Диоксид углерода

Диоксид углерода (химическая формула C02) представляет собой природный химический состав, состоящий из 2-х атомов кислорода, каждый ковалентно связан двойной связью с одним атомом углерода. Он представляет собой газ при стандартной температуре и давлении, и существует в атмосфере Земли в таком состоянии, в качестве микропримеси газа при концентрации 0,04 процента (400 частей на миллион) по объему на 2014 г. Диоксид углерода используется в пищевой, нефтяной, химической промышленностях.

Является одним из наиболее часто используемых сжатых газов для пневматических (газ под давлением) систем в переносных инструментах. Диоксид углерода также используется в качестве атмосферы при сварке, хотя в сварочной дуге он вступает в реакцию с окислением большинства металлов. Использование в автомобильной промышленности является распространенным, несмотря на значительные доказательства того, что сварные швы, сделанные в двуокиси углерода, являются более хрупкими, чем сделанные в более инертных атмосферах, и что такие сварные швы ухудшаются с течением времени из-за образования угольной кислоты. Он используется в качестве сварочного газа в первую очередь потому, что он гораздо дешевле, чем более инертные газы, такие как аргон или гелий. Он используется во многих потребительских продуктах, которые требуют сжатого газа, поскольку он является недорогим и негорючим, и потому что он претерпевает фазовый переход из газа в жидкость при комнатной температуре при достижимом давлении приблизительно 60 бар (870 фунтов на квадратный дюйм, 59 атм), что позволяет значительно большему количеству углекислого газа поместиться в данном контейнере, чем было бы в противном случае. Спасательные жилеты часто содержат канистры сжатого углекислого газа для быстрого надувания. Алюминиевые капсулы CО2 также продаются как сжатый газ для пневматики, пейнтбольных маркеров, велосипедных шин, а также для изготовления газированной воды. Быстрое испарение жидкого диоксида углерода используется для производства взрывных работ в угольных шахтах. Высокие концентрации двуокиси углерода также могут быть использованы против вредителей. Жидкий диоксид углерода используется в сверхкритической сушке некоторых пищевых продуктов и технологических материалов, при подготовке образцов для растровой электронной микроскопии и в пяти декофеинизациях кофейных зерен.

Диоксид углерода тушит огонь, и некоторые огнетушители, особенно те, которые предназначены для электрических пожаров, содержат жидкий углекислый газ под давлением. Углекислотные огнетушители хорошо работают на небольших легковоспламеняющихся "жидких" и электрических пожарах, но не на обычных горючих пожарах, потому что, хотя они и исключают кислород, они не охлаждают горящие вещества значительно и когда рассеивается диоксид углерода, они могут свободно загореться под воздействием атмосферного кислорода.

Углекислый газ также широко используется в качестве огнетушащего вещества в стационарных системах противопожарной защиты для местного применения к конкретным опасностям и полного затопления охраняемого пространства. Стандарты Международной морской организации также признают системы двуокиси углерода для противопожарной защиты трюмов и машинного отделения. Системы противопожарной защиты на основе двуокиси углерода были связаны с гибелью нескольких человек, потому что они могут привести к удушью в достаточно высоких концентрациях. Обзор систем CО2 выявил 51 случай в период между 1975 и датой доклада, в результате чего произошло 72 смерти и 145 травм.

Жидкий диоксид углерода является хорошим растворителем для многих липофильных органических соединений и используется для удаления кофеина из кофе. Диоксид углерода привлек к себе внимание в фармацевтической и других химических промышленностях в качестве менее токсичной альтернативы для более традиционных растворителей, таких как хлорорганические соединения. Он используется некоторыми химчистками по этой причине.

Диоксид углерода используется при добыче нефти, где он вводится в или рядом с нефтедобывающими скважинами, как правило, в сверхкритических условиях. Такой подход позволяет повысить первоначальную нефтеотдачу за счет снижения остаточной нефтенасыщенности в пределах от 7 процентов до 23 процентов в дополнение к первичной добыче. Он действует и как нагнетающий агент и, когда растворяется в подземной сырой нефти, значительно снижает его вязкость, и, изменяя химию поверхности, позволяет нефти течь более быстро через резервуар к скважине удаления. В зрелых нефтяных месторождениях, обширные сети трубопроводов используются для перевозки диоксида углерода к точкам введения.

Жидкий и твердый диоксид углерода являются важными хладагентами, особенно в пищевой промышленности, где они работают во время транспортировки и хранения мороженого и других замороженных продуктов. Твердый диоксид углерода называют "сухим льдом" и используется для небольших партий груза, где холодильное оборудование не практично. Твердый диоксид углерода всегда ниже -78.5°C при регулярном атмосферном давлении, независимо от температуры окружающего воздуха.