سبد خرید - 0 تومان

دی اکسید کربن یا CO2

co2

خصوصیات فیزیکی و شیمیایی

دی اکسید کربن با فرمول شیمیایی CO۲ یک ترکیب شیمیایی است که از دو اتم اکسیژن و یک اتم کربن تشکیل شده است. این گاز بی رنگ، بی بو و در غلظت کم سمیت زیادی ندارد.در غلظت زیاد دارای بوی تند اسیدی می باشد.
در دما و فشار استاندارد، چگالی دی اکسید کربن در حدود ۱٫۹۸kg/m۳ می باشد که حدوداً ۱٫۵ برابر هوا است.در شرایط عادی مشتعل نمی شود اما باعث احتراق بعضی از فلزات مثل منیزیم می شود.
در -۷۸٫۵۱°C یا -۱۰۹٫۳°Fاز طریق مستقیما از حالت جامد به حالت گازی(یا به طور بر عکس) تبدیل می شود. دی اکسید کربن جامد معمولا یخ خشک نامیده می شود.
این ماده برای اولین بار توسط Charles Thilorier، شیمیدان فرانسوی شناسایی شد.
یخ خشک معمولا به عنوان ماده سرد کننده استفاده می شود.

تاریخچه دی اکسید کربن

  دی اکسید کربن یکی از اولین گازهایی است که به عنوان ترکیب مهمی از هوا شناخته شد. در قرن هفدهم Jan Baptist مشاهده کرد که وقتی زغال سنگ را در یک ظرف سر بسته می سوزاند، مقدار باقیمانده خیلی کمتر از مقدار اولیه است.او چنین نتیجه گیری کرد که درصدی از به ماده نامریی تبدیل می شود. که او آن را گاز یاwild spirit نامید.
خصوصیات دی اکسید کربن در دهه ۵۰ از قرن هفدهم به وسیله فیزیک دانی به نام Black بررسی شد. او کشف کرد که وقتی کلسیم کربنات سوزانده می شود یا با اسید واکنش بدهد، گازی تولید می کند که از هوا سنگین تر است. او این گاز را هوای ثابت نامید.) Fixed air)
او مشاهده کرد که این گاز مانند هوا باعث ایجاد احتراق نمی شود،همچنین باعث اختلال در زندگی موجودات زنده می شود. Black مشاهده کرد که وقتی گاز به درون محلول اکسید کلسیم تزریق شود کلسیم کربنات رسوب می کند.
او با استفاده از این پدیده به این نکته رسید که دی اکسید کربن به وسیله تخمیر میکروبی نیز تولید می شود.

جداسازی و تولید

  •   دی اکسید کربن ممکن است با تقطیر هوا به دست آید البته در این صورت این محصول دارای درصد کمی مونوکسید کربن نیز می باشد.
  •   بسیاری از واکنش های شیمیایی تولید دی اکسید کربن می کنند. مانند واکنش بسیاری از اسیدها و کربناتهای فلزی. برای مثال واکنش میان هیدروکلریک اسید و کلسیم کربنات :
                                       H۲CO۳ CaCl۲ +   →  ۲HCl + CaCO۳
سپس کربنیک اسید به دی اکسید کربن و آب تبدیل می شود.
  •        احتراق تمام سوختهای کربنی تولید دی اکسید کربن می کند.
  •        اکسید آهن به وسیله کک به آهن تبدیل شده که این فرایند تولید دی اکسید کربن می کند.
Fe۲O۳ + ۳C   →   Fe + 3CO۲
  •        تخمیر قند تولید اتانول و دی اکسید کربن می کند :
C۶H۱۲O۶   →   CO۲ + ۲C۲H۵OH
 

تولید صنعتی

 دی اکسید کربن عمدتا به وسیله یکی از شش روش زیر تولید می شود:
  1.      احتراق سوختهای فسیلی
  2.      به عنوان محصول جانبی تولید هیدروژن، که متان به CO۲ تبدیل می شود.
  3.      به عنوان محصول جانبی تخمیر قند در کارخانجات تولید کننده نوشابه های الکلی
  4.      از تجزیه گرمایی کربنات کلسیم
  5.      به عنوان محصول جانبی در تولید سدیم فسفات
  6.   مستقیما از بخارات دی اکسید کربن تولید شده وقتی که در حین عمل اسیدی کردن سنگ اهک یا دولومیت(کلسیم منیزیم کربنات) تولید می شود.

استفاده های صنعتی چند گانه از گاز کربنیک

دی اکسید کربن در صنایع غذایی، صنعت نفت و صنایع شیمیایی کاربرد فراوان دارد. این گاز در قسمتهایی استفاده می شود که نیازمند گاز فشرده هستند. غلظتهای بالای کربن دی اکسید برای از بین بردن برخی از آفتها مانند بید حشرات مضر برای لباس به کار می رود.

موارد مصرف گاز کربنیک

  1.       مواد نوشیدنی
دی اکسید کربن برای تولید نوشابه های غیر الکلی و آب معدنی به کار می رود. در برخی موارد مانند نوشابه های الکلی کربنه شدن از طریق تخمیر طبیعی به دست می آید، اما برخی کارخانه ها به طور مصنوعی آنها را کربناته می کنند.
  1.       مواد غذایی
برخی شکلاتها توسط کربن دی اکسید حدود ۴۰ bar (600psi) فشرده می شوند به طوریکه وقتی در دهان حل می شوند حباب آزاد می کنند.
خمیر مایه های شیمیایی مانند بکین پودر و جوش شیرین دی اکسید کربن را با گرم کردن آزاد می کنند.
  1.      جوشکاری
دی اکسید کربن به عنوان اتمسفر جهت جو شکاری استفاده می شود. علی رغم اینکه جوشهایی که در حضور CO۲ تشکیل میشود نسبت به سایر گازهای بی اثر بیشتر شکننده هستند و ممکن است با تشکیل کربنیک اسید باعث وخیم تر شدن بیشتر جوشها شود، اما به هرحال به دلیل قیمت پایین تر نسبت به هلیم وآرگون ، بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.
  1.     حذف و جمع آوری کافئین
CO۲ مایع به عنوان حلال مناسبی برای بسیاری از ترکیبات چربی دوست Lipophilc)) می باشد و برای حذف کافئین از قهوه استفاده می شود.
  1.     استفاده های دارویی و دیگر کاربردهای شیمیایی                                            
CO۲ به دلیل میزان سمیت کمتری که نسبت به حلال های رایج مانند کلریدهای آلی دارد مورد توجه زیادی در صنایع دارویی و شیمیایی قرار گرفته است. در صنایع شیمیایی برای تولید اوره، کربنات و بی کربنات و سدیم سیلیکات استفاده می شود.
  1.     کاربردهای کشاورزی و بیولوژیکی
CO۲ می تواند به عنوان منع کربن برای برخی جلبکها مانند جلبکspirulina محسوب شود.
در پزشکی حدود ۵% دی اکسید کربن به اکسیژن مورد استفاده، جهت تحریک تنفس افزوده شده تا تعادل میان CO۲/O۲ در خون حفظ شود.
  1.      جمع آوری نفت(Oil recovery)
دی اکسید کربن می تواند تحت شرایط فوق بحرانی به درون چاه های نفت تزریق شده که می تواند هم به عنوان ماده فشرده کننده عمل کند و هم اینکه ویسکوزیته نفت را کاهش می دهد و این امر باعث می شود که نفت سریعتر به داخل زمین حرکت کرده و به چاههای استخراج جریان یابد.
  1.     به عنوان سرد کننده
دی اکسید کربن مایع و جامد سرد کننده مهمی است. مخصوصا در صنایع غذایی،به خصوص در حمل و نقل مواد غذایی یخ زده استفاده می شود.
دی اکسید کربن مایع دارای نام صنعتی (R 744 یا R-744) است، که دارای ظرفیت بالایی برای سرد کردن مناسب است به ویژه اینکه در فشار بالاتر ا ز ۱۳۰ bar می تواند در بسیاری از موارد استفاده شود.
ارسال به سراسر کشور ایران
This site is using the Seo Wizard plugin created by http://seo.uk.net/