Karbondioksit nerede bulunur? CO2 elde etme. Yapay karbondioksit kaynakları

Karbon dioksit (karbon dioksit, karbondioksit) teknik gazlar arasında en önemli yeri işgal eder, sanayinin hemen hemen tüm sektörlerinde ve tarımsal sanayi kompleksinde yaygın olarak kullanılır. CO 2, toplam teknik gaz pazarının %10'unu oluşturur ve bu da bu ürünü ana hava ayırma ürünleriyle aynı seviyeye getirir.

Karbon dioksitin çeşitli toplanma durumlarında kullanımı çok çeşitlidir - gıda endüstrisi, kaynak gazları ve karışımları, yangınla mücadele vb. Katı fazı olan kuru buz, dondurmadan, kuru briketlerden yüzey temizliğine (püskürtme) kadar giderek daha fazla kullanılmaktadır.

Fiş

Atmosferde neredeyse hiç karbondioksit bulunmadığından dolayı dışarıdan karbondioksit elde edilemiyor. Hayvanlar ve insanlar, karbon bazlı proteinler, yağlar ve karbonhidratlar dokulardaki oksijen yardımıyla yakıldığında karbondioksit (CO2) oluşturduğundan, bunu gıdanın tamamen parçalanması yoluyla alırlar.

Endüstride karbondioksit, fırın gazlarından, doğal karbonatların (kireçtaşı, dolomit) ayrışma ürünlerinden elde edilir. Alkol fermantasyonu sırasında üretilen gaz gıda amaçlı kullanılır. Hava ayırma tesislerinde saf oksijen, nitrojen ve argon üretiminin yan ürünü olarak karbondioksit de üretilir. Laboratuvar koşullarında, karbonatların ve bikarbonatların asitlerle, örneğin mermer, tebeşir veya soda ile hidroklorik asitle reaksiyona sokulmasıyla az miktarda CO2 elde edilir. CO2 üretiminin yan kaynakları yanma ürünleridir; fermantasyon; sıvı amonyak üretimi; birimlerin yeniden düzenlenmesi; etanol üretimi; doğal Kaynaklar.

Endüstriyel ölçekte karbondioksit üretilirken üç ana grup hammadde kullanılır.

Grup 1- Konsantrasyonunu arttırmak için özel ekipman olmadan saf CO2'nin üretilebildiği hammadde kaynakları:

%98-99 CO2 içeren kimya ve petrokimya endüstrilerinden elde edilen gazlar;
bira fabrikalarında, alkol ve hidroliz tesislerinde %98-99 CO2 içeren alkollü fermantasyon gazları;
%92-99 CO2 içeren doğal kaynaklardan elde edilen gazlar.

Grup 2- kullanımı saf CO2 üretimini sağlayan hammadde kaynakları:

%80-95 CO2 içeren, daha az yaygın olan kimya endüstrilerinden elde edilen gazlar.

Grup 3- kullanımı yalnızca özel ekipman yardımıyla saf CO2 üretilmesini mümkün kılan hammadde kaynakları:

esas olarak nitrojen ve karbondioksitten oluşan gaz karışımları (%8-20 CO2 içeren karbon içeren maddelerin yanma ürünleri;
%30-40 CO2 içeren kireç ve çimento fabrikalarından çıkan egzoz gazları;
%21-23 CO2 içeren yüksek fırınların üst gazları;
esas olarak metan ve karbondioksitten oluşan ve diğer gazların önemli katkılarını içeren (% 30-45 CO2 içeren biyogaz ve biyoreaktörlerden gelen çöp gazı;
%20-40 CO2 içeren doğal gaz ve petrol üretimi sırasında ilişkili gazlar.

Başvuru

Bazı tahminlere göre dünya pazarındaki CO2 tüketimi yılda 20 milyon mt'u aşıyor. Bu kadar yüksek bir tüketim seviyesi, gıda endüstrisi ve petrol sahası işletmelerinin gereksinimlerinin, içecekler için karbonatlama teknolojilerinin ve diğer endüstriyel ihtiyaçların, örneğin su arıtma tesislerinin pH değerindeki bir azalma, metalurji sorunlarının (dahil) etkisi altında oluşur. kaynak gazı kullanımı), vb.

Endüstriyel amaçlardan gıda üretimi - gıda muhafazasına, makine mühendisliğinde kaynak üretiminden koruyucu kaynak karışımlarının hazırlanmasına ve parçaların yüzeylerinin kuru temizlemeye kadar görevleri kapsayan uygulama kapsamı genişledikçe karbondioksit tüketimi giderek artıyor. buz granülleri, tarımda bitkileri gübrelemek için, gaz ve petrol endüstrisinde yangınla mücadele için.

CO 2'nin ana uygulamaları:

makine mühendisliği ve inşaatta (kaynak vb. için);
makine parçalarının soğuk inişi için;
İnce bileme işlemlerinde;
erimiş metalin atmosferik havanın zararlı etkilerinden korunması prensibine dayanan elektrik kaynağı için;
metalurjide;
kalıplara karbondioksit gazı üflemek;
alüminyum ve diğer kolay oksitlenen metallerin üretiminde;
tarımda yapay yağmur yaratmak;
ekolojide alkali atık suyu nötralize etmek için güçlü mineral asitlerin yerini alır;
yangınla mücadele araçlarının imalatında;
karbondioksitli yangın söndürücülerde yangın söndürme maddesi olarak kullanılır ve yanma sürecini etkili bir şekilde durdurur;
parfüm imalatında parfümeride;
madencilik sektöründe;
alevsiz kaya patlaması yöntemini kullanarak;
gıda sektöründe;
koruyucu olarak kullanılır ve ambalaj üzerinde E290 koduyla belirtilir;
hamur mayalama maddesi olarak;
gazlı içeceklerin üretimi için;

İçeceklerin karbonatlanması iki yoldan biriyle gerçekleşebilir:

Popüler tatlı ve maden sularının üretiminde, sıvının karbondioksitle doyurulmasını içeren mekanik bir karbonatlama yöntemi kullanılır. Bu, özel ekipman (sifonlar, akratoforlar, doyurucular) ve sıkıştırılmış karbondioksit içeren silindirler gerektirir.
Kimyasal karbonatlama yönteminde fermantasyon işlemi sırasında karbondioksit üretilir. Bu şekilde şampanya şarabı, bira, ekmek kvası elde edersiniz. Soda suyundaki karbondioksit, sodanın asitle reaksiyonu sonucu karbondioksitin hızlı salınımıyla elde edilir.

Kaynak gazı olarak CO 2

1960 yılından bu yana, GOST 8050 gerekliliklerini karşılayan karbon dioksit (CO 2) ortamında alaşımlı ve karbon çeliklerinin kaynaklanması yaygınlaşmıştır.Son zamanlarda kaynak teknolojilerinde argon ve helyum kaynak gazı karışımlarının kullanımı giderek yaygınlaşmaktadır. En popüler gaz karışımlarının çoğuna sahip makine imalat işletmeleri, kaynak arkını stabilize etmek için gerekli olan az miktarda aktif gaz (CO2 veya O2) içerir. Bununla birlikte, Rus işletmelerinde ana yapı sınıflarının karbon ve düşük alaşımlı çeliklerinin kaynaklanması sırasında, ana koruyucu gaz, bu koruyucu gazın fiziksel özellikleri ve bulunabilirliği ile açıklanan karbondioksit CO2 olmaya devam etmektedir.

+4'e eşittir), karbondioksit (diğer isimler: karbondioksit, karbonik anhidrit, karbondioksit) denir. Bu madde genellikle CO2 moleküler formülüyle yazılır. Molar kütlesi 44,01 g/mol'dür. Görünüşte normal koşullar altında karbonik anhidrit renksiz bir gazdır. Düşük konsantrasyonlarda kokusuzdur; yüksek konsantrasyonlarda keskin, ekşi bir koku kazanır.

Bu kimyasal madde için farklı yoğunluk değerleriyle karakterize edilen üç olası toplanma durumu vardır:

katı (kuru buz); 1 atm basınçta. ve sıcaklık -78,5 °C - 1562 kg/m³;
sıvı (karbon dioksit); 56 atm basınçta. ve sıcaklık +20 °C - 770 kg/m³;
gazlı; 1 atm basınçta. ve sıcaklık 0 °C - 1,977 kg/m³.

Karbondioksitin erime noktası -78 °C, kaynama noktası -57 °C'dir. Madde suda çözünür: 25 °C'de ve 100 kPa basınçta çözünürlüğü 1,45 g/l'dir.

Karbondioksit, molekülünde oksijen atomlarının bir karbon atomuna kovalent bir bağla bağlandığı doğal bir kimyasal bileşiktir. Karbondioksit molekülü doğrusal ve sentrosimetriktir. Karbon ve iki oksijen atomu arasındaki her iki bağ da eşdeğerdir (esasen çift). Molekül merkezi etrafında simetrik olduğundan elektriksel dipol momenti yoktur.

Karbondioksit, artık havayla özdeşleştirilmeyen ilk gaz halindeki kimyasal bileşiklerden biriydi. On yedinci yüzyılda Flaman kimyager Jan Baptista van Helmont, kömürü kapalı bir kapta yaktığında ortaya çıkan külün kütlesinin sıradan karbondioksitten çok daha az olduğunu fark etti. 1750'de karbondioksitin özellikleri daha dikkatli bir şekilde araştırıldı. İskoç doktor Joseph Black tarafından.

Standart basınç ve sıcaklıkta karbondioksit, Dünya atmosferinde hacimce yaklaşık %0,04 oranında bulunur. Fotosentez olarak bilinen karbon döngüsünün bir parçası olarak karbondioksit bitkiler, algler ve siyanobakteriler tarafından emilir. Sonuç olarak su ve karbonhidratlar oluşur, ancak bu süreç yalnızca ışığın etkisi altında gerçekleşir. Karbondioksit aynı zamanda kömürün veya hidrokarbonların yakılmasıyla, sıvıların fermantasyonuyla ve insanlar ve hayvanlar tarafından havanın solunmasıyla da üretilir. Ayrıca volkanlardan, kaplıcalardan ve gayzerlerden de yayılır.

Karbondioksit önemli bir rol oynar (termal kızılötesi aralığında radyasyonu emer ve yayar). Bu kimyasal bileşik aynı zamanda okyanus pH'ındaki düşüşün ana kaynaklarından biridir: suda çözündüğünde, iyonlara tamamen ayrışamayan zayıf karbonik asit oluşturur: CO2 + H2O ↔ H2CO3.

Karbondioksit yanmayı veya solunumu desteklemez. Atmosferindeki yanan kıymık söner. Hayvanlar ve insanlar yüksek CO2 konsantrasyonlarında boğulurlar. Havada %3 konsantrasyonda nefes alma hızlanır, %10'da bilinç kaybı ve hızlı ölüm meydana gelir, %20'de ise anında felce neden olur.

Karbon dioksit bir karbonik anhidrittir ve bu nedenle asidik oksit özelliklerine sahiptir. Laboratuvar koşullarında tebeşirin hidroklorik asit ile CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O içerisinde reaksiyona sokulmasıyla elde edilir. Endüstride kireçtaşı veya tebeşirin (daha az yaygın olarak manyezit veya dolomit) termal ayrışmasıyla üretilir: CaCO3 → CaO + CO2. Karbondioksit üretimi, havanın düşük sıcaklıkta nitrojen ve oksijene ayrılmasının bir yan ürünüdür. Günümüzde havadan karbondioksit üretmek için özel jeneratörler üretiliyor. Bu tür jeneratörler, bitkiler için uygun bir ortam yaratmak amacıyla seralara CO2 sağlamak için kullanılır.

Karbondioksit kimya endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Soda üretiminde, organik asitlerin sentezlenmesinde ve alkolsüz içeceklerin yapımında kullanılır. örneğin şarap yapımında soğutucu olarak kullanılır. Üzüm de dahil olmak üzere gıda ürünlerinin hasat edildikten sonra ve şarap üretimi başlamadan önce çürümesini önlemek için karbondioksit atmosferi yaratılır.

Yangınları söndürmek için kullanılan gazı doldurmak için karbondioksit veya sıvılaştırılmış karbondioksit üretimi gerçekleştirilir. Bununla birlikte, sıvı CO2 akışının önemli bir kısmı buharlaştığı, sıcaklık keskin bir şekilde düştüğü (donmaya neden olabilir) ve CO2 kuru buza dönüştüğü için bir kişiyi söndüremezler. Karbondioksit genellikle elektrik kablolarını söndürmek için kullanılır. Mekanizma havadaki oksijenin yangın kaynağına akışını durdurmaktır.

Yapısal formül

Doğru, ampirik veya brüt formül: CO2

Karbondioksitin kimyasal bileşimi

Molekül ağırlığı: 44.009

Karbondioksit (karbon dioksit, karbon dioksit, karbon (IV) oksit, karbonik anhidrit) kimyasal formüle sahip, renksiz bir gazdır (normal koşullar altında), kokusuzdur CO2. Normal şartlarda yoğunluğu 1,98 kg/m³'tür (havadan ağırdır). Atmosfer basıncında karbondioksit sıvı halde bulunmaz, doğrudan katı halden gaz haline dönüşür. Katı karbondioksite kuru buz denir. Yüksek basınçta ve normal sıcaklıklarda karbondioksit, depolanması için kullanılan sıvıya dönüşür. Dünya atmosferindeki karbondioksit konsantrasyonu ortalama %0,04'tür. Karbondioksit, Güneş'ten Dünya'ya gelen ve onu ısıtan ultraviyole ışınlarını ve spektrumun görünür kısmının ışınlarını kolayca iletir. Aynı zamanda Dünya'nın yaydığı kızılötesi ışınları emer ve sera gazlarından biri olup bunun sonucunda küresel ısınma sürecinde rol alır. Sanayi çağının başlangıcından bu yana atmosferdeki bu gazın seviyesinde sürekli bir artış gözlenmektedir.

Karbon monoksit (IV) - karbondioksit, kokusuz ve renksiz bir gaz, havadan ağır, kuvvetli soğuma üzerine beyaz kar benzeri bir kütle - "kuru buz" şeklinde kristalleşir. Atmosfer basıncında erimez, buharlaşır; süblimleşme sıcaklığı -78 °C'dir. Organik madde çürüyüp yandığında karbondioksit oluşur. Hayvanların ve bitkilerin solunumu sırasında açığa çıkan hava ve mineral kaynaklarda bulunur. Suda çözünür (15 ° C'de bir hacim su içinde 1 hacim karbondioksit).

Kimyasal özelliklerine göre karbondioksit asidik oksit olarak sınıflandırılır. Suda çözündüğünde karbonik asit oluşturur. Alkalilerle reaksiyona girerek karbonat ve bikarbonat oluşturur. Elektrofilik ikame reaksiyonlarına (örneğin fenol ile) ve nükleofilik eklemeye (örneğin organomagnezyum bileşikleri ile) uğrar. Karbon monoksit (IV) yanmayı desteklemez. İçinde sadece bazı aktif metaller yanar. Aktif metallerin oksitleri ile etkileşime girer. Suda çözündüğünde karbonik asit oluşturur. Alkalilerle reaksiyona girerek karbonat ve bikarbonat oluşturur.

İnsan vücudu günde yaklaşık 1 kg (2,3 lb) karbondioksit üretir. Bu karbondioksit, metabolizmanın son ürünlerinden biri olarak oluştuğu dokulardan venöz sistem yoluyla taşınır ve daha sonra akciğerler yoluyla dışarı verilen havaya atılır. Böylece kandaki karbondioksit içeriği venöz sistemde yüksek, akciğerlerin kılcal damar ağında azalır, arteriyel kanda düşüktür. Bir kan örneğinin karbondioksit içeriği genellikle kısmi basınç, yani bir kan örneğinde bulunan belirli miktardaki karbondioksitin tek başına kan örneğinin tüm hacmini kaplaması durumunda sahip olacağı basınç cinsinden ifade edilir. Karbon dioksit ( CO2) kanda üç farklı yolla taşınır (bu üç taşıma yönteminin her birinin kesin oranı, kanın arteriyel veya venöz olmasına bağlıdır).

Karbondioksitin çoğu (%70 ila %80) kırmızı kan hücrelerindeki karbonik anhidraz enzimi tarafından bikarbonat iyonlarına dönüştürülür.
Kan plazmasında karbondioksitin yaklaşık %5 - %10'u çözünür.
Karbondioksitin yaklaşık %5 - %10'u karbamin bileşikleri (karbohemoglobin) formunda hemoglobine bağlanır.

Kırmızı kan hücrelerinin oksijeni taşıyan ana proteini olan hemoglobin, hem oksijeni hem de karbondioksiti taşıma kapasitesine sahiptir. Ancak karbondioksit hemoglobine oksijenden farklı bir yerden bağlanır. Hem yerine globin zincirlerinin N-terminal uçlarına bağlanır. Bununla birlikte, bağlanma üzerine hemoglobin molekülünün konfigürasyonunda bir değişikliğe yol açan allosterik etkilerden dolayı, karbondioksitin bağlanması, oksijenin belirli bir kısmi oksijen basıncında ona bağlanma yeteneğini azaltır ve bunun tersi de geçerlidir - Oksijenin hemoglobine bağlanması, belirli bir kısmi karbondioksit basıncında karbondioksitin ona bağlanma yeteneğini azaltır. Ayrıca hemoglobinin tercihen oksijen veya karbondioksite bağlanma yeteneği de ortamın pH'ına bağlıdır. Bu özellikler, oksijenin akciğerlerden başarılı bir şekilde alınıp dokulara taşınması ve dokulara başarılı bir şekilde salınması için olduğu kadar, karbondioksitin dokulardan başarılı bir şekilde alınıp akciğerlere taşınması ve buradan salınması için de oldukça önemlidir. Karbondioksit, kan akışının otoregülasyonunun en önemli aracılarından biridir. Güçlü bir vazodilatördür. Buna göre, eğer doku veya kandaki karbondioksit seviyesi artarsa (örneğin, yoğun metabolizma nedeniyle - örneğin egzersiz, iltihaplanma, doku hasarı nedeniyle veya kan akışının tıkanması, doku iskemisi nedeniyle), kılcal damarlar genişler. bu da kan akışının artmasına ve buna bağlı olarak dokulara oksijen verilmesinin ve biriken karbondioksitin dokulardan taşınmasının artmasına neden olur. Ek olarak, belirli konsantrasyonlardaki karbondioksit (artan ancak henüz toksik değerlere ulaşmayan) miyokard üzerinde pozitif inotropik ve kronotropik etkiye sahiptir ve adrenaline duyarlılığını arttırır, bu da kalp kasılmalarının gücünde ve sıklığında bir artışa yol açar, kalp çıkışı ve bunun sonucunda atım ve dakika kan hacmi. Bu aynı zamanda doku hipoksisinin ve hiperkapninin (artmış karbondioksit seviyeleri) düzeltilmesine de yardımcı olur. Bikarbonat iyonları kan pH'ını düzenlemek ve normal asit-baz dengesini korumak için çok önemlidir. Solunum hızı kandaki karbondioksit içeriğini etkiler. Zayıf veya yavaş nefes alma, solunum asidozuna neden olurken, hızlı ve aşırı derin nefes alma, hiperventilasyona ve solunumsal alkalozun gelişmesine neden olur. Ayrıca karbondioksit de solunumun düzenlenmesinde önemlidir. Vücudumuz metabolizma için oksijene ihtiyaç duysa da, kandaki veya dokulardaki düşük oksijen seviyeleri genellikle nefes almayı uyarmaz (veya daha doğrusu, düşük oksijenin nefes alma üzerindeki uyarıcı etkisi çok zayıftır ve vücuttaki çok düşük oksijen seviyelerinde geç "açılır". kişinin sıklıkla bilincini kaybettiği kan). Normalde nefes alma, kandaki karbondioksit seviyesinin artmasıyla uyarılır. Solunum merkezi, artan karbondioksit seviyelerine, oksijen eksikliğinden çok daha duyarlıdır. Sonuç olarak, çok ince havanın (düşük kısmi oksijen basıncına sahip) veya hiç oksijen içermeyen bir gaz karışımının (örneğin %100 nitrojen veya %100 nitröz oksit) solunması, herhangi bir his yaratmadan hızla bilinç kaybına yol açabilir. hava eksikliği (çünkü kandaki karbondioksit seviyesi artmaz, çünkü hiçbir şey nefes vermesini engellemez). Bu, özellikle yüksek irtifalarda uçan askeri uçak pilotları için tehlikelidir (eğer bir düşman füzesi kokpite çarparsa ve kokpitin basıncı düşerse, pilotlar hızla bilincini kaybedebilir). Solunum düzenleme sisteminin bu özelliği, aynı zamanda uçaklardaki uçuş görevlilerinin, uçak kabinindeki basıncın düşmesi durumunda yolculara, başkalarına yardım etmeye çalışmadan önce, öncelikle kendilerinin oksijen maskesi takmaları yönünde talimat vermesinin de nedenidir. yardımcı olan kişi, son ana kadar herhangi bir rahatsızlık hissetmeden veya oksijene ihtiyaç duymadan, hızla bilincini kaybetme tehlikesiyle karşı karşıya kalır. İnsan solunum merkezi, arteriyel kandaki kısmi karbondioksit basıncını 40 mmHg'den yüksek olmayacak şekilde tutmaya çalışır. Bilinçli hiperventilasyon ile arteriyel kandaki karbondioksit içeriği 10-20 mmHg'ye kadar düşebilirken, kandaki oksijen içeriği hemen hemen değişmeden kalacak veya bir miktar artacak ve azalma sonucunda tekrar nefes alma ihtiyacı azalacaktır. karbondioksitin solunum merkezinin aktivitesi üzerindeki uyarıcı etkisinde. Bir süre bilinçli hiperventilasyondan sonra, nefesinizi uzun süre tutmanın daha önce hiperventilasyon olmadan daha kolay olmasının nedeni budur. Bu kasıtlı hiperventilasyon ve ardından nefes tutma, kişi nefes alma ihtiyacı hissetmeden önce bilinç kaybına yol açabilir. Güvenli bir ortamda, böyle bir bilinç kaybı özel bir şeyi tehdit etmez (bilincini kaybeden kişi kendi üzerindeki kontrolünü kaybedecek, nefesini tutmayı bırakacak ve nefes alacak, nefes alacak ve bununla birlikte beyne oksijen beslemesi olacak) restore edilecek ve sonra bilinç geri gelecektir). Ancak diğer durumlarda, örneğin dalıştan önce, bu tehlikeli olabilir (derinlikte bilinç kaybı ve nefes alma ihtiyacı ortaya çıkacak ve bilinçli kontrol olmadan hava yollarına su girerek boğulmaya yol açabilecek). Bu nedenle dalıştan önce hiperventilasyon tehlikelidir ve tavsiye edilmez.

Endüstriyel miktarlarda karbondioksit, baca gazlarından veya kimyasal süreçlerin bir yan ürünü olarak, örneğin doğal karbonatların (kireçtaşı, dolomit) ayrışması veya alkol üretimi (alkolik fermantasyon) sırasında salınır. Ortaya çıkan gazların karışımı, karbondioksiti emerek bikarbonata dönüşen bir potasyum karbonat çözeltisi ile yıkanır. Bikarbonat çözeltisi ısıtıldığında veya düşük basınç altında ayrışarak karbondioksit açığa çıkarır. Bikarbonat yerine karbondioksit üretimine yönelik modern tesislerde, belirli koşullar altında emilebilen sulu bir monoetanolamin çözeltisi daha sık kullanılır. CO2 baca gazında bulunur ve ısıtıldığında serbest bırakılır; Bu, bitmiş ürünü diğer maddelerden ayırır. Hava ayırma tesislerinde saf oksijen, nitrojen ve argon üretiminin yan ürünü olarak karbondioksit de üretilir. Laboratuvarda, karbonatların ve bikarbonatların mermer, tebeşir veya soda gibi asitlerle hidroklorik asitle, örneğin bir Kipp cihazı kullanılarak reaksiyona sokulmasıyla küçük miktarlar elde edilir. Sülfürik asidin tebeşir veya mermerle reaksiyonunun kullanılması, reaksiyona müdahale eden ve önemli miktarda asit fazlalığıyla uzaklaştırılan, hafif çözünür kalsiyum sülfatın oluşmasıyla sonuçlanır. İçecek hazırlamak için kabartma tozunun sitrik asit veya ekşi limon suyuyla reaksiyonu kullanılabilir. İlk gazlı içecekler bu formda ortaya çıktı. Eczacılar bunların üretimi ve satışıyla meşguldü.

Gıda endüstrisinde koruyucu ve mayalayıcı madde olarak karbondioksit kullanılır ve ambalaj üzerinde E290 koduyla belirtilir. Sıvı karbondioksit, yangın söndürme sistemlerinde ve yangın söndürücülerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Otomatik karbondioksitli yangın söndürme sistemleri, pnömatik, mekanik veya elektrikli olabilen çalıştırma sistemlerinde farklılık gösterir. Akvaryuma karbondioksit sağlayan cihaz bir gaz deposu içerebilir. Karbondioksit üretmenin en basit ve en yaygın yöntemi, alkollü içeceğin püre haline getirilmesine yönelik tasarıma dayanmaktadır. Fermantasyon sırasında açığa çıkan karbondioksit, akvaryum bitkileri için besin sağlayabilir. Karbondioksit limonata ve maden suyunu karbonatlamak için kullanılır. Karbondioksit aynı zamanda tel kaynağında koruyucu bir ortam olarak da kullanılır, ancak yüksek sıcaklıklarda ayrışır ve oksijeni serbest bırakır. Açığa çıkan oksijen metali oksitler. Bu bakımdan kaynak teline manganez ve silikon gibi oksit giderici maddelerin katılması gerekir. Oksidasyonla da ilişkili olan oksijen etkisinin bir başka sonucu, yüzey geriliminde keskin bir azalmadır; bu, diğer şeylerin yanı sıra, inert bir ortamda kaynak yaparken olduğundan daha yoğun metal sıçramasına yol açar. Kutulardaki karbondioksit hava tabancalarında (gaz silindiri pnömatiklerinde) ve uçak modellemede motorlar için enerji kaynağı olarak kullanılır. Karbondioksitin çelik bir silindirde sıvılaştırılmış halde depolanması, gaz formundan daha karlıdır. Karbondioksitin +31°C gibi nispeten düşük bir kritik sıcaklığı vardır. 40 litrelik standart bir silindire yaklaşık 30 kg sıvılaştırılmış karbondioksit dökülür ve oda sıcaklığında silindirde sıvı faz olacak ve basınç yaklaşık 6 MPa (60 kgf/cm²) olacaktır. Sıcaklık +31°C'nin üzerindeyse karbondioksit 7,36 MPa'nın üzerinde basınçla süperkritik duruma geçecektir. Normal 40 litrelik bir silindir için standart çalışma basıncı 15 MPa'dır (150 kgf/cm²), ancak 1,5 kat daha yüksek, yani 22,5 MPa basınca güvenli bir şekilde dayanması gerekir, bu nedenle bu tür silindirlerle çalışmanın oldukça güvenli olduğu düşünülebilir. Katı karbondioksit - "kuru buz" - laboratuvar araştırmalarında, perakende ticarette, ekipman onarımı sırasında soğutucu olarak kullanılır (örneğin: presleme sırasında eşleşen parçalardan birinin soğutulması), vb. Karbondioksit sıvılaştırmak için kullanılır karbondioksit ve kuru buz üreten tesisler.

Teknolojik işlemlerde, tıbbi uygulamalarda, yapay havalandırma sırasında solunum karışımlarının analizinde ve kapalı yaşam destek sistemlerinde kısmi karbondioksit basıncının ölçülmesi gereklidir. Konsantrasyon Analizi CO2 atmosferde sera etkisini incelemek için çevresel ve bilimsel araştırmalar için kullanılır. Karbondioksit, kızılötesi spektroskopi prensibine dayanan gaz analizörleri ve diğer gaz ölçüm sistemleri kullanılarak kaydedilir. Nefesle verilen havadaki karbondioksit içeriğini kaydeden tıbbi gaz analiz cihazına kapnograf adı verilir. Düşük konsantrasyonları ölçmek için CO2(CO'nun yanı sıra) proses gazlarında veya atmosferik havada, gaz kromatografi yöntemini bir metanatörle ve alev iyonizasyon dedektörüyle kayıtla kullanabilirsiniz.

Gezegendeki atmosferik karbondioksit konsantrasyonundaki yıllık dalgalanmalar, esas olarak Kuzey Yarımküre'nin orta enlemlerindeki (40-70°) bitki örtüsü tarafından belirlenmektedir. Tropik bölgelerdeki bitki örtüsü neredeyse mevsimden bağımsızdır, 20-30°'lik kuru çöl kuşağı (her iki yarımkürede de) karbondioksit döngüsüne küçük bir katkı sağlar ve bitki örtüsüyle en çok kaplı arazi şeritleri Dünya üzerinde asimetrik olarak yerleştirilmiştir ( Güney Yarımküre'de orta enlemlerde bir okyanus vardır). Bu nedenle Mart ayından Eylül ayına kadar fotosentez nedeniyle içerik CO2 atmosferde azalır ve ekimden şubat ayına kadar artar. Kışın büyümeye katkılar hem ahşabın oksidasyonundan (bitkilerin heterotrofik solunumu, çürüme, humusun ayrışması, orman yangınları) hem de kış mevsiminde gözle görülür şekilde artan fosil yakıtların (kömür, petrol, gaz) yanmasından kaynaklanmaktadır. Okyanusta büyük miktarda karbondioksit çözülür. Karbondioksit, güneş sistemindeki bazı gezegenlerin atmosferlerinin önemli bir bölümünü oluşturur: Venüs, Mars.

Karbondioksit toksik değildir, ancak havadaki artan konsantrasyonlarının hava soluyan canlı organizmalar üzerindeki etkisi nedeniyle boğucu gazlar (İngilizce) Rusça olarak sınıflandırılır.İç mekanlarda %2-4'e varan konsantrasyondaki hafif artışlar, insanlarda uyuşukluk ve halsizlik gelişimi. Tehlikeli konsantrasyonlar, konsantrasyona bağlı olarak belirli bir süre boyunca baş ağrısı, baş dönmesi, işitme kaybı ve bilinç kaybı (yükseklik hastalığına benzer semptomlar) ile kendini gösteren boğulmanın geliştiği %7-10 civarındaki seviyeler olarak kabul edilir. birkaç dakikadan bir saate kadar. Yüksek konsantrasyonda gaz içeren hava solunduğunda boğulma nedeniyle çok hızlı bir şekilde ölüm meydana gelir. Aslında,% 5-7'lik bir CO2 konsantrasyonu bile ölümcül olmasa da, zaten% 0,1'lik bir konsantrasyonda (mega şehirlerin havasında bu düzeyde karbondioksit gözlenir) insanlar kendilerini zayıf ve uykulu hissetmeye başlar. Bu, yüksek oksijen seviyelerinde bile yüksek CO2 konsantrasyonlarının sağlık üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Bu gazın artan konsantrasyonuyla havanın solunması uzun vadeli sağlık sorunlarına yol açmaz ve mağduru kirli atmosferden çıkardıktan sonra sağlığın tamamen iyileşmesi hızla gerçekleşir.

Renksiz ve kokusuzdur. Kan dolaşımı ve solunumun en önemli düzenleyicisidir. Toksik değildir. O olmasaydı, zengin çörekler ve hoş ekşili gazlı içecekler olmazdı. Bu makaleden karbondioksitin ne olduğunu ve insan vücudunu nasıl etkilediğini öğreneceksiniz...

Çoğumuz okuldaki fizik ve kimya dersini iyi hatırlamıyoruz, ancak biliyoruz ki: gazlar görünmezdir ve kural olarak soyuttur ve bu nedenle sinsidir. Bu nedenle karbondioksitin vücuda zararlı olup olmadığı sorusunu cevaplamadan önce ne olduğunu hatırlayalım.

Toprak Battaniyesi

CO2 karbondioksittir. Aynı zamanda karbondioksit, karbon monoksit (IV) veya karbonik anhidrittir. Normal şartlarda renksiz, kokusuz, ekşi tadı olan bir gazdır.

Atmosfer basıncı altında karbondioksitin iki toplanma durumu vardır: gaz halinde (karbon dioksit havadan ağırdır ve suda az çözünür) ve katı (-78 °C'de kuru buza dönüşür).

Karbondioksit çevrenin ana bileşenlerinden biridir. Havada ve yer altı maden sularında bulunur, insan ve hayvanların solunumu sırasında açığa çıkar ve bitki fotosentezinde rol alır.

Karbondioksit iklimi aktif olarak etkiler. Gezegenin ısı değişimini düzenler: ultraviyole radyasyonu iletir ve kızılötesi radyasyonu engeller. Bu bakımdan karbondioksite bazen Dünyanın battaniyesi de denir.

O2 - enerji. CO2 - kıvılcım

Karbondioksit bir insana hayatı boyunca eşlik eder. Solunum ve kan dolaşımının doğal düzenleyicisi olan karbondioksit, metabolizmanın ayrılmaz bir bileşenidir.

Saatte yaklaşık 30 litre oksijen soluyan kişi, 20-25 litre karbondioksit yayar.

Teneffüs ederek kişi akciğerlerini oksijenle doldurur. Aynı zamanda alveollerde (akciğerlerin özel "kabarcıkları") iki yönlü bir değişim meydana gelir: oksijen kana geçer ve karbondioksit ondan salınır. Adam nefes veriyor. CO2 metabolizmanın son ürünlerinden biridir. Mecazi anlamda konuşursak, oksijen enerjidir ve karbondioksit onu ateşleyen kıvılcımdır.

Karbondioksit vücut için oksijenden daha az önemli değildir. Solunumun fizyolojik bir uyarıcısıdır: serebral korteksi etkiler ve solunum merkezini uyarır. Bir sonraki nefesin sinyali oksijen eksikliği değil, karbondioksit fazlalığıdır. Sonuçta hücre ve dokulardaki metabolizma süreklidir ve son ürünlerinin sürekli olarak uzaklaştırılması gerekir.

Ayrıca karbondioksit hormonların salgılanmasını, enzim aktivitesini ve biyokimyasal süreçlerin hızını etkiler.

Gaz değişim dengesi

Karbondioksit toksik değildir, patlayıcı değildir ve insanlara kesinlikle zararsızdır. Ancak normal yaşam için karbondioksit ve oksijen dengesi son derece önemlidir. Vücuttaki karbondioksit eksikliği ve fazlalığı sırasıyla hipokapni ve hiperkapniye yol açar.

Hipokapni - kanda CO2 eksikliği. Vücuda ihtiyaç duyulandan daha fazla oksijen girdiğinde derin ve hızlı nefes almanın bir sonucu olarak ortaya çıkar. Örneğin, çok yoğun fiziksel aktivite sırasında. Sonuçlar değişebilir: hafif baş dönmesinden bilinç kaybına kadar.

Hiperkapni - kanda aşırı CO2. Bir kişi (oksijen, nitrojen, su buharı ve inert gazlarla birlikte) %0,04 karbondioksiti solur ve %4,4'ünü solur. Havalandırması zayıf olan küçük bir odadaysanız, karbondioksit konsantrasyonu normu aşabilir. Bunun sonucunda baş ağrısı, mide bulantısı ve uyuşukluk ortaya çıkabilir. Ancak çoğu zaman hiperkapni aşırı durumlara eşlik eder: solunum cihazının arızalanması, nefesin su altında tutulması ve diğerleri.

Dolayısıyla çoğu insanın düşüncesinin aksine doğanın sağladığı miktarlardaki karbondioksit insan yaşamı ve sağlığı için gereklidir. Ayrıca geniş endüstriyel uygulama alanı bulmuştur ve insanlara birçok pratik fayda sağlamaktadır.

Köpüklü baloncuklar şeflerin hizmetinde

CO2 birçok alanda kullanılmaktadır. Ancak belki de karbondioksit en çok gıda endüstrisinde ve yemek pişirmede talep görüyor.

Fermantasyonun etkisi altında mayalı hamurda karbondioksit oluşur. Hamuru gevşeten, havadar hale getiren ve hacmini artıran kabarcıklarıdır.

Karbondioksitin yardımıyla çeşitli serinletici içecekler yapılır: kvas, maden suyu ve çocuklar ve yetişkinler tarafından sevilen diğer gazlı içecekler. Bu içecekler dünya çapında milyonlarca tüketici arasında popülerdir; bunun nedeni, büyük ölçüde bardakta çok komik bir şekilde patlayan ve burnu hoş bir şekilde "battıran" köpüklü baloncuklardır.

Gazlı içeceklerin içerdiği karbondioksit hiperkapniye katkıda bulunabilir mi veya sağlıklı bir vücuda başka zararlar verebilir mi? Tabii ki değil!

Öncelikle gazlı içeceklerin hazırlanmasında kullanılan karbondioksit, gıda sektöründe kullanılmak üzere özel olarak hazırlanmaktadır. Sodanın içerdiği miktarlarda sağlıklı insanların vücuduna kesinlikle zararsızdır.

İkincisi, karbondioksitin çoğu şişe açıldıktan hemen sonra buharlaşır. Kalan kabarcıklar içme işlemi sırasında "buharlaşır" ve geride yalnızca karakteristik bir tıslama kalır. Sonuç olarak vücuda ihmal edilebilir miktarda karbondioksit girer.

"O halde neden doktorlar bazen gazlı içeceklerin içilmesini yasaklıyor?" - sen sor. Tıp bilimleri adayı gastroenterolog Alena Aleksandrovna Tyazheva'ya göre bunun nedeni, özel bir katı diyetin reçete edildiği bir dizi gastrointestinal sistem hastalığının bulunmasıdır. Kontrendikasyonların listesi sadece gaz içeren içecekleri değil aynı zamanda birçok gıda ürününü de içerir. Sağlıklı bir kişi, diyetine makul miktarda gazlı içecekleri kolaylıkla dahil edebilir ve zaman zaman kendine bir bardak kola içebilir.

Çözüm

Karbondioksit hem gezegenin hem de bireysel bir organizmanın yaşamını desteklemek için gereklidir. CO2 bir tür battaniye görevi görerek iklimi etkiler. Onsuz metabolizma imkansızdır: Metabolik ürünler vücuttan karbondioksitle ayrılır. Aynı zamanda herkesin en sevdiği gazlı içeceklerin vazgeçilmez bir bileşenidir. Burnunuzu gıdıklayan eğlenceli kabarcıklar yaratan karbondioksittir. Aynı zamanda sağlıklı bir insan için kesinlikle güvenlidir.

Karbon dioksit (karbon dioksit, karbondioksit, CO2) iki elementin (oksijen ve karbon) etkileşimi sonucu oluşur. Karbondioksit, hidrokarbon bileşiklerinin veya kömürün yakılmasıyla, sıvıların fermantasyonu sonucu ve ayrıca hayvan ve insan solunumunun bir ürünü olarak üretilir. Atmosferde küçük miktarlarda bulunur. Bitkiler atmosferdeki karbondioksiti emer ve onu organik bileşenlere dönüştürür. Bu gaz atmosferden kaybolduğunda, Dünya'da neredeyse hiç yağmur yağmayacak ve hava gözle görülür derecede soğuyacak.

Karbondioksitin özellikleri

Karbondioksit havadan daha ağırdır. -78 °C'de donar. Karbondioksit donduğunda kar oluşturur. Çözeltide karbondioksit karbonik asit oluşturur. Bazı özellikleri nedeniyle karbondioksite bazen Dünyanın “battaniyesi” denir. Ultraviyole ışınlarını kolaylıkla geçirir. Kızılötesi ışınlar karbondioksitin yüzeyinden uzaya yayılır.

Karbondioksit düşük sıcaklıkta sıvı halde, yüksek basınçta sıvı halde ve gaz halinde salınır. Gaz halindeki karbondioksit, alkol, amonyak üretimi sırasında ve ayrıca yakıtın yanması sonucu atık gazlardan elde edilir. Karbondioksit gazı toksik ve patlayıcı olmayan, kokusuz ve renksiz bir gazdır. Sıvı formda karbondioksit renksiz ve kokusuz bir sıvıdır. İçeriğin %5'ten fazla olması durumunda, havalandırması yetersiz olan zemin alanında karbondioksit birikmektedir. Havadaki oksijenin hacim oranının azalması, oksijen eksikliğine ve boğulmaya yol açabilir. Embriyologlar insan ve hayvan hücrelerinin yaklaşık %7 karbondioksite ve yalnızca %2 oksijene ihtiyaç duyduğunu bulmuşlardır. Karbondioksit sinir sistemi sakinleştiricisidir ve mükemmel bir anesteziktir. İnsan vücudundaki gaz, amino asitlerin sentezinde rol oynar ve damar genişletici etkiye sahiptir. Kanda karbondioksit eksikliği, tüm organlardaki kan damarlarının ve düz kasların spazmına, burun yollarında, bronşlarda salgı artışına, polip ve geniz eti oluşumuna, kolesterol birikmesi nedeniyle zarların kalınlaşmasına neden olur. .

Karbondioksit üretimi

Karbondioksit üretmenin birkaç yolu vardır. Endüstride karbondioksit, dolomit, kireçtaşı - doğal karbonatların ayrışmasının yanı sıra fırın gazlarından elde edilir. Gaz karışımı bir potasyum karbonat çözeltisi ile yıkanır. Karışım karbondioksiti emerek bikarbonata dönüşür. Bikarbonat çözeltisi ısıtılır ve ayrışır ve karbondioksit açığa çıkar. Endüstriyel üretim yönteminde karbondioksit silindirlere pompalanır.

Laboratuvarlarda karbondioksit üretimi, bikarbonatların ve karbonatların asitlerle etkileşimine dayanmaktadır.

Karbondioksit uygulamaları

Günlük pratikte karbondioksit oldukça sık kullanılır. Gıda endüstrisinde karbondioksit, hamur için mayalayıcı madde olarak ve ayrıca koruyucu olarak kullanılır. Ürün ambalajında E290 koduyla belirtilmektedir. Karbondioksitin özelliklerinden maden suyu üretiminde de yararlanılmaktadır.

Biyokimyacılar, çeşitli mahsullerin verimini artırmak için havayı karbondioksitle gübrelemenin çok etkili olduğunu bulmuşlardır. Ancak bu gübreleme yöntemi yalnızca seralarda kullanılabilmektedir. Tarımda yapay yağmur oluşturmak için gaz kullanılıyor. Alkali bir ortamı nötralize ederken, karbondioksit güçlü mineral asitlerin yerini alır. Sebze depolama tesislerinde gazlı bir ortam oluşturmak için karbondioksit kullanılır.

Parfüm endüstrisinde parfüm üretiminde karbondioksit kullanılmaktadır. Tıpta açık operasyonlarda antiseptik etki sağlamak için karbondioksit kullanılır.

Soğutulduğunda karbondioksit “kuru buza” dönüşür. Sıvılaştırılmış karbondioksit silindirlerde paketlenerek tüketicilere gönderiliyor. Yiyecekleri muhafaza etmek için “kuru buz” formundaki karbondioksit kullanılır. Bu tür buzlar ısıtıldığında hiçbir kalıntı bırakmadan buharlaşır.

Karbondioksit tel kaynağında aktif ortam olarak kullanılır. Kaynak yaparken karbondioksit oksijen ve karbon monoksite ayrışır. Oksijen sıvı metalle etkileşime girer ve onu oksitler.

Uçak modellemesinde motorlar için enerji kaynağı olarak karbondioksit kullanılır. Havalı silahlarda karbondioksit kutuları kullanılmaktadır.