Hiilihappoanhydridin ominaisuudet, käyttötavat ja vaarat

hiilidioksidia Se on väritön ja hajuton kaasu ilmakehän lämpötiloissa ja paineissa. Se on molekyyli, joka koostuu yhdestä hiiliatomista (C) ja kahdesta happiatomista (O). Se muodostaa hiilihappoa (lievä happo) liuottamalla veteen. Se on suhteellisen myrkytön ja palamaton.

Se on ilmaa raskaampaa, joten se voi aiheuttaa tukehtumisen, kun sitä siirretään. Pitkäaikaisessa altistumisessa lämmölle tai tulipalolle säiliö voi rikkoa voimakkaasti ja poistaa ammuksia.

Sitä käytetään elintarvikkeiden jäädyttämiseen, kemiallisten reaktioiden hallintaan ja sammutusaineena.

• kaava: CO2
• CAS-numero: 124-38-9
• NU: 1013

2D-rakenne

3D-rakenne

piirteet

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Hiilidioksidi kuuluu kemiallisesti reaktiivisten aineiden ryhmään (yhdessä argonin, heliumin, kryptonin, neonin, typen, rikkiheksafluoridin ja ksenonin kanssa).

syttyvyyttä

Hiilidioksidi, kuten kemiallisesti reaktiivisten aineiden ryhmä, ei ole syttyvä (vaikka ne voivat olla hyvin korkeissa lämpötiloissa).

reaktiivisuus

Kemiallisesti reagoimattomia aineita pidetään reaktiivisina tyypillisissä ympäristöolosuhteissa (vaikka ne voivat reagoida suhteellisen äärimmäisissä olosuhteissa tai katalyysissä). Ne kestävät hapettumista ja vähentymistä (paitsi äärimmäisissä olosuhteissa).

Kun se suspendoidaan hiilidioksidiin (erityisesti voimakkaiden hapettimien, kuten peroksidien läsnä ollessa), magnesium-, litium-, kalium-, natrium-, zirkonium-, titaani-, jotkut magnesium- ja alumiiniseokset sekä alumiini, kromi ja magnesium ovat kuumennettuja, syttyviä ja räjähtäviä. 

Hiilidioksidin läsnäolo voi aiheuttaa voimakasta hajoamista alumiinihydridin liuoksissa eetterissä, kun jätettä kuumennetaan.

Tällä hetkellä arvioidaan hiilidioksidin käytöstä aiheutuvia vaaroja suljetun ilmamäärän ja palavien höyryjen palontorjunta- ja sammutusjärjestelmissä..

Sen käyttöön liittyvä riski keskittyy siihen, että räjähdyksen käynnistämiseksi voidaan luoda suuria sähköstaattisia päästöjä.

Nestemäisen tai kiinteän hiilidioksidin kosketus hyvin kylmällä vedellä voi johtaa tuotteen voimakkaaseen tai voimakkaaseen kiehumiseen ja erittäin nopeaan höyrystymiseen johtuen suurista lämpötilaeroista..

Jos vesi on kuuma, on mahdollista, että nesteen räjähdys voi johtua "ylikuumenemisesta". Paineet voivat saavuttaa vaarallisen tason, jos nestekaasu joutuu kosketuksiin veden kanssa suljetussa astiassa. Heikko hiilihappo muodostuu vaarattomassa reaktiossa veden kanssa.

myrkyllisyys 

Kemiallisesti reagoimattomia aineita pidetään myrkyttöminä (vaikka tämän ryhmän kaasumaiset aineet voivat toimia tukahduttavina aineina).

5% hiilidioksidipitoisuuden tai sitä pienemmän pitoisuuden pitkäaikainen hengittäminen aiheuttaa lisääntynyttä hengitystaajuutta, päänsärkyä ja pieniä fysiologisia muutoksia.

Kuitenkin altistuminen suuremmille pitoisuuksille voi aiheuttaa tajuttomuuden ja kuoleman.

Nestemäinen tai kylmä kaasu voi aiheuttaa iholle tai silmille samanlaisia ​​palovammoja kuin palaminen. Kiinteä aine voi aiheuttaa palovammoja kylmällä kosketuksella.

sovellukset

Kaasumaisen hiilidioksidin käyttö. Suuri osa (noin 50%) kaikista talteen otetusta hiilidioksidista käytetään tuotantopisteessä muiden kaupallisesti tärkeiden kemikaalien, lähinnä urean ja metanolin, valmistukseen..

Toinen tärkeä hiilidioksidin käyttö kaasulähteen lähellä on öljyn parantunut talteenotto.

Loput hiilidioksidista, joka syntyy ympäri maailmaa, muunnetaan nestemäiseen tai kiinteään muotoon käytettäväksi muissa paikoissa, tai se vapautuu ilmakehään, koska kaasumaisen hiilidioksidin kuljetus ei ole taloudellisesti kannattavaa.

Kiinteän hiilidioksidin käyttö

Kuiva jää oli alun perin kaikkein tärkein hiilidioksidin kahdesta hiilipitoisesta muodosta.

Sen käyttö tuli suosituimmaksi Yhdysvalloissa 1920-luvun puolivälissä kylmäaineena elintarvikkeiden säilyttämiseen, ja 1930-luvulla siitä tuli tärkeä tekijä jäätelöteollisuuden kasvussa..

Toisen maailmansodan jälkeen kompressorin suunnittelun muutokset ja erikoisterästen saatavuus alhaisissa lämpötiloissa mahdollistivat hiilidioksidin nesteytymisen suuressa mittakaavassa. Siksi nestemäinen hiilidioksidi alkoi korvata kuivajää monissa sovelluksissa.

Nestemäisen hiilidioksidin käyttö

Nestemäisen hiilidioksidin käyttö on monia. Joissakin sen kemiallisissa koostumuksissa on merkitystä ja toisissa ei.

Näiden joukossa on: inertin väliaineen käyttö kasvien kasvun edistämiseksi ydinvoimalaitosten lämmönsiirron välineenä kylmäaineena, hiilidioksidin liukoisuuteen, kemialliseen käyttöön ja muihin käyttötarkoituksiin perustuva käyttö.

Käyttö inertissä väliaineessa

Ilmakehän sijasta käytetään hiilidioksidia, kun ilman läsnäolo aiheuttaisi haittavaikutuksia.

Elintarvikkeiden käsittelyssä ja kuljettamisessa sen hapettuminen (joka johtaa makuun menettämiseen tai bakteerien kasvuun) voidaan välttää käyttämällä hiilidioksidia.

Käytä kasvien kasvun edistämiseen

Tätä tekniikkaa soveltavat hedelmä- ja vihannestuottajat, jotka tuovat kaasun kasvihuoneisiinsa siten, että kasvihuonekaasupitoisuudet ovat korkeammat kuin ilmaan tavallisesti löydetyt. Laitokset vastaavat hiilidioksidin assimilaatiotason nousuun ja tuotannon kasvuun noin 15%..

Käyttö lämmönsiirtovälineenä ydinvoimaloissa

Hiilidioksidia käytetään tietyissä ydinreaktoreissa välilämmönsiirtoväliaineena. Siirtää lämpöä fissioprosesseista höyry- tai kiehuvaan veteen lämmönvaihtimissa.

Käytä kylmäaineena

Nestemäistä hiilidioksidia käytetään laajalti elintarvikkeiden jäädyttämiseen ja sen myöhempään varastointiin ja kuljetukseen.

Hiilidioksidin liukoisuuteen perustuvat käyttötavat

Hiilidioksidilla on kohtalainen liukoisuus veteen, ja tätä ominaisuutta käytetään paisuvien alkoholijuomien ja alkoholittomien juomien valmistuksessa. Tämä oli ensimmäinen tärkeä hiilidioksidin käyttö. Hiilidioksidin käyttö aerosoliteollisuudessa kasvaa jatkuvasti.

Kemialliset käyttötarkoitukset

Valimomuottien ja ytimien valmistuksessa käytetään hiilidioksidin ja piidioksidin välistä kemiallista reaktiota, jota käytetään hiekan jyvien liittämiseen.

Natriumsalisylaatti, yksi aspiriinin valmistuksessa käytetyistä välituotteista, tehdään hiilidioksidin reaktiolla natriumfenolaatin kanssa..

Pehmennetyn veden hiilihapotus suoritetaan käyttämällä hiilidioksidia liukenemattomien kalkkiyhdisteiden saostumisen poistamiseksi.

Hiilidioksidia käytetään myös lyijykarbonaatin, natriumin, kaliumin ja ammoniumkarbonaattien ja vetykarbonaattien valmistuksessa.
Sitä käytetään neutraloivana aineena tekstiiliteollisuuden merserointitoimissa, koska sitä on helpompi käyttää kuin rikkihappoa.

Muut käyttötarkoitukset

Nestemäistä hiilidioksidia käytetään kivihiilen uuttoprosessissa, sitä voidaan käyttää eräiden aromien ja tuoksujen eristämiseen, eläinten anestesiaan ennen teurastusta, eläinten kryomerkintään, sumujen syntymiseen teatteriesityksiin, hyvänlaatuisten kasvainten ja syylien, lasereiden, voiteluöljyn lisäaineiden valmistuksen, tupakan käsittelyn ja hautaamisen jälkeisen sanitaation jäädyttäminen ovat esimerkkejä tällaisista käyttötarkoituksista..

Kliiniset vaikutukset

Altistuminen tukehtumiselle tapahtuu pääasiassa teollisuusympäristöissä, toisinaan luonnon- tai teollisuuskatastrofien yhteydessä.

Yksinkertaisia ​​tukahduttavia aineita ovat muun muassa hiilidioksidi (CO2), helium (He) ja kaasumaiset hiilivedyt (metaani (CH4), etaani (C2H6), propaani (C3H8) ja butaani (C4H10)).

Ne toimivat syrjäyttämällä happea ilmakehästä, mikä johtaa alveolaarisen hapen osapaineen ja siten myös hypoksemian vähenemiseen..

Hypoksiemia tuottaa kuvan alkuperäisestä euforiasta, joka voi vaarantaa potilaan kyvyn poistua myrkyllisestä ympäristöstä.

Keskushermosto ja anaerobinen aineenvaihdunta viittaavat vakavaan toksisuuteen.

Kevyt tai kohtalainen myrkytys

Hapen kyllästyminen voi olla alle 90%, jopa oireettomissa tai hieman oireenmukaisissa potilailla. Kiroukset, joissa on vähentynyt yövalo, päänsärky, pahoinvointi, hengitys- ja pulssihyökkäys.

Vakava myrkytys

Happisaturaatio voi olla 80% tai vähemmän. Varovaisuutta, uneliaisuutta, huimausta, väsymystä, euforiaa, muistin heikkenemistä, heikentynyttä näöntarkkuutta, syanoosia, tajunnan menetystä, dysrytmioita, sydänlihaksen iskemiaa, keuhkopöhöä, kouristuksia ja kuolemaa..

Turvallisuus ja riskit

Kemikaalien luokitusta ja merkintöjä koskevan maailmanlaajuisesti yhdenmukaistetun järjestelmän vaaratekijät (SGA).

Maailmanlaajuisesti yhdenmukaistettu kemikaalien luokitus- ja merkintäjärjestelmä (SGA) on Yhdistyneiden Kansakuntien kansainvälisesti sovittu järjestelmä, jonka tarkoituksena on korvata eri maissa käytettävät erilaiset luokitus- ja merkintävaatimukset yhdenmukaisilla maailmanlaajuisilla kriteereillä (Yhdistyneet Kansakunnat) United, 2015).

Vaaraluokat (ja niiden vastaava luku GHS: stä), luokitus- ja merkintävaatimukset sekä suositukset hiilidioksidille ovat seuraavat (Euroopan kemikaalivirasto, 2017, Yhdistyneet Kansakunnat, 2015, PubChem, 2017):

viittaukset

1. Jacek FH, (2006). Hiilidioksidi-3D-vdW [kuva] Haettu osoitteesta wikipedia.org.
2. Anon, (2017). [image] Palautettu nih.gov.
3. Euroopan kemikaalivirasto (ECHA). (2017). Yhteenveto luokituksesta ja merkinnöistä.
4. Ilmoitettu luokitus ja merkinnät. Hiilidioksidi. Haettu 16. tammikuuta 2017.
5. Vaarallisten aineiden tietopankki (HSDB). TOXNET. (2017). Hiilidioksidi. Bethesda, MD, EU: Lääketieteellinen kirjasto.
6. Kansallinen työturvallisuuslaitos (INSHT). (2010). Kansainväliset kemikaalikortit, hiilidioksidi. Työ- ja turvallisuusministeriö. Madrid. se on.
7. Yhdistyneet Kansakunnat (2015). Maailmanlaajuisesti yhdenmukaistettu järjestelmä kemiallisten tuotteiden luokitusta ja merkintöjä varten (SGA) Kuudes tarkistettu versio. New York, EU: Yhdistyneiden Kansakuntien julkaisu. 
8. Kansallinen bioteknologian tiedotuskeskus. PubChem Compound -tietokanta. (2017). Hiilidioksidi. Bethesda, MD, EU: Lääketieteellinen kirjasto.
9. National Oceanic ja Atmospheric Administration (NOAA). CAMEO Kemikaalit. (2017). Reactive Group -datalehdet. Ei kemiallisesti reaktiivinen. Silver Spring, MD. EU.
10. National Oceanic ja Atmospheric Administration (NOAA). CAMEO Kemikaalit. (2017). Kemiallinen tietolomake. Hiilidioksidi. Silver Spring, MD. EU.
11. Topham, S., Bazzanella, A., Schiebahn, S., Luhr, S., Zhao, L., Otto, A., & Stolten, D. (2000). Hiilidioksidi. Ullmannin teollisuuskemian tietokirjassa. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
12. Wikipedia. (2017). Hiilidioksidi. Haettu 17. tammikuuta 2017 osoitteesta wikipedia.org.