Диоксид углерода (CO2), углекислый газ: химическая формула, плотность, области применения, особенности использования и хранения

Диоксид углерода: невидимая сила с безграничным потенциалом

Диоксид углерода (CO2), также известный как углекислый газ, — это вещество, которое мы привыкли ассоциировать с дыханием и парниковым эффектом. Однако этот невидимый газ играет незаменимую роль в самых разных областях нашей жизни — от пищевой промышленности до тяжелой металлургии. Секрет его успеха — в уникальных свойствах, которые человек научился использовать себе во благо.

В чем особенность вещества

У углекислого газа достаточно много уникальных качеств. Например, в зависимости от температуры и давления CO2 может существовать как в газообразном, так и в жидком виде. Это свойство делает его удобным для транспортировки и хранения в баллонах.

Среди прочих отличительных свойств выделяют:

отсутствие запаха и цвета;
инертность — газ химически неактивен и с трудом вступает в реакцию с другими химическими веществами;
растворимость в воде — состав легко растворяется в воде, при этом образуется угольная кислота, нашедшая широкое применение в пищевой промышленности;
низкую температуру кипения — вещество закипает при температуре -78,5 градусов Цельсия.

Кроме того, углекислый газ стабилен, в нормальных условиях не оказывает негативного воздействия на людей и окружающую среду, но при превышении концентрации более 6% довольно токсичен. СО2 отличается устойчивостью к температурным воздействиям, достаточно легко растворяется в эфирах и низших спиртах, обладает свойствами кислотных оксидов.

Как получают диоксид углерода

Углекислый газ получают несколькими способами. Один из популярных методов — это технологические процессы, в которых используются дымовые газы или продукты сгорания, полученные при сжигании различных веществ. Также используется методика рекуперации двуокиси углерода из отбросных газов различных производственных процессов.

Высококачественную углекислоту можно получить лабораторным путём в цистернах, используя брожение жидкостей, содержащих спирт. Полученный газ обрабатывают реагентами, чтобы перевести диоксид углерода в жидкое состояние. Кроме того, СО2 часто является побочным продуктом реакций при работе с азотом или кислородом. Также он может образовываться в реакциях с гидрокарбонатом и кислотами.

Где и как именно применяется углекислота

Область применения углекислого газа достаточно широка. Вещество находит применение в таких отраслях, как:

Пищевая промышленность. В качестве пищевой добавки для создания газированных напитков и минеральной воды. Как компонент азотных смесей для упаковки продуктов и увеличения их срока годности. Для замораживания и охлаждения пищевых продуктов в виде криогенной жидкости или сухого льда.
Медицинская отрасль. Без углекислого газа невозможны создание дыхательных смесей и стимуляция дыхания при его остановке. Также вещество помогает при химических отравлениях. Его применяют для обеззараживания ран и во время восстановительного периода после операций.
Металлургия. Основное назначение СО2 — резка и сварка металлов. Посредством углекислого газа регулируют водоотвод в шахтах, обеспечивают отвод вредных соединений из атмосферы рабочей зоны металлургических предприятий.
Электротехника. Углекислотой очищают электронные компоненты, убирают осадки, используют как охладитель.

Углекислый газ применим при производстве целлюлозно-бумажной продукции, например, для регулировки кислотности сырья и увеличения мощности оборудования. Также углекислотой заполняют системы пожаротушения, синтезируют химические соединения, нейтрализуют щелочи. Углекислый газ применим и производителями средств против различных вредителей.

Физико-химические показатели

Технические характеристики углекислого газа:

внешний вид — бесцветная жидкость без запаха;
формула — СО2;
плотность — 1,839 к/м³;
доля двуокиси углерода — более 99,8%;
массовая концентрация минеральных масел и механических примесей — менее 0,1 мг/кг;
массовая концентрация водяных паров при комнатной температуре — менее 0,037 г/м3;
класс опасности — 4.

В нормальных условиях вещество хранится под давлением 65-70 атмосфер. Перевозится углекислота в сжиженном виде в емкостях и баллонах. Транспортировка осуществляется спецтранспортом с использованием автоцистерн и специализированного грузового авто.

Хранят состав в герметичной таре, предотвращающей утечки вещества. При хранении нельзя допускать попадания прямых солнечных лучей, влаги. Нужно избегать воздействия источников открытого огня и следить за целостностью колпаков и заглушек. В баллонах, защищенных от коррозии, состав хранится в течение двух лет с момента выпуска.