Kolanhydridegenskaper, användningar och faror

5035
Alexander Pearson

De koldioxid det är en färglös och luktfri gas vid atmosfäriska temperaturer och tryck. Det är en molekyl som består av en kolatom (C) och två syreatomer (O). Bildar kolsyra (en mild syra) när den löses i vatten. Det är relativt giftfritt och brandsäkert.

Det är tyngre än luft, så det kan orsaka kvävning när den flyttas. Vid långvarig exponering för värme eller eld kan behållaren spricka våldsamt och driva ut projektiler..

Den används för att frysa mat, för att kontrollera kemiska reaktioner och som brandsläckningsmedel.

  • Formel: CO2
  • CAS-nummer: 124-38-9
  • GNU: 1013

2D-struktur

3D-struktur

Egenskaper

Fysiska och kemiska egenskaper

Molekylvikt: 44,009 g / mol
Sublimeringspunkt: -79 ° C
Löslighet i vatten, ml / 100 ml vid 20 ° C: 88
Ångtryck, kPa vid 20 ° C: 5720
Relativ ångdensitet (luft = 1): 1.5
Fördelningskoefficient oktanol / vatten som log Pow: 0,83

Koldioxid tillhör gruppen kemiskt icke-reaktiva ämnen (tillsammans med t.ex. argon, helium, krypton, neon, kväve, svavelhexafluorid och xenon).

Eldfarlighet

Koldioxid, liksom gruppen av kemiskt icke-reaktiva ämnen, är inte brandfarligt (även om de kan bli så vid mycket höga temperaturer).

Reaktivitet

Kemiskt icke-reaktiva ämnen anses vara icke-reaktiva under typiska miljöförhållanden (även om de kan reagera under relativt extrema omständigheter eller under katalys). De är resistenta mot oxidation och reduktion (utom under extrema förhållanden).

När de är suspenderade i koldioxid (speciellt i närvaro av starka oxidanter såsom peroxider) är pulver av magnesium, litium, kalium, natrium, zirkonium, titan, vissa magnesium- och aluminiumlegeringar och uppvärmd aluminium, krom och magnesium brandfarliga och explosiva. 

Närvaron av koldioxid kan orsaka en våldsam sönderdelning i lösningar av aluminiumhydrid i eter när återstoden upphettas..

Farorna som härrör från användningen av koldioxid i brandförebyggande och släckningssystem med begränsade luftmängder och brandfarliga ångor utvärderas för närvarande..

Risken förknippad med dess användning är centrerad på det faktum att stora elektrostatiska urladdningar kan skapas som initierar explosionen..

Kontakt med flytande eller fast koldioxid med mycket kallt vatten kan leda till kraftig eller våldsam kokning av produkten och extremt snabb förångning på grund av de stora temperaturskillnaderna..

Om vattnet är varmt finns det en möjlighet att en vätskeexplosion kan uppstå på grund av "överhettning". Tryck kan nå farliga nivåer om flytande gas kommer i kontakt med vatten i en sluten behållare. Svag kolsyra bildas i en icke-farlig reaktion med vatten.

Giftighet 

Kemiskt icke-reaktiva ämnen anses vara icke-toxiska (även om gasformiga ämnen i denna grupp kan fungera som kvävningsmedel).

Långvarig inandning av koncentrationer mindre än eller lika med 5% koldioxid, orsakar ökad andningsfrekvens, huvudvärk och subtila fysiologiska förändringar.

Exponering för högre koncentrationer kan dock orsaka medvetslöshet och dödsfall..

Flytande eller kall gas kan orsaka skador på huden eller ögonen som liknar brännskador. Fast ämne kan orsaka brännskador vid kall kontakt.

Applikationer

Användning av koldioxidgas. En stor andel (cirka 50%) av all återvunnen koldioxid används vid produktionsstället för att göra andra kemikalier av kommersiell betydelse, främst karbamid och metanol.

En annan viktig användning av koldioxid nära källan till gasen är i förbättrad återvinning av olja..

Resten av koldioxiden som genereras runt om i världen omvandlas till dess flytande eller fasta form för användning någon annanstans eller ventileras till atmosfären, eftersom transporten av koldioxidgas inte är ekonomiskt genomförbar..

Användningar av fast koldioxid

Torris var ursprungligen den viktigaste av de två icke-gasformiga koldioxidformerna..

Dess användning blev först populär i USA i mitten av 1920-talet som ett kylmedel för konservering av livsmedel, och på 1930-talet blev det en viktig faktor i glassindustrins tillväxt..

Efter andra världskriget gjorde förändringar i kompressordesign och tillgängligheten av speciella lågtemperaturstål det möjligt att smälta koldioxid i stor skala. Därför började flytande koldioxid att ersätta torris i många applikationer..

Användning av flytande koldioxid

Användningen av flytande koldioxid är många. I vissa är dess kemiska sammansättning viktig och i andra gör det inte.

Bland dessa har vi: användning som ett inert medium, för att främja växttillväxt, som ett värmeöverföringsmedium i kärnkraftverk, som köldmedium, användningar baserade på koldioxidens löslighet, kemiska användningar och andra användningar.

Använd som ett inert medium

Koldioxid används istället för en luftatmosfär när närvaron av luft skulle orsaka oönskade effekter.

Vid hantering och transport av livsmedelsprodukter kan oxidation av densamma (vilket leder till förlust av smak eller tillväxt av bakterier) undvikas genom användning av koldioxid..

Används för att främja växttillväxt

Denna teknik används av frukt- och grönsaksproducenter, som inför gasen i sina växthus för att ge växterna nivåer av koldioxid högre än de som normalt finns i luften. Växter svarar med en ökning av deras koldioxidassimileringshastighet och med en produktionsökning på cirka 15%.

Använd som värmeöverföringsmedium i kärnkraftverk

Koldioxid används i vissa kärnreaktorer som ett mellanliggande värmeöverföringsmedium. Överför värme från klyvningsprocesser till ånga eller kokande vatten i värmeväxlare.

Använd som kylmedel

Flytande koldioxid används ofta för frysning av livsmedel och för ytterligare lagring och transport.

Användningar baserade på koldioxidens löslighet

Koldioxid har en måttlig löslighet i vatten, och den här egenskapen används vid framställning av brusande alkoholhaltiga och alkoholfria drycker. Detta var den första stora användningen av koldioxid. Användningen av koldioxid inom aerosolindustrin ökar ständigt.

Kemisk användning

Vid tillverkningen av gjutformar och kärnor används den kemiska reaktionen mellan koldioxid och kiseldioxid, som tjänar till att sammanfoga sandkornen.

Natriumsalicylat, en av mellanprodukterna vid tillverkning av aspirin, framställs genom att reagera koldioxid med natriumfenolat..

Kolsyrning av mjukt vatten utförs med koldioxid för att avlägsna utfällningen av olösliga kalkföreningar.

Koldioxid används också vid produktion av basisk blykarbonat, natrium-, kalium- och ammoniumkarbonater och vätekarbonater..
Det används som ett neutraliserande medel vid merceriseringsoperationer i textilindustrin eftersom det är bekvämare att använda än svavelsyra.

Andra användningsområden

Flytande koldioxid används i en kolextraktionsprocess, den kan användas för att isolera vissa aromer och dofter, anestesi av djur före slakt, kryo-märkning av djur, dimma för teaterproduktion, exempel på sådana användningar är frysning av godartade tumörer och vårtor, lasrar, produktion av smörjoljetillsatser, tobaksbearbetning och sanering före begravning..

Kliniska effekter

Exponering för kvävande medel sker främst i industriella miljöer, ibland i samband med natur- eller industriella katastrofer.

Enkla kvävningsmedel inkluderar, men är inte begränsade till, koldioxid (CO2), helium (He) och gasformiga kolväten (metan (CH4), etan (C2H6), propan (C3H8) och butan (C4H10)).

De verkar genom att förskjuta syre från atmosfären, vilket leder till en minskning av det partiella trycket av alveolärt syre och följaktligen hypoxemi.

Hypoxemi ger en bild av initial eufori, vilket kan äventyra patientens förmåga att fly från den giftiga miljön.

CNS-dysfunktion och anaerob metabolism indikerar svår toxicitet.

Mild till måttlig berusning

Syremättnad kan vara under 90%, även hos asymtomatiska eller lätt symtomatiska patienter. Det förekommer med nedsatt nattsyn, huvudvärk, illamående, kompenserande ökad andning och puls.

Allvarlig förgiftning

Syremättnaden kan vara 80% eller mindre. Det finns minskad vakenhet, sömnighet, yrsel, trötthet, eufori, minnesförlust, minskad synskärpa, cyanos, medvetslöshet, dysrytmier, hjärtinfarkt, lungödem, kramper och död.

Säkerhet och risker

Faroangivelser från det globalt harmoniserade systemet för klassificering och märkning av kemikalier (GHS).

Det globalt harmoniserade systemet för klassificering och märkning av kemikalier (GHS) är ett internationellt överenskomet system, skapat av FN, utformat för att ersätta de olika klassificerings- och märkningsstandarder som används i olika länder genom att använda enhetliga kriterier på global nivå (Nations United, 2015 ).

Faroklasserna (och deras motsvarande kapitel i GHS), klassificerings- och märkningsstandarderna och rekommendationerna för koldioxid är följande (European Chemicals Agency, 2017; FN, 2015; PubChem, 2017):

(FN, 2015, s.345).
(FN, 2015, s.346).

Referenser

  1. Från Jacek FH, (2006). Koldioxid-3D-vdW [bild] Återställd från wikipedia.org.
  2. Anon, (2017). [bild] Hämtad från nih.gov.
  3. Europeiska kemikaliemyndigheten (ECHA). (2017). Sammanfattning av klassificering och märkning.
  4. Anmälad klassificering och märkning. Koldioxid. Hämtad den 16 januari 2017.
  5. Databank för farliga ämnen (HSDB). TOXNET. (2017). Koldioxid. Bethesda, MD, EU: National Library of Medicine.
  6. National Institute for Work Safety (INSHT). (2010). Internationella kemiska säkerhetskort Koldioxid. Ministeriet för sysselsättning och säkerhet. Madrid. DET ÄR.
  7. FN (2015). Globalt harmoniserat system för klassificering och märkning av kemikalier (GHS) Sjätte reviderade utgåvan. New York, EU: FN-publikationen. 
  8. Nationellt centrum för bioteknikinformation. PubChem Compound Database. (2017). Koldioxid. Bethesda, MD, EU: National Library of Medicine.
  9. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). CAMEO Chemicals. (2017). Datablad för reaktiv grupp. Inte kemiskt reaktivt. Silver Spring, MD. EU.
  10. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). CAMEO Chemicals. (2017). Kemiskt datablad. Koldioxid. Silver Spring, MD. EU.
  11. Topham, S., Bazzanella, A., Schiebahn, S., Luhr, S., Zhao, L., Otto, A., & Stolten, D. (2000). Koldioxid. I Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
  12. Wikipedia. (2017). Koldioxid. Hämtad 17 januari 2017 från wikipedia.org.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.