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二氧化碳《氣體應用大全》

2019-6-20 17:27:59

二氧化碳CO₂

1.別名·英文名

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

2.用途

干冰：青霉素制造，魚類、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、碳酸鹽類的制造、殺蟲劑、氧化防止劑、植物生長促進劑、發(fā)酵工業(yè)、藥品(局部麻醉)、制糖工業(yè)、膠及動物膠制造等。

二氧化碳氣體：在半導體制造中氧化、擴散、化學氣相淀積，蔬菜保鮮，某些反應的惰性介質，石墨反應器的熱載體，輸送易燃液體的壓入氣體，標準氣，校正氣，在線儀表標準氣，特種混合氣。

3.制法

(1)煅燒石灰石。

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

4.理化性質

分子量： 44.01

熔點(517.97kPa)： -56.6℃

沸點(101.325kPa，升華點)： -78.5℃

液體密度(273.15K，3485kPa)： 929.5kg/m³

氣體密度(0℃，101.325kPa)： 1.977kg/m³

相對密度(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：

溫度(℃)	壓縮系數
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

導熱系數(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色無臭稍帶酸味的氣體。比空氣重。液化后變成無色無臭的液體，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，對許多金屬幾乎無影響，但有水分時生成碳酸而腐蝕普通鋼。與強堿起劇烈反應形成碳酸鹽，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，生成碳化鈣和氧化鈣；在同樣溫度下與氨反應生成尿素；有銅存在時與二硫化碳反應可生成硫和一氧化碳。與許多有機化合物反應?？蓪⑦@些化合物羰基化。能溶于水、烴類及大多數有機溶劑中。

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	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，根據生物體正常的物質代謝，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，條件反射地放出過剩的二氧化碳，因此呼吸自然變激。長時間吸入高濃度的二氧化碳，將引起代謝障礙，特別是因中樞神經的沉滯而逐漸陷入沉睡。

當空氣中的二氧化碳濃度超過3%時出現呼吸困難、頭痛、眩暈、嘔吐等癥狀；濃度超過10%時，可引起視力障礙、痙攣、呼吸加快、血壓升高、意識喪失等；濃度超過25%時，能出現中樞神經的抑制、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

廢氣要排放到大氣中。

在土法儲存蔬菜、水果、谷物等不通風的地窖及密閉倉庫，長期不開放的下水道、陰溝、礦井、油井及船艙底部等，以及偶而開放的沼氣池，往往積存有大量二氧化碳。因此，不要驟然進入多日未行通風的菜窖、干井、礦坑中。群眾常用的預防方法是下窖前先做火焰試驗。如蠟燭入窖即熄滅，說明氧氣不足，不可進入。還有小動物試驗，常用鴿和雞，動物入窖后無任何不良反應時才能進入。懷疑窖內氧氣不足時，先進行通風，通風管必須插到窖底。通風后再用火焰或小動物做試驗。如果沒有通風設備，可將窖門大開，促進自然通風。進窖時，不可一人單獨行動，否則發(fā)生意外時無人搶救。

對無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，對此可用的材質有不銹鋼、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、聚氯乙烯等大多數塑性材料和彈性材料。

用于CO₂的設備，首先應在120℃溫度下烘烤至少30分鐘，同時抽真空至P≤10^-2mmHg。

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