Carbonsäureanhydrid Eigenschaften, Verwendungen und Gefahren

Die Kohlendioxid Es ist ein farb- und geruchloses Gas bei atmosphärischen Temperaturen und Drücken. Es ist ein Molekül, das aus einem Kohlenstoffatom (C) und zwei Sauerstoffatomen (O) besteht. Es bildet Kohlensäure (eine milde Säure) durch Auflösen in Wasser. Es ist relativ ungiftig und nicht brennbar.

Es ist schwerer als Luft und kann beim Bewegen Erstickungsgefahr verursachen. Bei längerer Einwirkung von Hitze oder Feuer kann der Behälter heftig brechen und Projektile auswerfen.

Es dient zum Einfrieren von Lebensmitteln, zur Kontrolle chemischer Reaktionen und als Feuerlöschmittel.

• FormelCO2
• CAS-Nummer: 124-38-9
• NU: 1013

2D-Struktur

3D-Struktur

Eigenschaften

Physikalische und chemische Eigenschaften

Kohlendioxid gehört zu der Gruppe chemisch nicht reaktiver Substanzen (z. B. mit Argon, Helium, Krypton, Neon, Stickstoff, Schwefelhexafluorid und Xenon).

Entflammbarkeit

Das Kohlendioxid ist wie die Gruppe der chemisch nicht reaktiven Substanzen nicht brennbar (obwohl sie sehr hohen Temperaturen ausgesetzt sein können).

Reaktivität

Chemisch nicht reaktive Substanzen werden unter typischen Umweltbedingungen als nicht reaktiv angesehen (obwohl sie unter relativ extremen Umständen oder in der Katalyse reagieren können). Sie sind oxidations- und reduktionsbeständig (außer unter extremen Bedingungen).

Wenn sie in Kohlendioxid (insbesondere in Gegenwart von starken Oxidationsmitteln wie Peroxiden) suspendiert sind, werden Pulver aus Magnesium, Lithium, Kalium, Natrium, Zirkonium, Titan, einigen Magnesium- und Aluminiumlegierungen sowie Aluminium, Chrom und Magnesium erhitzt brennbar und explosiv.

Die Gegenwart von Kohlendioxid kann eine heftige Zersetzung in Lösungen von Aluminiumhydrid in Ether bewirken, indem der Rückstand erhitzt wird.

Gegenwärtig werden die Gefahren bewertet, die sich aus der Verwendung von Kohlendioxid in Systemen zur Verhinderung und Vernichtung von Feuer in begrenzten Luftvolumina und brennbaren Dämpfen ergeben.

Das mit seiner Verwendung verbundene Risiko beruht auf der Tatsache, dass große elektrostatische Entladungen erzeugt werden können, die die Explosion auslösen.

Der Kontakt von flüssigem oder festem Kohlendioxid mit sehr kaltem Wasser kann aufgrund der großen Temperaturdifferenzen zu einem starken oder heftigen Sieden des Produktes und zu einer extrem schnellen Verdampfung führen.

Wenn das Wasser heiß ist, besteht die Möglichkeit, dass eine Explosion der Flüssigkeit durch Überhitzung verursacht wird. Drücke können gefährliche Werte erreichen, wenn flüssiges Gas in einem geschlossenen Behälter mit Wasser in Berührung kommt. Schwache Kohlensäure bildet sich in einer ungefährlichen Reaktion mit Wasser.

Toxizität 

Chemisch nicht reaktive Stoffe gelten als nicht toxisch (obwohl gasförmige Stoffe aus dieser Gruppe als Erstickungsstoffe wirken können).

Längeres Einatmen von Konzentrationen von weniger als oder gleich 5% Kohlendioxid verursacht erhöhte Atemfrequenz, Kopfschmerzen und subtile physiologische Veränderungen.

Eine Exposition gegenüber höheren Konzentrationen kann jedoch zu Bewusstseinsverlust und Tod führen.

Flüssiges oder kaltes Gas kann zu vereisungsbedingten Verletzungen der Haut oder der Augen führen. Der Feststoff kann Verbrennungen durch kalten Kontakt verursachen.

Verwendet

Verwendung von gasförmigem Kohlendioxid. Ein großer Teil (etwa 50%) des zurückgewonnenen Kohlendioxids wird zum Zeitpunkt der Herstellung zur Herstellung anderer kommerziell wichtiger Chemikalien, hauptsächlich Harnstoff und Methanol, verwendet.

Eine weitere wichtige Verwendung von Kohlendioxid in der Nähe der Gasquelle besteht in der verbesserten Gewinnung von Öl.

Der Rest des weltweit erzeugten Kohlendioxids wird in seine flüssige oder feste Form zur Verwendung an anderen Orten umgewandelt oder in die Atmosphäre abgelassen, da der Transport von gasförmigem Kohlendioxid nicht wirtschaftlich ist.

Verwendung von festem Kohlendioxid

Trockeneis war ursprünglich die wichtigste der beiden nicht gasförmigen Formen von Kohlendioxid.

Seine Verwendung wurde zuerst in den Vereinigten Staaten in der Mitte der 1920er Jahre als Kühlmittel für die Lebensmittelkonservierung populär und in den 1930er Jahren wurde es ein wichtiger Faktor für das Wachstum der Eiscremeindustrie.

Nach dem Zweiten Weltkrieg ermöglichten die Änderungen in der Konstruktion des Kompressors und die Verfügbarkeit von Spezialstählen bei niedrigen Temperaturen die Verflüssigung von Kohlendioxid in großem Maßstab. Daher begann flüssiges Kohlendioxid in vielen Anwendungen, Trockeneis zu ersetzen.

Verwendung von flüssigem Kohlendioxid

Die Anwendungen von flüssigem Kohlendioxid sind vielfältig. In einigen ist seine chemische Zusammensetzung wichtig und in anderen nicht.

Unter diesen sind wir: Verwendung als inertes Medium, das Pflanzenwachstum zu fördern, als ein Mittel der Wärmeübertragung in Kernkraftwerken, als Kältemittel, bezogen auf die Löslichkeit von Kohlenstoff, Chemikalien und andere Verwendungen dioxid Verwendungen.

Verwendung als inertes Medium

Kohlendioxid wird anstelle einer Luftatmosphäre verwendet, wenn das Vorhandensein von Luft unerwünschte Wirkungen hätte.

Bei der Handhabung und dem Transport von Nahrungsmitteln kann deren Oxidation (die zu einem Geschmacksverlust oder Bakterienwachstum führt) durch Verwendung von Kohlendioxid vermieden werden.

Verwenden Sie, um das Pflanzenwachstum zu fördern

Diese Technik wird von Obst- und Gemüseproduzenten angewendet, die das Gas in ihre Gewächshäuser einführen, um den Pflanzen höhere Kohlendioxidwerte zu geben, als sie normalerweise in der Luft zu finden sind. Die Pflanzen reagieren mit einer Erhöhung ihrer Kohlendioxidaufnahme und mit einer Produktionssteigerung von etwa 15%.

Verwendung als Wärmeträger in Kernkraftwerken

Kohlendioxid wird in bestimmten Kernreaktoren als intermediäres Wärmeübertragungsmedium verwendet. Übertragung von Wärme aus Spaltprozessen auf Dampf oder kochendes Wasser in Wärmetauschern.

Verwenden Sie als Kältemittel

Flüssiges Kohlendioxid wird häufig zum Einfrieren von Lebensmitteln und auch zum anschließenden Lagern und Transportieren verwendet.

Verwendet basierend auf der Löslichkeit von Kohlendioxid

Kohlendioxid hat eine mäßige Löslichkeit in Wasser, und diese Eigenschaft wird bei der Herstellung von alkoholischen und alkoholfreien Brausemitteln verwendet. Dies war die erste wichtige Anwendung von Kohlendioxid. Die Verwendung von Kohlendioxid in der Aerosolindustrie nimmt ständig zu.

Chemische Verwendungen

Bei der Herstellung von Gießereiformen und -kernen wird die chemische Reaktion zwischen Kohlendioxid und Kieselsäure genutzt, die dazu dient, die Sandkörner zu verbinden.

Natriumsalicylat, eines der Zwischenprodukte bei der Herstellung von Aspirin, wird durch die Reaktion von Kohlendioxid mit Natriumphenolat hergestellt.

Die Carbonisierung des enthärteten Wassers wird unter Verwendung von Kohlendioxid durchgeführt, um die Ausfällung von unlöslichen Kalkverbindungen zu eliminieren.

Kohlendioxid wird auch bei der Herstellung von basischem Bleicarbonat, Natrium-, Kalium- und Ammoniumcarbonaten und -hydrogencarbonaten verwendet.
Es wird als Neutralisierungsmittel bei Mercerisierungsvorgängen in der Textilindustrie verwendet, da es bequemer zu verwenden ist als Schwefelsäure.

Andere Anwendungen

Das flüssige Kohlendioxid in einem Prozess des Extrahierens von Kohle verwendet wird, verwendet werden kann, bestimmte Aromen und Duftstoffe, Anästhesie der Tiere vor dem Schlachten, Cryo-Branding Tiere, Nebelerzeugung für Theaterproduktionen zu isolieren, das Einfrieren von gutartigen Tumoren und Warzen, die Laser, die Herstellung von Additiven für Schmieröl, die Verarbeitung von Tabak und die Vorbergung von Abwasser sind Beispiele für solche Anwendungen.

Klinische Effekte

Die Erstickungsgefahr tritt hauptsächlich im industriellen Umfeld auf, gelegentlich im Zusammenhang mit Natur- oder Industriekatastrophen.

Einfache Erstickend umfasst unter anderem, Kohlendioxid (CO 2), Helium (He) und (Methan (CH4), Ethan (C2H6), Propan (C3H8) und Butan (C4H10)) gasförmige Kohlenwasserstoffe.

Sie wirken, indem sie Sauerstoff aus der Atmosphäre verdrängen, was zu einer Abnahme des Sauerstoffpartialdruckes und damit zu einer Hypoxämie führt.

Hypoxämie erzeugt ein Bild von anfänglicher Euphorie, die die Fähigkeit des Patienten beeinträchtigen kann, der toxischen Umgebung zu entkommen.

ZNS-Dysfunktion und anaerobe Metabolisierung deuten auf eine schwere Toxizität hin.

Leichte bis mittelschwere Vergiftung

Die Sauerstoffsättigung kann auch bei asymptomatischen oder leicht symptomatischen Patienten unter 90% liegen. Flüche mit verminderter Nachtsicht, Kopfschmerzen, Übelkeit, kompensatorischem Anstieg von Atmung und Puls.

Schwere Vergiftung

Die Sauerstoffsättigung kann 80% oder weniger betragen. Es verminderte Aufmerksamkeit, Schläfrigkeit, Schwindel, Müdigkeit, Euphorie, Gedächtnisverlust, verminderte Sehschärfe, Zyanose, Bewusstlosigkeit, Herzrhythmusstörungen, myokardiale Ischämie, Lungenödem, Krämpfe und Tod.

Sicherheit und Risiken

Gefahrenerklärung des Global Harmonisierten Systems zur Einstufung und Kennzeichnung chemischer Produkte (SGA).

Das Global Harmonisierte System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien (GHS) ist ein international vereinbarten System, das von den Vereinten Nationen geschaffen entwickelt, um die verschiedenen Klassifizierungsstandards und Kennzeichnung weltweit in verschiedenen Ländern nach einheitlichen Kriterien ersetzen (Nationen Vereinigte, 2015).

Die Gefahrenklassen (und das entsprechende Kapitel des GHS), die Klassifizierungs- und Kennzeichnungsstandards und die Empfehlungen für Kohlendioxid lauten wie folgt (Europäische Chemikalienagentur, 2017, Vereinte Nationen, 2015, PubChem, 2017):

Referenzen

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