Оксид углерода(ii)

Источники углекислоты

Большая часть диоксида углерода планеты естественного происхождения. Но также источниками СО₂ являются промышленные предприятия и транспорт, которые обеспечивают выброс в атмосферу углекислого газа искусственного происхождения.

Природные источники

При перегнивании деревьев и травы каждый год выделяется 220 миллиардов тонн углекислого газа. Океанами выделяется 330 миллиардов тонн. Пожары, которые образовались в связи с природными факторами приводят к выбросу СО₂, равному по количеству антропогенной эмиссии.

Естественными источниками углекислоты являются:

• Дыхание флоры и фауны. Растения и животные поглощают и вырабатывают СО₂, так устроено их дыхание.
• Извержение вулканов. Вулканические газы содержат двуокись углерода. В тех регионах, где есть активные вулканы, углекислый газ способен выходить из земных трещин и разломов.
• Разложение органических элементов. Когда органические элементы горят и перегнивают появляется СО₂.

Диоксид углерода хранится в углеродных комбинациях: угле, торфе, нефти, известняке. В качестве резервных хранилищ можно назвать океаны, в которых содержатся большие резервы углекислоты и вечную мерзлоту. Однако, вечная мерзлота начинает таять, это можно заметить по уменьшению снежных шапок самых высоких гор мира. При разложении органики наблюдается рост выделения в атмосферу углекислого газа. В результате чего хранилище преобразуется в источник.

• Ледники Боливии

• Ледники Тибета

• Ледник Петерманна
• Ледник Кори Калис
• Гора Килиманджаро
• Ледник Муир

Северные районы Аляски, Сибири и Канады — это в основном вечная мерзлота. В ней содержится много органического вещества. Из-за нагрева арктических регионов вечная мерзлота тает и происходит гниение ее содержимого.

Антропогенные источники

Главными искусственными источниками CO₂ считаются:

• Выбросы предприятий, которые происходят в процессе сгорания. Результатом является значительное повышение концентрации углекислого газа в атмосфере планеты.
• Транспорт.
• Превращение хозяйственных земель из лесов в пастбища и пахотные земли.

В мире растет количество экологических машин, но их процент по отношению к машинам внутреннего сгорания очень мал. Стоимость электрокаров выше обычных машин, поэтому многие не имеют финансовой возможности приобрести такой вид транспорта.

Как не допустить чрезмерной концентрации угарного газа

Учитывая, какими могут быть последствия отравления, важно отнестись к своей безопасности внимательно. Что минимизировать риск, следует выполнять несколько пунктов:

• При использовании печи или газового котла для отопления проводить регулярные проверки. Специалисты должны осматривать технику как минимум раз в год.
• Если система отопления в доме собственная, вы в любом случае в группе риска: полностью проблемы не исключены даже при регулярных осмотрах и содержании техники в отличном состоянии. Поэтому следует оснастить жильё датчиками CO. При слабом превышении нормы они издают сигналы, а при сильном сигнал становится непрерывным.

• Нельзя полностью перекрывать вентиляцию даже для сохранения тепла – лучше проснуться в холодной комнате, чем рисковать не проснуться вообще.
• Если датчики установили утечку и сигнализируют о сильном превышении аварийного порога, следует сразу же покинуть помещение. Респиратор и даже оснащённый угольным фильтром противогаз обеспечивают лишь частичную защиту, так что рисковать линий раз не стоит.
• В бане нельзя находиться долго при закрытой заслонке печи и красных углях: горение продолжается и выделяется угарный газ, он не может уйти в трубу и остаётся внутри.
• Ещё один источник опасности – кальян. Если в него поступает мало кислорода, CO накапливается и можно получить лёгкое отравление. При первых признаках –тошноте или головной боли, следует немедленно прекратить пользоваться кальяном и проветрить помещение, во время проветривания лучше выйти на свежий воздух.

Интересно, что раньше в качестве своеобразных датчиков использовали канареек: даже при малом превышении стандартной концентрации угарного газа они переставали петь и падали замертво. Это очень сильно помогало шахтёрам избегать той же участи, ведь при добыче угля и металлов отравление CO – одна из главных опасностей.

Чем природный газ отличается от сжиженного

В зависимости от типа газа, используемого в быту, его могут доставлять потребителю двумя способами:

1. По системе трубопроводов, непосредственно подключенных к газовой плите или колонке для нагрева воды. При данном варианте он поступает сразу в газообразном состоянии и является пригодным к использованию.
2. По системе наземного транспорта. Некоторые бытовые и промышленные газы предварительно помещаются в баллоны или специальные емкости (газгольдеры). Там они находятся в сжиженном состоянии. В зависимости от вида газа процесс превращения в жидкость может отличаться. Для обратного преобразования бытового газа в газообразное состояние достаточно просто открыть баллон.

Природный газ пригоден к использованию практически сразу после его добычи. Отсутствие необходимости в дополнительных затрат на транспортировку, делают этот вид топлива наиболее дешевым и удобным для применения в быту. В зависимости от того, какой газ применяется: пропан или бутан, отличаются и способы его приведения к жидкому состоянию и помещения в баллон. Также имеются отличия в способах транспортировки баллонов и технике безопасности при их эксплуатации.

В зависимости от того, какой газ используется в жилых домах, требуется обеспечивать его доставку до потребителя, правильно подобрать, подключить, настроить и обслуживать оборудование, а также принимать меры к безопасному использованию данного газа.

Устройство газовой колонки

Газовая колонка – агрегат для нагрева холодной воды до нужной температуры в условиях отдельно взятой квартиры, дома с помощью газа.

Колонка состоит из следующих частей:

• газовая горелка
• теплообменник
• дымоход
• блок автоматики
• блок розжига

Блок автоматики обеспечивает безопасность работы газового прибора.

Для включения колонки в режиме нагрева воды необходимо выполнение следующих условий – наличие воды в системе водопровода и достаточное давление, присутствие тяги в дымоходе для исключения отравления людей угарным газом при ее работе, достаточность давления в системе газоснабжения.

«Одеяло Земли»

Углекислый газ (двуокись углерода, диоксид углерода, CO₂) формируется при соединении двух элементов: углерода и кислорода. Он образуется в процессе сжигания угля или углеводородных соединений, при ферментации жидкостей, а также как продукт дыхания людей и животных. В небольших количествах он содержится и в атмосфере, откуда он ассимилируется растениями, которые, в свою очередь, производят кислород.

Углекислый газ бесцветен и тяжелее воздуха. Замерзает при температуре −78.5°C с образованием снега, состоящего из двуокиси углерода. В виде водного раствора он образует угольную кислоту, однако она не обладает достаточной стабильностью для того, чтобы ее можно было легко изолировать.

Углекислый газ — это «одеяло» Земли. Он легко пропускает ультрафиолетовые лучи, которые обогревают нашу планету, и отражает инфракрасные, излучаемые с ее поверхности в космическое пространство. И если вдруг углекислый газ исчезнет из атмосферы, то это в первую очередь скажется на климате. На Земле станет гораздо прохладнее, дожди будут выпадать очень редко. К чему это в конце концов приведет, догадаться нетрудно.

Правда, такая катастрофа нам пока еще не грозит. Скорее даже, наоборот. Сжигание органических веществ: нефти, угля, природного газа, древесины – постепенно увеличивает содержание углекислого газа в атмосфере. Значит, со временем надо ждать значительного потепления и увлажнения земного климата. Кстати, старожилы считают, что уже сейчас заметно теплее, чем было во времена их молодости…

Двуокись углерода выпускается жидкая низкотемпературная, жидкая высокого давления и газообразная. Ее получают из отбросных газов производств аммиака, спиртов, а также на базе специального сжигания топлива и других производств. Газообразная двуокись углерода – газ без цвета и запаха при температуре 20°С и давлении 101,3 кПа (760 мм рт. ст.), плотность – 1,839 кг/м3. Жидкая двуокись углерода – просто бесцветная жидкость без запаха.

Углекислый газ нетоксичен и невзрывоопасен. При концентрациях более 5% (92 г/м3) двуокись углерода оказывает вредное влияние на здоровье человека —  она тяжелее воздуха и может накапливаться в слабо проветриваемых помещениях у пола. При этом снижается объемная доля кислорода в воздухе, что может вызвать явление кислородной недостаточности и удушья.

Определение оксида углерода(II)[править | править код]

Качественно можно определить наличие CO по потемнению растворов хлорида палладия (или пропитанной этим раствором бумаги). Потеменение связано с выделением мелкодисперсного металлического палладия по схеме:

PdCl2+CO+H2O→Pd↓+CO2↑+2HCl.{\displaystyle {\mathsf {PdCl_{2}+CO+H_{2}O\rightarrow Pd\downarrow +CO_{2}\uparrow +2HCl.}}}

Эта реакция очень чувствительная. Стандартный раствор: 1 грамм хлорида палладия на литр воды.

Количественное определение оксида углерода(II) основано на иодометрической реакции:

5CO+I2O5→5CO2↑+I2.{\displaystyle {\mathsf {5CO+I_{2}O_{5}\rightarrow 5CO_{2}\uparrow +I_{2}.}}}

Как же определяется молярная масса воздуха?

Все вещества различаются по массе, и этот показатель является очень индивидуальным. Для сложных веществ учитывается число атомов, находящемся в нем. Так чему равна молярная масса воздуха? Это сумма всех массовых долей элементов, которые входят в данное вещество. В данном случае это молярные массы азота, кислорода, аргона, углекислого газа, водорода и других веществ. Из них азот составляет 78% от общего объема, кислород 21%, а остальные же вещества содержатся в гораздо меньшем количестве.

Существует несколько методов проведения измерения:

• Откачка воздуха из колбы позволяет при помощи уравнения состояния газа позволяет также вычислить этот показатель.
• При помощи классического химического уравнения, в котором находятся все молярные массы газов, входящих в состав воздуха.
• Также существуют уже готовые таблицы, со средними значениями.

Если производить расчеты, следуя определению, что объемы газов являются пропорциональными их количествам, то мы можем выражать среднюю массу как через объем, так и через количество. Поэтому молярная масса воздуха в химии рассчитывается по формуле, включающей в себя отношение массы вещества к его количеству. В сложных веществах надо найти отдельно массы каждого вещества, которое входит в состав.

Но этот способ расчетов по большей части затрагивает ситуации, когда воздух находится в своем обычном состоянии. Также можно вычислить и массу в других ситуациях.

Формула, по которой рассчитывается молярная масса влажного воздуха является формулой для смеси газов. При расчетах учитываются доли сухого воздуха и водяного пара, а также соответствующее для них давление и молярные массы. Получается формула выглядит как сумма объема с молярной массой водяного пара и объема с молярной массой сухого воздуха.

Известно, что молярная масса воздуха при нормальных условиях — 29 г/моль. Именно такой показатель принят за средний. Но он может колебаться в зависимости от состава воздуха. Поэтому сильные изменения свидетельствуют о нарушениях баланса газов в воздухе. Так если в воздухе будет содержаться 92% азота, то это будет смертельно опасно для человека. Именно поэтому состав воздуха так важен и необходимо его постоянно контролировать. Сейчас, в результате деятельности человека, наблюдается неблагоприятная экологическая картина и во многом она связана с загрязнением воздуха. Именно выбросы в воздух различных веществ нарушают его естественный состав, что приводит к ухудшению условий жизни. Многие экологические проблемы тоже являются уже следствием загрязнения воздуха. Смог, кислотные дожди и изменение состава всей атмосферы.

Закажите бесплатно консультацию эколога

История

В известном, но наверное апокрифический сказка Архимед была поставлена ​​задача определить, Король Иерос ювелир растратил золото при изготовлении золотого венок посвященный богам и заменив его другим, более дешевым сплав. Архимед знал, что венок неправильной формы можно раздавить в куб, объем которого можно легко вычислить и сравнить с массой; но царь этого не одобрил. Озадаченный, Архимед, как говорят, принял ванну для погружения и заметил, как поднялась вода при входе, что он мог рассчитать объем золотого венка через воду. смещение воды. После этого открытия он выпрыгнул из ванны и побежал голым по улицам с криком: «Эврика! Эврика!» (Εύρηκα! Греческое «Я нашел это»). В результате термин «эврика»вошло в обиход и сегодня используется для обозначения момента просветления.

История впервые появилась в письменной форме в Витрувий’ книги по архитектуре, через два столетия после того, как это предположительно произошло. Некоторые ученые сомневались в достоверности этого рассказа, говоря, среди прочего, что для этого метода потребовались бы точные измерения, которые в то время было бы трудно сделать.

Из уравнения для плотности (ρ = м/V), массовая плотность выражается в единицах массы, разделенных на объем. Поскольку существует множество единиц массы и объема, охватывающих множество различных величин, используется большое количество единиц для массовой плотности. В SI единица килограмм на кубический метр (кг / м3) и cgs единица грамм на кубический сантиметр (г / см3), вероятно, являются наиболее часто используемыми единицами измерения плотности. Один г / см3 равно 1000 кг / м3. Один кубический сантиметр (сокращение cc) равен одному миллилитру. В промышленности другие большие или меньшие единицы массы и / или объема часто более практичны и Обычные единицы США может быть использовано. Ниже приведен список некоторых наиболее распространенных единиц измерения плотности.

Воздействие на организм

Принцип воздействия газа на человека таков: он быстро попадает в кровь и начинает соединяться с молекулами гемоглобина; обычно они разносят кислород по организму, но в таком состоянии превращаются в карбоксигемоглобин и перестают выполнять эту ключевую для жизни функцию. Кислород оказывается запертым в крови, которая всё больше им насыщается, но в органы не попадает, из-за чего их работа останавливается и человек умирает от удушья.

Хуже всего, что поначалу это просто нельзя заметить: мало того, что у угарного газа нет запаха и он ничем себя не проявляет внешне, но и никаких неприятных ощущений от его воздействия не возникает. Когда проявляются явные симптомы, отравившийся газом чаще всего уже не в силах ничего сделать с этим сам. Тем более, что первыми приходят сонливость и вялость, а затем он просто теряет сознание.

Даже если угоревший получает помощь, возможны последствия: первым от недостатка кислорода страдать начинает мозг, так что некоторые спасённые получают его необратимые повреждения. Во многом из-за этого слово «угорелый» и его формы помимо основного значения (пострадавший от угарного газа), иногда используются и в других – например, так называют людей, ведущих себя странно и взбалмошно. Иногда последствия не проявляются сразу и отражаются на здоровье только через месяц или несколько. Возможна частичная утрата памяти, психические нарушения и другие неприятности.

К смерти приводит нахождение в течение 3 часов в помещении с концентрацией CO свыше 0,1%. Если при этом ведётся какая-то работа, отравление происходит быстрее. При повышении концентрации – гораздо быстрее. В выхлопе автомобиля CO может быть до 4-5% – именно поэтому отравиться можно не только в бане, но и в плохо проветриваемом гараже.

По тяжести выделяют три степени отравления:

• Третья, самая лёгкая. В воздухе не более 0,08% углекислого газа, а в крови до 30% карбоксигемоглобина. Отравленный ощущает боли в голове, она кружится, также может наблюдаться тошнота – иногда доходит и до рвоты. Его нужно вывести на улицу, затем дать отлежаться в хорошо проветриваемом помещении. В госпитализации нет необходимости.
• Вторая – содержание газа до 0,32%, изменённого гемоглобина в крови до 40%. Артериальное давление повышено, могут наблюдаться галлюцинации, отравленный теряет сознание. Он должен как можно быстрее оказаться на свежем воздухе, также нужна помощь медиков. На него надевают кислородную маску или защищающий от CO противогаз, подключают к кислородному баллону на несколько часов. Если помощь оказана правильно и вовремя, отравление должно обойтись без последствий.
• Первая – если карбоксигемоглобина в крови становится 50%, происходит сильное понижение давления, из-за чего возможен коллапс, слизистые сильно бледнеют, начинаются судороги, человек может впасть в кому. Последствия даже при оказании нужной помощи могут быть неблагоприятными. При особенно высокой концентрации газа смерть и вовсе наступает от одного или нескольких вдохов.

На здоровье воздействуют даже небольшие дозы, если они попадают в организм постоянно. При концентрации карбоксигемоглобина в крови до 10% явных последствий нет, но человек начинает быстро утомляться, у него плохие сон и аппетит, он становится рассеянным. Это состояние характерно для многих городских жителей, ведь из-за работы двигателей в атмосферу выбрасывается много угарного газа. Усугубляют ситуацию курильщики: при выкуривании каждой сигареты в организм также попадает немалая доза CO.

Ссылки[править | править код]

Оксиды

[править] Литература

• Б. В. Некрасов. Основы общей химии. — М.: «Химия», 1967, — т.2
• Я. А. Угай. Высшая и неорганическая химия. — М.: «Высш. шк.», 1997, — 527 с.

Получение в промышленности

Получение диоксида углерода в промышленности методологически разнообразно. Он находится в дымовых отходах, выпускаемых в атмосферу ТЭЦ и электростанциями, получается при брожении спирта и выступает как продукт реакции с природными карбонатами.

Индустрия получения двуокиси углерода широка. Газ можно абсорбировать несколькими способами из одного источника. Во всех случаях это поэтапный процесс очистки от примесей (для достижения требований ГОСТа) и достижения нужной консистенции, агрегатного состояния.

Получение газообразной двуокиси углерода

Газообразный CO2 извлекают из промышленных (нефтяных) дымов путем адсорбции моноэтаноламина (коммерчески выгодно) и карбонатом калия (редко). Принцип сбора частиц углерода одинаков для обоих веществ. Они направляются по трубопроводу к отходам и собирают в себя углекислый газ. После сбора, насыщенные углекислотой газы направляются на очистку.

В специальных емкостях происходит реакция в при повышенной температуре или заниженном давлении. В процессе высвобождается чистая углекислота и продукты распада (аммиак и другие).

Установка добычи углекислоты

Схематически процесс выглядит так:

1. Отходящий дым смешивается с адсорбентами (газообразным карбонатом калия или моноэтаноламином);
2. Накопившие в себе двуокись углерода газы поступают в специальный газгольдер для очистки;
3. В реакции с высокой температурой или низким давлением происходит отделение углекислого газа от адсорбента.

В лаборатории извлечь много CO2 не получается. Но это возможно в реакции с гидрокарбонатами и кислотами. В отдельности CO2 можно выделить на промышленных станках для получения кислорода, аргона или азота. Углекислый газ здесь выступает как побочный продукт. Хранится он в специальных баллонах, поставляемых потребителю.

Получение жидкой углекислоты

Добыча жидкой углекислоты поэтапно связана с получением ее из газа. Из летучего газообразного состояния, при обработке водородом, раствором перманганата калия и углем, образуется жидкая двуокись.

Сжижение происходит из-за низкого давления, сопровождающего реакцию. После многоступенчатой очистки, жидкий диоксид углерода попадает в компрессор. Там он сжимается и подается для сушки в 2 адсорбера, поочередно перенимающие работу для восстановления. Параллельно сжатая жидкость очищается от запахов и переводится в конденсатор, а оттуда – на хранение.

Этот метод сжижения применяется для газов спиртового брожения. Он актуален для пропана, бутана и т.д. Его используют на крупных пивоварнях, а получаемая очищенная углекислота имеет высокие показатели качества.

Получение твердого диоксида углерода

Твердый диоксид образуют из жидкого путем обработки низкой температурой (-56°). В промышленных условиях только 20% переходят в твердое состояние, а остальные – испаряются.

Сухой лед

Порядок извлечения углекислотных кристаллов (сухого льда):

1. Из емкости брожения газ переходит в емкость для промывки;
2. В газгольдере после мытья он сжимается и сжижается;
3. Многократно сжимаясь и нагреваясь, газообразный углерод охлаждается в специальных холодильниках;
4. Жидкость очищается активированным углем;
5. Поступает в холодильник, где охлаждается и дополнительно очищается от примесей;
6. Охлажденный CO2 направляется на испарение и пресс, где комплектуется сухой лед.

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.