Co2 w stanie stałym. Dwutlenek węgla (dwutlenek węgla)

Dwutlenek węgla CO2(dwutlenek węgla, dwutlenek węgla, dwutlenek węgla, bezwodnik węgla) w zależności od ciśnienia i temperatury może występować w stanie gazowym, ciekłym lub stałym.

W stanie gazowym dwutlenek węgla jest bezbarwnym gazem o lekko kwaśnym smaku i zapachu. Atmosfera ziemska zawiera około 0,04% dwutlenku węgla. W normalnych warunkach jego gęstość wynosi 1,98 g/l – czyli około 1,5 razy więcej niż gęstość powietrza.

Diagram. Równowaga fazowa dwutlenku węgla

Ciekły dwutlenek węgla (dwutlenek węgla) jest bezbarwną, bezwonną cieczą. W temperaturze pokojowej występuje tylko przy ciśnieniach powyżej 5850 kPa. Gęstość ciekłego dwutlenku węgla w dużym stopniu zależy od temperatury. Przykładowo w temperaturach poniżej +11°C ciekły dwutlenek węgla jest cięższy od wody, w temperaturach powyżej +11°C jest lżejszy. W wyniku odparowania 1 kg ciekłego dwutlenku węgla w normalnych warunkach powstaje około 509 litrów gazu.

W temperaturze około -56,6 ° C i ciśnieniu około 519 kPa ciekły dwutlenek węgla zamienia się w ciało stałe - „suchy lód”.

W przemyśle istnieją 3 najczęstsze sposoby produkcji dwutlenku węgla:

• z gazów odlotowych z produkcji chemicznej, głównie syntetycznego amoniaku i metanolu; spaliny zawierają około 90% dwutlenku węgla;
• ze gazów spalinowych kotłowni przemysłowych spalających gaz ziemny, węgiel i inne paliwa; gazy spalinowe zawierają 12-20% dwutlenku węgla;
• z gazów odlotowych powstających podczas fermentacji w procesie produkcji piwa, alkoholu oraz podczas rozkładu tłuszczów; spaliny to prawie czysty dwutlenek węgla.

Według GOST 8050-85 gazowy i ciekły dwutlenek węgla dostarczany jest w trzech rodzajach: premium, pierwszego i drugiego gatunku. Do spawania zaleca się stosowanie dwutlenku węgla najwyższej i pierwszej klasy. Dozwolone jest stosowanie do spawania dwutlenku węgla drugiej klasy, ale pożądana jest obecność suszarek gazowych. Dopuszczalną zawartość dwutlenku węgla i niektórych zanieczyszczeń w różnych gatunkach dwutlenku węgla podano w poniższej tabeli.

Tabela. Charakterystyka marek dwutlenku węgla

Środki bezpieczeństwa podczas pracy z dwutlenkiem węgla:

• Dwutlenek węgla nie jest toksyczny i nie jest wybuchowy, jednak gdy jego stężenie w powietrzu przekracza 5% (92 g/m3), zmniejsza się udział tlenu, co może prowadzić do niedoboru tlenu i uduszenia. Dlatego należy uważać na jego gromadzenie się w słabo wentylowanych pomieszczeniach. Do rejestracji stężenia dwutlenku węgla w powietrzu obiektów przemysłowych stosuje się analizatory gazów – stacjonarne automatyczne lub przenośne.
• Gdy ciśnienie spadnie do atmosferycznego, ciekły dwutlenek węgla zamienia się w gaz i śnieg o temperaturze -78,5°C i może prowadzić do uszkodzenia błony śluzowej oczu i odmrożeń skóry. Dlatego podczas pobierania próbek ciekłego dwutlenku węgla należy stosować okulary i rękawice ochronne.
• Kontrolę wewnętrznego pojemnika wcześniej używanego zbiornika do przechowywania i transportu ciekłego dwutlenku węgla należy przeprowadzić przy użyciu maski przeciwgazowej z wężem. Zbiornik należy ogrzać do temperatury otoczenia, a pojemnik wewnętrzny przepłukać powietrzem lub przewietrzyć. Maski gazowej nie można używać, dopóki udział objętościowy dwutlenku węgla w sprzęcie nie spadnie poniżej 0,5%.

Zastosowanie dwutlenku węgla w spawalnictwie

Jako aktywny gaz osłonowy stosuje się dwutlenek węgla spawanie łukowe(zwykle przy spawaniu półautomatycznym) z elektrodą topliwą (drutem), w tym jako część mieszaniny gazów (z tlenem, argonem).

Stanowiska spawalnicze mogą być zasilane dwutlenkiem węgla w następujący sposób:

• bezpośrednio z autonomicznej stacji produkcji dwutlenku węgla;
• ze stacjonarnego zbiornika magazynowego – przy znacznych wolumenach zużycia dwutlenku węgla, a przedsiębiorstwo nie posiada własnej autonomicznej stacji;
• ze zbiornika transportowego dwutlenku węgla – przy mniejszych wolumenach zużycia dwutlenku węgla;
• z butli – gdy ilość zużytego dwutlenku węgla jest niewielka lub nie ma możliwości doprowadzenia rurociągów do stanowiska spawalniczego.

Autonomiczna stacja do produkcji dwutlenku węgla to odrębny specjalistyczny warsztat przedsiębiorstwa wytwarzający dwutlenek węgla na własne potrzeby i na potrzeby dostaw do innych organizacji. Dwutlenek węgla dostarczany jest do stanowisk spawalniczych gazociągami układanymi w spawalniach.

W przypadku dużych wolumenów zużycia dwutlenku węgla, a przedsiębiorstwo nie posiada stacji autonomicznej, dwutlenek węgla magazynowany jest w stacjonarnych zbiornikach magazynujących, do których trafia ze zbiorników transportowych (patrz rysunek poniżej).

Rysunek. Schemat zasilania stanowisk spawalniczych dwutlenkiem węgla ze stacjonarnego zbiornika magazynowego

W przypadku mniejszego zużycia dwutlenek węgla można dostarczać rurociągami bezpośrednio ze zbiornika transportowego. Charakterystykę niektórych kontenerów stacjonarnych i transportowych przedstawia poniższa tabela.

Tabela. Charakterystyka pojemników do przechowywania i transportu dwutlenku węgla (dwutlenku węgla)

Marka	Masa dwutlenku węgla, kg	Zamiar	Czas magazynowania dwutlenku węgla, dni	Marka gazyfikatora
TsZHU-3.0-2.0	2 950	Samochód transportowy ZIL-130	6-20	EGU-100
NZHU-4-1,6	4 050	Magazyn stacjonarny	6-20	EGU-100
TsZHU-9,0-1,8	9 000	Samochód transportowy MAZ 5245	6-20	GU-400
NZHU-12,5-1,6	12 800	Magazyn stacjonarny	6-20	GU-400
UDH-12,5	12 300	Magazyn stacjonarny		UGM-200M
TsZHU-40-2	39 350	Kolej transportowa	40	GU-400
RDH-25-2	25 500	Magazyn stacjonarny	Nielimitowany, wyposażony w agregat chłodniczy	GU-400
NZHU-50D	50 000	Magazyn stacjonarny	Nielimitowany, wyposażony w agregat chłodniczy	GU-400

W przypadku, gdy wielkość zużycia dwutlenku węgla jest niewielka lub nie ma możliwości doprowadzenia rurociągów do stanowisk spawalniczych, do podawania dwutlenku węgla stosuje się butle. Standardowa czarna butla o pojemności 40 litrów wypełniona jest 25 kg ciekłego dwutlenku węgla, który zwykle magazynowany jest pod ciśnieniem 5-6 MPa. W wyniku odparowania 25 kg ciekłego dwutlenku węgla powstaje około 12 600 litrów gazu. Schemat magazynowania dwutlenku węgla w butli pokazano na poniższym rysunku.

Rysunek. Schemat przechowywania dwutlenku węgla (dwutlenku węgla) w butli

Aby odprowadzić gaz z butli należy ją wyposażyć w reduktor, podgrzewacz gazu i osuszacz gazu. Kiedy dwutlenek węgla opuszcza butlę w wyniku swego rozprężenia, następuje adiabatyczne chłodzenie gazu. Przy dużych przepływach gazu (powyżej 18 l/min) może to doprowadzić do zamarzania pary wodnej zawartej w gazie i zablokowania reduktora. W związku z tym wskazane jest umieszczenie podgrzewacza gazowego pomiędzy reduktorem a zaworem butli. Gaz przechodzący przez wężownicę jest podgrzewany przez elektryczny element grzejny podłączony do sieci 24 lub 36 V.

Suszarka gazowa służy do ekstrakcji wilgoci z dwutlenku węgla. To obudowa wypełniona materiałem (najczęściej żelem krzemionkowym, siarczanem miedzi lub żelem aluminiowym), który dobrze wchłania wilgoć. Osuszacze występują w wersji wysokociśnieniowej, instalowanej przed reduktorem i niskociśnieniowej, instalowanej za reduktorem.

Soda, wulkan, Wenus, lodówka – co je łączy? Dwutlenek węgla. Zebraliśmy dla Was najciekawsze informacje na temat jednego z najważniejszych związków chemicznych na Ziemi.

Co to jest dwutlenek węgla

Dwutlenek węgla znany jest głównie w stanie gazowym, tj. jako dwutlenek węgla o prostym wzorze chemicznym CO2. W tej formie istnieje w normalnych warunkach - pod ciśnieniem atmosferycznym i „zwykłymi” temperaturami. Jednak przy podwyższonym ciśnieniu, powyżej 5850 kPa (takim jak np. ciśnienie na głębokości morza około 600 m), gaz ten zamienia się w ciecz. Natomiast po mocnym schłodzeniu (minus 78,5°C) krystalizuje i staje się tzw. suchym lodem, który jest szeroko stosowany w handlu do przechowywania mrożonek w lodówkach.

Ciekły dwutlenek węgla i suchy lód są produkowane i wykorzystywane w działalności człowieka, ale formy te są niestabilne i łatwo się rozpadają.

Jednak dwutlenek węgla jest wszechobecny: uwalnia się podczas oddychania zwierząt i roślin i stanowi ważną część składu chemicznego atmosfery i oceanów.

Właściwości dwutlenku węgla

Dwutlenek węgla CO2 jest bezbarwny i bezwonny. W normalnych warunkach nie ma smaku. Jeśli jednak wdychasz duże stężenia dwutlenku węgla, możesz odczuwać kwaśny smak w ustach, spowodowany rozpuszczaniem się dwutlenku węgla na błonach śluzowych i ślinie, tworząc słaby roztwór kwasu węglowego.

Nawiasem mówiąc, to zdolność dwutlenku węgla do rozpuszczania się w wodzie jest wykorzystywana do produkcji wody gazowanej. Bąbelki lemoniady to ten sam dwutlenek węgla. Pierwsze urządzenie do nasycania wody CO2 wynaleziono już w 1770 r., a już w 1783 r. przedsiębiorczy Szwajcar Jacob Schweppes rozpoczął przemysłową produkcję sody (marka Schweppes istnieje do dziś).

Dwutlenek węgla jest 1,5 razy cięższy od powietrza, dlatego przy złej wentylacji pomieszczenia ma tendencję do „osiadania” w dolnych warstwach. Znany jest efekt „psiej jaskini”, gdzie CO2 uwalnia się bezpośrednio z ziemi i gromadzi się na wysokości około pół metra. Osoba dorosła wchodząc do takiej jaskini, w szczytowym okresie swojego wzrostu, nie odczuwa nadmiaru dwutlenku węgla, natomiast psy znajdują się bezpośrednio w grubej warstwie dwutlenku węgla i zostają zatrute.

CO2 nie wspomaga spalania, dlatego wykorzystuje się go w gaśnicach i systemach przeciwpożarowych. Sztuczka zgaszenia płonącej świecy zawartością rzekomo pustej szklanki (ale w rzeczywistości dwutlenkiem węgla) opiera się właśnie na tej właściwości dwutlenku węgla.

Dwutlenek węgla w przyrodzie: źródła naturalne

Dwutlenek węgla powstaje w przyrodzie z różnych źródeł:

• Oddychanie zwierząt i roślin.
  Każdy uczeń wie, że rośliny pochłaniają dwutlenek węgla CO2 z powietrza i wykorzystują go w procesach fotosyntezy. Niektóre gospodynie domowe próbują nadrobić niedociągnięcia dużą ilością roślin domowych. Jednak rośliny nie tylko pochłaniają, ale także uwalniają dwutlenek węgla przy braku światła - jest to część procesu oddychania. Dlatego dżungla w słabo wentylowanej sypialni nie jest dobrym pomysłem: w nocy poziom CO2 wzrośnie jeszcze bardziej.
• Aktywność wulkaniczna.
  Dwutlenek węgla jest częścią gazów wulkanicznych. Na obszarach o dużej aktywności wulkanicznej CO2 może być uwalniany bezpośrednio z gruntu – poprzez pęknięcia i szczeliny zwane mofetami. Stężenie dwutlenku węgla w dolinach z mofetami jest tak wysokie, że wiele małych zwierząt umiera, gdy tam dotrą.
• Rozkład materii organicznej.
  Dwutlenek węgla powstaje podczas spalania i rozkładu materii organicznej. Pożarom lasów towarzyszą duże naturalne emisje dwutlenku węgla.

Dwutlenek węgla jest „magazynowany” w przyrodzie w postaci związków węgla w minerałach: węglu, ropie, torfie, wapieniu. Ogromne rezerwy CO2 występują w postaci rozpuszczonej w oceanach świata.

Uwolnienie dwutlenku węgla z otwartego zbiornika może doprowadzić do katastrofy limnologicznej, jak miało to miejsce na przykład w latach 1984 i 1986. w jeziorach Manoun i Nyos w Kamerunie. Obydwa jeziora powstały na miejscu kraterów wulkanicznych - obecnie wymarły, ale w głębinach magma wulkaniczna nadal uwalnia dwutlenek węgla, który unosi się do wód jezior i rozpuszcza się w nich. W wyniku szeregu procesów klimatycznych i geologicznych stężenie dwutlenku węgla w wodach przekroczyło wartość krytyczną. Do atmosfery wyemitowano ogromną ilość dwutlenku węgla, który niczym lawina spłynęła po zboczach gór. Około 1800 osób stało się ofiarami katastrof limnologicznych na jeziorach kameruńskich.

Sztuczne źródła dwutlenku węgla

Głównymi antropogenicznymi źródłami dwutlenku węgla są:

• emisje przemysłowe związane z procesami spalania;
• transport drogowy.

Pomimo tego, że udział transportu przyjaznego dla środowiska na świecie rośnie, zdecydowana większość ludności świata nie będzie miała wkrótce możliwości (ani chęci) przesiadki na nowe samochody.

Aktywne wylesianie na cele przemysłowe prowadzi także do wzrostu stężenia dwutlenku węgla CO2 w powietrzu.

CO2 jest jednym z końcowych produktów metabolizmu (rozkładu glukozy i tłuszczów). Jest wydzielany w tkankach i transportowany przez hemoglobinę do płuc, przez które jest wydychany. Powietrze wydychane przez człowieka zawiera około 4,5% dwutlenku węgla (45 000 ppm) – 60-110 razy więcej niż powietrze wdychane.

Dwutlenek węgla odgrywa dużą rolę w regulacji przepływu krwi i oddychania. Wzrost poziomu CO2 we krwi powoduje rozszerzenie naczyń włosowatych, co umożliwia przepływ większej ilości krwi, która dostarcza tlen do tkanek i usuwa dwutlenek węgla.

Układ oddechowy jest również pobudzany przez wzrost dwutlenku węgla, a nie przez brak tlenu, jak mogłoby się wydawać. W rzeczywistości organizm długo nie odczuwa braku tlenu i jest całkiem możliwe, że w rozrzedzonym powietrzu człowiek straci przytomność, zanim poczuje brak powietrza. Pobudzającą właściwość CO2 wykorzystuje się w urządzeniach do sztucznego oddychania: gdzie dwutlenek węgla miesza się z tlenem, aby „uruchomić” układ oddechowy.

Dwutlenek węgla i my: dlaczego CO2 jest niebezpieczny

Dwutlenek węgla jest niezbędny dla organizmu człowieka tak samo jak tlen. Jednak podobnie jak w przypadku tlenu, nadmiar dwutlenku węgla szkodzi naszemu samopoczuciu.

Wysokie stężenie CO2 w powietrzu prowadzi do zatrucia organizmu i powoduje stan hiperkapnii. W przypadku hiperkapnii osoba doświadcza trudności w oddychaniu, nudności, bólu głowy, a nawet może stracić przytomność. Jeśli zawartość dwutlenku węgla nie spadnie, nastąpi głód tlenu. Faktem jest, że zarówno dwutlenek węgla, jak i tlen przemieszczają się po organizmie w tym samym „transporcie” – hemoglobinie. Zwykle „podróżują” razem, przyłączając się do różnych miejsc cząsteczki hemoglobiny. Jednakże zwiększone stężenie dwutlenku węgla we krwi zmniejsza zdolność tlenu do wiązania się z hemoglobiną. Ilość tlenu we krwi zmniejsza się i następuje niedotlenienie.

Takie niezdrowe skutki dla organizmu powstają przy wdychaniu powietrza o zawartości CO2 przekraczającej 5000 ppm (może to być np. powietrze w kopalniach). Prawdę mówiąc, w codziennym życiu praktycznie nigdy nie spotykamy się z takim powietrzem. Jednak znacznie niższe stężenie dwutlenku węgla nie wpływa najlepiej na zdrowie.

Według niektórych wyników nawet 1000 ppm CO2 powoduje zmęczenie i bóle głowy u połowy badanych. Wiele osób zaczyna odczuwać duszność i dyskomfort jeszcze wcześniej. Przy dalszym wzroście stężenia dwutlenku węgla do krytycznego poziomu 1500 – 2500 ppm mózg staje się „leniwy” w przejmowaniu inicjatywy, przetwarzaniu informacji i podejmowaniu decyzji.

A jeśli poziom 5000 ppm jest prawie niemożliwy w życiu codziennym, to 1000, a nawet 2500 ppm może z łatwością stać się częścią rzeczywistości współczesnego człowieka. Nasze badanie wykazało, że w rzadko wentylowanych salach lekcyjnych poziom CO2 przez większość czasu utrzymuje się na poziomie powyżej 1500 ppm, a czasami przekracza 2000 ppm. Są podstawy sądzić, że podobnie jest w wielu biurach, a nawet mieszkaniach.

Fizjolodzy uważają, że 800 ppm jest bezpiecznym poziomem dwutlenku węgla dla dobrego samopoczucia człowieka.

Inne badanie wykazało związek między poziomem CO2 a stresem oksydacyjnym: im wyższy poziom dwutlenku węgla, tym bardziej cierpimy na stres oksydacyjny, który uszkadza komórki naszego organizmu.

Dwutlenek węgla w atmosferze ziemskiej

W atmosferze naszej planety znajduje się zaledwie około 0,04% CO2 (jest to około 400 ppm), a ostatnio było jeszcze mniej: poziom dwutlenku węgla przekroczył granicę 400 ppm dopiero jesienią 2016 roku. Naukowcy przypisują wzrost poziomu CO2 w atmosferze industrializacji: w połowie XVIII wieku, w przededniu rewolucji przemysłowej, było to zaledwie około 270 ppm.

, dwutlenek węgla, właściwości dwutlenku węgla, produkcja dwutlenku węgla

Nie nadaje się do podtrzymywania życia. Jednak to właśnie tym rośliny „żywią się”, zamieniając je w substancje organiczne. Ponadto jest to swego rodzaju „koc” dla Ziemi. Gdyby ten gaz nagle zniknął z atmosfery, Ziemia stałaby się znacznie chłodniejsza, a deszcz praktycznie zniknąłby.

„Koc Ziemi”

(dwutlenek węgla, dwutlenek węgla, CO 2) powstaje w wyniku połączenia dwóch pierwiastków: węgla i tlenu. Powstaje podczas spalania węgla lub związków węglowodorowych, podczas fermentacji cieczy, a także jako produkt oddychania ludzi i zwierząt. Występuje także w niewielkich ilościach w atmosferze, skąd jest przyswajany przez rośliny, które z kolei wytwarzają tlen.

Dwutlenek węgla jest bezbarwny i cięższy od powietrza. Zamarza w temperaturze -78,5°C, tworząc śnieg składający się z dwutlenku węgla. W roztworze wodnym tworzy kwas węglowy, ale nie jest na tyle trwały, aby można go było łatwo wyizolować.

Dwutlenek węgla jest powłoką Ziemi. Z łatwością przepuszcza promienie ultrafioletowe, które ogrzewają naszą planetę i odbija promienie podczerwone emitowane z jej powierzchni w przestrzeń kosmiczną. A jeśli dwutlenek węgla nagle zniknie z atmosfery, będzie to miało przede wszystkim wpływ na klimat. Na Ziemi stanie się znacznie chłodniej, a deszcze będą padać bardzo rzadko. Nietrudno zgadnąć, dokąd to ostatecznie doprowadzi.

To prawda, że ​​​​taka katastrofa jeszcze nam nie grozi. Wręcz przeciwnie. Spalanie substancji organicznych: ropy naftowej, węgla, gazu ziemnego, drewna – stopniowo zwiększa zawartość dwutlenku węgla w atmosferze. Oznacza to, że z biegiem czasu należy spodziewać się znacznego ocieplenia i nawilżenia ziemskiego klimatu. Swoją drogą starzy ludzie uważają, że jest już zauważalnie cieplej niż za czasów ich młodości...

Wydziela się dwutlenek węgla ciecz o niskiej temperaturze, ciecz pod wysokim ciśnieniem I gazowy. Otrzymuje się go z gazów odlotowych z produkcji amoniaku i alkoholu, a także ze spalania paliw specjalnych i innych gałęzi przemysłu. Gazowy dwutlenek węgla jest bezbarwnym i bezwonnym gazem o temperaturze 20 ° C i ciśnieniu 101,3 kPa (760 mm Hg), gęstość - 1,839 kg / m 3. Ciekły dwutlenek węgla to po prostu bezbarwna i bezwonna ciecz.

Nietoksyczny i niewybuchowy. Dwutlenek węgla w stężeniach powyżej 5% (92 g/m3) ma szkodliwy wpływ na zdrowie człowieka - jest cięższy od powietrza i może gromadzić się w słabo wentylowanych pomieszczeniach w pobliżu podłogi. Zmniejsza to udział objętościowy tlenu w powietrzu, co może powodować niedobór tlenu i uduszenie.

Produkcja dwutlenku węgla

W przemyśle dwutlenek węgla pozyskuje się z gazy piecowe, z produkty rozkładu naturalnych węglanów(wapień, dolomit). Mieszaninę gazów przemywa się roztworem węglanu potasu, który pochłania dwutlenek węgla, zamieniając się w wodorowęglan. Po podgrzaniu roztwór wodorowęglanu rozkłada się, uwalniając dwutlenek węgla. Podczas produkcji przemysłowej gaz jest pompowany do butli.

W warunkach laboratoryjnych otrzymuje się niewielkie ilości oddziaływanie węglanów i wodorowęglanów z kwasami na przykład marmur z kwasem solnym.

„Suchy lód” i inne korzystne właściwości dwutlenku węgla

Dwutlenek węgla jest dość szeroko stosowany w codziennej praktyce. Na przykład, woda sodowa z dodatkiem aromatycznych esencji - wspaniały napój orzeźwiający. W przemysł spożywczy dwutlenek węgla stosowany jest także jako środek konserwujący – jest on wskazany na opakowaniu pod kodem E290 a także jako środek zakwaszający ciasto.

Gaśnice na dwutlenek węgla używane podczas pożarów. Odkryli to biochemicy nawożenie... powietrza dwutlenkiem węgla bardzo skuteczny sposób na zwiększenie plonów różnych upraw. Być może nawóz ten ma jedną, ale istotną wadę: można go stosować tylko w szklarniach. W zakładach produkujących dwutlenek węgla skroplony gaz jest pakowany w stalowe butle i wysyłany do konsumentów. Jeśli otworzysz zawór, śnieg zacznie syczeć. Jaki cud?

Wszystko jest wyjaśnione w prosty sposób. Praca włożona w sprężanie gazu jest znacznie mniejsza niż praca potrzebna do jego rozprężenia. Aby w jakiś sposób zrekompensować powstały deficyt, dwutlenek węgla gwałtownie się ochładza, zamieniając się w „suchy lód”. Jest szeroko stosowany do konserwowania żywności i ma znaczną przewagę nad zwykłym lodem: po pierwsze, jego „moc chłodnicza” jest dwukrotnie większa na jednostkę masy; po drugie odparowuje bez śladu.

Jako medium aktywne stosowany jest dwutlenek węgla spawanie drutem, ponieważ w temperaturze łuku dwutlenek węgla rozkłada się na tlenek węgla CO i tlen, który z kolei oddziałuje z ciekłym metalem, utleniając go.

Dwutlenek węgla w puszkach jest używany w pistolety pneumatyczne i jako źródło energii dla silników w modelowaniu samolotów.

W artykule opisano dodatek do żywności (gaz do nasycania napojów, środowisko gazowe do pakowania i przechowywania) dwutlenek węgla (E290, dwutlenek węgla), jego zastosowanie, wpływ na organizm, szkody i korzyści, skład, opinie konsumentów
Inne nazwy dodatku: dwutlenek węgla, bezwodnik kwasu węglowego, dwutlenek węgla, dwutlenek węgla, E290, E-290, E-290

Wykonywane funkcje

gaz do nasycania napojów, środowisko gazowe do pakowania i przechowywania

Legalność użytkowania

Ukraina UE Rosja

Dwutlenek węgla, E290 – co to jest?

Dwutlenek węgla E290 wykorzystywany jest do produkcji napojów gazowanych

Wiadomo, że dwutlenek węgla, zwany także dwutlenkiem węgla, jest stosowany w produkcji żywności jako dodatek E290. Wzór chemiczny dodatku E290 to CO2. Dwutlenek węgla w normalnych warunkach jest bezwonnym i bezbarwnym gazem. Dwutlenek węgla jest łatwo rozpuszczalny w wodzie (1 litr CO2 w jednym litrze wody o temperaturze 15°C) i tworzy słaby kwas.

Dwutlenek węgla powstaje w wyniku spalania i biologicznego rozkładu (gnicia) różnych substancji organicznych, podczas życiowej aktywności organizmów żywych (podczas gnicia i rozkładu próchnicy glebowej, podczas pożarów lasów, w wyniku spalania produktów naftowych, gazów i węgiel podczas oddychania roślin, zwierząt i organizm ludzki, w którym dwutlenek węgla odgrywa istotną rolę, uwalnia go w ilości około 2,3 kg dziennie.

Dwutlenek węgla jest substancją bardzo powszechnie występującą w przyrodzie. Dwutlenek węgla występuje w kolosalnych ilościach w atmosferze i źródłach mineralnych; znaczna jego ilość jest rozpuszczona w wodach mórz i oceanów. W atmosferze naszej planety stężenie dwutlenku węgla wynosi około 0,04%. Gęstość dwutlenku węgla jest półtora razy większa od gęstości powietrza. Substancja ta zaliczana jest do tzw. gazów cieplarnianych, a jej akumulacja w atmosferze jest jedną z przyczyn przyspieszenia globalnego ocieplenia. Dwutlenek węgla jest również częścią atmosfery kilku planet naszego Układu Słonecznego, na przykład Marsa i Wenus, i stanowi jej znaczną część.

W ilościach przemysłowych dwutlenek węgla otrzymywany jest ze gazów spalinowych lub podczas rozkładu węglanów mineralnych (dolomit i wapień), a także jako produkt uboczny fermentacji alkoholowej. Powstałą mieszaninę gazów oddziela się, oczyszcza, a produktem końcowym jest czysty dwutlenek węgla. Istnieje również metoda wytwarzania E290 poprzez produkcję czystego tlenu, argonu i azotu w instalacjach separacji powietrza.

Dwutlenek węgla, E290 – wpływ na organizm, szkoda czy korzyść?

Dwutlenek węgla jest nietoksyczny i nieszkodliwy dla zdrowia. Należy pamiętać, że dwutlenek węgla przyspiesza wchłanianie różnych substancji przez błonę śluzową żołądka, a podczas picia zawierających go napojów alkoholowych może powodować szybkie zatrucie. Napoje gazowane dwutlenkiem węgla są w rzeczywistości rozcieńczonym roztworem słabego kwasu węglowego, dlatego aktywne spożywanie napojów zawierających dodatek E290 jest przeciwwskazane u osób z problemami zdrowotnymi żołądka i przewodu pokarmowego (nieżyt żołądka, wrzody itp.).

Dodatek do żywności E290, dwutlenek węgla – zastosowanie w produktach spożywczych

W produkcji żywności dodatek E290 stosowany jest jako gaz do nasycania napojów, środek konserwujący, przeciwutleniacz, regulator kwasowości i gaz ochronny. Dwutlenek węgla jest szeroko stosowany w produkcji napojów gazowanych bezalkoholowych i alkoholowych. Kwas węglowy powstający podczas rozpuszczania CO 2 w wodzie ma właściwości antybakteryjne i dezynfekujące.

W przemyśle cukierniczym i piekarskim dodatek E290 stosowany jest jako środek spulchniający, zwiększający objętość wyrobów cukierniczych i piekarniczych. Dwutlenek węgla jest również szeroko stosowany w produkcji wina, gdzie pełni funkcję regulatora fermentacji. Dwutlenek węgla stosowany jest jako gaz ochronny podczas przechowywania różnych produktów spożywczych.

Inne nazwy: dwutlenek węgla, dwutlenek węgla, tlenek węgla (IV), bezwodnik węgla.

Dwutlenek węgla jest związkiem nieorganicznym o wzorze chemicznym CO2; bezbarwny i bezwonny gaz.

Właściwości fizyczne

Właściwości chemiczne i metody otrzymywania

Czyszczenie

Oczyszczanie CO 2 przechowywanego w stalowych butlach. Handlowy CO 2 w butlach stalowych może zawierać następujące zanieczyszczenia: parę wodną, ​​O 2, N 2, rzadziej śladowe ilości H 2 S i SO 2. W większości przypadków dostępny w handlu CO2 ma wystarczającą czystość, aby umożliwić zajście reakcji chemicznych. Dopiero przy wyższych wymaganiach (np. podczas badań fizycznych) dostępny w handlu CO2 należy poddać dodatkowemu oczyszczaniu. W tym celu gaz przepuszcza się przez nasycony roztwór CuSO 4, następnie przez roztwór KHCO 3 i na koniec przez frakcjonator, który jest częścią zakładu przemysłowego do produkcji czystego H 2 S. Do frakcjonowania CO 2 wykorzystuje się cztery pionowe płuczki, osiem rurek w kształcie litery U do głębokiego chłodzenia i dwie zamrażarki. Przed ostatnią zamrażarką znajduje się także odgałęzienie do manometru rtęciowego. CO 2 przechodzi przez pierwsze cztery rurki w kształcie litery U w celu głębokiego schłodzenia (utrzymywanego w określonej temperaturze) i zostaje zamrożony w 8. Po napełnieniu 8 otwórz kran 9, odlutuj go w punkcie 10 i wytwórz w tej części wysoką próżnię sprzęt. Następnie schłodzić pozostałe cztery rurki w kształcie 11 do -78°C (suchy lód + 4-aceton), usunąć płynne chłodzenie powietrzem z 5, wypompować pierwszy strumień gazu, a następnie zanurzyć go w naczyniu do kondensacji 11 do ciekłe powietrze. Frakcję środkową zbiera się w 11, resztę w 8. Frakcję 11 sublimuje się jeszcze dwukrotnie, a czystość gazu monitoruje się poprzez oznaczanie prężności pary w różnych temperaturach. Gaz przechowywany jest w 25-litrowych kolbach szklanych, które są odgazowywane poprzez wielogodzinne ogrzewanie w wysokiej próżni w temperaturze 350°C.

Ryc.1. Instalacja do produkcji siarkowodoru.

Suchy lód

„Suchy lód” to stały dwutlenek węgla, który w normalnych warunkach (ciśnienie atmosferyczne i temperatura pokojowa) przechodzi w stan pary z pominięciem fazy ciekłej. Z wyglądu przypomina lód (stąd nazwa).

Temperatura sublimacji przy ciśnieniu normalnym wynosi -78,5˚ C. Techniczny „suchy lód” ma gęstość około 1560 kg/m 3 i podczas sublimacji pochłania około 590 kJ/kg (140 kcal/kg) ciepła. Produkowany w zakładach produkujących dwutlenek węgla.

Wykaz używanej literatury

1. Volkov, AI, Zharsky, I.M. Duży podręcznik chemiczny / A.I. Wołkow, I.M. Żarskiego. - Mn.: Modern School, 2005. - 608 z ISBN 985-6751-04-7.
2. Hoffman W., Rüdorf W., Haas A., Schenk P. W., Huber F., Schmeisser M., Baudler M., Becher H.-J., Dönges E., Schmidbaur H., Ehrlich P., Seifert H. I. Przewodnik po syntezie nieorganicznej : W 6 tomach. T.3. Za. Z. niemiecki/wyd. G. Brouwer. - M.: Mir, 1985. - 392 s., il. [Z. 682]