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二氧化碳《氣體應(yīng)用大全》

2019-6-10 13:56:38

二氧化碳CO₂

1.別名·英文名

碳酸酐、碳酸氣、碳酐、干冰(固體)、無(wú)水碳；Carbon diox-ide、Carbonic acid gas．

2.用途

干冰：青霉素制造，魚(yú)類(lèi)、奶油、奶酪、冰糕等的保存，低溫輸送，滅火劑，冷卻劑。

液體二氧化碳：冷卻劑、焊接、鑄造工業(yè)、清涼飲料、滅火劑、碳酸鹽類(lèi)的制造、殺蟲(chóng)劑、氧化防止劑、植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑、發(fā)酵工業(yè)、藥品(局部麻醉)、制糖工業(yè)、膠及動(dòng)物膠制造等。

二氧化碳?xì)怏w：在半導(dǎo)體制造中氧化、擴(kuò)散、化學(xué)氣相淀積，蔬菜保鮮，某些反應(yīng)的惰性介質(zhì)，石墨反應(yīng)器的熱載體，輸送易燃液體的壓入氣體，標(biāo)準(zhǔn)氣，校正氣，在線(xiàn)儀表標(biāo)準(zhǔn)氣，特種混合氣。

3.制法

(1)煅燒石灰石。

(2)天然氣、發(fā)酵氣、石油精煉副產(chǎn)品氣、合成氨工業(yè)的副產(chǎn)品氣等，這些氣體經(jīng)物理的和化學(xué)的凈化法進(jìn)行脫硫凈化，除去雜質(zhì)，壓縮到80大氣壓可得液體二氧化碳，把它再經(jīng)過(guò)細(xì)孔噴射口導(dǎo)人“雪花”貯槽并絕熱膨脹，可得雪片狀固態(tài)凝結(jié)物，把這雪片裝在金屬框中壓縮成形得干冰。

4.理化性質(zhì)

分子量： 44.01

熔點(diǎn)(517.97kPa)： -56.6℃

沸點(diǎn)(101.325kPa，升華點(diǎn))： -78.5℃

液體密度(273.15K，3485kPa)： 929.5kg/m³

氣體密度(0℃，101.325kPa)： 1.977kg/m³

相對(duì)密度(氣體，空氣=1，0℃，101.325KPa)：1.53

比容(21.1℃，101.325kPa)：0.547m³/kg

氣液容積比(15℃，100kPa)：845L/L

臨界溫度： 31.0℃

臨界壓力： 7381.5kPa

臨界密度：468kg/m³

壓縮系數(shù)：

溫度(℃)	壓縮系數(shù)
溫度(℃)	100kPa	1000kPa	5000kPa	10000kPa
10	0.99401	0.93777	0.10737	0.20291
50	0.99613	0.96070	0.78146	0.42010

熔化熱(-56.57℃，518.5kPa)： 196.65kJ/kg

氣化熱(-78.5℃，101.325kPa)： 570.08kJ/kg

比熱容(100kPa，0℃)： Cp=825.64J/(kg·K)

Cv=630.96J/(kg·K)

比熱比(氣體，20℃，101.325kPa)： Cp/Cv=1.316

蒸氣壓(-20℃)： 1965.7kPa

(0℃)： 3485.6kPa

(20℃)： 5724.9kPa

粘度(100kPa，0℃)：0.01373mPa·S

表面張力(20℃)： 1.16mN/m

導(dǎo)熱系數(shù)(100kPa，0℃)：0.01645w/(m·K)

折射率(氣體，0℃，101.325kPa，5461?)：1.0004506

二氧化碳在常溫常壓下為無(wú)色無(wú)臭稍帶酸味的氣體。比空氣重。液化后變成無(wú)色無(wú)臭的液體，可揮發(fā)。固化后變成白雪一樣的薄片或立方體。在氣液固三態(tài)均不燃燒，也不助燃。二氧化碳稍微呈惰性，對(duì)許多金屬幾乎無(wú)影響，但有水分時(shí)生成碳酸而腐蝕普通鋼。與強(qiáng)堿起劇烈反應(yīng)形成碳酸鹽，在高溫能被鐵、鋅和某些其它的金屬以及碳還原成一氧化碳。在350～400℃，有鎳存在的條件下(或在200℃，有氧化銅存在的條件下)可被氫還原為甲烷。在赤熱的溫度下與鈣反應(yīng)，生成碳化鈣和氧化鈣；在同樣溫度下與氨反應(yīng)生成尿素；有銅存在時(shí)與二硫化碳反應(yīng)可生成硫和一氧化碳。與許多有機(jī)化合物反應(yīng)?？蓪⑦@些化合物羰基化。能溶于水、烴類(lèi)及大多數(shù)有機(jī)溶劑中。

二氧化碳在水中的溶解度如下表所示。

溫度℃	10	20	40	60
吸收系數(shù)	1.1887	0.8704	0.5020	0.2717

5.霉性

最高容許濃度：5000ppm(9000mg/m³)

人吸入二氧化碳仍以原形從呼氣中排出。在空氣中大約有0.03%(～300ppm)的二氧化碳，此時(shí)，根據(jù)生物體正常的物質(zhì)代謝，在肺泡中含有6%的二氧化碳。但是，如果環(huán)境中的二氧化碳濃度增加，肺泡內(nèi)的濃度也增加，從而，血液中二氧化碳濃度增加，使血液的pH值發(fā)生變化。這種變化刺激呼吸神經(jīng)，條件反射地放出過(guò)剩的二氧化碳，因此呼吸自然變激。長(zhǎng)時(shí)間吸入高濃度的二氧化碳，將引起代謝障礙，特別是因中樞神經(jīng)的沉滯而逐漸陷入沉睡。

當(dāng)空氣中的二氧化碳濃度超過(guò)3%時(shí)出現(xiàn)呼吸困難、頭痛、眩暈、嘔吐等癥狀；濃度超過(guò)10%時(shí)，可引起視力障礙、痙攣、呼吸加快、血壓升高、意識(shí)喪失等；濃度超過(guò)25%時(shí)，能出現(xiàn)中樞神經(jīng)的抑制、昏睡、痙攣以及窒息死亡。

如果皮膚接觸固體或液體二氧化碳，能引起凍傷。

6.安全防護(hù)

廢氣要排放到大氣中。

在土法儲(chǔ)存蔬菜、水果、谷物等不通風(fēng)的地窖及密閉倉(cāng)庫(kù)，長(zhǎng)期不開(kāi)放的下水道、陰溝、礦井、油井及船艙底部等，以及偶而開(kāi)放的沼氣池，往往積存有大量二氧化碳。因此，不要驟然進(jìn)入多日未行通風(fēng)的菜窖、干井、礦坑中。群眾常用的預(yù)防方法是下窖前先做火焰試驗(yàn)。如蠟燭入窖即熄滅，說(shuō)明氧氣不足，不可進(jìn)入。還有小動(dòng)物試驗(yàn)，常用鴿和雞，動(dòng)物入窖后無(wú)任何不良反應(yīng)時(shí)才能進(jìn)入。懷疑窖內(nèi)氧氣不足時(shí)，先進(jìn)行通風(fēng)，通風(fēng)管必須插到窖底。通風(fēng)后再用火焰或小動(dòng)物做試驗(yàn)。如果沒(méi)有通風(fēng)設(shè)備，可將窖門(mén)大開(kāi)，促進(jìn)自然通風(fēng)。進(jìn)窖時(shí)，不可一人單獨(dú)行動(dòng)，否則發(fā)生意外時(shí)無(wú)人搶救。

對(duì)無(wú)水二氧化碳在常溫下可以使用鐵、鑄鐵、鋼、鋁、銅和銅合金、鎳和鎳合金、銀和銀合金、金和鉑。濕的二氧化碳是有腐蝕性的，對(duì)此可用的材質(zhì)有不銹鋼、耐蝕鎳基合金、蒙乃爾等。在高溫可以用鋁，它有抗氧化劑作用，但是鉬、鎢、鐵和鎳基合金被氧化。在常溫可以用天然橡膠、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚氯乙烯等大多數(shù)塑性材料和彈性材料。

用于CO₂的設(shè)備，首先應(yīng)在120℃溫度下烘烤至少30分鐘，同時(shí)抽真空至P≤10^-2mmHg。

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