Пдк диоксида углерода: ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе

Углерода предельно допустимая концентрация

Предельно допустимая концентрация 0,3 мг!л (в пересчете на углерод) [139].[ …]

Предельно допустимая концентрация паров бензина-раствори-теля 300 мг/м3 воздуха, топливного бензина (сланцевый, крекинг и др.) 100 мг/м3 в пересчете на углерод.[ …]

Предельно допустимая концентрация. Для паров углеводородов 0,3 мг/л (считая на углерод). Для тумана Анисимов и Лыхина рекомендуют 0,01 мг/л. В США для минеральных масел предложена концентрация 0,005 мг/л.[ …]

Предельно допустимая концентрация парафиновых углеводородов С1—Сю (мг/м3, в пересчете на углерод) 300, бензола 5, толуола 50, о-, м-, п-ксилолов 50 мг/м3.[ …]

Предельно допустимая концентрация (ПДК) оксида углерода составляет 0,02 мг/л. Признаки отравления: головная боль, головокружение до потери сознания. Были случаи и смерти людей при помывке в русской бане «по-черному» (без отвода угарных газов).[ …]

Предельно допустимая концентрация окиси углерода в воздухе 20 мг[мъ.[ …]

Предельно допустимые концентрации веществ, загрязняющих атмосферу, в России впервые были введены в 1951 г. Они нормировали содержание в воздухе 10 вредных веществ (пыль, сернистый ангидрид, оксид углерода и т.д.). К 1991 г. их было уже 497, в настоящее время — 589.[ …]

Предельно допустимые концентрации (мг/м3): хлористого метилена 50, четыреххлористого углерода 20, трихлорэтилена 10, дихлорэтана 10.[ …]

Предельно допустимая концентрация не установлена. Можно рекомендовать такую же, как для четыреххлористого углерода (0,02 мг/л).[ …]

Оксид углерода в высоких концентрациях в воздухе может привести к физиологическим и патологическим изменениям и неожиданной смерти человека. Это токсичный газ, вызывающий головную боль, головокружение, рвоту, одышку, замедленное дыхание, судороги и быструю гибель людей, поэтому для него установлены жесткие предельно-допустимые концентрации. ПДК в воздухе рабочей зоны — 10 мг/м3, ПДКыр — 5 мг/м3, а ПДК,с — 3 мг/м3. Оксид углерода можно считать вдыхаемым ядом, который лишает ткани тела необходимого им кислорода. Оксид углерода, соединяясь с гемоглобином крови, образует карбоксигемоглобин, соединение же кислорода с гемоглобином дает оксигемоглобин. Сродство гемоглобина с СО примерно в 210 раз выше его сродства с кислородом. К счастью, процесс образования в крови карбоксигемоглобина — обратимый. Когда вдыхание оксида углерода прекращается, СО, связанный с гемоглобином, постепенно выделяется, и кровь человека очищается от оксида углерода наполовину за каждые 3-4 часа.[ …]

Окись углерода представляет собой бесцветный газ, оказывающий отрицательное воздействие на центральную нервную и сердечно-сосудистую системы человека. Среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДК) окиси углерода в воздухе населенных мест составляет 1 мг/м3, максимальная разовая (средняя за 20 мин) — 3 мг/м3.[ …]

Оксид углерода является высокотоксичным газом. Предельно допустимые концентрации его: в рабочей зоне — 20 мг/м3, в атмосфере (максимально разовая)—3 мг/м3, среднесуточная — 1 мг/м3.[ …]

Оксид углерода (карбоксид) представляет собой высокотоксичный газ. Установлены жесткие предельно допустимые его концентрации: в рабочей зоне — 20 мг/м3, в атмосфере (максимально-разовая) — 5 мг/м3, среднесуточная — 3 мг/м3.[ …]

Диоксид углерода (углекислый газ) наряду с азотом принято считать инертным разбавителем воздуха. Он не входит в перечень веществ, отнесенных к загрязнителям атмосферного воздуха, и для него не установлена предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе. Тем не менее, диоксид углерода как все трехатомные газы поглощает тепловое излучение, что при достаточных концентрациях способствует возникновению парникового эффекта и необратимым изменениям климата. С промышленных предприятий в атмосферу выбрасывается от 2,0 до 3,2 т диоксида углерода (С02) на тонну сгоревшего топлива, что существенно влияет на качество атмосферного воздуха и вызывает изменения микроклимата.[ …]

Установлены предельно допустимые концентрации для продуктов переработки нефти в атмосферном воздухе населенных пунктов. Например для бензина (нефтяного, малосернистого в пересчете на углерод) максимальная разовая концентрация 5 мг/см3, среднесуточная-1,5 мг/м3, для вредного вещества тетраэтилсвинца, входящего в состав этилированных бензинов, ПДК составляет 0,005 мг/м3.[ …]

В целом средние концентрации диоксида азота и сероуглерода превышают предельно допустимые концентрации (ПДК) формальдегида и бенз(а)пирена (БП). В нашей стране существует сеть мониторинга качества воздуха, которая включает 710 станций в 260 городах страны. Наблюдение ведется за взвешенными веществами, оксидами азота, оксидом углерода, формальдегидом.[ …]

Четыреххлористый углерод является наркотиком, вызывает поражение печени, почек. Предельно допустимая максимальная разовая концентрация 4 мг/м3, среднесуточная 2 мг/м3.[ …]

При наличии фоновой концентрации окиси углерода Сф , создаваемой автотранспортом или другими источниками на этом расстоянии, во внимание принимается суммарная концентрация ее, которая сопоставляется с предельно допустимой.[ …]

При содержании двуокиси углерода в воздухе более 5,0% и недостаточном количестве кислорода (ниже 15%) появляется ощущение «духоты», головная боль, слабость, учащенное дыхание. Предельно допустимая концентрация двуокиси углерода в воздухе не установлена.[ …]

В литературе по обоснованию предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде водоемов имеется немало примеров, подтверждающих указанную закономерность действия веществ на теплокровные организмы. Мы установили, что только в 2 случаях начальные изменения исследуемых функций организма наступали на 4—5-м месяце затравки, в 5 случаях— в течение 2’/г—3 мес, а в остальных 18 случаях — в 1—2-й месяц. В последующий период затравки в половине случаев имело место дальнейшее некоторое усиление действия веществ, в остальных — действие было ослаблено или оставалось практически на том же уровне.[ …]

Расчет показал, что суммарная концентрация окиси углерода у наружных стен производственного здания, т. е. в местах приемных устройств естественной приточной вентиляции (оконных проемах), превышает предельно допустимую концентрацию, равную 6 мг/м3 (0,3 • 20 = 6 мг/м3).[ …]

Чувствительность метода 3 мг!м3. Предельно допустимая концентрация четыреххлористого углерода 20 мг/м3.[ …]

Чувствительность метода 12 мг;м3. Предельно допустимые концентрации (в пересчете на углерод) паров бензина в воздухе 100—300 мг!мъ] уайт-спирита 300 мг м 1.[ …]

Определение содержания двуокиси углерода в воздухе помещения. Нахождение в помещениях людей и животных приводит к загрязнению воздуха продуктами метаболизма. Выдыхаемый воздух содержит всего 15,1—16% кислорода и 3,4—4,7% углекислого газа, насыщен водяными парами, температура составляет 37 °С. Изменение физико-химических свойств воздуха неблагоприятно сказывается на самочувствии человека и его работоспособности. Предельно допустимая концентрация углекислого газа в помещении 1,0%о.

Диоксид углерода — Метрология-Комплект

Оксид углерода(IV) (углекислый газ, диоксид углерода, двуокись углерода, угольный ангидрид) — CO2, бесцветный газ (в нормальных условиях), без запаха, со слегка кисловатым вкусом.

Физические свойства

Оксид углерода(IV) — углекислый газ, газ без цвета, обладает кислым запахом и вкусом (что используется в производстве газированной воды), растворим в воде, при сильном охлаждении кристаллизуется в виде белой снегообразной массы — «сухого льда». При атмосферном давлении он не плавится, а испаряется, температура сублимации −78 °С. Углекислый газ образуется при гниении и горении органических веществ. Содержится в воздухе и минеральных источниках, выделяется при дыхании животных и растений. Мало растворим в воде (1 объём углекислого газа в одном объёме воды при 15 °С).

Биологические свойства

Диоксид углерода играет одну из главных ролей в живой природе, участвуя во многих процессах метаболизма живой клетки. Диоксид углерода получается в результате множества окислительных реакций у животных, и выделяется в атмосферу с дыханием. Углекислый газ атмосферы — основной источник углерода для растений. Однако, ошибкой будет утверждение, что животные только выделяют углекислый газ, а растения — только поглощают его. Растения поглощают углекислый газ в процессе фотосинтеза, а без освещения они тоже его выделяют.

Диоксид углерода не токсичен, но не поддерживает дыхание. Большая концентрация в воздухе вызывает гиперкапнию — состояние, связанное с избытком CO2 в крови (оно может вызываться и задержкой дыхания), когда его парциальное давление превышает 45 мм рт. ст. Однако недостаток углекислого газа в крови (гипокапния, возникающая, например, при гипервентиляции лёгких) тоже опасен.

Безопасность

Углекислый газ является тяжелым, по сравнению с воздухом, газом без цвета и запаха. Воздействие его повышенных концентраций на живые организмы относит его к удушающим газам. Незначительные повышения концентрации до 2-4 % в непроветриваемых помещениях приводят к развитию сонливости и слабости. Опасными концентрациями считаются уровни 7-10 %, при которых развивается удушье, проявляющее себя в головной боли, головокружении, расстройстве слуха и в потери сознания в течение периода времени от нескольких минут до одного часа. Отравление этим газом не приводит к долговременным последствиям и после его завершения происходит полное восстановление организма.

Диоксид углерода — Википедия

Диоксид углерода
Общие
Систематическое наименование	Диоксид углерода
Традиционные названия	углекислый газ, углекислота, двуокись углерода, сухой лёд (в твёрдом состоянии)
Хим. формула	CO2
Физические свойства
Состояние	бесцветный газ
Молярная масса	44,01 г/моль
Плотность	газ (0 °C): 1,9768 кг/м³ жидкость (0 °С, 35,5 ат): 925 кг/м³ тв. (−78,5 °C): 1560 кг/м³
Динамическая вязкость	8,5·10−5 Па·с (10°C, 5,7 МПа)
Энергия ионизации	13,77 ± 0,01 эВ[1]
Термические свойства
	−78,5 °C
Тройная точка	−56,6 °C, 0,52 МПа
Кр. точка	31,1 °C, 7,38 МПа
Уд. теплоёмк.	846 Дж/(кг·К)
Удельная теплота плавления	25,13 кДж/моль
Давление пара	56,5 ± 0,1 атм[1]
Химические свойства
Растворимость в воде	1,45 кг/м³
Классификация
Рег. номер CAS	124-38-9
PubChem	280
Рег. номер EINECS	204-696-9
SMILES
InChI
Кодекс Алиментариус	E290
RTECS	FF6400000
ChEBI	16526
Номер ООН	1013
ChemSpider	274
Безопасность
ПДК	9 000 мг/м3
ЛД50	LC50: 90 000 мг/м3*5 мин (человек, ингаляция)
Токсичность	Нетоксичен. Опасен лишь в очень больших количествах (обладает удушающим действием). Негорюч.
S-фразы	S9, S23, S36
NFPA 704
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Диокси́д углеро́да или двуо́кись углеро́да (также углеки́слый газ, углекислотá, окси́д углеро́да(IV), у́гольный ангидри́д) — бесцветный газ (в нормальных условиях), почти без запаха (в больших концентрациях с кисловатым «содовым» запахом), с химической формулой CO₂.

Плотность при нормальных условиях 1,98 кг/м³ (в 1,5 раза тяжелее воздуха). При атмосферном давлении диоксид углерода не существует в жидком состоянии, переходя непосредственно из твёрдого состояния в газообразное (возгонка). Твёрдый диоксид углерода называют сухим льдом. При повышенном давлении и обычных температурах углекислый газ переходит в жидкость, что используется для его хранения.

Концентрация углекислого газа в атмосфере Земли составляет в среднем 0,04 %^[2]. Углекислый газ легко пропускает излучение в ультрафиолетовой и видимой частях спектра, которое поступают на Землю от Солнца и обогревает её. В то же время он поглощает испускаемое Землёй инфракрасное излучение и является одним из парниковых газов, вследствие чего принимает участие в процессе глобального потепления. Постоянный рост уровня содержания этого газа в атмосфере наблюдается с начала индустриальной эпохи.

Свойства

Физические

Оксид углерода (IV) — углекислый газ, бесцветный газ, при малых концентрациях в воздухе не имеет запаха, при больших концентрациях имеет характерный кисловатый запах газированной воды. Тяжелее воздуха приблизительно в 1,5 раза.

Молекула углекислого газа линейна, расстояние от центра центрального атома углерода до центров двух атомов кислорода 116,3 пм.

При температуре −78,3 °С кристаллизуется в виде белой снегообразной массы — «сухого льда». Сухой лёд при атмосферном давлении не плавится, а испаряется, не переходя в жидкое состояние, температура сублимации −78 °С. Жидкий углекислый газ можно получить при повышении давления. Так, при температуре 20 °С и давлении свыше 6 МПа (~60 атм) газ сгущается в бесцветную жидкость.

Негорюч, но в его атмосфере может поддерживаться горение активных металлов, например, щелочных металлов и щелочноземельных — магния, кальция, бария.

Углекислый газ образуется при гниении и горении органических веществ. Содержится в воздухе и минеральных источниках, выделяется при дыхании животных и растений. Растворим в воде (0,738 объёмов углекислого газа в одном объёме воды при 15 °С).

Химические

По химическим свойствам диоксид углерода относится к кислотным оксидам. При растворении в воде образует угольную кислоту. Реагирует со щёлочами с образованием карбонатов и гидрокарбонатов. Вступает в реакции электрофильного замещения (например, с фенолом) и нуклеофильного присоединения (например, с магнийорганическими соединениями).

Оксид углерода(IV) не поддерживает горения. В нём горят только некоторые активные металлы:^[3]:

2 M g + C O 2 → 2 M g O + C {\displaystyle {\mathsf {2Mg+CO_{2}\to 2MgO+C}}}

Взаимодействие с оксидом активного металла:

C a O + C O 2 → C a C O 3 {\displaystyle {\mathsf {CaO+CO_{2}\to CaCO_{3}}}}

При растворении в воде образует равновесную смесь раствора диоксида углерода и угольной кислоты, причём равновесие сильно сдвинуто в сторону разложения кислоты:

C O 2 + H 2 O ⇄ H 2 C O 3 {\displaystyle {\mathsf {CO_{2}+H_{2}O\rightleftarrows H_{2}CO_{3}}}}

Реагирует со щёлочами с образованием карбонатов и гидрокарбонатов:

C a ( O H ) 2 + C O 2 → C a C O 3 ↓ + H 2 O {\displaystyle {\mathsf {Ca(OH)_{2}+CO_{2}\to CaCO_{3}\downarrow +H_{2}O}}} (качественная реакция на углекислый газ)

K O H + C O 2 → K H C O 3 {\displaystyle {\mathsf {KOH+CO_{2}\to KHCO_{3}}}}

Биологические

Организм человека выделяет приблизительно 1 кг углекислого газа в сутки^[4].

Этот углекислый газ переносится от тканей, где он образуется в качестве одного из конечных продуктов метаболизма, по венозной системе и затем выделяется с выдыхаемым воздухом через лёгкие. Таким образом, содержание углекислого газа в крови велико в венозной системе, уменьшается в капиллярной сети лёгких, и мало в артериальной крови. Содержание углекислого газа в пробе крови часто выражают в терминах парциального давления, то есть давления, которое бы имел содержащийся в пробе крови в данном количестве углекислый газ, если бы весь объём пробы крови занимал только он^[5].

Содержание углекислого газа в крови человека приблизительно таково:

Референтные значения или средние значения парциального давления углекислого газа в крови (pCO₂)

Единицы измерения	Газ венозной крови	Альвеолярный лёгочный газ	Газ артериальной крови
кПа	5,5[6]—6,8[6]	4,8	4,7[6]—6,0[6]
мм рт. ст.	41—51	36	35[7]—45[7]

Углекислый газ транспортируется в крови тремя различными способами (точное соотношение каждого из этих трёх способов транспортировки зависит от того, является ли кровь артериальной или венозной).

• Бо́льшая часть углекислого газа (от 70 % до 80 %) преобразуется ферментом карбоангидразой эритроцитов в ионы гидрокарбоната^[8] при помощи реакции CO₂ + H₂O → H₂CO₃ → H⁺ + HCO₃⁻.
• Около 5—10 % углекислого газа растворено в плазме крови^[8].
• Около 5—10 % углекислого газа связано с гемоглобином в виде карбаминосоединений (карбогемоглобин)^[8].

Гемоглобин, основной кислород-транспортирующий белок эритроцитов крови, способен транспортировать как кислород, так и углекислый газ. Однако углекислый газ связывается с гемоглобином в ином месте, чем кислород. Он связывается с N-терминальными концами цепей глобина, а не с гемом. Однако благодаря аллостерическим эффектам, которые приводят к изменению конфигурации молекулы гемоглобина при связывании, связывание углекислого газа понижает способность кислорода к связыванию с ним же, при данном парциальном давлении кислорода, и наоборот — связывание кислорода с гемоглобином понижает способность углекислого газа к связыванию с ним же, при данном парциальном давлении углекислого газа. Помимо этого, способность гемоглобина к преимущественному связыванию с кислородом или с углекислым газом зависит также и от pH среды. Эти особенности очень важны для успешного захвата и транспорта кислорода из лёгких в ткани и его успешного высвобождения в тканях, а также для успешного захвата и транспорта углекислого газа из тканей в лёгкие и его высвобождения там.

Углекислый газ является одним из важнейших медиаторов ауторегуляции кровотока. Он является мощным вазодилататором. Соответственно, если уровень углекислого газа в ткани или в крови повышается (например, вследствие интенсивного метаболизма — вызванного, скажем, физической нагрузкой, воспалением, повреждением тканей, или вследствие затруднения кровотока, ишемии ткани), то капилляры расширяются, что приводит к увеличению кровотока и соответственно к увеличению доставки к тканям кислорода и транспорта из тканей накопившейся углекислоты. Кроме того, углекислый газ в определённых концентрациях (повышенных, но ещё не достигающих токсических значений) оказывает положительное инотропное и хронотропное действие на миокард и повышает его чувствительность к адреналину, что приводит к увеличению силы и частоты сердечных сокращений, величины сердечного выброса и, как следствие, ударного и минутного объёма крови. Это также способствует коррекции тканевой гипоксии и гиперкапнии (повышенного уровня углекислоты).

Ионы гидрокарбоната очень важны для регуляции pH крови и поддержания нормального кислотно-щелочного равновесия. Частота дыхания влияет на содержание углекислого газа в крови. Слабое или замедленное дыхание вызывает респираторный ацидоз, в то время как учащённое и чрезмерно глубокое дыхание приводит к гипервентиляции и развитию респираторного алкалоза.

Кроме того, углекислый газ также важен в регуляции дыхания. Хотя наш организм требует кислорода для обеспечения метаболизма, низкое содержание кислорода в крови или в тканях обычно не стимулирует дыхание (вернее, стимулирующее влияние нехватки кислорода на дыхание слишком слабо и «включается» поздно, при очень низких уровнях кислорода в крови, при которых человек нередко уже теряет сознание). В норме дыхание стимулируется повышением уровня углекислого газа в крови. Дыхательный центр гораздо более чувствителен к повышению уровня углекислого газа, чем к нехватке кислорода. Как следствие этого, дыхание сильно разрежённым воздухом (с низким парциальным давлением кислорода) или газовой смесью, вообще не содержащей кислорода (например, 100 % азотом или 100 % закисью азота) может быстро привести к потере сознания без возникновения ощущения нехватки воздуха (поскольку уровень углекислоты в крови не повышается, ибо ничто не препятствует её выдыханию). Это особенно опасно для пилотов военных самолётов, летающих на больших высотах (в случае аварийной разгерметизации кабины пилоты могут быстро потерять сознание). Эта особенность системы регуляции дыхания также является причиной того, почему в самолётах стюардессы инструктируют пассажиров в случае разгерметизации салона самолёта в первую очередь надевать кислородную маску самим, прежде чем пытаться помочь кому-либо ещё — делая это, помогающий рискует быстро потерять сознание сам, причём даже не ощущая до последнего момента какого-либо дискомфорта и потребности в кислороде^[8].

Дыхательный центр человека пытается поддерживать парциальное давление углекислого газа в артериальной крови не выше 40 мм ртутного столба. При сознательной гипервентиляции содержание углекислого газа в артериальной крови может снизиться до 10-20 мм ртутного столба, при этом содержание кислорода в крови практически не изменится или увеличится незначительно, а потребность сделать очередной вдох уменьшится как следствие уменьшения стимулирующего влияния углекислого газа на активность дыхательного центра. Это является причиной того, почему после некоторого периода сознательной гипервентиляции легче задержать дыхание надолго, чем без предшествующей гипервентиляции. Такая сознательная гипервентиляция с последующей задержкой дыхания может привести к потере сознания до того, как человек ощутит потребность сделать вдох. В безопасной обстановке такая потеря сознания ничем особенным не грозит (потеряв сознание, человек потеряет и контроль над собой, перестанет задерживать дыхание и сделает вдох, дыхание, а вместе с ним и снабжение мозга кислородом восстановится, а затем восстановится и сознание). Однако в других ситуациях, например, перед нырянием, это может быть опасным (потеря сознания и потребность сделать вдох наступят на глубине, и в отсутствие сознательного контроля в дыхательные пути попадёт вода, что может привести к утоплению)^{[источник не указан 391 день]}. Именно поэтому гипервентиляция перед нырянием опасна и не рекомендуется.

Получение

В промышленных количествах углекислота выделяется из дымовых газов, или как побочный продукт химических процессов, например, при разложении природных карбонатов^[9] (известняк, доломит) или при производстве алкоголя (спиртовое брожение). Смесь полученных газов промывают раствором карбоната калия, которые поглощают углекислый газ, переходя в гидрокарбонат. Раствор гидрокарбоната при нагревании или при пониженном давлении разлагается, высвобождая углекислоту. В современных установках получения углекислого газа вместо гидрокарбоната чаще применяется водный раствор моноэтаноламина, который при определённых условиях способен абсорбировать СО₂, содержащийся в дымовом газе, а при нагреве отдавать его; таким образом отделяется готовый продукт от других веществ.

Также углекислый газ получают на установках разделения воздуха как побочный продукт получения чистого кислорода, азота и аргона.

В лабораторных условиях небольшие количества получают взаимодействием карбонатов и гидрокарбонатов с кислотами, например мрамора, мела или соды с соляной кислотой, используя, например, аппарат Киппа.^[9]

CaCO 3 + 2 HCl ⟶ CaCl 2 + H 2 O + CO 2 ↑ {\displaystyle {\ce {CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + h3O + CO2 ^}}}

Использование реакции серной кислоты с мелом или мрамором приводит к образованию малорастворимого сульфата кальция, который мешает реакции, и который удаляется значительным избытком кислоты.

Для приготовления напитков может быть использована реакция пищевой соды с лимонной кислотой или с кислым лимонным соком. Именно в таком виде появились первые газированные напитки. Их изготовлением и продажей занимались аптекари.

Применение

В пищевой промышленности углекислота используется как консервант и разрыхлитель, обозначается на упаковке кодом Е290.

В криохирургии используется как одно из основных веществ для криоабляции новообразований.

Жидкая углекислота широко применяется в системах пожаротушения и в огнетушителях. Автоматические углекислотные установки для пожаротушения различаются по системам пуска, которые бывают пневматическими, механическими или электрическими.

Устройство для подачи углекислого газа в аквариум может включать в себя резервуар с газом. Простейший и наиболее распространенный метод получения углекислого газа основан на конструкции для изготовления алкогольного напитка браги. При брожении, выделяемый углекислый газ вполне может обеспечить подкормку аквариумных растений^[10]

Углекислый газ используется для газирования лимонада и газированной воды. Углекислый газ используется также в качестве защитной среды при сварке проволокой, но при высоких температурах происходит его распад с выделением кислорода. Выделяющийся кислород окисляет металл. В связи с этим приходится в сварочную проволоку вводить раскислители, такие как марганец и кремний. Другим следствием влияния кислорода, также связанного с окислением, является резкое снижение поверхностного натяжения, что приводит, среди прочего, к более интенсивному разбрызгиванию металла, чем при сварке в инертной среде.

Углекислота в баллончиках применяется в пневматическом оружии (в газобаллонной пневматике) и в качестве источника энергии для двигателей в авиамоделировании.

Хранение углекислоты в стальном баллоне в сжиженном состоянии выгоднее, чем в виде газа. Углекислота имеет сравнительно низкую критическую температуру +31 °С. В стандартный 40-литровый баллон заливают около 30 кг сжиженного углекислого газа, и при комнатной температуре в баллоне будет находиться жидкая фаза, а давление составит примерно 6 МПа (60 кгс/см²). Если температура будет выше +31 °С, то углекислота перейдёт в сверхкритическое состояние с давлением выше 7,36 МПа. Стандартное рабочее давление для обычного 40-литрового баллона составляет 15 МПа (150 кгс/см²), однако он должен безопасно выдерживать давление в 1,5 раза выше, то есть 22,5 МПа, — таким образом, работа с подобными баллонами может считаться вполне безопасной.

Твёрдая углекислота — «сухой лёд» — используется в качестве хладагента в лабораторных исследованиях, в розничной торговле, при ремонте оборудования (например: охлаждение одной из сопрягаемых деталей при посадке внатяг) и т. д. Для сжижения углекислого газа и получения сухого льда применяются углекислотные установки.

Методы регистрации

Измерение парциального давления углекислого газа требуется в технологических процессах, в медицинских применениях — анализ дыхательных смесей при искусственной вентиляции лёгких и в замкнутых системах жизнеобеспечения. Анализ концентрации CO₂ в атмосфере используется для экологических и научных исследований, для изучения парникового эффекта. Углекислый газ регистрируют с помощью газоанализаторов основанных на принципе инфракрасной спектроскопии и других газоизмерительных систем. Медицинский газоанализатор для регистрации содержания углекислоты в выдыхаемом воздухе называется капнограф. Для измерения низких концентраций CO₂ (а также CO) в технологических газах или в атмосферном воздухе можно использовать газохроматографический метод с метанатором и регистрацией на пламенно-ионизационном детекторе^[11].

Углекислый газ в природе

Ежегодные колебания концентрации атмосферной углекислоты на планете определяются, главным образом, растительностью средних (40—70°) широт Северного полушария.

Вегетация в тропиках практически не зависит от сезона, сухой пояс пустынь 20—30° (обоих полушарий) даёт малый вклад в круговорот углекислоты, а полосы суши, наиболее покрытые растительностью, расположены на Земле асимметрично (в Южном полушарии в средних широтах находится океан).
Поэтому с марта по сентябрь вследствие фотосинтеза содержание СО₂ в атмосфере падает, а с октября по февраль — повышается. Вклад в зимний прирост дают как окисление древесины (гетеротрофное дыхание растений, гниение, разложение гумуса, лесные пожары), так и сжигание ископаемого топлива (угля, нефти, газа), заметно увеличивающееся в зимний сезон^[12].

Большое количество углекислоты растворено в океане.

Углекислый газ составляет значительную часть атмосфер некоторых планет Солнечной системы: Венеры, Марса.

Физиологическое действие

Углекислый газ нетоксичен, но при вдыхании его повышенных концентраций в воздухе по воздействию на воздуходышащие живые организмы его относят к удушающим газам (англ.)русск.. По ГОСТу (ГОСТ 8050-85) углекислота относится к 4-му классу опасности.

Незначительные повышения концентрации, вплоть до 2—4 %, в помещениях приводят к развитию у людей сонливости и слабости. Опасными для здоровья концентрациями считаются концентрации около 7—10 %, при которых развиваются симптомы удушья, проявляющиеся в виде головной боли, головокружения, расстройстве слуха и в потере сознания (симптомы, сходные с симптомами высотной болезни), эти симптомы развиваются, в зависимости от концентрации, в течение времени от нескольких минут до одного часа.

При вдыхании воздуха с очень высокими концентрациями газа смерть наступает очень быстро от удушья, вызванного гипоксией^[13].

Несмотря на то, что даже концентрация 5—7 % CO₂ в воздухе несмертельна, но при концентрации 0,1 % (такое содержание углекислого газа иногда наблюдается в воздухе мегаполисов), люди начинают чувствовать слабость, сонливость. Это показывает, что даже при высоком уровне кислорода, большая концентрация CO₂ существенно влияет на самочувствие человека.

Вдыхание воздуха с повышенной концентрацией этого газа не приводит к долговременным расстройствам здоровья. После удаления пострадавшего из атмосферы с высокой концентрацией углекислого газа быстро наступает полное восстановление здоровья и самочувствия^[14].

См. также

Примечания

1. ↑ ^{1 2} http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0103.html
2. ↑ Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (англ.). National Oceanic and Atmospheric Administration. Проверено 24 сентября 2013.
3. ↑ А. С. Егоров. Репетитор по химии — Ростов-на-Дону: «Феникс», 2009.
4. ↑ How much carbon dioxide do humans contribute through breathing?. Проверено 30 апреля 2009. Архивировано 2 февраля 2011 года.
5. ↑ Charles Henrickson. Chemistry. — Cliffs Notes, 2005. — ISBN 0-7645-7419-1.
6. ↑ ^{1 2 3 4} Пересчитано из значений в мм. рт. ст. с использованием коэффициента пересчёта 0,133322 кПа/мм. рт. ст.
7. ↑ ^{1 2} Таблица референсных значений. Юго-Западный медицинский центр при Университете Далласа.
8. ↑ ^{1 2 3 4} Carbon dioxide. solarnavigator.net. Проверено 12 октября 2007.
9. ↑ ^{1 2} Glinka, Nikolaj Leonidovič (1882-1965). Obŝaâ himiâ. — Izd. 27-e ster. — Leningrad: «Himiâ», 1988. — 702, [2] s. с. — ISBN 5724500035, 9785724500036.
10. ↑ Большая Энциклопедия Нефти и Газа.
11. ↑ ГОСТ 31371.6-2008 (ИСО 6974-6:2002). Газ природный. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА МЕТОДОМ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ С ОЦЕНКОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ. Часть 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОРОДА, ГЕЛИЯ, КИСЛОРОДА, АЗОТА, ДИОКСИДА УГЛЕРОДА И УГЛЕВОДОРОДОВ C₁ — C₈ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРЕХ КАПИЛЛЯРНЫХ КОЛОНОК.
12. ↑ А. В. Бялко. Растения убыстряют рост. «Природа». No 10, 1996. (по Keeling C.D., Whorf Т.P., Wahlen M., van der Plicht J. // Nature. 1995. V. 375, № 6533. P.666-670)
13. ↑  (англ.) Carbon Dioxide as a Fire Suppressant: Examining the Risks, U.S. Environmental Protection Agency:.
14. ↑  (англ.) Glatte Jr H. A., Motsay G. J., Welch B. E. (1967). «Carbon Dioxide Tolerance Studies». Brooks AFB, TX School of Aerospace Medicine Technical Report SAM-TR-67-77. Проверено 2008-05-02.

Литература

• Вукалович М. П., Алтунин В. В. Теплофизические свойства двуокиси углерода. — М.: Атомиздат, 1965. — 456 с.
• Тезиков А. Д. Производство и применение сухого льда. — М.: Госторгиздат, 1960. — 86 с.
• Гродник М. Г., Величанский А. Я. Проектирование и эксплуатация углеслотных установок. — М.: Пищевая промышленность, 1966. — 275 с.
• Талянкер Ю. Е. Особенности хранения баллонов со сжиженным газом // Сварочное производство. — 1972. — № 11.

Ссылки

Диоксид углерода — Википедия

Диоксид углерода
Общие
Систематическое наименование	Диоксид углерода
Традиционные названия	углекислый газ, углекислота, двуокись углерода, сухой лёд (в твёрдом состоянии)
Хим. формула	CO2
Физические свойства
Состояние	бесцветный газ
Молярная масса	44,01 г/моль
Плотность	газ (0 °C): 1,9768 кг/м³ жидкость (0 °С, 35,5 ат): 925 кг/м³ тв. (−78,5 °C): 1560 кг/м³
Динамическая вязкость	8,5·10−5 Па·с (10°C, 5,7 МПа)
Энергия ионизации	13,77 ± 0,01 эВ[1]
Термические свойства
	−78,5 °C
Тройная точка	−56,6 °C, 0,52 МПа
Кр. точка	31,1 °C, 7,38 МПа
Уд. теплоёмк.	846 Дж/(кг·К)
Удельная теплота плавления	25,13 кДж/моль
Давление пара	56,5 ± 0,1 атм[1]
Химические свойства
Растворимость в воде	1,45 кг/м³
Классификация
Рег. номер CAS	124-38-9
PubChem	280
Рег. номер EINECS	204-696-9
SMILES
InChI
Кодекс Алиментариус	E290
RTECS	FF6400000
ChEBI	16526
Номер ООН	1013
ChemSpider	274
Безопасность
ПДК	9 000 мг/м3
ЛД50	LC50: 90 000 мг/м3*5 мин (человек, ингаляция)
Токсичность	Нетоксичен. Опасен лишь в очень больших количествах (обладает удушающим действием). Негорюч.
S-фразы	S9, S23, S36
NFPA 704
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Диокси́д углеро́да или двуо́кись углеро́да (также углеки́слый газ, углекислотá, окси́д углеро́да(IV), у́гольный ангидри́д) — бесцветный газ (в нормальных условиях), почти без запаха (в больших концентрациях с кисловатым «содовым» запахом), с химической формулой CO₂.

Плотность при нормальных условиях 1,98 кг/м³ (в 1,5 раза тяжелее воздуха). При атмосферном давлении диоксид углерода не существует в жидком состоянии, переходя непосредственно из твёрдого состояния в газообразное (возгонка). Твёрдый диоксид углерода называют сухим льдом. При повышенном давлении и обычных температурах углекислый газ переходит в жидкость, что используется для его хранения.

Концентрация углекислого газа в атмосфере Земли составляет в среднем 0,04 %^[2]. Углекислый газ легко пропускает излучение в ультрафиолетовой и видимой частях спектра, которое поступают на Землю от Солнца и обогревает её. В то же время он поглощает испускаемое Землёй инфракрасное излучение и является одним из парниковых газов, вследствие чего принимает участие в процессе глобального потепления. Постоянный рост уровня содержания этого газа в атмосфере наблюдается с начала индустриальной эпохи.

Свойства

Физические

Оксид углерода (IV) — углекислый газ, бесцветный газ, при малых концентрациях в воздухе не имеет запаха, при больших концентрациях имеет характерный кисловатый запах газированной воды. Тяжелее воздуха приблизительно в 1,5 раза.

Молекула углекислого газа линейна, расстояние от центра центрального атома углерода до центров двух атомов кислорода 116,3 пм.

При температуре −78,3 °С кристаллизуется в виде белой снегообразной массы — «сухого льда». Сухой лёд при атмосферном давлении не плавится, а испаряется, не переходя в жидкое состояние, температура сублимации −78 °С. Жидкий углекислый газ можно получить при повышении давления. Так, при температуре 20 °С и давлении свыше 6 МПа (~60 атм) газ сгущается в бесцветную жидкость.

Негорюч, но в его атмосфере может поддерживаться горение активных металлов, например, щелочных металлов и щелочноземельных — магния, кальция, бария.

Углекислый газ образуется при гниении и горении органических веществ. Содержится в воздухе и минеральных источниках, выделяется при дыхании животных и растений. Растворим в воде (0,738 объёмов углекислого газа в одном объёме воды при 15 °С).

Химические

По химическим свойствам диоксид углерода относится к кислотным оксидам. При растворении в воде образует угольную кислоту. Реагирует со щёлочами с образованием карбонатов и гидрокарбонатов. Вступает в реакции электрофильного замещения (например, с фенолом) и нуклеофильного присоединения (например, с магнийорганическими соединениями).

Оксид углерода(IV) не поддерживает горения. В нём горят только некоторые активные металлы:^[3]:

2 M g + C O 2 → 2 M g O + C {\displaystyle {\mathsf {2Mg+CO_{2}\to 2MgO+C}}}

Взаимодействие с оксидом активного металла:

C a O + C O 2 → C a C O 3 {\displaystyle {\mathsf {CaO+CO_{2}\to CaCO_{3}}}}

При растворении в воде образует равновесную смесь раствора диоксида углерода и угольной кислоты, причём равновесие сильно сдвинуто в сторону разложения кислоты:

C O 2 + H 2 O ⇄ H 2 C O 3 {\displaystyle {\mathsf {CO_{2}+H_{2}O\rightleftarrows H_{2}CO_{3}}}}

Реагирует со щёлочами с образованием карбонатов и гидрокарбонатов:

C a ( O H ) 2 + C O 2 → C a C O 3 ↓ + H 2 O {\displaystyle {\mathsf {Ca(OH)_{2}+CO_{2}\to CaCO_{3}\downarrow +H_{2}O}}} (качественная реакция на углекислый газ)

K O H + C O 2 → K H C O 3 {\displaystyle {\mathsf {KOH+CO_{2}\to KHCO_{3}}}}

Биологические

Организм человека выделяет приблизительно 1 кг углекислого газа в сутки^[4].

Этот углекислый газ переносится от тканей, где он образуется в качестве одного из конечных продуктов метаболизма, по венозной системе и затем выделяется с выдыхаемым воздухом через лёгкие. Таким образом, содержание углекислого газа в крови велико в венозной системе, уменьшается в капиллярной сети лёгких, и мало в артериальной крови. Содержание углекислого газа в пробе крови часто выражают в терминах парциального давления, то есть давления, которое бы имел содержащийся в пробе крови в данном количестве углекислый газ, если бы весь объём пробы крови занимал только он^[5].

Содержание углекислого газа в крови человека приблизительно таково:

Референтные значения или средние значения парциального давления углекислого газа в крови (pCO₂)

Единицы измерения	Газ венозной крови	Альвеолярный лёгочный газ	Газ артериальной крови
кПа	5,5[6]—6,8[6]	4,8	4,7[6]—6,0[6]
мм рт. ст.	41—51	36	35[7]—45[7]

Углекислый газ транспортируется в крови тремя различными способами (точное соотношение каждого из этих трёх способов транспортировки зависит от того, является ли кровь артериальной или венозной).

• Бо́льшая часть углекислого газа (от 70 % до 80 %) преобразуется ферментом карбоангидразой эритроцитов в ионы гидрокарбоната^[8] при помощи реакции CO₂ + H₂O → H₂CO₃ → H⁺ + HCO₃⁻.
• Около 5—10 % углекислого газа растворено в плазме крови^[8].
• Около 5—10 % углекислого газа связано с гемоглобином в виде карбаминосоединений (карбогемоглобин)^[8].

Гемоглобин, основной кислород-транспортирующий белок эритроцитов крови, способен транспортировать как кислород, так и углекислый газ. Однако углекислый газ связывается с гемоглобином в ином месте, чем кислород. Он связывается с N-терминальными концами цепей глобина, а не с гемом. Однако благодаря аллостерическим эффектам, которые приводят к изменению конфигурации молекулы гемоглобина при связывании, связывание углекислого газа понижает способность кислорода к связыванию с ним же, при данном парциальном давлении кислорода, и наоборот — связывание кислорода с гемоглобином понижает способность углекислого газа к связыванию с ним же, при данном парциальном давлении углекислого газа. Помимо этого, способность гемоглобина к преимущественному связыванию с кислородом или с углекислым газом зависит также и от pH среды. Эти особенности очень важны для успешного захвата и транспорта кислорода из лёгких в ткани и его успешного высвобождения в тканях, а также для успешного захвата и транспорта углекислого газа из тканей в лёгкие и его высвобождения там.

Углекислый газ является одним из важнейших медиаторов ауторегуляции кровотока. Он является мощным вазодилататором. Соответственно, если уровень углекислого газа в ткани или в крови повышается (например, вследствие интенсивного метаболизма — вызванного, скажем, физической нагрузкой, воспалением, повреждением тканей, или вследствие затруднения кровотока, ишемии ткани), то капилляры расширяются, что приводит к увеличению кровотока и соответственно к увеличению доставки к тканям кислорода и транспорта из тканей накопившейся углекислоты. Кроме того, углекислый газ в определённых концентрациях (повышенных, но ещё не достигающих токсических значений) оказывает положительное инотропное и хронотропное действие на миокард и повышает его чувствительность к адреналину, что приводит к увеличению силы и частоты сердечных сокращений, величины сердечного выброса и, как следствие, ударного и минутного объёма крови. Это также способствует коррекции тканевой гипоксии и гиперкапнии (повышенного уровня углекислоты).

Ионы гидрокарбоната очень важны для регуляции pH крови и поддержания нормального кислотно-щелочного равновесия. Частота дыхания влияет на содержание углекислого газа в крови. Слабое или замедленное дыхание вызывает респираторный ацидоз, в то время как учащённое и чрезмерно глубокое дыхание приводит к гипервентиляции и развитию респираторного алкалоза.

Кроме того, углекислый газ также важен в регуляции дыхания. Хотя наш организм требует кислорода для обеспечения метаболизма, низкое содержание кислорода в крови или в тканях обычно не стимулирует дыхание (вернее, стимулирующее влияние нехватки кислорода на дыхание слишком слабо и «включается» поздно, при очень низких уровнях кислорода в крови, при которых человек нередко уже теряет сознание). В норме дыхание стимулируется повышением уровня углекислого газа в крови. Дыхательный центр гораздо более чувствителен к повышению уровня углекислого газа, чем к нехватке кислорода. Как следствие этого, дыхание сильно разрежённым воздухом (с низким парциальным давлением кислорода) или газовой смесью, вообще не содержащей кислорода (например, 100 % азотом или 100 % закисью азота) может быстро привести к потере сознания без возникновения ощущения нехватки воздуха (поскольку уровень углекислоты в крови не повышается, ибо ничто не препятствует её выдыханию). Это особенно опасно для пилотов военных самолётов, летающих на больших высотах (в случае аварийной разгерметизации кабины пилоты могут быстро потерять сознание). Эта особенность системы регуляции дыхания также является причиной того, почему в самолётах стюардессы инструктируют пассажиров в случае разгерметизации салона самолёта в первую очередь надевать кислородную маску самим, прежде чем пытаться помочь кому-либо ещё — делая это, помогающий рискует быстро потерять сознание сам, причём даже не ощущая до последнего момента какого-либо дискомфорта и потребности в кислороде^[8].

Дыхательный центр человека пытается поддерживать парциальное давление углекислого газа в артериальной крови не выше 40 мм ртутного столба. При сознательной гипервентиляции содержание углекислого газа в артериальной крови может снизиться до 10-20 мм ртутного столба, при этом содержание кислорода в крови практически не изменится или увеличится незначительно, а потребность сделать очередной вдох уменьшится как следствие уменьшения стимулирующего влияния углекислого газа на активность дыхательного центра. Это является причиной того, почему после некоторого периода сознательной гипервентиляции легче задержать дыхание надолго, чем без предшествующей гипервентиляции. Такая сознательная гипервентиляция с последующей задержкой дыхания может привести к потере сознания до того, как человек ощутит потребность сделать вдох. В безопасной обстановке такая потеря сознания ничем особенным не грозит (потеряв сознание, человек потеряет и контроль над собой, перестанет задерживать дыхание и сделает вдох, дыхание, а вместе с ним и снабжение мозга кислородом восстановится, а затем восстановится и сознание). Однако в других ситуациях, например, перед нырянием, это может быть опасным (потеря сознания и потребность сделать вдох наступят на глубине, и в отсутствие сознательного контроля в дыхательные пути попадёт вода, что может привести к утоплению)^{[источник не указан 391 день]}. Именно поэтому гипервентиляция перед нырянием опасна и не рекомендуется.

Получение

В промышленных количествах углекислота выделяется из дымовых газов, или как побочный продукт химических процессов, например, при разложении природных карбонатов^[9] (известняк, доломит) или при производстве алкоголя (спиртовое брожение). Смесь полученных газов промывают раствором карбоната калия, которые поглощают углекислый газ, переходя в гидрокарбонат. Раствор гидрокарбоната при нагревании или при пониженном давлении разлагается, высвобождая углекислоту. В современных установках получения углекислого газа вместо гидрокарбоната чаще применяется водный раствор моноэтаноламина, который при определённых условиях способен абсорбировать СО₂, содержащийся в дымовом газе, а при нагреве отдавать его; таким образом отделяется готовый продукт от других веществ.

Также углекислый газ получают на установках разделения воздуха как побочный продукт получения чистого кислорода, азота и аргона.

В лабораторных условиях небольшие количества получают взаимодействием карбонатов и гидрокарбонатов с кислотами, например мрамора, мела или соды с соляной кислотой, используя, например, аппарат Киппа.^[9]

CaCO 3 + 2 HCl ⟶ CaCl 2 + H 2 O + CO 2 ↑ {\displaystyle {\ce {CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + h3O + CO2 ^}}}

Использование реакции серной кислоты с мелом или мрамором приводит к образованию малорастворимого сульфата кальция, который мешает реакции, и который удаляется значительным избытком кислоты.

Для приготовления напитков может быть использована реакция пищевой соды с лимонной кислотой или с кислым лимонным соком. Именно в таком виде появились первые газированные напитки. Их изготовлением и продажей занимались аптекари.

Применение

В пищевой промышленности углекислота используется как консервант и разрыхлитель, обозначается на упаковке кодом Е290.

В криохирургии используется как одно из основных веществ для криоабляции новообразований.

Жидкая углекислота широко применяется в системах пожаротушения и в огнетушителях. Автоматические углекислотные установки для пожаротушения различаются по системам пуска, которые бывают пневматическими, механическими или электрическими.

Устройство для подачи углекислого газа в аквариум может включать в себя резервуар с газом. Простейший и наиболее распространенный метод получения углекислого газа основан на конструкции для изготовления алкогольного напитка браги. При брожении, выделяемый углекислый газ вполне может обеспечить подкормку аквариумных растений^[10]

Углекислый газ используется для газирования лимонада и газированной воды. Углекислый газ используется также в качестве защитной среды при сварке проволокой, но при высоких температурах происходит его распад с выделением кислорода. Выделяющийся кислород окисляет металл. В связи с этим приходится в сварочную проволоку вводить раскислители, такие как марганец и кремний. Другим следствием влияния кислорода, также связанного с окислением, является резкое снижение поверхностного натяжения, что приводит, среди прочего, к более интенсивному разбрызгиванию металла, чем при сварке в инертной среде.

Углекислота в баллончиках применяется в пневматическом оружии (в газобаллонной пневматике) и в качестве источника энергии для двигателей в авиамоделировании.

Хранение углекислоты в стальном баллоне в сжиженном состоянии выгоднее, чем в виде газа. Углекислота имеет сравнительно низкую критическую температуру +31 °С. В стандартный 40-литровый баллон заливают около 30 кг сжиженного углекислого газа, и при комнатной температуре в баллоне будет находиться жидкая фаза, а давление составит примерно 6 МПа (60 кгс/см²). Если температура будет выше +31 °С, то углекислота перейдёт в сверхкритическое состояние с давлением выше 7,36 МПа. Стандартное рабочее давление для обычного 40-литрового баллона составляет 15 МПа (150 кгс/см²), однако он должен безопасно выдерживать давление в 1,5 раза выше, то есть 22,5 МПа, — таким образом, работа с подобными баллонами может считаться вполне безопасной.

Твёрдая углекислота — «сухой лёд» — используется в качестве хладагента в лабораторных исследованиях, в розничной торговле, при ремонте оборудования (например: охлаждение одной из сопрягаемых деталей при посадке внатяг) и т. д. Для сжижения углекислого газа и получения сухого льда применяются углекислотные установки.

Методы регистрации

Измерение парциального давления углекислого газа требуется в технологических процессах, в медицинских применениях — анализ дыхательных смесей при искусственной вентиляции лёгких и в замкнутых системах жизнеобеспечения. Анализ концентрации CO₂ в атмосфере используется для экологических и научных исследований, для изучения парникового эффекта. Углекислый газ регистрируют с помощью газоанализаторов основанных на принципе инфракрасной спектроскопии и других газоизмерительных систем. Медицинский газоанализатор для регистрации содержания углекислоты в выдыхаемом воздухе называется капнограф. Для измерения низких концентраций CO₂ (а также CO) в технологических газах или в атмосферном воздухе можно использовать газохроматографический метод с метанатором и регистрацией на пламенно-ионизационном детекторе^[11].

Углекислый газ в природе

Ежегодные колебания концентрации атмосферной углекислоты на планете определяются, главным образом, растительностью средних (40—70°) широт Северного полушария.

Вегетация в тропиках практически не зависит от сезона, сухой пояс пустынь 20—30° (обоих полушарий) даёт малый вклад в круговорот углекислоты, а полосы суши, наиболее покрытые растительностью, расположены на Земле асимметрично (в Южном полушарии в средних широтах находится океан).
Поэтому с марта по сентябрь вследствие фотосинтеза содержание СО₂ в атмосфере падает, а с октября по февраль — повышается. Вклад в зимний прирост дают как окисление древесины (гетеротрофное дыхание растений, гниение, разложение гумуса, лесные пожары), так и сжигание ископаемого топлива (угля, нефти, газа), заметно увеличивающееся в зимний сезон^[12].

Большое количество углекислоты растворено в океане.

Углекислый газ составляет значительную часть атмосфер некоторых планет Солнечной системы: Венеры, Марса.

Физиологическое действие

Углекислый газ нетоксичен, но при вдыхании его повышенных концентраций в воздухе по воздействию на воздуходышащие живые организмы его относят к удушающим газам (англ.)русск.. По ГОСТу (ГОСТ 8050-85) углекислота относится к 4-му классу опасности.

Незначительные повышения концентрации, вплоть до 2—4 %, в помещениях приводят к развитию у людей сонливости и слабости. Опасными для здоровья концентрациями считаются концентрации около 7—10 %, при которых развиваются симптомы удушья, проявляющиеся в виде головной боли, головокружения, расстройстве слуха и в потере сознания (симптомы, сходные с симптомами высотной болезни), эти симптомы развиваются, в зависимости от концентрации, в течение времени от нескольких минут до одного часа.

При вдыхании воздуха с очень высокими концентрациями газа смерть наступает очень быстро от удушья, вызванного гипоксией^[13].

Несмотря на то, что даже концентрация 5—7 % CO₂ в воздухе несмертельна, но при концентрации 0,1 % (такое содержание углекислого газа иногда наблюдается в воздухе мегаполисов), люди начинают чувствовать слабость, сонливость. Это показывает, что даже при высоком уровне кислорода, большая концентрация CO₂ существенно влияет на самочувствие человека.

Вдыхание воздуха с повышенной концентрацией этого газа не приводит к долговременным расстройствам здоровья. После удаления пострадавшего из атмосферы с высокой концентрацией углекислого газа быстро наступает полное восстановление здоровья и самочувствия^[14].

См. также

Примечания

1. ↑ ^{1 2} http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0103.html
2. ↑ Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (англ.). National Oceanic and Atmospheric Administration. Проверено 24 сентября 2013.
3. ↑ А. С. Егоров. Репетитор по химии — Ростов-на-Дону: «Феникс», 2009.
4. ↑ How much carbon dioxide do humans contribute through breathing?. Проверено 30 апреля 2009. Архивировано 2 февраля 2011 года.
5. ↑ Charles Henrickson. Chemistry. — Cliffs Notes, 2005. — ISBN 0-7645-7419-1.
6. ↑ ^{1 2 3 4} Пересчитано из значений в мм. рт. ст. с использованием коэффициента пересчёта 0,133322 кПа/мм. рт. ст.
7. ↑ ^{1 2} Таблица референсных значений. Юго-Западный медицинский центр при Университете Далласа.
8. ↑ ^{1 2 3 4} Carbon dioxide. solarnavigator.net. Проверено 12 октября 2007.
9. ↑ ^{1 2} Glinka, Nikolaj Leonidovič (1882-1965). Obŝaâ himiâ. — Izd. 27-e ster. — Leningrad: «Himiâ», 1988. — 702, [2] s. с. — ISBN 5724500035, 9785724500036.
10. ↑ Большая Энциклопедия Нефти и Газа.
11. ↑ ГОСТ 31371.6-2008 (ИСО 6974-6:2002). Газ природный. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА МЕТОДОМ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ С ОЦЕНКОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ. Часть 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОРОДА, ГЕЛИЯ, КИСЛОРОДА, АЗОТА, ДИОКСИДА УГЛЕРОДА И УГЛЕВОДОРОДОВ C₁ — C₈ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРЕХ КАПИЛЛЯРНЫХ КОЛОНОК.
12. ↑ А. В. Бялко. Растения убыстряют рост. «Природа». No 10, 1996. (по Keeling C.D., Whorf Т.P., Wahlen M., van der Plicht J. // Nature. 1995. V. 375, № 6533. P.666-670)
13. ↑  (англ.) Carbon Dioxide as a Fire Suppressant: Examining the Risks, U.S. Environmental Protection Agency:.
14. ↑  (англ.) Glatte Jr H. A., Motsay G. J., Welch B. E. (1967). «Carbon Dioxide Tolerance Studies». Brooks AFB, TX School of Aerospace Medicine Technical Report SAM-TR-67-77. Проверено 2008-05-02.

Литература

• Вукалович М. П., Алтунин В. В. Теплофизические свойства двуокиси углерода. — М.: Атомиздат, 1965. — 456 с.
• Тезиков А. Д. Производство и применение сухого льда. — М.: Госторгиздат, 1960. — 86 с.
• Гродник М. Г., Величанский А. Я. Проектирование и эксплуатация углеслотных установок. — М.: Пищевая промышленность, 1966. — 275 с.
• Талянкер Ю. Е. Особенности хранения баллонов со сжиженным газом // Сварочное производство. — 1972. — № 11.

Ссылки

Диоксид углерода — Википедия. Что такое Диоксид углерода

Диоксид углерода
Общие
Систематическое наименование	Диоксид углерода
Традиционные названия	углекислый газ, углекислота, двуокись углерода, сухой лёд (в твёрдом состоянии)
Хим. формула	CO2
Физические свойства
Состояние	бесцветный газ
Молярная масса	44,01 г/моль
Плотность	газ (0 °C): 1,9768 кг/м³ жидкость (0 °С, 35,5 ат): 925 кг/м³ тв. (−78,5 °C): 1560 кг/м³
Динамическая вязкость	8,5·10−5 Па·с (10°C, 5,7 МПа)
Энергия ионизации	13,77 ± 0,01 эВ[1]
Термические свойства
	−78,5 °C
Тройная точка	−56,6 °C, 0,52 МПа
Кр. точка	31,1 °C, 7,38 МПа
Уд. теплоёмк.	846 Дж/(кг·К)
Удельная теплота плавления	25,13 кДж/моль
Давление пара	56,5 ± 0,1 атм[1]
Химические свойства
Растворимость в воде	1,45 кг/м³
Классификация
Рег. номер CAS	124-38-9
PubChem	280
Рег. номер EINECS	204-696-9
SMILES
InChI
Кодекс Алиментариус	E290
RTECS	FF6400000
ChEBI	16526
Номер ООН	1013
ChemSpider	274
Безопасность
ПДК	9 000 мг/м3
ЛД50	LC50: 90 000 мг/м3*5 мин (человек, ингаляция)
Токсичность	Нетоксичен. Опасен лишь в очень больших количествах (обладает удушающим действием). Негорюч.
S-фразы	S9, S23, S36
NFPA 704
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Диокси́д углеро́да или двуо́кись углеро́да (также углеки́слый газ, углекислотá, окси́д углеро́да(IV), у́гольный ангидри́д) — бесцветный газ (в нормальных условиях), почти без запаха (в больших концентрациях с кисловатым «содовым» запахом), с химической формулой CO₂.

Плотность при нормальных условиях 1,98 кг/м³ (в 1,5 раза тяжелее воздуха). При атмосферном давлении диоксид углерода не существует в жидком состоянии, переходя непосредственно из твёрдого состояния в газообразное (возгонка). Твёрдый диоксид углерода называют сухим льдом. При повышенном давлении и обычных температурах углекислый газ переходит в жидкость, что используется для его хранения.

Концентрация углекислого газа в атмосфере Земли составляет в среднем 0,04 %^[2]. Углекислый газ легко пропускает излучение в ультрафиолетовой и видимой частях спектра, которое поступают на Землю от Солнца и обогревает её. В то же время он поглощает испускаемое Землёй инфракрасное излучение и является одним из парниковых газов, вследствие чего принимает участие в процессе глобального потепления. Постоянный рост уровня содержания этого газа в атмосфере наблюдается с начала индустриальной эпохи.

Свойства

Физические

Оксид углерода (IV) — углекислый газ, бесцветный газ, при малых концентрациях в воздухе не имеет запаха, при больших концентрациях имеет характерный кисловатый запах газированной воды. Тяжелее воздуха приблизительно в 1,5 раза.

Молекула углекислого газа линейна, расстояние от центра центрального атома углерода до центров двух атомов кислорода 116,3 пм.

При температуре −78,3 °С кристаллизуется в виде белой снегообразной массы — «сухого льда». Сухой лёд при атмосферном давлении не плавится, а испаряется, не переходя в жидкое состояние, температура сублимации −78 °С. Жидкий углекислый газ можно получить при повышении давления. Так, при температуре 20 °С и давлении свыше 6 МПа (~60 атм) газ сгущается в бесцветную жидкость.

Негорюч, но в его атмосфере может поддерживаться горение активных металлов, например, щелочных металлов и щелочноземельных — магния, кальция, бария.

Углекислый газ образуется при гниении и горении органических веществ. Содержится в воздухе и минеральных источниках, выделяется при дыхании животных и растений. Растворим в воде (0,738 объёмов углекислого газа в одном объёме воды при 15 °С).

Химические

По химическим свойствам диоксид углерода относится к кислотным оксидам. При растворении в воде образует угольную кислоту. Реагирует со щёлочами с образованием карбонатов и гидрокарбонатов. Вступает в реакции электрофильного замещения (например, с фенолом) и нуклеофильного присоединения (например, с магнийорганическими соединениями).

Оксид углерода(IV) не поддерживает горения. В нём горят только некоторые активные металлы:^[3]:

2 M g + C O 2 → 2 M g O + C {\displaystyle {\mathsf {2Mg+CO_{2}\to 2MgO+C}}}

Взаимодействие с оксидом активного металла:

C a O + C O 2 → C a C O 3 {\displaystyle {\mathsf {CaO+CO_{2}\to CaCO_{3}}}}

При растворении в воде образует равновесную смесь раствора диоксида углерода и угольной кислоты, причём равновесие сильно сдвинуто в сторону разложения кислоты:

C O 2 + H 2 O ⇄ H 2 C O 3 {\displaystyle {\mathsf {CO_{2}+H_{2}O\rightleftarrows H_{2}CO_{3}}}}

Реагирует со щёлочами с образованием карбонатов и гидрокарбонатов:

C a ( O H ) 2 + C O 2 → C a C O 3 ↓ + H 2 O {\displaystyle {\mathsf {Ca(OH)_{2}+CO_{2}\to CaCO_{3}\downarrow +H_{2}O}}} (качественная реакция на углекислый газ)

K O H + C O 2 → K H C O 3 {\displaystyle {\mathsf {KOH+CO_{2}\to KHCO_{3}}}}

Биологические

Организм человека выделяет приблизительно 1 кг углекислого газа в сутки^[4].

Этот углекислый газ переносится от тканей, где он образуется в качестве одного из конечных продуктов метаболизма, по венозной системе и затем выделяется с выдыхаемым воздухом через лёгкие. Таким образом, содержание углекислого газа в крови велико в венозной системе, уменьшается в капиллярной сети лёгких, и мало в артериальной крови. Содержание углекислого газа в пробе крови часто выражают в терминах парциального давления, то есть давления, которое бы имел содержащийся в пробе крови в данном количестве углекислый газ, если бы весь объём пробы крови занимал только он^[5].

Содержание углекислого газа в крови человека приблизительно таково:

Референтные значения или средние значения парциального давления углекислого газа в крови (pCO₂)

Единицы измерения	Газ венозной крови	Альвеолярный лёгочный газ	Газ артериальной крови
кПа	5,5[6]—6,8[6]	4,8	4,7[6]—6,0[6]
мм рт. ст.	41—51	36	35[7]—45[7]

Углекислый газ транспортируется в крови тремя различными способами (точное соотношение каждого из этих трёх способов транспортировки зависит от того, является ли кровь артериальной или венозной).

• Бо́льшая часть углекислого газа (от 70 % до 80 %) преобразуется ферментом карбоангидразой эритроцитов в ионы гидрокарбоната^[8] при помощи реакции CO₂ + H₂O → H₂CO₃ → H⁺ + HCO₃⁻.
• Около 5—10 % углекислого газа растворено в плазме крови^[8].
• Около 5—10 % углекислого газа связано с гемоглобином в виде карбаминосоединений (карбогемоглобин)^[8].

Гемоглобин, основной кислород-транспортирующий белок эритроцитов крови, способен транспортировать как кислород, так и углекислый газ. Однако углекислый газ связывается с гемоглобином в ином месте, чем кислород. Он связывается с N-терминальными концами цепей глобина, а не с гемом. Однако благодаря аллостерическим эффектам, которые приводят к изменению конфигурации молекулы гемоглобина при связывании, связывание углекислого газа понижает способность кислорода к связыванию с ним же, при данном парциальном давлении кислорода, и наоборот — связывание кислорода с гемоглобином понижает способность углекислого газа к связыванию с ним же, при данном парциальном давлении углекислого газа. Помимо этого, способность гемоглобина к преимущественному связыванию с кислородом или с углекислым газом зависит также и от pH среды. Эти особенности очень важны для успешного захвата и транспорта кислорода из лёгких в ткани и его успешного высвобождения в тканях, а также для успешного захвата и транспорта углекислого газа из тканей в лёгкие и его высвобождения там.

Углекислый газ является одним из важнейших медиаторов ауторегуляции кровотока. Он является мощным вазодилататором. Соответственно, если уровень углекислого газа в ткани или в крови повышается (например, вследствие интенсивного метаболизма — вызванного, скажем, физической нагрузкой, воспалением, повреждением тканей, или вследствие затруднения кровотока, ишемии ткани), то капилляры расширяются, что приводит к увеличению кровотока и соответственно к увеличению доставки к тканям кислорода и транспорта из тканей накопившейся углекислоты. Кроме того, углекислый газ в определённых концентрациях (повышенных, но ещё не достигающих токсических значений) оказывает положительное инотропное и хронотропное действие на миокард и повышает его чувствительность к адреналину, что приводит к увеличению силы и частоты сердечных сокращений, величины сердечного выброса и, как следствие, ударного и минутного объёма крови. Это также способствует коррекции тканевой гипоксии и гиперкапнии (повышенного уровня углекислоты).

Ионы гидрокарбоната очень важны для регуляции pH крови и поддержания нормального кислотно-щелочного равновесия. Частота дыхания влияет на содержание углекислого газа в крови. Слабое или замедленное дыхание вызывает респираторный ацидоз, в то время как учащённое и чрезмерно глубокое дыхание приводит к гипервентиляции и развитию респираторного алкалоза.

Кроме того, углекислый газ также важен в регуляции дыхания. Хотя наш организм требует кислорода для обеспечения метаболизма, низкое содержание кислорода в крови или в тканях обычно не стимулирует дыхание (вернее, стимулирующее влияние нехватки кислорода на дыхание слишком слабо и «включается» поздно, при очень низких уровнях кислорода в крови, при которых человек нередко уже теряет сознание). В норме дыхание стимулируется повышением уровня углекислого газа в крови. Дыхательный центр гораздо более чувствителен к повышению уровня углекислого газа, чем к нехватке кислорода. Как следствие этого, дыхание сильно разрежённым воздухом (с низким парциальным давлением кислорода) или газовой смесью, вообще не содержащей кислорода (например, 100 % азотом или 100 % закисью азота) может быстро привести к потере сознания без возникновения ощущения нехватки воздуха (поскольку уровень углекислоты в крови не повышается, ибо ничто не препятствует её выдыханию). Это особенно опасно для пилотов военных самолётов, летающих на больших высотах (в случае аварийной разгерметизации кабины пилоты могут быстро потерять сознание). Эта особенность системы регуляции дыхания также является причиной того, почему в самолётах стюардессы инструктируют пассажиров в случае разгерметизации салона самолёта в первую очередь надевать кислородную маску самим, прежде чем пытаться помочь кому-либо ещё — делая это, помогающий рискует быстро потерять сознание сам, причём даже не ощущая до последнего момента какого-либо дискомфорта и потребности в кислороде^[8].

Дыхательный центр человека пытается поддерживать парциальное давление углекислого газа в артериальной крови не выше 40 мм ртутного столба. При сознательной гипервентиляции содержание углекислого газа в артериальной крови может снизиться до 10-20 мм ртутного столба, при этом содержание кислорода в крови практически не изменится или увеличится незначительно, а потребность сделать очередной вдох уменьшится как следствие уменьшения стимулирующего влияния углекислого газа на активность дыхательного центра. Это является причиной того, почему после некоторого периода сознательной гипервентиляции легче задержать дыхание надолго, чем без предшествующей гипервентиляции. Такая сознательная гипервентиляция с последующей задержкой дыхания может привести к потере сознания до того, как человек ощутит потребность сделать вдох. В безопасной обстановке такая потеря сознания ничем особенным не грозит (потеряв сознание, человек потеряет и контроль над собой, перестанет задерживать дыхание и сделает вдох, дыхание, а вместе с ним и снабжение мозга кислородом восстановится, а затем восстановится и сознание). Однако в других ситуациях, например, перед нырянием, это может быть опасным (потеря сознания и потребность сделать вдох наступят на глубине, и в отсутствие сознательного контроля в дыхательные пути попадёт вода, что может привести к утоплению)^{[источник не указан 391 день]}. Именно поэтому гипервентиляция перед нырянием опасна и не рекомендуется.

Получение

В промышленных количествах углекислота выделяется из дымовых газов, или как побочный продукт химических процессов, например, при разложении природных карбонатов^[9] (известняк, доломит) или при производстве алкоголя (спиртовое брожение). Смесь полученных газов промывают раствором карбоната калия, которые поглощают углекислый газ, переходя в гидрокарбонат. Раствор гидрокарбоната при нагревании или при пониженном давлении разлагается, высвобождая углекислоту. В современных установках получения углекислого газа вместо гидрокарбоната чаще применяется водный раствор моноэтаноламина, который при определённых условиях способен абсорбировать СО₂, содержащийся в дымовом газе, а при нагреве отдавать его; таким образом отделяется готовый продукт от других веществ.

Также углекислый газ получают на установках разделения воздуха как побочный продукт получения чистого кислорода, азота и аргона.

В лабораторных условиях небольшие количества получают взаимодействием карбонатов и гидрокарбонатов с кислотами, например мрамора, мела или соды с соляной кислотой, используя, например, аппарат Киппа.^[9]

CaCO 3 + 2 HCl ⟶ CaCl 2 + H 2 O + CO 2 ↑ {\displaystyle {\ce {CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + h3O + CO2 ^}}}

Использование реакции серной кислоты с мелом или мрамором приводит к образованию малорастворимого сульфата кальция, который мешает реакции, и который удаляется значительным избытком кислоты.

Для приготовления напитков может быть использована реакция пищевой соды с лимонной кислотой или с кислым лимонным соком. Именно в таком виде появились первые газированные напитки. Их изготовлением и продажей занимались аптекари.

Применение

В пищевой промышленности углекислота используется как консервант и разрыхлитель, обозначается на упаковке кодом Е290.

В криохирургии используется как одно из основных веществ для криоабляции новообразований.

Жидкая углекислота широко применяется в системах пожаротушения и в огнетушителях. Автоматические углекислотные установки для пожаротушения различаются по системам пуска, которые бывают пневматическими, механическими или электрическими.

Устройство для подачи углекислого газа в аквариум может включать в себя резервуар с газом. Простейший и наиболее распространенный метод получения углекислого газа основан на конструкции для изготовления алкогольного напитка браги. При брожении, выделяемый углекислый газ вполне может обеспечить подкормку аквариумных растений^[10]

Углекислый газ используется для газирования лимонада и газированной воды. Углекислый газ используется также в качестве защитной среды при сварке проволокой, но при высоких температурах происходит его распад с выделением кислорода. Выделяющийся кислород окисляет металл. В связи с этим приходится в сварочную проволоку вводить раскислители, такие как марганец и кремний. Другим следствием влияния кислорода, также связанного с окислением, является резкое снижение поверхностного натяжения, что приводит, среди прочего, к более интенсивному разбрызгиванию металла, чем при сварке в инертной среде.

Углекислота в баллончиках применяется в пневматическом оружии (в газобаллонной пневматике) и в качестве источника энергии для двигателей в авиамоделировании.

Хранение углекислоты в стальном баллоне в сжиженном состоянии выгоднее, чем в виде газа. Углекислота имеет сравнительно низкую критическую температуру +31 °С. В стандартный 40-литровый баллон заливают около 30 кг сжиженного углекислого газа, и при комнатной температуре в баллоне будет находиться жидкая фаза, а давление составит примерно 6 МПа (60 кгс/см²). Если температура будет выше +31 °С, то углекислота перейдёт в сверхкритическое состояние с давлением выше 7,36 МПа. Стандартное рабочее давление для обычного 40-литрового баллона составляет 15 МПа (150 кгс/см²), однако он должен безопасно выдерживать давление в 1,5 раза выше, то есть 22,5 МПа, — таким образом, работа с подобными баллонами может считаться вполне безопасной.

Твёрдая углекислота — «сухой лёд» — используется в качестве хладагента в лабораторных исследованиях, в розничной торговле, при ремонте оборудования (например: охлаждение одной из сопрягаемых деталей при посадке внатяг) и т. д. Для сжижения углекислого газа и получения сухого льда применяются углекислотные установки.

Методы регистрации

Измерение парциального давления углекислого газа требуется в технологических процессах, в медицинских применениях — анализ дыхательных смесей при искусственной вентиляции лёгких и в замкнутых системах жизнеобеспечения. Анализ концентрации CO₂ в атмосфере используется для экологических и научных исследований, для изучения парникового эффекта. Углекислый газ регистрируют с помощью газоанализаторов основанных на принципе инфракрасной спектроскопии и других газоизмерительных систем. Медицинский газоанализатор для регистрации содержания углекислоты в выдыхаемом воздухе называется капнограф. Для измерения низких концентраций CO₂ (а также CO) в технологических газах или в атмосферном воздухе можно использовать газохроматографический метод с метанатором и регистрацией на пламенно-ионизационном детекторе^[11].

Углекислый газ в природе

Ежегодные колебания концентрации атмосферной углекислоты на планете определяются, главным образом, растительностью средних (40—70°) широт Северного полушария.

Вегетация в тропиках практически не зависит от сезона, сухой пояс пустынь 20—30° (обоих полушарий) даёт малый вклад в круговорот углекислоты, а полосы суши, наиболее покрытые растительностью, расположены на Земле асимметрично (в Южном полушарии в средних широтах находится океан).
Поэтому с марта по сентябрь вследствие фотосинтеза содержание СО₂ в атмосфере падает, а с октября по февраль — повышается. Вклад в зимний прирост дают как окисление древесины (гетеротрофное дыхание растений, гниение, разложение гумуса, лесные пожары), так и сжигание ископаемого топлива (угля, нефти, газа), заметно увеличивающееся в зимний сезон^[12].

Большое количество углекислоты растворено в океане.

Углекислый газ составляет значительную часть атмосфер некоторых планет Солнечной системы: Венеры, Марса.

Физиологическое действие

Углекислый газ нетоксичен, но при вдыхании его повышенных концентраций в воздухе по воздействию на воздуходышащие живые организмы его относят к удушающим газам (англ.)русск.. По ГОСТу (ГОСТ 8050-85) углекислота относится к 4-му классу опасности.

Незначительные повышения концентрации, вплоть до 2—4 %, в помещениях приводят к развитию у людей сонливости и слабости. Опасными для здоровья концентрациями считаются концентрации около 7—10 %, при которых развиваются симптомы удушья, проявляющиеся в виде головной боли, головокружения, расстройстве слуха и в потере сознания (симптомы, сходные с симптомами высотной болезни), эти симптомы развиваются, в зависимости от концентрации, в течение времени от нескольких минут до одного часа.

При вдыхании воздуха с очень высокими концентрациями газа смерть наступает очень быстро от удушья, вызванного гипоксией^[13].

Несмотря на то, что даже концентрация 5—7 % CO₂ в воздухе несмертельна, но при концентрации 0,1 % (такое содержание углекислого газа иногда наблюдается в воздухе мегаполисов), люди начинают чувствовать слабость, сонливость. Это показывает, что даже при высоком уровне кислорода, большая концентрация CO₂ существенно влияет на самочувствие человека.

Вдыхание воздуха с повышенной концентрацией этого газа не приводит к долговременным расстройствам здоровья. После удаления пострадавшего из атмосферы с высокой концентрацией углекислого газа быстро наступает полное восстановление здоровья и самочувствия^[14].

См. также

Примечания

1. ↑ ^{1 2} http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0103.html
2. ↑ Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (англ.). National Oceanic and Atmospheric Administration. Проверено 24 сентября 2013.
3. ↑ А. С. Егоров. Репетитор по химии — Ростов-на-Дону: «Феникс», 2009.
4. ↑ How much carbon dioxide do humans contribute through breathing?. Проверено 30 апреля 2009. Архивировано 2 февраля 2011 года.
5. ↑ Charles Henrickson. Chemistry. — Cliffs Notes, 2005. — ISBN 0-7645-7419-1.
6. ↑ ^{1 2 3 4} Пересчитано из значений в мм. рт. ст. с использованием коэффициента пересчёта 0,133322 кПа/мм. рт. ст.
7. ↑ ^{1 2} Таблица референсных значений. Юго-Западный медицинский центр при Университете Далласа.
8. ↑ ^{1 2 3 4} Carbon dioxide. solarnavigator.net. Проверено 12 октября 2007.
9. ↑ ^{1 2} Glinka, Nikolaj Leonidovič (1882-1965). Obŝaâ himiâ. — Izd. 27-e ster. — Leningrad: «Himiâ», 1988. — 702, [2] s. с. — ISBN 5724500035, 9785724500036.
10. ↑ Большая Энциклопедия Нефти и Газа.
11. ↑ ГОСТ 31371.6-2008 (ИСО 6974-6:2002). Газ природный. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА МЕТОДОМ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ С ОЦЕНКОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ. Часть 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОРОДА, ГЕЛИЯ, КИСЛОРОДА, АЗОТА, ДИОКСИДА УГЛЕРОДА И УГЛЕВОДОРОДОВ C₁ — C₈ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРЕХ КАПИЛЛЯРНЫХ КОЛОНОК.
12. ↑ А. В. Бялко. Растения убыстряют рост. «Природа». No 10, 1996. (по Keeling C.D., Whorf Т.P., Wahlen M., van der Plicht J. // Nature. 1995. V. 375, № 6533. P.666-670)
13. ↑  (англ.) Carbon Dioxide as a Fire Suppressant: Examining the Risks, U.S. Environmental Protection Agency:.
14. ↑  (англ.) Glatte Jr H. A., Motsay G. J., Welch B. E. (1967). «Carbon Dioxide Tolerance Studies». Brooks AFB, TX School of Aerospace Medicine Technical Report SAM-TR-67-77. Проверено 2008-05-02.

Литература

• Вукалович М. П., Алтунин В. В. Теплофизические свойства двуокиси углерода. — М.: Атомиздат, 1965. — 456 с.
• Тезиков А. Д. Производство и применение сухого льда. — М.: Госторгиздат, 1960. — 86 с.
• Гродник М. Г., Величанский А. Я. Проектирование и эксплуатация углеслотных установок. — М.: Пищевая промышленность, 1966. — 275 с.
• Талянкер Ю. Е. Особенности хранения баллонов со сжиженным газом // Сварочное производство. — 1972. — № 11.

Ссылки

РД 52.24.515-2005 Массовая концентрация диоксида углерода в поверхностных водах суши. Методика выполнения измерений титриметрическим и расчетным методами

Искать все виды документовДокументы неопределённого видаISOАвиационные правилаАльбомАпелляционное определениеАТКАТК-РЭАТПЭАТРВИВМРВМУВНВНиРВНКРВНМДВНПВНПБВНТМ/МЧМ СССРВНТПВНТП/МПСВНЭВОМВПНРМВППБВРДВРДСВременное положениеВременное руководствоВременные методические рекомендацииВременные нормативыВременные рекомендацииВременные указанияВременный порядокВрТЕРВрТЕРрВрТЭСНВрТЭСНрВСНВСН АСВСН ВКВСН-АПКВСПВСТПВТУВТУ МММПВТУ НКММПВУП СНЭВУППВУТПВыпускГКИНПГКИНП (ОНТА)ГНГОСТГОСТ CEN/TRГОСТ CISPRГОСТ ENГОСТ EN ISOГОСТ EN/TSГОСТ IECГОСТ IEC/PASГОСТ IEC/TRГОСТ IEC/TSГОСТ ISOГОСТ ISO GuideГОСТ ISO/DISГОСТ ISO/HL7ГОСТ ISO/IECГОСТ ISO/IEC GuideГОСТ ISO/TRГОСТ ISO/TSГОСТ OIML RГОСТ ЕНГОСТ ИСОГОСТ ИСО/МЭКГОСТ ИСО/ТОГОСТ ИСО/ТСГОСТ МЭКГОСТ РГОСТ Р ЕНГОСТ Р ЕН ИСОГОСТ Р ИСОГОСТ Р ИСО/HL7ГОСТ Р ИСО/АСТМГОСТ Р ИСО/МЭКГОСТ Р ИСО/МЭК МФСГОСТ Р ИСО/МЭК ТОГОСТ Р ИСО/ТОГОСТ Р ИСО/ТСГОСТ Р ИСО/ТУГОСТ Р МЭКГОСТ Р МЭК/ТОГОСТ Р МЭК/ТСГОСТ ЭД1ГСНГСНрГСССДГЭСНГЭСНмГЭСНмрГЭСНмтГЭСНпГЭСНПиТЕРГЭСНПиТЕРрГЭСНрГЭСНсДИДиОРДирективное письмоДоговорДополнение к ВСНДополнение к РНиПДСЕКЕНВиРЕНВиР-ПЕНиРЕСДЗемЕТКСЖНМЗаключениеЗаконЗаконопроектЗональный типовой проектИИБТВИДИКИМИНИнструктивное письмоИнструкцияИнструкция НСАМИнформационно-методическое письмоИнформационно-технический сборникИнформационное письмоИнформацияИОТИРИСОИСО/TRИТНИТОсИТПИТСИЭСНИЭСНиЕР Республика КарелияККарта трудового процессаКарта-нарядКаталогКаталог-справочникККТКОКодексКОТКПОКСИКТКТПММ-МВИМВИМВНМВРМГСНМДМДКМДСМеждународные стандартыМетодикаМетодика НСАММетодические рекомендацииМетодические рекомендации к СПМетодические указанияМетодический документМетодическое пособиеМетодическое руководствоМИМИ БГЕИМИ УЯВИМИГКМММНМОДНМонтажные чертежиМос МУМосМРМосСанПинМППБМРМРДСМРОМРРМРТУМСанПиНМСНМСПМТМУМУ ОТ РММУКМЭКННАС ГАНБ ЖТНВННГЭАНДНДПНиТУНКНормыНормы времениНПНПБНПРМНРНРБНСПНТПНТП АПКНТП ЭППНТПДНТПСНТСНЦКРНЦСОДМОДНОЕРЖОЕРЖкрОЕРЖмОЕРЖмрОЕРЖпОЕРЖрОКОМТРМОНОНДОНКОНТПОПВОПКП АЭСОПНРМСОРДОСГиСППиНОСНОСН-АПКОСПОССПЖОССЦЖОСТОСТ 1ОСТ 2ОСТ 34ОСТ 4ОСТ 5ОСТ ВКСОСТ КЗ СНКОСТ НКЗагОСТ НКЛесОСТ НКМОСТ НКММПОСТ НКППОСТ НКПП и НКВТОСТ НКСМОСТ НКТПОСТ5ОСТНОСЭМЖОТРОТТПП ССФЖТПБПБПРВПБЭ НППБЯПВ НППВКМПВСРПГВУПереченьПиН АЭПисьмоПМГПНАЭПНД ФПНД Ф СБПНД Ф ТПНСТПОПоложениеПорядокПособиеПособие в развитие СНиППособие к ВНТППособие к ВСНПособие к МГСНПособие к МРПособие к РДПособие к РТМПособие к СНПособие к СНиППособие к СППособие к СТОПособие по применению СППостановлениеПОТ РПОЭСНрППБППБ-АСППБ-СППБВППБОППРПРПР РСКПР СМНПравилаПрактическое пособие к СППРБ АСПрейскурантПриказПротоколПСРр Калининградской областиПТБПТЭ

Двуокись углерода: ваше окружение, ваше здоровье

Что такое диоксид углерода?

Двуокись углерода (CO ₂ ) — бесцветный газ. В твердом виде он используется в качестве сухого льда. Он может быть найден в родниковой воде и выделяется при извержении вулканов, вырубке деревьев или сжигании ископаемого топлива и продуктов из него, таких как нефть, бензин и природный газ.

Углекислый газ используется для охлаждения, газирования напитков и производства удобрений.

Углекислый газ является парниковым газом, который способствует изменению климата.

Смотри также: Заводы дрянь Транспортные средства и двигатели Электростанции Загрязнение воздуха

Где находится углекислый газ?

• Потребительские товары — сухой лед, бензин и газированные напитки, такие как сода и пиво, содержат углекислый газ
• Воздух — воздух внутри и снаружи помещений, загрязненный углекислым газом при сжигании угля, нефти, бензина и природного газа
• Природная среда — когда извержения вулканов или деревья вырубаются или сжигаются при лесных пожарах, они выделяют углекислый газ

Как я могу подвергаться воздействию двуокиси углерода?

Углекислый газ обычно попадает в организм через:

Ингаляция (дыхание)

• Вдыхание воздуха внутри и снаружи помещения, выхлопных газов автомобилей и испарений от отопления или приготовления пищи

Что происходит при воздействии углекислого газа?

Краткосрочное воздействие высоких уровней:

Воздействие может вызвать:

• Удушение смещением воздуха
• Инвалидность и потеря сознания
• головных болей
• Головокружение и двойное зрение
• Невозможность сосредоточиться
• звон в ушах
• судорог

Вдыхание большого количества углекислого газа может быть опасным для жизни.

Касаясь жидкой двуокиси углерода, можно вызвать:

Долгосрочная экспозиция:

Длительное воздействие углекислого газа может привести к:

• Изменения в костном кальции
• Изменения обмена веществ в организме

Кто подвергается риску воздействия углекислого газа?

• потребителей
  • Некоторые потребительские товары и топливо содержат или выделяют углекислый газ.
• Фермеры
  • Некоторые удобрения выделяют углекислый газ.

Уменьшите свой риск

Если вы считаете, что на ваше здоровье повлиял углекислый газ, обратитесь к врачу.

Всегда тщательно мойте руки после работы с химикатами. По поводу чрезвычайных ситуаций при отравлении или вопросов о возможных ядах обращайтесь в местный токсикологический центр по телефону 1-800-222-1222.

• Вы используете ископаемое топливо, такое как уголь, природный газ или масло для отопления или приготовления пищи?
• Как часто вы подвергаетесь воздействию выхлопных газов или заправок?
• Ты живешь рядом с оживленной трассой?

• Ограничьте использование ископаемого топлива.
• Избегайте использования углекислого газа в замкнутых пространствах.
• Используйте надлежащую вентиляцию в местах, где могут накапливаться пары углекислого газа или газа.
• Избегать прямого контакта с сухим льдом.

• Не позволяйте детям играть возле заправочных станций, на холостых автомобилях или на оживленных автомагистралях.

Внешние ссылки

Национальная библиотека медицинских ресурсов и баз данных

• Углекислый газ.Хас-Map
  Информация об опасности углекислого газа из базы данных по гигиене труда, предназначенной для специалистов в области здравоохранения и безопасности и потребителей, которые ищут информацию о неблагоприятных последствиях воздействия химических и биологических агентов на рабочем месте.

Дополнительные ресурсы

• Обзор парниковых газов
  Агентство по охране окружающей среды
  Информация о воздействии на окружающую среду выбросов парниковых газов в Соединенных Штатах с акцентом на источники и способы сокращения четырех конкретных парниковых газов: углекислого газа, метана, закиси азота и фторированного газа.

,

Молекулярный вес углекислого газа

Молярная масса CO2 = 44,0095 г / моль

Преобразовать граммы углекислого газа в моли или моли углекислого газа в граммы

Расчет молекулярной массы:
12.0107 + 15.9994 * 2

Элемент	Символ	Атомная масса	# атомов	Массовый процент
Carbon	C	12.0107	1	27,291%
Кислород	O	15.9994	2	72,709%

Обратите внимание, что все формулы чувствительны к регистру. Вы хотели найти молекулярный вес одной из этих похожих формул?
CO2
Co2

В химии формула веса — это величина, вычисленная умножением атомного веса (в атомных единицах массы) каждого элемента в химической формуле на число атомов этого элемента, присутствующего в формуле, с последующим сложением всех этих продуктов.

Веса формулы особенно полезны при определении относительных весов реагентов и продуктов в химической реакции. Эти относительные веса, вычисленные по химическому уравнению, иногда называют уравнительными весами.

Распространенный запрос на этом сайте — конвертировать граммы в родинки. Чтобы завершить этот расчет, вы должны знать, какое вещество вы пытаетесь преобразовать. Причина в том, что молярная масса вещества влияет на конверсию. Этот сайт объясняет, как найти молярную массу.

Если формула, используемая при расчете молярной массы, является молекулярной формулой, вычисленная масса формулы представляет собой молекулярную массу. Массовый процент любого атома или группы атомов в соединении может быть вычислен путем деления общего веса атома (или группы атомов) в формуле на вес формулы и умножения на 100.

Используемые на этом сайте атомные веса получены из NIST, Национального института стандартов и технологий. Мы используем самые распространенные изотопы.Это как рассчитать молярную массу (среднюю молекулярную массу), которая основана на изотропно взвешенных средних. Это не то же самое, что молекулярная масса, которая является массой одной молекулы четко определенных изотопов. Для объемных стехиометрических расчетов мы обычно определяем молярную массу, которую также можно назвать стандартной атомной массой или средней атомной массой.

Нахождение молярной массы начинается с единиц грамма на моль (г / моль). При расчете молекулярной массы химического соединения он говорит нам, сколько граммов содержится в одном моле этого вещества.Вес формулы — это просто вес в атомных единицах массы всех атомов в данной формуле.

Используя химическую формулу соединения и периодическую таблицу элементов, мы можем сложить атомные веса и рассчитать молекулярный вес вещества.

,

Углекислый газ — удельная теплоемкость

Углекислый газ бесцветен и тяжелее воздуха и имеет слегка раздражающий запах. Температура замерзания составляет -78,5 ^o C (-109,3 ^o F) , где образуется углекислый газ или сухой лед.

Газообразный диоксид углерода образуется в результате сжигания угля или углеводородов или в результате ферментации жидкостей и дыхания людей и животных. Углекислый газ усваивается растениями и используется для производства кислорода.

Диоксид углерода имеет низкую концентрацию в атмосфере и действует как парниковый газ.

Удельная теплоемкость (C) — это количество тепла, необходимое для изменения температуры единицы массы вещества на один градус.

• Изобарическая удельная теплоемкость (C _p ) используется для веществ в системе постоянного давления (ΔP = 0).
• I Удельная теплоемкость по Сохору (C _v ) используется для веществ в замкнутой системе с постоянным объемом (= изоволюметрическая или изометрическая ).

Удельная теплоемкость — C _P и C _V — зависит от температуры. При расчете массового и объемного расхода вещества в нагреваемых или охлаждаемых системах с высокой точностью — удельная теплоемкость должна корректироваться в соответствии со значениями в таблице ниже.

Удельная теплоемкость углекислого газа — CO ₂ — при температурах в диапазоне 175 — 6000 K :

Приведенные выше значения относятся к недиссоциированным состояниям. При высоких температурах выше 1500 K (3223 ^o F) диссоциация становится заметной, и давление является значительной переменной.

См. Также другие свойства диоксида углерода при при различных температурах и давлении: Плотность и удельный вес, динамическая и кинематическая вязкость, число Прандтля, теплопроводность и теплофизические свойства в стандартных условиях, а также Удельная теплоемкость воздуха — при постоянном давлении и переменной температуре, воздух — при постоянной температуре и различном давлении, аммиак, бутан, угарный газ, этан, этанол, этилен, водород, метан, метанол, азот, кислород, пропан и вода.

Преобразование углекислого газа в угарный газ с помощью воды, электричество Сокращение СО ₂ . Предоставлено: г-н Адитья Праджапати.

Исследователи из Университета Иллинойса в Чикаго и Объединенного центра искусственного фотосинтеза определили, как электрокатализаторы могут преобразовывать углекислый газ в угарный газ с помощью воды и электричества. Открытие может привести к разработке эффективных электрокатализаторов для крупномасштабного производства синтез-газа — смеси оксида углерода и водорода.

«Электрохимическое восстановление углекислого газа до топлива является предметом значительного интереса, поскольку оно предлагает средства для хранения электричества от источников энергии, таких как ветер и солнечная радиация, в форме химических связей», — сказал Минеш Сингх, доцент кафедры химии. инженер и ведущий автор исследования, опубликованные в журнале Труды Национальной академии наук .

Во время своих докторских исследований в Калифорнийском университете в Беркли Сингх изучал искусственный фотосинтез и был частью команды, которая разработала искусственные листья, которые при воздействии прямых солнечных лучей способны превращать углекислый газ в топливо.

В своем последнем исследовании Сингх разработал современную многомасштабную модель, которая объединяет квантово-химический анализ пути реакции; микрокинетическая модель динамики реакции; и модель континуума для переноса частиц в электролите, чтобы точно узнать, как диоксид углерода может быть электрохимически восстановлен через катализатор, в данном случае серебро, и превращен в монооксид углерода.

Хотя наиболее вероятный путь реакции обычно определяется из квантово-химического расчета самого низкого пути свободной энергии, этот подход может вводить в заблуждение, когда покрытия адсорбированных частиц существенно различаются, сказал Сингх. Поэтому важно интегрировать эффекты от электронных состояний катализатора на атомном уровне с динамикой частиц в электролите на континуальном уровне для точного предсказания путей электрокаталитической реакции.

«Эта многомасштабная модель является одним из самых больших достижений в электрохимии», — сказал он.

Чтобы понять, как работают электрокатализаторы в топливных элементах или электрохимических элементах, ученым необходимо сначала исследовать электронные и квантовые уровни, которые могут быть чрезвычайно сложными в присутствии электрического поля, сказал Джейсон Гудпастер, доцент кафедры химии в университете Миннесоты и один из соавторов. Сингху и Гудпастеру потребовалось более одного года для индивидуального производства и сравнения моделей и их интеграции в многомасштабную структуру для полномасштабного моделирования электрохимической реакции.

Сингх сказал, что впервые, исходя из первых принципов, ученые количественно предсказали текущую плотность оксида углерода и водорода в зависимости от приложенного потенциала и давления углекислого газа.

«Как только вы узнаете, как эти реакции происходят на электрокатализаторах, вы можете контролировать структуру катализаторов и рабочие условия для эффективного производства оксида углерода», — сказал Сингх. Поскольку они представляют собой газообразные продукты — окись углерода и водород нерастворимы в водных электролитах — они могут быть легко разделены в виде синтез-газа и превращены в топливо, такое как метанол, диметиловый эфир или смесь углеводородов.

Электрокатализаторы, такие как золото, серебро, цинк, палладий и галлий, как известно, дают смеси углекислого газа и водорода при различных соотношениях в зависимости от приложенного напряжения, сказал Сингх. Золото и серебро проявляют наивысшую активность в отношении снижения содержания углекислого газа, и поскольку серебро является более распространенным и менее дорогим, чем золото, «серебро является более перспективным электрокатализатором для крупномасштабного производства оксида углерода», — сказал он.

---

Ученые отлаживают систему для создания «синтез-газа» из CO2

---

Дополнительная информация: Минеш Р.Сингх и др. Механистический взгляд на электрохимическое восстановление CO 2 над Ag с использованием теории функционала плотности и транспортных моделей, Слушания Национальной академии наук (2017). DOI: 10.1073 / pnas.1713164114 Предоставлено Иллинойский университет в Чикаго

Цитирование : Преобразование углекислого газа в угарный газ с помощью воды, электричества (2017, 13 октября) восстановлено 29 июля 2020 г. с https: // физ.орг / Новости / 2017-10-диоксида углерода монооксида-electricity.html

Этот документ защищен авторским правом. Кроме честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет Часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Содержание предоставлено исключительно в информационных целях.

,