二氧化碳《气体应用大全》

1.别名·英文名

碳酸酐、碳酸气、碳酐、干冰(固体)、无水碳；Carbon diox-ide、Carbonic acid gas．

2.用途

干冰：青霉素制造，鱼类、奶油、奶酪、冰糕等的保存，低温输送，灭火剂，冷却剂。

液体二氧化碳：冷却剂、焊接、铸造工业、清凉饮料、灭火剂、碳酸盐类的制造、杀虫剂、氧化防止剂、植物生长促进剂、发酵工业、药品(局部麻醉)、制糖工业、胶及动物胶制造等。

二氧化碳气体：在半导体制造中氧化、扩散、化学气相淀积，蔬菜保鲜，某些反应的惰性介质，石墨反应器的热载体，输送易燃液体的压入气体，标准气，校正气，在线仪表标准气，特种混合气。

3.制法

(1)煅烧石灰石。

(2)天然气、发酵气、石油精炼副产品气、合成氨工业的副产品气等，这些气体经物理的和化学的净化法进行脱硫净化，除去杂质，压缩到80大气压可得液体二氧化碳，把它再经过细孔喷射口导人“雪花”贮槽并绝热膨胀，可得雪片状固态凝结物，把这雪片装在金属框中压缩成形得干冰。

4.理化性质

分子量： 44.01

熔点(517.97kPa)： -56.6℃

沸点(101.325kPa，升华点)： -78.5℃

液体密度(273.15K，3485kPa)： 929.5kg/m³

气体密度(0℃，101.325kPa)： 1.977kg/m³

相对密度(气体，空气=1，0℃，101.325KPa)：1.53

比容(21.1℃，101.325kPa)：0.547m³/kg

气液容积比(15℃，100kPa)：845L/L

临界温度： 31.0℃

临界压力： 7381.5kPa

临界密度：468kg/m³

压缩系数：

熔化热(-56.57℃，518.5kPa)： 196.65kJ/kg

气化热(-78.5℃，101.325kPa)： 570.08kJ/kg

比热容(100kPa，0℃)： Cp=825.64J/(kg·K)

Cv=630.96J/(kg·K)

比热比(气体，20℃，101.325kPa)： Cp/Cv=1.316

蒸气压(-20℃)： 1965.7kPa

(0℃)： 3485.6kPa

(20℃)： 5724.9kPa

粘度(100kPa，0℃)：0.01373mPa·S

表面张力(20℃)： 1.16mN/m

导热系数(100kPa，0℃)：0.01645w/(m·K)

折射率(气体，0℃，101.325kPa，5461?)：1.0004506

二氧化碳在常温常压下为无色无臭稍带酸味的气体。比空气重。液化后变成无色无臭的液体，可挥发。固化后变成白雪一样的薄片或立方体。在气液固三态均不燃烧，也不助燃。二氧化碳稍微呈惰性，对许多金属几乎无影响，但有水分时生成碳酸而腐蚀普通钢。与强碱起剧烈反应形成碳酸盐，在高温能被铁、锌和某些其它的金属以及碳还原成一氧化碳。在350～400℃，有镍存在的条件下(或在200℃，有氧化铜存在的条件下)可被氢还原为甲烷。在赤热的温度下与钙反应，生成碳化钙和氧化钙；在同样温度下与氨反应生成尿素；有铜存在时与二硫化碳反应可生成硫和一氧化碳。与许多有机化合物反应。可将这些化合物羰基化。能溶于水、烃类及大多数有机溶剂中。

二氧化碳在水中的溶解度如下表所示。

5.霉性

最高容许浓度：5000ppm(9000mg/m³)

人吸入二氧化碳仍以原形从呼气中排出。在空气中大约有0.03%(～300ppm)的二氧化碳，此时，根据生物体正常的物质代谢，在肺泡中含有6%的二氧化碳。但是，如果环境中的二氧化碳浓度增加，肺泡内的浓度也增加，从而，血液中二氧化碳浓度增加，使血液的pH值发生变化。这种变化刺激呼吸神经，条件反射地放出过剩的二氧化碳，因此呼吸自然变激。长时间吸入高浓度的二氧化碳，将引起代谢障碍，特别是因中枢神经的沉滞而逐渐陷入沉睡。

当空气中的二氧化碳浓度超过3%时出现呼吸困难、头痛、眩晕、呕吐等症状；浓度超过10%时，可引起视力障碍、痉挛、呼吸加快、血压升高、意识丧失等；浓度超过25%时，能出现中枢神经的抑制、昏睡、痉挛以及窒息死亡。

如果皮肤接触固体或液体二氧化碳，能引起冻伤。

6.安全防护

废气要排放到大气中。

在土法储存蔬菜、水果、谷物等不通风的地窖及密闭仓库，长期不开放的下水道、阴沟、矿井、油井及船舱底部等，以及偶而开放的沼气池，往往积存有大量二氧化碳。因此，不要骤然进入多日未行通风的菜窖、干井、矿坑中。群众常用的预防方法是下窖前先做火焰试验。如蜡烛入窖即熄灭，说明氧气不足，不可进入。还有小动物试验，常用鸽和鸡，动物入窖后无任何不良反应时才能进入。怀疑窖内氧气不足时，先进行通风，通风管必须插到窖底。通风后再用火焰或小动物做试验。如果没有通风设备，可将窖门大开，促进自然通风。进窖时，不可一人单独行动，否则发生意外时无人抢救。

对无水二氧化碳在常温下可以使用铁、铸铁、钢、铝、铜和铜合金、镍和镍合金、银和银合金、金和铂。湿的二氧化碳是有腐蚀性的，对此可用的材质有不锈钢、耐蚀镍基合金、蒙乃尔等。在高温可以用铝，它有抗氧化剂作用，但是钼、钨、铁和镍基合金被氧化。在常温可以用天然橡胶、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚氯乙烯等大多数塑性材料和弹性材料。

用于CO₂的设备，首先应在120℃温度下烘烤至少30分钟，同时抽真空至P≤10^-2mmHg。