خصائص أنهيدريد الكربونيك ، الاستخدامات والمخاطر

ال ثاني أكسيد الكربون إنه غاز عديم اللون وعديم الرائحة في درجات الحرارة والضغوط الجوية. وهو جزيء مكون من ذرة كربون واحدة (C) واثنين من ذرات الأكسجين (O). أنه يشكل حمض الكربونيك (حمض خفيف) عن طريق إذابة في الماء. انها غير سامة نسبيا وغير قابلة للاحتراق.

إنه أثقل من الهواء ، لذلك يمكن أن يسبب الاختناق عند تحريكه. تحت التعرض الطويل للحرارة أو الحريق ، يمكن أن تتكسر الحاوية بعنف وتطرد المقذوفات.

يتم استخدامه لتجميد الطعام ، للتحكم في التفاعلات الكيميائية وكعامل لإطفاء الحرائق.

• صيغة: CO2
• رقم CAS: 124-38-9
• NU: 1013

هيكل 2D

هيكل 3D

ملامح

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

ينتمي ثاني أكسيد الكربون إلى مجموعة المواد غير المتفاعلة كيميائيًا (إلى جانب الأرجون والهيليوم والكريبتون والنيون والنيتروجين وسداسي فلوريد الكبريت وزينون ، على سبيل المثال).

اللهوبية

ثاني أكسيد الكربون ، مثل مجموعة المواد غير المتفاعلة كيميائيًا ، غير قابل للاشتعال (رغم أنه يمكن أن يكون في درجات حرارة عالية جدًا).

التفاعلية

تعتبر المواد غير المتفاعلة كيميائيًا غير متفاعلة في ظل ظروف بيئية نموذجية (على الرغم من أنها قد تتفاعل في الظروف القاسية نسبيًا أو في الحفاز). إنها مقاومة للأكسدة والاختزال (إلا في الظروف القاسية).

عند تعليقها في ثاني أكسيد الكربون (خاصة في وجود مواد مؤكسدة قوية ، مثل البيروكسيدات) ، مساحيق من المغنيسيوم والليثيوم والبوتاسيوم والصوديوم والزركونيوم والتيتانيوم وبعض سبائك المغنيسيوم والألومنيوم وسبائك الألومنيوم والكروم والمغنيسيوم المسخنة ، قابلة للاشتعال والانفجار. 

وجود ثاني أكسيد الكربون يمكن أن يسبب تحللًا عنيفًا في محاليل هيدريد الألومنيوم في الأثير ، عند تسخين النفايات.

في الوقت الحالي ، يتم تقييم المخاطر المستمدة من استخدام ثاني أكسيد الكربون في أنظمة الوقاية من الحرائق وإطفاء حرائق الهواء المحصورة والأبخرة القابلة للاشتعال..

تركز المخاطر المرتبطة باستخدامه على حقيقة أنه يمكن إنشاء تصريفات إلكتروستاتية كبيرة لبدء الانفجار.

يمكن أن يؤدي ملامسة ثاني أكسيد الكربون السائل أو الصلب مع الماء البارد جدًا إلى غليان قوي أو عنيف للمنتج وتبخير سريع للغاية بسبب الاختلافات الكبيرة في درجات الحرارة..

إذا كان الماء ساخنًا ، فهناك احتمال أن ينجم انفجار السائل عن "ارتفاع درجة الحرارة". يمكن أن تصل الضغوط إلى مستويات خطيرة إذا ملامس الغاز السائل الماء في حاوية مغلقة. يتشكل حمض الكربونيك الضعيف في تفاعل غير خطير مع الماء.

سمية 

تعتبر المواد غير المتفاعلة كيميائيًا غير سامة (على الرغم من أن المواد الغازية من هذه المجموعة يمكن أن تكون بمثابة اختناقات).

استنشاق تركيزات طويلة الأمد أقل من أو يساوي 5٪ من ثاني أكسيد الكربون يؤدي إلى زيادة معدل التنفس والصداع والتغيرات الفسيولوجية الدقيقة.

ومع ذلك ، فإن التعرض لتركيزات أعلى يمكن أن يسبب فقدان الوعي والموت.

الغاز السائل أو البارد يمكن أن يتسبب في إصابات متجمدة للجلد أو العينين تشبه الحرق المادة الصلبة يمكن أن تسبب الحروق عن طريق الاتصال البارد.

تطبيقات

استخدامات ثاني أكسيد الكربون الغازي. يتم استخدام نسبة كبيرة (حوالي 50 ٪) من جميع ثاني أكسيد الكربون المسترجع عند نقطة الإنتاج لتصنيع مواد كيميائية أخرى ذات أهمية تجارية ، وخاصة اليوريا والميثانول.

هناك استخدام مهم آخر لثاني أكسيد الكربون بالقرب من مصدر الغاز وهو تحسين استرداد النفط.

يتم تحويل ما تبقى من ثاني أكسيد الكربون المتولد في جميع أنحاء العالم إلى شكله السائل أو الصلب لاستخدامه في أماكن أخرى ، أو يتم تنفيسه في الغلاف الجوي ، حيث أن نقل ثاني أكسيد الكربون الغازي غير قابل للتطبيق اقتصاديًا.

استخدامات ثاني أكسيد الكربون الصلب

كان الثلج الجاف في الأصل هو أهم شكلين من أشكال ثاني أكسيد الكربون غير الكربوني.

أصبح استخدامه لأول مرة شائعًا في الولايات المتحدة في منتصف العشرينيات من القرن الماضي كمبرد للحفاظ على الطعام ، وفي ثلاثينيات القرن العشرين أصبح عاملاً مهمًا في نمو صناعة الآيس كريم..

بعد الحرب العالمية الثانية ، سمحت التغييرات في تصميم الضاغط وتوافر الفولاذ الخاص في درجات حرارة منخفضة بتسييل ثاني أكسيد الكربون على نطاق واسع. لذلك ، بدأ ثاني أكسيد الكربون السائل ليحل محل الثلج الجاف في العديد من التطبيقات.

استخدامات ثاني أكسيد الكربون السائل

استخدامات ثاني أكسيد الكربون السائل كثيرة. في بعض المسائل التركيب الكيميائي والبعض الآخر لا.

من بين هذه الأشياء: لدينا استخدام كوسيط خامل ، لتعزيز نمو النباتات ، كوسيلة لنقل الحرارة في محطات الطاقة النووية ، كمبرد ، يستخدم على أساس قابلية ذوبان ثاني أكسيد الكربون والاستخدامات الكيميائية وغيرها من الاستخدامات.

استخدم كوسيط خامل

يستخدم ثاني أكسيد الكربون بدلاً من جو الهواء عندما يتسبب وجود الهواء في تأثيرات غير مرغوب فيها.

في مناولة المنتجات الغذائية ونقلها ، يمكن تجنب أكسدة هذه المواد (التي تؤدي إلى فقدان النكهة أو نمو البكتيريا) باستخدام ثاني أكسيد الكربون.

استخدامها لتعزيز نمو النبات

يتم تطبيق هذه التقنية من قبل منتجي الفواكه والخضروات ، الذين يدخلون الغاز في البيوت الزجاجية الخاصة بهم لإعطاء النباتات مستويات ثاني أكسيد الكربون أعلى من تلك الموجودة عادة في الهواء. تستجيب النباتات بزيادة معدل استيعابها لثاني أكسيد الكربون ، وزيادة في الإنتاج تبلغ حوالي 15٪.

استخدم كوسيلة لنقل الحرارة في محطات الطاقة النووية

يستخدم ثاني أكسيد الكربون في بعض المفاعلات النووية كوسيط نقل الحرارة وسيطة. ينقل الحرارة من عمليات الانشطار إلى البخار أو الماء المغلي في المبادلات الحرارية.

استخدام التبريد

يستخدم ثاني أكسيد الكربون السائل على نطاق واسع لتجميد الطعام وكذلك للتخزين والنقل اللاحقين.

يستخدم على أساس قابلية ذوبان ثاني أكسيد الكربون

يحتوي ثاني أكسيد الكربون على قابلية ذوبان متوسطة في الماء ، وتستخدم هذه الخاصية في إنتاج المشروبات الكحولية غير الكحولية الفوارة. كان هذا أول تطبيق مهم لثاني أكسيد الكربون. يتزايد استخدام ثاني أكسيد الكربون في صناعة الهباء.

الاستخدامات الكيميائية

في إنتاج قوالب ومسبك مسبك ، يتم استخدام التفاعل الكيميائي بين ثاني أكسيد الكربون والسيليكا ، والذي يستخدم لربط حبيبات الرمل.

يتم تصنيع ساليسيلات الصوديوم ، أحد المنتجات الوسيطة في تصنيع الأسبرين ، بتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع فينولات الصوديوم.

تتم كربنة الماء المخفف باستخدام ثاني أكسيد الكربون للتخلص من تساقط مركبات الجير غير القابلة للذوبان.

يستخدم ثاني أكسيد الكربون أيضًا في إنتاج كربونات الرصاص الأساسية والصوديوم والبوتاسيوم وكربونات الأمونيوم وكربونات الهيدروجين.
يستخدم كعامل معادل في عمليات المرسيرة في صناعة النسيج لأنه أكثر ملاءمة للاستخدام من حمض الكبريتيك.

استخدامات أخرى

يستخدم ثاني أكسيد الكربون السائل في عملية استخراج الفحم ، ويمكن استخدامه لعزل بعض العطور والروائح ، وتخدير الحيوانات قبل الذبح ، ووضع العلامات على الحيوانات بالتبريد ، وتوليد الضباب للإنتاج المسرحي ، ومن الأمثلة على هذه الاستخدامات تجميد الأورام والثآليل الحميدة ، وأشعة الليزر ، وإنتاج المواد المضافة لزيت التشحيم ، ومعالجة التبغ والإصحاح قبل الدفن..

الآثار السريرية

يحدث التعرض للاختناقات بشكل رئيسي في البيئات الصناعية ، وأحيانًا في سياق الكوارث الطبيعية أو الصناعية.

تشمل الاختناقات البسيطة ، من بين أشياء أخرى ، ثاني أكسيد الكربون (CO2) والهيليوم (He) والهيدروكربونات الغازية (الميثان (CH4) والإيثان (C2H6) والبروبان (C3H8) والبوتان (C4H10)).

وهي تعمل عن طريق إزاحة الأكسجين من الجو ، مما يؤدي إلى انخفاض الضغط الجزئي للأكسجين السنخي ، وبالتالي إلى نقص الأكسجة..

ينتج نقص الأكسجين صورة عن النشوة الأولية ، مما قد يضر بقدرة المريض على الهروب من البيئة السامة.

خلل الجهاز العصبي المركزي والأيض اللاهوائي تشير إلى سمية شديدة.

الضوء إلى معتدلة التسمم

قد يكون تشبع الأكسجين أقل من 90 ٪ ، حتى في المرضى الذين يعانون من أعراض أو أعراض بسيطة. لعنات مع انخفاض الرؤية الليلية ، والصداع ، والغثيان ، وزيادة تعويضية في التنفس والنبض.

تسمم خطير

يمكن أن يكون تشبع الأكسجين 80 ٪ أو أقل. هناك انخفاض في اليقظة والنعاس والدوار والإرهاق والنشوة وفقدان الذاكرة وانخفضت حدة البصر وزرقة وفقدان الوعي ونقص القلب واضطراب تروية عضلة القلب ونزمة رئوية ونوبات مرضية.

الأمن والمخاطر

بيانات الأخطار للنظام المنسق عالمياً لتصنيف المواد الكيميائية ووسمها (SGA).

النظام المنسق عالميا لتصنيف المواد الكيميائية ووسمها (SGA) هو نظام متفق عليه دوليا ، أنشأته الأمم المتحدة ليحل محل مختلف معايير التصنيف ووضع العلامات المستخدمة في مختلف البلدان من خلال استخدام معايير عالمية متسقة (الأمم المتحدة) المتحدة ، 2015).

فئات المخاطر (والفصل المقابل من GHS) ، ومعايير التصنيف والتسمية ، والتوصيات المتعلقة بثاني أكسيد الكربون هي كما يلي (الوكالة الأوروبية للمواد الكيميائية ، 2017 ، الأمم المتحدة ، 2015 ، PubChem ، 2017):

مراجع

1. من Jacek FH ، (2006). ثاني أكسيد الكربون - 3D - vdW [image] تم استرجاعه من wikipedia.org.
2. أنون ، (2017). [صورة] تعافى من nih.gov.
3. الوكالة الأوروبية للمواد الكيميائية (ECHA). (2017). ملخص التصنيف والتوسيم.
4. التصنيف والإعلام المبلغ عنها. ثاني أكسيد الكربون. تم الاسترجاع في 16 يناير 2017.
5. بنك بيانات المواد الخطرة (HSDB). TOXNET. (2017). ثاني أكسيد الكربون. بيثيسدا ، دكتوراه في الطب ، الاتحاد الأوروبي: المكتبة الوطنية للطب.
6. المعهد الوطني للسلامة في العمل (INSHT). (2010). بطاقات السلامة الكيميائية الدولية. وزارة التشغيل والأمن. مدريد. ومن.
7. الأمم المتحدة (2015). النظام المنسق عالميا لتصنيف ووسم المنتجات الكيميائية (SGA) الطبعة السادسة المنقحة. نيويورك ، الاتحاد الأوروبي: منشورات الأمم المتحدة. 
8. المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية. قاعدة بيانات PubChem المركبة. (2017). ثاني أكسيد الكربون. بيثيسدا ، دكتوراه في الطب ، الاتحاد الأوروبي: المكتبة الوطنية للطب.
9. الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA). المواد الكيميائية النقش. (2017). المجموعة التفاعلية ورقة البيانات. لا تتفاعل كيميائيا. الفضة الربيع ، MD. الاتحاد الأوروبي.
10. الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA). المواد الكيميائية النقش. (2017). ورقة البيانات الكيميائية. ثاني أكسيد الكربون. الفضة الربيع ، MD. الاتحاد الأوروبي.
11. Topham، S.، Bazzanella، A.، Schiebahn، S.، Luhr، S.، Zhao، L.، Otto، A.، & Stolten، D. (2000). ثاني أكسيد الكربون. في موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
12. ويكيبيديا. (2017). ثاني أكسيد الكربون. تم استرجاعه في 17 يناير 2017 ، من wikipedia.org.