دی اکسید کربن ( فرمول شیمیایی co2
دی اکسید کربن اولین گازی بود که به عنوان یک ماده گسسته توصیف شده است. در حدود سال 1640 ، شیمیدان فلانی ، جان باپتیست ون هلمون ، مشاهده کرد که وقتی او ذغال سنگ را در یک ظرف بسته می سوزاند ، جرم خاکستر حاصل از آن بسیار کمتر از ذغال اصلی است. تعبیر او این بود که بقیه ذغال سنگ به ماده ای نامرئی منتقل شده و او را “گاز” یا “روح وحشی” ( spirus sylvestris ) خوانده است.
گاز بی رنگ و با چگالی حدود 60٪ بیشتر از هوای خشک است.co2 از یک اتم کربن به صورت کووالانسی دو برابر شده و به دو اتم اکسیژن متصل شده است. به طور طبیعی در جو زمین به عنوان یک گاز ردیابی رخ می دهد. غلظت فعلی در حدود 0.04٪ (410 ppm ) بر اساس حجم است ، از سطح پیش صنعتی 280 ppm افزایش یافته است. منابع طبیعی شامل آتشفشانها ، چشمه های آب گرم و گریزها هستند و با انحلال در آب و اسیدها از سنگهای کربنات آزاد می شوند. از آنجا که دی اکسید کربن در آب محلول است ، به طور طبیعی در آب های زیرزمینی ، رودخانه ها و دریاچه ها ، کلاه های یخی ، یخچال های طبیعی و آب دریا مشاهده می شود . این ماده در ذخایر نفت و گاز طبیعی وجود دارد . دی اکسید کربن در غلظت هایی که معمولاً مشاهده می شود بی بو است. اما در غلظت های زیاد بوی تند و اسیدی دارد
به عنوان منبع کربن موجود در چرخه کربن ، co2 منبع اصلی کربن برای زندگی روی کره زمین است و غلظت آن در جو قبل از صنعتی کره زمین از اواخر پرکامبرین توسط ارگانیسم های فتوسنتزی و پدیده های زمین شناسی تنظیم شده است. گیاهان ، جلبک ها و سیانوباکتری ها از انرژی نوری برای فتوسنتز کردن کربوهیدرات موجود در co2 و آب استفاده می کنند و اکسیژن به عنوان یک محصول زباله تولید می شود
شرکت
2 توسط کلیه ارگانیسم های هوازی وقتی متابولیزه کربوهیدرات ها و لیپیدها می شوند تا با تنفس انرژی تولید کنند. از طریق آبشش ماهی و از طریق ریه حیوانات زمینی با تنفس هوا از جمله انسان به آب باز می گردد co2 در طی فرآیندهای پوسیدگی مواد آلی و تخمیر قندها در نان ، آبجو و شراب تولید می شود. این ماده با احتراق چوب و سایر مواد آلی و سوخت های فسیلی مانند زغال سنگ ، ذغال سنگ نارس ، نفت و گاز طبیعی تولید می شود . این یک محصول جانبی ناخواسته در بسیاری از فرآیندهای اکسیداسیون در مقیاس بزرگ است ، به عنوان مثال ، در تولید اسید اکریلیک (بیش از 5 میلیون تن در سال).
این یک ماده صنعتی همه کاره است ، به عنوان مثال به عنوان یک گاز بی اثر در جوشکاری و خاموش کننده آتش ، به عنوان یک گاز تحت فشار در اسلحه های هوا و بازیابی روغن ، به عنوان یک ماده شیمیایی و به عنوان یک حلال سیال فوق بحرانی در کافئین قهوه استفاده می شود و خشک شدن فوق بحرانی . به آب آشامیدنی و نوشابه های گازدار از جمله آبجو و شراب گازدار اضافه می شود تا باعث افزایش رطوبت شود . فرم جامد منجمدco2 2 ، به عنوان یخ خشک شناخته می شود به عنوان مبرد و به عنوان ساینده در انفجار یخ خشک استفاده می شود .
دی اکسید کربن مهمترین گاز گلخانه ای طولانی مدت در جو زمین است . از زمان انقلاب صنعتی میزان انتشار گازهای گلخانه ای – در درجه اول ناشی از استفاده از سوخت های فسیلی و جنگل زدایی – به سرعت غلظت آن در جو افزایش یافته و منجر به گرم شدن کره زمین می شود . دی اکسید کربن همچنین باعث اسیدی شدن اقیانوس می شود زیرا در آب حل می شود تا اسید کربنیک تشکیل شود .
خواص دی اکسید کربن
خواص دی اکسید کربن در دهه 1750 توسط پزشک اسکاتلندی جوزف بلک مورد مطالعه قرار گرفت. وی دریافت که سنگ آهک ( کربنات کلسیم ) را می توان گرم کرد یا با اسیدها درمان کرد تا بتواند گازی را به نام او “هوای ثابت” تولید کند. وی اظهار داشت که هوای ثابت از هوا متراکم تر است و نه از شعله و نه جانوران پشتیبانی می کند. بلک همچنین دریافت که وقتی از طریق آب شیرین (محلول آبی اشباع شده از هیدروکسید کلسیم ) حباب می شود ، کربنات کلسیم را رسوب می دهد. وی از این پدیده استفاده کرد تا نشان دهد که دی اکسید کربن توسط تنفس حیوانات و تخمیر میکروبی تولید می شود. در سال 1772 ، شیمیدان انگلیسی جوزف پریستلی مقاله ای با عنوان Imregnating Water with Air Fixed را منتشر کرد که در آن او فرآیند چربی زدایی اسید سولفوریک (یا روغن ویتریول را آنگونه که پریسلتی آن را می دانست) برای تولید دی اکسید کربن ، و مجبور کردن گاز به شرح داد. با هم زدن یک کاسه آب در تماس با گاز ، آن را حل کنید.
دی اکسید کربن برای اولین بار در سال 1823 توسط همفری دیوی و مایکل فارادی در مایع (در فشارهای بالا) مایع شد.اولین توصیف دی اکسید کربن جامد ( یخ خشک ) توسط مخترع فرانسوی آدریان-ژان پیر تیلوره ، که در سال 1835 یک ظرف تحت فشار دی اکسید کربن مایع باز کرد ، آورده شده است ، فقط به این نتیجه می رسد که سرمایش ناشی از تبخیر سریع است. از مایع “برف” از جامد CO به همراه داشت
شراب سازی
دی اکسید کربن به صورت یخ خشک اغلب در مرحله خیساندن آب از شراب استفاده می شود تا خوشه های انگور را سریعاً پس از برداشت خنک کند تا از تخمیر خود به خود توسط مخمرهای وحشی جلوگیری کند. مهمترین مزیت استفاده از یخ خشک نسبت به یخ آب این است که انگور را خنک می کند بدون اضافه کردن آب اضافی که باعث کاهش غلظت قند موجود در انگور و در نتیجه غلظت الکل در شراب نهایی می شود. دی اکسید کربن همچنین برای ایجاد یک محیط هیپوکسیک برای مکش کربن ، فرایندی که برای تولید شراب Beaujolais مورد استفاده قرار می گیرد نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
برای جلوگیری از اکسیداسیون ، گاهی اوقات دی اکسید کربن برای پر کردن بطری های شراب یا سایر مخازن انبار مانند بشکه استفاده می شود ، اگرچه این مشکل را دارد که می تواند داخل شراب حل شود ، و یک شراب قبلی هنوز هم کمی مضراب می کند. به همین دلیل گازهای دیگری مانند نیتروژن یا آرگون برای این فرآیند توسط سازندگان حرفه ای شراب ترجیح داده می شوند.
کاربردهای پزشکی و دارویی co2
در پزشکی حداکثر 5٪ دی اکسید کربن (130 برابر غلظت اتمسفر) برای تحریک تنفس بعد از آپنه و تثبیت O به اکسیژن اضافه می شود.
2 / CO
2 تعادل در خون.
دی اکسید کربن را می توان با اکسیژن تا 50٪ مخلوط کرد و یک گاز قابل استنشاق تشکیل می دهد. این به Carbogen معروف است و انواع مختلفی از کاربردهای پزشکی و تحقیقاتی دارد.
ثبت ديدگاه