Ya sabes que cuando exhalas, sale dióxido de carbono de tus pulmones. ¿Pero qué sabes sobre esta sustancia? Probablemente un poco. Hoy responderé todas las preguntas sobre dióxido de carbono.
Definición
Esta sustancia se encuentra en condiciones normales es un gas incoloro. En muchas fuentes se le puede llamar de otra manera: monóxido de carbono (IV), anhídrido de carbono, dióxido de carbono y dióxido de carbono.
Propiedades
El dióxido de carbono (fórmula CO 2) es un gas incoloro, tiene olor y sabor ácidos y es soluble en agua. Si se enfría adecuadamente, forma una masa parecida a la nieve llamada hielo seco (foto de abajo), que se sublima a una temperatura de -78 o C.
Es uno de los productos de la descomposición o combustión de cualquier materia orgánica. Se disuelve en agua sólo a una temperatura de 15 o C y sólo si la proporción agua:dióxido de carbono es 1:1. La densidad del dióxido de carbono puede variar, pero en condiciones estándar es igual a 1,976 kg/m3. Esto es si está en forma gaseosa, y en otros estados (líquido/gaseoso) los valores de densidad también serán diferentes. Esta sustancia es un óxido ácido; al agregarla al agua se produce ácido carbónico. Si combina dióxido de carbono con cualquier álcali, la reacción posterior da como resultado la formación de carbonatos y bicarbonatos. Este óxido no puede soportar la combustión, salvo algunas excepciones. Este metales activos, y en este tipo de reacción le quitan oxígeno.
Recibo
Dióxido de carbono y algunos otros gases en grandes cantidades Se libera cuando se produce alcohol o se descomponen los carbonatos naturales. Luego los gases resultantes se lavan con carbonato de potasio disuelto. A esto le sigue su absorción de dióxido de carbono, el producto de esta reacción es el bicarbonato, al calentar la solución del cual se obtiene el óxido deseado.
Pero ahora se ha sustituido con éxito por etanolamina disuelta en agua, que absorbe el monóxido de carbono contenido en los gases de combustión y lo libera al calentarse. Este gas también es un subproducto de aquellas reacciones que producen nitrógeno, oxígeno y argón puros. En el laboratorio, se produce algo de dióxido de carbono cuando los carbonatos y bicarbonatos reaccionan con los ácidos. También se forma cuando reaccionan bicarbonato de sodio y jugo de limón o el mismo bicarbonato de sodio y vinagre (foto).
Solicitud
La industria alimentaria no puede prescindir del uso de dióxido de carbono, conocido como conservante y agente leudante, código E290. Cualquier extintor lo contiene en forma líquida.
Además, el óxido de carbono tetravalente, que se libera durante el proceso de fermentación, sirve como un buen alimento para las plantas de acuario. También se encuentra en el conocido refresco, que mucha gente suele comprar en el supermercado. La soldadura de alambre ocurre en un ambiente de dióxido de carbono, pero si la temperatura este proceso es muy alto, va acompañado de la disociación del dióxido de carbono, durante la cual se libera oxígeno, que oxida el metal. Entonces no se puede soldar sin agentes desoxidantes (manganeso o silicio). El dióxido de carbono se utiliza para inflar ruedas de bicicletas y también está presente en latas. armas de aire(Este tipo se llama cilindro de gas). Además, este óxido en estado sólido, llamado hielo seco, es necesario como refrigerante en el comercio, investigación científica y al reparar algunos equipos.
Así de beneficioso es el dióxido de carbono para los humanos. Y no sólo en la industria, también desempeña un papel importante papel biológico: sin él, el intercambio de gases, la regulación del tono vascular, la fotosíntesis y muchos otros no pueden ocurrir procesos naturales. Pero su exceso o escasez en el aire durante algún tiempo puede afectar negativamente estado fisico todos los organismos vivos.
Como sabes, todos venimos de la infancia. Y uno de los dulces recuerdos de los primeros años de vida, que muchas veces llevamos a lo largo de nuestra vida, es el sabor del refresco dulce de una botella. Para que niños y adultos disfruten de sus bebidas carbonatadas favoritas, es necesario dióxido de carbono en cilindros, que, mediante sencillas manipulaciones, llena el contenido de la botella de burbujas mágicas. Y es que no hay mayor placer que explotar burbujas en la nariz, la boca, el estómago... Crecemos, maduramos. Empezamos a dar preferencia a otras bebidas carbonatadas y no carbonatadas que también “golpean” la nariz y la cabeza. Pero a medida que envejecemos, la respuesta a la pregunta a menudo sigue siendo un misterio para nosotros:
¿Cómo llega el dióxido de carbono de los cilindros a una botella?
El dióxido de carbono es un gas incoloro de sabor ligeramente ácido, no tóxico, que tiene muchos nombres como: dióxido de carbono, dióxido de carbono, anhídrido carbónico, CO2 y otros. Este gas no favorece la respiración y en altas concentraciones provoca asfixia, pero tiene vital importancia en el proceso de metabolismo de las células vivas. Se obtiene como subproducto durante la producción de alcohol, amoniaco o combustión de combustibles. La densidad del gas, en condiciones normales, es de 1,98 g/l. Por tanto, el dióxido de carbono se transporta en cilindros bajo una presión de unas 70 atmósferas, para mayor capacidad. Se utiliza para comprimir gas. equipamiento especial. En la producción de agua carbonatada, se añade ácido de un cilindro a las botellas de la bebida, inmediatamente antes de taparlas. Y si liberas dióxido de carbono a la atmósfera, una parte se convertirá en hielo seco. Pero la industria alimentaria no es el único ámbito donde se utiliza dióxido de carbono.
¿Dónde más se usa dióxido de carbono en cilindros?
La construcción moderna se basa íntegramente en estructuras metálicas. Para obtener una estructura de metal resistente, es necesaria la soldadura. El dióxido de carbono es un óxido ácido que reacciona con el agua para formar ácido carbónico. Reacciona con álcalis para liberar bicarbonatos y carbonatos. Esta propiedad del ácido es la base de su uso en el proceso de soldadura: dióxido de carbono en cilindros se convierte en capa protectora, lo que asegura la resistencia de la soldadura. Los extintores de incendios, que están diseñados para extinguir instalaciones eléctricas, también están llenos de dióxido de carbono.
Y si decides comprar una bombona de gas, recuerda que existen requisitos para su transporte y uso. requisitos especiales. Trabajar con dióxido de carbono puede ser peligroso; por ejemplo, si entra en contacto con las manos, puede provocar quemaduras.
¿Dónde puedo comprar un cilindro de gas?
¡Comprar cilindros para almacenar y transportar gases a vendedores desconocidos que no pueden documentar sus derechos no garantiza su uso seguro! Sin peligro comprar un cilindro de gas de fabricantes confiables se puede encontrar aquí. Nuestros cilindros para transportar dióxido de carbono vienen en volúmenes industriales de 50 litros. y botes pequeños para sifón. Su funcionamiento seguro está garantizado por la fabricación teniendo en cuenta todos los requisitos GOST.
Los científicos químicos han desarrollado un uso alternativo para el dióxido de carbono. Los científicos han desarrollado nuevo material Catalizador y diseño que produce combustible líquido a partir de dióxido de carbono, un gran contribuyente a las emisiones. gases de invernadero.
Los resultados muestran que las tecnologías existentes pueden convertir el dióxido de carbono (CO2) y así no añadir emisiones a la atmósfera.
Combustible de dióxido de carbono
El catalizador propuesto proporciona un nuevo uso para el dióxido de carbono para convertir dióxido de carbono (CO 2 ) en monóxido de carbono (CO). Este es el primer paso para convertir CO 2 para otros sustancias químicas incluido el combustible. Los químicos ya han establecido métodos para convertir CO y oxígeno en diversos combustibles líquidos y otros productos energéticos.
Luego, el monóxido de carbono se puede procesar aún más para obtener el material deseado.
Y si el hidrógeno y el CO se producen utilizando energía solar u otra energía producida, entonces NUEVA Área Las aplicaciones de dióxido de carbono pueden ser neutras en carbono. Como resultado de la reacción de descomposición, el dióxido de carbono (CO 2) se convierte en monóxido de carbono (II) (CO) y oxígeno (O 2) a una temperatura suficientemente alta.
2CO2 → 2CO + O2
Transformación sintonizable
Los científicos saben que el ajuste de los catalizadores afecta la proporción deseada de CO en el producto final. 
La mayoría de los esfuerzos de tecnólogos y diseñadores están dirigidos a producir catalizadores para la producción de CO, teniendo en cuenta química variada superficie activa. Este material se puede producir depositando pequeñas perlas de poliestireno sobre electrodos conductores de un sustrato y luego plateando electroquímicamente la superficie. Este método crea una estructura celular hexagonal similar a un panal en los producidos industrialmente.
Resulta que el espesor variable de este catalizador poroso produce un doble efecto: la estructura porosa del catalizador promueve fuertemente la producción de CO a partir de CO 2 en un factor de tres, al mismo tiempo que suprime la reacción alternativa de producir H 2 (hidrógeno). por un factor de diez. Utilizando este efecto combinado, la producción de CO se puede modificar fácilmente. Los resultados del estudio proporcionan conocimientos fundamentales que pueden ser aplicables al desarrollo de otros materiales catalizadores para la producción de energía a partir de dióxido de carbono CO 2 .
Esto representa sólo un paso en la conversión del dióxido de carbono en formas utilizables de energía, y las demostraciones iniciales en pequeños condiciones de laboratorio. Por lo tanto, a los químicos aún les queda una gran cantidad de trabajo para encontrar acercamiento práctico cuando se utiliza dióxido de carbono para producir combustible para el transporte a partir de dióxido de carbono.
Pero dado que el enfoque selectivo y la eficacia de esta transformación inicial han limite superior eficiencia global de la producción de energía a partir de CO 2, en técnicamente,El trabajo proporciona principios fundamentales básicos en tecnología neutra en carbono para el reemplazo. sistemas existentes combustible fósil.
Es necesario poder utilizar todo, desde la infraestructura existente de gasolineras, vehículos de reparto y capacidad de almacenamiento.
Usar dióxido de carbono como en la naturaleza.
En última instancia, las plantas convierten el uso del dióxido de carbono. Estos dispositivos se pueden conectar directamente al flujo de emisiones de combustibles fósiles de las centrales eléctricas.
Al desarrollar la tecnología final, es posible, por ejemplo, utilizar CO 2 para producir combustible en lugar de liberar dióxido de carbono a la atmósfera.
Si se desarrolla, esto podría representar un ciclo antropogénico cerrado del carbono mediante el uso de electricidad generada y la conversión de emisiones de gases de efecto invernadero en combustible. 
En esencia, esto es cierto: un proceso limpio haría lo mismo que hicieron las plantas y las cianobacterias en la Tierra hace millones de años para producir combustibles fósiles.
En primer lugar: tomar dióxido de carbono del aire y convertirlo en moléculas más complejas. Pero en este caso, el proceso no tiene por qué durar miles de años, sino que debe replicarse muy rápidamente en un laboratorio o fábrica. Esto es lo mismo que la fotosíntesis natural, pero mucho más rápido.
(IV), dióxido de carbono o dióxido de carbono. También se le llama anhídrido carbónico. Es un gas completamente incoloro, inodoro y de sabor amargo. El dióxido de carbono es más pesado que el aire y poco soluble en agua. A temperaturas inferiores a 78 grados centígrados, cristaliza y se vuelve como nieve.
De estado gaseoso Esta sustancia se vuelve sólida porque no puede existir en estado liquido en condiciones de presión atmosférica. La densidad del dióxido de carbono en condiciones normales es de 1,97 kg/m3, 1,5 veces mayor. El dióxido de carbono en forma sólida se llama "hielo seco". En estado líquido en el que se puede almacenar. largo tiempo, cambia cuando aumenta la presión. Echemos un vistazo más de cerca a esta sustancia y sus Estructura química.
El dióxido de carbono, cuya fórmula es CO2, está formado por carbono y oxígeno y se obtiene como resultado de la combustión o descomposición. materia orgánica. El monóxido de carbono se encuentra en el aire y en manantiales minerales subterráneos. Los humanos y los animales también emiten dióxido de carbono cuando exhalan. Las plantas sin luz lo liberan y lo absorben intensamente durante la fotosíntesis. Debido al proceso metabólico de las células de todos los seres vivos, el monóxido de carbono es uno de los principales componentes. naturaleza circundante.
Este gas no es tóxico, pero si se acumula en altas concentraciones, puede comenzar la asfixia (hipercapnia) y, con su deficiencia, se desarrolla la condición opuesta: la hipocapnia. El dióxido de carbono transmite y refleja los infrarrojos. Es lo que afecta directamente calentamiento global. Esto se debe al hecho de que el nivel de su contenido en la atmósfera aumenta constantemente, lo que conduce al efecto invernadero.
Se produce dióxido de carbono. industrialmente por humo o gases de hornos, o por descomposición de carbonatos de dolomita y piedra caliza. La mezcla de estos gases se lava a fondo con una solución especial que consiste en carbonato de potasio. Luego, se convierte en bicarbonato y se descompone cuando se calienta, lo que produce la liberación de dióxido de carbono. El dióxido de carbono (H2CO3) se forma a partir del dióxido de carbono disuelto en agua, pero en condiciones modernas También lo obtienen por otros métodos más progresivos. Una vez purificado el dióxido de carbono, se comprime, se enfría y se bombea a cilindros.
En la industria, esta sustancia se utiliza amplia y universalmente. Los productores de alimentos lo utilizan como agente leudante (por ejemplo, para hacer masa) o como conservante (E290). Con la ayuda del dióxido de carbono, se producen diversas bebidas tónicas y refrescos, que tanto gustan no solo a los niños, sino también a los adultos. El dióxido de carbono se utiliza en la producción de bicarbonato de sodio, cerveza, azúcar y vinos espumosos.
El dióxido de carbono también se utiliza en la producción de extintores de incendios eficaces. El dióxido de carbono se crea utilizando medio activo requerido a altas temperaturas arco de soldadura El dióxido de carbono se descompone en oxígeno y monóxido de carbono. El oxígeno interactúa con el metal líquido y lo oxida. El dióxido de carbono en latas se utiliza en pistolas y pistolas de aire comprimido.
Los modelistas de aviones utilizan esta sustancia como combustible para sus modelos. Con la ayuda del dióxido de carbono, es posible aumentar significativamente el rendimiento de los cultivos cultivados en un invernadero. También es muy utilizado en la industria en la que los productos alimenticios se conservan mucho mejor. Se utiliza como refrigerante en refrigeradores, congeladores, generadores electricos y otras centrales térmicas.
El dióxido de carbono es un gas incoloro, de olor apenas perceptible, no tóxico y más pesado que el aire. El dióxido de carbono está ampliamente distribuido en la naturaleza. Se disuelve en agua formando ácido carbónico H 2 CO 3, dándole un sabor amargo. El aire contiene aproximadamente un 0,03% de dióxido de carbono. Densidad 1.524 veces más densidad aire e igual a 0,001976 g/cm 3 (en temperatura cero y presión 101,3 kPa). Potencial de ionización 14,3V. Fórmula química– CO2.
En la producción de soldadura se utiliza el término. "dióxido de carbono" cm. . En las “Reglas para el diseño y operación segura de recipientes a presión” el término "dióxido de carbono", y en - plazo "dióxido de carbono".
Hay muchas formas de producir dióxido de carbono; las principales se analizan en el artículo.
La densidad del dióxido de carbono depende de la presión, la temperatura y el estado de agregación en el que se encuentra. En presión atmosférica y a una temperatura de -78,5°C, el dióxido de carbono, al pasar por alto el estado líquido, se convierte en una masa blanca parecida a la nieve. "hielo seco".
Bajo una presión de 528 kPa y una temperatura de -56,6 ° C, el dióxido de carbono puede encontrarse en los tres estados (el llamado punto triple).
El dióxido de carbono es térmicamente estable y se disocia en monóxido de carbono sólo a temperaturas superiores a 2000°C.
El dióxido de carbono es Primer gas descrito como sustancia discreta.. En el siglo XVII, un químico flamenco Jan Baptist van Helmont (Jan Baptist van Helmont) notó que después de quemar carbón en un recipiente cerrado, la masa de ceniza era mucho menor que la masa de carbón quemado. Lo explicó diciendo que el carbón se transformaba en una masa invisible, a la que llamó “gas”.
Las propiedades del dióxido de carbono se estudiaron mucho más tarde, en 1750. físico escocés José Negro (José Negro).
Descubrió que la piedra caliza (carbonato de calcio CaCO 3), cuando se calienta o reacciona con ácidos, libera un gas al que llamó "aire ligado". Resultó que el “aire ligado” más denso que el aire y no soporta la combustión.
CaCO 3 + 2HCl = CO 2 + CaCl 2 + H 2 O
Al pasar "aire ligado", es decir dióxido de carbono CO 2 a través de solución de agua cal Ca(OH) 2, carbonato de calcio CaCO 3 se deposita en el fondo. Joseph Black utilizó este experimento para demostrar que el dióxido de carbono se libera mediante la respiración animal.
CaO + H2O = Ca(OH)2
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O
El dióxido de carbono líquido es un líquido incoloro e inodoro cuya densidad varía mucho con la temperatura. Existe a temperatura ambiente sólo a presiones superiores a 5,85 MPa. La densidad del dióxido de carbono líquido es 0,771 g/cm 3 (20°C). A temperaturas inferiores a +11°C es más pesado que el agua y por encima de +11°C es más ligero.
Gravedad específica El dióxido de carbono líquido cambia significativamente con la temperatura. Por tanto, la cantidad de dióxido de carbono se determina y se vende en peso. La solubilidad del agua en dióxido de carbono líquido en el rango de temperatura de 5,8 a 22,9°C no supera el 0,05%.
El dióxido de carbono líquido se convierte en gas cuando se le suministra calor. En condiciones normales (20°C y 101,3 kPa) Cuando se evapora 1 kg de dióxido de carbono líquido, se forman 509 litros de dióxido de carbono.. cuando es excesivo selección rápida gas, una disminución de la presión en el cilindro y un suministro de calor insuficiente, el dióxido de carbono se enfría, la velocidad de su evaporación disminuye y cuando alcanza " triple punto“Se convierte en hielo seco, que obstruye el orificio del engranaje reductor y se detiene la extracción de gas. Cuando se calienta, el hielo seco se convierte directamente en dióxido de carbono, sin pasar por el estado líquido. Para evaporar el hielo seco, es necesario suministrar mucho más calor que para evaporar el dióxido de carbono líquido; por lo tanto, si se ha formado hielo seco en el cilindro, se evapora lentamente.
El dióxido de carbono líquido se produjo por primera vez en 1823. Humphry Davy(Humphry Davy) y Michael Faraday(Michael Faraday).
Dióxido de carbono sólido "hielo seco", según apariencia Se parece a la nieve y al hielo. El contenido de dióxido de carbono obtenido de las briquetas de hielo seco es alto: 99,93-99,99%. El contenido de humedad está en el rango de 0,06-0,13%. Hielo seco mientras está en al aire libre, se evapora intensamente, por lo que se utilizan contenedores para su almacenamiento y transporte. El dióxido de carbono se produce a partir de hielo seco en evaporadores especiales. Dióxido de carbono sólido (hielo seco), suministrado de acuerdo con GOST 12162.
El dióxido de carbono se utiliza con mayor frecuencia.:
- crear un entorno protector para los metales;
- en la producción de bebidas carbonatadas;
- refrigeración, congelación y almacenamiento productos alimenticios;
- para sistemas de extinción de incendios;
- Para limpiar superficies con hielo seco.
La densidad del dióxido de carbono es bastante alta, lo que permite proteger el espacio de reacción del arco del contacto con los gases del aire y evita la nitruración con un consumo relativamente bajo de dióxido de carbono en el chorro. El dióxido de carbono interactúa durante el proceso de soldadura con el metal de soldadura y tiene un efecto oxidante y también carburante sobre el metal del baño de soldadura.
Previamente Los obstáculos para el uso del dióxido de carbono como medio protector fueron en las costuras. Los poros fueron causados por la ebullición del metal solidificado del baño de soldadura por la liberación de monóxido de carbono (CO) debido a su desoxidación insuficiente.
A altas temperaturas, el dióxido de carbono se disocia para formar oxígeno monoatómico libre, altamente activo:
La oxidación del metal de soldadura liberada del dióxido de carbono libre durante la soldadura es neutralizada por el contenido cantidad adicional elementos de aleación con alta afinidad por el oxígeno, con mayor frecuencia silicio y manganeso (en cantidades superiores a las necesarias para alear el metal de soldadura) o fundentes introducidos en la zona de soldadura (soldadura).
Tanto el dióxido de carbono como el monóxido de carbono son prácticamente insolubles en metal sólido y fundido. El activo libre oxida los elementos presentes en el baño de soldadura dependiendo de su afinidad por el oxígeno y concentración según la ecuación:
Yo + O = YoO
donde Me es un metal (manganeso, aluminio, etc.).
Además, el propio dióxido de carbono reacciona con estos elementos.
Como resultado de estas reacciones, al soldar con dióxido de carbono, se observa un quemado significativo de aluminio, titanio y circonio, y un quemado menos intenso de silicio, manganeso, cromo, vanadio, etc.
La oxidación de impurezas se produce con especial intensidad en . Esto se debe a que cuando se suelda con un electrodo consumible, la interacción del metal fundido con el gas se produce cuando queda una gota en el extremo del electrodo y en el baño de soldadura, y cuando se suelda con un electrodo no consumible, ocurre sólo en la piscina. Como se sabe, la interacción del gas con el metal en la brecha del arco se produce mucho más intensamente debido a alta temperatura y una mayor superficie de contacto entre el metal y el gas.
Debido a la actividad química del dióxido de carbono en relación con el tungsteno, la soldadura en este gas se realiza únicamente con un electrodo consumible.
El dióxido de carbono no es tóxico ni explosivo. En concentraciones superiores al 5% (92 g/m3), el dióxido de carbono tiene mala influencia perjudicial para la salud humana, ya que es más pesado que el aire y puede acumularse en zonas mal ventiladas cerca del suelo. Al mismo tiempo, disminuye fracción de volumen oxígeno en el aire, lo que puede causar deficiencia de oxígeno y asfixia. Los locales donde se realiza soldadura con dióxido de carbono deben estar equipados con suministro general y ventilación de escape. La concentración máxima permitida de dióxido de carbono en el aire del área de trabajo es de 9,2 g/m 3 (0,5%).
El dióxido de carbono es suministrado por . Para obtener costuras de alta calidad, se utiliza dióxido de carbono gaseoso y licuado de primer y más alto grado.
El dióxido de carbono se transporta y almacena en cilindros de acero o tanques de gran capacidad en estado líquido, seguido de su gasificación en planta, con suministro centralizado a las estaciones de soldadura mediante rampas. Uno estándar con una capacidad de agua de 40 litros se llena con 25 kg de dióxido de carbono líquido, que a presión normal ocupa el 67,5% del volumen del cilindro y produce 12,5 m 3 de dióxido de carbono al evaporarse. El aire se acumula en la parte superior del cilindro junto con el gas dióxido de carbono. El agua, que es más pesada que el dióxido de carbono líquido, se acumula en el fondo del cilindro.
Para reducir la humedad del dióxido de carbono, se recomienda instalar el cilindro con la válvula hacia abajo y, después de reposar durante 10...15 minutos, abrir con cuidado la válvula y liberar la humedad del cilindro. Antes de soldar es necesario liberar una pequena cantidad de gas para eliminar el aire atrapado en el cilindro. Parte de la humedad se retiene en dióxido de carbono en forma de vapor de agua, lo que empeora la soldadura de la costura.
Cuando se libera gas del cilindro, debido al efecto de estrangulamiento y la absorción de calor durante la evaporación del dióxido de carbono líquido, el gas se enfría significativamente. Con una extracción intensiva de gas, el reductor puede obstruirse con la humedad congelada contenida en el dióxido de carbono, así como con el hielo seco. Para evitar esto, al extraer dióxido de carbono, se instala un calentador de gas frente al reductor. La eliminación final de la humedad después de la caja de cambios se realiza con un desecante especial lleno de lana de vidrio y cloruro de calcio, sílice, helio, sulfato de cobre u otros absorbentes de humedad
El cilindro de dióxido de carbono está pintado de negro, con las palabras “ÁCIDO DE CARBONO” escritas en letras amarillas..
