Caracteristici, utilizări și pericole ale anhidridei de carbon

2773
Philip Kelley

dioxid de carbon este un gaz incolor și inodor la temperaturi și presiuni atmosferice. Este o moleculă formată dintr-un atom de carbon (C) și doi atomi de oxigen (O). Formează acid carbonic (un acid ușor) atunci când este dizolvat în apă. Este relativ netoxic și ignifug.

Este mai greu decât aerul, deci poate provoca sufocare atunci când este mutat. Sub expunere prelungită la căldură sau foc, recipientul său se poate rupe violent și poate expulza proiectile..

Se folosește pentru înghețarea alimentelor, pentru controlul reacțiilor chimice și ca agent de stingere a incendiilor.

  • Formulă: CO2
  • numar CAS: 124-38-9
  • WILDEBEEST: 1013

Structura 2D

Structura 3D

Caracteristici

Proprietati fizice si chimice

Greutate moleculară: 44,009 g / mol
Punct de sublimare: -79 ° C
Solubilitate în apă, ml / 100 ml la 20 ° C: 88
Presiunea de vapori, kPa la 20 ° C: 5720
Densitatea relativă a vaporilor (aer = 1): 1.5
Coeficientul de partiție octanol / apă ca log Pow: 0,83

Dioxidul de carbon aparține grupului de substanțe chimic nereactive (împreună cu argon, heliu, kripton, neon, azot, hexafluorură de sulf și xenon, de exemplu).

Inflamabilitate

Dioxidul de carbon, la fel ca grupul de substanțe chimic nereactive, nu este inflamabil (deși pot deveni astfel la temperaturi foarte ridicate).

Reactivitate

Substanțele nereactive din punct de vedere chimic sunt considerate nereactive în condiții tipice de mediu (deși pot reacționa în circumstanțe relativ extreme sau sub cataliză). Sunt rezistente la oxidare și reducere (cu excepția condițiilor extreme).

Când sunt suspendați în dioxid de carbon (în special în prezența oxidanților puternici, cum ar fi peroxizii), pulberile de magneziu, litiu, potasiu, sodiu, zirconiu, titan, unele aliaje de magneziu și aluminiu și aluminiu încălzit, crom și magneziu sunt inflamabile și explozive. 

Prezența dioxidului de carbon poate provoca o descompunere violentă în soluțiile de hidrură de aluminiu în eter, atunci când reziduul este încălzit..

Pericolele derivate din utilizarea dioxidului de carbon în sistemele de prevenire și stingere a incendiilor de volume limitate de aer și vapori inflamabili sunt în prezent evaluate..

Riscul asociat utilizării sale este centrat pe faptul că pot fi create descărcări electrostatice mari care să declanșeze explozia..

Contactul dioxidului de carbon lichid sau solid cu apă foarte rece poate duce la fierberea puternică sau violentă a produsului și vaporizarea extrem de rapidă datorită diferențelor mari de temperatură implicate..

Dacă apa este fierbinte, există posibilitatea ca o „supraîncălzire” să producă o explozie de lichid. Presiunile pot atinge niveluri periculoase dacă gazul lichid intră în contact cu apa într-un recipient închis. Acidul carbonic slab se formează într-o reacție nepericuloasă cu apa.

Toxicitate 

Substanțele nereactive din punct de vedere chimic sunt considerate netoxice (deși substanțele gazoase din acest grup pot acționa ca asfixianți).

Inhalarea prelungită a concentrațiilor mai mici sau egale cu 5% dioxid de carbon, determină creșterea frecvenței respiratorii, cefalee și modificări fiziologice subtile.

Cu toate acestea, expunerea la concentrații mai mari poate provoca pierderea cunoștinței și moartea..

Gazele lichide sau reci pot provoca leziuni prin degerături la nivelul pielii sau ochilor similare cu o arsură. Solidul poate provoca arsuri la contactul rece.

Aplicații

Utilizări de dioxid de carbon gazos. O mare parte (aproximativ 50%) din tot dioxidul de carbon recuperat este utilizat la punctul de producție pentru a produce alte substanțe chimice de importanță comercială, în principal uree și metanol..

O altă utilizare importantă a dioxidului de carbon lângă sursa gazului este în recuperarea îmbunătățită a petrolului..

Restul de dioxid de carbon generat în întreaga lume este transformat în forma sa lichidă sau solidă pentru utilizare în altă parte sau este ventilat în atmosferă, deoarece transportul de dioxid de carbon gazos nu este fezabil din punct de vedere economic..

Utilizări de dioxid de carbon solid

Gheața uscată a fost inițial cea mai importantă dintre cele două forme non-gazoase de dioxid de carbon..

Utilizarea sa a devenit populară pentru prima dată în Statele Unite la mijlocul anilor 1920 ca agent frigorific pentru conservarea alimentelor, iar în anii 1930 a devenit un factor major în creșterea industriei înghețatei..

După al doilea război mondial, schimbările în proiectarea compresoarelor și disponibilitatea oțelurilor speciale la temperatură scăzută au făcut posibilă lichefierea dioxidului de carbon pe scară largă. Prin urmare, dioxidul de carbon lichid a început să înlocuiască gheața uscată în multe aplicații..

Utilizări de dioxid de carbon lichid

Utilizările pentru dioxidul de carbon lichid sunt multe. În unele compoziția sa chimică este importantă, iar în altele nu.

Printre acestea avem: utilizarea ca mediu inert, pentru a promova creșterea plantelor, ca mediu de transfer de căldură în centralele nucleare, ca agent frigorific, utilizări bazate pe solubilitatea dioxidului de carbon, utilizări chimice și alte utilizări.

Folosiți ca mediu inert

Dioxidul de carbon este utilizat în locul unei atmosfere de aer atunci când prezența aerului ar provoca efecte nedorite.

În manipularea și transportul produselor alimentare, oxidarea acestora (ceea ce duce la pierderea gustului sau la creșterea bacteriilor) poate fi evitată prin utilizarea dioxidului de carbon..

Utilizați pentru a promova creșterea plantelor

Această tehnică este aplicată de producătorii de fructe și legume, care introduc gazul în serele lor pentru a da plantelor niveluri de dioxid de carbon mai mari decât cele prezente în mod normal în aer. Plantele răspund cu o creștere a ratei de asimilare a dioxidului de carbon și cu o creștere a producției de aproximativ 15%.

Se utilizează ca mediu de transfer de căldură în centralele nucleare

Dioxidul de carbon este utilizat în anumite reactoare nucleare ca mediu intermediar de transfer termic. Transferă căldura de la procesele de fisiune la abur sau apă clocotită în schimbătoarele de căldură.

Se utilizează ca agent frigorific

Dioxidul de carbon lichid este utilizat pe scară largă pentru congelarea alimentelor și, de asemenea, pentru depozitarea și transportul ulterior.

Utilizări bazate pe solubilitatea dioxidului de carbon

Dioxidul de carbon are o solubilitate moderată în apă, iar această proprietate este utilizată la producerea băuturilor alcoolice și nealcoolice efervescente. Aceasta a fost prima aplicare majoră de dioxid de carbon. Utilizarea dioxidului de carbon în industria aerosolilor este în continuă creștere.

Utilizări chimice

În producția de matrițe și miezuri de turnătorie, se utilizează reacția chimică dintre dioxidul de carbon și silice, care servește la unirea granulelor de nisip.

Salicilatul de sodiu, unul dintre intermediarii în fabricarea aspirinei, se produce prin reacția dioxidului de carbon cu fenolatul de sodiu..

Carbonatarea apelor dedurizate se realizează cu ajutorul dioxidului de carbon pentru a îndepărta precipitația compușilor de var insolubili.

Dioxidul de carbon este, de asemenea, utilizat în producția de carbonat de plumb de bază, carbonat de sodiu, potasiu și amoniu și hidrogen carbonat..
Este utilizat ca agent neutralizant în operațiile de mercerizare din industria textilă, deoarece este mai convenabil de utilizat decât acidul sulfuric.

Alte utilizări

Dioxidul de carbon lichid este utilizat într-un proces de extracție a cărbunelui, poate fi utilizat pentru a izola anumite arome și parfumuri, anestezia animalelor înainte de sacrificare, criocomprimarea animalelor, generarea de ceață pentru producțiile teatrale, exemple de astfel de utilizări sunt înghețarea tumorilor benigne și negi, lasere, producția de aditivi pentru uleiuri lubrifiante, prelucrarea tutunului și igienizarea pre-înmormântare..

Efecte clinice

Expunerea la asfixianți are loc în primul rând în medii industriale, ocazional în contextul dezastrelor naturale sau industriale.

Asfixianții simpli includ, dar nu se limitează la, dioxid de carbon (CO2), heliu (He) și hidrocarburi gazoase (metan (CH4), etan (C2H6), propan (C3H8) și butan (C4H10)).

Aceștia acționează prin deplasarea oxigenului din atmosferă, ducând la o scădere a presiunii parțiale a oxigenului alveolar și, în consecință, la hipoxemie.

Hipoxemia produce o imagine a euforiei inițiale, care poate compromite capacitatea pacientului de a scăpa din mediul toxic.

Disfuncția SNC și metabolismul anaerob indică o toxicitate severă.

Intoxicație ușoară până la moderată

Saturația oxigenului poate fi sub 90%, chiar și la pacienții asimptomatici sau ușor simptomatici. Apare cu scăderea vederii nocturne, cefalee, greață, respirație compensatorie crescută și puls.

Otravire severa

Saturația de oxigen poate fi de 80% sau mai mică. Există vigilență scăzută, somnolență, amețeli, oboseală, euforie, pierderea memoriei, scăderea acuității vizuale, cianoză, pierderea conștienței, aritmii, ischemie miocardică, edem pulmonar, convulsii și deces.

Siguranță și riscuri

Declarații de pericol ale Sistemului global armonizat de clasificare și etichetare a substanțelor chimice (GHS).

Sistemul global de armonizare a clasificării și etichetării substanțelor chimice (GHS) este un sistem agreat la nivel internațional, creat de Organizația Națiunilor Unite conceput pentru a înlocui diferitele standarde de clasificare și etichetare utilizate în diferite țări prin utilizarea unor criterii consistente la nivel global (Nations United, 2015 ).

Clasele de pericol (și capitolul corespunzător al GHS), standardele de clasificare și etichetare și recomandările pentru dioxidul de carbon sunt următoarele (Agenția Europeană pentru Produse Chimice, 2017; Națiunile Unite, 2015; PubChem, 2017):

(Națiunile Unite, 2015, p.345).
(Națiunile Unite, 2015, p.346).

Referințe

  1. De la Jacek FH, (2006). Dioxid de carbon-3D-vdW [imagine] Recuperat de pe wikipedia.org.
  2. Anon, (2017). [imagine] Adus de la nih.gov.
  3. Agenția Europeană pentru Produse Chimice (ECHA). (2017). Rezumatul clasificării și etichetării.
  4. Clasificare și etichetare notificate. Dioxid de carbon. Adus la 16 ianuarie 2017.
  5. Banca de date privind substanțele periculoase (HSDB). TOXNET. (2017). Dioxid de carbon. Bethesda, MD, UE: Biblioteca Națională de Medicină.
  6. Institutul Național pentru Siguranța Muncii (INSHT). (2010). Carduri internaționale de siguranță chimică Dioxid de carbon. Ministerul Ocupării și Securității. Madrid. ESTE.
  7. Națiunile Unite (2015). Sistemul armonizat global de clasificare și etichetare a substanțelor chimice (GHS) a șasea ediție revizuită. New York, UE: Publicația Națiunilor Unite. 
  8. Centrul Național pentru Informații despre Biotehnologie. Baza de date PubChem Compound. (2017). Dioxid de carbon. Bethesda, MD, UE: Biblioteca Națională de Medicină.
  9. Administrația Națională Oceanică și Atmosferică (NOAA). CAMEO Chemicals. (2017). Foaie de date a grupului reactiv. Nu este chimic reactiv. Silver Spring, MD. eu.
  10. Administrația Națională Oceanică și Atmosferică (NOAA). CAMEO Chemicals. (2017). Fișă tehnică chimică. Dioxid de carbon. Silver Spring, MD. eu.
  11. Topham, S., Bazzanella, A., Schiebahn, S., Luhr, S., Zhao, L., Otto, A. și Stolten, D. (2000). Dioxid de carbon. În Enciclopedia lui Ullmann de chimie industrială. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
  12. Wikipedia. (2017). Dioxid de carbon. Adus la 17 ianuarie 2017, de pe wikipedia.org.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.