Көміртегі диоксиді(көмірқышқыл газы, көмірқышқыл газы) техникалық газдар арасында маңызды орын алады, ол өнеркәсіп пен агроөнеркәсіп кешенінің барлық дерлік салаларында кеңінен қолданылады. СО 2 жалпы техникалық газ нарығының 10% құрайды, бұл бұл өнімді негізгі ауаны бөлу өнімдерімен теңестіреді.
Агрегацияның әртүрлі күйлерінде көмірқышқыл газының қолданылуы әртүрлі - тамақ өнеркәсібінде, дәнекерлеу газдары мен қоспаларында, өрт сөндіруде және т.б. Оның қатты фазасы, құрғақ мұз, мұздату, құрғақ брикеттерден бетті тазалауға (жару) дейін көбірек қолданылады.
Түбіртек
Көмірқышқыл газын сырттан алуға болмайды, өйткені атмосферада көмірқышқыл газы жоқтың қасы. Жануарлар мен адамдар оны тағамның толық ыдырауы арқылы алады, өйткені көміртегі негізінде құрылған ақуыздар, майлар және көмірсулар ұлпалардағы оттегінің көмегімен жанғанда көмірқышқыл газын (СО 2) түзеді.
Өнеркәсіпте көмірқышқыл газын пеш газдарынан, табиғи карбонаттардың ыдырау өнімдерінен (әктас, доломит) алады. Алкогольді ашыту кезінде пайда болған газ тағамдық мақсаттарға пайдаланылады. Көмірқышқыл газы таза оттегі, азот және аргон өндірісінің жанама өнімі ретінде ауа бөлу қондырғыларында да өндіріледі. Зертханалық жағдайларда аз мөлшерде СО 2 карбонаттар мен бикарбонаттарды қышқылдармен, мысалы, мәрмәрмен, бормен немесе содамен тұз қышқылымен әрекеттесу арқылы алынады. СО 2 өндірісінің жанама көздері жану өнімдері болып табылады; ашыту; сұйық аммиак өндіру; реформалау бөлімшелері; этанол өндіру; табиғи көздер.
Өнеркәсіптік ауқымда көмірқышқыл газын өндіру кезінде шикізаттың негізгі үш тобы қолданылады.
1-топ- оның концентрациясын арттыру үшін арнайы жабдықсыз таза СО 2 өндіруге болатын шикізат көздері:
- құрамында 98-99% СО 2 бар химия және мұнай-химия өнеркәсібінің газдары;
- СО 2 98-99% сыра қайнату, спирт және гидролиз зауыттарында спирттік ашыту газдары;
- 92-99% СО 2 болатын табиғи көздерден алынатын газдар.
2-топ- таза СО 2 өндіруді қамтамасыз ететін шикізат көздері:
- Құрамында 80-95% СО 2 бар сирек кездесетін химия өнеркәсібінің газдары.
3-топ- тек арнайы жабдықтың көмегімен таза СО 2 өндіруге мүмкіндік беретін шикізат көздері:
- негізінен азот пен көмірқышқыл газынан тұратын газ қоспалары (құрамында 8-20% СО 2 бар көміртегі бар заттардың жану өнімдері);
- СО 2 30-40% әк және цемент зауыттарынан шығатын газдар;
- СО 2 21-23% домна пештерінің жоғарғы газдары;
- негізінен метан мен көмірқышқыл газынан тұратын және құрамында басқа газдардың елеулі қоспалары бар (биогаз және СО 2 30-45% биореакторлардан шыққан полигон газы);
- табиғи газды және құрамында 20-40% СО 2 бар мұнайды өндіру кезінде ілеспе газдар.
Қолдану
Кейбір бағалаулар бойынша, әлемдік нарықта СО2 тұтыну жылына 20 миллион метрикалық тоннадан асады. Тұтынудың мұндай жоғары деңгейіне қойылатын талаптар әсер етеді Тамақ өнеркәсібіжәне мұнай кәсіпшілігі кәсіпорындары, сусындарды көмірқышқылдандыру технологиялары және басқа өнеркәсіптік қажеттіліктер, мысалы, су тазарту қондырғыларының Ph мәнін төмендету, металлургия мәселелері (соның ішінде дәнекерлеу газын пайдалану) және т.б.
Өнеркәсіптік мақсаттан тамақ өнімдерін өндіруге – тамақ өнімдерін консервациялауға, машина жасауда дәнекерлеу өндірісінен және қорғаныс дәнекерлеу қоспаларын дайындаудан бөлшектердің бетін құрғақ мұздан тазартуға дейінгі міндеттерді қамтитын көмірқышқыл газын тұтыну оны қолдану аясы кеңейген сайын тұрақты өсуде. түйіршіктер, в ауыл шаруашылығыазықтандыру зауыттары үшін, газ және мұнай өнеркәсібінде өрт сөндіру үшін.
CO 2 негізгі қолданулары:
- машина жасауда және құрылыста (дәнекерлеу үшін және т.б.);
- машина бөлшектерін суық қондыру үшін;
- ұсақ қайрау процестерінде;
- балқытылған металды атмосфералық ауаның зиянды әсерінен қорғау принципіне негізделген электр дәнекерлеу үшін;
- металлургияда;
- көмірқышқыл газын қалып арқылы үрлеу;
- алюминий және басқа да оңай тотыққан металдар өндірісінде;
- ауыл шаруашылығында жасанды жаңбыр жасау;
- экологияда сілтілі ағынды суларды бейтараптандыру үшін күшті минералды қышқылдарды ауыстырады;
- өртке қарсы құралдарды жасауда;
- көмірқышқылды өрт сөндіргіштерде өрт сөндіргіш ретінде қолданылады, жану процесін тиімді тоқтатады;
- парфюмерияда парфюмерия өндірісінде;
- тау-кен өнеркәсібінде;
- тау жыныстарын жалынсыз жару әдісін қолдану;
- тамақ өнеркәсібінде;
- консервант ретінде пайдаланылады және E290 коды бар қаптамада көрсетілген;
- қамыр ашытқысы ретінде;
- газдалған сусындарды өндіру үшін;
Сусындардың газдануы екі жолдың бірімен болуы мүмкін:
- Танымал тәтті және минералды суларды өндіруде сұйықтықты көмірқышқыл газымен қанықтыруды қамтитын механикалық карбондау әдісі қолданылады. Бұл үшін арнайы жабдық (сифондар, акратофорлар, қанықтырғыштар) және сығылған көмірқышқыл газы бар цилиндрлер қажет.
- Сағат химиялық әдісашыту процесінде көміртек түзіледі. Осылайша сіз шампан шарабы, сыра, нан квас аласыз. Газдалған судағы көмірқышқыл газы көмірқышқыл газының тез бөлінуімен жүретін соданың қышқылмен әрекеттесуі нәтижесінде алынады.
СО 2 дәнекерлеу газы ретінде
1960 жылдан бастап легирленген және көміртекті болаттарды ГОСТ 8050 талаптарына сәйкес келетін көміртегі диоксиді (CO 2) ортасында дәнекерлеу соңғы уақытта дәнекерлеу технологияларында аргон мен гелийдің дәнекерлеу газ қоспаларын қолдану кең таралған. машина жасау кәсіпорындары, көптеген танымал газ қоспалары дәнекерлеу доғасын тұрақтандыру үшін қажетті белсенді газдардың аз мөлшерін (CO 2 немесе O 2) қамтиды. Дегенмен, ресейлік кәсіпорындарда негізгі құрылымдық сыныптардың көміртекті және төмен легирленген болаттарын дәнекерлеу кезінде негізгі қорғаныс газы көмірқышқыл газы CO 2 болып қалады, бұл осы қорғаныс газының физикалық қасиеттерімен және оның болуымен түсіндіріледі.
Мақсаттар:
- туралы түсінігін кеңейту ашу әңгімелер, көмірқышқыл газының қасиеттері мен практикалық қолданылуы.
- Студенттерді көмірқышқыл газын алудың зертханалық әдістерімен таныстыру.
- Оқушылардың эксперименттік дағдыларын қалыптастыруды жалғастыру.
Қолданылатын техникалар:«шын және жалған мәлімдемелер», «ирек-1», кластерлер.
Зертханалық жабдықтар:зертханалық стенд, газдарды алуға арналған құрылғы, 50 мл стакан, мәрмәр кесектері, тұз қышқылы (1:2), әк суы, Мор қысқышы.
I. Шақыру кезеңі
Сынақ кезеңінде «шын және жалған мәлімдемелер» әдісі қолданылады.
Мәлімдеме |
||
II. Тұжырымдама кезеңі
1. Қатысушылар «зигзагтың» бес негізгі тақырыбы бойынша мәтіндер алатын жұмыс топтарындағы іс-шараларды ұйымдастыру:
- Көмірқышқыл газының ашылу тарихы
- Табиғаттағы көмірқышқыл газы
- Көмірқышқыл газын өндіру
- Көмірқышқыл газының қасиеттері
- Практикалық қолдануКөмір қышқыл газы
Мәтінмен алғашқы танысу, алғашқы оқу бар.
2. Сараптамалық топтарда жұмыс.
Сарапшылар топтары нақты мәселелер бойынша «сарапшыларды» біріктіреді. Олардың міндеті – мәтінді мұқият оқу, негізгі сөз тіркестері мен жаңа ұғымдарды бөліп көрсету немесе мәтін мазмұнын графикалық түрде бейнелеу үшін кластерлер мен әртүрлі схемаларды пайдалану (жұмыс жеке орындалады).
3. Материалды таңдау, оны құрылымдау және толықтыру (топтық жұмыс)
4. Жұмыс топтарында мәтінді трансляциялауға дайындық
- 1-топсарапшылар «Көмірқышқыл газының ашылу тарихы» анықтамалық қысқаша мазмұнын құрастырады.
- 2-топмамандар көмірқышқыл газының табиғатта таралу диаграммасын жасайды
- 3-топмамандар көмірқышқыл газын өндіру схемасын және оны өндіруге арналған қондырғының сызбасын жасайды
- 4-топмамандар көмірқышқыл газының қасиеттерінің классификациясын құрастырады
- 5-топмамандар көмірқышқыл газын іс жүзінде пайдалану схемасын жасайды
5. Презентацияға дайындық (плакат)
III. Рефлексия кезеңі
Жұмыс топтары дегенге қайта келу
- 1–5 тақырыптар тобында ретімен хабар тарату. Көмірқышқыл газын өндіретін қондырғыны құрастыру. Көмірқышқыл газын алу және оның қасиеттерін зерттеу.
- Эксперимент нәтижелерін талқылау.
- Жеке тақырыптарды ұсыну.
- «Шын және жалған мәлімдемелерге» оралыңыз. Сіздің бастапқы болжамдарыңызды тексеру. Жаңа белгішелердің орналасуы.
Бұл келесідей болуы мүмкін:
Мәлімдеме |
||
| 1. Көмірқышқыл газы – «жабайы газ». | ||
| 2. Теңіздер мен мұхиттарда көмірқышқыл газы жер атмосферасына қарағанда 60 есе көп. | ||
| 3. Көмірқышқыл газының табиғи көздері мофеттер деп аталады. | ||
| 4. Неаполь маңында иттерге рұқсат етілмеген «Ит үңгірі» бар. | ||
| 5. Зертханаларда күкірт қышқылының мәрмәр кесектеріне әсерінен көмірқышқыл газы түзіледі. | ||
| 6. Көмірқышқыл газы – түссіз және иіссіз, ауадан жеңіл, суда жақсы еритін газ. | ||
| 7. Қатты көмірқышқыл газы «құрғақ мұз» деп аталады. | ||
| 8. Әк суы – кальций гидроксидінің судағы ерітіндісі. |
«Ирекшенің» бес негізгі тақырыбы бойынша мәтіндер
1. Көмірқышқыл газының ашылу тарихы
Көмірқышқыл газы 16 ғасырдағы алхимик «жабайы газ» деген атпен ауаға қарсы шыққан барлық басқа газдардың ішінде бірінші болды. Вант Хелмонт.
СО 2 ашылуы химияның жаңа саласы – пневматохимияның (газдар химиясы) бастауын белгіледі.
Шотланд химигі Джозеф Блэк (1728 - 1799) 1754 жылы әкті минералды мәрмәр (кальций карбонаты) қыздырылған кезде ыдырап, газ бөлініп, сөндірілмеген әк (кальций оксиді) түзілетінін анықтады:
CaCO 3 CaO + CO 2
кальций карбонаты кальций оксиді көмірқышқыл газы
Шығарылған газ кальций оксидімен қайта қосылып, қайтадан кальций карбонатын түзуі мүмкін:
CaO + CO 2 CaCO 3
кальций оксиді көмірқышқыл газы кальций карбонаты
Бұл газ Ван Гельмонт ашқан «жабайы газбен» бірдей болды, бірақ Блэк оған жаңа атау берді - «байланысқан ауа» - өйткені бұл газ байланысып, қайтадан қатты затқа айналуы мүмкін, сонымен қатар тартылу қабілеті де болды. әк суына (кальций гидроксиді) және оның бұлыңғыр болуына себепші болады:
көмірқышқыл газы кальций гидроксиді кальций карбонатты су
Бірнеше жылдан кейін Кавендиш көмірқышқыл газының тағы екі тән физикалық қасиетін - оның жоғары тығыздығын және суда айтарлықтай ерігіштігін ашты.
2. Табиғаттағы көмірқышқыл газы
Атмосферадағы көмірқышқыл газының мөлшері салыстырмалы түрде аз, небәрі 0,04–0,03% (көлем бойынша). Атмосферада шоғырланған СО 2 массасы 2200 млрд т.
Теңіздер мен мұхиттарда еріген көмірқышқыл газы 60 есе көп.
Жыл сайын атмосферадағы жалпы СО 2-нің шамамен 1/50 бөлігі атмосферадан өсімдіктер арқылы жойылады. глобусминералдарды органикалық заттарға айналдыратын фотосинтез процесінде.
Табиғаттағы көмірқышқыл газының негізгі бөлігі органикалық заттардың ыдырауының әртүрлі процестерінің нәтижесінде түзіледі. Көмірқышқыл газы өсімдіктердің, жануарлардың және микроорганизмдердің тыныс алуы кезінде бөлінеді. Әртүрлі салалар шығаратын көмірқышқыл газының мөлшері үнемі өсіп отырады. Көмірқышқыл газы жанартаулық газдардың құрамында болады, сонымен қатар ол жанартаулық аймақтарда жерден бөлінеді. «Ит үңгірі» Италияның Неаполь қаласының маңында бірнеше ғасырлар бойы тұрақты CO 2 генераторы ретінде жұмыс істеп келеді. Онда иттер бола алмайтындығымен танымал, бірақ адам сол жерде қалыпты жағдайда қала алады. Өйткені, бұл үңгірде көмірқышқыл газы жерден бөлініп шығады және ол ауадан 1,5 есе ауыр болғандықтан, ол төменде, шамамен иттің биіктігінде (0,5 м) орналасқан. Көмірқышқыл газы 14% болатын мұндай ауада иттер (әрине, басқа да жануарлар) дем ала алмайды, бірақ аяғымен тұрған ересек адам бұл үңгірдегі артық көмірқышқыл газын сезбейді. Дәл осындай үңгірлер Йеллоустоун ұлттық саябағында (АҚШ) бар.
Көмірқышқыл газының табиғи көздері мофеттер деп аталады. Мофеттер вулкандық әлсіреудің соңғы, кеш кезеңіне тән, онда, атап айтқанда, әйгілі Эльбрус жанартауы орналасқан. Сондықтан қар мен мұзды жарып өтетін көмірқышқыл газына қаныққан ыстық бұлақтардың көптеген шығулары бар.
Жер шарынан тыс көміртегі тотығы (IV) Марс пен Венера атмосферасында, «жердегі» планеталарда кездеседі.
3. Көмірқышқыл газының түзілуі
Өнеркәсіпте көмірқышқыл газы негізінен әктастарды жағудан, спирттік ашытудан және т.б.
Химиялық зертханаларда олар сұйық көмірқышқыл газы бар дайын баллондарды пайдаланады, немесе Kipp аппаратында СО 2 алады немесе мәрмәр кесектеріне тұз қышқылының әсерінен газдарды өндіруге арналған құрылғы:
CaCO 3 + 2HCl CaCl 2 + CO 2 + H 2 O
кальций карбонаты тұз қышқылы кальций хлориді көмірқышқыл газы су
Тұз қышқылының орнына күкірт қышқылын қолдану мүмкін емес, өйткені ол кезде суда еритін кальций хлоридінің орнына гипс – кальций сульфаты (CaSO 4) – суда аз еритін тұз алар еді. Мрамор кесектеріне түскен кезде гипс қышқылдың оларға жетуін қиындатады және осылайша реакцияны айтарлықтай баяулатады.
Көмірқышқыл газын өндіру үшін:
- Лабораториялық стендтің аяғына газдарды алуға арналған құрылғыны бекітіңіз
- Шұңқыры бар тығынды қосымшасы бар пробиркадан алыңыз
- Саптамаға 2-3 кесек мәрмәр салыңыз, өлшемі ? бұршақ
- Воронка тығынын қайтадан пробиркаға салыңыз. Қысқышты ашыңыз
- Шұңқырға тұз қышқылын (1:2) құйыңыз (мұқият!), қышқыл мәрмәрді аздап жауып тұрады.
- Мензурканы көміртегі (IV) оксидімен толтырып, қысқышты жабыңыз.
4. Көмірқышқыл газының қасиеттері
СО 2 – түссіз, иіссіз, ауадан 1,5 есе ауыр, онымен араласуы қиын газ (Д.И.Менделеевтің сөзімен айтқанда, ауада «шөгеді»), оны келесі тәжірибе арқылы дәлелдеуге болады: стақанның үстінде, ішінде жанып тұрған шам бекітілген, көмірқышқыл газымен толтырылған стақанды төңкеріңіз. Шам бірден сөнеді.
Көміртек оксиді (IV) қышқыл және бұл газ суда ерігенде көмір қышқылы түзіледі. СО 2 лакмуспен боялған судан өткенде индикатор түсінің күлгін түстен қызылға дейін өзгеруін байқауға болады.
Көмірқышқыл газының суда жақсы ерігіштігі оны «суды ығыстыру» әдісімен жинауды мүмкін емес етеді.
Ауадағы көмірқышқыл газының құрамының сапалық реакциясы газды кальций гидроксидінің (әк суы) сұйылтылған ерітіндісі арқылы өткізу болып табылады. Көмірқышқыл газы бұл ерітіндіде ерімейтін кальций карбонатының түзілуін тудырады, бұл ерітіндінің бұлыңғыр болуына әкеледі:
CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + H 2 O
көмірқышқыл газы кальций гидроксиді кальций карбонатты су
Артық СО2 қосылғанда, ерімейтін карбонаттың еритін кальций бикарбонатына айналуына байланысты бұлтты ерітінді қайтадан мөлдір болады:
CaCO 3 + H 2 O + CO 2 Ca(HCO 3) 2
кальций карбонаты су көмірқышқыл газы кальций бикарбонаты
5. Көмірқышқыл газының практикалық қолданылуы
Сығылған қатты көмірқышқыл газы «құрғақ мұз» деп аталады.
Қатты СО 2 қаттылығы борды еске түсіретін қысылған тығыз қарға ұқсайды. «Құрғақ мұздың» температурасы –78 o C. Құрғақ мұз, су мұзынан айырмашылығы, тығыз. Ол суға батып, оны күрт салқындатады. Жанып жатқан бензинді жалынға құрғақ мұздың бірнеше бөлігін тастау арқылы тез сөндіруге болады.
Құрғақ мұздың негізгі қолданылуы азық-түлікті сақтау және тасымалдау болып табылады: балық, ет, балмұздақ және т.б. Құрғақ мұздың құндылығы оның салқындату әсерінде ғана емес, сонымен қатар көмірқышқыл газындағы тағамның көгермейтіндігінде немесе шірік.
Құрғақ мұз зертханаларда төмен температурада қызмет ететін бөлшектерді, аспаптарды және механизмдерді сынау үшін қолданылады. Құрғақ мұз резеңке автомобиль шиналарының аязға төзімділігін тексеру үшін қолданылады.
Көмірқышқыл газы жеміс-жидек пен минералды суларды газдауға, ал медицинада көмірқышқылды ванналарға қолданылады.
Сұйық көмірқышқыл газы көмірқышқылды өрт сөндіргіштерде, ұшақтар мен кемелердегі өрт сөндіру жүйелерінде, көмірқышқылды өрт сөндіру машиналарында қолданылады. Бұл әсіресе су жарамсыз болған жағдайларда, мысалы, жанғыш сұйықтықтардың өрттерін сөндіру кезінде немесе бөлмеде сумен зақымдалуы мүмкін электр сымдары немесе бірегей жабдық болған кезде тиімді.
Көптеген жағдайларда СО 2 дайын күйінде пайдаланылмайды, бірақ, мысалы, натрий гидрокарбонаты мен калий тартратының қоспасы бар пісіру ұнтағын пайдалану кезінде алынады. Мұндай ұнтақтарды қамырмен араластырғанда тұздар ериді және реакция пайда болып, СО 2 бөлінеді. Нәтижесінде қамыр көтеріліп, көмірқышқыл газының көпіршіктерімен толтырылады және одан пісірілген өнім жұмсақ әрі дәмді болып шығады.
Әдебиет
- Бұрылыс// Халықаралық журналоқу мен жазу арқылы ойлауды дамыту туралы. – 2000. – No 1, 2.
- Ақпарат және коммуникация саласындағы қазіргі студент: Оқу-әдістемелік құрал. – Санкт-Петербург: ПЕТРОК, 2000 ж.
- Загашев И.О., Заир-Бек С.И.Сын тұрғысынан ойлау: дамыту технологиясы. – Санкт-Петербург: «Альянс Дельта» баспасы, 2003 ж.
Көмірқышқыл газы немесе көмірқышқыл газы немесе CO 2 - жер бетіндегі ең көп таралған газ тәрізді заттардың бірі. Ол бізді өмір бойы қоршайды. Көмірқышқыл газы түссіз, дәмсіз және иіссіз, оны адам ешбір жағдайда сезе алмайды.
Ол тірі организмдердің зат алмасуының маңызды қатысушысы. Газдың өзі улы емес, бірақ тыныс алуды қолдамайды, сондықтан оның концентрациясынан асып кету дене тіндерін оттегімен қамтамасыз етудің нашарлауына және тұншығуға әкеледі. Көмірқышқыл газы күнделікті өмірде және өнеркәсіпте кеңінен қолданылады.
Көмірқышқыл газы дегеніміз не
Атмосфералық қысымда және бөлме температурасында көмірқышқыл газы газ күйінде болады. Бұл оның тыныс алу, фотосинтез және тірі организмдердің зат алмасу процестеріне қатысатын ең көп таралған түрі.
-78 °C дейін салқындатылған кезде ол сұйық фазаны айналып өтіп, кристалданады және тамақ және химия өнеркәсібінде, көше саудасында және тоңазытқышта тасымалдауда қауіпсіз хладагент ретінде кеңінен қолданылатын «құрғақ мұз» деп аталады.
Ерекше жағдайларда — ондаған атмосфераның қысымында — көмірқышқыл газы агрегацияның сұйық күйіне айналады. Бұл теңіз түбінде, 600 м-ден астам тереңдікте болады.
Көмірқышқыл газының қасиеттері
17 ғасырда Фландриядан келген Жан-Батист Ван Хельмонт көмірқышқыл газын тауып, оның формуласын анықтады. Егжей-тегжейлі зерттеу мен сипаттаманы бір ғасырдан кейін шотландиялық Джозеф Блэк жасады. Ол көмірқышқыл газының қасиеттерін зерттеп, бірқатар тәжірибелер жүргізіп, оның жануарлардың тыныс алуы кезінде бөлінетінін дәлелдеді.
Заттың молекуласында бір көміртек атомы және екі оттегі атомы бар. Көмірқышқыл газының химиялық формуласы CO 2 түрінде жазылған
Қалыпты жағдайда оның дәмі, түсі немесе иісі болмайды. Оның көп мөлшерін жұтқанда ғана адам қышқыл дәм сезінеді. Оны сілекейде көмірқышқыл газы еріген кезде аз мөлшерде түзілетін көмір қышқылы шығарады. Бұл мүмкіндік газдалған сусындарды жасау үшін қолданылады. Шампан, просекко, сыра және лимонадтағы көпіршіктер табиғи ашыту процестері нәтижесінде түзілетін немесе сусынға жасанды түрде қосылатын көмірқышқыл газы болып табылады.
Көмірқышқыл газы ауадан тығызырақ, сондықтан желдету болмаған кезде ол төменде жиналады. Ол тыныс алу және жану сияқты тотығу процестерін қолдамайды.
Сондықтан көмірқышқыл газы өрт сөндіргіштерде қолданылады. Көмірқышқыл газының бұл қасиеті трюк арқылы суреттелген - жанып тұрған шам «бос» стақанға түсіріліп, ол сөнеді. Шындығында шыны СО 2 толтырылған.
Табиғаттағы көмірқышқыл газының табиғи көздері
Бұл көздерге әртүрлі қарқындылықтағы тотығу процестері жатады:
- Тірі ағзалардың тыныс алуы. Мектептегі химия және ботаника курсынан фотосинтез кезінде өсімдіктер көмірқышқыл газын сіңіріп, оттегін бөлетінін бәрі есте сақтайды. Бірақ бұл күндізгі жарықтандырудың жеткілікті деңгейімен ғана болатынын бәрі есіне алмайды. Қараңғыда өсімдіктер, керісінше, оттегін сіңіріп, көмірқышқыл газын шығарады. Сондықтан бөлмедегі ауаның сапасын жақсартуға тырысып, оны фикус пен герань ағаштарына айналдыру қатал әзіл ойнауы мүмкін.
- Атқылау және басқа жанартаулық белсенділік. СО 2 жанартаулық газдармен бірге жер мантиясының тереңдігінен шығады. Атқылау көздеріне жақын алқаптарда газдың көптігі сонша, ойпатты жерлерде жиналып, жануарлардың, тіпті адамдардың тұншығуына әкеледі. Африкада тұтас ауылдар тұншығып қалған бірнеше жағдай белгілі.
- Органикалық заттардың жануы және шіруі. Жану және шіру - бірдей тотығу реакциясы, бірақ әртүрлі жылдамдықта жүреді. Өсімдіктер мен жануарлардан алынатын көміртегіге бай ыдырайтын органикалық заттар, орман өрттері және жанып тұрған шымтезектердің барлығы көмірқышқыл газының көздері болып табылады.
- СО 2 ең үлкен табиғи су қоймасы ол еріген дүниежүзілік мұхит сулары болып табылады.
Жердегі көміртегі негізіндегі тіршілік эволюциясының миллиондаған жылдарында әртүрлі көздерде миллиардтаған тонна көмірқышқыл газы жиналды. Оның атмосфераға бірден түсуі тыныс алу мүмкін еместігінен жер бетіндегі барлық тіршілік иелерінің қырылуына әкеледі. Мұндай бір реттік шығарылымның ықтималдығы нөлге тең болғаны жақсы.
ЖӘНЕкөмірқышқыл газының жасанды көздері
Көмірқышқыл газы да адам әрекетінің нәтижесінде атмосфераға түседі. Біздің заманымызда ең белсенді көздер болып саналады:
- Электр станциялары мен технологиялық қондырғыларда отынды жағу кезінде пайда болатын өнеркәсіптік шығарындылар
- Көлік құралдарының іштен жанатын қозғалтқыштарынан шығатын газдар: автомобильдер, пойыздар, ұшақтар және кемелер.
- Ауыл шаруашылығы қалдықтары – ірі мал шаруашылығы кешендеріндегі шіріген көң
Тікелей шығарындылардан басқа, атмосферадағы CO 2 мазмұнына адамның жанама әсері де бар. Бұл тропиктік және субтропиктік аймақтардағы, ең алдымен Амазонка бассейніндегі ормандардың жаппай кесілуі.
Жер атмосферасында көмірқышқыл газының бір пайыздан аз болуына қарамастан, оның климат пен табиғат құбылыстарына әсері артып келеді. Көмірқышқыл газы планетаның жылулық радиациясын сіңіру және осы жылуды атмосферада ұстап тұру арқылы парниктік эффект деп аталатын әсерге ықпал етеді. Бұл планетаның орташа жылдық температурасының бірте-бірте, бірақ өте қауіпті жоғарылауына, тау мұздықтары мен полярлық мұздықтардың еруіне, теңіз деңгейінің көтерілуіне, жағалаудағы аймақтарды су басуға және теңізден алыс елдерде климаттың нашарлауына әкеледі.
Ғаламшардағы жалпы жылыну фонында ауа массалары мен теңіз ағындарының айтарлықтай қайта бөлінуі, ал кейбір аймақтарда орташа жылдық температураның көтерілмей, керісінше төмендейтіні маңызды. Бұл жаһандық жылыну теориясының жақтастарын жалғандық пен айла-шарғы жасауда айыптайтын сыншыларға трамплин береді. қоғамдық пікірбелгілі бір саяси ықпал орталықтары мен қаржылық-экономикалық мүдделер үшін
Адамзат ауадағы көмірқышқыл газының мөлшерін бақылауға тырысуда, ұлттық экономикаларға белгілі бір міндеттер жүктейтін Киото және Париж хаттамаларына қол қойылды. Сонымен қатар, көптеген жетекші автоөндірушілер 2020-25 жылдарға қарай іштен жанатын қозғалтқыштары бар модельдерден бас тартып, гибридтер мен электромобильдерге ауысатынын мәлімдеді. Дегенмен, Қытай мен АҚШ сияқты әлемнің кейбір жетекші экономикасы өз елдеріндегі өмір сүру деңгейіне қауіп төніп тұрғанын алға тартып, ескіні орындауға және жаңа міндеттемелер алуға асықпайды.
Көмірқышқыл газы және біз: CO 2 неге қауіпті
Көмірқышқыл газы адам ағзасындағы зат алмасу өнімдерінің бірі болып табылады. Ол тыныс алуды және органдарды қанмен қамтамасыз етуді бақылауда үлкен рөл атқарады. Қандағы CO 2 мөлшерінің жоғарылауы қан тамырларының кеңеюіне әкеледі, осылайша тіндер мен мүшелерге оттегінің көбірек тасымалдануы мүмкін. Сол сияқты, денедегі көмірқышқыл газының концентрациясы жоғарыласа, тыныс алу жүйесі белсендірек болады. Бұл қасиет вентиляторларда пациенттің өз тыныс алу мүшелерін үлкен белсенділікке ынталандыру үшін қолданылады.
Көрсетілген артықшылықтардан басқа, CO 2 концентрациясынан асып кету денеге зиян келтіруі мүмкін. Ингаляциялық ауа деңгейінің жоғарылауы жүрек айнуына, бас ауруына, тұншығуға және тіпті сананың жоғалуына әкеледі. Дене көмірқышқыл газына қарсылық білдіріп, адамға сигналдар жібереді. Концентрацияның одан әрі жоғарылауымен оттегі ашығуы немесе гипоксия дамиды. Co 2 қан айналымы жүйесі арқылы байланысқан газдарды жылжытатын гемоглобин молекулаларына оттегінің қосылуына жол бермейді. Оттегі ашығуы өнімділіктің төмендеуіне, реакциялар мен жағдайды талдау және шешім қабылдау қабілеттерінің төмендеуіне, апатияға әкеледі және өлімге әкелуі мүмкін.
Көмірқышқыл газының мұндай концентрациясына, өкінішке орай, тар шахталарда ғана емес, сонымен қатар нашар желдетілетін мектеп сыныптарында, концерт залдарында, кеңсе бөлмелерінде және көліктерде - жеткілікті ауа алмасуы жоқ шектеулі кеңістікте кез келген жерде қол жеткізуге болады. қоршаған ортакөп адам жиналады.
Негізгі қолданба
СО 2 өнеркәсіпте және күнделікті өмірде - өрт сөндіргіштерде және сода өндірісінде, өнімдерді салқындату үшін және дәнекерлеу кезінде инертті орта жасау үшін кеңінен қолданылады.
Көмірқышқыл газын пайдалану келесі салаларда байқалады:
- құрғақ мұзбен беттерді тазалауға арналған.
Фармацевтика
- дәрілік компоненттердің химиялық синтезі үшін;
- инертті атмосфераны құру;
- өндіріс қалдықтарының рН индексін қалыпқа келтіру.
Тамақ өнеркәсібі
- газдалған сусындар өндірісі;
- сақтау мерзімін ұзарту үшін тағамды инертті атмосферада орау;
- кофе дәндерін кофеинсіздендіру;
- тағамды мұздату немесе тоңазыту.
Медицина, сынақтар және экология
- Абдоминальды операциялар кезінде қорғаныс атмосферасын құру.
- Тыныс алуды ынталандырушы ретінде тыныс алу қоспаларына қосу.
- Хроматографиялық талдауларда.
- Сұйық өндірістік қалдықтардағы рН деңгейін сақтау.
Электроника
- Температураға төзімділікті сынау кезінде электронды компоненттер мен құрылғыларды салқындату.
- Микроэлектроникада абразивті тазалау (қатты фазада).
- Кремний кристалдарын өндірудегі тазартқыш.
Химия өнеркәсібі
Химиялық синтезде реагент ретінде және реакторда температура реттегіші ретінде кеңінен қолданылады. CO 2 төмен рН индексі бар сұйық қалдықтарды дезинфекциялау үшін тамаша.
Ол сондай-ақ полимерлі заттарды, өсімдік немесе жануарлар талшықтарын кептіру үшін, целлюлоза өндірісінде негізгі процестің компоненттерінің де, оның қалдықтарының да рН деңгейін қалыпқа келтіру үшін қолданылады.
Металлургиялық өнеркәсіп
Металлургияда СО 2 негізінен экологияға қызмет етеді, табиғатты зиянды шығарындылардан бейтараптандыру арқылы қорғайды:
- Қара металлургияда – балқыту газдарын бейтараптандыру және балқыманы түбінен араластыру үшін.
- Түсті металлургияда қорғасын, мыс, никель және мырыш өндірісінде – шөмішті балқымамен немесе ыстық құймалармен тасымалдау кезінде газдарды бейтараптандыру үшін.
- Қышқыл шахта суларының айналымын ұйымдастыру кезінде тотықсыздандырғыш ретінде.
Көмірқышқыл газымен дәнекерлеу
Су астындағы доғалық дәнекерлеудің бір түрі көмірқышқыл газы ортасында дәнекерлеу болып табылады. Көмірқышқыл газымен дәнекерлеу жұмыстары тұтынылатын электродпен жүзеге асырылады және монтаждау жұмыстары, ақауларды жою және жұқа қабырғалары бар бөлшектерді жөндеу процесінде жиі кездеседі.
Құрылымдық формула
Дұрыс, эмпирикалық немесе өрескел формула: CO2
Көмірқышқыл газының химиялық құрамы
Молекулалық массасы: 44,009
Көмірқышқыл газы (көмірқышқыл газы, көмірқышқыл газы, көміртегі (IV) оксиді, көміртегі ангидриді) – түссіз газ (қалыпты жағдайда), иісі жоқ, химиялық формула CO2. Қалыпты жағдайда тығыздығы 1,98 кг/м³ (ауадан ауыр). Атмосфералық қысымда көмірқышқыл газы сұйық күйде болмайды, тікелей қатты күйден газ тәрізді күйге ауысады. Қатты көмірқышқыл газы құрғақ мұз деп аталады. Жоғары қысымда және қалыпты температурада көмірқышқыл газы оны сақтауға арналған сұйықтыққа айналады. Жер атмосферасындағы көмірқышқыл газының концентрациясы орта есеппен 0,04% құрайды. Көмірқышқыл газы оңай өтеді ультракүлгін сәулелержәне Күннен Жерге келіп, оны қыздыратын спектрдің көрінетін бөлігінің сәулелері. Сонымен бірге ол Жерден шығарылатын инфрақызыл сәулелерді жұтады және парниктік газдардың бірі болып табылады, нәтижесінде ол жаһандық жылыну процесіне қатысады. Атмосферадағы бұл газ деңгейінің тұрақты өсуі өнеркәсіптік дәуірдің басынан бастап байқалды.
Көмірқышқыл газы (IV) - көмірқышқыл газы, иіссіз және түссіз газ, ауадан ауыр, қатты салқындаған кезде ол ақ қар тәрізді масса - «құрғақ мұз» түрінде кристалданады. Атмосфералық қысымда ол ерімейді, бірақ сублимация температурасы -78 ° C; Көмірқышқыл газы органикалық заттар шіріп, жанғанда түзіледі. Жануарлар мен өсімдіктердің тыныс алуы кезінде бөлінетін ауада және минералды бұлақтарда болады. Суда ериді (15°С судың бір көлемінде көмірқышқыл газының 1 көлемі).
Химиялық қасиеттері бойынша көмірқышқыл газы қышқыл оксидтерге жатады. Суда ерігенде көмір қышқылын түзеді. Сілтілермен әрекеттесіп, карбонаттар мен бикарбонаттар түзеді. Ол электрофильді орынбасу реакцияларына (мысалы, фенолмен) және нуклеофильді қосылуға (мысалы, магнийорганикалық қосылыстармен) ұшырайды. Көміртек тотығы (IV) жануды қолдамайды. Онда тек кейбір белсенді металдар жанады. Оксидтермен әрекеттеседі белсенді металдар. Суда ерігенде көмір қышқылын түзеді. Сілтілермен әрекеттесіп, карбонаттар мен бикарбонаттар түзеді.
Адам ағзасы күніне шамамен 1 кг (2,3 фунт) көмірқышқыл газын шығарады. Бұл көмірқышқыл газы метаболизмнің соңғы өнімдерінің бірі ретінде түзілетін тіндерден веноздық жүйе арқылы тасымалданады, содан кейін өкпе арқылы шығарылған ауамен шығарылады. Осылайша, қандағы көмірқышқыл газының мөлшері веноздық жүйеде жоғары, ал өкпенің капиллярлық желісінде азаяды, ал артериялық қанда аз болады. Қан үлгісіндегі көмірқышқыл газының мөлшері көбінесе ішінара қысыммен көрсетіледі, яғни қан үлгісінің құрамындағы көмірқышқыл газының белгілі бір мөлшері қан үлгісінің барлық көлемін жалғыз алып жатса, қандай қысымға ие болады. Көміртегі диоксиді ( CO2) қанда үш арқылы тасымалданады әртүрлі жолдар(осы үш көлік түрінің әрқайсысының нақты қатынасы қанның артериялық немесе веноздық екеніне байланысты).
- Көмірқышқыл газының көп бөлігі (70%-дан 80%-ға дейін) эритроциттердің құрамындағы карбоангидраза ферментінің әсерінен бикарбонат иондарына айналады.
- Көмірқышқыл газының шамамен 5% - 10% қан плазмасында еріген.
- Көмірқышқыл газының шамамен 5% - 10% гемоглобинмен карбаминді қосылыстар (карбогемоглобин) түрінде байланысады.
Гемоглобин, эритроциттердің негізгі оттегін тасымалдайтын ақуызы, оттегін де, көмірқышқыл газын да тасымалдауға қабілетті. Дегенмен, көмірқышқыл газы гемоглобинмен оттегіге қарағанда басқа жерде байланысады. Ол геммен емес, глобин тізбектерінің N-соңғы ұштарымен байланысады. Алайда, байланыстыру кезінде гемоглобин молекуласының конфигурациясының өзгеруіне әкелетін аллостериялық әсерлерге байланысты көмірқышқыл газының байланысуы оттегінің берілген парциалды қысымында оттегінің онымен байланысу қабілетін төмендетеді және керісінше - оттегінің гемоглобинмен байланысуы көмірқышқыл газының берілген парциалды қысымында көмірқышқыл газының онымен байланысу қабілетін төмендетеді. Сонымен қатар, гемоглобиннің оттегімен немесе көмірқышқыл газымен артықшылықты байланысу қабілеті де қоршаған ортаның рН-ына байланысты. Бұл ерекшеліктер өкпеден тіндерге оттегінің сәтті қабылдануы және тасымалдануы және оның ұлпаларға сәтті бөлінуі үшін, сонымен қатар көмірқышқыл газының ұлпалардан өкпеге сәтті қабылдануы және тасымалдануы және сол жерде шығарылуы үшін өте маңызды. Көмірқышқыл газы қан ағымының авторегуляциясының маңызды медиаторларының бірі болып табылады. Бұл күшті вазодилататор. Тиісінше, егер тіндерде немесе қанда көмірқышқыл газының деңгейі жоғарыласа (мысалы, қарқынды метаболизмге байланысты – айталық, физикалық жаттығулар, қабыну, тіндердің зақымдануы немесе қан ағымының кедергісі, тіндік ишемиялар салдарынан), онда капиллярлар кеңейеді. , бұл қан ағымының жоғарылауына және сәйкесінше тіндерге оттегінің жеткізілуін және жинақталған көмірқышқыл газының тіндерден тасымалдануын арттыруға әкеледі. Сонымен қатар, көмірқышқыл газы белгілі бір концентрацияларда (жоғары, бірақ әлі улы мәндерге жетпеген) миокардқа оң инотропты және хронотропты әсер етеді және оның адреналинге сезімталдығын арттырады, бұл жүректің жиырылуының күші мен жиілігінің жоғарылауына, жүрек соғысына әкеледі. шығару және соның салдарынан , инсульт және минуттық қан көлемі. Бұл сонымен қатар тіндік гипоксия мен гиперкапнияны түзетуге көмектеседі (көмірқышқыл газының деңгейінің жоғарылауы). Бикарбонат иондары қанның рН деңгейін реттеу және қалыпты қышқыл-негіз тепе-теңдігін сақтау үшін өте маңызды. Тыныс алу жиілігі қандағы көмірқышқыл газының мөлшеріне әсер етеді. Әлсіз немесе баяу тыныс алу респираторлық ацидозды тудырады, ал тез және шамадан тыс терең тыныс алу гипервентиляцияға және респираторлық алкалоздың дамуына әкеледі. Сонымен қатар, көмірқышқыл газы тыныс алуды реттеуде де маңызды. Біздің денеміз метаболизм үшін оттегіні қажет етсе де, қандағы немесе тіндердегі оттегінің төмен деңгейі әдетте тыныс алуды ынталандырмайды (дәлірек айтқанда, оттегінің аз болуының тыныс алуға ынталандырушы әсері тым әлсіз және оттегінің өте төмен деңгейінде кеш «қоса бастайды». адам жиі есінен танып қалатын қан). Қалыпты жағдайда тыныс алу қандағы көмірқышқыл газының деңгейінің жоғарылауымен ынталандырылады. Тыныс алу орталығы оттегінің жетіспеушілігінен гөрі көмірқышқыл газының жоғарылауына әлдеқайда сезімтал. Нәтижесінде өте жұқа ауамен (оттегінің парциалды қысымы төмен) немесе құрамында оттегі мүлде жоқ газ қоспасымен тыныс алу (мысалы, 100% азот немесе 100% азот оксиді) сезім тудырмай, сананың тез жоғалуына әкелуі мүмкін. ауаның жетіспеушілігінен (қандағы көмірқышқыл газының деңгейі көтерілмегендіктен, оның дем шығаруына ештеңе кедергі келтірмейді). Бұл әсіресе биіктікте ұшатын әскери ұшақтардың ұшқыштары үшін қауіпті (егер жаудың зымыраны кабинаға тиіп, кабинадағы қысым төмендесе, ұшқыштар тез есінен танып қалуы мүмкін). Тыныс алуды реттеу жүйесінің бұл ерекшелігі, сондай-ақ ұшақтардағы бортсеріктердің әуе кемесінің салонындағы қысымды төмендеткен жағдайда жолаушыларға, ең алдымен, басқа біреуге көмектесуге әрекет жасамас бұрын, өздеріне оттегі маскасын киюге нұсқау беруінің себебі болып табылады. көмекші өзін тез жоғалтып алу қаупі бар, тіпті соңғы сәтке дейін ешқандай ыңғайсыздықты немесе оттегіге мұқтаждықты сезінбестен. Адамның тыныс алу орталығы артериялық қандағы көмірқышқыл газының парциалды қысымын 40 мм сын.бағ. жоғары емес ұстауға тырысады. Саналы гипервентиляция кезінде артериялық қандағы көмірқышқыл газының мөлшері 10-20 мм сын.бағ. дейін төмендеуі мүмкін, бұл кезде қандағы оттегі мөлшері іс жүзінде өзгермейді немесе аздап артады, ал төмендеу нәтижесінде тағы бір тыныс алу қажеттілігі азаяды. тыныс алу орталығының белсенділігіне көмірқышқыл газының ынталандырушы әсерінде. Саналы гипервентиляция кезеңінен кейін бұрынғы гипервентиляциясыз тыныс алуды ұзақ уақыт ұстап тұру оңайырақ болатынының себебі осы. Бұл қасақана гипервентиляция, содан кейін тыныс алуды тоқтату адам тыныс алу қажеттілігін сезінбес бұрын сананың жоғалуына әкелуі мүмкін. Қауіпсіз ортада мұндай сананың жоғалуы ерекше ештеңеге қауіп төндірмейді (есін жоғалтқан адам өзін-өзі басқаруды жоғалтады, тынысын ұстап тұруды тоқтатады және тыныс алуды, тыныс алуды тоқтатады және онымен миды оттегімен қамтамасыз етеді. қалпына келтіріледі, содан кейін сана қалпына келеді). Дегенмен, басқа жағдайларда, мысалы, сүңгуір алдында, бұл қауіпті болуы мүмкін (санның жоғалуы және тереңдікте тыныс алу қажеттілігі туындайды, ал саналы бақылаусыз су тыныс алу жолдарына түседі, бұл суға батуға әкелуі мүмкін). Сондықтан суға түсу алдында гипервентиляция қауіпті және ұсынылмайды.
Өндірістік мөлшерде көмірқышқыл газы түтін газдарынан немесе химиялық процестердің жанама өнімі ретінде, мысалы, табиғи карбонаттардың (әктас, доломит) ыдырауы кезінде немесе спиртті өндіру кезінде (спирттік ашыту) бөлінеді. Алынған газдардың қоспасы бикарбонатқа айнала отырып, көмірқышқыл газын сіңіретін калий карбонатының ерітіндісімен жуылады. Бикарбонат ерітіндісі қыздырғанда немесе төмендетілген қысымда көмірқышқыл газын бөліп, ыдырайды. Көмірқышқыл газын өндіруге арналған заманауи қондырғыларда бикарбонаттың орнына моноэтаноламиннің сулы ерітіндісі жиі пайдаланылады, ол белгілі бір жағдайларда сіңіре алады. CO2түтін газында бар және оны қыздырған кезде босатыңыз; Бұл дайын өнімді басқа заттардан ажыратады. Көмірқышқыл газы таза оттегі, азот және аргон өндірісінің жанама өнімі ретінде ауа бөлу қондырғыларында да өндіріледі. Зертханада аз мөлшерде карбонаттар мен бикарбонаттарды қышқылдармен, мысалы, мәрмәрмен, бормен немесе содамен тұз қышқылымен әрекеттестіру арқылы, мысалы, Kipp аппаратын пайдалана отырып алады. Бормен немесе мәрмәрмен әрекеттесу үшін күкірт қышқылын пайдалану реакцияға кедергі келтіретін және қышқылдың едәуір артық мөлшерімен жойылатын аз еритін кальций сульфатының түзілуіне әкеледі. Сусындарды дайындау үшін ас содасының лимон қышқылымен немесе қышқыл лимон шырынымен реакциясын қолдануға болады. Дәл осы пішінде алғашқы газдалған сусындар пайда болды. Оларды өндірумен және сатумен фармацевтер айналысты.
Тамақ өнеркәсібінде көмірқышқыл газы консервант және қопсытқыш ретінде пайдаланылады және E290 коды бар қаптамада көрсетілген. Сұйық көмірқышқыл газы өрт сөндіру жүйелерінде және өрт сөндіргіштерде кеңінен қолданылады. Автоматты көмірқышқылды өрт сөндіру жүйелері пневматикалық, механикалық немесе электрлік болуы мүмкін іске қосу жүйелерінде ерекшеленеді. Аквариумға көмірқышқыл газын жеткізуге арналған құрылғы газ резервуарын қамтуы мүмкін. Көмірқышқыл газын өндірудің ең қарапайым және кең таралған әдісі алкогольдік сусынды дайындауға арналған дизайнға негізделген. Ашыту кезінде бөлінген көмірқышқыл газы аквариум өсімдіктерін қоректендіруі мүмкін. Көмірқышқыл газы лимонад пен газдалған суды карбонаттандыру үшін қолданылады. Көмірқышқыл газы сымды дәнекерлеуде қорғаныс ортасы ретінде де қолданылады, бірақ жоғары температурада ол оттегін ажыратады және шығарады. Бөлінген оттегі металды тотықтырады. Осыған байланысты дәнекерлеу сымына марганец және кремний сияқты тотықсыздандырғыштарды енгізу қажет. Тотығумен де байланысты оттегі әсерінің тағы бір салдары беттік керілудің күрт төмендеуі болып табылады, бұл басқалармен қатар инертті ортада дәнекерлеуге қарағанда металдың қарқынды шашырауына әкеледі. Консервілердегі көмірқышқыл газы пневматикалық қаруларда (газ цилиндрлі пневматикада) және ұшақтарды модельдеуде қозғалтқыштар үшін энергия көзі ретінде қолданылады. Көмірқышқыл газын болат цилиндрде сұйылтылған күйде сақтау газ түріндегіге қарағанда тиімдірек. Көмірқышқыл газының салыстырмалы төмен критикалық температурасы +31 ° C. Стандартты 40 литрлік цилиндрге шамамен 30 кг сұйытылған көмірқышқыл газы құйылады және бөлме температурасында цилиндрде сұйық фаза болады және қысым шамамен 6 МПа (60 кгс/см²) болады. Температура +31°С жоғары болса, онда көмірқышқыл газы 7,36 МПа жоғары қысыммен суперкритикалық күйге өтеді. Кәдімгі 40 литрлік цилиндр үшін стандартты жұмыс қысымы 15 МПа (150 кгс/см²) құрайды, бірақ ол 1,5 есе жоғары қысымға, яғни 22,5 МПа қауіпсіз түрде төтеп беруі керек, сондықтан мұндай цилиндрлермен жұмыс істеу өте қауіпсіз деп санауға болады. Қатты көмірқышқыл газы - «құрғақ мұз» - зертханалық зерттеулерде, бөлшек саудада, жабдықты жөндеу кезінде (мысалы: пресс-фигурация кезінде түйісетін бөліктердің бірін салқындату) хладагент ретінде және т.б. көмірқышқыл газын сұйылту үшін қолданылады. көміртегі диоксиді және құрғақ мұз шығарады.
Көмірқышқыл газының парциалды қысымын өлшеу технологиялық процестерде, медициналық қолдануда - жасанды желдету кезінде және жабық тіршілікті қамтамасыз ету жүйелерінде тыныс алу қоспаларын талдауда қажет. Концентрация талдауы CO2атмосферада қоршаған орта үшін пайдаланылады және ғылыми зерттеулер, парниктік эффектіні зерттеу. Көмірқышқыл газын есепке алу инфрақызыл спектроскопия принципіне негізделген газ анализаторлары және басқа да газ өлшеу жүйелері арқылы жүргізіледі. Дем шығарылған ауадағы көмірқышқыл газының құрамын тіркеуге арналған медициналық газ анализаторы капнограф деп аталады. Төмен концентрацияларды өлшеуге арналған CO2(сондай-ақ СО) технологиялық газдарда немесе атмосфералық ауада метанатормен газ хроматографиялық әдісті және жалын ионизациясының детекторымен тіркеуді қолдануға болады.
Жер шарындағы атмосфералық көмірқышқыл газының концентрациясының жылдық ауытқуы негізінен Солтүстік жарты шардың ортаңғы ендіктерінің (40-70°) өсімдіктерімен анықталады. Тропиктік аймақтардағы өсімдіктер іс жүзінде маусымға тәуелсіз, 20-30° құрғақ шөл белдеуі (екі жарты шарда) көмірқышқыл газының айналымына аздаған үлес қосады, ал өсімдіктермен көбірек жабылған жер белдеуі жер бетінде асимметриялық орналасқан ( Оңтүстік жарты шарда ортаңғы ендіктерде мұхит бар). Сондықтан наурыздан қыркүйекке дейін фотосинтезге байланысты мазмұны CO2атмосферада ол төмендейді, ал қазаннан ақпанға дейін артады. Қысқы өсімге ағаштың тотығуы (өсімдіктердің гетеротрофты тыныс алуы, шіруі, қарашіріктің ыдырауы, орман өрттері) және қыс мезгілінде айтарлықтай өсетін қазба отындардың (көмір, мұнай, газ) жануынан болады. Үлкен санымұхитта еріген көмірқышқыл газы. Көмірқышқыл газы кейбір планеталардың атмосферасының маңызды бөлігін құрайды күн жүйесі: Венера, Марс.
Көмірқышқыл газы улы емес, бірақ оның ауадағы концентрациясының жоғарылауының ауамен тыныс алатын тірі организмдерге әсеріне байланысты ол тұншықтырғыш газдар ретінде жіктеледі (ағылшынша) Үй ішінде концентрацияның шамалы 2-4% жоғарылауы әкеледі адамдарда ұйқышылдық пен әлсіздіктің дамуы. Қауіпті концентрациялар шамамен 7-10% деңгейлер деп саналады, бұл кезде тұншығу дамиды, бас ауруы, бас айналу, есту қабілетінің жоғалуы және сананың жоғалуы (биіктік ауруына ұқсас белгілер), концентрацияға байланысты, бір кезең ішінде. бірнеше минуттан бір сағатқа дейін. Газдың жоғары концентрациясы бар ауаны жұтқанда, тұншығудан өлім өте тез болады. Шын мәнінде, тіпті 5-7% CO2 концентрациясы өлімге әкелмейтін болса да, қазірдің өзінде 0,1% концентрациясында (көмірқышқыл газының бұл деңгейі мегаполистердің ауасында байқалады) адамдар әлсіздік пен ұйқышылдықты сезіне бастайды. Бұл оттегінің жоғары деңгейінде де жоғары CO2 концентрациясы әл-ауқатқа айтарлықтай әсер ететінін көрсетеді. Бұл газдың жоғары концентрациясы бар ауаны ингаляциялау денсаулықтың ұзақ мерзімді проблемаларына әкелмейді және зардап шегушіні ластанған атмосферадан шығарғаннан кейін денсаулығының толық қалпына келуі тез жүреді.
Көміртегі диоксиді
Көміртек тотығы (көмірқышқыл газы, көмірқышқыл газы, көмірқышқыл газы, көміртегі ангидриді, көмірқышқыл газы
) — CO2, түссіз газ, иіссіз, аздап қышқыл дәмі бар.
Жер атмосферасындағы көмірқышқыл газының концентрациясы орта есеппен 0,038% құрайды.
Бұл өмірді қолдауға жарамайды. Дегенмен, өсімдіктер оны органикалық заттарға айналдырып, «қоректенеді». Сонымен қатар, бұл Жерге арналған «көрпе» түрі. Егер бұл газ кенеттен атмосферадан жоғалып кетсе, Жер әлдеқайда салқындап, жаңбыр іс жүзінде жоғалып кетер еді.
«Жер көрпесі»
Көміртегі диоксиді (көмірқышқыл газы, көмірқышқыл газы, СО 2
) екі элементтің: көміртегі мен оттегінің қосылуынан түзіледі. Ол көмір немесе көмірсутекті қосылыстарды жағу кезінде, сұйықтықтарды ашыту кезінде, сонымен қатар адамдар мен жануарлардың тыныс алу өнімі ретінде түзіледі. Ол сондай-ақ атмосферада аз мөлшерде кездеседі, оны өсімдіктер ассимиляциялайды, олар өз кезегінде оттегін шығарады.
Көмірқышқыл газы түссіз және ауадан ауыр. -78,5°С-та қатып, көмірқышқыл газынан тұратын қар түзеді. Су ерітіндісінде ол көмір қышқылын түзеді, бірақ оңай оқшауланатындай тұрақты емес.
Көмірқышқыл газы – Жердің жамылғысы. Ол біздің планетамызды қыздыратын ультракүлгін сәулелерді оңай өткізеді және оның бетінен ғарыш кеңістігіне шығарылатын инфрақызыл сәулелерді көрсетеді. Ал егер көмірқышқыл газы атмосферадан кенет жоғалып кетсе, бұл ең алдымен климатқа әсер етеді. Жер бетінде ол әлдеқайда салқын болады, ал жаңбыр өте сирек жауады. Мұның ақыры қайда апаратынын болжау қиын емес.
Рас, мұндай апат бізге әлі қауіп төндірмейді. Мүлдем керісінше. Органикалық заттардың: мұнайдың, көмірдің, табиғи газдың, ағаштың жануы атмосферадағы көмірқышқыл газының мөлшерін біртіндеп арттырады. Бұл уақыт өте келе біз жер климатының айтарлықтай жылынуын және ылғалдануын күтуіміз керек дегенді білдіреді. Айтпақшы, ескі адамдар бұл олардың жастық күндеріне қарағанда айтарлықтай жылы болды деп санайды ...
Көмірқышқыл газы бөлінеді төмен температуралы сұйық, жоғары қысымды сұйық және газ тәрізді. Ол аммиак пен спирт өндірісінің, сондай-ақ арнайы отын жағу және басқа да өнеркәсіптердің қалдық газдарынан алынады. Көмірқышқыл газы- түссіз және иіссіз газ 20°С температурада және қысымы 101,3 кПа (760 мм рт.ст.), тығыздығы - 1,839 кг/м 3. Сұйық көмірқышқыл газы- жай түссіз, иіссіз сұйықтық.
Көміртегі диоксидіулы емес және жарылғыш емес. 5% (92 г/м3) жоғары концентрацияда көмірқышқыл газы адам денсаулығына зиянды әсер етеді - ол ауадан ауыр және еденге жақын желдетілмейтін жерлерде жиналуы мүмкін. Бұл ауадағы оттегінің көлемдік үлесін азайтады, бұл оттегі тапшылығын және тұншығуды тудыруы мүмкін.
Көмірқышқыл газын өндіру
Өнеркәсіпте көмірқышқыл газын пеш газдарынан, табиғи карбонаттардың ыдырау өнімдерінен (әктас, доломит) алады. Газдар қоспасы көмірқышқыл газын сіңіретін калий карбонатының ерітіндісімен жуылады, бикарбонатқа айналады. Қыздырған кезде бикарбонат ерітіндісі ыдырап, көмірқышқыл газын бөледі. Өнеркәсіптік өндіріс кезінде газ баллондарға айдалады.
Зертханалық жағдайда аз мөлшерде карбонаттар мен бикарбонаттарды қышқылдармен әрекеттестіру арқылы алады, мысалы, мраморды тұз қышқылымен.
Қолдану
Тамақ өнеркәсібіндекөмірқышқыл газы консервант ретінде пайдаланылады және код астында қаптамада көрсетілген E290
Сұйық көмірқышқыл газы(сұйық тағамдық көмірқышқыл газы) - жоғары қысымда (~ 65-70 Атм) сақталатын сұйылтылған көмірқышқыл газы. Түссіз сұйықтық. Цилиндрден сұйық көмірқышқыл газын атмосфераға шығарғанда оның бір бөлігі буланып, екінші бөлігі құрғақ мұз түйіршіктерін түзеді.
Сұйық көмірқышқыл газы бар баллондарОлар өрт сөндіргіштер ретінде және газдалған су мен лимонад өндіру үшін кеңінен қолданылады.
Көміртегі диоксидіОл сыммен дәнекерлеу кезінде қорғаныс ортасы ретінде пайдаланылады, бірақ жоғары температурада ол диссоциацияланады және оттегін шығарады. Бөлінген оттегі металды тотықтырады. Осыған байланысты дәнекерлеу сымына марганец және кремний сияқты тотықсыздандырғыштарды енгізу қажет. Тотығумен байланысты оттегінің әсерінің тағы бір салдары беттік керілудің күрт төмендеуі болып табылады, бұл басқалармен қатар аргонда немесе гелийде дәнекерлеуге қарағанда металдың қарқынды шашырауына әкеледі.
Банкалардағы көмірқышқыл газыпневматикалық қаруларда және ұшақтарды модельдеуде қозғалтқыштар үшін қуат көзі ретінде қолданылады.
Қатты көмірқышқыл газы – құрғақ мұз- мұздықтарда қолданылады. Сұйық көмірқышқыл газы жылу электр станцияларында (тоңазытқыштар, мұздатқыштар, күн электр генераторлары және т.б.) салқындатқыш және жұмыс сұйықтығы ретінде қолданылады.
«Құрғақ мұз» және көмірқышқыл газының басқа да пайдалы қасиеттері
Көмірқышқыл газы күнделікті тәжірибеде кеңінен қолданылады. Мысалы, хош иісті эссенциялар қосылған газдалған су - керемет сергітетін сусын. Тамақ өнеркәсібінде көмірқышқыл газы консервант ретінде де қолданылады - ол кодтың астындағы қаптамада көрсетілген. E290
, сонымен қатар қамыр ашытқысы ретінде.
Өрт кезінде көмірқышқылды өрт сөндіргіштер қолданылады. Биохимиктер... ауаны көмірқышқыл газымен тыңайту әртүрлі ауылшаруашылық дақылдарының өнімділігін арттырудың өте тиімді құралы екенін анықтады. Мүмкін, бұл тыңайтқыштың жалғыз, бірақ маңызды кемшілігі бар: оны тек жылыжайларда қолдануға болады. Көмірқышқыл газын өндіретін зауыттарда сұйытылған газ болат баллондарға оралып, тұтынушыларға жіберіледі. Клапанды ашсаңыз, қар ысқырып шығады. Қандай керемет?
Барлығы қарапайым түсіндіріледі. Газды сығуға жұмсалатын жұмыс оны кеңейтуге жұмсалатын жұмыстан айтарлықтай аз. Алынған тапшылықты қандай да бір жолмен өтеу үшін көмірқышқыл газы күрт салқындатылып, «құрғақ мұзға» айналады. Ол тағамды сақтау және консервілеу үшін кеңінен қолданылады кәдімгі мұзайтарлықтай артықшылықтарға ие: біріншіден, оның «салқындату сыйымдылығы» бірлік салмағынан екі есе жоғары; екіншіден, із-түзсіз буланып кетеді.
Көмірқышқыл газы сымды дәнекерлеуде белсенді орта ретінде қолданылады, өйткені доғалық температурада көмірқышқыл газы көміртегі тотығы CO және оттегіге ыдырайды, ол өз кезегінде сұйық металмен әрекеттеседі, оны тотықтырады.
Консервілердегі көмірқышқыл газы пневматикалық қаруларда және ұшақтарды модельдеуде қозғалтқыштар үшін энергия көзі ретінде пайдаланылады.
Көмірқышқыл газының сапа көрсеткіштері ГОСТ 8050-85
|
Көрсеткіштің атауы |
|
|---|
