Dwutlenek węgla jest plastikowy czy nie. Właściwości fizyczne i chemiczne dwutlenku węgla

Utrata sił, osłabienie, ból głowy, depresja – czy ten stan jest znajomy? Najczęściej dzieje się to jesienią i zimą, a zły stan zdrowia przypisuje się brakowi światła słonecznego. Ale tu nie chodzi o niego, chodzi o nadmiar treści dwutlenek węgla w powietrzu, którym oddychasz. Sytuacja z poziomem CO₂ w budynkach mieszkalnych i transporcie w naszym kraju jest naprawdę katastrofalna. zaduch, wysoka wilgotność i pleśń są również konsekwencją braku wentylacji. Uszczelnione plastikowe okna i klimatyzatory tylko pogarszają sytuację. Czy wiesz, że gdy poziom dwutlenku węgla w powietrzu jest dwukrotnie wyższy (w stosunku do tła ulicy), aktywność mózgu spada 2-krotnie? Nawiasem mówiąc, ziewanie uczniów podczas wykładów jest wskaźnikiem zwiększonej zawartości CO₂ w klasie. I bardzo często nie ma wentylacji budynki biurowe. O jakiej produktywności możemy mówić, jeśli mózg danej osoby po prostu nie działa?

Zacznijmy więc od podstaw. Kiedy człowiek oddycha, pochłania tlen i uwalnia dwutlenek węgla. Podczas spalania węglowodorów wydziela się także dwutlenek węgla. Średni poziom CO₂ na naszej planecie wynosi obecnie około 400 PPM (części na milion – części na milion, czyli 0,04%) i stale rośnie ze względu na stały wzrost zużycia produktów naftowych. Jednocześnie warto wiedzieć, że drzewa pochłaniają dwutlenek węgla i to właśnie jest ich główną funkcją (a nie, jak błędnie sądzą, że produkują jedynie tlen).

Kiedy dana osoba przebywa na zewnątrz, nie ma problemów, ale zaczynają się, gdy jest w pomieszczeniu. Jeśli dana osoba zostanie zamknięta w zamkniętym pomieszczeniu bez dopływu świeżego powietrza, wówczas umrze nie z powodu braku tlenu, jak błędnie sądzi większość ludzi, ale z powodu wielokrotnego nadmiaru poziomu dwutlenku węgla, który ta osoba sama wyprodukowała w jego płuca. Odłóżmy na bok problemy wentylacji transportu publicznego (piszę o tym osobno) i skupmy się na mieszkaniach miejskich/wiejskich, w których panuje ogromny brak wentylacji.

Jednocześnie człowiek spędza w domu/mieszkaniu co najmniej jedną trzecią swojego życia, a tak naprawdę połowę – na własnym zdrowiu nie można oszczędzać!

2. Problem wysokiej zawartości CO₂ w powietrzu jest szczególnie istotny w okresie zimowym, ponieważ... Latem prawie wszyscy mają otwarte okna przez cały czas. A wraz z nadejściem chłodów okna otwierane są coraz rzadziej, ostatecznie ograniczając się do okazjonalnej wentylacji. I, co za zbieg okoliczności, w zimnych porach roku pojawia się depresja, senność i utrata sił.

3. Wcześniej istniała nawet taka tradycja - uszczelnianie pęknięć w oknach przed nadejściem chłodów. Często wraz z nawiewnikami całkowicie wykluczały dopływ świeżego powietrza do domu. Jeszcze raz podkreślam, że świeże powietrze jest potrzebne nie dlatego, że zawiera tlen niezbędny do oddychania, ale po to, aby poprzez wymianę powietrza w pomieszczeniu zmniejszyć nadmiar dwutlenku węgla.

4. Wiele osób myśli, że ma okap (w mieszkaniach, przynajmniej w kuchni i łazience), i pomieszczenie będzie przez niego wentylowane. Tak, dodatkowo instalowanie plastikowych okien, które są całkowicie uszczelnione. Ale jak będzie płynąć powietrze pod maskę jeśli nie masz dopływu w postaci pęknięć w ramkach lub otwartego okna? A przy dobrym przeciągu zwykle wyciąga powietrze z wejścia.

5. Gorsze jest jedynie zamontowanie klimatyzatora w formie systemu split i używanie go przy zamkniętych oknach. Pamiętaj, gdy klimatyzator jest włączony, NIE zamykaj okien! Oto nowoczesny, szczelny wiejski dom, który nie ma przerw w przegrodzie budynku. I nie trzeba dać się zwieść opowieściom, że drewno lub gazobeton „oddychają” i dlatego nie można przejmować się wentylacją. Pamiętaj, że termin ten odnosi się do wysokiej paroprzepuszczalności materiału, a nie możliwości dostarczania świeżego powietrza ulicznego do domu.

6. Większość ogranicza się do wentylatora wyciągowego z łazienki i kuchni. OK, wentylator jest włączony, wszystkie okna i drzwi w domu są zamknięte. Jaki będzie wynik? Zgadza się, w domu będzie próżnia, bo nie ma skąd napływać nowe powietrze. Aby wentylacja naturalna działała, do domu musi dostawać się świeże powietrze.

7. Do pomiaru poziomu dwutlenku węgla w powietrzu pojawiły się obecnie stosunkowo niedrogie czujniki z czujnikiem NDIR. Niedyspersyjna podczerwień (NDIR) opiera się na zmianie intensywności podczerwieni przed i po absorpcji w detektorze podczerwieni o selektywnej czułości. Początkowo miałem zamiar kupić taki czujnik na Aliexpress w zeszłym roku (wtedy kosztował około 100 dolarów), ale podwyższona cena w związku ze wzrostem kursu dolara dała mi do myślenia i rozglądania się opcje alternatywne. Nieoczekiwanie czujnik ten został znaleziony w Rosji pod rosyjską marką za te same 100 dolarów według zeszłorocznego kursu wymiany. W sumie znalazłem najlepszą ofertę na Yandex.Market i kupiłem czujnik w cenie 3500 rubli. Model nazywa się MT8057. Oczywiście czujnik ma błąd, ale nie jest istotne kiedy mówimy oże ważne są dla nas pomiary przy stężeniach dwutlenku węgla przekraczających kilkukrotnie normę.

8. Zamknięte plastikowe okna, klimatyzatory - to wszystko bzdura w porównaniu z kuchenką gazową w mieszkaniu (na zdjęcie zapaliłem palnik gazowy, ponieważ Aby sfilmować płytę, trzeba ją było umyć).

9. Zatem cała uwaga na harmonogram. Kuchnia ma 9 m2, sufity są wysokie na 3 metry, drzwi do kuchni są otwarte (!), okno jest zamknięte, jest okap naturalny (w lecie przeciąg słaby), jedna osoba. Czujnik stoi na wysokości 1 metra od podłogi, na stole w jadalni. „Normalny” poziom CO₂ w pomieszczeniu bez ludzi wynosi około 600 PPM. Przychodzi jedna osoba i poziom CO₂ natychmiast się podnosi. Liście - spada. To przychodzi ponownie – znowu się podnosi. A potem włącza jeden (!) palnik gazowy. Poziom CO₂ niemal natychmiast wzrasta powyżej 2000 PPM. Lęk! Otwieramy okno. Obserwujemy, jak powoli maleje stężenie dwutlenku węgla w powietrzu. I dodaj tutaj jeszcze 1-2 osoby. Nawet jeśli nie włączysz kuchenki gazowej, 3 dorosłe osoby bez wykonywania ciężkiej pracy fizycznej podniosą poziom CO₂ w pomieszczeniu do poziomu krytycznego w ciągu 30 minut.

gotować dla kuchenka gazowa? Koniecznie otwórz okno i włącz okap (wykonaj obie czynności jednocześnie).

Czy włączyłeś klimatyzator? Pamiętaj, aby otworzyć okno.

Jesteś po prostu w pokoju? Pamiętaj, aby otworzyć okno. A jeśli w pomieszczeniu jest dużo osób, otwórz okno.

A w nocy, podczas snu, okno musi być otwarte.

Krótko mówiąc, albo musisz mieć zapas kanał wentylacyjny lub stale otwarte okno.

10. O drzewach i o tym, jak mogą być przydatne. Ich najważniejszą funkcją podczas procesu wzrostu jest absorpcja dwutlenku węgla. Niewiele osób zastanawia się, dlaczego drewno się pali i skąd bierze się tyle energii. Zatem ta energia w postaci węgla gromadzi się w pniu drzewa w wyniku absorpcji dwutlenku węgla. Drzewa wytwarzają tlen jako produkt uboczny reakcji fotosyntezy.

11. Otwarcie okna w ciepłym sezonie nie jest trudne, w lecie generalnie problem nie jest aż tak palący (poza przypadkami używania klimatyzatorów przy zamkniętych oknach). Problemy zaczynają się zimą, bo nikt nie trzyma okna otwartego cały czas, co oznacza ogromne, niekontrolowane straty ciepła i będzie po prostu zimno. Właśnie w tym momencie należy podnieść alarm. Zdrowie jest bezcenne.

Problem jest bardzo poważny i ma charakter globalny. Na przykład do zeszłej jesieni w ogóle nie myślałem o znaczeniu wentylacji dla zdrowia: co jest w mieszkaniu, co w nim jest Chatka. Jeśli spojrzeć w przeszłość, to regularna jesienna depresja, senność i zły nastrój w zimnych porach roku w miejskim mieszkaniu skłoniły nas do zastanowienia się nad opuszczeniem miasta, że ​​tak powiem, i budową, bo... Jesienią i zimą, kiedy byłem w mieście, bolała mnie głowa i ogólne osłabienie organizmu. Ale gdy tylko wyszedłem na łono natury, problem zniknął. Tłumaczyłam to brakiem światła słonecznego, ale nie w tym tkwił problem. Zimą przestałem trzymać Otwórz okno(jest zimno) i otrzymał wielokrotny nadmiar CO₂ w mieszkaniu.

Najprostszym i najtańszym rozwiązaniem problemu jest ciągłe otwieranie okna lub wietrzenie w oparciu o odczyty z czujnika CO₂. Normalny poziom CO₂ w pomieszczeniu można uznać za stężenie do 1000 PPM; jeśli jest wyższy, należy pilnie przewietrzyć. Wilgotność można uznać za pośredni wskaźnik wysokiego stężenia dwutlenku węgla w powietrzu. Jeśli bez obiektywnych przyczyn i spadku temperatury w pomieszczeniu wilgotność zacznie rosnąć, oznacza to, że wzrasta poziom CO₂.

Niebezpieczeństwo zwiększonego stężenia dwutlenku węgla w powietrzu polega na tym, że organizm ludzki reaguje z bardzo dużym opóźnieniem. Zanim poczułeś, że w pomieszczeniu jest duszno i ​​należy je przewietrzyć, przebywałeś już w pomieszczeniu o wysokiej zawartości CO₂ w powietrzu przez co najmniej pół godziny.

W następny post Opowiem o problemach z wentylacją w transporcie publicznym (autobusy, pociągi, samoloty). Pokażę Ci również, jak prawidłowo zorganizować wentylację w wiejskim domu, o czym wszyscy jakoś zapominają.

Ciąg dalszy nastąpi.

Artykuły na ten temat do samodzielnej nauki.

Dwutlenek węgla to bezbarwny gaz o ledwo wyczuwalnym zapachu, nietoksyczny, cięższy od powietrza. Dwutlenek węgla jest szeroko rozpowszechniony w przyrodzie. Rozpuszcza się w wodzie tworząc kwas węglowy H 2 CO 3, nadający mu kwaśny smak. Powietrze zawiera około 0,03% dwutlenku węgla. Gęstość jest 1,524 razy większa od gęstości powietrza i wynosi 0,001976 g/cm 3 (przy zerowej temperaturze i ciśnieniu 101,3 kPa). Potencjał jonizacji 14,3V. Wzór chemiczny - CO 2.

W produkcji spawalniczej używa się tego terminu "dwutlenek węgla" cm. . W zakładce „Regulamin urządzenia i bezpieczna operacja zbiorniki ciśnieniowe” – przyjęty termin "dwutlenek węgla" i - terminowo "dwutlenek węgla".

Sposobów wytwarzania dwutlenku węgla jest wiele, najważniejsze z nich omówiono w artykule.

Gęstość dwutlenku węgla zależy od ciśnienia, temperatury i stan skupienia, w którym się znajduje. Pod ciśnieniem atmosferycznym i w temperaturze -78,5°C dwutlenek węgla, omijając stan ciekły, zamienia się w białą masę przypominającą śnieg "suchy lód".

Pod ciśnieniem 528 kPa i w temperaturze -56,6°C dwutlenek węgla może znajdować się we wszystkich trzech stanach (tzw. punkt potrójny).

Dwutlenek węgla jest stabilny termicznie i dysocjuje na tlenek węgla dopiero w temperaturach powyżej 2000°C.

Dwutlenek węgla jest pierwszy gaz opisany jako substancja dyskretna. W XVII wieku flamandzki chemik Jana Chrzciciela van Helmonta (Jana Chrzciciela van Helmonta) zauważył, że po spaleniu węgla w zamkniętym naczyniu masa popiołu była znacznie mniejsza niż masa spalonego węgla. Wyjaśnił to stwierdzeniem, że węgiel zamienił się w niewidzialną masę, którą nazwał „gazem”.

Właściwości dwutlenku węgla badano znacznie później, w roku 1750. Szkocki fizyk Józef Czarny (Józef Czarny).

Odkrył, że wapień (węglan wapnia CaCO 3) po podgrzaniu lub reakcji z kwasami wydziela gaz, który nazwał „związanym powietrzem”. Okazało się, że „związane powietrze” jest od niego gęstsze i nie sprzyja spalaniu.

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

Przepuszczając „związane powietrze”, tj. dwutlenek węgla CO 2 poprzez wodny roztwór wapna Ca(OH) 2 węglan wapnia CaCO 3 osadza się na dnie. Joseph Black wykorzystał ten eksperyment, aby udowodnić, że podczas oddychania zwierząt uwalniany jest dwutlenek węgla.

CaO + H 2 O = Ca(OH) 2

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O

Ciekły dwutlenek węgla jest bezbarwną, bezwonną cieczą, której gęstość zmienia się znacznie w zależności od temperatury. Istnieje, gdy temperatura pokojowa tylko przy ciśnieniu większym niż 5,85 MPa. Gęstość ciekłego dwutlenku węgla wynosi 0,771 g/cm3 (20°C). W temperaturach poniżej +11°C jest cięższy od wody, a powyżej +11°C jest lżejszy.

Ciężar właściwy ciekłego dwutlenku węgla zmienia się znacznie wraz z temperaturą dlatego też ilość dwutlenku węgla jest określana i sprzedawana na wagę. Rozpuszczalność wody w ciekłym dwutlenku węgla w zakresie temperatur 5,8-22,9°C nie przekracza 0,05%.

Ciekły dwutlenek węgla zamienia się w gaz pod wpływem ciepła. W normalnych warunkach (20°C i 101,3 kPa) Kiedy 1 kg ciekłego dwutlenku węgla odparuje, powstaje 509 litrów dwutlenku węgla. Gdy gaz jest pobierany zbyt szybko, ciśnienie w butli spada i dopływ ciepła jest niewystarczający, dwutlenek węgla ochładza się, szybkość jego parowania maleje, a po osiągnięciu „punktu potrójnego” zamienia się w suchy lód, który zatyka otwór w reduktorze i dalsze przerwy w wydobywaniu gazu. Po podgrzaniu suchy lód bezpośrednio zamienia się w dwutlenek węgla, omijając stan ciekły. Aby odparować suchy lód, należy dostarczyć znacznie więcej ciepła niż do odparowania ciekłego dwutlenku węgla - dlatego jeśli w cylindrze utworzy się suchy lód, będzie on powoli odparowywał.

Ciekły dwutlenek węgla został po raz pierwszy wyprodukowany w 1823 r. Humphry’ego Davy’ego(Humphry Davy) i Michael Faraday(Michael Faraday).

Stały dwutlenek węgla „suchy lód” wyglądem przypomina śnieg i lód. Zawartość dwutlenku węgla uzyskiwanego z brykietów z suchego lodu jest wysoka – 99,93-99,99%. Zawartość wilgoci mieści się w zakresie 0,06-0,13%. Suchy lód znajdujący się na świeżym powietrzu szybko odparowuje, dlatego do jego przechowywania i transportu wykorzystuje się kontenery. Dwutlenek węgla produkowany jest z suchego lodu w specjalnych wyparkach. Stały dwutlenek węgla (suchy lód), dostarczany zgodnie z GOST 12162.

Najczęściej stosuje się dwutlenek węgla:

• stworzyć środowisko ochronne dla metali;
• w produkcji napojów gazowanych;
• chłodzenie, zamrażanie i przechowywanie produkty żywieniowe;
• do systemów gaśniczych;
• do czyszczenia powierzchni suchym lodem.

Gęstość dwutlenku węgla jest dość duża, co pozwala zabezpieczyć przestrzeń reakcyjną łuku przed kontaktem z gazami atmosferycznymi i zapobiega azotowaniu przy stosunkowo niskim zużyciu dwutlenku węgla w strumieniu. Dwutlenek węgla podczas procesu spawania oddziałuje z metalem spoiny i działa utleniająco, a także nawęglanie metalu jeziorka spawalniczego.

Poprzednio pojawiły się przeszkody w zastosowaniu dwutlenku węgla jako środka ochronnego w szwach. Pory powstały na skutek wrzenia krzepnącego metalu jeziorka spawalniczego w wyniku uwolnienia tlenku węgla (CO) na skutek jego niedostatecznego odtlenienia.

Na wysokie temperatury dwutlenek węgla dysocjuje, tworząc wysoce aktywny wolny, jednoatomowy tlen:

Utlenianie wolnego od dwutlenku węgla metalu spoiny podczas spawania jest neutralizowane przez zawartość dodatkowej ilości pierwiastków stopowych o dużym powinowactwie do tlenu, najczęściej krzemu i manganu (w ilości przekraczającej ilość wymaganą do stopienia metalu spoiny) lub topniki wprowadzane do strefy spawania (spawanie).

Zarówno dwutlenek węgla, jak i tlenek węgla są praktycznie nierozpuszczalne w stałym i stopionym metalu. Wolna substancja czynna utlenia pierwiastki obecne w jeziorku spawalniczym w zależności od ich powinowactwa do tlenu i stężenia zgodnie z równaniem:

Ja + O = MeO

gdzie Me to metal (mangan, aluminium itp.).

Ponadto sam dwutlenek węgla reaguje z tymi pierwiastkami.

W wyniku tych reakcji podczas spawania w dwutlenku węgla obserwuje się znaczne wypalenie aluminium, tytanu i cyrkonu, a mniej intensywne wypalenie krzemu, manganu, chromu, wanadu itp.

Utlenianie zanieczyszczeń zachodzi szczególnie intensywnie w temperaturze . Wynika to z faktu, że podczas spawania elektrodą topliwą interakcja roztopionego metalu z gazem następuje, gdy na końcu elektrody i w jeziorku spawalniczym pozostaje kropla, a podczas spawania elektrodą nietopliwą, występuje tylko w basenie. Jak wiadomo, oddziaływanie gazu z metalem w szczelinie łukowej zachodzi znacznie intensywniej ze względu na wyższą temperaturę i większą powierzchnię styku metalu z gazem.

Ze względu na aktywność chemiczną dwutlenku węgla w stosunku do wolframu, spawanie w tym gazie odbywa się wyłącznie za pomocą elektrody topliwej.

Dwutlenek węgla jest nietoksyczny i niewybuchowy. Dwutlenek węgla w stężeniach większych niż 5% (92 g/m3) ma szkodliwy wpływ na zdrowie człowieka, ponieważ jest cięższy od powietrza i może gromadzić się w słabo wentylowanych pomieszczeniach w pobliżu podłogi. Zmniejsza to udział objętościowy tlenu w powietrzu, co może powodować niedobór tlenu i uduszenie. Pomieszczenia, w których prowadzone jest spawanie z wykorzystaniem dwutlenku węgla, muszą być wyposażone w wentylację ogólną nawiewno-wywiewną. Maksymalne dopuszczalne stężenie dwutlenku węgla w powietrzu obszaru roboczego wynosi 9,2 g/m 3 (0,5%).

Dwutlenek węgla dostarczany jest przez. Aby uzyskać wysokiej jakości szwy, stosuje się gazowy i skroplony dwutlenek węgla najwyższej i pierwszej klasy.

Dwutlenek węgla transportowany i magazynowany jest w stalowych butlach lub zbiornikach o dużej pojemności stan ciekły z późniejszym zgazowaniem w zakładzie, ze scentralizowanym zasilaniem stanowisk spawalniczych poprzez rampy. Standardowy o pojemności 40 litrów napełniony jest 25 kg ciekłego dwutlenku węgla, który przy normalnym ciśnieniu zajmuje 67,5% objętości butli i po odparowaniu wytwarza 12,5 m 3 dwutlenku węgla. W górnej części cylindra gromadzi się powietrze wraz z dwutlenkiem węgla. Na dnie cylindra gromadzi się woda, która jest cięższa od ciekłego dwutlenku węgla.

W celu zmniejszenia wilgotności dwutlenku węgla zaleca się montaż butli zaworem w dół i po odczekaniu 10...15 minut ostrożnie otworzyć zawór i spuścić wilgoć z butli. Przed spawaniem należy wypuścić niewielką ilość gazu z normalnie zainstalowanej butli, aby usunąć powietrze uwięzione w butli. Część wilgoci zostaje zatrzymana w postaci dwutlenku węgla w postaci pary wodnej, co pogarsza zgrzewanie szwu.

Po uwolnieniu gazu z butli, na skutek efektu dławienia i absorpcji ciepła podczas odparowywania ciekłego dwutlenku węgla, gaz znacznie się ochładza. Przy intensywnej ekstrakcji gazu reduktor może zostać zatkany zamrożoną wilgocią zawartą w dwutlenku węgla, a także suchym lodem. Aby tego uniknąć, przy odsysaniu dwutlenku węgla przed reduktorem instalowana jest nagrzewnica gazowa. Ostateczne usuwanie wilgoci za skrzynią biegów odbywa się za pomocą specjalnego środka osuszającego wypełnionego watą szklaną i chlorkiem wapnia, krzemionką i helem, siarczan miedzi lub inne pochłaniacze wilgoci

Butla z dwutlenkiem węgla jest pomalowana na czarno, a napis „KWAS WĘGLOWY” jest napisany żółtymi literami..

Cele:

• Poszerz swoją wiedzę na temat historii odkryć, właściwości i praktycznych zastosowań dwutlenku węgla.
• Zapoznanie studentów z laboratoryjnymi metodami wytwarzania dwutlenku węgla.
• Kontynuuj rozwijanie umiejętności eksperymentalnych uczniów.

Stosowane techniki:„zdania prawdziwe i fałszywe”, „zygzak-1”, skupienia.

Sprzęt laboratoryjny: stanowisko laboratoryjne, urządzenie do otrzymywania gazów, zlewka 50 ml, kawałki marmuru, kwas solny (1:2), woda wapienna, zacisk Mohra.

I. Etap wywoływania

Na etapie wyzwania stosowana jest technika „stwierdzeń prawdziwych i fałszywych”.

Sprawozdania

II. Etap poczęcia

1. Organizacja zajęć w grupach roboczych, których uczestnicy otrzymują teksty dotyczące pięciu głównych tematów „zygzaka”:

1. Historia odkrycia dwutlenku węgla
2. Dwutlenek węgla w przyrodzie
3. Produkcja dwutlenku węgla
4. Właściwości dwutlenku węgla
5. Praktyczne użycie dwutlenek węgla

Następuje wstępne zapoznanie się z tekstem, wstępna lektura.

2. Praca w grupach eksperckich.

Grupy eksperckie skupiają „ekspertów” zajmujących się konkretnymi zagadnieniami. Ich zadaniem jest uważne przeczytanie tekstu, podkreślenie kluczowych fraz i nowych koncepcji lub wykorzystanie klastrów i różnych schematów do graficznego przedstawienia treści tekstu (praca wykonywana jest indywidualnie).

3. Dobór materiału, jego strukturyzacja i dodawanie (praca w grupach)

4. Przygotowanie do emisji tekstu w grupach roboczych

• 1. grupa eksperci sporządzają podsumowanie referencyjne „Historia odkrycia dwutlenku węgla”
• 2. grupa eksperci sporządzają diagram rozkładu dwutlenku węgla w przyrodzie
• 3. grupa eksperci sporządzają schemat produkcji dwutlenku węgla i rysunek instalacji do jego wytwarzania
• 4. grupa eksperci opracowują klasyfikację właściwości dwutlenku węgla
• 5. grupa eksperci opracowują schemat praktycznego wykorzystania dwutlenku węgla

5. Przygotowanie do prezentacji (plakat)

III. Etap refleksji

Wróć do grup roboczych

1. Transmisja w grupie tematycznej 1–5 kolejno. Montaż instalacji do produkcji dwutlenku węgla. Otrzymywanie dwutlenku węgla i badanie jego właściwości.
2. Omówienie wyników eksperymentów.
3. Prezentacja poszczególnych tematów.
4. Wróć do „Stwierdzenia prawdziwe i fałszywe”. Testowanie początkowych założeń. Układ nowych ikon.

Może to wyglądać tak:

Sprawozdania
1. Dwutlenek węgla to „dziki gaz”.
2. Morza i oceany zawierają 60 razy więcej dwutlenku węgla niż atmosfera ziemska.
3. Naturalne źródła dwutlenku węgla nazywane są mofetami.
4. W okolicach Neapolu znajduje się „Psia Jaskinia”, do której nie wolno wprowadzać psów.
5. W laboratoriach dwutlenek węgla powstaje w wyniku działania kwasu siarkowego na kawałki marmuru.
6. Dwutlenek węgla to bezbarwny i bezwonny gaz, lżejszy od powietrza, dobrze rozpuszczalny w wodzie.
7. Stały dwutlenek węgla nazywany jest „suchym lodem”.
8. Woda wapienna to wodny roztwór wodorotlenku wapnia.

Teksty na pięć głównych tematów „zygzaka”

1. Historia odkrycia dwutlenku węgla

Dwutlenek węgla był pierwszym spośród wszystkich innych gazów, który alchemik z XVI wieku przeciwstawił się powietrzu pod nazwą „dzikiego gazu”. Van't Helmonta.

Odkrycie CO 2 zapoczątkowało nową dziedzinę chemii - pneumatochemię (chemia gazów).

Szkocki chemik Joseph Black (1728 - 1799) w 1754 ustalił, że wapienny marmur mineralny (węglan wapnia) rozkłada się pod wpływem ogrzewania, wydzielając gaz i tworząc wapno palone (tlenek wapnia):

CaCO3 CaO + CO2
węglan wapnia tlenek wapnia dwutlenek węgla

Uwolniony gaz można ponownie połączyć z tlenkiem wapnia, tworząc ponownie węglan wapnia:

CaO + CO 2 CaCO 3
tlenek wapnia dwutlenek węgla węglan wapnia

Gaz ten był identyczny z „dzikim gazem” odkrytym przez Van Helmonta, ale Black nadał mu nową nazwę – „związane powietrze” – ponieważ gaz ten mógł się wiązać i ponownie stać się substancją stałą, a także miał zdolność przyciągania na wodę wapienną (wodorotlenek wapnia) i powodują jej zmętnienie:

dwutlenek węgla wodorotlenek wapnia węglan wapnia woda

Kilka lat później Cavendish odkrył jeszcze dwie charakterystyczne właściwości fizyczne dwutlenku węgla – jego dużą gęstość i znaczną rozpuszczalność w wodzie.

2. Dwutlenek węgla w przyrodzie

Zawartość dwutlenku węgla w atmosferze jest stosunkowo niewielka i wynosi zaledwie 0,04–0,03% (objętościowo). CO 2 skoncentrowany w atmosferze ma masę 2200 miliardów ton.
W morzach i oceanach rozpuszczonych jest 60 razy więcej dwutlenku węgla.
Każdego roku około 1/50 całkowitego zawartego w nim CO 2 jest usuwane z atmosfery przez szatę roślinną globu w procesie fotosyntezy, podczas którego substancje mineralne przekształcają się w materię organiczną.
Większość dwutlenku węgla w przyrodzie powstaje w wyniku różnych procesów rozkładu materia organiczna. Dwutlenek węgla uwalnia się podczas oddychania roślin, zwierząt i mikroorganizmów. Ilość dwutlenku węgla emitowanego przez różne gałęzie przemysłu stale rośnie. Dwutlenek węgla zawarty jest w gazach wulkanicznych, ale na obszarach wulkanicznych jest również uwalniany z ziemi. „Psia Jaskinia” od kilku stuleci w pobliżu Neapolu we Włoszech działa jako stały generator CO 2 . Słynie z tego, że nie mogą w nim przebywać psy, natomiast człowiek może przebywać w nim w normalnym stanie. Faktem jest, że w tej jaskini dwutlenek węgla wydobywa się z ziemi, a ponieważ jest 1,5 razy cięższy od powietrza, znajduje się poniżej, mniej więcej na wysokości psa (0,5 m). W takim powietrzu, w którym dwutlenek węgla wynosi 14%, psy (i inne zwierzęta oczywiście) nie mogą oddychać, ale dorosły stojący na nogach nie czuje nadmiaru dwutlenku węgla w tej jaskini. Te same jaskinie znajdują się w Parku Narodowym Yellowstone (USA).
Naturalne źródła dwutlenku węgla nazywane są mofetami. Mofety są charakterystyczne dla ostatniego, późnego etapu osłabienia wulkanu, w którym znajduje się zwłaszcza słynny wulkan Elbrus. Dlatego też istnieją liczne ujścia gorących źródeł nasyconych dwutlenkiem węgla przebijającym się przez śnieg i lód.
Poza kulą ziemską tlenek węgla (IV) występuje w atmosferach Marsa i Wenus, planet „ziemskich”.

3. Produkcja dwutlenku węgla

W przemyśle dwutlenek węgla otrzymywany jest głównie jako produkt uboczny spalania wapienia, fermentacji alkoholowej itp.
W laboratoriach chemicznych albo używają gotowych butli z ciekłym dwutlenkiem węgla, albo uzyskują CO 2 w aparacie Kippa lub urządzeniu do wytwarzania gazów poprzez działanie kwasu solnego na kawałki marmuru:

CaCO 3 + 2HCl CaCl 2 + CO 2 + H 2 O
węglan wapnia kwas solny chlorek wapnia dwutlenek węgla woda

Nie da się zastosować kwasu siarkowego zamiast kwasu solnego, gdyż wtedy zamiast rozpuszczalnego w wodzie chlorku wapnia otrzymalibyśmy gips – siarczan wapnia (CaSO 4) – sól słabo rozpuszczalną w wodzie. Gips osadzony na kawałkach marmuru niezwykle utrudnia dotarcie kwasu do nich, co znacznie spowalnia reakcję.
Aby wyprodukować dwutlenek węgla:

1. Przymocuj urządzenie do pozyskiwania gazów do nogi stanowiska laboratoryjnego
2. Z probówki wraz z końcówką wyjąć korek z lejkiem
3. W dyszy umieść 2-3 kawałki marmuru wielkości ? groszek
4. Ponownie włóż korek lejka do probówki. Otwórz zacisk
5. Wlać do lejka (ostrożnie!) kwas chlorowodorowy(1:2) tak, aby kwas lekko pokrył marmur
6. Napełnij zlewkę tlenkiem węgla(IV) i zamknij zacisk.

4. Właściwości dwutlenku węgla

CO 2 to gaz bezbarwny, bezwonny, 1,5 razy cięższy od powietrza, trudny do zmieszania z nim (według słów D.I. Mendelejewa „tonie” w powietrzu), co można udowodnić następującym doświadczeniem: nad szklanką, w w którym zamocowana jest płonąca świeca, przewróć szklankę wypełnioną dwutlenkiem węgla. Świeca gaśnie natychmiast.
Tlenek węgla (IV) ma odczyn kwaśny i gdy gaz ten rozpuści się w wodzie, powstaje kwas węglowy. Po przepuszczeniu CO 2 przez wodę zabarwioną lakmusem można zaobserwować zmianę koloru wskaźnika z fioletowego na czerwony.
Dobra rozpuszczalność dwutlenku węgla w wodzie uniemożliwia jego zebranie metodą „wypierania wody”.
Jakościową reakcją na zawartość dwutlenku węgla w powietrzu jest przepuszczenie gazu przez rozcieńczony roztwór wodorotlenku wapnia (woda wapienna). Dwutlenek węgla powoduje powstawanie w tym roztworze nierozpuszczalnego węglanu wapnia, co powoduje zmętnienie roztworu:

CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + H 2 O
dwutlenek węgla wodorotlenek wapnia węglan wapnia woda

Po dodaniu nadmiaru CO2 mętny roztwór ponownie staje się przejrzysty w wyniku konwersji nierozpuszczalnego węglanu w rozpuszczalny wodorowęglan wapnia:

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 Ca(HCO 3) 2
węglan wapnia woda dwutlenek węgla wodorowęglan wapnia

5. Praktyczne zastosowania dwutlenku węgla

Sprasowany stały dwutlenek węgla nazywany jest „suchym lodem”.
Stały CO 2 przypomina bardziej sprasowany, gęsty śnieg, a jego twardość przypomina kredę. Temperatura „suchego lodu” wynosi –78 o C. Suchy lód w przeciwieństwie do lodu wodnego jest gęsty. Zanurza się w wodzie, gwałtownie ją ochładzając. Płonącą benzynę można szybko ugasić wrzucając do płomienia kilka kawałków suchego lodu.
Głównym zastosowaniem suchego lodu jest przechowywanie i transport żywności: ryb, mięsa, lodów itp. Wartość suchego lodu polega nie tylko na jego działaniu chłodzącym, ale także na tym, że żywność w dwutlenku węgla nie pleśnieje ani nie gnić.
Suchy lód służy do badania w laboratoriach części, urządzeń, mechanizmów, które będą służyć w warunkach niskie temperatury. Suchy lód służy do badania mrozoodporności gumowych opon samochodowych.
Dwutlenek węgla wykorzystuje się do nasycania wód owocowych i mineralnych, a w medycynie – do kąpieli dwutlenkowych.
Ciekły dwutlenek węgla stosuje się w gaśnicach na dwutlenek węgla, systemach gaśniczych w samolotach i statkach oraz w silnikach strażackich na dwutlenek węgla. Jest szczególnie skuteczny w przypadkach, gdy woda jest nieodpowiednia, np. podczas gaszenia pożarów cieczy łatwopalnych lub gdy w pomieszczeniu znajduje się instalacja elektryczna lub unikalny sprzęt, który może zostać uszkodzony przez wodę.
W wielu przypadkach CO 2 nie wykorzystuje się w postaci gotowej, ale otrzymuje się go podczas stosowania np. proszków do pieczenia zawierających mieszaninę wodorowęglanu sodu i winianu potasu. Po zmieszaniu takich proszków z ciastem sole rozpuszczają się i zachodzi reakcja uwalniająca CO2. W rezultacie ciasto rośnie, wypełniając się pęcherzykami dwutlenku węgla, a wypieczony z niego produkt okazuje się miękki i smaczny.

Literatura

1. Zmień // Międzynarodowe czasopismo poświęcone rozwojowi myślenia poprzez czytanie i pisanie. – 2000. – nr 1, 2.
2. Współczesny student w zakresie informacji i komunikacji: Podręcznik edukacyjno-metodyczny. – Petersburg: PETROC, 2000.
3. Zagashev I.O., Zair-Bek S.I. Krytyczne myślenie: technologia rozwoju. – St.Petersburg: Wydawnictwo Alliance Delta, 2003.

Zastosowanie kwasu węglowego (dwutlenku węgla)

Obecnie dwutlenek węgla we wszystkich jego stanach jest szeroko stosowany we wszystkich sektorach przemysłu i kompleksu rolno-przemysłowego.

W stanie gazowym (dwutlenek węgla)

W branży spożywczej

1. Aby wytworzyć obojętną atmosferę bakteriostatyczną i grzybostatyczną (przy stężeniach powyżej 20%):
· przy przetwarzaniu produktów roślinnych i zwierzęcych;
· przy pakowaniu produktów spożywczych i leków w celu znacznego wydłużenia ich terminu przydatności do spożycia;
· przy wydawaniu piwa, wina i soków jako gaz wypierający.
2. W produkcji napojów bezalkoholowych i wód mineralnych (nasycanie).
3. Przy warzeniu i produkcji szampanów i win musujących (karbonatyzacja).
4. Przygotowanie wody i napojów gazowanych przy pomocy syfonów i saturatorów, dla personelu w sklepach gorących i in czas letni.
5. Zastosowanie w automatach do sprzedaży gazu i wody w butlach oraz do ręcznej sprzedaży piwa i kwasu chlebowego, wody gazowanej i napojów.
6. Przy produkcji gazowanych napojów mlecznych oraz gazowanych soków owocowych i jagodowych („produkty musujące”).
7. W produkcji cukru (defekacja - nasycenie).
8. Do długotrwałego utrwalania soków owocowych i warzywnych z zachowaniem zapachu i smaku świeżo wyciśniętego produktu poprzez nasycanie CO2 i przechowywanie pod wysokim ciśnieniem.
9. Intensyfikacja procesów wytrącania i usuwania soli kwasu winowego z win i soków (detarcja).
10. Do przygotowania wody pitnej odsolonej metodą filtracji. Aby nasycić bez soli woda pitna jony wapnia i magnezu.

W produkcji, przechowywaniu i przetwarzaniu produktów rolnych

11. Aby zwiększyć trwałość produktów spożywczych, warzyw i owoców w kontrolowanej atmosferze (2-5 razy).
12. Przechowywanie kwiatów ciętych przez 20 dni lub dłużej w atmosferze dwutlenku węgla.
13. Przechowywanie zbóż, makaronów, zbóż, suszonych owoców i innych produktów spożywczych w atmosferze dwutlenku węgla w celu zabezpieczenia ich przed uszkodzeniem przez owady i gryzonie.
14. Do zaprawiania owoców i jagód przed przechowywaniem, co zapobiega rozwojowi zgnilizny grzybiczej i bakteryjnej.
15. Do wysokociśnieniowego nasycania warzyw ciętych lub całych, co poprawia walory smakowe („produkty musujące”) i poprawia ich trwałość.
16. Poprawa wzrostu i zwiększenie produktywności roślin w glebie chronionej.
Dziś w gospodarstwach warzywniczych i kwiatowych w Rosji kwestia nawożenia roślin dwutlenkiem węgla w glebie chronionej jest pilną kwestią. Niedobór CO2 jest poważniejszym problemem niż niedobór składników mineralnych. Roślina syntetyzuje średnio 94% swojej suchej masy z wody i dwutlenku węgla, pozostałe 6% otrzymuje z nawozów mineralnych! Niska zawartość dwutlenku węgla jest obecnie czynnikiem ograniczającym plony (głównie w przypadku upraw małoobszarowych). Powietrze w szklarni o powierzchni 1 hektara zawiera około 20 kg CO2. Przy maksymalnym poziomie oświetlenia w miesiącach wiosennych i letnich zużycie CO2 przez rośliny ogórka podczas fotosyntezy może osiągnąć 50 kg h/ha (tj. do 700 kg/ha CO2 w ciągu dnia). Powstały deficyt tylko częściowo pokrywany jest napływem powietrza atmosferycznego przez rygle i nieszczelnością otaczających je konstrukcji, a także nocnym oddychaniem roślin. W szklarniach naziemnych dodatkowym źródłem dwutlenku węgla jest gleba wypełniona obornikiem, torfem, słomą lub trocinami. Efekt wzbogacania powietrza szklarniowego w dwutlenek węgla zależy od ilości i rodzaju tych substancji organicznych, które ulegają rozkładowi mikrobiologicznemu. Przykładowo dodając trociny zwilżone nawozami mineralnymi, poziom dwutlenku węgla początkowo może osiągać wysokie wartości w nocy, a w dzień, gdy rygle są zamknięte. Jednak na ogół efekt ten nie jest wystarczająco duży i zaspokaja tylko część potrzeb roślin. Główną wadą źródeł biologicznych jest krótki czas zwiększania stężenia dwutlenku węgla do pożądanego poziomu, a także brak możliwości regulacji procesu karmienia. Często w szklarniach naziemnych w słoneczne dni przy niewystarczającej wymianie powietrza zawartość CO2 w wyniku intensywnego wchłaniania przez rośliny może spaść poniżej 0,01%, a fotosynteza praktycznie zatrzymuje się! Brak CO2 staje się głównym czynnikiem ograniczającym przyswajanie węglowodanów, a co za tym idzie, wzrost i rozwój roślin. Całkowite pokrycie deficytu możliwe jest jedynie poprzez wykorzystanie technicznych źródeł dwutlenku węgla.
17. Produkcja mikroalg dla zwierząt gospodarskich. Po nasyceniu wody dwutlenkiem węgla w instalacjach do autonomicznej uprawy glonów tempo wzrostu glonów znacznie wzrasta (4-6 razy).
18. Poprawa jakości kiszonki. Podczas kiszenia paszy sukulentowej sztuczne wprowadzenie CO2 do masy roślinnej zapobiega przedostawaniu się tlenu z powietrza, co przyczynia się do powstania produktu wysokiej jakości o korzystnym stosunku kwasów organicznych, wysokiej zawartości karotenu i białka strawnego .
19. Do bezpiecznej dezynsekcji produktów spożywczych i nieżywnościowych. Atmosfera zawierająca ponad 60% dwutlenku węgla w ciągu 1-10 dni (w zależności od temperatury) niszczy nie tylko dorosłe owady, ale także ich larwy i jaja. Technologia ta ma zastosowanie do produktów o zawartości wody związanej do 20%, takich jak zboża, ryż, grzyby, suszone owoce, orzechy i kakao, pasza dla zwierząt i wiele innych.
20. Do całkowitego zniszczenia gryzoni myszopodobnych poprzez krótkotrwałe wypełnienie nor, magazynów i komór gazem (w wystarczającym stężeniu 30% dwutlenku węgla).
21. Do beztlenowej pasteryzacji pasz dla zwierząt zmieszanych z parą wodną w temperaturze nie przekraczającej 83 stopni C – jako zamiennik granulacji i ekstruzji, która nie wymaga dużych kosztów energii.
22. Do uśmiercania drobiu i małych zwierząt (świń, cieląt, owiec) przed ubojem. Do znieczulenia ryb podczas transportu.
23. Do znieczulenia królowych pszczół i trzmieli w celu przyspieszenia rozpoczęcia składania jaj.
24. Nasycanie wody pitnej dla kurcząt, co znacznie zmniejsza negatywny wpływ podwyższonych letnich temperatur na drób, pomaga zagęścić skorupki jaj i wzmocnić kości.
25. Do nasycania roztworów roboczych środków grzybobójczych i herbicydów w celu lepszego działania preparatów. Ta metoda pozwala zmniejszyć zużycie roztworu o 20-30%.

W medycynie

26. a) zmieszany z tlenem jako środek pobudzający oddychanie (w stężeniu 5%);
b) do suchych kąpieli gazowanych (w stężeniu 15-30%) w celu obniżenia ciśnienia krwi i poprawy przepływu krwi.
27. Krioterapia w dermatologii, kąpiele suche i wodne z dwutlenkiem węgla w balneoterapii, mieszaniny oddechowe w chirurgii.

W przemyśle chemicznym i papierniczym

28. Do produkcji sody, soli węglowych amonowych (stosowanych jako nawozy w produkcji roślinnej, dodatek do pasz dla przeżuwaczy, zamiast drożdży w wypiekach i mącznych wyrobach cukierniczych), ołowiu białego, mocznika, kwasów hydroksykarboksylowych. Do katalitycznej syntezy metanolu i formaldehydu.
29. Do neutralizacji ścieków alkalicznych. Dzięki działaniu samobuforującemu roztworu, precyzyjna regulacja pH zapobiega korozji urządzeń i rur kanalizacyjnych oraz nie tworzy się toksycznych produktów ubocznych.
30. Przy produkcji papieru do przerobu masy celulozowej po bieleniu alkalicznym (zwiększa wydajność procesu o 15%).
31. Zwiększenie wydajności i polepszenie właściwości fizycznych i mechanicznych oraz zdolności do wybielania celulozy podczas gotowania drewna tlenowo-sodowego.
32. Oczyszczanie wymienników ciepła z kamienia i zapobieganie jego tworzeniu się (połączenie metod hydrodynamicznych i chemicznych).

W budownictwie i innych gałęziach przemysłu

33. Do szybkiego chemicznego utwardzania form do odlewów staliwnych i żeliwnych. Dopływ dwutlenku węgla do form odlewniczych przyspiesza ich utwardzanie 20-25 razy w porównaniu do suszenia termicznego.
34. Jako gaz pieniący przy produkcji porowatych tworzyw sztucznych.
35. Do wzmacniania cegieł ogniotrwałych.
36. Do półautomatów spawalniczych przy naprawie nadwozi pasażerów i pasażerów samochody osobowe, naprawa kabiny samochody ciężarowe i ciągników oraz do spawania elektrycznego wyrobów z cienkiej blachy stalowej.
37. Podczas produkcji konstrukcje spawane z automatycznym i półautomatycznym spawaniem elektrycznym w dwutlenku węgla jako gazie ochronnym. W porównaniu ze spawaniem elektrodą otuloną zwiększa się wygoda pracy, wydajność wzrasta 2-4 razy, koszt 1 kg napawanego metalu w środowisku CO2 jest ponad dwukrotnie niższy w porównaniu do spawania ręcznego spawanie łukowe.
38. Jako środek ochronny w mieszaninach z gazami obojętnymi i szlachetnymi podczas zautomatyzowanego spawania i cięcia metali, dzięki czemu uzyskuje się bardzo wysoką jakość szwów.
39. Ładowanie i ładowanie gaśnic do sprzętu przeciwpożarowego. W instalacjach gaśniczych, do napełniania gaśnic.
40. Pojemniki do ładowania broni gazowej i syfony.
41. Jako gaz nebulizacyjny w puszkach aerozolowych.
42. Do napełniania sprzętu sportowego (piłki, piłki itp.).
43. Jako ośrodek aktywny w laserach medycznych i przemysłowych.
44. Do precyzyjnej kalibracji przyrządów.

W górnictwie

45. Do zmiękczania górotworu węglowego podczas wydobywania węgla kamiennego w formacjach skałonośnych.
46. ​​​​Do wykonywania operacji strzałowych bez tworzenia płomienia.
47. Zwiększanie efektywności wydobycia ropy naftowej poprzez dodawanie dwutlenku węgla do złóż ropy.

W stanie ciekłym (niskotemperaturowy dwutlenek węgla)

W branży spożywczej

1. Do szybkiego zamrażania, do temperatury -18 stopni C i niższej, produktów spożywczych w zamrażarkach kontaktowych. Wraz z ciekłym azotem, do bezpośredniego zamrażania kontaktowego różnego rodzaju produktów najlepiej nadaje się ciekły dwutlenek węgla. Jako kontaktowy czynnik chłodniczy jest atrakcyjny ze względu na niski koszt, pasywność chemiczną i stabilność termiczną oraz nie powoduje korozji. elementy metalowe, niepalny, nieszkodliwy dla personelu. Ciekły dwutlenek węgla dostarczany jest do produktu przemieszczając się na przenośniku taśmowym z dysz w określonych porcjach, który pod ciśnieniem atmosferycznym natychmiast zamienia się w mieszaninę suchego śniegu i zimnego dwutlenku węgla, zaś wentylatory stale mieszają mieszaninę gazową wewnątrz aparatu, co, w zasadzie jest w stanie schłodzić produkt od +20 stopni C do -78,5 stopni C w ciągu kilku minut. Stosowanie szybkich zamrażarek kontaktowych ma szereg zasadniczych zalet w porównaniu z tradycyjną technologią zamrażania:
Czas zamrażania skraca się do 5-30 minut; szybko się zatrzymuje aktywność enzymatyczna w produkcie;
· struktura tkanek i komórek produktu jest dobrze zachowana, ponieważ kryształki lodu tworzą się o znacznie mniejszych rozmiarach i niemal jednocześnie w komórkach i przestrzeni międzykomórkowej tkanek;
· przy powolnym zamrażaniu w produkcie pojawiają się ślady aktywności bakteryjnej, natomiast przy zamrażaniu szokowym po prostu nie mają czasu na rozwój;
· ubytek masy produktu w wyniku skurczu wynosi jedynie 0,3-1% (wobec 3-6%);
· Łatwo lotne, cenne substancje aromatyczne zostaną zachowane w znacznie większych ilościach. W porównaniu do zamrażania ciekłym azotem, zamrażanie dwutlenkiem węgla:
· Nie obserwuje się pękania produktu na skutek zbyt dużej różnicy temperatur pomiędzy powierzchnią a rdzeniem mrożonego produktu
· podczas procesu zamrażania CO2 przenika do produktu, a podczas rozmrażania chroni go przed utlenianiem i rozwojem mikroorganizmów. Owoce i warzywa poddane szybkiemu zamrażaniu i pakowaniu na miejscu najpełniej zachowują swój smak i smak Wartość odżywcza, wszystkie witaminy i substancje biologicznie czynne, co umożliwia ich szerokie zastosowanie do produkcji wyrobów dla niemowląt i żywienia dietetycznego. Ważne jest, aby niestandardowe produkty owocowo-warzywne można było z powodzeniem wykorzystać do przygotowania drogich mieszanek mrożonych. Szybkozamrażarki wykorzystujące ciekły dwutlenek węgla są kompaktowe, proste w konstrukcji i niedrogie w obsłudze (jeśli w pobliżu znajduje się źródło taniego ciekłego dwutlenku węgla). Urządzenia istnieją w wersji mobilnej i wersja stacjonarna, spiralne, tunelowe i szafkowe, którymi interesują się producenci rolni i przetwórcy produktów. Są szczególnie wygodne, gdy produkcja wymaga zamrażania różnych produktów spożywczych i surowców w różnych warunkach temperaturowych (-10...-70 stopni C). Produkty głęboko mrożone można suszyć w warunkach wysokiej próżni – liofilizacja. Produkty suszone tą metodą charakteryzują się wysoką jakością: zachowują wszystko składniki odżywcze, mają zwiększoną zdolność odbudowy, mają niewielki skurcz i porowatą strukturę oraz zachowują swój naturalny kolor. Produkty liofilizowane są 10 razy lżejsze od produktów oryginalnych dzięki usunięciu z nich wody, bardzo długo przechowują się w szczelnie zamkniętych workach (zwłaszcza gdy worki wypełnione są dwutlenkiem węgla) i można je tanio dostarczyć do odbiorców. najbardziej odległych obszarów.
2. Do szybkiego schładzania świeżych produktów spożywczych, pakowanych i nieopakowanych, do temperatury +2…+6 stopni C. Stosowanie instalacji, których działanie przypomina działanie szybkozamrażarek: po wtłoczeniu ciekłego dwutlenku węgla powstaje drobny suchy śnieg, dzięki któremu produkt przez pewien czas jest przetwarzany. Suchy śnieg - skuteczny środek szybki spadek temperatury, który nie prowadzi do wysychania produktu, jak chłodzenie powietrzem i nie zwiększa swojej zawartości wilgoci, jak to ma miejsce przy chłodzeniu lodem wodnym. Chłodzenie suchym śniegiem zapewnia wymaganą redukcję temperatury w ciągu zaledwie kilku minut, a nie godzin wymaganych w przypadku konwencjonalnego chłodzenia. Naturalny kolor produktu zostaje zachowany, a nawet poprawiony dzięki niewielkiej dyfuzji CO2 do wnętrza. Jednocześnie znacznie wydłuża się okres przydatności do spożycia produktów, ponieważ CO2 hamuje rozwój zarówno bakterii tlenowych, jak i beztlenowych oraz grzybów pleśniowych. Wygodne i opłacalne jest przechowywanie w lodówce mięsa drobiowego (krojonego lub w tuszkach), mięsa porcjowanego, wędlin i półproduktów. Agregaty znajdują również zastosowanie tam, gdzie technologia wymaga szybkiego schłodzenia produktu w trakcie lub przed formowaniem, prasowaniem, wytłaczaniem, mieleniem czy krojeniem. Urządzenia tego typu są również bardzo wygodne w zastosowaniu w fermach drobiu do ultraszybkiego chłodzenia in-line z 42,7 st. C do 4,4-7,2 st. C świeżo złożonych jaj jaja kurze.
3. Aby usunąć skórę z jagód metodą zamrażania.
4. Do kriokonserwacji nasienia i zarodków bydła i świń.

W branży chłodniczej

5. Do stosowania jako alternatywny czynnik chłodniczy w układach chłodniczych. Dwutlenek węgla może służyć jako skuteczny czynnik chłodniczy, ponieważ ma niską temperaturę krytyczną (31,1 stopnia C), stosunkowo wysoką temperaturę punktu potrójnego (-56 stopni C), wysokie ciśnienie punktu potrójnego (0,5 mPa) i wysokie ciśnienie krytyczne (7,39 mPa) . Jako czynnik chłodniczy ma następujące zalety:
· Bardzo niska cena w porównaniu do innych czynników chłodniczych;
· nietoksyczny, niepalny i niewybuchowy;
· kompatybilny ze wszystkimi materiałami elektroizolacyjnymi i konstrukcyjnymi;
· nie niszczy warstwy ozonowej;
· w umiarkowany sposób przyczynia się do wzrostu efektu cieplarnianego w porównaniu z nowoczesnymi czynnikami halogenowymi. Wysokie ciśnienie krytyczne ma pozytywny aspekt związany z niskim stopniem sprężania, w wyniku czego wydajność sprężarki staje się znacząca, co pozwala na zastosowanie kompaktowych i tanich Konstruktywne decyzje do agregatów chłodniczych. Jednocześnie wymagane jest dodatkowe chłodzenie silnika elektrycznego skraplacza, a zużycie metalu przez agregat chłodniczy wzrasta ze względu na wzrost grubości rur i ścian. Obiecujące jest wykorzystanie CO2 w niskotemperaturowych instalacjach dwustopniowych do zastosowań przemysłowych i półprzemysłowych, a zwłaszcza w systemach klimatyzacji samochodów i pociągów.
6. Do wysokowydajnego mielenia na zimno miękkich, termoplastycznych i elastycznych produktów i substancji. W młynach kriogenicznych produkty i substancje, których nie można zmielić w zwykłej postaci, np. żelatyna, guma, dowolne polimery, opony, są szybko i przy niskim zużyciu energii mielone w postaci zamrożonej. Mielenie na zimno w suchej, obojętnej atmosferze jest konieczne w przypadku wszystkich ziół i przypraw, ziaren kakaowca i ziaren kawy.
7. Do testów systemy techniczne w niskich temperaturach.

W metalurgii

8. Do chłodzenia stopów trudnoobrabialnych podczas obróbki na tokarkach.
9. Tworzenie środowiska ochronnego do tłumienia dymu w procesach wytapiania lub butelkowania miedzi, niklu, cynku i ołowiu.
10. Podczas wyżarzania litego drutu miedzianego do produktów kablowych.

W górnictwie

11. Jako materiał wybuchowy niskoburzący w górnictwie węgla kamiennego, który podczas wybuchu nie powoduje zapalenia metanu i pyłu węglowego oraz nie wytwarza toksycznych gazów.
12. Zapobieganie pożarom i wybuchom poprzez wypieranie powietrza ze zbiorników i kopalń zawierających wybuchowe pary i gazy dwutlenkiem węgla.

Nadkrytyczny

W procesach ekstrakcji

1. Wychwytywanie substancji aromatycznych z soków owocowych i jagodowych, otrzymywanie ekstraktów roślinnych i Zioła medyczne za pomocą ciekłego dwutlenku węgla. W tradycyjnych metodach ekstrakcji surowców roślinnych i zwierzęcych stosuje się różnego rodzaju rozpuszczalniki organiczne, które są wysoce specyficzne i rzadko zapewniają ekstrakcję z surowców pełny kompleks związki biologicznie czynne. Ponadto zawsze pojawia się problem oddzielenia pozostałości rozpuszczalników od ekstraktu, a parametry technologiczne tego procesu mogą doprowadzić do częściowego lub nawet całkowitego zniszczenia niektórych składników ekstraktu, co powoduje zmianę nie tylko składu, ale także Właściwości izolowanego ekstraktu. W porównaniu z tradycyjne metody, procesy ekstrakcji (a także frakcjonowania i impregnacji) przy użyciu nadkrytycznego dwutlenku węgla cała linia zalety:
· energooszczędny charakter procesu;
· wysokie właściwości przenoszenia masy procesu ze względu na niską lepkość i wysoką zdolność penetracji rozpuszczalnika;
· wysoki stopień ekstrakcji odpowiednich składników i wysoka jakość otrzymanego produktu;
· wirtualny brak CO2 w produkt końcowy;
· stosuje się obojętny środek rozpuszczający w temperaturze niezagrażającej termicznej degradacji materiałów;
· w procesie nie powstają ścieki i odpady rozpuszczalników; po dekompresji CO2 można zebrać i ponownie wykorzystać;
· zapewniona jest wyjątkowa czystość mikrobiologiczna powstałych produktów;
· brak skomplikowanego sprzętu i wieloetapowego procesu;
· Stosuje się tani, nietoksyczny i niepalny rozpuszczalnik. Właściwości selektywne i ekstrakcyjne dwutlenku węgla mogą się znacznie zmieniać wraz ze zmianami temperatury i ciśnienia, co umożliwia ekstrakcję większości spektrum obecnie znanych związków biologicznie aktywnych z materiałów roślinnych w niskich temperaturach.
2. W celu uzyskania cennych produktów naturalnych – ekstraktów CO2 substancji aromatyzujących przyprawy, olejki eteryczne i biologicznie substancje czynne. Ekstrakt praktycznie kopiuje oryginalny materiał roślinny; pod względem stężenia zawartych w nim substancji można stwierdzić, że nie ma analogii wśród klasycznych ekstraktów. Z danych analizy chromatograficznej wynika, że ​​zawartość wartościowych substancji wielokrotnie przewyższa klasyczne ekstrakty. Produkcja na skalę przemysłową została opanowana:
· ekstrakty z przypraw i ziół leczniczych;
· aromaty owocowe;
· ekstrakty i kwasy z chmielu;
· przeciwutleniacze, karotenoidy i likopeny (m.in. z surowców pomidorowych);
naturalny substancja barwiąca(z owoców czerwonej papryki i innych);
lanolina z wełny;
· naturalne woski roślinne;
· Olejki z rokitnika.
3. Do ekstrakcji wysoko oczyszczonych olejków eterycznych, zwłaszcza z owoców cytrusowych. Podczas ekstrakcji olejków eterycznych nadkrytycznym CO2 z powodzeniem ekstrahuje się również frakcje wysoce lotne, które nadają olejkom właściwości utrwalające, a także pełniejszy aromat.
4. Aby usunąć kofeinę z herbaty i kawy, nikotynę z tytoniu.
5. Aby usunąć cholesterol z żywności (mięsa, produktów mlecznych i jaj).
6. Do produkcji niskotłuszczowych chipsów ziemniaczanych i produktów sojowych;
7. Do produkcji wysokiej jakości tytoniu o określonych właściwościach technologicznych.
8. Do czyszczenia chemicznego odzieży.
9. Do usuwania związków uranu i pierwiastków transuranowych z gleb skażonych radioaktywnie oraz z powierzchni ciał metalowych. Jednocześnie ilość ścieków zmniejsza się setki razy i nie ma potrzeby stosowania agresywnych rozpuszczalników organicznych.
10. Dla przyjaznych dla środowiska czysta technologia trawienie płytek drukowanych dla mikroelektroniki, bez wytwarzania toksycznych odpadów płynnych.

W procesach frakcjonowania

Oddzielenie ciekłej substancji od roztworu lub oddzielenie mieszaniny ciekłych substancji nazywa się frakcjonowaniem. Procesy te mają charakter ciągły i dlatego są znacznie wydajniejsze niż oddzielanie substancji od substratów stałych.
11. Do rafinacji i dezodoryzacji olejów i tłuszczów. Aby uzyskać olej handlowy, należy przeprowadzić cały szereg działań, takich jak usunięcie lecytyny, śluzu, kwasu, wybielanie, dezodoryzacja i inne. Przy ekstrakcji nadkrytycznym CO2 procesy te prowadzone są podczas jednego cyklu technologicznego, a jakość otrzymywanego oleju jest w tym przypadku znacznie lepsza, gdyż proces odbywa się w stosunkowo niskich temperaturach.
12. Aby zmniejszyć zawartość alkoholu w napojach. Produkcja tradycyjnych napojów bezalkoholowych (wino, piwo, cydr) cieszy się coraz większym zainteresowaniem ze względów etycznych, religijnych lub dietetycznych. Nawet jeśli te napoje niskoalkoholowe są często gorszej jakości, ich rynek jest znaczący i szybko rośnie, dlatego doskonalenie takiej technologii jest bardzo atrakcyjnym zagadnieniem.
13. Do energooszczędnej produkcji gliceryny o wysokiej czystości.
14. Do energooszczędnej produkcji lecytyny z oleju sojowego (o zawartości fosfatydylocholiny około 95%).
15. Do przepływowego oczyszczania ścieków przemysłowych z zanieczyszczeń węglowodorowych.

W procesach impregnacji

Proces impregnacji, czyli wprowadzenia nowych substancji, jest w istocie procesem odwrotnym do ekstrakcji. Pożądaną substancję rozpuszcza się w nadkrytycznym CO2, następnie roztwór wnika w podłoże stałe, po zwolnieniu ciśnienia dwutlenek węgla natychmiast odparowuje, a substancja pozostaje w podłożu.
16. Za przyjazną dla środowiska technologię barwienia włókien, tkanin i dodatków tekstylnych. Malowanie jest szczególnym przypadkiem impregnacji. Barwniki są zwykle rozpuszczane w toksycznym rozpuszczalniku organicznym, dlatego zabarwione materiały należy dokładnie umyć, co powoduje odparowanie rozpuszczalnika do atmosfery lub przedostanie się do ścieków. W barwieniu nadkrytycznym nie stosuje się wody i rozpuszczalników; barwnik rozpuszcza się w nadkrytycznym CO2. Metoda ta daje ciekawą możliwość koloryzacji Różne rodzaje jednocześnie materiały syntetyczne, na przykład plastikowe zęby i tekstylna podszewka zamka błyskawicznego.
17. Dla technologii przyjaznej dla środowiska, aplikacja farby. Suchy barwnik rozpuszcza się w strumieniu nadkrytycznego CO2 i wraz z nim wylatuje z dyszy specjalnego pistoletu. Dwutlenek węgla natychmiast odparowuje, a farba osadza się na powierzchni. Technologia ta jest szczególnie obiecująca w przypadku malowania samochodów i dużego sprzętu.
18. Do homogenizowanej impregnacji struktur polimerowych lekami, zapewniając w ten sposób stałe i przedłużone uwalnianie leku w organizmie. Technologia ta opiera się na zdolności nadkrytycznego CO2 do łatwej penetracji wielu polimerów, nasycania ich, powodując otwieranie i pęcznienie mikroporów.

W procesy technologiczne

19. Zastąpienie wysokotemperaturowej pary wodnej nadkrytycznym CO2 w procesach ekstruzji, podczas przetwarzania surowców zbożowych, pozwala na zastosowanie stosunkowo niskich temperatur, wprowadzenie do receptury składników mlecznych oraz wszelkich dodatków wrażliwych na ciepło. Wytłaczanie w stanie nadkrytycznym pozwala na tworzenie nowych produktów o ultraporowatej strukturze wewnętrznej i gładkiej, gęstej powierzchni.
20. Do produkcji proszków polimerowych i tłuszczowych. Strumień nadkrytycznego CO2 z rozpuszczonymi w nim niektórymi polimerami lub tłuszczami wtryskuje się do komory o obniżonym ciśnieniu, gdzie ulegają one „kondensacji” w postaci całkowicie jednorodnego drobno zdyspergowanego proszku, najdrobniejszych włókien lub folii.
21. Przygotowanie do suszenia warzyw i owoców poprzez usunięcie warstwy wosku ze naskórka strumieniem nadkrytycznego CO2.

W procesach reakcji chemicznych

22. Obiecującym obszarem zastosowania nadkrytycznego CO2 jest jego zastosowanie jako ośrodka obojętnego podczas reakcji chemicznych polimeryzacji i syntezy. W środowisku nadkrytycznym synteza może zachodzić tysiąc razy szybciej niż synteza tych samych substancji w tradycyjnych reaktorach. Dla przemysłu jest bardzo ważne, aby tak znaczne przyspieszenie szybkości reakcji, spowodowane wysokim stężeniem odczynników w ośrodku nadkrytycznym o jego małej lepkości i dużej dyfuzyjności, pozwoliło odpowiednio skrócić czas kontaktu odczynników. Z technologicznego punktu widzenia umożliwia to zastąpienie statycznych reaktorów zamkniętych reaktorami przepływowymi, które są zasadniczo mniejsze, tańsze i bezpieczniejsze.

W procesach termicznych

23. Jako płyn roboczy dla nowoczesnych elektrownie.
24. Jako płyn roboczy gazowych pomp ciepła wytwarzających ciepło wysokotemperaturowe dla systemów zaopatrzenia w ciepłą wodę.

W stanie stałym (suchy lód i śnieg)

W branży spożywczej

1. Do kontaktowego zamrażania mięsa i ryb.
2. Do szybkiego zamrażania kontaktowego jagód (porzeczek czerwonych i czarnych, agrestu, malin, aronii i innych).
3. Sprzedaż lodów i napojów bezalkoholowych w miejscach oddalonych od sieci energetycznej, chłodzonych suchym lodem.
4. Podczas przechowywania, transportu i sprzedaży mrożonych i schłodzonych produktów spożywczych. Rozwijana jest produkcja suchego lodu brykietowanego i granulowanego dla odbiorców i sprzedawców towarów łatwo psujących się. Suchy lód jest bardzo wygodny w transporcie i sprzedaży gorąca pogoda mięso, ryby, lody - produkty pozostają zamrożone bardzo długo. Ponieważ suchy lód jedynie odparowuje (sublimuje), nie dochodzi do stopienia cieczy, a pojemniki transportowe zawsze pozostają czyste. Lodówki samochodowe mogą być wyposażone w małogabarytowy układ chłodzenia suchym lodem, który charakteryzuje się niezwykłą prostotą urządzenia i dużą niezawodnością działania; jego koszt jest wielokrotnie niższy niż koszt dowolnego klasycznego urządzenia chłodniczego. Podczas transportu na krótkie odległości taki system chłodzenia jest najbardziej ekonomiczny.
5. Wstępne schłodzenie pojemników przed załadunkiem produktów. Zdmuchiwanie suchego śniegu w zimnym dwutlenku węgla to jeden z najskuteczniejszych sposobów wstępnego schłodzenia kontenerów.
6. Do transportu lotniczego jako podstawowy czynnik chłodniczy w kontenerach izotermicznych z autonomicznym dwustopniowym układem chłodniczym (suchy lód granulowany – freon).

Podczas czyszczenia powierzchni

8. Oczyszczanie części i podzespołów silników z zanieczyszczeń przy użyciu oczyszczalni wykorzystujących granulat suchego lodu w strumieniu gazu. Do oczyszczania powierzchni podzespołów i części z zanieczyszczeń eksploatacyjnych. W ostatnim czasie pojawiło się duże zapotrzebowanie na nieścierne, ekspresowe czyszczenie materiałów, powierzchni suchych i mokrych strumieniem drobnoziarnistego suchego lodu (piaskowanie). Bez demontażu jednostek można z powodzeniem przeprowadzić:
· czyszczenie linii spawalniczych;
· usunięcie stara farba;
· czyszczenie form odlewniczych;
· czyszczenie zespołów maszyn drukujących;
· czyszczenie urządzeń dla przemysłu spożywczego;
· czyszczenie form do produkcji wyrobów z pianki poliuretanowej.
· czyszczenie form do produkcji opon samochodowych i innych wyrobów gumowych;
· czyszczenie form do produkcji plastikowe produkty w tym czyszczenie form do produkcji butelek PET; Kiedy granulki suchego lodu uderzają w powierzchnię, natychmiast odparowują, tworząc mikroeksplozję, która usuwa zanieczyszczenia z powierzchni. Podczas usuwania kruchego materiału, takiego jak farba, w procesie tym powstaje fala ciśnienia pomiędzy powłoką a podłożem. Fala ta jest na tyle silna, że ​​usuwa powłokę, unosząc ją od wewnątrz. Podczas usuwania lepkich lub lepkich materiałów, takich jak olej lub brud, proces czyszczenia przypomina silny strumień wody.
7. Do czyszczenia wyrobów tłoczonych z gumy i tworzyw sztucznych z zadziorów (zadziorów).

Podczas prac budowlanych

9. Podczas procesu produkcyjnego porowatego materiały budowlane z jednakową wielkością pęcherzyków dwutlenku węgla, równomiernie rozmieszczonych w całej objętości materiału.
10. Do zamrażania gruntów podczas budowy.
11. Zamontowanie korków lodowych w rurach wodociągowych (poprzez zamrożenie ich na zewnątrz suchym lodem) na czas prace naprawcze na rurociągach bez odprowadzania wody.
12. Do czyszczenia studnie artezyjskie.
13. Podczas usuwania nawierzchni asfaltowych podczas upałów.

W innych branżach

14. Odbieranie niskich temperatur do minus 100 stopni (podczas mieszania suchego lodu z eterem) w celu sprawdzenia jakości produktu, np. Praca laboratoryjna.
15. Do mocowania na zimno części w budowie maszyn.
16. W produkcji gatunków tworzyw sztucznych stopowych i stale nierdzewne, wyżarzane stopy aluminium.
17. Podczas kruszenia, mielenia i konserwacji węglika wapnia.
18. Wytworzyć sztuczny deszcz i uzyskać dodatkowe opady.
19. Sztuczne rozpraszanie chmur i mgły, zwalczanie gradu.
20. Wytwarzać nieszkodliwy dym podczas występów i koncertów. Uzyskanie efektu dymu na scenach popowych podczas występów artystów przy użyciu suchego lodu.

W medycynie

21. Do leczenia niektórych chorób skóry (krioterapia).

Encyklopedyczny YouTube

• 1 / 5

  Tlenek węgla(IV) nie podtrzymuje spalania. Spalają się w nim tylko niektóre metale aktywne::

  2 M sol + do O 2 → 2 M sol O + do (\ Displaystyle (\ mathsf (2Mg + CO_ (2) \rightarrow 2MgO + C)})

  Interakcja z aktywnym tlenkiem metalu:

  do za O + do O 2 → do za do O 3 (\ Displaystyle (\ mathsf (CaO + CO_ (2) \rightarrow CaCO_ (3))))

  Po rozpuszczeniu w wodzie tworzy kwas węglowy:

  do O 2 + H. 2 O ⇄ H. 2 do O 3 (\ Displaystyle (\ mathsf (CO_ (2) + H_ (2) O \rightleftarrows H_ (2) CO_ (3))))

  Reaguje z zasadami tworząc węglany i wodorowęglany:

  do za (O H.) 2 + do O 2 → do za do O 3 ↓ + H. 2 O (\ Displaystyle (\ mathsf (Ca (OH) _ (2) + CO_ (2) \rightarrow CaCO_ (3) \ downarrow + H_ ( 2)O)))(jakościowa reakcja na dwutlenek węgla) K. O H. + do O 2 → K. H. do O 3 (\ Displaystyle (\ mathsf (KOH + CO_ (2) \rightarrow KHCO_ (3))))

  Biologiczny

  Ciało ludzkie emituje około 1 kg (2,3 funta) dwutlenku węgla dziennie.

  Dwutlenek węgla ten transportowany jest z tkanek, gdzie powstaje jako jeden z końcowych produktów metabolizmu, poprzez układ żylny, a następnie jest wydalany z wydychanym powietrzem przez płuca. Zatem zawartość dwutlenku węgla we krwi jest wysoka w układzie żylnym, zmniejsza się w sieci naczyń włosowatych płuc i jest niska we krwi tętniczej. Zawartość dwutlenku węgla w próbce krwi często wyraża się jako ciśnienie cząstkowe, to znaczy ciśnienie, jakie miałaby dana ilość dwutlenku węgla zawarta w próbce krwi, gdyby zajmował on całą objętość próbki krwi.

  Dwutlenek węgla (CO 2) jest transportowany we krwi przez trzy różne sposoby(dokładny stosunek każdego z nich trzy drogi transport zależy od tego, czy krew jest tętnicza czy żylna).

  Hemoglobina, główne białko transportujące tlen w czerwonych krwinkach, jest w stanie transportować zarówno tlen, jak i dwutlenek węgla. Jednakże dwutlenek węgla wiąże się z hemoglobiną w innym miejscu niż tlen. Wiąże się z N-końcowymi końcami łańcuchów globiny, a nie z hemem. Jednakże ze względu na efekty allosteryczne, które prowadzą do zmiany konfiguracji cząsteczki hemoglobiny po związaniu, wiązanie dwutlenku węgla zmniejsza zdolność tlenu do wiązania się z nim przy danym ciśnieniu parcjalnym tlenu i odwrotnie – wiązanie tlenu z hemoglobiną zmniejsza zdolność dwutlenku węgla do wiązania się z nią przy danym ciśnieniu cząstkowym dwutlenku węgla. Ponadto zdolność hemoglobiny do preferencyjnego wiązania tlenu lub dwutlenku węgla zależy również od pH środowiska. Cechy te są bardzo ważne dla pomyślnego pobierania i transportu tlenu z płuc do tkanek i jego pomyślnego uwalniania do tkanek, a także dla pomyślnego pobierania i transportu dwutlenku węgla z tkanek do płuc i tam jego uwalniania.

  Dwutlenek węgla jest jednym z najważniejszych mediatorów autoregulacji przepływu krwi. Jest to silny środek rozszerzający naczynia krwionośne. Odpowiednio, jeśli poziom dwutlenku węgla w tkankach lub krwi wzrasta (na przykład w wyniku intensywnego metabolizmu - spowodowanego np. wysiłkiem fizycznym, stanem zapalnym, uszkodzeniem tkanek lub z powodu utrudnienia przepływu krwi, niedokrwienia tkanek), wówczas naczynia włosowate rozszerzają się co prowadzi do zwiększonego przepływu krwi, a co za tym idzie, do zwiększenia dostarczania tlenu do tkanek i transportu zakumulowanego dwutlenku węgla z tkanek. Ponadto dwutlenek węgla w określonych stężeniach (zwiększonych, ale jeszcze nie osiągających wartości toksycznych) działa dodatnio inotropowo i chronotropowo na mięsień sercowy oraz zwiększa jego wrażliwość na adrenalinę, co prowadzi do wzrostu siły i częstotliwości skurczów serca, rzut, a co za tym idzie, udar i minutową objętość krwi. Pomaga to również skorygować niedotlenienie tkanek i hiperkapnię (podwyższony poziom dwutlenku węgla).

  Jony wodorowęglanowe są bardzo ważne dla regulacji pH krwi i utrzymania prawidłowej równowagi kwasowo-zasadowej. Częstotliwość oddychania wpływa na zawartość dwutlenku węgla we krwi. Słaby lub powolny oddech powoduje kwasicę oddechową, natomiast szybki i nadmiernie głęboki oddech prowadzi do hiperwentylacji i rozwoju zasadowicy oddechowej.

  Ponadto dwutlenek węgla odgrywa również ważną rolę w regulacji oddychania. Chociaż nasz organizm potrzebuje tlenu do metabolizmu, niski poziom tlenu we krwi lub tkankach zwykle nie stymuluje oddychania (a raczej stymulujący wpływ niskiego poziomu tlenu na oddychanie jest zbyt słaby i „włącza się” późno, przy bardzo niskim poziomie tlenu w organizmie). krew, przy której często człowiek już traci przytomność). Zwykle oddychanie jest stymulowane przez wzrost poziomu dwutlenku węgla we krwi. Ośrodek oddechowy jest znacznie bardziej wrażliwy na podwyższony poziom dwutlenku węgla niż na brak tlenu. W konsekwencji oddychanie bardzo rozrzedzonym powietrzem (niskie ciśnienie parcjalne tlenu) lub mieszanina gazów nie zawierający w ogóle tlenu (np. 100% azotu lub 100% podtlenku azotu) może szybko doprowadzić do utraty przytomności bez uczucia braku powietrza (ponieważ poziom dwutlenku węgla we krwi nie wzrasta, ponieważ nic temu nie stoi na przeszkodzie) od wydechu). Jest to szczególnie niebezpieczne dla pilotów samolotów wojskowych lecących na dużych wysokościach (w przypadku awaryjnego rozhermetyzowania kabiny piloci mogą szybko stracić przytomność). Ta cecha układu regulacji oddechowej jest również powodem, dla którego stewardessy na pokładach samolotów instruują pasażerów, aby w przypadku obniżenia ciśnienia w kabinie samolotu przede wszystkim sami zakładali maskę tlenową, zanim spróbują pomóc komukolwiek innemu – robiąc to, Pomocnik sam ryzykuje szybką utratą przytomności, a nawet do ostatniej chwili nie odczuwając dyskomfortu ani potrzeby tlenu.

  Ośrodek oddechowy człowieka stara się utrzymać ciśnienie parcjalne dwutlenku węgla we krwi tętniczej nie wyższe niż 40 mmHg. Przy świadomej hiperwentylacji zawartość dwutlenku węgla we krwi tętniczej może spaść do 10-20 mmHg, natomiast zawartość tlenu we krwi pozostanie praktycznie niezmieniona lub nieznacznie wzrośnie, a potrzeba wzięcia kolejnego oddechu zmniejszy się w wyniku spadku w stymulującym działaniu dwutlenku węgla na czynność ośrodka oddechowego. Z tego powodu po okresie świadomej hiperwentylacji łatwiej jest wstrzymać oddech na dłuższy czas, niż bez wcześniejszej hiperwentylacji. Ta celowa hiperwentylacja, po której następuje wstrzymanie oddechu, może prowadzić do utraty przytomności, zanim dana osoba poczuje potrzebę wzięcia oddechu. W bezpiecznym środowisku taka utrata przytomności nie zagraża niczemu szczególnemu (po utracie przytomności osoba straci kontrolę nad sobą, przestanie wstrzymywać oddech i weźmie oddech, oddychając, a wraz z nim dopływ tlenu do mózgu będzie przywrócona, a następnie świadomość zostanie przywrócona). Jednak w innych sytuacjach, np. przed nurkowaniem, może to być niebezpieczne (utrata przytomności i konieczność wzięcia oddechu nastąpi na głębokości, a przy braku świadomej kontroli nad Drogi oddechowe przedostanie się woda, co może spowodować utonięcie). Dlatego hiperwentylacja przed nurkowaniem jest niebezpieczna i niezalecana.

  Paragon

  W ilościach przemysłowych wydziela się dwutlenek węgla spaliny lub jako produkt uboczny procesów chemicznych, np. podczas rozkładu naturalnych węglanów (wapień, dolomit) lub podczas produkcji alkoholu (fermentacja alkoholowa). Mieszaninę powstałych gazów przemywa się roztworem węglanu potasu, który pochłania dwutlenek węgla, zamieniając się w wodorowęglan. Roztwór wodorowęglanu rozkłada się po podgrzaniu lub pod zmniejszonym ciśnieniem, uwalniając dwutlenek węgla. W nowoczesnych instalacjach do produkcji dwutlenku węgla zamiast wodorowęglanu coraz częściej stosuje się wodny roztwór monoetanoloaminy, który pod pewnymi warunkami jest w stanie absorbować CO₂ zawarty w spalinach i uwalniać go po podgrzaniu; Oddziela to gotowy produkt od innych substancji.

  Dwutlenek węgla powstaje także w instalacjach separacji powietrza jako produkt uboczny przy produkcji czystego tlenu, azotu i argonu.

  W laboratorium niewielkie ilości otrzymuje się w drodze reakcji węglanów i wodorowęglanów z kwasami takimi jak marmur, kreda czy soda z kwasem solnym, stosując np. aparat Kippa. W wyniku reakcji kwasu siarkowego z kredą lub marmurem powstaje słabo rozpuszczalny siarczan wapnia, który zakłóca reakcję i który jest usuwany przy znacznym nadmiarze kwasu.

  Do przygotowania napojów można zastosować reakcję sody oczyszczonej z kwasem cytrynowym lub kwasem kwaśnym. sok cytrynowy. To właśnie w tej formie pojawiły się pierwsze napoje gazowane. Ich produkcją i sprzedażą zajmowali się farmaceuci.

  Aplikacja

  W przemyśle spożywczym dwutlenek węgla stosowany jest jako środek konserwujący i spulchniający i jest oznaczony na opakowaniu kodem E290.

  Ciekły dwutlenek węgla jest szeroko stosowany w systemach gaśniczych i gaśnicach. Automatyczne systemy gaśnicze na dwutlenek węgla różnią się układami rozruchowymi, które mogą być pneumatyczne, mechaniczne lub elektryczne.

  Urządzenie do dostarczania dwutlenku węgla do akwarium może zawierać zbiornik gazu. Najprostsza i najczęstsza metoda produkcji dwutlenku węgla opiera się na projekcie przygotowania zacieru napoju alkoholowego. Podczas fermentacji uwolniony dwutlenek węgla może zapewnić pożywienie roślinom akwariowym

  Dwutlenek węgla służy do nasycania lemoniady i wody gazowanej. Dwutlenek węgla jest również stosowany jako środek ochronny przy spawaniu drutowym, ale w wysokich temperaturach rozkłada się i uwalnia tlen. Uwolniony tlen utlenia metal. W związku z tym konieczne jest wprowadzenie do drutu spawalniczego środków odtleniających, takich jak mangan i krzem. Inną konsekwencją działania tlenu, związaną również z utlenianiem, jest gwałtowny spadek napięcia powierzchniowego, co prowadzi między innymi do intensywniejszego rozpryskiwania metalu niż podczas spawania w środowisku obojętnym.

  Magazynowanie dwutlenku węgla w butli stalowej w stanie skroplonym jest bardziej opłacalne niż w postaci gazu. Dwutlenek węgla ma stosunkowo niską temperaturę krytyczną wynoszącą +31°C. Do standardowej 40-litrowej butli wlewa się około 30 kg skroplonego dwutlenku węgla, przy czym w temperaturze pokojowej w butli będzie znajdować się faza ciekła, a ciśnienie będzie wynosić około 6 MPa (60 kgf/cm²). Jeśli temperatura będzie wyższa niż +31°C, wówczas dwutlenek węgla przejdzie w stan nadkrytyczny przy ciśnieniu powyżej 7,36 MPa. Standard ciśnienie operacyjne dla zwykłej butli 40-litrowej wynosi 15 MPa (150 kgf/cm²), jednak musi bezpiecznie wytrzymać ciśnienie 1,5 razy wyższe, czyli 22,5 MPa - tym samym pracę z takimi butlami można uznać za całkowicie bezpieczną.

  Stały dwutlenek węgla – „suchy lód” – stosowany jest jako czynnik chłodniczy w badaniach laboratoryjnych, w handlu detalicznym, podczas naprawy sprzętu (np. chłodzenie jednej z współpracujących części podczas wciskania) itp. Dwutlenek węgla służy do skraplania dwutlenku węgla i produkują instalacje suchego lodu

  Metody rejestracji

  Pomiar ciśnienia cząstkowego dwutlenku węgla jest wymagany w procesach technologicznych, w zastosowaniach medycznych - analiza mieszanin oddechowych podczas sztuczna wentylacja płuca i systemy zamknięte podtrzymywania życia. Analiza stężenia CO 2 w atmosferze wykorzystywana jest do celów środowiskowych i badania naukowe, aby zbadać efekt cieplarniany. Rejestracja dwutlenku węgla odbywa się za pomocą analizatorów gazów opartych na zasadzie spektroskopii w podczerwieni oraz innych systemów pomiaru gazów. Analizator gazów medycznych służący do rejestracji zawartości dwutlenku węgla w wydychanym powietrzu nazywa się kapnografem. Do pomiaru niskich stężeń CO 2 (a także) w gazach procesowych lub w powietrzu atmosferycznym można zastosować metodę chromatografii gazowej z metanizatorem i rejestrację na detektorze płomieniowo-jonizacyjnym.

  Dwutlenek węgla w przyrodzie

  Roczne wahania stężenia atmosferycznego dwutlenku węgla na planecie determinowane są głównie przez roślinność średnich szerokości geograficznych (40-70°) półkuli północnej.

  Duża ilość dwutlenku węgla rozpuszcza się w oceanie.

  Dwutlenek węgla stanowi znaczną część atmosfer niektórych planet Układu Słonecznego: Wenus, Mars.

  Toksyczność

  Dwutlenek węgla jest nietoksyczny, jednak ze względu na wpływ jego zwiększonego stężenia w powietrzu na organizmy żywe oddychające powietrzem, zaliczany jest do gazów duszących (Język angielski) Rosyjski. Nieznaczny wzrost stężenia do 2-4% w pomieszczeniu prowadzi do senności i osłabienia u ludzi. Za niebezpieczne uważa się stężenia wynoszące około 7-10%, przy których dochodzi do uduszenia objawiającego się bólami i zawrotami głowy, utratą słuchu i utratą przytomności (objawy podobne do choroby wysokościowej), w zależności od stężenia, przez okres kilku minut do jednej godziny. Wdychanie powietrza o dużym stężeniu gazów powoduje bardzo szybką śmierć w wyniku uduszenia.

  Choć tak naprawdę już stężenie 5-7% CO 2 nie jest śmiertelne, już przy stężeniu 0,1% (taki poziom dwutlenku węgla obserwuje się w powietrzu megamiast) ludzie zaczynają czuć się osłabieni i senni. To pokazuje, że nawet przy wysokim poziomie tlenu, wysokie stężenie CO 2 ma silny wpływ na samopoczucie.

  Wdychanie powietrza o podwyższonym stężeniu tego gazu nie powoduje długotrwałych problemów zdrowotnych, a po usunięciu poszkodowanego z zanieczyszczonej atmosfery szybko następuje całkowite przywrócenie zdrowia.