Вуглекислий га. Вуглекислий газ та карбонатна система води

(IV), діоксид вуглецю або двоокис вуглецю. Також його ще називають вугільним ангідридом. Він є абсолютно безбарвним газом, який не має запаху, із кислуватим смаком. Вуглекислий газ важчий за повітря і погано розчиняється у воді. За температури нижче - 78 градусів Цельсія кристалізується і стає схожим на сніг.

З газоподібного стану ця речовина переходить у твердий, оскільки не може існувати в рідкому стані в умовах атмосферного тиску. Щільність вуглекислого газу в нормальних умовах становить 1,97 кг/м3 – в 1,5 рази вище Діоксид вуглецю у твердому вигляді називається «сухий лід». У рідкий стан, у якому його можна зберігати тривалий час, він переходить у разі підвищення тиску. Розглянемо докладніше цю речовину та її хімічну будову.

Вуглекислий газ, формула якого CO2, складається з вуглецю та кисню, а виходить він у результаті спалювання або гниття органічних речовин. Оксид вуглецю міститься у повітрі та підземних мінеральних джерелах. Люди та тварини також виділяють вуглекислий газ при видиханні повітря. Рослини без освітлення виділяють її, а під час фотосинтезу інтенсивно поглинають. Завдяки процесу метаболізму клітин всіх живих істот оксид вуглецю є одним із головних складових навколишньої природи.

Цей газ не токсичний, але якщо він накопичується у великій концентрації, може початися ядуха (гіперкапнія), а при його нестачі розвивається протилежний стан - гіпокапнія. Діоксид вуглецю пропускає та відображає інфрачервоні. Він є безпосередньо впливає на глобальне потепління. Це відбувається через те, що рівень його вмісту в атмосфері постійно зростає, що призводить до парникового ефекту.

Діоксид вуглецю отримують промисловим шляхом з димних або пічних газів, або шляхом розкладання карбонатів доломіту і вапняку. Суміш цих газів ретельно промивається спеціальним розчином, що складається з карбонату калію. Далі вона переходить у гідрокарбонат і при нагріванні розкладається, у результаті вивільняється вуглекислота. Вуглекислота (H2CO3) утворюється з вуглекислого газу, розчиненого у воді, але в сучасних умовах одержують її та іншими, більш прогресивними методами. Після того, як вуглекислий газ очищений, його стискають, охолоджують і закачують у балони.

У промисловості ця речовина широко та повсюдно застосовується. Харчовики використовують його як розпушувач (наприклад, для приготування тіста) або як консервант (Е290). За допомогою вуглекислого газу виробляють різні тонізуючі напої та газування, які так улюблені не лише дітьми, а й дорослими. Діоксид вуглецю використовують для виготовлення харчової соди, пива, цукру, шипучих вин.

Вуглекислий газ застосовується і під час виробництва ефективних вогнегасників. За допомогою вуглекислого газу створюється активне середовище, необхідне при високій температурі зварювальної дуги вуглекислий газ розпадається на кисень і чадний газ. Кисень взаємодіє з рідким металом та окислює його. Вуглекислота в балончиках застосовується в пневматичних рушницях та пістолетах.

Авіамоделісти використовують цю речовину як паливо для своїх моделей. За допомогою вуглекислого газу можна значно підвищити врожайність культур, які вирощуються в оранжереї. Також у промисловості широко використовується в якому продукти харчування зберігаються значно краще. Його застосовують як холодоагент у холодильниках, морозильних камерах, електричних генераторах та інших теплоенергетичних установках.

Вуглекислий газ, або діоксид вуглецю, або CO 2 - одна з найпоширеніших на Землі газоподібних речовин. Він оточує нас протягом усього нашого життя. Вуглекислий газ не має кольору, смаку та запаху і ніяк не відчувається людиною.

Він є важливим учасником обміну речовин живих організмів. Газ сам по собі не отруйний, але не підтримує дихання, тому перевищення його концентрації веде до погіршення постачання тканин організму киснем та задухою. Вуглекислий газ широко застосовується у побуті та в промисловості.

Що таке діоксид вуглецю

При атмосферному тиску та кімнатній температурі діоксид вуглецю знаходиться у газоподібному стані. Це форма, що найчастіше зустрічається, в ній він бере участь у процесах дихання, фотосинтезу та обміну речовин живих організмів.

При охолодженні до -78 °С він, минаючи рідку фазу, кристалізується і утворює так званий «сухий лід», що широко застосовується як безпечний холодоагент у харчовій та хімічній промисловості та у вуличній торгівлі та рефрижераторних перевезеннях.

За особливих умов — тиску в десятки атмосфер — вуглекислота перетворюється на рідкий агрегатний стан. Це відбувається на морському дні, на глибині понад 600 м-коду.

Властивості вуглекислого газу

У 17 столітті Жан-Батист Ван Гельмонт із Фландрії відкрив вуглекислий газ та визначив його формулу. Детальне дослідження та опис було зроблено через століття шотландцем Джозефом Блеком. Він досліджував властивості вуглекислого газу та провів серію дослідів, у яких довів, що він виділяється при диханні тварин.

До складу молекули речовини входить один атом вуглецю та два атоми кисню. Хімічна формула вуглекислого газу записується як CO2

У нормальних умовах не має смаку, кольору і запаху. Тільки вдихаючи велику кількість, людина відчуває кислий присмак. Його дає вугільна кислота, що утворюється у малих дозах при розчиненні вуглекислого газу слині. Ця особливість застосовується для виготовлення газованих напоїв. Бульбашки в шампанському, просічки, пиві та лимонаді — це і є вуглекислий газ, що утворився в результаті природних процесів бродіння або доданий до напою штучно.

Щільність вуглекислого газу більша за щільність повітря, тому за відсутності вентиляції він накопичується внизу. Він не підтримує окислювальні процеси, такі як дихання і горіння.

Тому вуглекислоту застосовують у вогнегасниках. Цю властивість вуглекислого газу ілюструють за допомогою фокусу — свічку, що горить, опускають у «порожню» склянку, де вона і гасне. Насправді склянка заповнена CO2.

Вуглекислий газ у природі природні джерела

До таких джерел відносяться окислювальні процеси різної інтенсивності:

• Дихання живих організмів. Зі шкільного курсу хімії та ботаніки всі пам'ятають, що в ході фотосинтезу рослини поглинають вуглекислий газ і виділяють кисень. Але не всі пам'ятають, що це відбувається лише вдень, за достатнього рівня освітлення. У темний час доби рослини навпаки поглинають кисень і виділяють вуглекислий газ. Так що спроба покращити якість повітря в кімнаті, перетворюючи її на чагарники фікусів і герані може зіграти злий жарт.
• Виверження та інша вулканічна активність. CO 2 викидається із глибин мантії Землі разом із вулканічними газами. У долинах поруч із джерелами вивержень газу настільки багато, що, накопичуючись у низинах, він викликає ядуху тварин і навіть людей. Відомі кілька випадків в Африці, коли задихалися цілі села.
• Горіння та гниття органіки. Горіння і гниття - це та сама реакція окислення, але протікає з різною швидкістю. Багаті вуглецем органічні залишки рослин і тварин, що розкладаються, лісові пожежі і тліючі торфовища — все це джерела діоксиду вуглецю.
• Найбільшим природним сховищем CO 2 є води світового океану, в яких він розчинений.

За мільйони років еволюції заснованої на вуглецевих сполуках життя на Землі в різних джерелах накопичилося багато мільярдів тонн вуглекислого газу. Його одномоментний викид в атмосферу призведе до загибелі всього живого на планеті через неможливість дихання. Добре, що ймовірність такого миттєвого викиду прагне нуля.

Іштучні джерела вуглекислого газу

Вуглекислий газ потрапляє в атмосферу і внаслідок людської життєдіяльності. Найактивнішими джерелами в наш час вважаються:

• Індустріальні викиди, що відбуваються під час згоряння палива на електростанціях та в технологічних установках
• Вихлопні гази двигунів внутрішнього згоряння транспортних засобів: автомобілів, поїздів, літаків та суден.
• Сільськогосподарські відходи - гниття гною у великих тваринницьких комплексах

Крім прямих викидів, існує і опосередкований вплив людини на вміст CO2 в атмосфері. Це масова вирубка лісів у тропічній та субтропічній зоні, насамперед у басейні Амазонки.

Незважаючи на те, що в атмосфері Землі міститься менше відсотка діоксиду вуглецю, він надає все зростаючу дію на клімат та природні явища. Вуглекислий газ бере участь у створенні так званого парникового ефекту шляхом поглинання теплового випромінювання планети та утримання цього тепла в атмосфері. Це веде до поступового, але дуже загрозливого підвищення середньорічної температури планети, танення гірських льодовиків та полярних крижаних шапок, зростання рівня світового океану, затоплення прибережних регіонів та погіршення клімату в далеких від моря країнах.

Знаменно, що на тлі загального потепління на планеті відбувається значний перерозподіл повітряних мас та морських течій, і в окремих регіонах середньорічна температура не підвищується, а знижується. Це дає козирі в руки критикам теорії глобального потепління, які звинувачують її прихильників у підтасовуванні фактів та маніпуляції громадською думкою для певних політичних центрів впливу та фінансово-економічних інтересів.

Людство намагається взяти під контроль вміст вуглекислого газу в повітрі, було підписано Кіотський і Паризький протоколи, що накладають на національні економіки певні зобов'язання. Крім того, багато провідних автовиробників автомобілів оголосили про згортання до 2020-25 років випуску моделей з двигунами внутрішнього згоряння і перехід на гібриди та електромобілі. Однак деякі провідні економіки світу, такі як Китай та США, не поспішають виконувати старі та брати на себе нові зобов'язання, мотивуючи це загрозою рівню життя у своїх країнах.

Вуглекислий газ і ми: чим небезпечний CO 2

Вуглекислий газ - один із продуктів обміну речовин в організмі людини. Він відіграє велику роль в управлінні диханням та постачанням кров'ю органів. Зростання вмісту CO 2 у крові викликає розширення судин, здатних таким чином транспортувати більше кисню до тканин та органів. Аналогічно і система дихання спонукає до більшої активності, якщо концентрація вуглекислоти в організмі зростає. Цю властивість використовують в апаратах штучної вентиляції легень, щоб підштовхнути власні органи дихання пацієнта до більшої активності.

Крім згаданої користі, перевищення концентрації СО 2 може завдати організму і шкоди. Підвищений вміст у повітрі, що вдихається, призводить до нудоти, головного болю, задухою і навіть до втрати свідомості. Організм протестує проти вуглекислого газу та подає людині сигнали. При подальшому збільшенні концентрації розвивається кисневе голодування або гіпоксія. Co 2 заважає кисню приєднуватися до молекул гемоглобіну, які здійснюють переміщення зв'язаних газів по кровоносній системі. Кисневе голодування веде до зниження працездатності, ослаблення реакції та здібностей до аналізу ситуації та прийняття рішень, апатії і може призвести до смерті.

Такі концентрації вуглекислого газу, на жаль, досяжні не лише у тісних шахтах, а й у погано провітрюваних шкільних класах, концертних залах, офісних приміщеннях та транспортних засобах — скрізь, де в замкнутому просторі без достатнього повітрообміну з довкіллям накопичується велика кількість людей.

Основне застосування

CO 2 широко застосовується в промисловості та в побуті – в вогнегасниках та для виготовлення газування, для охолодження продуктів та для створення інертного середовища при зварюванні.

Застосування вуглекислого газу зазначено у таких галузях, як:

• для чищення поверхонь сухим льодом.

Фармацевтика

• для хімічного синтезу компонентів лікарських засобів;
• створення інертної атмосфери;
• нормалізація індексу pH відходів виробництва

Харчова галузь

• виробництво газованих напоїв;
• пакування продуктів харчування в інертній атмосфері для продовження терміну придатності;
• декафеїнізація кавових зерен;
• заморожування чи охолодження продуктів.

Медицина, аналізи та екологія

• Створення захисної атмосфери при порожнинних операціях.
• Включення в дихальні суміші як стимулятор дихання.
• У хроматографічних аналізах.
• Підтримка рівня pH у рідких відходах виробництва.

Електроніка

• Охолодження електронних компонентів та пристроїв під час тестування на температурну стійкість.
• Абразивне очищення в мікроелектроніці (у твердій фазі).
• Очищувальний засіб у виробництві кремнієвих кристалів.

Хімічна галузь

Широко застосовується в хімічному синтезі як реагент і як регулятор температури в реакторі. CO 2 відмінно підходить для знезараження рідких відходів із низьким індексом pH.

Застосовується також для осушення полімерних речовин, рослинних або тваринних фіброматеріалів у целюлозному виробництві для нормалізації рівня pH як компонентів основного процесу, так і його відходів.

Металургійна галузь

У металургії CO 2 переважно служить справі екології, захисту природи від шкідливих викидів шляхом їх нейтралізації:

• У чорній металургії – для нейтралізації плавильних газів та для донного перемішування розплаву.
• У кольоровій металургії при виробництві свинцю, міді, нікелю та цинку – для нейтралізації газів при транспортуванні ковша з розплавом або гарячих злитків.
• Як відновний агент при організації обороту кислотних шахтних вод.

Зварювання у вуглекислому середовищі

Різновид зварювання під флюсом є зварювання у вуглекислому середовищі. Операції зварювальних робіт з вуглекислим газом здійснюється електродом, що плавиться, і поширений у процесі монтажних робіт, усунення дефектів та виправлення деталей з тонкими стінками.

Речовина з хімічною формулою СО2 та молекулярною масою 44,011 г/моль, яка може існувати в чотирьох фазових станах - газоподібному, рідкому, твердому та надкритичному.

Газоподібний стан СО2 має загальновживану назву «вуглекислий газ». При атмосферному тиску це безбарвний газ без кольору і запаху, при температурі +20? З щільністю 1,839 кг/м? (в 1,52 рази важче за повітря), добре розчиняється у воді (0,88 об'єму в 1 об'ємі води), частково взаємодіючи в ній з утворенням вугільної кислоти. Входить до складу атмосфери загалом 0,035% за обсягом. При різкому охолодженні рахунок розширення (детандирование) СО2 здатний десублимироваться - переходити одночасно у тверде стан, минаючи рідку фазу.

Газоподібний діоксид вуглецю раніше нерідко зберігали у стаціонарних газгольдерах. В даний час такий спосіб зберігання не застосовується; вуглекислий газ у необхідній кількості отримують безпосередньо на місці - шляхом випаровування рідкої вуглекислоти в газифікаторі. Далі газ можна легко перекачати будь-яким газопроводом під тиском 2-6 атмосфер.

Рідкий стан СО2 має технічну назву «рідка вуглекислота» або просто «вуглекислота». Це безбарвна рідина без запаху, середньою щільністю 771 кг/м3, яка існує тільки під тиском 3482…519 кПа при температурі 0…-56,5 град.С («низькотемпературна вуглекислота»), або під тиском 3482…7383 кПа при температурі 0…+31,0 град.С («вуглекислота високого тиску»). Вуглекислоту високого тиску отримують найчастіше шляхом стиску вуглекислого газу до тиску конденсації, при одночасному охолодженні водою. Низькотемпературну вуглекислоту, що є основною формою діоксиду вуглецю для промислового споживання, найчастіше отримують за циклом високого тиску шляхом триступеневого охолодження та дроселювання у спеціальних установках.

При невеликому та середньому споживанні вуглекислоти (високого тиску), для її зберігання та транспортування використовують різноманітні сталеві балони (від балончиків для побутових сифонів до ємностей місткістю 55 л). Найпоширенішим є 40 л балон з робочим тиском 15 000 кПа, що вміщає 24 кг вуглекислоти. За сталевими балонами не потрібно додатковий догляд, вуглекислота зберігається без втрат протягом тривалого часу. Балони з вуглекислотою високого тиску забарвлюють у чорний колір.

При значному споживанні для зберігання і транспортування низькотемпературної рідкої вуглекислоти використовують ізотермічні цистерни найрізноманітнішої місткості, оснащені службовими холодильними установками. Існують накопичувальні (стаціонарні) вертикальні та горизонтальні цистерни місткістю від 3 до 250 т, цистерни, що транспортуються місткістю від 3 до 18 т. Цистерни вертикального виконання вимагають будівництва фундаменту і використовуються переважно в умовах обмеженого простору для розміщення. Застосування горизонтальних цистерн дозволяє зменшити витрати на фундаменти, особливо за наявності загальної рами з вуглекислотною станцією. Цистерни складаються з внутрішньої зварної посудини, виготовленої з низькотемпературної сталі та має пінополіуретанову або вакуумну теплоізоляцію; зовнішнього кожуха із пластику, оцинкованої або нержавіючої сталі; трубопроводів, арматури та приладів контролю. Внутрішня і зовнішня поверхні звареної судини піддаються спеціальній обробці, завдяки чому знижена ймовірність поверхневої корозії металу. У дорогих імпортних моделях герметичний зовнішній кожух виконаний з алюмінію. Використання цистерн забезпечує заправку та злив рідкої вуглекислоти; зберігання та транспортування без втрат продукту; візуальний контроль маси та робочого тиску при заправці, в процесі зберігання та видачі. Усі типи цистерн оснащені багаторівневою системою безпеки. Запобіжні клапани дозволяють проводити перевірку та ремонт без зупинки та спорожнення цистерни.

При миттєвому зниженні тиску до атмосферного, що відбувається при впорскуванні в спеціальну розширювальну камеру (дроселювання), рідкий діоксид вуглецю миттєво перетворюється на газ і найтоншу снігоподібну масу, яку пресують і отримують діоксид вуглецю в твердому стані, який носить загальновживаний. При атмосферному тиску це біла склоподібна маса щільністю 1562 кг/м², з температурою -78,5 °С, яка на відкритому повітрі сублімується - поступово випаровується, минаючи рідкий стан. Сухий лід може бути отриманий безпосередньо на установках високого тиску, застосовуваних для отримання низькотемпературної вуглекислоти, з газових сумішей, що містять СО2 в кількості не менше 75-80%. Об'ємна холодопродуктивність сухого льоду майже в 3 рази більша, ніж у водяного льоду, і становить 573,6 кДж/кг.

Твердий діоксид вуглецю зазвичай випускають у брикетах розміром 200×100×20-70 мм, у гранулах діаметром 3, 6, 10, 12 та 16 мм, рідко у вигляді найтоншого порошку («сухий сніг»). Брикети, гранули та сніг зберігають не більше 1-2 діб у стаціонарних заглиблених сховищах шахтного типу, розбитих на невеликі відсіки; перевозять у спеціальних ізотермічних контейнерах із запобіжним клапаном. Використовуються контейнери різних виробників місткістю від 40 до 300 кг та більше. Втрати на сублімацію становлять залежно від температури навколишнього повітря 4-6% і більше на добу.

При тиску понад 7,39 кПа та температурі більше 31,6 град.С діоксид вуглецю знаходиться в так званому надкритичному стані, при якому його щільність як у рідини, а в'язкість та поверхневий натяг як у газу. Ця незвичайна фізична субстанція (флюїд) є чудовим неполярним розчинником. Надкритичний CO2 здатний повністю або вибірково екстрагувати будь-які неполярні складові з молекулярною масою менше 2 000 дальтонів: терпенові сполуки, воски, пігменти, високомолекулярні насичені та ненасичені жирні кислоти, алкалоїди, жиророзчинні вітаміни та фітостерини. Нерозчинними речовинами для надкритичного CO2 є целюлоза, крохмаль, органічні та неорганічні полімери з високою молекулярною вагою, цукру, глікозидні речовини, протеїни, метали та солі багатьох металів. Маючи подібні властивості, надкритичний діоксид вуглецю все ширше застосовується в процесах екстракції, фракціонування та імпрегнації органічних та неорганічних речовин. Він також є перспективним робочим тілом для сучасних теплових машин.

• Питома вага. Питома вага вуглекислоти залежить від тиску, температури та агрегатного стану, в якому вона знаходиться.
• Критична температура вуглекислоти +31 град. Питома вага вуглекислого газу за 0 град і тиску 760 мм рт.ст. дорівнює 1, 9769 кг/м3.
• Молекулярна вага вуглекислого газу 44,0. Відносна вага вуглекислого газу, порівняно з повітрям, становить 1,529.
• Рідка вуглекислота при температурі вище 0 град. значно легше води, і її можна зберігати лише під тиском.
• Питома вага твердої вуглекислоти залежить від її отримання. Рідка вуглекислота при заморожуванні перетворюється на сухий лід, що представляє прозоре, склоподібне тверде тіло. У цьому випадку тверда вуглекислота має найбільшу густину (при нормальному тиску в посудині, що охолоджується до мінус 79 град., Щільність дорівнює 1,56). Промислова тверда вуглекислота має білий колір, за твердістю близька до крейди,
• її питома вага коливається в залежності від способу одержання в межах 1,3 - 1,6.

• Рівняння стану.Зв'язок між об'ємом, температурою та тиском вуглекислого газу виражається рівнянням
• V= R T/p - A, де
• V – об'єм, м3/кг;
• R – газова постійна 848/44 = 19,273;
• Т - температура, К град.;
• р тиск, кг/м2;
• А - додатковий член, що характеризує відхилення від рівняння стану ідеального газу. Він виражається залежністю А = (0, 0825 + (1,225) 10-7 р) / (Т/100) 10/3.

• Потрійна точка вуглекислоти.Потрійна точка характеризується тиском 5,28 ата (кг/см2) та температурою мінус 56,6 град.
• Вуглекислота може перебувати у всіх трьох станах (твердому, рідкому та газоподібному) тільки в потрійній точці. При тисках нижче 5,28 ата (кг/см2) (або при температурі нижче мінус 56,6 град.) вуглекислота може бути тільки у твердому та газоподібному станах.
• У пародіжкісної області, тобто. вище потрійної точки, справедливі наступні співвідношення
• i" x + i"" у = i,
• x + у = 1, де
• x і у - частка речовини в рідкому та пароподібному вигляді;
• i" - ентальпія рідини;
• i"" - ентальпія пари;
• i – ентальпія суміші.
• За цими величинами легко визначити величини x і у. Відповідно для області нижче за потрійну точку будуть дійсні наступні рівняння:
• i"" у + i"" z = i,
• у + z = 1, де,
• i"" - ентальпія твердої вуглекислоти;
• z - частка речовини у твердому стані.
• У потрійній точці для трьох фаз є також лише два рівняння
• i" x + i"" у + i""" z = i,
• x + y + z = 1.
• Знаючи значення i, "i", "i""" для потрійної точки та використовуючи наведені рівняння можна визначити ентальпію суміші для будь-якої точки.

• Теплоємність.Теплоємність вуглекислого газу за температури 20 град. та 1 ата становить
• Ср = 0,202 і Сv = 0,156 ккал/кг*град. Показник адіабати k = 1,30.
• Теплоємність рідкої вуглекислоти у діапазоні температур від -50 до +20 град. характеризується наступними значеннями, ккал/кг*град. :
• Град.С -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20
• Ср, 0,47 0,49 0,515 0,514 0,517 0,6 0,64 0,68

• Точка плавлення.Плавлення твердої вуглекислоти відбувається при температурах і тисках, що відповідають потрійній точці (t = -56,6 град. і р = 5,28 ата) або що знаходяться вище її.
• Нижче потрійної точки сублімує тверда вуглекислота. Температура сублімації є функцією тиску: при нормальному тиску вона дорівнює -78,5 град., У вакуумі вона може бути -100 град. та нижче.

• Ентальпія.Ентальпію пари вуглекислоти в широкому діапазоні температур і тисків визначають за рівнянням Планка та Купріянова.
• i = 169,34 + (0,1955 + 0,000115t)t - 8,3724 p(1 + 0,007424p)/0,01T(10/3), де
• I – ккал/кг, р – кг/см2, Т – град.К, t – град.С.
• Ентальпію рідкої вуглекислоти в будь-якій точці можна легко визначити шляхом віднімання з ентальпії насиченої пари величини прихованої теплоти пароутворення. Так само, віднімаючи приховану теплоту сублімації, можна визначити ентальпію твердої вуглекислоти.

• Теплопровідність. Теплопровідність вуглекислого газу за 0 град. становить 0,012 ккал/м*годину*град.С, а при температурі -78 град. вона знижується до 0,008 ккал/м*год*град.С.
• Дані про теплопровідність вуглекислоти в 104 ст. ккал/м*час*град.С при плюсових температурах наведено у таблиці.
• Тиск, кг/см2 10 град. 20 град. 30 град. 40 град.
• Газоподібна вуглекислота
• 1 130 136 142 148
• 20 - 147 152 157
• 40 - 173 174 175
• 60 - - 228 213
• 80 - - - 325
• Рідка вуглекислота
• 50 848 - - -
• 60 870 753 - -
• 70 888 776 - -
• 80 906 795 670
  Теплопровідність твердої вуглекислоти може бути обчислена за такою формулою:
  236,5 / Т1, 216 ст., Ккал / м * год * град.С.

• Коефіцієнт теплового розширення.Об'ємний коефіцієнт розширення твердої вуглекислоти розраховують в залежності від зміни питомої ваги і температури. Лінійний коефіцієнт розширення визначають за виразом b = a/3. У діапазоні температур від –56 до –80 град. коефіцієнти мають такі значення: а * 10 * 5ст. = 185,5-117,0, b * 10 * 5 ст. = 61,8-39,0.

• В'язкість.В'язкість вуглекислоти 10*6ст. залежно від тиску та температури (кг*сек/м2)
• Тиск, ата -15 град. 0 град. 20 град. 40 град.
• 5 1,38 1,42 1,49 1,60
• 30 12,04 1,63 1,61 1,72
• 75 13,13 12,01 8,32 2,30

• Діелектрична стала.Діелектрична стала рідкої вуглекислоти при 50 - 125 ати, знаходиться в межах 1,6016 - 1,6425.
• Діелектрична стала вуглекислого газу при 15 град. і тиск 9,4 - 39 ати 1,009 - 1,060.

• Вміст вмісту вуглекислого газу.Вміст водяної пари у вологому вуглекислому газі визначають за допомогою рівняння,
• Х = 18/44 * p'/p - p' = 0,41 p'/p - p' кг/кг, де
• p' - парціальний тиск водяної пари при 100% насиченні;
• р - загальний тиск парогазової суміші.

• Розчинність вуглекислоти у воді.Розчинність газів вимірюється обсягами газу, наведеними до нормальних умов (0 град, С та 760 мм рт. ст.) на об'єм розчинника.
• Розчинність вуглекислоти у воді при помірних температурах і тисках до 4 - 5 ати підпорядковується закону Генрі, який виражається рівнянням
• Р = Н Х, де
• Р – парціальний тиск газу над рідиною;
• Х – кількість газу в молях;
• Н – коефіцієнт Генрі.

• Рідка вуглекислота як розчинник.Розчинність мастила в рідкій вуглекислоті при температурі -20град. до +25 град. становить 0,388 г в100 СО2,
• і збільшується до 0,718 г 100 г СО2 при температурі +25 град. З.
• Розчинність води у рідкій вуглекислоті в діапазоні температур від -5,8 до +22,9 град. становить трохи більше 0,05% за вагою.

Техніка безпеки

За ступенем впливу на організм людини газоподібний діоксид вуглецю відноситься до 4-го класу небезпеки за ГОСТ 12.1.007-76 «Шкідливі речовини. Класифікація та загальні вимоги безпеки». Гранично допустима концентрація у повітрі робочої зони не встановлена, при оцінці цієї концентрації слід орієнтуватися на нормативи для вугільних та озокеритових шахт, встановлені в межах 0,5%.

При застосуванні сухого льоду, при використанні судин з рідкою низькотемпературною вуглекислотою повинно забезпечуватися дотримання заходів безпеки, що запобігають обмороженню рук та інших ділянок тіла працівника.

Лісовий кіт (від латів. Felis silvestris) мешкає в Західній Європі та Малій Азії. Схожий на сіру європейську короткошерсту кішку, але дещо більшу, а хвіст коротший, важить до 7 кг, довжина тіла до 90 см. Домашню кішку відносять до різновидів лісового кота. Забарвлення у нього сіре з чорними смугами та плямами. Живе в лісі біля водойм [...]

Барханна (від лат. Felis margarita), або піщана, кішка, іноді її також називають пустельною, через що плутають з китайською, хоча зовні вони зовсім не схожі. Мешкає на Аравійському півострові, у Марокко, Казахстані, Узбекистані та Туркменії. Це невелика кішка, максимальна вага дорослого самця – 3,5 кг. Загальна довжина може сягати 90 див, причому хвіст становить 30-35 [...]

Шартрез - кішка блакитного забарвлення з французьким корінням. Походження: Франція. Шлях виникнення: аборигенний. Вовняний покрив: короткошерстий. Шартрез (Chartreux) - так називали ченці Картезіанського ордену та улюблених кішок, і лікер власного виробництва. Це міцна потужна тварина, невелика, але важка, із щільною густою короткою шерстю, пофарбованої в різноманітні відтінки сірого. ІСТОРІЯ ПОРОДИ Кішки породи [...]

ВИЗНАЧЕННЯ

Двоокис вуглецю (двоокис вуглецю, карбоновий ангідрид, діоксид вуглецю) - окис вуглецю (IV).

Формула є CO2. Молярна маса – 44 г/моль.

Хімічні властивості двоокису вуглецю

Вуглекислий газ відноситься до класу оксидів кислот, тобто при взаємодії з водою він утворює кислоту, яка називається вугіллям. Карбонова кислота хімічно нестабільна і під час утворення вона негайно розкладається на її компоненти, тобто реакція взаємодії двоокису вуглецю з водою оборотна:

CO2 + H2O ↔ CO2 × H2O (розчин) ↔ H2CO3.

При нагріванні вуглекислий газ розкладається на монооксид вуглецю та кисень:

2CO2 = 2CO + O2.

Як і всі кислотні оксиди, двоокис вуглецю характеризується реакціями взаємодії з основними оксидами (утвореними тільки активними металами) та основами:

CaO + CO2 = CaCO3;

Al2O3 + 3CO2 = Al2(CO3) 3;

CO2 + NaOH (розведений) = NaHCO3;

CO2 + 2NaOH (кінець) = Na2CO3 + H2O.

Вуглекислий газ не підтримує горіння, у ньому горять лише активні метали:

CO2 + 2Mg = C + 2MgO (t ^ (\ circ));

CO2 + 2Ca = C + 2CaO (t ^ (\ circ)).

Двоокис вуглецю реагує з простими речовинами, такими як водень і вуглець:

CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O (t ^ (\ circ), kat = Cu2O);

CO2 + C = 2CO(t^(\circ)).

Коли діоксид вуглецю взаємодіє з перекисами активних металів, утворюються карбонати та виділяється кисень:

2CO2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3 + O2.

Якісна реакція на вуглекислий газ є реакцією його взаємодії з вапняною водою (молоком), тобто з гідроксидом кальцію, в якому утворюється білий осад - карбонат кальцію:

CO2 + Ca (OH) 2 = CaCO3 ↓ + H2O.

Фізичні властивості двоокису вуглецю

Двоокис вуглецю є газоподібною речовиною без кольору або запаху. Тяжче повітря. Термостійкість. При стисканні та охолодженні легко переходить у рідкий та твердий стан. Двоокис вуглецю в твердому стані агрегації називається «сухий лід» і легко сублімується за кімнатної температури. Двоокис вуглецю погано розчиняється у воді, частково реагує з нею. Щільність – 1,977 г/л.

Виробництво та використання діоксиду вуглецю

Виділяють промислові та лабораторні методи виробництва двоокису вуглецю. Так, у промисловості він виходить шляхом спалювання вапняку (1) та в лабораторії під дією сильних кислот на карбонатних солях (2):

CaCO3 = CaO + CO2 (t^(\circ)) (1);

CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O (2).

Вуглекислий газ використовується у харчових продуктах (карбонізація лимонаду), хімічна (контроль температури при виробництві синтетичних волокон), металургійний (захист навколишнього середовища, наприклад, осадження коричневого газу) та інші галузі.

Приклади вирішення проблем