基本用途
二氧化碳
固态二氧化碳俗称干冰,升华时可吸收大量热,因而用作制冷剂,如人工降雨,也常在舞台中用于制造烟雾。二氧化碳一般不燃烧也不支持燃烧,常温下密度比空气略大,受热膨胀后则会聚集于上方。也常被用作灭火剂但Mg、Na、K等燃烧时不能用CO₂来灭火,因为:2Mg+CO₂==点燃==2MgO+C、4Na+CO₂==点燃==2Na₂O+C、4K+CO₂==点燃==2K₂O+C。
二氧化碳是绿色植物光合作用不可缺少的原料,温室中常用二氧化碳作肥料。光合作用总反应:CO2+H2O —叶绿体、光照→ C6H12O6 + O2注意:光合作用释放的氧气全部来自水,光合作用的产物不仅是糖类,还有(无蛋白质)、脂肪,因此光合作用产物应当是有机物。
各步分反应:2H₂O —光照→ 2H₂↑+ O₂↑(水的光解) NADP+ + 2e- + H+ → NADPH(递氢) ADP + Pi —→ ATP (递能) CO?+C5化合物→C6化合物(二氧化碳的固定) C6化合物 —ATP、NADPH→(CH₂O)n + C5化合物(有机物的生成)
二氧化碳还可用于制取金刚石,反应的化学方程式为4Na+CO₂=2Na₂O+C,反应的条件为440℃及800个大气压,在这样的条件下,二氧化碳会形成超流体,能够吸附在钠的表面,加速电子从钠传递至二氧化碳的过程。当温度降低至400℃时,没有金刚石的产生了,当压力下降时,生成物也主要以石墨为主。
液体二氧化碳密度1.1克/升。液体二氧化碳蒸发时或在加压冷却时可凝成固体二氧化碳,俗称干冰,是一种低温致冷剂,密度为1.56克/厘米3。二氧化碳能溶于水,20℃时每100体积水可溶88体积二氧化碳,一部分跟水反应生成碳酸。化学性质稳定,没有可燃性,一般不支持燃烧,但活泼金属可在二氧化碳中燃烧,如点燃的镁条可在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳。二氧化碳是酸性氧化物,可跟碱或碱性氧化物反应生成碳酸盐。跟氨水反应生成碳酸氢铵。,但空气中二氧化碳含量过高时,也会使人因缺氧而发生窒息。绿色植物能将二氧化碳跟水在光合作用下合成有机物。二氧化碳可用于制造碳酸氢铵、小苏打、纯碱、尿素、铅白颜料、饮料、灭火器以及铸钢件的淬火。二氧化碳在大气中约占总体积的0.03%,人呼出的气体中二氧化碳约占4%。实验室中常用盐酸跟大理石反应制取二氧化碳,工业上用煅烧石灰石或酿酒的发酵气中来获得二氧化碳。
二氧化碳对农业的影响
实验在CO2高浓度的环境下,植物会生长得更快速和高大。但是,‘全球变暖’的结果可会影响大气环流,继 而改变全球的雨量分布与及各大洲表面土壤的含水量。由于未能清楚了解‘全球变暖’对各地区性气候的影响,以致对植物生态所 产生的转变亦未能确定。
二氧化碳潴留同缺氧一样,是一个病理学名词,各种原因引起呼吸功能障碍,导致缺氧,使得二氧化碳增加、堆积、潴留,影响细胞正常代谢和气体交换,从而导致二氧化碳潴留,出现一系列表现。
血液中的O2以溶解的和结合的两种形式存在。溶解的量极少,仅占血液总O2含量的约1.5%,结合的占 98.5%左右。O2的结合形式是氧合血红蛋白(HbO2)。血红蛋白(hemoglobin,Hb)是红细胞内的色蛋白,它的分子结构特征使之成为极好的运O2工具。Hb还参与CO2的运输,所以在血液气体运输方面Hb占极为重要的地位。
作用
血液中的二氧化碳以碳酸氢盐为其主要的形式,约占血二氧化碳总量的88%。二氧化碳从组织进入血液,同水发生反应形成碳酸,这一反应主要在红细胞内进行。碳酸电离为氢离子和碳酸氢根离子,红细胞内碳酸氢根离子浓度逐渐升高,同时向血浆内扩散,并与血浆内钠离子结合为碳酸氢盐,溶解于血浆中而运输。同时血浆内氯离子向红细胞转移。另一方面碳酸电离出的氢离子能迅速与氧合血红蛋白结合,生成还原血红蛋白,同时释放氧。氢离子与血红蛋白结合不仅能促进更多的二氧化碳转变为碳酸氢根离子有利于更多的氧释二氧化碳的运输,而且还能促进放,有利于组织氧的供给。
CO2潴留的表现
二氧化碳分压能较准确地反映呼吸功能状态。二氧化碳分压>6kPa为高碳酸血症,提示通气不足,示有CO2潴留,为呼吸性酸中毒;<5.99kPa,为低碳酸血症,提示通气过度,示CO2排出过多,为呼吸性碱中毒; pCO2>4.66kPa时可出现呼吸衰竭,>7.32kPa是诊断呼吸衰竭的标志之一;当二氧化碳分压升至10.64kPa以上,出现中枢的抑制,首先表现为反应迟钝、、定向力障碍,进而出现精神错乱、昏睡、半昏迷至昏迷,甚至发生。当二氧化碳分压升至15.96kPa时,几乎不可避免地出现昏迷,伴足底反射消失,瞳孔一般缩小,颅内压升高,危及生命,二氧化碳分压升高对病情的影响程度,与个体有明显差异,与CO2潴留产生的快慢有直接的关系。当CO2急剧潴留(急性呼吸衰竭),即使二氧化碳分压未超过10.64kPa,亦可出现昏迷。
主要表现:
一,呼吸困难 表现在频率,节律和幅度的改变,如中枢性呼衰呈潮式,间歇或抽泣样呼吸;慢阻肺是由慢而较深的呼吸转为浅快呼吸,呼吸肌活动加强,呈点头或提肩呼吸,中枢药物中毒表现为呼吸匀缓,昏睡;严重肺心病并发呼衰二氧化碳麻醉时,则出现浅慢呼吸,
二,精神 急性呼衰的精神较慢性为明显,急性缺O2可出现精神错乱,狂躁,昏迷,等,慢性缺O2多有智力或定向功能障碍, CO2潴留出现中枢抑制之前的兴奋,如,烦躁,躁动,但此时切忌用或,以免加重CO2潴留,发生肺性脑病,表现为神志淡漠,肌肉震颤,间歇,昏睡,甚至昏迷等,pH代偿,尚能进行日常个人生活活动,急性CO2潴留,pH7.3时,会出现精神,严重CO2潴留可出现腱反射减弱或消失,锥体束征阳性等,
三,血液循环系统 严重缺O2和CO2潴留引起肺动脉高压,可发生右心衰竭,伴有体循环淤血体
啤酒中二氧化碳的主要作用
1)赋予啤酒杀口性,有开胃、通气、清凉、消暑的作用;
2)有利于啤酒泡沫的形成,有利于泡沫的均匀性、稳定性和持久性;
3)可有效隔氧,提高啤酒的抗氧化能力;
4)啤酒中溢出的二氧化碳有利于啤酒芳香气味的散发;
5)溶解在啤酒内的二氧化碳可抑制杂菌污染,增强啤酒防腐能力,延长啤酒保存期;
6)能降低啤酒的PH值,促进酒花树脂析出,使啤酒苦味更加柔和,口感更好。
高纯二氧化碳(CO2)
又称碳酸气、碳酸酐,无色、无味、无臭的无性气体。固体状态时被称作干冰。
分子量44.01 气体密度1.977g/L 熔点56.6(5270帕) 沸点-78.48(升华)
相对密度(空气=1)1.53 蒸汽压1013.25kPa/-39℃
高纯二氧化碳纯度:99.999% 包装:40L钢瓶包装压力:23KG/瓶
二氧化碳的用途:
化工原料中用二氧化碳来合成化工产品,液体二氧化碳和干冰作为致冷剂用来食品的冷冻冷藏和人工降雨,也用二氧化碳气体来保存食品和粮食,另外二氧化碳在饮料添加剂和消防方面也有大量的应用,二氧化碳气体在焊接中也被大量使用。高纯二氧化碳气体:在半导体制造中氧化、扩散、化学气相淀积;某些反应的惰性介质,石墨反应器的热载体;蔬菜保鲜;输送易燃液体的压入气体;标准气,校正气,在线仪表标准气,特种混合气。高纯液体二氧化碳:冷却剂、焊接保护气、铸造工业、灭火剂,联酸盐类的制造。
二氧化碳的危害性:
环境方面大量的二氧化碳排放是造成全球气候变暧的主要原因,二氧化碳本身是无毒的但高浓度的二氧化碳(大于3%)时,呼吸会加快,有气闷和感。大于5%时,会导致缺氧性窒息。固态(干冰)和液态二氧化碳在常压下迅速汽化,能造成-80~-43℃低温,引起皮肤和眼睛严重的冻伤。
安全防护:
储存室要求阴凉通风,温度不宜超过30℃.远离热源和火源。搬运时轻拿轻放,防止倾倒,接触液态二氧化碳时要防止冻伤。
二氧化碳传感器是用于检测二氧化碳浓度的机器。二氧化碳是绿色植物进行光合作用的原料之一,作物干重的95%来自光合作用。因此,使用二氧化碳传感器控制浓度也就成为影响作物产量的重要因素。
塑料大棚栽培使作物长期处于相对密闭的场所中,棚内二氧化碳浓度内变化很大,日出前达到大值1000~1200ppm,日出后2.5~3小时降为100ppm左右,仅为大气浓度的30%左右,而且一直维持到午后2小时才开始回升,到下午4时左右恢复到大气水平。
蔬菜需二氧化碳浓度一般1000~1500ppm。因此,塑料大棚内二氧化碳亏缺相当严重,成为影响塑料大棚蔬菜产量的重要因素。在塑料大棚中安装二氧化碳传感器可以保证在二氧化碳浓度不足的情况下及时报警,从而使用气肥。保证蔬菜、食用菌、鲜花、等提早上市、高质高产
当然气体传感器中不仅仅只有二氧化碳传感器应用广泛,其它气体传感器也有着广泛的应用,随着人们对气体传感器的深入认识,气体传感器将会被应用在更多环境中,当然我们在生产气体传感器的时候一定要确保它的灵敏性和稳定性。
红外二氧化碳传感器:该传感器利用非色散红外(NDIR)原理对空气中存在的CO2进行探测,具有很好的选择性,无氧气依赖性,广泛应用于存在可燃性、爆炸性气体的各种场合。
催化二氧化碳传感器:是将现场检测到的二氧化碳浓度转换成标准4-20mA 电流信号输出、广泛应用于石油、化工、冶金、 炼化、燃气输配、生化医药及水处理等行业。
热传导二氧化碳传感器:据混合气体的总导热系数随待分析气体含量的不同而改变的原理制成,由检测元件和补偿元件配对组成电桥的两个臂,遇可燃性气体时检测元件电阻变小,遇非可燃性气体时检测元件电阻变大(空气背景),桥路输出电压变量,该电压变量随气体浓度而成正比例,补偿元件起参比及温度补偿作用,主要应用场所在民用、工业现场的天然气、液化气、煤气、烷类等可燃性气体及汽油、醇、酮、苯等蒸汽的浓度检测。
CO2+C=高温=2CO
C+02=点燃=CO2
CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓
由于碳酸很不稳定,容易分解: H₂CO₃==== H₂O+CO₂↑ 所以2HCl + CaCO₃==== CaCl₂+ H₂O + CO₂↑ 二氧化碳能溶于水,形成碳酸: CO₂+ H₂O ==== H₂CO₃ 向澄清的石灰水加入二氧化碳,会形成白色的碳酸钙: CO₂+ Ca(OH)₂==== CaCO₃↓ + H₂O 如果二氧化碳过量会有: CaCO₃+ CO₂+ H₂O ==== Ca(HCO₃)₂ 二氧化碳会使烧碱变质: 2NaOH + CO₂==== Na₂CO₃+ H₂O 如果二氧化碳过量: NaOH + CO₂==== NaHCO₃ 二氧化碳和金属镁反应: 2Mg+ CO₂(过量) ==加热== 2MgO + C Mg+ CO₂ (少量) ==加热== MgO + CO 工业制法:高温煅烧石灰石: CaCO₃ ==高温== CaO + CO₂↑ 实验室制法: CaCO₃+2HCI=CaCl₂+ H₂O + CO₂↑ 二氧化碳的固定 CO2+C5→(酶) 2C3 在光合作用中的暗反应阶段,一分子的CO2和一分子的五碳化合物反应,生成两分子的三碳化合物
焊接方法的发尘量
二氧化碳焊
实芯焊丝(直径1.6mm8
药芯焊丝(直径1.6mm)
CO2气保焊焊烟危害
CO2气保焊接区域的污染按形成方式不同,分为化学污染和物理污染两大类。
化学污染是指CO2气保焊接过程中产生的有害气体和烟尘。进行CO2气保焊接时,在焊接区域,电弧周围会产生一些有害物质。
CO2气保焊接产生的有害物质可分为两类,一类是有害气体,主要是二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、(NO2)和臭氧(O3)。一类是烟尘,其主要成分是三氧化二铁(Fe2O3)、二氧化硅(SiO2)和氧化锰(MnO)等。这些有害物质,除了二氧化碳是为了保护电弧和熔池,从焊中喷出的,焊接没有用完而残存在焊接区域周围,其余的有害物质都是从焊接电弧和焊接熔池中产生出来的。
物理污染主要包括:CO2气保焊高温电弧光产生的紫外线、红外线等。
CO2气保焊焊烟净化
自然通风
滤筒式移动焊烟净化器。高负压焊烟除尘器自然通风成本低,主要采用纯自然的方法,通过开窗通风,设置百叶窗等方法减少车间焊烟的浓度。
滤筒式移动焊烟净化器,将万向吸气臂对准焊烟产生的点。通过系统产生的负压,将焊烟中产生的粉尘和有毒有害气体吸入净化器中,进行收集。滤筒式移动焊烟净化器有着广泛的应用。它方便灵活,便于移动。能满足各种灵活的工况。
高负压焊烟除尘器,主要将50mm口径的软管与焊机头直接连接。焊机工作时除尘器工作,焊机停止时除尘器也停止。这样保证在使用小风量的同时,有效的处理焊烟。另外高负压焊烟除尘器可以连接长20m的软管,可以有效的和自动焊机头等连接。克服了移动式吸气臂需要手工移动位置的不足。正在的做到了自动化,并且收集净化效果显著。