Головна Традиційне лікування Обережно! Чадний газ у будинку! Вуглекислий газ: властивості, отримання, застосування Вуглекислий газ безбарвний

Обережно! Чадний газ у будинку! Вуглекислий газ: властивості, отримання, застосування Вуглекислий газ безбарвний

Найбільш поширені процеси утворення цієї сполуки - гниття тварин і рослинних останків, горіння різних видів палива, дихання тварин і рослин. Наприклад, одна людина за добу виділяє в атмосферу близько кілограма вуглекислого газу. Оксид та діоксид вуглецю можуть утворюватися і в неживій природі. Вуглекислий газ виділяється при вулканічній діяльності, а також може бути видобутий із мінеральних водних джерел. Вуглекислий газ знаходиться в невеликій кількості та в атмосфері Землі.

Особливості хімічної будови даної сполуки дозволяють їй брати участь у багатьох хімічних реакціях, основою яких є діоксид вуглецю.

Формула

У поєднанні цієї речовини чотиривалентний атом вуглецю утворює лінійний зв'язок із двома молекулами кисню. Зовнішній вигляд такої молекули можна так:

Теорія гібридизації пояснює будову молекули діоксиду вуглецю так: дві існуючі сигма-зв'язки утворені між sp-орбіталями атомів вуглецю та двома 2р-орбіталями кисню; р-орбіталі вуглецю, які не беруть участь у гібридизації, пов'язані у поєднанні з аналогічними орбіталями кисню. У хімічних реакціях вуглекислий газ записується як: CO 2 .

Фізичні властивості

За нормальних умов діоксид вуглецю є безбарвним газом, що не має запаху. Він важчий за повітря, тому вуглекислий газ і може поводитися, як рідина. Наприклад, його можна переливати з однієї ємності до іншої. Ця речовина трохи розчиняється у воді – в одному літрі води при 20 ⁰С розчиняється близько 0,88 л CO 2 . Невелике зниження температури кардинально змінює ситуацію - у тому ж літрі води при 17? С може розчинитися 1,7 л CO 2 . При сильному охолодженні ця речовина осідає у вигляді снігових пластівців - утворюється так званий «сухий лід». Така назва походить від того, що при нормальному тиску речовина, минаючи рідку фазу, одразу перетворюється на газ. Рідкий діоксид вуглецю утворюється при тиску трохи вище 0,6 МПа та при кімнатній температурі.

Хімічні властивості

При взаємодії із сильними окислювачами 4-діоксид вуглецю виявляє окисні властивості. Типова реакція цієї взаємодії:

З + СО 2 = 2СО.

Так, за допомогою вугілля діоксид вуглецю відновлюється до своєї двовалентної модифікації – чадного газу.

За нормальних умов вуглекислий газ інертний. Але деякі активні метали можуть у ньому горіти, витягуючи з'єднання кисень і вивільняючи газоподібний вуглець. Типова реакція - горіння магнію:

2Mg+CO2=2MgO+C.

У процесі реакції утворюється оксид магнію та вільний вуглець.

У хімічних сполуках 2 часто проявляє властивості типового кислотного оксиду. Наприклад, він реагує з основами та основними оксидами. Результатом реакції стають солі вугільної кислоти.

Наприклад, реакція сполуки оксиду натрію з вуглекислим газом може бути така:

Na 2 O + CO 2 = Na 2 CO 3;

2NaOH + CO2 = Na2CO3+H2O;

NaOH + CO2 = NaHCO3.

Вугільна кислота та розчин СО 2

Діоксид вуглецю у воді утворює розчин з невеликим ступенем дисоціації. Такий розчин вуглекислого газу називається вугільною кислотою. Вона безбарвна, слабо виражена і має кислуватий смак.

Запис хімічної реакції:

CO2 + H2O↔H2CO3.

Рівнавага досить сильно зсунуто вліво - лише близько 1% початкового вуглекислого газу перетворюється на вугільну кислоту. Що температура - тим менше у розчині молекул вугільної кислоти. При кипінні з'єднання вона зникає повністю, розчин розпадається на діоксид вуглецю і воду. Структурна формула вугільної кислоти представлена нижче.

Властивості вугільної кислоти

Вугільна кислота дуже слабка. У розчинах вона розпадається на іони водню Н + та сполуки НСО 3 - . У дуже невеликій кількості утворюються іони 3 - .

Вугільна кислота - двоосновна, тому солі, утворені нею, можуть бути середніми та кислими. Середні солі у російській хімічній традиції називаються карбонатами, а сильні – гідрокарбонатами.

Якісна реакція

Одним із можливих способів виявлення газоподібного діоксиду вуглецю є зміна прозорості вапняного розчину.

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O.

Цей досвід відомий ще із шкільного курсу хімії. На початку реакції утворюється невелика кількість білого осаду, який згодом зникає під час пропускання через воду вуглекислого газу. Зміна прозорості відбувається тому, що в процесі взаємодії нерозчинна сполука – карбонат кальцію перетворюється на розчинну речовину – гідрокарбонат кальцію. Реакція протікає таким шляхом:

CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2.

Одержання діоксиду вуглецю

Якщо необхідно отримати невелику кількість СО2, можна запустити реакцію соляної кислоти з карбонатом кальцію (мармуром). Хімічний запис цієї взаємодії виглядає так:

CaCO 3 + HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2 .

Також для цієї мети використовують реакції горіння вуглецевмісних речовин, наприклад ацетилену:

СН 4 + 2О 2 → 2H 2 O + CO 2 -.

Для збору та зберігання отриманої газоподібної речовини використовують апарат Кіппа.

Для потреб промисловості та сільського господарства масштаби одержання діоксиду вуглецю мають бути більшими. Популярним методом такої масштабної реакції є випалювання вапняку, в результаті якого виходить діоксид вуглецю. Формула реакції наведена нижче:

CaCO3 = CaO+CO2.

Застосування діоксиду вуглецю

Харчова промисловість після масштабного одержання "сухого льоду" перейшла на принципово новий метод зберігання продуктів. Він незамінний при виробництві газованих напоїв та мінеральної води. Зміст 2 в напоях надає їм свіжість і помітно збільшує термін зберігання. А карбідизація мінеральних вод дозволяє уникнути затхлості та неприємного смаку.

У кулінарії часто використовують метод погашення лимонної кислоти оцтом. Вуглекислий газ, що при цьому виділяється, надає пишність і легкість кондитерським виробам.

Дане з'єднання часто використовується як харчова добавка, що підвищує термін зберігання харчових продуктах. Згідно з міжнародними нормами класифікації хімічних добавок вмісту в продуктах, проходить під кодом Е 290,

Порошкоподібний вуглекислий газ - одна з найпопулярніших речовин, що входять до складу пожежогасних сумішей. Ця речовина зустрічається і в піні вогнегасників.

Транспортувати та зберігати вуглекислий газ найкраще в металевих балонах. При температурі більше 31⁰С тиск у балоні може досягти критичного і рідкий 2 перейде в надкритичний стан з різким підйомом робочого тиску до 7,35 МПа. Металевий балон витримує внутрішній тиск до 22 МПа, тому діапазон тиску при температурах понад тридцять градусів визнається безпечним.

Вуглекислий та чадний гази:

Вуглекислий газ (оксид вуглецю(IV) - CO 2) утворюються при горінні вугілля, диханні, гниття і т.д.

Безбарвний;

Важче за повітря;

Має кислуватий запах та смак;

Є кислотним оксидом;

Не підтримує горіння і не горить сам, тому використовується у вогнегасниках;

Краще розчиняється у воді, ніж кисень. При підвищеному тиску розчинність збільшується, що використовують при виготовленні газованих напоїв. Однак, коли кришка з напоєм відкривається, тиск стає рівним атмосферному, розчинність газу знижується і рідина наче закипає, виділяючи зайвий вуглекислий газ з характерним звуком;

При низькій температурі і сильному тиску перетворюється на «сухий лід», який схожий зі звичайним снігом та льодом. Зазвичай використовується для перевезення морозива;

У лабораторії, для отримання вуглекислого газу, використовують змішуючи мармур (CaCO 3) з соляною кислотою;

У промисловості отримують при температурі 1000 °C, розкладаючи вапняк;

Використовується для виробництва соди, газування, вогнегасників тощо;

Вуглекислий газ накопичується в низинах, а також у закритих приміщеннях, тому важливо провітрювати закриті приміщення з великою кількістю людей. Адже навіть 4% вуглекислого газу в повітрі вистачає, щоби виник головний біль, почастішав пульс і підвищився кров'яний тиск;

Чадний газ (оксид вуглецю(II) - CO) ще небезпечніший, оскільки викликає отруєння навіть зі смертельним наслідком. Ознаки отруєння: біль голови, нудота, запаморочення, можлива втрата свідомості. Перша допомога: винести людину на свіже повітря, зробити штучне дихання;

Утворюється при горінні поряд з вуглекислим газом (при неповному згорянні вугілля через нестачу кисню) або при взаємодії вугілля та вуглекислого газу. При запаленні сірника, синя облямівка полум'я в нижній частині це полум'я чадного газу;

Безбарвний, без смаку та запаху, майже нерозчинний у воді;

У протигазах є спеціальний каталізатор, що окислює чадний газ до вуглекислого;

Чадний газ відновлює метали з оксидів, як і вугілля.

Редагувати цей урок та/або додати завдання та отримувати гроші постійно* Додати свій урок та/або завдання та отримувати гроші постійно

Застосування вуглекислоти (двоокису вуглецю)

В даний час вуглекислота у всіх своїх станах широко використовується у всіх галузях промисловості та агропромислового комплексу.

У газоподібному стані (вуглекислий газ)

У харчовій промисловості

1. Для створення інертної бактеріостатичної та фунгістатичної атмосфери (при концентрації понад 20%):
· При переробці рослинних та тваринних продуктів;
· При упаковці харчових продуктів та медичних препаратів для значного збільшення терміну їх зберігання;
· При розливі пива, вина та соків як витісняючий газ.
2. У виробництві безалкогольних напоїв та мінеральних вод (сатурація).
3. У пивоварстві та виробництві шампанського та шипучих вин (карбонізація).
4. Приготування газованих води та напоїв сифонами та сатураторами, для персоналу гарячих цехів та в літній час.
5. Використання в торгових автоматах при продажу газ.води в розлив та при ручній торгівлі пивом та квасом, газованими водою та напоями.
6. При виготовленні газованих молочних напоїв та газованих фруктово-ягідних соків («ігристі продукти»).
7. У виробництві цукру (дефекація – сатурація).
8. Для тривалої консервації фруктових та овочевих соків із збереженням запаху та смаку свіжого продукту шляхом насичення СО2 та зберігання під високим тиском.
9. Для інтенсифікації процесів осадження та видалення солей винної кислоти з вин та соків (детартація).
10. Для приготування питної опрісненої води методом фільтрації. Для насичення безсольової питної води іонами кальцію та магнію.

У виробництві, зберіганні та переробці сільськогосподарської продукції

11. Для збільшення терміну зберігання харчових продуктів, овочів та фруктів у регульованій атмосфері (у 2-5 разів).
12. Зберігання зрізаних квітів 20 днів і більше в атмосфері вуглекислого газу.
13. Зберігання круп, макаронів, зерна, сухофруктів та інших продуктів харчування в атмосфері вуглекислого газу, для запобігання їх пошкодженню комахами та гризунами.
14. Для обробки плодів та ягід перед закладкою на зберігання, що перешкоджає розвитку грибкових та бактеріальних гнил.
15. Для насичення під високим тиском нарізаних або цілікових овочів, що посилює смакові відтінки («ігристі продукти») та покращує їх збереження.
16. Для поліпшення росту та підвищення врожайності рослин у захищеному ґрунті.
На сьогоднішній день в овочівницьких та квітничих господарствах Росії гостро стоїть питання про здійснення підживлення вуглекислим газом рослин у захищеному ґрунті. Дефіцит СО2 є серйознішою проблемою, ніж дефіцит елементів мінерального харчування. У середньому, рослина синтезує з води та вуглекислого газу 94% маси сухої речовини, решту 6% рослина отримує з мінеральних добрив! Низький вміст вуглекислого газу зараз є фактором, який обмежує врожайність (насамперед при малооб'ємній культурі). У повітрі теплиці площею 1 га міститься близько 20 кг СО2. При максимальних рівнях освітлення у весняні та літні місяці споживання СО2 рослинами огірка у процесі фотосинтезу може наближатися до 50 кг·ч/га (тобто до 700 кг/га СО2 за світловий день). Дефіцит, що утворюється, лише частково покривається за рахунок припливу атмосферного повітря через фрамуги і нещільності конструкцій, що захищають, а також за рахунок нічного дихання рослин. У ґрунтових теплицях додатковим джерелом вуглекислого газу є ґрунт, заправлений гноєм, торфом, соломою або тирсою. Ефект збагачення повітря теплиці вуглекислим газом залежить від кількості та виду цих органічних речовин, що зазнають мікробіологічного розкладання. Наприклад, при внесенні тирси, змоченими мінеральними добривами, рівень вуглекислого газу спочатку може досягати високих значень вночі, і днем при закритих фрамугах. Проте загалом цей ефект недостатньо великий і задовольняє лише частину потреби рослин. Основним недоліком біологічних джерел є короткочасність підвищення концентрації вуглекислого газу до бажаного рівня, а також неможливість регулювання процесу підживлення. Нерідко в ґрунтових теплицях у сонячні дні при недостатньому повітрообміні вміст СО2 в результаті інтенсивного поглинання рослинами може впасти нижче 0,01% і фотосинтез практично припиняється! Недолік СО2 стає основним із факторів, що обмежують асиміляцію вуглеводів і відповідно зростання та розвиток рослин. Повністю покрити дефіцит можна лише рахунок використання технічних джерел вуглекислого газу.
17. Виробництво мікроводоростей для худоби. При насиченні води вуглекислотою в установках автономного вирощування водоростей значно (в 4-6 разів) зростає швидкість водоростей.
18. Для підвищення якості силосу. При силосуванні соковитих кормів штучне введення в рослинну масу СО2 запобігає проникненню кисню з повітря, що сприяє утворенню високоякісного продукту, зі сприятливим співвідношенням органічних кислотпідвищеним вмістом каротину та перетравного протеїну.
19. Для безпечної дезінсекції продовольчих та непродовольчих продуктів. Атмосфера, що містить понад 60% вуглекислого газу на протязі 1-10 днів (залежно від температури) знищує не тільки дорослих комах, але їх личинки та яйця. Справжня технологія застосовна до продуктів із вмістом зв'язаної води до 20%, як то зерно, рис, гриби, сухофрукти, горіхи та какао, комбікорми та багато іншого.
20. Для тотального знищення мишоподібних гризунів шляхом короткочасного заповнення газом нір, сховищ, камер (достатня концентрація 30% вуглекислого газу).
21. Для анаеробної пастеризації кормів для тварин, у суміші з водяною парою при температурі, що не перевищує 83 град.С - як заміна гранулювання та екструдування, що не вимагає великих енергетичних витрат.
22. Для присиплення птиці та невеликих тварин (свині, телята, вівці) перед вибоєм. Для анестезії риби під час перевезення.
23. Для наркотизації бджолиних та джмелиних маток з метою прискорення початку яйцекладки.
24. Для насичення питної води для курей, що значно знижує негативний вплив підвищених літніх температур на птицю, сприяє потовщенню шкаралупи яєць та зміцненню кістяка.
25. Для насичення робочих розчинів фунгіцидів та гербіцидів для кращої дії препаратів. Цей спосіб дозволяє зменшити витрату розчину на 20-30%.

У медицині

26. а) у суміші з киснем як стимулятор дихання (у концентрації 5%);
б) для сухих газованих ванн (у концентрації 15-30%) з метою зниження артеріального тиску та поліпшення кровотоку.
27. Кріотерапія в дерматології, сухі та водяні вуглекислотні ванни в бальнеолікуванні, дихальні суміші у хірургії.

У хімічній та паперовій промисловості

28. Для виробництва соди, вуглеамонійних солей (застосовуються як добрива в рослинництві, добавок у корм жуйним тваринам, замість дріжджів у хлібопеченні та в борошняних кондитерських виробах), свинцевих білил, сечовини, оксикарбонових кислот. Для каталітичного синтезу метанолу та формальдегіду.
29. Для нейтралізації лужних стічних вод. Завдяки ефекту самобуферизації розчину, точне регулювання pH дозволяє уникнути корозії обладнання та стічних труб, немає утворення отруйних побічних продуктів.
30. У виробництві паперу для обробки пульпи після лужного біління (підвищує на 15% ефективності процесу).
31. Для збільшення виходу та покращення фізико-механічних властивостей та білимості целюлози при киснево-содовій варінні деревини.
32. Для очищення теплообмінників від накипу та запобігання її утворенню (комбінація гідродинамічного та хімічного способів).

У будівельній та інших галузях промисловості

33. Для швидкого хімічного затвердіння прес-форм для сталевого та чавунного лиття. Подача вуглекислоти в ливарні форми в 20-25 разів прискорює їхнє твердіння в порівнянні з тепловим сушінням.
34. Як газ, що спінює, при виробництві пористих пластиків.
35. Для зміцнення вогнетривкої цегли.
36. Для зварювальних напівавтоматів при ремонті кузовів пасажирських та легкових автомобілів, ремонті кабін вантажних автомобілів та тракторів та при ел.зварюванні виробів з тонколистових сталей.
37. При виготовленні зварних конструкцій з автоматичним та напівавтоматичним електрозварюванням у середовищі вуглекислоти як захисного газу. У порівнянні зі зварюванням штучним електродом зростає зручність роботи, продуктивність підвищується в 2-4 рази, вартість 1 кг наплавленого металу в середовищі СО2 у два з лишком рази нижча порівняно з ручним дуговим зварюванням.
38. Як захисне середовище у сумішах з інертними та благородними газами при автоматизованому зварюванні та різанні металу, завдяки якому виходять шви дуже високої якості.
39. Заряджання та перезаряджання вогнегасників, для протипожежного обладнання. У системах пожежогасіння для заповнення вогнегасників.
40. Заряджання балончиків для газобалонної зброї та сифонів.
41. Як газ-розпилювач в аерозольних балончиках.
42. Для заповнення спортивного інвентарю (м'ячів, куль тощо).
43. Як активне середовище в медичних та промислових лазерах.
44. Для точного калібрування приладів.

У гірничодобувній промисловості

45. Для зміцнення вуглепородного масиву при видобутку кам'яного вугілля в ударонебезпечних пластах.
46. Для проведення вибухових робіт без утворення полум'я.
47. Підвищення ефективності нафтовидобутку при додаванні вуглекислоти до нафтових пластів.

У рідкому стані (низькотемпературна вуглекислота)

У харчовій промисловості

1. Для швидкого заморожування, до температури -18 град.С та нижче, харчових продуктів у контактних скороморозильних апаратах. Поряд із рідким азотом рідкий діоксид вуглецю найбільш підходить для прямого контактного заморожування різних видів продуктів. Як контактний холодоагент, він привабливий дешевизною, хімічною пасивністю та термічною стабільністю, не корозує металевих вузлів, не горючий, не небезпечний для персоналу. На продукт, що рухається на стрічці транспортера, з сопел подається певними порціями рідка вуглекислота, яка при атмосферному тиску миттєво перетворюється на суміш сухого снігу і холодного вуглекислого газу, при цьому вентилятори постійно перемішують газову суміш усередині апарату, яка в принципі здатна охолодити продукт від +2. З до -78,5 град.С за кілька хвилин. Використання контактних скороморозильних апаратів має низку принципових переваг у порівнянні з традиційною технологією заморозки:
· Час заморожування скорочується до 5-30 хвилин; швидко припиняється ферментативна активність у продукті;
· добре зберігається структура тканин та клітини продукту, оскільки кристали льоду формуються значно менших розмірів і практично одночасно у клітинах та у міжклітинному просторі тканин;
· при повільному заморожуванні в продукті з'являються сліди життєдіяльності бактерій, у той час як при шоковому заморожуванні вони просто не встигають розвинутися;
· Втрати маси продукту в результаті усушки становлять всього 0,3-1% (проти 3-6%);
· цінні ароматичні речовини, що легко випаровуються, збережуться в значно більших кількостях. Порівняно із заморожуванням рідким азотом, при заморожуванні діоксидом вуглецю:
· не спостерігається розтріскування продукту через занадто великий перепад температури між поверхнею і серцевиною продукту, що заморожується.
· У процесі заморожування СО2 проникає в продукт і під час розморожування захищає його від окиснення та розвитку мікроорганізмів. Плоди та овочі, піддані швидкому заморожуванню та фасуванні на місці, найбільш повно зберігають смакові переваги та поживну цінність, всі вітаміни та біологічно активні речовини, що дає можливість широко застосовувати їх для виробництва продуктів для дитячого та дієтичного харчування. Важливо, що для приготування заморожених сумішей, що дорого коштують, може бути успішно використана нестандартна плодоовочева продукція. Скороморозильні апарати на рідкій вуглекислоті компактні, прості за пристроєм та недорогі в експлуатації (за наявності поруч джерела дешевої рідкої вуглекислоти). Апарати існують у мобільному та стаціонарному варіанті, спірального, тунельного та шафного типу, чим становлять інтерес для сільськогосподарських виробників та переробників продукції. Особливо вони зручні, коли виробництво вимагає заморожування різних харчових продуктів та сировини за різних температурних режимів (-10…-70 град.С). Швидкозаморожені продукти можна піддати сушінню в умовах глибокого вакууму - сублімаційному сушінню. Продукти, висушені цим способом, відрізняються високою якістю: зберігають всі поживні речовини, мають підвищену відновлюючу здатність, мають незначну усадку і пористу будову, зберігають природний колір. Сублімовані продукти в 10 разів легші від вихідних за рахунок видалення з них води, вони дуже довго зберігаються в герметичних пакетах (особливо при заповненні пакетів вуглекислим газом) і можуть дешево доставлятися в найвіддаленіші райони.
2. Для швидкого охолодження свіжих харчових продуктів в упакованому та невпакованому вигляді до +2…+6 град.С. За допомогою установок, робота яких схожа на роботу скороморозильних апаратів: при інжекції рідкої вуглекислоти утворюється дрібний сухий сніг, яким продукт обробляється певний час. Сухий сніг - ефективний засіб швидкого зниження температури, що не призводить до висихання продукту, як повітряне охолодження, і не підвищує його вміст, як це відбувається при охолодженні водяним льодом. Охолодження сухим снігом забезпечує необхідне зниження температури всього за кілька хвилин, а не годинника, як при звичайному охолодженні. Зберігається і навіть покращується природний колір продукту внаслідок невеликої дифузії СО2 усередину. Одночасно значно збільшується термін зберігання продуктів, оскільки СО2 пригнічує розвиток як аеробних, так і анаеробних бактерій і цвілевих грибів. Охолодження зручно та вигідно піддавати м'ясо птиці (розроблене або в тушках), порційне м'ясо, ковбаси та напівфабрикати. Установки також застосовуються там, де за технологією потрібно швидко охолодити продукт під час або перед формуванням, пресуванням, екструдуванням, подрібненням або нарізуванням. Апарати подібного типу також дуже зручні для застосування на птахофабриках потокового надшвидкого охолодження з 42,7 град.С до 4,4-7,2 град.С свіжознесених курячих яєць.
3. Для зняття шкірки з ягід шляхом підморозки.
4. Для кріоконсервації сперми та ембріонів великої рогатої худоби та свиней.

У холодильній промисловості

5. Для використання як альтернативного холодоагенту в холодильних установках. Діоксид вуглецю може бути ефективним холодоагентом, оскільки має низьку критичну температуру (31,1 град.С), порівняно високу температуру потрійної точки (-56 град.С), великий тиск у потрійній точці (0,5 мПа) та високий критичний тиск ( 7,39 мПа). Як холодоагент має наступні переваги:
· дуже низька ціна в порівнянні з іншими холодоагентами;
· Нетоксичний, не горючий і не вибухонебезпечний;
· Сумісний з усіма електроізоляційними та конструкційними матеріалами;
· Не руйнує озоновий шар;
· робить помірний внесок у збільшення парникового ефекту в порівнянні з сучасними галоїдопохідними холодоагентами. Високий критичний тиск має позитивний аспект, пов'язаний з низьким ступенем стиснення, внаслідок чого ефективність компресора стає значною, що дозволяє застосовувати компактні та маловитратні конструктивні рішення для холодильних установок. Разом з цим потрібно додаткове охолодження конденсатора електромотора, збільшується металоємність холодильної установки через збільшення товщини труб і стінок. Перспективне застосування СО2 у низькотемпературних двокаскадних установках промислового та напівпромислового застосування, і особливо в системах кондиціювання повітря автомобілів та поїздів.
6. Для високопродуктивного подрібнення у замороженому вигляді м'яких, термопластичних та пружних продуктів та речовин. У кріогенних млинах швидко і з малою витратою електроенергії піддаються розмелювання в замороженому вигляді ті продукти і речовини, які не вдається подрібнити у звичайному вигляді, наприклад, желатин, каучук і гума, будь-які полімери, шини. Холодний розмелювання в сухій інертній атмосфері необхідний для всіх прянощів і спецій, какао-бобів і кавових зерен.
7. Для випробування технічних систем за низьких температур.

У металургії

8. Для охолодження сплавів, що важко обробляються при обробці на токарних верстатах.
9. Для утворення захисного середовища для придушення диму в процесах виплавки або розливу міді, нікелю, цинку та свинцю.
10. При відпалюванні твердого мідного дроту для кабельної продукції.

У добувній промисловості

11. Як слабобризантна вибухова речовина при видобутку кам'яного вугілля, що не приводить під час вибуху до займання метану і вугільного пилу, і не дає отруйних газів.
12. Профілактика загоряння та вибухів витісненням вуглекислотою повітря з ємностей та шахт із вибухонебезпечними парами та газами.

У надкритичному стані

У процесах екстракції

1. Уловлювання ароматичних речовин із фруктово-ягідних соків, отримання екстрактів рослин та лікарських трав за допомогою рідкої вуглекислоти. У традиційних методах екстракції рослинної та тваринної сировини застосовуються різноманітні органічні розчинники, які вузько специфічні та рідко забезпечують вилучення з сировини повного комплексу біологічно активних сполук. Більш того, при цьому завжди виникає проблема відокремлення від екстракту залишків розчинника, причому технологічні параметри цього процесу можуть призвести до часткового або навіть повного руйнування деяких компонентів екстракту, що обумовлює зміну не тільки складу, але властивостей виділеного екстракту. Порівняно з традиційними методами, процеси екстракції (а також фракціонування та імпрегнації) з використанням діоксиду вуглецю в надкритичному стані має цілу низку переваг:
· Енергозберігаючий характер процесу;
· Висока масообмінна характеристика процесу завдяки низькій в'язкості та високій проникаючій здатності розчинника;
· Високий ступінь вилучення відповідних компонентів і висока якість одержуваного продукту;
· Практична відсутність СО2 у готовій продукції;
· використовується інертне розчиняюче середовище при температурному режимі, що не загрожує термічною деградацією матеріалів;
· процес не дає стічних вод та відпрацьованих розчинників, після декомпресії СО2 може бути зібраний та повторно використаний;
· Забезпечується унікальна мікробіологічна чистота одержуваної продукції;
· Відсутність складного обладнання та багатостадійного процесу;
· Використовується дешевий, нетоксичний та негорючий розчинник. Селективні та екстракційні властивості діоксиду вуглецю можуть змінюватися в широких межах при зміні температури та тиску, що зумовлюють можливість вилучення при низькій температурі з рослинної сировини більшої частини спектра відомих на сьогоднішній день біологічно активних сполук.
2. Для отримання цінних натуральних продуктів - СО2-екстрактів пряновкусових речовин, ефірних олій та біологічно активних речовин. Екстракт практично копіює вихідну рослинну сировину, що стосується концентрації входять до неї речовин, можна заявити про відсутність аналогів серед класичних екстрактів. Дані хроматографічного аналізу показують, що зміст цінних речовин перевершує класичні екстракти в десятки разів. Освоєно отримання у промислових масштабах:
· Екстрактів з прянощів та лікарських трав;
· Фруктових ароматів;
· Екстрактів і -кислот з хмелю;
· Антиоксидантів, каротиноїдів та лікопенів (у тому числі з томатної сировини);
· натуральних барвників (з плодів червоного перцю та інших);
· Ланоліну з вовни;
· натуральних рослинних восків;
· олії з обліпихи.
3. Для виділення високоочищених ефірних олій, зокрема цитрусових. При екстракції надкритичним СО2 ефірних олій успішно екстрагуються і легколеткі фракції, які надають цим маслам фіксуючі властивості, а також повніший аромат.
4. Для видалення кофеїну з чаю та кави, нікотину з тютюну.
5. Для видалення холестерину з продуктів харчування (м'ясо, молочні продукти та яйця).
6. Для виготовлення знежирених картопляних чіпсів та соєвих продуктів;
7. Для виробництва високоякісного тютюну із заданими технологічними властивостями.
8. Для хімічного чищення одягу.
9. Для видалення сполук урану та трансуранових елементів з радіоактивно заражених ґрунтів та з поверхонь металевих тіл. При цьому в сотні разів скорочуються об'єми водних відходів і немає необхідності у використанні агресивних органічних розчинників.
10. Для екологічно чистої технології травлення друкованих плат для мікроелектроніки без утворення отруйних рідких відходів.

У процесах фракціонування

Виділення рідкої речовини з розчину або поділ суміші рідких речовинносить назву фракціонування. Ці процеси є безперервними і тому значно ефективніші, ніж виділення речовин із твердих субстратів.
11. Для рафінації та дезодорації олій та жирів. Для отримання товарної олії необхідно провести цілий комплекс заходів, таких як видалення лецитину, слизу, кислоти, відбілювання, дезодорацію та інші. При екстракції надкритичним СО2 ці процеси здійснюються протягом одного технологічного циклу, причому якість одержуваного в цьому випадку олії значно краща, оскільки процес протікає при відносно низьких температурах.
12. Для зменшення вмісту алкоголю у напоях. Виготовлення безалкогольних традиційних напоїв (вино, пиво, сидр) має попит, що збільшується, з етичних, релігійних або дієтичних міркувань. Навіть якщо ці напої з низьким вмістом алкоголю часто мають нижчу якість, їхній ринок значний і швидко зростає, так що поліпшення подібної технології є дуже привабливим питанням.
13. Для енергозберігаючого одержання гліцерину високої чистоти.
14. Для енергозберігаючого отримання лецетину із соєвої олії (з вмістом фосфатидил холіну близько 95%).
15. Для проточного очищення промислових стічних вод від вуглеводневих забруднювачів.

У процесах імпрегнації

Процес імпрегнації - використання нових речовин, по суті, є зворотним процесом екстракції. Потрібна речовина розчиняється в суперкритичному СО2, потім розчин проникає в твердий субстрат, при скиданні тиску вуглекислий газ миттєво випаровується, а речовина залишається в субстраті.
16. Для екологічно чистої технології фарбування волокон, тканин та текстильних аксесуарів. Фарбування є окремим випадком застосування імпрегнації. Барвники зазвичай розчинені в токсичному органічному розчиннику, тому пофарбовані матеріали доводиться ретельно промивати, внаслідок чого розчинник або випаровується в атмосферу, або опиняється в стічних водах. При надкритичному фарбуванні вода та розчинники не використовується, барвник розчинений у надкритичному СО2. Цей метод дає цікаву можливість фарбувати різні типи синтетичних матеріалів одночасно, наприклад, пластикові зубці та тканинну підкладку застібки-блискавки.
17. Для екологічно чистої технології нанесення фарб. Сухий барвник розчиняється в потоці надкритичного СО2 і разом з ним вилітає з сопла спеціального пістолета. Вуглекислий газ відразу ж випаровується, а фарба осідає на поверхні. Ця технологія особливо перспективна для фарбування автомобілів та великогабаритної техніки.
18. Для гомогенізованого просочування полімерних структур лікарськими препаратами, забезпечуючи цим постійне та тривале вивільнення ліків в організмі. Ця технологія заснована на здатності надкритичного СО2 легко проникати в багато полімерів, насичувати їх, викликаючи розкриття в ньому мікропор і набухання.

У технологічних процесах

19. Заміна високотемпературної водяної пари надкритичним СО2 у процесах екструзії, при переробці зерноподібної сировини, дозволяє використовувати відносно низькі температури, вводити в рецептуру молочні інгредієнти та будь-які термочутливі добавки. Надкритична флюїдна екструзія дозволяє створювати нові продукти з ультрапористою внутрішньою структурою та гладкою щільною поверхнею.
20. Для отримання порошків полімерів та жирів. Струменя надкритичного СО2 з розчиненими в ньому деякими полімерами або жирами інжектуються в камеру з нижчим тиском, де вони «конденсуються» у вигляді абсолютно однорідного дрібно дисперсного порошку, найтонших волокон або плівок.
21. Для підготовки до сушіння зелені та плодів шляхом видалення кутикулярного воскового шару струменем надкритичного СО2.

У процесах проведення хімічних реакцій

22. Перспективним напрямом застосування надкритичного СО2 є використання його як інертне середовище в ході хімічних реакцій полімеризації та синтезу. У надкритичному середовищі синтез може проходити в тисячу разів швидше порівняно із синтезом тих самих речовин у традиційних реакторах. Для промисловості дуже важливо, що таке значне прискорення швидкості реакцій, обумовлене високими концентраціями реагентів у надкритичному середовищі з її низькою в'язкістю та високою дифузійною здатністю, дозволяє скоротити час контакту реагентів. У технологічному плані це дає можливість замінити статичні замкнуті реактори проточними, принципово меншого розміру, дешевшими та безпечнішими.

У теплових процесах

23. Як робоче тіло для сучасних енергетичних установок.
24. Як робоче тіло газових теплових насосів, що виробляють високотемпературне тепло для систем гарячого водопостачання.

У твердому стані (сухий лід та сніг)

У харчовій промисловості

1. Для контактного заморожування м'яса та риби.
2. Для контактного швидкого заморожування ягід (червоної та чорної смородини, аґрусу, малини, чорноплідної горобини та інших).
3. Реалізація морозива та прохолодних напоїв у місцях віддалених від електромережі, з охолодженням сухим льодом.
4. При зберіганні, транспортуванні та реалізації заморожених та охолоджених харчових продуктів. Розвивається виробництво брикетованого і гранульованого сухого льоду для покупців і продавців продуктів, що швидко псуються. Сухий лід дуже зручний для транспортування і при реалізації в спеку м'яса, риби, морозива - продукти залишаються замороженими досить тривалий час. Оскільки сухий лід тільки випаровується (сублімується), рідини, що розтанула, не буває, і транспортні ємності залишаються завжди чистими. Авторефрежиратори можуть обладнатися малогабаритною сухолідною системою охолодження, що характеризуються граничною простотою пристрою та високою надійністю в роботі; її вартість набагато нижче вартості будь-якої класичної холодильної установки. При перевезеннях на короткі відстані подібна система охолодження є найекономічнішою.
5. Для попереднього охолодження контейнерів перед завантаженням продукції. Обдування струменем сухого снігу в холодному вуглекислому газі є одним із найефективніших способів попереднього охолодження будь-яких контейнерів.
6. При авіаційних перевезеннях як первинний холодоагент в ізотермічних контейнерах з автономною двоступінчастою холодильною системою (гранульований сухий лід - фреон).

Під час очищення поверхонь

8. Очищення деталей та вузлів, двигунів від забруднень очисними установками із застосуванням гранул сухого льоду в газовому потоці. Для очищення поверхонь вузлів та деталей від експлуатаційних забруднень. Останнім часом виник великий попит на безабразивне експрес-очищення матеріалів, сухих та вологих поверхонь струменем дрібно гранульованого сухого льоду (бластінг). Без розбору агрегатів можна успішно здійснювати:
· Очищення ліній зварювання;
· Видалення старої фарби;
· Очищення ливарних форм;
· Очищення вузлів друкарських машин;
· Очищення обладнання для харчової промисловості;
· Очищення форм для виробництва пінополіуретанових виробів.
· Очищення прес-форм для виробництва автомобільних шин та інших гумотехнічних виробів;
· Очищення форм для виробництва пластмасових виробів, у тому числі очищення форм для виробництва ПЕТ пляшок; Коли гранули сухого льоду ударяються об поверхню, миттєво випаровуються, створюючи мікровибух, який знімає забруднення з поверхні. При видаленні тендітного матеріалу, такого як фарба, процес створює хвилю тиску між покриттям та основою. Ця хвиля досить сильна для того, щоб зняти покриття, піднявши його зсередини. При видаленні тягучих або в'язких матеріалів, таких як масло або бруд, процес очищення подібний до змиву сильним струменем води.
7. Для очищення від задирок штампованих виробів із гуми та пластику (галтівка).

При будівельних роботах

9. У процесі виготовлення пористих будівельних матеріалів з однаковим розміром бульбашок вуглекислого газу, рівномірно розподілених по всьому об'єму матеріалу.
10. Для заморожування ґрунтів при будівництві.
11. Встановлення крижаних пробок у трубах з водою (методом їх заморожування зовні сухим льодом), на час проведення ремонтних робіт на трубопроводах без зливу води.
12. Для очищення артезіанських колодязів.
13. При знятті асфальтових покриттів у спеку.

В інших галузях промисловості

14. Отримання низьких температур до мінус 100 градусів (при змішуванні льоду з ефіром) для випробування якості продукції, для лабораторних робіт.
15. Для холодної посадки деталей у машинобудуванні.
16. При виготовленні пластичних сортів легованих та нержавіючих сталей, відпалених алюмінієвих сплавів.
17. При дробленні, помелі та консервації карбіду кальцію.
18. Для створення штучного дощу та отримання додаткових опадів.
19. Штучне розсіювання хмар та туману, боротьба з градобиттям.
20. Для утворення нешкідливого диму під час проведення спектаклів та концертів. Отримання дим-ефекту на сценах естради при виступах артистів за допомогою сухого льоду.

У медицині

21. Для лікування деяких шкірних захворювань (Кріотерапія).

Вуглекислий газ безбарвний газ із ледь відчутним запахом не отруйний, важчий за повітря. Вуглекислий газ поширений у природі. Розчиняється у воді, утворюючи вугільну кислоту Н 2 CO 3 надає їй кислий смак. У повітрі міститься близько 0,03% вуглекислого газу. Щільність у 1,524 рази більша за щільність повітря і дорівнює 0,001976 г/см 3 (при нульовій температурі та тиску 101,3 кПа). Потенціал іонізації 14,3В. Хімічна формула – CO2.

У зварювальному виробництві використовується термін "вуглекислий газ"див. У «Правилах пристрою та безпечної експлуатації судин, що працюють під тиском», прийнятий термін «вуглекислота», а в - термін "двоокис вуглецю".

Існує безліч способів отримання вуглекислого газу, основні з яких розглянуті у статті.

Щільність двоокису вуглецю залежить від тиску, температури та агрегатного стану, в якому вона знаходиться. При атмосферному тиску та температурі -78,5°С вуглекислий газ, минаючи рідкий стан, перетворюється на білу снігоподібну масу "сухий лід".

Під тиском 528 кПа та при температурі -56,6°С вуглекислота може перебувати у всіх трьох станах (так звана потрійна точка).

Двоокис вуглецю термічно стійка, дисоціює на окис вуглецю і лише за температури вище 2000°С.

Вуглекислий газ – це перший газ, який був описаний як дискретна речовина. У сімнадцятому столітті фламандський хімік Ян Баптист ван Гельмонт (Jan Baptist van Helmont) зауважив, що після спалювання вугілля в закритій посудині маса попелу була набагато меншою від маси вугілля, що спалюється. Він пояснював це тим, що вугілля трансформується на невидиму масу, яку він назвав «газ».

Властивості вуглекислого газу були вивчені набагато пізніше 1750р. шотландським фізиком Джозефом Блеком (Joseph Black).

Він виявив, що вапняк (карбонат кальцію CaCO 3) при нагріванні або взаємодії з кислотами виділяє газ, який він назвав «пов'язане повітря». Виявилося, що «пов'язане повітря» щільніше за повітря і не підтримує горіння.

CaCO 3 + 2HCl = СО 2 + CaCl 2 + H 2 O

Пропускаючи «пов'язане повітря» тобто. вуглекислий газ CO 2 через водний розчин вапна Ca(OH) 2 на дно осаджується карбонат кальцію CaCO 3 . Джозеф Блек використав цей досвід для доказу того, що вуглекислий газ виділяється внаслідок дихання тварин.

CaO + H 2 O = Ca(OH) 2

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O

Рідкий двоокис вуглецю безбарвна рідина без запаху, щільність якої сильно змінюється зі зміною температури. Вона існує при кімнатній температурі лише за тиску понад 5,85 МПа. Щільність рідкої вуглекислоти 0771 г/см 3 (20°С). При температурі нижче +11°С вона важча за воду, а вище +11°С - легше.

Питома маса рідкого двоокису вуглецю значно змінюється з температуроютому кількість вуглекислоти визначають і продають по масі. Розчинність води в рідкому двоокисі вуглецю в інтервалі температур 5,8-22,9°С трохи більше 0,05%.

Рідкий двоокис вуглецю перетворюється на газ при підведенні до неї теплоти. За нормальних умов (20°С та 101,3 кПа) при випаровуванні 1 кг рідкої вуглекислоти утворюється 509 л вуглекислого газу. При надмірно швидкому відборі газу, зниженні тиску в балоні та недостатньому підведенні теплоти вуглекислота охолоджується, швидкість її випаровування знижується і при досягненні «потрійної точки» вона перетворюється на сухий лід, який забиває отвір у знижувальному редукторі, і подальший відбір газу припиняється. При нагріванні сухий лід безпосередньо перетворюється на вуглекислий газ, минаючи рідкий стан. Для випаровування сухого льоду необхідно підвести значно більше теплоти, ніж для випаровування рідкого двоокису вуглецю - тому якщо у балоні утворився сухий лід, то він випаровується повільно.

Вперше рідкий двоокис вуглецю отримали 1823 р. Гемфрі Деві(Humphry Davy) та Майкл Фарадей(Michael Faraday).

Тверда двоокис вуглецю «сухий лід», зовнішньому виглядунагадує сніг та лід. Вміст вуглекислого газу, що отримується з брикету сухого льоду, високий - 99,93-99,99%. Вміст вологи не більше 0,06-0,13%. Сухий лід, перебуваючи на відкритому повітрі, інтенсивно випаровується, тому для його зберігання та транспортування використовують контейнери. Одержання вуглекислого газу із сухого льоду проводиться у спеціальних випарниках. Тверда двоокис вуглецю (сухий лід), що поставляється за ГОСТ 12162.

Двоокис вуглецю найчастіше застосовують:

для створення захисного середовища при металах;
у виробництві газованих напоїв;
охолодження, заморожування та зберігання харчових продуктів;
для систем пожежогасіння;
для чищення поверхонь сухим льодом.

Щільність вуглекислого газу досить висока, що дозволяє забезпечувати захист реакційного простору дуги від зіткнення з газами повітря і попереджає азотування при невеликих витратах вуглекислоти в струмені. Вуглекислий газ є, в процесі зварювання він взаємодіє з металом шва і надає на метал зварювальної ванни окислюючу, а також дію, що навуглерожує.

Раніше перешкодою для застосування вуглекислоти як захисне середовище булиу швах. Пори викликалися кипінням металу, що твердіє, зварювальної ванни від виділення оксису вуглецю (СО) внаслідок недостатньої його розкисленості.

При високих температурах вуглекислий газ дисоціює з утворенням активного вільного, одноатомного кисню:

Окислення металу шва вільним, що виділяється при зварюванні з вуглекислого газу, нейтралізується вмістом додаткової кількості легуючих елементів з великою спорідненістю до кисню, найчастіше кремнієм і марганцем (понад тієї кількості, яка потрібна для легування металу шва) або вводяться в зону зварювання флюсами (зварювання).

Як двоокис, так і окис вуглецю практично не розчиняються у твердому та розплавленому металі. Вільний активний окислює елементи, присутні у зварювальній ванні, залежно від їх спорідненості до кисню та концентрації за рівнянням:

Ме + О = МеО

де Ме - метал (марганець, алюміній чи ін.).

Крім того, і сам вуглекислий газ реагує із цими елементами.

В результаті цих реакцій при зварюванні у вуглекислоті спостерігається значне вигоряння алюмінію, титану та цирконію, і менш інтенсивне - кремнію, марганцю, хрому, ванадію та ін.

Особливо енергійно окислення домішок відбувається при . Це пов'язано з тим, що при зварюванні електродом, що плавиться, взаємодія розплавленого металу з газом відбувається при перебування краплі на кінці електрода і в зварювальній ванні, а при зварюванні електродом, що не плавиться - тільки у ванні. Як відомо, взаємодія газу з металом у дуговому проміжку відбувається значно інтенсивніше внаслідок високої температури та більшої поверхні контактування металу з газом.

Зважаючи на хімічну активність вуглекислого газу по відношенню до вольфраму зварювання в цьому газі ведуть тільки плавиться електродом.

Двоокис вуглецю нетоксичний і невибухонебезпечний. При концентраціях більше 5% (92 г/м 3 ) вуглекислий газ надає шкідливий вплив на здоров'я людини, оскільки вона важча за повітря і може накопичуватися в приміщеннях, що слабо провітрюються, у підлоги. При цьому знижується об'ємна частка кисню в повітрі, що може спричинити явище кисневої недостатності та ядухи. Приміщення, де здійснюється зварювання з використанням вуглекислоти, повинні бути обладнані загальнообмінною припливно-витяжною вентиляцією. Гранично допустима концентрація вуглекислого газу повітря робочої зони 9,2 г/м 3 (0,5%).

Вуглекислий газ поставляється по . Для отримання якісних швів використовують газоподібний і зріджений двоокис вуглецю вищого та першого сортів.

Вуглекислоту транспортують і зберігають у сталевих балонах або цистернах великої ємності в рідкому стані з наступною газифікацією на заводі, з централізованим постачанням зварювальних постів через рампи. У стандартний з водяною ємністю 40 л заливається 25 кг рідкої вуглекислоти, яка за нормального тиску займає 67,5% об'єму балона і дає при випаровуванні 12,5 м 3 вуглекислого газу. У верхній частині балона разом із газоподібною вуглекислотою накопичується повітря. Вода, як важча, ніж рідкий двоокис вуглецю, збирається в нижній частині балона.

Для зниження вологості вуглекислого газу рекомендується встановити балон вентилем вниз та після відстоювання протягом 10...15 хв обережно відкрити вентиль і випустити з балона вологу. Перед зварюванням необхідно з нормально встановленого балона випустити невелику кількість газу, щоб видалити повітря, що потрапило в балон. Частина вологи затримується у вуглекислоті у вигляді водяної пари, що погіршує при зварюванні шва.

При випуску газу з балона внаслідок ефекту дроселювання та поглинання теплоти при випаровуванні рідкого двоокису вуглецю газ значно охолоджується. При інтенсивному відборі газу можлива закупорка редуктора замерзлої вологою, що міститься у вуглекислоті, а також сухим льодом. Щоб уникнути цього при відборі вуглекислого газу перед редуктором, встановлюють підігрівач газу. Остаточне видалення вологи після редуктора проводиться спеціальним осушувачем, наповненим скляною ватою та хлористим кальцієм, силікагелієм, мідним купоросом або іншими поглиначами вологи.

Балон з двоокисом вуглецю пофарбований у чорний колір, з написом жовтими літерами «ВУГЛЕКІСЛОТА».

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 кровоносної системи. 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 довкіллямнакопичується 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.