二氧化碳综合知识.docx

二氧化碳综合知识.docx

《二氧化碳综合知识.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《二氧化碳综合知识.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

二氧化碳综合知识

二氧化碳是空气中常见的化合物，其分子式为CO₂，由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成，常温下是一种无色无味气体，密度比空气略大，能溶于水，并生成碳酸。

固态二氧化碳俗称干冰。

二氧化碳认为是造成温室效应的主要来源。

中文名：

二氧化碳

外文名：

Carbondioxide

化学式：

CO?

物理性质：

无色无味气体，密度略大于空气

分子量：

44

别名：

碳酸气，干冰（固态）

主要危害：

温室效应

制法

肥料

聚二氧化碳

其他性质

有关化学方程式

危害

干洗

药用

制法

肥料

聚二氧化碳

其他性质

有关化学方程式

危害

干洗

药用

∙灭火器

∙二氧化碳的测定

∙实验室分析

∙含量多少对人体的影响

∙CO2超临界萃取技术

展开

　　基本信息

简介

　　二氧化碳（CO2）

　　英文名称Carbondioxide

　　别名碳酸气

　　结构式：

O=C=O

　　相对密度：

1.101（-37℃）

　　熔点（摄氏度）-56.6（5270帕）

　　熔点（摄氏度）-78.5（升华）

　　CAS号124-38-9

　　EINECS204-696-9[1][2]

　　分子量44

　　共有3个原子核，22个质子。

　　相对分子质量是44

构造

　　C原子以sp杂化轨道形成δ键。

分子形状为直线形。

非极性分子。

二氧化碳球棍模型图

在CO2分子中，碳原子采用sp杂化轨道与氧原子成键。

C原子的两个sp杂化轨道分别与两个O原子生成两个σ键。

C原子上两个未参加杂化的p轨道与sp杂化轨道成直角，并且从侧面同氧原子的p轨道分别肩并肩地发生重叠，生成两个∏三中心四电子的离域键。

因此，缩短了碳—氧原子间地距离，使CO2中碳氧键具有一定程度的叁键特征。

决定分子形状的是sp杂化轨道，CO2为直线型分子式。

二氧化碳密度较空气大，当二氧化碳少时对人体无太大危害，但其超过一定量时会影响人（其他生物也是）的呼吸，但并不会中毒。

　　气体状态气体密度：

1.96g/L

　　液体状态　表面张力：

约3.0dyn/cm

　　密度：

1.8kg/m3

二氧化碳

粘度：

比四氯乙烯粘度低得多，所以液体二氧化碳更能穿透纤维。

）

　　二氧化碳分子结构很稳定，化学性质不活泼，不会与织物发生化学反应。

　　它沸点低（-78.5℃），常温常压下是气体。

　　特点：

没有闪点，不燃；无色无味，无毒性。

　　液体二氧化碳通过减压变成气体很容易和织物分离，完全省去了用传统溶剂带来的复杂后处理过程。

液体CO2和超临界CO2均可作为溶剂，尽管超临界CO2具有比液体CO2更高的溶解性（具有与液体相近的密度和高溶解性，并兼备气体的低粘度和高渗透力）。

但它对设备的要求比液体CO2高。

综合考虑机器成本与作CO2为溶剂，温度控制在15℃左右，压力在5MPa左右。

固体状态

　　液态二氧化碳蒸发时会吸收大量的热；当它放出大量的热气时，则会凝成固体二氧化碳，俗称干冰。

　　干冰的使用范围广泛，在食品、卫生、工业、餐饮中有大量应用。

主要有：

　　1．干冰在工业模具的应用范围

　　　轮胎模具、橡胶模具、聚氨酯模、聚乙烯模、PET模具、泡沫模具、注塑模具、合金压铸模、铸造用热芯盒、冷芯盒，可清除余树脂、失效脱膜层、炭化膜剂、油污、打通排气孔，清洗后模具光亮如新。

　　在线清洗，无需降温和拆卸模具，避免了化学清洗法对模具的腐蚀和损害、机械清洗法对模具的机械损伤及划伤，以及反复装卸导致模具精度下降等缺点。

关键的是，可以免除拆卸模具及等待模具降温这两项最耗时间的步骤，这样均可以减少停工时间约80%-95%。

　　干冰清洗益处：

干冰清洗可以降低停工工时；减少设备损坏；极有效的清洗高温的设备；减少或降低溶剂的使用；改善工作人员的安全；增进保养效率；减少生产停工期、降低成本、提高生产效率。

　　2．干冰在石油化工的应用范围

　　　清洗主风机、气压机、烟机、汽轮机、鼓风机等设备及各式加热炉、反应器等结焦结炭的清除。

清洗换热器上的聚氯乙烯树脂；清除压缩机、储罐、锅炉等各类压力容器上的油污、锈污、烃类及其表面污垢；清理反应釜、冷凝器；复杂机体除污；炉管清灰等。

　　3．干冰在食品制药的应用范围

　　可以成功去除烤箱中烘烤的残渣、胶状物质和油污以及未烘烤前的生鲜制品混合物。

有效清结烤箱、混合搅拌设备、输送带、模制品、包装设备、炉架、炉盘、容器、辊轴、冷冻机内壁、饼干炉条等。

　　干冰清洗的益处：

排除有害化学药剂的使用，避免生产设备接触有害化学物和产生第二次垃圾；拟制或除掉沙门氏菌、利斯特菌等细菌，更彻底的消毒、洁净；排除水刀清洗对电子设备的损伤；最小程度的设备分解；降低停工时间。

　　4．干冰在印刷工业的应用范围

　　　清除油墨很困难，齿轮和导轨上的积墨会导致低劣的印刷质量。

干冰清洗可去除各种油基、水基墨水和清漆，清理齿轮、导轨及喷嘴上的油污、积墨和染料，避免危险废物和溶液的排放，以及危险溶剂造成的人员伤害。

　　5．干冰在电力行业的应用范围

　　可对电力锅炉、凝汽器、各类换热器进行清洗；可直接对室内外变压器、绝缘器、配电柜及电线、电缆进行带电载负荷（37KV以下）清洗；发电机、电动机、转子、定子等部件无破损清洗；汽轮机、透平上叶轮、叶片等部件锈垢、烃类和粘着粉末清洗，不需拆下桨叶，省去重新调校桨叶的动平衡。

　　干冰清洗的益处：

使被清洗的污染物有效地分解；由于这些污染物被清除减少了电力损失；减少了外部设备及其基础设备的维修成本；提高电力系统的可靠性；非研磨清洗，保持绝缘体的完整；更适合预防性的维护保养。

　　6．干冰在汽车工业的应用范围

　　　清洗门皮、蓬顶、车厢、车底油污等无水渍，不会引致水污染；汽车化油器清洗及汽车表面除漆等；清除引擎积碳。

如处理积碳，用化学药剂处理时间长，最少要用48小时以上，且药剂对人体有害。

干冰清洗可以在10分钟以内彻底解决积碳问题，即节省了时间又降低了成本，除垢率达到100%。

　　7．干冰在电子工业的应用范围

　　　清洁机器人、自动化设备的内部油脂、污垢；集成电路板、焊后焊药、污染涂层、树脂、溶剂性涂覆、保护层以及印刷电路板上光敏抗腐蚀剂等清除。

　　8．干冰在航空航天的应用范围

　　　导弹、飞机喷漆和总装的前置工序；复合模具、特殊飞行器的除漆；引擎积碳清洗；维修清洗（特别是起落架-轮仓区）；飞机外壳的除漆；喷气发动机转换系统。

可直接在机体工作，节省时间。

　　9．干冰在船舶业的应用范围

　　　船壳体；海水吸入阀；海水冷凝器和换热器；机房、机械及电器设备等，比一般用高压水射流清洗更干净。

　　10．干冰在核工业的应用范围

　　　核工业设备的清洗若采用水、喷砂或化学净化剂等传统清洗方法，水、喷砂或化学净化剂等介质同时也被放射性元素污染，处理被二次污染的这些介质需要时间和资金。

而使用干冰清洗工艺，干冰颗粒直接喷射到被清洗物体，瞬间升华，不存在二次污染的问题，需要处理的仅仅是被清洗掉的有核污染的积垢等废料。

　　11．干冰在美容行业的应用范围

　　　有的皮肤科医生用干冰来治疗青春痘，这种治疗就是所谓的冷冻治疗。

因为它会轻微的把皮肤冷冻。

　　有一种治疗青春痘的冷冻材料就是混合磨碎的干冰及乙酮，有时候会混合一些硫磺。

液态氮及固态干冰也可以用来作冷冻治疗的材料。

冷冻治疗可以减少发炎，前段时间新闻报道刘翔就是用这种冷冻疗法来治疗脸上的青春痘的。

这种方法可以减少青春痘疤痕的产生，但并不用来去除疤痕。

　　12．干冰在食品行业的应用范围

　　a在葡萄酒、鸡尾酒或饮料中加入干冰块，饮用时凉爽可口，杯中烟雾缭绕，十分怡人。

　　b制作冰淇淋时加入干冰，冰淇淋不易融化。

干冰特别适合外卖冰淇淋的冷藏。

　　c星级宾馆、酒楼制作的海鲜特色菜肴，在上桌时加入干冰，可以产生白色烟雾景观，提高宴会档次如制作龙虾刺身。

　　d龙虾、蟹、鱼翅等海产品冷冻冷藏。

干冰不会化水，较水、冰冷藏更清洁、干净，在欧、美、日本等国得到广泛应用。

　　13．干冰在冷藏运输领域的应用范围

　　a低温冷冻医疗用途以及血浆、疫苗等特殊药品的低温运输。

　　b电子低温材料，精密元器件的长短途运输。

　　c高档食品的保鲜运输如高档牛羊肉等。

　　14、干冰在娱乐领域的应用范围

　　　广泛用于舞台、剧场、影视、婚庆、庆典、晚会效果等制作放烟，如国家剧院的部分节目就是用干冰来制作效果的。

　　15．干冰在消防行业的应用范围

　　　干冰用来作消防灭火，如部分低温灭火器，但干冰在这一块的应用较少，也即市场程度较低

　　干冰使用注意事项：

　　切记在每次接触干冰的时候，一定要小心并且用厚绵手套或其他遮蔽物才能触碰干冰！

如果是在长时间直接碰触肌肤的情况下，就可能会造成细胞冷冻而类似轻微或极度严重烫伤的伤害。

汽车、船舱等地不能使用干冰，因为升华的二氧化碳将替代氧气而可能引起呼吸急促甚至窒息！

　　1.切勿让小朋友单独接触干冰！

　　2.干冰温度极低，请勿至于口中，严防冻伤！

　　3.拿取干冰一定要使用厚绵手套、夹子等遮蔽物（塑胶手套不具阻隔效果！

）

　　4.使用干冰请于通风良好处，切忌与干冰同处于密闭空间！

　　5.干冰不能与液体混装。

基本性质

　　碳氧化物之一，是一种无机物，常温下是一种无色无味气体，密度比空气略大，能溶于水，并生成碳酸。

（碳酸饮料基本原理）可以使澄清的石灰水（Ca（OH）₂）变浑浊，做关于呼吸作用的产物等产生二氧化碳的试验都可以用到。

制备或来源

　　可由碳在过量的空气中燃烧或使大理石、石灰石、白云石（主要成分均为CaCO3）煅烧或与酸的作用而得。

是石灰、发酵等工业的副产品。

二氧化碳的用途

　　气体二氧化碳用于制碱工业、制糖工业，并用于钢铸件的淬火和铅白的制造等。

　　二氧化碳在焊接领域应用广泛。

　　如：

二氧化碳气体保护焊，是目前生产中应用最多的方法

　　固态二氧化碳俗称干冰，升华时可吸收大量热，因而用作制冷剂，如人工降雨，也常在

镁在二氧化碳中燃烧

舞台中用于制造烟雾。

二氧化碳一般不燃烧也不支持燃烧，常温下密度比空气略大，受热膨胀后则会聚集于上方。

也常被用作灭火剂但Mg、Na、K等燃烧时不能用CO2来灭火，因为：

2Mg+CO2==点燃==2MgO+C、4Na+CO2==点燃==2Na₂O+C、4K+CO2==点燃==2K2O+C。

　　二氧化碳是绿色植物光合作用不可缺少的原料，温室中常用二氧化碳作肥料。

光合作用总反应：

CO2+H2O—叶绿体、光照→C6H12O6+O₂注意：

光合作用释放的氧气全部来自水，光合作用的产物不仅是糖类，还有氨基酸（无蛋白质）、脂肪，因此光合作用产物应当是有机物。

　　各步分反应：

2H2O—光照→2[H+]+O2（水的光解）NADP++2e-+H+→NADPH（递氢）ADP+Pi—→ATP（递能）CO?

+C5化合物→C6化合物（二氧化碳的固定）C6化合物—ATP、NADPH→（CH2O）n+C5化合物（有机物的生成）

　　二氧化碳还可用于制取金刚石，反应的化学方程式为4Na+CO2=2Na2O+C，反应的条件为440℃及800个大气压，在这样的条件下，二氧化碳会形成超流体，能够吸附在钠的表面，加速电子从钠传递至二氧化碳的过程。

当温度降低至400℃时，就没有金刚石的产生了，当压力下降时，生成物也主要以石墨为主。

　　液体二氧化碳密度1.1克/厘米3。

液体二氧化碳蒸发时或在加压冷却时可凝成固体二氧化碳，俗称干冰，是一种