Что можно сделать с углекислым газом и как это сделать?

В культуреПравить

Промышленные способы получения

• Обработка промышленного дыма.
• Обработка спирт содержащей продукции.
• Продукт взаимодействия веществ с карбонатами.

Дым получают от ТЭЦ и электростанций. Его пропускают через моноэтаноламин, чтобы отсоединить углекислоту от промышленных отходов. В специальных емкостях моноэтаноламин очищают, результатом очистки становится СО₂. Из алкогольных изделий его получают при их брожении. Карбонаты для реакций синтезирования углекислоты — естественного происхождения, они есть в природной среде.

Химическая промышленность

В химической промышленности углекислота используется для:

• синтезирования химических соединений;
• очищения ткани животного или растения;
• регулировки температурного режима;
• нейтрализации щелочи.

Лабораторные способы получения

Высококачественный СО₂ — это результат брожения содержащих спирт жидкостей. Полученный таким способом газ обрабатывают реагентами, чтобы сформировать диоксид углерода в форме воды.

В лабораторных условиях извлекается незначительная часть СО₂. В ходе реакций с участием гидрокарбонатов, кислот. Углекислота — побочный продукт реакций на производственных установках для извлечения кислорода, азота. СО₂ хранят на предприятиях в баллонах, как и на складах. В них же вещество транспортируют.

Не палочка, но выручалочка

Устройство, которое значительно упрощает возможности коммуникации для врачей, работающих в стационарах, предложила американская компания Vocera. Коммуникатор Vocera Smartbadge напоминает небольшой смартфон, который не обязательно держать в руках, а можно повесить на шею или прикрепить к одежде, и управляется он голосом. Таким образом, руки у врача или медработника остаются свободными, и он может заниматься пациентом, в то же время связываясь по коммуникатору с коллегами, другими специалистами или нужными учреждениями. Для соединения нужно просто назвать либо имя человека, либо специальность, либо профиль нужного учреждения.

Vocera Smartbadge подключается более чем к 140 медицинским информационным системам и системам взаимодействия подразделений медицинских учреждений, базам данных клинических исследований, базам электронных медицинских карт. Устройство работает и как кнопка вызова медсестры, бригады экстренной помощи или службы охраны, а также позволяет вести дистанционный мониторинг физиологических показателей пациентов. У Vocera Smartbadge есть также функция отправки текстовых сообщений на тот случай, если у врача руки свободны и есть время. Кроме того, в устройстве предусмотрена функция «не беспокоить», если его владелец занят чем-то настолько важным, что не может ответить.

Распознавание ионов щелочноземельных металлов

Щелочно-земельные металлы расположены во второй группе таблицы Менделеева. Они, так же, активны, но меньше щелочных. Их распространенность в природе намного выше. К этим металлам относятся: бериллий (Be), магний (Mg), кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba), радий (Ra).

Раньше первые два металла не относили к группе щелочно-земельных. Последние научные исследования подтвердили их принадлежность к этому ряду.

Эти металлы можно определять окрашиванием пламени, но различить правильный оттенок у некоторых из них довольно трудно:

• Be – красный;
• Mg – ярко-белый (сильное выделение тепла);
• Ca – оранжево-красный;
• Sr – карминово-красный;
• Ba – желтовато-зеленый;
• Ra – темно-красный.

Определение катионов бериллия

Еще одним инновационным способом определения бериллия является нефелометрический метод с применением гидроксида аммиака. При этом получают мутные спеси с дальнейшим определением оптической плотности.

Описанные методы основаны не на химической реакции, а на процессе образования комплексных соединений.

Определение катионов магния

Для определения магния используют сильные щелочи, карбонат аммония или гидрофосфат натрия в присутствии солей аммония.

В первых двух случаях выпадает белый аморфный осадок. Его кристаллы настолько малы, что практически не оседаю на дно, оставаясь взвешенными в водном растворе.

Во втором случае образуется, так же, белый осадок, но крупнокристаллический:

Определение катионов кальция

Для определения кальция чаще всего используют угольную или сернистую кислоту. Образующиеся соли белого цвета и не растворимы в вод. При этом, они хорошо растворимы в других кислотах:

Еще один способ – микрокристаллоскопическая реакция с серной кислотой. Образуются белые кристаллы игольчатой формы.

Определение ионов стронция

Стронций образует белые нерастворимые осадки с серной кислотой, карбонатом аммония:

Sr + H₂SO₄ = SrSO₄↓+ H₂

Sr(NO₃)₂ + (NH₄)₂CO₃ = SrCO₃↓ + NH₄NO₃

Также, для индикации используют оксалат аммония. Образующийся белый осадок растворяется во всех кислотах:

Sr⁺ + C₂O₄^– = Sr(C₂O₄) ↓

Одной из самых ярких реакций на ион стронция является реакция с родизонатом натрия. При этом образуется красно-бурый осадок:

Определение катионов бария

В растворе ионы бария определяют с помощью серной кислоты или ее растворимых солей.

Ba(NO₃)₂ + Na₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2NaNO₃

При реакции образуется белый нерастворимый в кислотах осадок. Это микрокристаллоскопическая реакция, можно рассмотреть форму кристаллов под микроскопом.

Определение ионов меди

Для обнаружения ионов меди в растворе соли в него добавляют концентрат аммиачного раствора.

При этом, медь образует комплексную соль ярко-синего цвета.

еще один способ – реакция с гидроксидом натрия. В результате реакции образуется синий студенистый осадок.

Cu²⁺ + 2OH^– = Cu(OH)₂ ↓

При его нагревании происходит разложение с образованием черного оксида меди.

Медь можно определить сухим способов в пламени горелки. Она приведет к окрашиванию пламени в зеленый цвет.

Определение ионов двух- и трехвалентного железа

Железо имеет два основных иона: Fe²⁺ и Fe³⁺.

Ионы Fe³⁺ можно идентифицировать с помощью трех реактивов. Первый из них – щелочь. При этом образуется красно-бурый нерастворимый осадок:

FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃↓+ 3NaCl.

Третий вариант – роданид калия (ядовитое вещество). При реакции образуется красная густая соль. Это соединение часто использовали в кинематографе в качестве искусственной крови.

Определение катионов аммония

Катион аммония необычен тем, что состоят из молекулы аммиака с присоединенным за счет донорно-акцепторной связи водородом. Так, ион имеет вид NH₄⁺. Соли аммония применяются в сельском хозяйстве, медицине.

Определить наличие этого катиона можно с помощью индикаторной бумаги. Над раствором соли аммония она синеет.

Значения цветов индикаторной бумаги

Гидроксид аммония – слабое соединение, которое распадается на аммиак и воду. Аммиак обладает характерным запахом (нашатырный спирт), по которому, так же, определяют наличие катиона аммония.

Реакция очень чувствительная. При малом содержании катионов аммония, цвет будет желтый.

Распознавание катионов щелочных металлов

Для некоторых ионов есть несколько способов их идентификации. Например, ионы щелочных металлов определяются сухим способом – окрашиванием пламени и реакциями в растворах.

Каждый ион щелочного металла окрашивает пламя в определенный цвет:

• натрий – ярко-желтый,
• калий – розово-фиолетовый,
• литий – карминово-красный,
• рубидий – темно-фиолетовый.

Для определения наличия катиона щелочного металла можно провести качественную реакцию. Для каждого катиона используется определенный реактив.

Таблица. Характеристика качественных реакций на ионы щелочных металлов.

Очумелые штучки

Эти изобретения изменят жизнь к лучшему, если будут замечены.

БезопасностьПравить

Металлургия

Применение углекислоты в производстве металлоизделий актуально, когда сваривают металлы. Газовое облако защищает расплавленную область от поступления активного кислорода. Оно обеспечивает ровность сварного шва, защиту от окисления. В металлургии CO₂ используют также для:

• регулировки водоотвода внутри шахт;
• получения лазерного луча, для резки металла;
• отвода вредных веществ-газов в форме осадков.

ПрименениеПравить

КомментарииПравить

1. Из-за большей, чем у воздуха, теплопроводности воды.

Сухой лёд

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 23 февраля 2021 года; проверки требуют 23 правки.

ПолучениеПравить

Хранение и транспортировка

Хранят двуокись углерода в черных баллонах, которые непременно подписывают. Также их маркируют. Данные маркировки — производитель, вес тары без продукта, дата крайнего освидетельствования баллона.

Недопустимо использовать тару с углекислотой, если:

• Срок освидетельствования исчерпан.
• Поврежден баллон.
• Вентили не работают корректно.

Перевозить тару с СО₂ нужно по регламенту:

• Баллоны следует располагать только горизонтально. Вертикально их размещают лишь при наличии особых ограждений, защищающих тару от падения.
• Тару нужно снабжать резиновыми кольцами при транспортировке.
• Необходимо избегать механических воздействий на емкости, сильного нагревания баллонов.

Также запрещено переносить тару с углекислотой вручную, катить по земле.

Хранят емкости с двуокисью углерода в специально оснащенных помещениях и на улице под навесом. В помещениях располагают баллоны минимум в 1 метре от приборов отопления. Нужно оберегать тару от воздействия прямых солнечных лучей, дождя, снега. Зимой контролируют содержание баллонов при температуре от минус 40 °С и выше.

Теперь вы знаете, каким образом и где используется углекислый газ, как его получают, хранят и перевозят. Если вашему предприятию нужен СО₂, вы можете заказать его в баллонах в ООО «ТАНТАЛ-Д». Мы поставляем чистые газы и газовые смеси, строго соблюдая технику безопасности. У нас широкий ассортимент газов, востребованных в различных отраслях промышленности.

Содержание статьи

1. Что такое углекислый газ
2. Свойства углекислого газа
3. Получение углекислого газа
4. Природные источники углекислого газа
5. Лабораторные способы получения
6. Промышленные способы получения
7. Получение газообразной двуокиси углерода
8. Получение жидкой углекислоты
9. Получение твердого диоксида углерода
10. Применение углекислого газа
11. Химическая промышленность
12. Металлургия
13. Производство бумаги
14. Углекислый газ: хранение и транспортировка

Свойства углекислого газа

Распознать вещество на вид и запах невозможно. При невысокой концентрации эти характеристики не ощутимы, при высокой — ощутим кисловатый вкус, возможно отравление. Симптомы отравления углекислотой:

• Шум в ушах, голове.
• Потеря сознания, концентрации.
• Холодный пот в большом количестве.

Одно из качеств углекислоты — высокая плотность. Поскольку плотность СО₂ выше, чем у воздуха, ближе к полу комнаты его больше, чем под потолком. Вот почему животные и дети чаще страдают от отравления веществом в равных со взрослыми условиях. Пребывание в помещении с высокой концентрацией диоксида углерода может завершиться гибелью человека. Теряя сознание, обычно он падает, вниз, где кислорода еще меньше.

Робот-друг и вдохновитель для детей

Обаятельного и дружелюбного робота Moxie разработала компания Embodied. Moxie ориентирован на детей в возрасте 5–10 лет, и его главная задача — быть другом ребенку, внимательным и поддерживающим, радоваться его успехам, сопереживать его трудностям, вдохновлять на интересные дела, давать советы в разных ситуациях, наполнять его досуг. Учитывая целевую аудиторию, разработчики сделали Moxie таким, чтобы он нравился. Внешне он отчасти напоминает героиню мультфильма «Валли» Еву, завладевшую «сердцем» несуразного робота-уборщика, главного героя мультфильма. У Moxie подвижные «руки», которыми он постоянно пользуется для подкрепления слов, его корпус довольно подвижен, может вращаться, делать наклоны, «лицо» выполнено в виде овального экрана, на котором расположены большие глаза, выразительные брови и рот.

Общаясь с ребенком, Moxie уверенно поддерживает разговор, задает вопросы, делится впечатлениями. Заложенная в нем программа позволяет ему считывать выражение лица ребенка и реагировать соответственно. Кроме того, Moxie может придумывать для ребенка задания, помогающие привить хорошие привычки или решить какие-то психологические проблемы. Например, он может научить ребенка распознавать эмоции других людей и называть собственные эмоции, с ним можно обсудить, что такое личное пространство, что такое дружба и как можно подружиться, как можно проявить доброту к ближним или к домашним животным и многое другое. Как показали исследования, общение с Moxie помогает улучшить социальные навыки детей и даже исправить поведение. В отзывах об этом устройстве многие родители высказывают сожаление только по поводу того, что Moxie не появился до пандемии: с ним было бы гораздо легче коротать время в самоизоляции.

СвойстваПравить

Источники

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Диоксид_углерода
2. Теплофизические свойства двуокиси углерода. М. П. Вукалович, В. В. Алтунин
3. Особенности хранения баллонов со сжиженным газом. Ю. Е. Талянкер

Читать также

Аргон — свойства и сферы применения

Правила безопасности при использовании кислорода и особенности аттестации баллонов

Особенности процесса и главные требования при транспортировке газовых баллонов

Особенности подбора газовых баллонов

Сколько расходуется кислорода при сварке?

Гриль из картона

Как доказала датская компания CasusGrill, экологически чистым и биоразлагаемым может быть даже гриль. Корпус разработанного ею разборного гриля сделан из картона, поэтому он легкий. Внутри корпус выложен слоем вулканической крошки, а решетка, на которую кладут продукты, сделана из бамбука. Продается гриль в разобранном виде в плоской коробке, которую удобно брать с собой в лес, парк, к друзьям и куда угодно. Собирается он легко за пару минут.

Высокого огня у этого гриля нет, так как для приготовления продуктов используются древесноугольные брикеты, также из бамбука. Они дают температуру более высокую, чем древесный уголь, и сохраняют хороший жар в течение часа. И еще один приятный момент, во всяком случае исходя из отзывов тех, кто опробовал CasusGrill в действии: после использования его не надо мыть, чистить, складывать, упаковывать и нести обратно. Его можно просто сжечь, используя части его конструкции как топливо для костра.

ТакжеПравить

Хорош в постели

Путешествуя по миру, останавливаясь в отелях, хостелах или арендуя жилье, мы нередко сталкиваемся с тем, что уровень чистоты в этих помещениях не соответствует нашим требованиям. Кого-то это не смущает, но для кого-то, особенно для людей со слабым иммунитетом, с мизофобией или гермофобией, это неприемлемо. Что интересно, вредные микробы в большом количестве бывают не только на пультах ДУ, на выключателях или дверных ручках, но и на постели. Для решения этой проблемы и был придуман CleanseBot, миниатюрный робот, способный дезинфицировать все поверхности в помещении, в первую очередь постель.

Небольшой размер устройства, напоминающего лепешку на колесиках диаметром 13 см и весом 220 г, позволяет брать его с собой в поездки и путешествия. Разработчики со ссылкой на независимые исследования утверждают, что CleanseBot способен уничтожить 99,99% микробов и вирусов, а также пылевых клещей. Робот оснащен 18 сенсорами, 4 бактерицидными лампами (ультрафиолет С (UV-C)), работает на одной зарядке батареи до трех часов. Достаточно положить его на постель, включить и оставить, и он сам пройдет не только по поверхности, но и заберется под одеяло, чтобы уничтожить микробов на простынях и в матрасе. При этом, как ни странно, с кровати CleanseBot не падает.

Получение газообразной двуокиси углерода

CO₂ в виде газа — продукт адсорбции моноэтаноламина при работе с промышленным дымом. Из него выделяют углекислоту и очищают ее от примесей, поддерживая необходимые температуру и давление.

Хотите получить консультацию?

Позвоните нам по телефону!

+7 (495) 532 17 17 Пн.-Пт. с 9:00 до 18:00, обед с 13:00 до 14.00, Сб. с 9.00 до 15:00

Нахождение в природеПравить

ПрименениеПравить

Применение углекислого газа

В промышленности и быту области применения углекислого газа многочисленны и разнообразны. Вот где используется углекислота:

• В пищевой промышленности СО₂ — добавка-консервант, разрыхлитель теста, компонент напитков, «сухой лед», позволяющий дольше хранить скоропортящиеся продукты.
• В сельском хозяйстве тоже используют СО₂ — в теплицах зимой. Им «дышат» растения, для них атмосферу теплиц насыщают углекислотой искусственно.
• В медицине — при проведении операций, для реанимации пациентов, чтобы стимулировать их дыхание.
• В тушении пожаров двуокись углерода тоже задействуется — охлаждается, испаряясь, поэтому ей заполняют огнетушители. Она помогает тушить огонь там, где нет возможности использовать эффективно средства тушения в виде пены или порошка.
• В быту СО₂ — средство борьбы с мышами, крысами, насекомыми, компонент пневматического оружия.

Получение углекислого газа

В промышленности вещество получают различными способами. Самые рентабельные из них относятся к получению СО₂ как отходов на химпроизводствах. Извлеченные формы вещества различны. Это и газ, и сухой лед, и вода.

ИсторияПравить

Физиологическое действиеПравить

Получение жидкой углекислоты

Надежный способ получить вещество в жидком виде из твердой формы извлечения — повысить атмосферное давление — установить его на 60 и более атмосфер. При высоком давлении газ СО₂ становится жидкостью без цвета.

Качественные реакции на анионы

Сульфат-ион и сульфит-ион

Ионы серной и сернистой кислот дают одинаковую реакцию с растворимыми солями бария – образуется белый осадок:

BaCl₂ + Na₂SO₃ = BaSO₃↓ + 2NaCl

BaCl₂ + Na₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2NaCl

Различить их можно добавлением к полученному раствору азотной кислоты. Осадок сульфита бария растворится с образованием газа, а сульфата – нет.

BaSO₃+ 2HNO₃ = Ba(NO₃)₂ +SO₂ ↑ +H₂O

Хлорид-, бромид-, йодид-ион

Для определения этих ионов используют один реактив – нитрат серебра. Во всех трех случаях выпадает творожистый осадок, но цвет у каждого – свой. Фторид-ион осадок с этим реактивом не дает.

Для индикации фторида используют нитрат кальция. При этом образуется белый осадок:

Карбонат-ион

Карбонат-ион определяется в две стадии. Первая – получение угольной кислоты:

CaCO₃ + 2HCl⟶CaCl₂ + H₂O + CO₂↑

Эта кислота слабая и быстро диссоциирует с образованием воды и углекислого газа.

Вторая реакция – пропускание выделяемого газа через известковую воду. Углекислый газ приводит к ее помутнению из-за образования нерастворимого карбоната кальция:

Ca(OH)₂ + CO₂ ⟶CaCO₃↓ + H₂O

Фосфат-ион

Фосфат-ион определяется с помощью нитрата серебра.  При взаимодействии образуется ярко-желтый осадок:

Na₃PO₄ + 3AgNO₃= Ag₃PO₄↓ +3NaNO₃

Природные источники углекислого газа

СО₂ производят живые организмы. Он образуется при распаде органических веществ, полученных в естественной среде, а также при брожении. СО₂ выбрасывают и вулканы. Он выделяет при сжигании топливных материалов.

Из атмосферы через соду в море

Учитывая уровень загрязнения воздуха на планете, актуальным остается вопрос создания технологий, которые бы позволяли удалять из атмосферы загрязняющие ее вещества, в частности парниковый углекислый газ. Исследований и разработок на эту тему сделано немало, многие из них довольно эффективны, как, например, запущенный в 2021 году недалеко от Рейкьявика компанией Climeworks комплекс по утилизации парникового углекислого газа путем его минерализации. Комплекс под названием Orca улавливает углекислый газ, растворяет его в морской воде и закачивает в земную кору, где он постепенно минерализуется, превращаясь в горную породу. Но пока что этим методом возможно утилизировать только до 4 тыс. тонн углекислого газа в год, что равнозначно выбросам 790 автомобилей. Поэтому поиски более эффективных решений продолжаются.

Одним из них является технология, о которой на днях рассказали в журнале Science Advances ученые из Лихайского университета (США). Они усовершенствовали технологию прямого захвата воздуха (direct air capture), разработав новый поглощающий материал, и добились того, что можно улавливать в два-три раза больше углекислого газа, чем получалось до сих пор. Затем захваченный газ в ходе реакции с морской водой преобразуется в обыкновенную пищевую соду, которую потом просто растворяют в море без вредных последствий для него.

По словам одного из авторов исследования, профессора Лихайского университета Арупа Сенгупты, океаны планеты являются «бездонными сливными колодцами». «Если весь CO2, который ежедневно выбрасывается в атмосферу, выпустить в океан, его концентрация увеличится очень незначительно»,— говорит он. Ученые предлагают размещать установки для переработки углекислого газа прямо в море, чтобы упростить процесс. Новое исследование уже получило высокую оценку от коллег-ученых, которые назвали эту разработку «изящной и умной химией», отметив, что она действительно позволит упростить процесс поглощения и переработки углекислого газа.

СсылкиПравить