Dwutlenek węgla rozkłada się na... Gazy skroplone

11.12.202327.05.2017

Na skalę przemysłową dwutlenek węgla można otrzymać następującymi sposobami:

z wapienia zawierającego do 40% CO 2, koksu lub antracytu do 18% CO 2 poprzez wypalenie ich w specjalnych piecach;
w instalacjach pracujących metodą kwasu siarkowego w wyniku reakcji oddziaływania kwasu siarkowego z emulsją kredową;
z gazów powstających podczas fermentacji alkoholu, piwa i rozkładu tłuszczów;
ze gazów spalinowych kotłów przemysłowych spalających węgiel, gaz ziemny i inne paliwa. Spaliny zawierają 12-20% CO2;
z gazów odlotowych z produkcji chemicznej, głównie syntetycznego amoniaku i metanolu. Gazy spalinowe zawierają około 90% CO 2 .

Na razie Najbardziej powszechnym sposobem otrzymywania dwutlenku węgla jest pozyskiwanie go z gazów powstałych podczas fermentacji. Gaz odlotowy w tych przypadkach to prawie czysty dwutlenek węgla i jest tanim produktem ubocznym produkcji.

W zakładach hydrolizy podczas fermentacji drożdży z trocinami wydzielają się gazy zawierające 99% CO2.

1 - zbiornik fermentacyjny; 2 - zbiornik gazu; 3 - wieża myjąca; 4 - sprężarka wstępna; 5 - lodówka rurowa; 6 - separator oleju; 7 - wieża; 8 - wieża; 9 - sprężarka dwustopniowa; 10 - lodówka; 11 - separator oleju; 12 - zbiornik.

Schemat produkcji dwutlenku węgla w zakładach hydrolizy

Gaz ze zbiornika fermentacyjnego 1 dostarczany jest za pomocą pomp, a jeśli panuje wystarczające ciśnienie, sam przedostaje się do zbiornika gazu 2, gdzie oddzielane są od niego cząstki stałe. Następnie gaz trafia do wieży myjącej 3, wypełnionej koksem lub pierścieniami ceramicznymi, gdzie jest przemywany przeciwprądem wody i ostatecznie uwalniany od cząstek stałych i zanieczyszczeń rozpuszczalnych w wodzie. Po przemyciu gaz trafia do wstępnej sprężarki 4, gdzie jest sprężany do ciśnienia 400-550 kPa.

Ponieważ podczas sprężania temperatura dwutlenku węgla wzrasta do 90-100°C, za sprężarką gaz trafia do rurowej lodówki 5, gdzie jest schładzany do 15°C. Następnie dwutlenek węgla kierowany jest do separatora oleju 6, gdzie oddzielany jest olej, który dostał się do gazu podczas sprężania. Następnie dwutlenek węgla oczyszcza się wodnymi roztworami środków utleniających (KMnO 4, K 2 Cr 2 P 7, podchromit) w wieży 7, a następnie suszy węglem aktywnym lub żelem krzemionkowym w wieży 8.

Po oczyszczeniu i wysuszeniu dwutlenek węgla trafia do dwustopniowej sprężarki 9. Na I etapie jest sprężany do 1-1,2 MPa. Następnie dwutlenek węgla dostaje się do lodówki 10, gdzie jest schładzany od 100 do 15°C, przechodzi przez separator oleju 11 i wchodzi do drugiego stopnia sprężarki, gdzie jest sprężany do 6-7 MPa, przekształcany w ciekły dwutlenek węgla i gromadzony w zbiornik 12, z którego odbywa się tankowanie standardowych butli lub innych pojemników (zbiorników).

Najczęstszymi procesami powstawania tego związku są gnicie szczątków zwierzęcych i roślinnych, spalanie różnego rodzaju paliw oraz oddychanie zwierząt i roślin. Przykładowo, jedna osoba emituje do atmosfery około kilograma dwutlenku węgla dziennie. Tlenek i dwutlenek węgla mogą powstawać także w przyrodzie nieożywionej. Dwutlenek węgla uwalnia się podczas aktywności wulkanicznej i może być również wytwarzany ze źródeł wody mineralnej. Dwutlenek węgla występuje w małych ilościach w atmosferze ziemskiej.

Specyfika budowy chemicznej tego związku pozwala mu brać udział w wielu reakcjach chemicznych, których podstawą jest dwutlenek węgla.

Formuła

W związku tej substancji czterowartościowy atom węgla tworzy liniowe wiązanie z dwiema cząsteczkami tlenu. Wygląd takiej cząsteczki można przedstawić w następujący sposób:

Teoria hybrydyzacji wyjaśnia strukturę cząsteczki dwutlenku węgla w następujący sposób: dwa istniejące wiązania sigma powstają pomiędzy orbitalami sp atomów węgla i dwoma orbitalami 2p tlenu; Orbitale p węgla, które nie biorą udziału w hybrydyzacji, są połączone w połączeniu z podobnymi orbitalami tlenu. W reakcjach chemicznych dwutlenek węgla zapisuje się jako: CO 2.

Właściwości fizyczne

W normalnych warunkach dwutlenek węgla jest bezbarwnym i bezwonnym gazem. Jest cięższy od powietrza, dlatego dwutlenek węgla może zachowywać się jak ciecz. Można go na przykład przelać z jednego pojemnika do drugiego. Substancja ta jest słabo rozpuszczalna w wodzie – w jednym litrze wody o temperaturze 20 ⁰C rozpuszcza się około 0,88 litra CO 2 . Niewielki spadek temperatury radykalnie zmienia sytuację – w tym samym litrze wody o temperaturze 17⁰C może rozpuścić się 1,7 litra CO 2 . Przy silnym chłodzeniu substancja ta wytrąca się w postaci płatków śniegu - powstaje tzw. „suchy lód”. Nazwa ta wynika z faktu, że pod normalnym ciśnieniem substancja, omijając fazę ciekłą, natychmiast zamienia się w gaz. Ciekły dwutlenek węgla powstaje pod ciśnieniem nieco powyżej 0,6 MPa i w temperaturze pokojowej.

Właściwości chemiczne

Podczas interakcji z silnymi utleniaczami 4-ditlenek węgla wykazuje właściwości utleniające. Typową reakcją tej interakcji jest:

C + CO2 = 2CO.

W ten sposób za pomocą węgla dwutlenek węgla redukuje się do jego dwuwartościowej modyfikacji - tlenku węgla.

W normalnych warunkach dwutlenek węgla jest obojętny. Ale niektóre aktywne metale mogą się w nim palić, usuwając tlen ze związku i uwalniając gaz węglowy. Typową reakcją jest spalanie magnezu:

2Mg + CO2 = 2MgO + C.

Podczas reakcji powstaje tlenek magnezu i wolny węgiel.

W związkach chemicznych CO 2 często wykazuje właściwości typowego tlenku kwasowego. Na przykład reaguje z zasadami i zasadowymi tlenkami. Wynikiem reakcji są sole kwasu węglowego.

Na przykład reakcję związku tlenku sodu z dwutlenkiem węgla można przedstawić w następujący sposób:

Na2O + CO2 = Na2CO3;

2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O;

NaOH + CO2 = NaHCO3.

Roztwór kwasu węglowego i CO2

Dwutlenek węgla w wodzie tworzy roztwór o niewielkim stopniu dysocjacji. Ten roztwór dwutlenku węgla nazywa się kwasem węglowym. Jest bezbarwny, słabo wyrażony i ma kwaśny smak.

Rejestracja reakcji chemicznej:

CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3.

Równowaga jest dość mocno przesunięta w lewo – tylko około 1% początkowego dwutlenku węgla ulega przemianie w kwas węglowy. Im wyższa temperatura, tym mniej cząsteczek kwasu węglowego w roztworze. Gdy związek się zagotuje, znika całkowicie, a roztwór rozpada się na dwutlenek węgla i wodę. Wzór strukturalny kwasu węglowego przedstawiono poniżej.

Właściwości kwasu węglowego

Kwas węglowy jest bardzo słaby. W roztworach rozkłada się na jony wodorowe H + i związki HCO 3 -. CO 3 - jony powstają w bardzo małych ilościach.

Kwas węglowy jest dwuzasadowy, więc utworzone przez niego sole mogą być średnie i kwaśne. W rosyjskiej tradycji chemicznej sole średnie nazywane są węglanami, a sole mocne nazywane są wodorowęglanami.

Reakcja jakościowa

Jednym z możliwych sposobów wykrycia gazowego dwutlenku węgla jest zmiana przejrzystości zaprawy wapiennej.

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O.

To doświadczenie znane jest ze szkolnych zajęć z chemii. Na początku reakcji tworzy się niewielka ilość białego osadu, który następnie znika po przepuszczeniu dwutlenku węgla przez wodę. Zmiana przezroczystości następuje dlatego, że podczas procesu interakcji nierozpuszczalny związek – węglan wapnia – przekształca się w substancję rozpuszczalną – wodorowęglan wapnia. Reakcja przebiega następującą ścieżką:

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

Produkcja dwutlenku węgla

Jeśli potrzebujesz uzyskać niewielką ilość CO2, możesz rozpocząć reakcję kwasu solnego z węglanem wapnia (marmur). Zapis chemiczny tej interakcji wygląda następująco:

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

Również w tym celu stosuje się reakcje spalania substancji zawierających węgiel, na przykład acetylenu:

CH 4 + 2O 2 → 2H 2 O + CO 2 -.

Do zbierania i przechowywania powstałej substancji gazowej służy aparat Kippa.

Dla potrzeb przemysłu i rolnictwa skala produkcji dwutlenku węgla musi być duża. Popularną metodą tej reakcji na dużą skalę jest spalanie wapienia, w wyniku którego powstaje dwutlenek węgla. Wzór reakcji podano poniżej:

CaCO3 = CaO + CO2.

Zastosowania dwutlenku węgla

Przemysł spożywczy po masowej produkcji „suchego lodu” przeszedł na całkowicie nową metodę przechowywania żywności. Jest niezastąpiony przy produkcji napojów gazowanych i wód mineralnych. Zawartość CO 2 w napojach nadaje im świeżość i znacząco zwiększa ich trwałość. A karbidyzacja wód mineralnych pozwala uniknąć stęchlizny i nieprzyjemnego smaku.

W gotowaniu często stosuje się metodę gaszenia kwasu cytrynowego octem. Uwolniony w tym procesie dwutlenek węgla nadaje wyrobom cukierniczym puszystość i lekkość.

Związek ten jest często stosowany jako dodatek do żywności w celu zwiększenia trwałości produktów spożywczych. Według międzynarodowych standardów klasyfikacji dodatków chemicznych zawartych w produktach oznaczony jest kodem E 290,

Sproszkowany dwutlenek węgla to jedna z najpopularniejszych substancji wchodzących w skład mieszanin gaśniczych. Substancja ta występuje również w piance gaśniczej.

Dwutlenek węgla najlepiej transportować i przechowywać w metalowych butlach. W temperaturach powyżej 31⁰C ciśnienie w butli może osiągnąć wartość krytyczną, a ciekły CO 2 przejdzie w stan nadkrytyczny wraz z gwałtownym wzrostem ciśnienia roboczego do 7,35 MPa. Metalowy cylinder wytrzymuje ciśnienie wewnętrzne do 22 MPa, więc zakres ciśnienia w temperaturach powyżej trzydziestu stopni jest uważany za bezpieczny.

CO - tlenek węgla i CO2 - dwutlenek węgla są często mylone. Nazwy brzmią podobnie, są to gazy bezbarwne i bezwonne, a w wysokich stężeniach oba mogą być śmiertelne. Różnica polega na tym, że CO2 jest powszechnym gazem ziemnym potrzebnym wszystkim roślinom i zwierzętom. CO nie jest powszechny. Najczęściej jest to produkt uboczny spalania paliw pozbawionych tlenu.

Media często potęgują zamieszanie. Słyszeliśmy historie o samobójstwie poprzez włożenie węża ogrodowego do rury wydechowej i szyby samochodu, a następnie uruchomienie silnika do momentu, aż CO (tlenek węgla) wydmuchnął pasażera samochodu. Dziś mówi się nam, że rura wydechowa naszego samochodu jest głównym źródłem „śmiertelnego” gazu cieplarnianego CO2. Łatwo zrozumieć, dlaczego są one zdezorientowane.

Pomocne jest zrozumienie podobieństw i różnic między CO i CO2:

O tlenku węgla

CO powstaje naturalnie w ilościach śladowych, częściowo utlenianie metanu atmosfera, wulkany i pożary lasów
CO powstaje w niebezpiecznych ilościach w wyniku spalania z tlenem w urządzeniach spalających paliwo z nieprawidłową wentylacją, takich jak piece olejowe i gazowe, gazowe podgrzewacze wody, piece gazowe, grzejniki gazowe lub naftowe, kominki i piece na drewno
CO wytwarza się w niebezpiecznych ilościach silnik spalinowy które NIE WOLNO używać katalizatora
Jest to najczęstszy rodzaj śmiertelnego zatrucia na świecie.

0,1 ppm - aktualny średni poziom CO na planecie
OSHA ogranicza długoterminowe poziomy narażenia w miejscu pracy do 50 ppm (cząstek na milion)
Objawy łagodnego zatrucia CO obejmują bóle i zawroty głowy przy stężeniach mniejszych niż 100 ppm
Stężenia do 700 ppm mogą zagrażać życiu

O dwutlenku węgla

CO2 jest powszechnie występującym gazem w atmosferze i jest niezbędny do życia roślin
CO2 jest naturalnym produktem ubocznym oddychania ludzi i zwierząt, fermentacji, reakcji chemicznych oraz spalania paliw kopalnych i drewna
CO2 jest niepalny
CO2 wytwarzany jest przez silniki spalinowe, które WYKORZYSTUJĄ katalizator
Zatrucie CO2 jest rzadkie; jednakże płetwonurkowie powinni na to uważać (zakręty)
Nieszczelne zbiorniki ciśnieniowego CO2 w zamkniętych przestrzeniach mogą być niebezpieczne dla mieszkańców – zarówno ze względu na wysoki poziom CO2, jak i stosunkowo niski poziom tlenu (wyporność).

400 ppm to obecny średni poziom CO2 na planecie
ASHRAE zaleca limit 1000 ppm dla budynków biurowych i sal lekcyjnych
OSHA ogranicza długoterminowe poziomy narażenia w miejscu pracy do 5000 ppm
Przy stężeniu 10 000 ppm może wystąpić senność – częsta w zamkniętych samochodach lub audytoriach
Objawy łagodnego zatrucia CO2 obejmują bóle i zawroty głowy przy stężeniach mniejszych niż 30 000 ppm (3%)
Przy stężeniu 80 000 ppm (8%) CO2 może zagrażać życiu

Jakie są podobieństwa między CO i CO2?

Węgiel i tlen łączą się, tworząc oba gazy
Oba są bezbarwne, pozbawione smaku i zapachu
Obydwa występują w powietrzu na całym świecie (choć w różnych stężeniach)
Obydwa są uwalniane podczas spalania lub pożaru

Zrozumienie PPM – części na milion

Części na milion (ppm lub ppmv) to sposób, w jaki naukowcy mierzą małe ilości cząsteczek gazu w powietrzu, ponieważ liczba cząsteczek gazu w objętości jest znacznie mniejsza niż 1%. Zamiast mówić „1% gazu objętościowo”, naukowcy powiedzą „10 000 ppmv” (10 000/1 000 000 = 1%) lub skrócą to do „10 000 ppm”.

Łatwiej na przykład napisać, że poziom CO2 w pomieszczeniu wzrósł z 400 ppm do 859 ppm, niż napisać, że poziom CO2 wzrósł z 0,04% do 0,0859%. Jednak jedno i drugie jest prawdą.

Jak tlenek i dwutlenek otrzymały swoje nazwy

Możesz podziękować starożytnym Grekom za podanie nam swoich nazw liczb:

Mono = 1
di = 2
tri = 3
tetra = 4
penta = 5
heksa = 6
hepta = 7
okta = 8
ennea = 9
deka = 10

W ten sposób otrzymujemy angielskie słowa takie jak trzy narożnik (3 strony), USA Penta gon (jednostronne 5) lub płyta rezonansowa thlon (10 konkursów). A więc pierwsza połowa mononukleoza tlenek oznacza atom tlenu 1 i pierwszą połowę di tlenek oznacza atomy tlenu 2.

Na drugą połowę słowa mamy tlenek Tlenek to nazwa prostego związku tlenu z innym pierwiastkiem lub grupą. Na przykład dodaj tlen do pierwiastka wodoru, a otrzymasz wodór di tlenek(H2O) lub wodę. Inne tlenki, o których być może słyszałeś, to podtlenek azotu (NO2 – gaz rozweselający) lub tlenek cynku (ZnO – aktywny składnik filtrów przeciwsłonecznych).

Treść artykułu

DWUTLENEK WĘGLA(tlenek węgla(IV), bezwodnik węgla, dwutlenek węgla) CO 2 , dobrze znany musujący składnik gazowanych napojów bezalkoholowych. O leczniczych właściwościach „gazowanej wody” pochodzącej z naturalnych źródeł człowiek wiedział od niepamiętnych czasów, ale dopiero w XIX wieku. Nauczyłam się sama to zdobywać. Jednocześnie zidentyfikowano substancję powodującą musowanie wody – dwutlenek węgla. Po raz pierwszy do celów karbonizacji gaz ten otrzymano w 1887 r. podczas reakcji kruszonego marmuru z kwasem siarkowym; został również wyizolowany ze źródeł naturalnych. Później zaczęto wytwarzać CO 2 na skalę przemysłową poprzez spalanie koksu, kalcynację wapienia i fermentację alkoholu. Przez ponad ćwierć wieku dwutlenek węgla przechowywano w ciśnieniowych stalowych butlach i wykorzystywano go niemal wyłącznie do gazowania napojów. W 1923 roku zaczęto produkować stały CO 2 (suchy lód) jako produkt handlowy, a około 1940 roku wytwarzano ciekły CO 2, który wlewano do specjalnych szczelnych zbiorników pod wysokim ciśnieniem.

Właściwości fizyczne.

W normalnych temperaturach i ciśnieniach dwutlenek węgla jest bezbarwnym gazem o lekko kwaśnym smaku i zapachu. Jest o 50% cięższy od powietrza, dlatego można go przelewać z jednego pojemnika do drugiego. CO 2 jest produktem większości procesów spalania i w odpowiednio dużych ilościach może ugasić płomienie wypierając tlen z powietrza. Kiedy w słabo wentylowanym pomieszczeniu wzrasta stężenie CO 2, zawartość tlenu w powietrzu spada tak bardzo, że człowiek może się udusić. CO 2 rozpuszcza się w wielu cieczach; rozpuszczalność zależy od właściwości cieczy, temperatury i prężności pary CO2. Zdolność dwutlenku węgla do rozpuszczania się w wodzie determinuje jego szerokie zastosowanie w produkcji napojów bezalkoholowych. CO2 jest dobrze rozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych, takich jak alkohol, aceton i benzen.

Wraz ze wzrostem ciśnienia i ochłodzeniem dwutlenek węgla łatwo ulega skropleniu i przechodzi w stan ciekły w temperaturach od +31 do –57°C (w zależności od ciśnienia). Poniżej –57°C przechodzi w stan stały (suchy lód). Ciśnienie potrzebne do upłynnienia zależy od temperatury: przy +21°C wynosi 60 atm, a przy –18°C tylko 20 atm. Ciekły CO 2 przechowywany jest w szczelnych pojemnikach pod odpowiednim ciśnieniem. Kiedy przedostanie się do atmosfery, część zamienia się w gaz, a część w „śnieg węglowy”, a jego temperatura spada do –84°C.

Pochłaniając ciepło z otoczenia, suchy lód przechodzi w stan gazowy z pominięciem fazy ciekłej – sublimuje. Aby ograniczyć straty sublimacyjne, przechowuje się go i transportuje w szczelnych pojemnikach, które są wystarczająco mocne, aby wytrzymać wzrost ciśnienia wraz ze wzrostem temperatury.

Właściwości chemiczne.

CO 2 jest związkiem o niskiej aktywności. Po rozpuszczeniu w wodzie tworzy słaby kwas węglowy, który zabarwia papierek lakmusowy na czerwono. Kwas węglowy poprawia smak napojów gazowanych i zapobiega rozwojowi bakterii. Reagując z metalami alkalicznymi i ziem alkalicznych, a także z amoniakiem, CO 2 tworzy węglany i wodorowęglany.

Występowanie w przyrodzie i produkcji.

CO 2 powstaje podczas spalania substancji zawierających węgiel, fermentacji alkoholowej oraz gnicia pozostałości roślinnych i zwierzęcych; jest uwalniany, gdy zwierzęta oddychają, i jest uwalniany przez rośliny w ciemności. Przeciwnie, w świetle rośliny pochłaniają CO 2 i uwalniają tlen, co utrzymuje naturalną równowagę tlenu i dwutlenku węgla w powietrzu, którym oddychamy. Zawartość CO 2 w nim nie przekracza 0,03% (objętościowo).

Istnieje pięć głównych sposobów produkcji CO 2: spalanie substancji zawierających węgiel (koks, gaz ziemny, paliwo płynne); powstawanie jako produkt uboczny podczas syntezy amoniaku; kalcynacja wapienia; fermentacja; pompowanie ze studni. W dwóch ostatnich przypadkach otrzymuje się prawie czysty dwutlenek węgla, a podczas spalania substancji zawierających węgiel lub kalcynacji wapienia powstaje mieszanina CO 2 z azotem i śladami innych gazów. Mieszaninę tę przepuszcza się przez roztwór pochłaniający tylko CO2. Następnie roztwór podgrzewa się i otrzymuje się prawie czysty CO2, który oddziela się od pozostałych zanieczyszczeń. Para wodna jest usuwana poprzez zamrażanie i suszenie chemiczne.

Oczyszczony CO 2 skrapla się poprzez chłodzenie pod wysokim ciśnieniem i przechowuje w dużych pojemnikach. Aby wyprodukować suchy lód, ciekły CO 2 wprowadza się do zamkniętej komory prasy hydraulicznej, gdzie ciśnienie zostaje zredukowane do ciśnienia atmosferycznego. Przy gwałtownym spadku ciśnienia z CO 2 powstaje luźny śnieg i bardzo zimny gaz. Śnieg jest ściskany i uzyskuje się suchy lód. Gazowy CO 2 jest wypompowywany, skroplony i zawracany do zbiornika magazynowego.

APLIKACJA

Odbieranie niskich temperatur.

W postaci ciekłej i stałej CO 2 stosowany jest głównie jako czynnik chłodniczy. Suchy lód to materiał zwarty, łatwy w obsłudze i umożliwiający tworzenie różnych warunków temperaturowych. Przy tej samej masie jest ponad dwukrotnie chłodniejszy od zwykłego lodu, zajmując połowę objętości. Do przechowywania żywności wykorzystuje się suchy lód. Służy do chłodzenia szampana, napojów bezalkoholowych i lodów. Jest szeroko stosowany w „mieleniu na zimno” materiałów wrażliwych na ciepło (produkty mięsne, żywice, polimery, barwniki, środki owadobójcze, farby, przyprawy); podczas przewracania (czyszczenia z zadziorów) tłoczonych wyrobów gumowych i plastikowych; podczas testów niskotemperaturowych samolotów i urządzeń elektronicznych w specjalnych komorach; do „mieszania na zimno” półproduktów muffinów i ciast, tak aby podczas pieczenia zachowały jednorodność; do szybkiego chłodzenia pojemników z przewożonymi produktami poprzez przedmuchanie ich strumieniem kruszonego suchego lodu; przy hartowaniu stali stopowych i nierdzewnych, aluminium itp. w celu poprawy ich właściwości fizycznych; do szczelnego dopasowania części maszyn podczas ich montażu; do chłodzenia frezów podczas obróbki detali ze stali o wysokiej wytrzymałości.

Zwęglenie.

Głównym zastosowaniem gazu CO 2 jest nasycanie wodą i napojami bezalkoholowymi. Najpierw miesza się wodę i syrop w wymaganych proporcjach, a następnie mieszaninę nasyca się gazowym CO 2 pod ciśnieniem. Karbonatyzacja w piwach i winach następuje najczęściej w wyniku zachodzących w nich reakcji chemicznych.

Zastosowania oparte na bezwładności.

CO 2 stosowany jest jako przeciwutleniacz podczas długotrwałego przechowywania wielu produktów spożywczych: serów, mięsa, mleka w proszku, orzechów, herbat rozpuszczalnych, kawy, kakao itp. Jako środek tłumiący spalanie, CO 2 stosuje się podczas przechowywania i transportu materiałów łatwopalnych, takich jak paliwo rakietowe, oleje, benzyna, farby, lakiery i rozpuszczalniki. Stosowany jest jako środek ochronny przy spawaniu elektrycznym stali węglowych w celu uzyskania jednolitej, mocnej spoiny, a prace spawalnicze są tańsze niż przy zastosowaniu gazów obojętnych.

CO 2 jest jednym z najskuteczniejszych środków gaszenia pożarów powstających w wyniku zapalenia się łatwopalnych cieczy i awarii instalacji elektrycznej. Produkowane są różne gaśnice na dwutlenek węgla: od przenośnych o pojemności nie większej niż 2 kg, po stacjonarne automatyczne jednostki zasilające o łącznej pojemności butli do 45 kg lub niskociśnieniowe zbiorniki gazowe o pojemności do 60 ton CO2. Ciekły CO2 znajdujący się pod ciśnieniem w takich gaśnicach po uwolnieniu tworzy mieszaninę śniegu i zimnego gazu; ten ostatni ma większą gęstość niż powietrze i wypiera go ze strefy spalania. Efekt potęguje także chłodzące działanie śniegu, który parując zamienia się w gazowy CO2.

Aspekty chemiczne.

Dwutlenek węgla wykorzystywany jest do produkcji aspiryny, białego ołowiu, mocznika, nadboranów i chemicznie czystych węglanów. Kwas węglowy powstający podczas rozpuszczania CO2 w wodzie jest niedrogim odczynnikiem do neutralizacji zasad. W odlewniach dwutlenek węgla wykorzystuje się do utwardzania form piaskowych w drodze reakcji CO 2 z krzemianem sodu zmieszanym z piaskiem. Pozwala to uzyskać odlewy wyższej jakości. Cegły ogniotrwałe stosowane do wyłożenia pieców do wytapiania stali, szkła i aluminium stają się trwalsze po obróbce dwutlenkiem węgla. CO 2 stosowany jest także w systemach zmiękczania wody miejskiej wykorzystujących wapno sodowane.

Wytworzenie zwiększonego ciśnienia.

CO 2 wykorzystuje się do prób ciśnieniowych i szczelności różnych pojemników, a także do kalibracji manometrów, zaworów i świec zapłonowych. Służy do napełniania przenośnych pojemników do pompowania pasów ratunkowych i pontonów. Do zwiększania ciśnienia w puszkach aerozolowych od dawna stosuje się mieszaninę dwutlenku węgla i podtlenku azotu. CO 2 wtryskuje się pod ciśnieniem do szczelnych pojemników z eterem (w urządzeniach do szybkiego rozruchu silnika), rozpuszczalnikami, farbami, środkami owadobójczymi w celu późniejszego opryskiwania tymi substancjami.

Zastosowanie w medycynie.

CO 2 dodaje się w małych ilościach do tlenu (w celu pobudzenia oddychania) oraz podczas znieczulenia. W dużych stężeniach stosowany jest do humanitarnego uśmiercania zwierząt.

(IV), dwutlenek węgla lub dwutlenek węgla. Nazywa się go także bezwodnikiem węglowym. Jest to całkowicie bezbarwny, bezwonny gaz o kwaśnym smaku. Dwutlenek węgla jest cięższy od powietrza i słabo rozpuszczalny w wodzie. W temperaturach poniżej -78 stopni Celsjusza krystalizuje i przypomina śnieg.

Substancja ta przechodzi ze stanu gazowego do stałego, ponieważ nie może istnieć w stanie ciekłym pod ciśnieniem atmosferycznym. Gęstość dwutlenku węgla w normalnych warunkach wynosi 1,97 kg/m3 - jest 1,5 razy większa.Dwutlenek węgla w postaci stałej nazywany jest „suchym lodem”. Przy wzroście ciśnienia przechodzi w stan ciekły, w którym można go długo przechowywać. Przyjrzyjmy się bliżej tej substancji i jej budowie chemicznej.

Dwutlenek węgla, którego wzór to CO2, składa się z węgla i tlenu i powstaje w wyniku spalania lub rozkładu substancji organicznych. Tlenek węgla występuje w powietrzu i podziemnych źródłach mineralnych. Ludzie i zwierzęta również emitują dwutlenek węgla podczas wydechu. Rośliny pozbawione światła uwalniają je i intensywnie absorbują podczas fotosyntezy. Dzięki procesowi metabolicznemu komórek wszystkich żywych istot tlenek węgla jest jednym z głównych składników otaczającej przyrody.

Gaz ten nie jest toksyczny, ale jeśli gromadzi się w dużych stężeniach, może rozpocząć się uduszenie (hiperkapnia), a wraz z jego niedoborem rozwija się stan odwrotny - hipokapnia. Dwutlenek węgla przepuszcza i odbija podczerwień. To właśnie ma bezpośredni wpływ na globalne ocieplenie. Wynika to z faktu, że poziom jego zawartości w atmosferze stale wzrasta, co prowadzi do efektu cieplarnianego.

Dwutlenek węgla wytwarza się na skalę przemysłową z dymu, gazów paleniskowych lub w wyniku rozkładu węglanów dolomitu i wapienia. Mieszaninę tych gazów dokładnie przemywa się specjalnym roztworem węglanu potasu. Następnie zamienia się w wodorowęglan i rozkłada się pod wpływem ogrzewania, powodując uwolnienie dwutlenku węgla. Dwutlenek węgla (H2CO3) powstaje z dwutlenku węgla rozpuszczonego w wodzie, ale w nowoczesnych warunkach otrzymuje się go także innymi, bardziej zaawansowanymi metodami. Po oczyszczeniu dwutlenek węgla jest sprężany, schładzany i pompowany do cylindrów.

W przemyśle substancja ta jest szeroko i powszechnie stosowana. Producenci żywności wykorzystują go jako środek spulchniający (na przykład do ciasta) lub jako środek konserwujący (E290). Za pomocą dwutlenku węgla powstają różne napoje tonizujące i napoje gazowane, które tak uwielbiają nie tylko dzieci, ale także dorośli. Dwutlenek węgla wykorzystywany jest do produkcji sody oczyszczonej, piwa, cukru i win musujących.

Dwutlenek węgla wykorzystuje się także do produkcji skutecznych gaśnic. Za pomocą dwutlenku węgla powstaje ośrodek aktywny, niezbędny przy wysokich temperaturach łuku spawalniczego, dwutlenek węgla rozkłada się na tlen i tlenek węgla. Tlen oddziałuje z ciekłym metalem i utlenia go. Dwutlenek węgla w puszkach stosowany jest w wiatrówkach i pistoletach.

Modelarze samolotów wykorzystują tę substancję jako paliwo do swoich modeli. Za pomocą dwutlenku węgla można znacznie zwiększyć plony roślin uprawianych w szklarni. Znajduje również szerokie zastosowanie w przemyśle, w którym produkty spożywcze są znacznie lepiej konserwowane. Stosowany jest jako czynnik chłodniczy w lodówkach, zamrażarkach, generatorach elektrycznych i innych elektrowniach cieplnych.