջերմաստիճանը բարձրանում է մինչև 90-100°C, կոմպրեսորից հետո գազը մտնում է խողովակաձև սառնարան 5, որտեղ այն սառչում է մինչև 15°C։ Այնուհետև ածխաթթու գազը ուղարկվում է նավթի բաժանարար 6, որտեղ սեղմման ընթացքում գազի մեջ հայտնված յուղը առանձնացվում է: Դրանից հետո ածխածնի երկօքսիդը մաքրվում է օքսիդացնող նյութերի ջրային լուծույթներով (KMnO 4, K 2 Cr 2 P 7, հիպոքրոմիտ) աշտարակ 7-ում, այնուհետև չորանում է ակտիվացված ածխածնի կամ սիլիցիումի գելով աշտարակ 8-ում:

Մաքրումից և չորացումից հետո ածխաթթու գազը մտնում է երկաստիճան կոմպրեսոր 9. I փուլում այն ​​սեղմվում է մինչև 1-1,2 ՄՊա: Այնուհետև ածխաթթու գազը մտնում է սառնարան 10, որտեղ այն սառչում է 100-ից մինչև 15°C, անցնում է յուղի բաժանարար 11 միջով և մտնում կոմպրեսորի երկրորդ փուլ, որտեղ այն սեղմվում է մինչև 6-7 ՄՊա, վերածվում հեղուկ ածխածնի երկօքսիդի և հավաքվում տանկ 12, որից լիցքավորումն իրականացվում է ստանդարտ բալոնների կամ այլ տարաների (տանկերի):

Այս միացության առաջացման ամենատարածված գործընթացներն են կենդանիների և բույսերի մնացորդների փտումը, տարբեր տեսակի վառելիքի այրումը և կենդանիների և բույսերի շնչառությունը։ Օրինակ՝ մեկ մարդ օրական մոտ մեկ կիլոգրամ ածխաթթու գազ է արտանետում մթնոլորտ։ Անկենդան բնության մեջ կարող են առաջանալ նաև ածխածնի օքսիդ և երկօքսիդ։ Ածխածնի երկօքսիդն ազատվում է հրաբխային գործունեության ընթացքում և կարող է արտադրվել նաև հանքային ջրերի աղբյուրներից: Ածխածնի երկօքսիդը քիչ քանակությամբ է հանդիպում Երկրի մթնոլորտում։

Այս միացության քիմիական կառուցվածքի առանձնահատկությունները թույլ են տալիս նրան մասնակցել բազմաթիվ քիմիական ռեակցիաների, որոնց հիմքը ածխաթթու գազն է։

Բանաձև

Այս նյութի միացության մեջ ածխածնի քառավալենտ ատոմը թթվածնի երկու մոլեկուլների հետ գծային կապ է ստեղծում։ Նման մոլեկուլի տեսքը կարող է ներկայացվել հետևյալ կերպ.

Հիբրիդացման տեսությունը բացատրում է ածխաթթու գազի մոլեկուլի կառուցվածքը հետևյալ կերպ. գոյություն ունեցող երկու սիգմա կապերը ձևավորվում են ածխածնի ատոմների sp ուղեծրերի և թթվածնի երկու 2p ուղեծրերի միջև. Ածխածնի p-օրբիտալները, որոնք չեն մասնակցում հիբրիդացմանը, կապված են թթվածնի նմանատիպ ուղեծրերի հետ։ Քիմիական ռեակցիաներում ածխաթթու գազը գրվում է այսպես՝ CO 2:

Ֆիզիկական հատկություններ

Նորմալ պայմաններում ածխաթթու գազը անգույն, առանց հոտի գազ է։ Այն ավելի ծանր է, քան օդը, այդ իսկ պատճառով ածխաթթու գազը կարող է իրեն հեղուկի պես պահել։ Օրինակ, այն կարելի է լցնել մի տարայից մյուսը։ Այս նյութը փոքր-ինչ լուծելի է ջրի մեջ. մոտ 0,88 լիտր CO 2 լուծվում է մեկ լիտր ջրի մեջ 20 ⁰C ջերմաստիճանում: Ջերմաստիճանի աննշան նվազումը արմատապես փոխում է իրավիճակը. 1,7 լիտր CO 2 կարող է լուծվել նույն լիտր ջրի մեջ 17⁰C ջերմաստիճանում: Ուժեղ սառեցմամբ այս նյութը նստում է ձյան փաթիլների տեսքով. ձևավորվում է այսպես կոչված «չոր սառույց»: Այս անվանումը գալիս է նրանից, որ նորմալ ճնշման դեպքում նյութը, շրջանցելով հեղուկ փուլը, անմիջապես վերածվում է գազի։ Հեղուկ ածխաթթու գազը ձևավորվում է 0,6 ՄՊա-ից մի փոքր բարձր ճնշման և սենյակային ջերմաստիճանում:

Քիմիական հատկություններ

Ուժեղ օքսիդացնող նյութերի հետ փոխազդեցության ժամանակ 4-ածխաթթու գազը ցուցաբերում է օքսիդացնող հատկություն։ Այս փոխազդեցության բնորոշ ռեակցիան հետևյալն է.

C + CO 2 = 2CO:

Այսպիսով, ածխի օգնությամբ ածխաթթու գազը վերածվում է իր երկվալենտ փոփոխության՝ ածխածնի երկօքսիդի։

Նորմալ պայմաններում ածխաթթու գազը իներտ է: Բայց որոշ ակտիվ մետաղներ կարող են այրվել դրա մեջ՝ միացությունից հեռացնելով թթվածինը և ածխածնի գազը։ Տիպիկ ռեակցիան մագնեզիումի այրումն է.

2 Mg + CO 2 = 2 MgO + C:

Ռեակցիայի ընթացքում առաջանում են մագնեզիումի օքսիդ և ազատ ածխածին։

Քիմիական միացություններում CO 2-ը հաճախ ցուցադրում է բնորոշ թթվային օքսիդի հատկություններ: Օրինակ՝ այն փոխազդում է հիմքերի և հիմնական օքսիդների հետ։ Ռեակցիայի արդյունքը կարբոնաթթվի աղերն են։

Օրինակ, նատրիումի օքսիդի միացության ռեակցիան ածխածնի երկօքսիդի հետ կարելի է ներկայացնել հետևյալ կերպ.

Na 2 O + CO 2 = Na 2 CO 3;

2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O;

NaOH + CO 2 = NaHCO 3:

Կարբոնաթթու և CO 2 լուծույթ

Ջրի մեջ ածխաթթու գազը փոքր դիսոցման լուծույթ է կազմում։ Ածխածնի երկօքսիդի այս լուծույթը կոչվում է ածխաթթու: Անգույն է, թույլ արտահայտված, թթու համ ունի։

Քիմիական ռեակցիայի գրանցում.

CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3.

Հավասարակշռությունը բավականին ուժեղ կերպով տեղափոխվում է ձախ՝ սկզբնական ածխաթթու գազի միայն մոտ 1%-ն է վերածվում ածխաթթվի: Որքան բարձր է ջերմաստիճանը, այնքան քիչ կարբոնաթթվի մոլեկուլները լուծույթում: Երբ միացությունը եռում է, այն ամբողջությամբ անհետանում է, և լուծույթը քայքայվում է ածխաթթու գազի և ջրի մեջ։ Ածխաթթվի կառուցվածքային բանաձևը ներկայացված է ստորև.

Կարբոնաթթվի հատկությունները

Կարբոնաթթուն շատ թույլ է: Լուծույթներում այն ​​տրոհվում է ջրածնի իոնների՝ H+ և միացությունների՝ HCO 3 -: CO 3 - իոնները ձևավորվում են շատ փոքր քանակությամբ:

Ածխաթթուն երկհիմն է, ուստի նրա կողմից առաջացած աղերը կարող են լինել միջին և թթվային։ Ռուսական քիմիական ավանդույթում միջին աղերը կոչվում են կարբոնատներ, իսկ ուժեղ աղերը՝ բիկարբոնատներ։

Որակական ռեակցիա

Ածխածնի երկօքսիդի գազի հայտնաբերման հնարավոր ուղիներից մեկը կրաշաղախի հստակությունը փոխելն է:

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O:

Այս փորձը հայտնի է դպրոցական քիմիայի դասընթացից: Ռեակցիայի սկզբում ձևավորվում է փոքր քանակությամբ սպիտակ նստվածք, որը հետագայում անհետանում է, երբ ածխաթթու գազը անցնում է ջրի միջով: Թափանցիկության փոփոխությունը տեղի է ունենում այն ​​պատճառով, որ փոխազդեցության գործընթացում չլուծվող միացությունը՝ կալցիումի կարբոնատը, վերածվում է լուծելի նյութի՝ կալցիումի բիկարբոնատի: Արձագանքն ընթանում է այս ճանապարհով.

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca (HCO 3) 2.

Ածխածնի երկօքսիդի արտադրություն

Եթե ​​Ձեզ անհրաժեշտ է ստանալ փոքր քանակությամբ CO2, ապա կարող եք սկսել աղաթթվի ռեակցիան կալցիումի կարբոնատով (մարմար): Այս փոխազդեցության քիմիական նշումը հետևյալն է.

CaCO 3 + HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2:

Նաև այդ նպատակով օգտագործվում են ածխածին պարունակող նյութերի, օրինակ՝ ացետիլենի, այրման ռեակցիաներ.

CH 4 + 2O 2 → 2H 2 O + CO 2 -.

Ստացված գազային նյութը հավաքելու և պահելու համար օգտագործվում է Kipp ապարատ:

Արդյունաբերության և գյուղատնտեսության կարիքների համար ածխաթթու գազի արտադրության մասշտաբները պետք է մեծ լինեն։ Այս լայնածավալ ռեակցիայի հանրաճանաչ մեթոդը կրաքարի այրումն է, որն արտադրում է ածխաթթու գազ։ Ռեակցիայի բանաձևը տրված է ստորև.

CaCO 3 = CaO + CO 2:

Ածխածնի երկօքսիդի կիրառությունները

Սննդի արդյունաբերությունը «չոր սառույցի» լայնածավալ արտադրությունից հետո անցավ սննդամթերքի պահպանման սկզբունքորեն նոր մեթոդի։ Այն անփոխարինելի է գազավորված ըմպելիքների և հանքային ջրի արտադրության մեջ։ Ըմպելիքներում CO 2-ի պարունակությունը թարմություն է հաղորդում և զգալիորեն մեծացնում դրանց պահպանման ժամկետը: Իսկ հանքային ջրերի կարբիդացումը թույլ է տալիս խուսափել բորբոսնածությունից և տհաճ համից։

Խոհարարության մեջ հաճախ օգտագործվում է կիտրոնաթթուն քացախով մարելու եղանակը։ Այս գործընթացի ընթացքում արձակված ածխաթթու գազը հրուշակեղենի արտադրանքին հաղորդում է փափկություն և թեթևություն:

Այս միացությունը հաճախ օգտագործվում է որպես սննդային հավելում` սննդամթերքի պահպանման ժամկետը մեծացնելու համար: Համաձայն արտադրանքի մեջ պարունակվող քիմիական հավելումների դասակարգման միջազգային ստանդարտների՝ այն կոդավորված է E 290,

Փոշի ածխածնի երկօքսիդը հրդեհաշիջման խառնուրդների մեջ ընդգրկված ամենատարածված նյութերից մեկն է: Այս նյութը հանդիպում է նաև կրակմարիչի փրփուրի մեջ։

Լավագույնն այն է, որ ածխաթթու գազը փոխադրվի և պահվի մետաղական բալոններում: 31⁰C-ից բարձր ջերմաստիճանի դեպքում բալոնում ճնշումը կարող է հասնել կրիտիկական, և հեղուկ CO 2-ը կգնա գերկրիտիկական վիճակի՝ աշխատանքային ճնշման կտրուկ աճով մինչև 7,35 ՄՊա: Մետաղական բալոնը կարող է դիմակայել ներքին ճնշմանը մինչև 22 ՄՊա, ուստի երեսուն աստիճանից բարձր ջերմաստիճանի ճնշման միջակայքը համարվում է անվտանգ:

CO - ածխածնի երկօքսիդը և CO2 - ածխածնի երկօքսիդը հաճախ շփոթվում են: Անունները նման են հնչում, դրանք և՛ անգույն, և՛ անհոտ գազեր են, և բարձր կոնցենտրացիաներում երկուսն էլ կարող են մահացու լինել: Տարբերությունն այն է, որ CO2-ը սովորական բնական գազ է, որն անհրաժեշտ է բոլոր բույսերի և կենդանիների համար: CO-ն տարածված չէ: Ամենից հաճախ դա թթվածնի քաղցած վառելիքի այրման կողմնակի արդյունք է:

Լրատվամիջոցները հաճախ ավելացնում են տարակուսանքը: Մենք սովորում էինք պատմություններ լսել ինքնասպանություն գործելու մասին՝ այգու գուլպանը արտանետվող խողովակի և մեքենայի պատուհանի մեջ մտցնելով, այնուհետև շարժիչը միացնելով մինչև CO (ածխածնի օքսիդը) դուրս պրծավ մեքենայի ուղևորին: Այսօր մեզ ասում են, որ մեր մեքենայի պոչամբարը «մահացու» ջերմոցային գազի CO2-ի հիմնական աղբյուրն է, հեշտ է հասկանալ, թե ինչու են նրանք շփոթված։

Օգտակար է հասկանալ CO-ի և CO2-ի նմանություններն ու տարբերությունները.

Ածխածնի երկօքսիդի մասին

• CO-ն բնական ձևով ձևավորվում է մասնակի հետքի քանակով մեթանի օքսիդացումմթնոլորտ, հրաբուխներ և անտառային հրդեհներ
• CO-ն ձևավորվում է վտանգավոր մակարդակներում թթվածնով այրվելուց ոչ պատշաճ օդափոխվող վառելիքի այրման սարքերում, ինչպիսիք են նավթի և գազի վառարանները, գազի ջրատաքացուցիչները, գազի վառարանները, գազի կամ կերոսինի տաքացուցիչները, բուխարիները և փայտի վառարանները:
• CO-ն արտադրվում է վտանգավոր մակարդակներում ներքին այրման շարժիչըոր ՉԻ ՕԳՏԱԳՈՐԾԵԼ կատալիտիկ փոխարկիչ
• Սա մահացու թունավորման ամենատարածված տեսակն է աշխարհում։

• 0.1 ppm - ընթացիկ միջին CO CO մակարդակը մոլորակի վրա
• OSHA-ն սահմանափակում է աշխատավայրում երկարաժամկետ ազդեցության մակարդակը մինչև 50 ppm (մաս մեկ միլիոնում)
• CO-ով մեղմ թունավորման ախտանիշները ներառում են գլխացավ և գլխապտույտ 100 ppm-ից պակաս կոնցենտրացիաների դեպքում:
• Մինչև 700 ppm կոնցենտրացիան կարող է կյանքին վտանգ ներկայացնել

Ածխածնի երկօքսիդի մասին

• CO2-ը սովորական գազ է մթնոլորտում և անհրաժեշտ է բույսերի կյանքի համար
• CO2-ը մարդու և կենդանիների շնչառության, խմորման, քիմիական ռեակցիաների և հանածո վառելիքի և փայտի այրման բնական կողմնակի արտադրանք է:
• CO2-ը դյուրավառ չէ
• CO2-ն առաջանում է ներքին այրման շարժիչների կողմից, որոնք օգտագործում են կատալիտիկ փոխարկիչ
• CO2 թունավորումը հազվադեպ է; սակայն սկուբա սուզորդները պետք է զգույշ լինեն սրանից (կռում)
• Փակ տարածքներում CO2-ի ճնշման տակ գտնվող տանկերի արտահոսքը կարող է վտանգավոր լինել բնակիչների համար՝ ինչպես CO2-ի բարձր մակարդակից, այնպես էլ թթվածնի համեմատաբար ավելի ցածր մակարդակից (տեղաշարժ):

• 400 ppm-ը մոլորակի վրա CO2-ի ներկայիս միջին մակարդակն է
• ASHRAE-ն առաջարկում է 1000 ppm սահմանաչափ գրասենյակային շենքերի և դասասենյակների համար
• OSHA-ն սահմանափակում է աշխատավայրում երկարաժամկետ ազդեցության մակարդակը մինչև 5000 ppm
• Քնկոտությունը կարող է առաջանալ 10,000 պրոմիլ/րոպե արագությամբ, ինչը տարածված է փակ մեքենաներում կամ դահլիճներում
• CO2-ով մեղմ թունավորման ախտանիշները ներառում են գլխացավ և գլխապտույտ 30,000 ppm-ից պակաս կոնցենտրացիաների դեպքում (3%):
• 80,000 ppm (8%) CO2-ը կարող է կյանքին վտանգ ներկայացնել

Ի՞նչ նմանություններ կան CO-ի և CO2-ի միջև:

• Ածխածինը և թթվածինը միանում են՝ առաջացնելով երկու գազերը
• Երկուսն էլ անգույն են, անհամ և հոտ
• Երկուսն էլ հայտնաբերված են օդում ամբողջ աշխարհում (թեև տարբեր կոնցենտրացիաներով)
• Երկուսն էլ ազատվում են այրման կամ հրդեհի ժամանակ

Հասկանալով PPM - մասեր մեկ միլիոնի համար

Մասեր մեկ միլիոնում (ppm կամ ppmv) այսպես են գիտնականները չափում օդում գազի փոքր մոլեկուլները, քանի որ գազի մոլեկուլների թիվը ծավալում զգալիորեն պակաս է 1%-ից: «1% գազ ծավալով» ասելու փոխարեն գիտնականները կասեն «10000 ppmv» (10.000 / 1.000.000 = 1%) կամ կկրճատեն մինչև «10.000 ppm»:

Օրինակ, ավելի հեշտ է գրել, որ CO2-ի մակարդակը սենյակում 400 ppm-ից հասել է 859 ppm-ի, քան գրել, որ CO2-ի մակարդակը աճել է 0,04%-ից մինչև 0,0859%: Այնուամենայնիվ, երկուսն էլ ճշմարիտ են։

Ինչպես են մոնօքսիդը և երկօքսիդը ստացել իրենց անունները

Դուք կարող եք շնորհակալություն հայտնել հին հույներին՝ թվերի համար մեզ իրենց անունները տալու համար.

Մոնո = 1
di = 2
երեք = 3
տետրա = 4
Պենտա = 5
hexa = 6
հեպտա = 7
օկտա = 8
ennea = 9
դեկա = 10

Այսպես մենք ստանում ենք անգլերեն բառեր, ինչպիսիք են երեքանկյուն (3 կողմ), ԱՄՆ Պենտա gon (միակողմանի 5) կամ ձայնային տախտակ thlon (10 մրցույթ). Այսպիսով, առաջին կեսը մոնոքսիդ նշանակում է թթվածնի ատոմ 1 և առաջին կեսը դիօքսիդ նշանակում է թթվածնի ատոմներ 2.

Խոսքի երկրորդ կեսի համար մենք ունենք օքսիդՕքսիդը թթվածնի պարզ միացության անվանումն է մեկ այլ տարրի կամ խմբի հետ: Օրինակ, թթվածին ավելացրեք ջրածին տարրին և ստացեք ջրածին դի օքսիդ(H20) կամ ջուր: Այլ օքսիդներ, որոնց մասին դուք կարող եք լսել, ազոտի օքսիդն են (NO2 - ծիծաղի գազ) կամ ցինկի օքսիդը (ZnO - արևապաշտպան քսուքի ակտիվ բաղադրիչը):

Հոդվածի բովանդակությունը

ԱԾԽԱԹԹՈՒ ԳԱԶ(ածխածնի (IV) մոնօքսիդ, ածխածնի անհիդրիդ, ածխածնի երկօքսիդ) CO 2, հայտնի փրփրացող բաղադրիչ գազավորված զովացուցիչ ըմպելիքների մեջ։ «Փրփրացող ջրի» բուժիչ հատկությունների մասին մարդը գիտեր բնական աղբյուրներից դեռ անհիշելի ժամանակներից, բայց միայն 19-րդ դարում։ Ես ինքս սովորեցի ստանալ այն: Միաժամանակ հայտնաբերվել է ջուրը փրփրացնող նյութը՝ ածխաթթու գազը։ Կարբոնացման նպատակով առաջին անգամ այս գազը ստացվել է 1887 թվականին մանրացված մարմարի և ծծմբաթթվի միջև ռեակցիայի ժամանակ; այն նաև մեկուսացված էր բնական աղբյուրներից։ Հետագայում CO 2-ը սկսեց արտադրվել արդյունաբերական մասշտաբով՝ կոքսի այրման, կրաքարի կալցինացման և ալկոհոլի խմորման միջոցով։ Ավելի քան քառորդ դար ածխաթթու գազը պահվում էր ճնշման տակ գտնվող պողպատե բալոններում և օգտագործվում էր գրեթե բացառապես ըմպելիքների կարբոնատացման համար: 1923 թվականին պինդ CO 2 (չոր սառույց) սկսեց արտադրվել որպես կոմերցիոն արտադրանք, իսկ մոտ 1940 թվականին արտադրվեց հեղուկ CO 2, որը բարձր ճնշման տակ լցվեց հատուկ կնքված տանկերի մեջ։

Ֆիզիկական հատկություններ.

Նորմալ ջերմաստիճանի և ճնշման դեպքում ածխաթթու գազը անգույն գազ է՝ մի փոքր թթու համով և հոտով: Այն 50%-ով ծանր է օդից, ուստի կարելի է մի տարայից մյուսը լցնել։ CO 2-ը այրման գործընթացների մեծ մասի արդյունք է և բավականաչափ մեծ քանակությամբ կարող է մարել կրակը՝ օդից թթվածինը տեղահանելով: Երբ վատ օդափոխվող սենյակում CO 2-ի կոնցենտրացիան մեծանում է, օդում թթվածնի պարունակությունը այնքան է նվազում, որ մարդը կարող է շնչահեղձ լինել: CO 2-ը լուծվում է բազմաթիվ հեղուկների մեջ; լուծելիությունը կախված է հեղուկի հատկություններից, ջերմաստիճանից և CO 2 գոլորշի ճնշումից: Ածխածնի երկօքսիդի ջրում լուծվելու ունակությունը պայմանավորում է դրա լայն կիրառումը զովացուցիչ ըմպելիքների արտադրության մեջ։ CO 2-ը շատ լուծելի է օրգանական լուծիչներում, ինչպիսիք են ալկոհոլը, ացետոնը և բենզոլը:

Աճող ճնշման և սառեցման դեպքում ածխաթթու գազը հեշտությամբ հեղուկացվում է և գտնվում է հեղուկ վիճակում +31-ից –57 ° C ջերմաստիճանում (կախված ճնշումից): -57°C-ից ցածր այն վերածվում է պինդ վիճակի (չոր սառույց): Հեղուկացման համար պահանջվող ճնշումը կախված է ջերմաստիճանից՝ +21°C-ում այն ​​60 ատմ է, իսկ –18°C-ում՝ ընդամենը 20 ատմ։ Հեղուկ CO 2-ը պահվում է փակ տարաներում համապատասխան ճնշման տակ: Երբ այն անցնում է մթնոլորտ, դրա մի մասը վերածվում է գազի, իսկ մի մասը՝ «ածխածնային ձյան», մինչդեռ նրա ջերմաստիճանը նվազում է մինչև –84 ° C:

Շրջակա միջավայրից ջերմություն ներծծելով՝ չոր սառույցը անցնում է գազային վիճակի, շրջանցելով հեղուկ փուլը՝ սուբլիմացվում է։ Սուբլիմացիայի կորուստները նվազեցնելու համար այն պահվում և տեղափոխվում է փակ բեռնարկղերում, որոնք բավականաչափ ամուր են, որպեսզի դիմակայեն ճնշման աճին, երբ ջերմաստիճանը բարձրանա:

Քիմիական հատկություններ.

CO 2-ը ցածր ակտիվ միացություն է: Ջրի մեջ լուծվելիս առաջանում է թույլ կարբոնաթթու, որը լակմուսի թուղթը դառնում է կարմիր։ Կարբոնաթթուն բարելավում է գազավորված ըմպելիքների համը և կանխում բակտերիաների աճը։ Արձագանքելով ալկալիների և հողալկալիական մետաղների, ինչպես նաև ամոնիակի հետ՝ CO 2-ը ձևավորում է կարբոնատներ և բիկարբոնատներ։

Տարածվածությունը բնության և արտադրության մեջ:

CO 2-ը ձևավորվում է ածխածին պարունակող նյութերի այրման, ալկոհոլային խմորման և բույսերի և կենդանիների մնացորդների փտման ժամանակ. այն ազատվում է, երբ կենդանիները շնչում են, իսկ բույսերը թողնում են մթության մեջ: Լույսի ներքո, ընդհակառակը, բույսերը կլանում են CO 2 և թողարկում թթվածին, որը պահպանում է թթվածնի և ածխաթթու գազի բնական հավասարակշռությունը մեր շնչած օդում: Դրանում CO 2-ի պարունակությունը չի գերազանցում 0,03%-ը (ըստ ծավալի)։

CO 2 արտադրելու հինգ հիմնական եղանակ կա. ածխածին պարունակող նյութերի (կոքս, բնական գազ, հեղուկ վառելիք) այրում. ամոնիակի սինթեզի ընթացքում որպես կողմնակի արտադրանքի ձևավորում; կրաքարի կալցինացիա; խմորում; ջրհորներից մղում. Վերջին երկու դեպքերում ստացվում է գրեթե մաքուր ածխաթթու գազ, իսկ ածխածին պարունակող նյութերն այրելիս կամ կրաքարը կալցինացնելիս առաջանում է CO 2-ի խառնուրդ ազոտի և այլ գազերի հետքերով։ Այս խառնուրդն անցնում է լուծույթով, որը ներծծում է միայն CO2: Այնուհետեւ լուծույթը տաքացնում են եւ ստացվում է գրեթե մաքուր CO 2, որն անջատվում է մնացած կեղտերից։ Ջրի գոլորշիները հեռացվում են սառեցման և քիմիական չորացման միջոցով:

Մաքրված CO 2-ը հեղուկացվում է՝ սառեցնելով բարձր ճնշման տակ և պահվում մեծ տարաներում: Չոր սառույց արտադրելու համար հեղուկ CO 2-ը սնվում է հիդրավլիկ մամլիչի փակ խցիկի մեջ, որտեղ ճնշումը նվազեցվում է մինչև մթնոլորտային ճնշում: Ճնշման կտրուկ նվազմամբ CO 2-ից առաջանում են չամրացված ձյուն և շատ սառը գազ։ Ձյունը սեղմվում է և չոր սառույց է ստացվում։ CO 2 գազը դուրս է մղվում, հեղուկացվում և վերադարձվում պահեստային բաք:

ԴԻՄՈՒՄ

Ցածր ջերմաստիճանի ընդունում:

Հեղուկ և պինդ ձևով CO 2-ն օգտագործվում է հիմնականում որպես սառնագենտ: Չոր սառույցը կոմպակտ նյութ է, հեշտ է մշակել և թույլ է տալիս ստեղծել տարբեր ջերմաստիճանային պայմաններ: Նույն զանգվածով այն ավելի քան երկու անգամ ավելի ցուրտ է սովորական սառույցից՝ զբաղեցնելով ծավալի կեսը։ Չոր սառույցը օգտագործվում է սննդամթերքի պահպանման մեջ։ Այն օգտագործվում է շամպայնի, զովացուցիչ ըմպելիքների և պաղպաղակի սառեցման համար։ Այն լայնորեն օգտագործվում է ջերմության նկատմամբ զգայուն նյութերի (մսամթերք, խեժեր, պոլիմերներ, ներկանյութեր, միջատասպաններ, ներկեր, համեմունքներ) «սառը հղկման» մեջ. պտտվելիս (մաքուրներից մաքրելիս) դրոշմված ռետինե և պլաստիկ արտադրանք; օդանավերի և էլեկտրոնային սարքերի ցածր ջերմաստիճանի փորձարկման ժամանակ հատուկ խցիկներում. կիսաֆաբրինների և տորթերի «սառը խառնման» համար, որպեսզի թխելու ընթացքում դրանք մնան համասեռ. տեղափոխվող ապրանքներով տարաների արագ սառեցման համար՝ դրանք փչելով մանրացված չոր սառույցի հոսքով. խառնուրդ և չժանգոտվող պողպատներ, ալյումին և այլն կարծրացնելիս: նրանց ֆիզիկական հատկությունները բարելավելու համար. մեքենաների մասերի ամուր տեղադրման համար դրանց հավաքման ժամանակ. բարձր ամրության պողպատե աշխատանքային կտորների մշակման ժամանակ կտրիչների սառեցման համար:

Կարբոնացում.

CO 2 գազի հիմնական կիրառումը ջրի և զովացուցիչ ըմպելիքների գազավորվածացումն է: Սկզբում ջուրն ու օշարակը խառնում են անհրաժեշտ համամասնություններով, իսկ հետո խառնուրդը ճնշման տակ հագեցնում են CO 2 գազով։ Գարեջրի և գինիների ածխաջրացումը սովորաբար տեղի է ունենում դրանցում տեղի ունեցող քիմիական ռեակցիաների արդյունքում:

Իներցիայի վրա հիմնված դիմումներ.

CO 2-ն օգտագործվում է որպես հակաօքսիդանտ բազմաթիվ պարենային ապրանքների՝ պանիր, միս, կաթի փոշի, ընկույզ, լուծվող թեյ, սուրճ, կակաո և այլն երկարաժամկետ պահպանման ժամանակ: Որպես այրման ճնշող միջոց՝ CO 2-ն օգտագործվում է դյուրավառ նյութերի պահեստավորման և տեղափոխման համար, ինչպիսիք են հրթիռային վառելիքը, յուղերը, բենզինը, ներկերը, լաքերը և լուծիչները: Այն օգտագործվում է որպես պաշտպանիչ միջոց ածխածնային պողպատների էլեկտրական եռակցման ժամանակ՝ միատեսակ, ամուր զոդում ստանալու համար, մինչդեռ եռակցման աշխատանքներն ավելի էժան են, քան իներտ գազեր օգտագործելիս։

CO 2-ը հրդեհների մարման ամենաարդյունավետ միջոցներից է, որն առաջանում է դյուրավառ հեղուկների բռնկման և էլեկտրականության խափանումների ժամանակ: Արտադրվում են ածխածնի երկօքսիդի տարբեր կրակմարիչներ՝ շարժականներից մինչև 2 կգ-ից ոչ ավելի հզորությամբ մինչև 45 կգ ընդհանուր բալոնային հզորությամբ ստացիոնար ավտոմատ բլոկներ կամ մինչև 60 տոննա տարողությամբ ցածր ճնշման գազի տանկեր: CO 2. Հեղուկ CO 2, որը ճնշման տակ է նման կրակմարիչներում, երբ ազատվում է, ձևավորում է ձյան և սառը գազի խառնուրդ. վերջինս օդից ավելի մեծ խտություն ունի և այն տեղահանում է այրման գոտուց։ Էֆեկտը ուժեղանում է նաև ձյան սառեցման ազդեցությամբ, որը գոլորշիանալով վերածվում է գազային CO 2-ի։

Քիմիական ասպեկտներ.

Ածխածնի երկօքսիդն օգտագործվում է ասպիրինի, սպիտակ կապարի, միզանյութի, պերբորատների և քիմիապես մաքուր կարբոնատների արտադրության մեջ։ Կարբոնաթթուն, որը ձևավորվում է, երբ CO 2-ը լուծվում է ջրի մեջ, էժան ռեագենտ է ալկալիների չեզոքացման համար: Ձուլարաններում ածխաթթու գազը օգտագործվում է ավազի կաղապարները բուժելու համար՝ CO 2-ին արձագանքելով ավազի հետ խառնված նատրիումի սիլիկատով: Սա թույլ է տալիս ստանալ ավելի բարձր որակի ձուլվածքներ: Հրակայուն աղյուսները, որոնք օգտագործվում են պողպատի, ապակու և ալյումինի հալման վառարանների երեսպատման համար, ավելի դիմացկուն են դառնում ածխածնի երկօքսիդով մշակումից հետո: CO 2-ն օգտագործվում է նաև քաղաքային ջրի փափկեցման համակարգերում՝ օգտագործելով սոդա կրաքարի:

Բարձրացված ճնշման ստեղծում:

CO 2-ն օգտագործվում է տարբեր բեռնարկղերի ճնշման և արտահոսքի փորձարկման, ինչպես նաև ճնշման չափիչների, փականների և կայծային մոմերի չափորոշման համար: Այն օգտագործվում է շարժական տարաներ լցնելու համար փրկարար գոտիները և փչովի նավակները փչելու համար: Ածխածնի երկօքսիդի և ազոտի օքսիդի խառնուրդը երկար ժամանակ օգտագործվել է աերոզոլային բանկաների ճնշման համար: CO 2-ը ճնշման տակ ներարկվում է փակ տարաների մեջ՝ եթերով (շարժիչի արագ գործարկման սարքերում), լուծիչներով, ներկերով, միջատասպաններով՝ այդ նյութերի հետագա ցողման համար:

Կիրառում բժշկության մեջ.

CO 2-ը փոքր քանակությամբ ավելացվում է թթվածին (շնչառությունը խթանելու համար) և անզգայացման ժամանակ։ Բարձր կոնցենտրացիաներում այն ​​օգտագործվում է կենդանիների մարդասիրական սպանության համար:

(IV), ածխածնի երկօքսիդ կամ ածխածնի երկօքսիդ: Այն նաև կոչվում է ածխածնային անհիդրիդ։ Ամբողջովին անգույն, անհոտ գազ է՝ թթու համով։ Ածխածնի երկօքսիդը ավելի ծանր է, քան օդը և վատ է լուծվում ջրում: Ցելսիուսի 78 աստիճանից ցածր ջերմաստիճանում այն ​​բյուրեղանում է և դառնում ձյան:

Այս նյութը գազային վիճակից դառնում է պինդ, քանի որ այն չի կարող գոյություն ունենալ հեղուկ վիճակում մթնոլորտային ճնշման տակ։ Ածխածնի երկօքսիդի խտությունը նորմալ պայմաններում 1,97 կգ/մ3 է` 1,5 անգամ ավելի, իսկ պինդ ձևով ածխաթթու գազը կոչվում է «չոր սառույց»: Այն դառնում է հեղուկ վիճակ, որի դեպքում այն ​​կարող է երկար ժամանակ պահպանվել, երբ ճնշումը մեծանում է: Եկեք մանրամասն նայենք այս նյութին և նրա քիմիական կառուցվածքին:

Ածխածնի երկօքսիդը, որի բանաձևը CO2 է, բաղկացած է ածխածնից և թթվածնից, և այն ստացվում է օրգանական նյութերի այրման կամ քայքայման արդյունքում։ Ածխածնի օքսիդը հանդիպում է օդում և ստորգետնյա հանքային աղբյուրներում։ Մարդիկ և կենդանիները նաև արտաշնչելիս ածխաթթու գազ են արտանետում: Առանց լույսի բույսերն այն բաց են թողնում և ինտենսիվորեն կլանում են ֆոտոսինթեզի ընթացքում։ Բոլոր կենդանի էակների բջիջների նյութափոխանակության գործընթացի շնորհիվ ածխածնի երկօքսիդը շրջակա բնության հիմնական բաղադրիչներից է:

Այս գազը թունավոր չէ, բայց բարձր կոնցենտրացիաներում կուտակվելու դեպքում կարող է սկսվել շնչահեղձություն (հիպերկապնիա), իսկ դրա պակասի դեպքում զարգանում է հակառակ վիճակը՝ հիպոկապնիա։ Ածխածնի երկօքսիդը փոխանցում և արտացոլում է ինֆրակարմիրը: Դա ուղղակիորեն ազդում է գլոբալ տաքացման վրա։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ մթնոլորտում դրա պարունակության մակարդակը մշտապես աճում է, ինչը հանգեցնում է ջերմոցային էֆեկտի։

Ածխածնի երկօքսիդը արտադրվում է արդյունաբերական եղանակով ծխից կամ վառարանի գազերից կամ դոլոմիտի և կրաքարի կարբոնատների տարրալուծման արդյունքում: Այդ գազերի խառնուրդը մանրակրկիտ լվանում են կալիումի կարբոնատից բաղկացած հատուկ լուծույթով։ Այնուհետև այն վերածվում է բիկարբոնատի և տաքանալիս քայքայվում է, ինչի արդյունքում ածխաթթու գազ է արտազատվում։ Ածխածնի երկօքսիդը (H2CO3) առաջանում է ջրում լուծված ածխաթթու գազից, սակայն ժամանակակից պայմաններում այն ​​ստանում են նաև այլ՝ ավելի կատարելագործված մեթոդներով։ Ածխածնի երկօքսիդը մաքրելուց հետո այն սեղմվում է, սառչում և մղվում բալոնների մեջ:

Արդյունաբերության մեջ այս նյութը լայնորեն և համընդհանուր օգտագործվում է: Սննդամթերք արտադրողներն այն օգտագործում են որպես խմորիչ միջոց (օրինակ՝ խմոր պատրաստելու համար) կամ որպես կոնսերվանտ (E290): Ածխածնի երկօքսիդի օգնությամբ արտադրվում են տարբեր տոնուսային ըմպելիքներ ու գազավորված ըմպելիքներ, որոնք այնքան սիրված են ոչ միայն երեխաների, այլեւ մեծերի կողմից։ Ածխածնի երկօքսիդն օգտագործվում է սոդայի, գարեջրի, շաքարավազի և փրփրուն գինիների արտադրության մեջ։

Ածխածնի երկօքսիդը նույնպես օգտագործվում է արդյունավետ կրակմարիչների արտադրության մեջ։ Ածխածնի երկօքսիդի օգնությամբ ստեղծվում է ակտիվ միջավայր, որն անհրաժեշտ է եռակցման աղեղի բարձր ջերմաստիճաններում, ածխաթթու գազը քայքայվում է թթվածնի և ածխածնի օքսիդի։ Թթվածինը փոխազդում է հեղուկ մետաղի հետ և օքսիդացնում այն։ Ածխածնի երկօքսիդը բանկաների մեջ օգտագործվում է օդամղիչ հրացաններում և ատրճանակներում:

Օդանավերի մոդելավորողները օգտագործում են այս նյութը որպես վառելիք իրենց մոդելների համար: Ածխածնի երկօքսիդի օգնությամբ դուք կարող եք զգալիորեն բարձրացնել ջերմոցում աճեցված մշակաբույսերի բերքատվությունը։ Այն նաև լայնորեն կիրառվում է արդյունաբերության մեջ, որտեղ սննդամթերքը շատ ավելի լավ է պահպանվում։ Այն օգտագործվում է որպես սառնագենտ սառնարաններում, սառցարաններում, էլեկտրական գեներատորներում և այլ ջերմաէլեկտրակայաններում։