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Caratteristiche, usi e pericoli dell'anidride carbonica
il anidride carbonica È un gas incolore e inodore a temperature e pressioni atmosferiche. È una molecola composta da un atomo di carbonio (C) e due atomi di ossigeno (O). Forma l'acido carbonico (un acido delicato) sciogliendosi in acqua. È relativamente non tossico e incombustibile.
È più pesante dell'aria, quindi può causare soffocamento durante lo spostamento. In caso di esposizione prolungata al calore o al fuoco, il suo contenitore può rompersi violentemente ed espellere i proiettili.
È usato per congelare il cibo, per controllare le reazioni chimiche e come agente estinguente.
- formula: CO2
- Numero CAS: 124-38-9
- NU: 1013
Struttura 2D
Struttura 3D
lineamenti
Proprietà fisiche e chimiche
| Peso molecolare: | 44,009 g / mol |
| Punto di sublimazione: | -79 ° C |
| Solubilità in acqua, ml / 100 ml a 20 ° C: | 88 |
| Pressione di vapore, kPa a 20 ° C: | 5720 |
| Densità di vapore relativa (aria = 1): | 1,5 |
| Coefficiente di ripartizione ottanolo / acqua come log Pow: | 0,83 |
Il biossido di carbonio appartiene al gruppo di sostanze chimicamente non reattive (insieme ad argon, elio, krypton, neon, azoto, esafluoruro di zolfo e xeno, ad esempio).
infiammabilità
L'anidride carbonica, come il gruppo di sostanze chimicamente non reattive, non è infiammabile (anche se possono essere a temperature molto elevate).
reattività
Le sostanze chimicamente non reattive sono considerate non reattive in condizioni ambientali tipiche (sebbene possano reagire in circostanze relativamente estreme o in catalisi). Sono resistenti all'ossidazione e alla riduzione (eccetto in condizioni estreme).
Quando sospesi in biossido di carbonio (in particolare in presenza di forti ossidanti, quali perossidi) polveri di magnesio, litio, potassio, sodio, zirconio, titanio, alcune leghe di magnesio e alluminio e alluminio, cromo e magnesio riscaldati, sono infiammabile ed esplosivo.
La presenza di anidride carbonica può provocare una decomposizione violenta in soluzioni di idruro di alluminio in etere, riscaldando il residuo.
Attualmente vengono valutati i pericoli derivanti dall'uso del biossido di carbonio nei sistemi di prevenzione incendi e di estinzione dei volumi di aria confinata e dei vapori infiammabili.
Il rischio associato al suo utilizzo è centrato sul fatto che si possono creare grandi scariche elettrostatiche che avviano l'esplosione.
Il contatto di anidride carbonica liquida o solida con acqua molto fredda può portare ad una bollitura vigorosa o violenta del prodotto e una vaporizzazione estremamente rapida a causa delle grandi differenze di temperatura coinvolte.
Se l'acqua è calda, c'è la possibilità che un'esplosione del liquido possa derivare da un "surriscaldamento". Le pressioni possono raggiungere livelli pericolosi se il gas liquido viene a contatto con l'acqua in un contenitore chiuso. L'acido carbonico debole si forma in una reazione non pericolosa con l'acqua.
tossicità
Le sostanze chimicamente non reattive sono considerate non tossiche (sebbene le sostanze gassose di questo gruppo possano agire come asfissianti).
L'inalazione prolungata di concentrazioni inferiori o uguali al 5% di anidride carbonica provoca un aumento della frequenza respiratoria, mal di testa e sottili cambiamenti fisiologici.
Tuttavia, l'esposizione a concentrazioni più elevate può causare perdita di coscienza e morte.
Il gas liquido o freddo può causare lesioni da congelamento alla pelle o agli occhi simili a bruciature. Il solido può causare ustioni dal contatto freddo.
applicazioni
Usi di anidride carbonica gassosa. Una grande percentuale (circa il 50%) di tutto il biossido di carbonio recuperato viene utilizzata nel luogo di produzione per fabbricare altre sostanze chimiche di importanza commerciale, principalmente urea e metanolo.
Un altro importante uso del biossido di carbonio vicino alla fonte di gas è il miglioramento del recupero del petrolio.
Il resto del biossido di carbonio generato in tutto il mondo viene convertito nella sua forma liquida o solida per l'uso in altri luoghi, o viene scaricato nell'atmosfera, poiché il trasporto di anidride carbonica gassosa non è economicamente sostenibile.
Usi di anidride carbonica solida
Il ghiaccio secco era in origine la più importante delle due forme non gassose di anidride carbonica.
Il suo uso divenne popolare negli Stati Uniti a metà degli anni '20 come refrigerante per la conservazione degli alimenti e negli anni '30 divenne un fattore importante per la crescita dell'industria del gelato.
Dopo la seconda guerra mondiale, i cambiamenti nella progettazione del compressore e la disponibilità di acciai speciali a basse temperature hanno permesso di liquefare l'anidride carbonica su larga scala. Pertanto, l'anidride carbonica liquida ha iniziato a sostituire il ghiaccio secco in molte applicazioni.
Usi di biossido di carbonio liquido
Gli usi del biossido di carbonio liquido sono molti. In alcuni la sua composizione chimica è importante e in altri no.
Tra questi ci sono: usare media come inerte, per promuovere la crescita delle piante, come mezzo di trasferimento del calore nelle centrali nucleari, come refrigerante, in base alla solubilità di carbonio, prodotti chimici e altri usi usi di anidride.
Utilizzare come mezzo inerte
L'anidride carbonica viene utilizzata al posto di un'atmosfera atmosferica quando la presenza di aria potrebbe causare effetti indesiderati.
Nella manipolazione e nel trasporto di prodotti alimentari, l'ossidazione (che porta ad una perdita di sapore o la crescita di batteri) può essere evitata usando anidride carbonica.
Utilizzare per promuovere la crescita delle piante
Questa tecnica viene applicata dai produttori di frutta e verdura, che introducono il gas nelle loro serre per dare ai livelli di anidride carbonica delle piante superiori a quelli normalmente presenti nell'aria. Le piante rispondono con un aumento del loro tasso di assimilazione del biossido di carbonio e con un aumento della produzione di circa il 15%.
Utilizzare come mezzo di trasferimento di calore nelle centrali nucleari
L'anidride carbonica è utilizzata in alcuni reattori nucleari come mezzo intermedio di trasferimento di calore. Trasferisce il calore dai processi di fissione al vapore o all'acqua bollente negli scambiatori di calore.
Utilizzare come refrigerante
L'anidride carbonica liquida è ampiamente utilizzata per congelare il cibo e anche per la sua successiva conservazione e trasporto.
Usi basati sulla solubilità del biossido di carbonio
L'anidride carbonica ha una moderata solubilità in acqua e questa proprietà è utilizzata nella produzione di bevande alcoliche e analcoliche effervescenti. Questa fu la prima importante applicazione del biossido di carbonio. L'uso del biossido di carbonio nell'industria dell'aerosol è in costante aumento.
Usi chimici
Nella produzione di stampi e anime da fonderia, viene utilizzata la reazione chimica tra biossido di carbonio e silice, che serve per unire i granelli di sabbia.
Il salicilato di sodio, uno dei prodotti intermedi nella produzione di aspirina, è prodotto dalla reazione del biossido di carbonio con il fenolato di sodio.
La carbonatazione dell'acqua addolcita viene effettuata utilizzando anidride carbonica per eliminare la precipitazione di composti di calce insolubili.
L'anidride carbonica viene anche utilizzata nella produzione di carbonati di base, carbonati di sodio, potassio e ammonio e carbonati di idrogeno.
È usato come agente neutralizzante nelle operazioni di mercificazione nell'industria tessile perché è più conveniente da usare rispetto all'acido solforico.
Altri usi
L'anidride carbonica liquida viene utilizzata in un processo di estrazione di carbone, può essere utilizzato per isolare determinati sapori e profumi, anestesia degli animali prima della macellazione, animali crio-branding, generazione di nebbia per produzioni teatrali, il congelamento di tumori e verruche benigni, i laser, la produzione di additivi per l'olio lubrificante, la lavorazione del tabacco e l'igiene pre-sepoltura sono esempi di tali usi.
Effetti clinici
Asfissiante esposizione si verifica principalmente in ambienti industriali, occasionalmente in caso di calamità naturali o industriali.
Asfissiante semplice includono, tra gli altri, anidride carbonica (CO2), l'elio (He) e (metano (CH4), etano (C2H6), propano (C3H8) e butano (C4H10)) idrocarburi gassosi.
Agiscono spostando l'ossigeno dall'atmosfera, portando ad una diminuzione della pressione parziale di ossigeno alveolare e, di conseguenza, all'ipossiemia.
L'ipossiemia produce un quadro di euforia iniziale, che può compromettere la capacità del paziente di uscire dall'ambiente tossico.
La disfunzione del SNC e il metabolismo anaerobico indicano una grave tossicità.
Intossicazione da leggera a moderata
La saturazione di ossigeno può essere inferiore al 90%, anche in pazienti asintomatici o leggermente sintomatici. Maledizioni con ridotta visione notturna, mal di testa, nausea, aumento compensatorio della respirazione e polso.
Avvelenamento grave
La saturazione di ossigeno può essere pari o inferiore all'80%. Ci diminuzione della vigilanza, sonnolenza, vertigini, stanchezza, euforia, perdita di memoria, riduzione dell'acuità visiva, cianosi, perdita di coscienza, aritmie, ischemia del miocardio, edema polmonare, convulsioni e la morte.
Sicurezza e rischi
Dichiarazioni di pericolo del sistema globale armonizzato di classificazione ed etichettatura dei prodotti chimici (SGA).
Il sistema mondiale armonizzato di classificazione ed etichettatura delle sostanze chimiche (GHS) è un sistema concordato a livello internazionale, creato dalle Nazioni Unite destinata a sostituire i vari standard di classificazione e di etichettatura utilizzati nei diversi paesi che utilizzano criteri coerenti in tutto il mondo (Nazioni United, 2015).
classi di pericolo (e il suo corrispondente capitolo del GHS) norme di classificazione ed etichettatura, e le raccomandazioni per il biossido di carbonio sono i seguenti (Agenzia europea delle sostanze chimiche, 2017; delle Nazioni Unite, 2015; PubChem, 2017):
riferimenti
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