Где используется углекислый газ: Углекислый газ (диоксид углерода, двуокись углерода) – Что такое Углекислый газ (диоксид углерода, двуокись углерода)?

alexxlab | 26.05.1996 | 0 | Разное

Содержание

Где используется углекислый газ — сферы применения

Газовые смеси и чистые газы применяют для проведения реакций, обработки материалов и поверхностей, с их помощью получают химические соединения, которых нет в естественной среде. Разнообразные газы дают возможность получать некоторые физические явления. Широкое применение в производстве и быту находит углекислый газ. Узнайте, зачем и где применяют углекислый газ (двуокись углерода), какие процессы и технологии он поддерживает в промышленности, в том числе пищевой, какими свойствами обладает, для чего нужна углекислота.

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

Что такое углекислый газ

Прежде чем говорить о том, где используют углекислый газ, рассмотрим, чем он является. Это тяжелый, то есть плотный газ. Он плотнее атмосферного воздуха примерно на 50%. Хотя при −78,3 °С вещество представляет собой «снег», при нормальном давлении СО2 в виде жидкости не получить. «Снег» при более высокой температуре и нормальном давлении становится газом.

Углекислота не окисляется, не способствует горению ряда металлов. Но она может поддерживать горение магния, бария, кальция. СО

2 растворятся в воде, высоко его содержание в воздухе.

При растворении двуокиси углерода в воде получают угольную кислоту, способную взаимодействовать, например, с фенолом, щелочами. Результатом взаимодействия могут стать соли и эфиры.

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.

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.

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.

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.

Рекомендуем к прочтению:

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.

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

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.

Получение твердого диоксида углерода

Твёрдый углекислый газ — продукт переработки пивоваренных и ликероводочных изделий. Его получают на производстве так:

  1. Под действием брожения выделяется и направляется на промывку углекислый газ.
  2. Под влиянием повышенного давления вещество промывается.
  3. В охлаждающих установках углекислота охлаждается.
  4. Полученная жидкость проходит фильтрацию углем.
  5. В холодильнике СО2 охлаждается и затем подвергается прессованию.

Готовый «сухой лёд» применяют в пищевой промышленности, используют для выращивания растений, в бытовых целях.

Применение углекислого газа

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

  • В пищевой промышленности СО— 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.

Химическая промышленность

В химической промышленности углекислота используется для:

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

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.

Производство бумаги

Бумажная промышленность тоже нуждается в СО2. Как используют углекислый газ для производства бумаги? Им регулируют водородный показатель сырья, повышают мощность промышленного оборудования.

Углекислый газ: 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.

Углекислый газ – это… Что такое Углекислый газ?

Диоксид углерода
Другие названияуглекислый газ, углекислота,
сухой лед(твердый)
ФормулаCO2
Молярная масса44.0095(14) г/моль
В твердом видесухой лед
Видбесцветный газ
Номер CAS[124-38-9]
Свойства
Плотность и фазовое состояние1.98 кг/м³, при н.у.;
771 кг/м³, жидкий;
1512 кг/м³, твёрдый
Растворимость в воде1.45 кг/м³
Удельная теплота плавления25.13 кДж/моль
Точка плавления−57 °C (216 K), под давлением
Точка кипения−78 °C (195 K), возгоняется
Константа диссоциации кислоты (pKa)6.35 and 10.33
Вязкость0.07 пз при −78 °C
Строение
Форма молекулылинейная
Кристаллическая решёткакварцевидная
Дипольный моментноль
Техника безопасности
MSDSExternal MSDS
Главные опасностиудушающее, раздражающее
NFPA 704

0

0

0

 

(жидкость)

R-phrasesR: As, Fb
S-phrasesS9, S23, S36 (ж)
RTECS numberFF6400000
Страница дополнительных сведений
Структура и свойстваn, εr, и т. д.
СпектрУФ, ИК, ЯМР, Масс-спектроскопия
Родственные соединения
ОксидыCO
C3O2
C2O
CO3
Если не указано иное, данные даны для
материалов при стандартных условиях (25 °C, 100 кПа)
Infobox disclaimer and references

Диокси́д углеро́да (двуо́кись углеро́да, углеки́слый газ, окси́д углеро́да (IV), диокси́д углеро́да, у́гольный ангидрид, углекислота́) — CO2, бесцветный газ со слегка кисловатым запахом и вкусом.

Концентрация углекислого газа в атмосфере Земли составляет 0,038 %.

Не следует путать с Диоксин.

Свойства

Физические

Плотность при нормальных условиях 1,98 г/л. При атмосферном давлении диоксид углерода не существует в жидком состоянии, переходя непосредственно из твёрдого состояния в газообразное. Твёрдый диоксид углерода называют сухим льдом. При повышенном давлении и обычных температурах углекислый газ переходит в жидкость, что используется для его хранения.

Углекислый газ легко пропускает ультрафиолетовые лучи и лучи видимой части спектра, которые поступают на Землю от Солнца и обогревают её. В то же время он поглощает испускаемые Землёй инфракрасные лучи и является одним из парниковых газов, вследствие чего принимает участие в процессе глобального потепления. Постоянный рост уровня содержания этого газа в атмосфере наблюдается с начала индустриальной эпохи.

Химические

По химическим свойствам диоксид углерода относится к кислотным оксидам. При растворении в воде образует угольную кислоту. Реагирует со щёлочами с образованием карбонатов и гидрокарбонатов. Вступает в реакции электрофильного замещения (например, с фенолом — реакция Кольбе) и нуклеофильного присоединения (например, с магнийорганическими соединениями).

Биологические

Диоксид углерода играет одну из главных ролей в живой природе, участвуя во многих процессах метаболизма живой клетки. Диоксид углерода получается в результате множества окислительных реакций у животных, и выделяется в атмосферу с дыханием. Углекислый газ атмосферы — основной источник углерода для растений. Однако, ошибкой будет утверждение, что животные только выделяют углекислый газ, а растения — только поглощают его. Растения поглощают углекислый газ в процессе фотосинтеза, а без освещения они тоже его выделяют.

Диоксид углерода не токсичен, но не поддерживает дыхание. Большая концентрация в воздухе вызывает удушье (см. Гиперкапния). Недостаток углекислого газа тоже опасен (см. Гипокапния)

Углекислый газ в организмах животных имеет и физиологическое значение, например, участвует в регуляции сосудистого тонуса (см. Артериолы).

Получение

В промышленности получают из печных газов, из продуктов разложения природных карбонатов (известняк, доломит). Смесь газов промывают раствором карбоната калия, который поглощает углекислый газ, переходя в гидрокарбонат. Раствор гидрокарбоната при нагревании разлагается, высвобождая углекислоту. При промышленном производстве закачивается в баллоны.

В лабораторных условиях небольшие количества получают взаимодействием карбонатов и гидрокарбонатов с кислотами, например мрамора с соляной кислотой.

Применение

В пищевой промышленности диоксид углерода используется как консервант и обозначается на упаковке под кодом Е290, а также в качестве разрыхлителя теста.

Жидкая углекислота (жидкая пищевая углекислота) — сжиженный углекислый газ, хранящийся под высоким давлением (~ 65-70 Атм). Бесцветная жидкость. При выпуске жидкой углекислоты из баллона в атмосферу часть её испаряется, а другая часть образует хлопья сухого льда.

Баллоны с жидкой углекислотой широко применяются в качестве огнетушителей и для производства газированной воды и лимонада. Углекислый газ используется в качестве активной среды при сварке проволокой так как при температуре дуги углекислота разлагается на угарный газ СО и кислород который в свою очередь и входит в заимодействие с жидким металом окисляя его. Углекислота в баллончиках применяется в пневматическом оружии и в качестве источника энергии для двигателей в авиамоделировании.

Твёрдая углекислота — сухой лёд — используется в качестве хладагента в ледниках и морозильных установках.

Методы регистрации

Измерение парциального давления углекислого газа требуется в технологических процессах, в медицинских применениях — анализ дыхательных смесей при искусственной вентиляции лёгких и в замкнутых системах жизнеобеспечения. Анализ концентрации CO2 в атмосфере используется для экологических и научных исследований, для изучения парникового эффекта.

Углекислый газ регистрируют с помощью газоанализаторов основанных на принципе инфракрасной спектроскопии и других газоизмерительных систем. Медицинский газоанализатор для регистрации содержания углекислоты в выдыхаемом воздухе называется капнограф.

Концентрация

  • Подземное животное голый землекоп отличается терпимостью к большим (смертельным для других животных) концентрациям углекислого газа.[1]

Примечания

См. также

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

Предложен новый способ утилизации углекислого газа

Американские исследователи предложили новый способ синтеза CO из CO2 при комнатной температуре. Метод поможет снизить выбросы углекислого газа в атмосферу, а кроме того, уменьшить затраты на производство жидких углеводородов и других химических веществ, используемых в промышленности. Статья опубликована в журнале Nature Materials.

Исследователи из Национального института стандартов и технологий США и их коллеги разработали новый способ утилизации углекислого газа (CO2). В обычной химической реакции используется твердый углерод, который захватывает один из атомов кислорода в газообразном CO2, восстанавливая его до монооксида углерода (CO). Однако это преобразование обычно требует температуры не менее 700 °C. Вместо тепла исследователи использовали энергию, полученную от коллективных колебаний свободного электронного газа — локализованных поверхностных плазмонов, которые перемещались по отдельным наночастицам алюминия. Исследователи вызывали колебания, возбуждая наночастицы лучом электронов. Они были нанесены на слой графита и передавали ему энергию. В присутствии углекислого газа графит захватывал атомы кислорода и превращал его в CO. Таким образом команде удалось избавиться от CO2, не прибегая к увеличению температуры до огромных значений.

Новый метод не только экономит энергию, но и использует алюминий, дешевый и доступный металл. Ядовитый CO, получаемый в результате реакции, легко соединяется с водородом с образованием метана и этанола, которые часто используются в промышленности.

Чтобы система смогла удалять углекислый газ из выхлопных газов электростанций, работающих на ископаемом топливе, которые являются основным источником выбросов CO2 в атмосферу, необходимо увеличить ее масштабы. Для этого для возбуждения поверхностных плазмонов вместо электронного можно использовать световой луч. На трубы электростанций можно поместить прозрачные корпуса, содержащие наночастицы углерода и алюминия. Световые лучи будут активировать колебания, которые будут преобразовывать выхлопные газа, проходящие через устройство, удаляя из них CO2.

Результаты работы даже предлагают новый путь для множества других химических реакций, которые требуют больших энергетических затрат. Теперь эти реакции можно будет проводить при обычной температуре и давлении с использованием плазмонных наночастиц.

формула, плотность, свойства, применение. Баллон для углекислоты


История открытия углекислого газа

Углекислый газ – это первый газ, который был описан как дискретное вещество. В семнадцатом веке, фламандский химик Ян Баптист ван Гельмонт (Jan Baptist van Helmont) заметил, что после сжигания угля в закрытом сосуде масса пепла была намного меньше массы сжигаемого угля. Он объяснял это тем, что уголь трансформируется в невидимую массу, которую он назвал «газ».

Свойства углекислого газа были изучены намного позже в 1750г. шотландским физиком Джозефом Блэком (Joseph Black).

Он обнаружил, что известняк (карбонат кальция CaCO3) при нагреве или взаимодействии с кислотами, выделяет газ, который он назвал «связанный воздух». Оказалось, что «связанный воздух» плотнее воздуха и не поддерживает горение.

CaCO3 + 2HCl = СО2 + CaCl2 + h3O

Пропуская «связанный воздух» т.е. углекислый газ CO2 через водный раствор извести Ca(OH)2 на дно осаждается карбонат кальция CaCO3.

Джозеф Блэк использовал этот опыт для доказательства того, что углекислый газ выделяется в результате дыхания животных.

CaO + h3O = Ca(OH)2

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + h3O

Химические свойства углекислого газа. Химические реакции (уравнения) углекислого газа:

Диоксид углерода относится к кислотным оксидам, поэтому для него характерны следующие химические реакции:

1. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и водорода:

CO2 + 4h3 → Ch5 + 2h3O (t ~ 200 °C, kat = Cu2O).

В результате реакции образуются метан и вода.

2. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и углерода:

CO2 + C ⇄ 2CO (t = 700-1000 °C).

В результате реакции образуется оксид углерода (II). Реакция протекает при взаимодействии углекислого газа с раскаленными углями.

3. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и магния:

CO2 + 2Mg → 2MgO + C (t ~ 500 °C).

В результате реакции образуются оксид магния и углерод.

4. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и гафния:

Hf + CO2 → HfC + HfO2 (t = 800-1000 °C).

В результате реакции образуются карбид гафния и оксид гафния.

5. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и германия:

Ge + CO2 → GeO + CO (t = 700-900 °C).

В результате реакции образуются оксид германия и оксид углерода (II).

6. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и цинка:

Zn + CO2 → ZnO + CO (t = 800-950 °C).

В результате реакции образуются оксид цинка и оксид углерода (II).

7. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и индия:

2In + CO2 → In2O + CO (t ~ 850 °C).

В результате реакции образуются оксид индия и оксид углерода (II).

8. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и циркония:

2Zr + CO2 → ZrC + ZrO2 (t = 800-100 °C).

В результате реакции образуются карбид циркония и оксид циркония.

9. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и вольфрама:

W + 2CO2 → WO2 + 2CO (t ~ 1200 °C).

В результате реакции образуются оксид вольфрама и оксид углерода (II).

10. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и оксида лития:

Li2O + CO2 → Li2CO3.

В результате реакции образуется карбонат лития.

11. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и оксида натрия:

Na2O + CO2 → Na2CO3 (t = 450-550 °C).

В результате реакции образуется карбонат натрия.

12. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и оксида калия:

K2O + CO2 → K2CO3 (t ~ 400 °C).

В результате реакции образуется карбонат калия.

13. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и оксида бария:

BaO + CO2 → BaCO3.

В результате реакции образуется карбонат бария.

14. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и оксида кальция:

CaO + CO2 → CaCO3.

В результате реакции образуется карбонат кальция.

15. реакция взаимодействия карбоната кальция, оксида углерода (IV) и воды:

CaCO3 + CO2 + h3O → Ca(HCO3)2.

В результате реакции образуется гидрокарбонат кальция.

16. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и оксида магния:

MgO + CO2 → MgCO3.

В результате реакции образуется карбонат магния.

17. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и оксида кремния (II):

SiO + CO2 → SiO2 + CO (t ~ 500 °C).

В результате реакции образуются оксид кремния (IV) и оксид углерода (II).

18. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и воды:

CO2 + h3O ⇄ h3CO3.

В результате реакции образуется угольная кислота.

19. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и гидроксида лития:

2LiOH + CO2 → Li2CO3 + h3O.

В результате реакции образуются карбонат лития и вода. В ходе реакции используется концентрированный раствор гидроксида лития.

20. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и гидроксида калия:

KOH + CO2 → KHCO3,

2KOH + CO2 → K2CO3 + h3O.

В первом случае в результате реакции образуются гидрокарбонат калия, во втором случае – карбонат калия и вода. Реакция протекает в первом случае в этаноле и используется разбавленный раствор гидроксида калия, во втором используется концентрированный раствор гидроксида калия.

21. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и гидроксида натрия:

NaOH + CO2 → NaHCO3,

2NaOH + CO2 → Na2CO3 + h3O.

В первом случае в результате реакции образуются гидрокарбонат натрия, во втором – карбонат натрия и вода. В ходе первой реакции используется разбавленный раствор гидроксида натрия, в ходе второй – концентрированный раствор гидроксида натрия.

22. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и гидроксида кальция:

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + h3O.

В результате реакции образуются карбонат кальция и вода.

23. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и гидроксида бария:

Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + h3O.

В результате реакции образуются карбонат бария и вода.

24. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и метана:

Ch5 + CO2 → 2CO + 2h3 (t = 800-900 °C, kat = NiO, нанесенный на Al2O3).

В результате реакции образуются оксид углерода (II) и вода.

25. реакция термического разложения оксида углерода (IV):

2CO2 → 2CO + O2 (t > 2000 °C).

В результате реакции образуются оксид углерода (II) и кислород.

26. реакция фотосинтеза:

6CO2 + 6h3O → C6h22O6 + 6O2 (hv, kat = хлорофилл).

В результате реакции образуются глюкоза и кислород.



Применение углекислого газа

Двуокись углерода чаще всего применяют:

  • для создания защитной среды при сварке полуавтоматом;
  • в производстве газированных напитков;
  • охлаждение, замораживание и хранения пищевых продуктов;
  • для систем пожаротушения;
  • очистка сухим льдом от загрязнений поверхности изделий.

Применение углекислоты для сварки

Плотность углекислого газа достаточно высока, что позволяет обеспечивать защиту реакционного пространства дуги от соприкосновения с газами воздуха и предупреждает азотирование металла шва при относительно небольших расходах углекислоты в струе. Углекислый газ является активным газом, т.е. в процессе сварки он взаимодействует с металлом шва и оказывает на металл сварочной ванны окисляющее, а также науглероживающее действие.

В настоящее время ввиду большого разбрызгивания металла сварочной ванны при сварке в углекислоте все чаще применяют сварочные смеси с аргоном. Производители сварочного оборудования не остались в стороне от даной проблемы и предусматривают специальный режим на сварочных полуавтоматах, при котором уменьшается эффект разбрызгивания. Еще один путь решения данной проблемы – это применение специальных спреев или жидкостей, которые не позволяют прикипать брызгам к металлу свариваемой детали. В любом случае применение любого из данных методов с лихвой окупит затраты времени и расходных материалов на удаление брызг путем механической зачистки.

Ранее препятствием для применения углекислоты в качестве защитной среды являлось образование дефектов в швах в виде пор. Поры вызывались кипением затвердевающего металла сварочной ванны от выделения окиси углерода (СО) вследствие недостаточной его раскисленности.

При высоких температурах углекислый газ диссоциирует с образованием весьма активного свободного, одноатомного кислорода:

СO2=CO+O

Окисление металла шва выделяющимся при сварке из углекислого газа свободным кислородом нейтрализуется содержанием дополнительного количества легирующих элементов с большим сродством к кислороду, чаще всего кремнием и марганцем (сверх того количества, которое требуется для легирования металла шва) или вводимыми в зону сварки флюсами (полуавтоматическая сварка порошковой проволокой).

Как двуокись, так и окись углерода практически не растворимы в твердом и расплавленном металле. Свободный активный кислород окисляет элементы, присутствующие в сварочной ванне, в зависимости от их сродства к кислороду и концентрации по уравнению:

Мэ + О = МэО

где Мэ — металл (марганец, алюминий или др.).

Кроме того, и сам углекислый газ реагирует с этими элементами.

В результате этих реакций при сварке в углекислоте наблюдается значительное выгорание алюминия, титана и циркония, и менее интенсивное — кремния, марганца, хрома, ванадия и др.

Особенно энергично окисление примесей происходит при полуавтоматической сварке. Это связано с тем, что при сварке плавящимся электродом взаимодействие расплавленного металла с газом происходит при пребывании капли на конце электрода и в сварочной ванне, а при сварке неплавящимся электродом — только в ванне. Как известно, взаимодействие газа с металлом в дуговом промежутке происходит значительно интенсивнее вследствие высокой температуры и большей поверхности контактирования металла с газом.

Ввиду химической активности углекислого газа по отношению к вольфраму сварку в этом газе ведут только плавящимся электродом.

Углекислый газ: применение, технические характеристики и способы промышленного производства

Человечество научилось использовать газообразные вещества для поддержания искусственных процессов и реакций, в результате которых удаётся получить другие химические соединения.

Кроме этого, различные газы используются для получения определённых физических явлений и свойств.

Углекислый газ или СО2 обладает большим количеством качеств, которые не могут не использоваться в химической промышленности и быту.

Что такое углекислый газ

Оксид углерода (IV) представляет собой тяжёлый газ. Плотность углекислоты примерно в полтора раза больше чем у атмосферного воздуха.

Несмотря на то, что этот газ уже при температуре минус 78,3 градуса Цельсия превращается в снегообразную массу, получить жидкую углекислоту при нормальном давлении не представляется возможным. Так называемый сухой лёд при малейшем повышении температуры сразу переходит из твёрдой, в газообразную форму.

Получить жидкую углекислоту можно только при давлении более 60 атмосфер. В таких условиях газ конденсируется даже при комнатной температуре с образованием бесцветной жидкости.

Углекислый газ не окисляется, но может поддерживать горение некоторых металлов. В среде углекислоты, при определённых условиях, могут возгораться такие активные элементы как магний, кальций и барий.

Этот газ хорошо растворим в воде, а в воздухе его содержится большое количество благодаря дыханию живых организмов и растений, наличию вулканической активности на земле, а также в результате сгорания органических веществ.

В результате растворения СО2 в воде в большой концентрации образуется угольная кислота. Это вещество может вступать в реакцию с фенолом и магнийорганическими соединениями. Углекислый газ также реагирует с щелочами. В результате такой реакции образуются соли и эфиры угольной кислоты.

Свойства углекислого газа

Углекислый газ невозможно определить органами зрения или обоняния. Если концентрация СО2 невелика, то не будет ощущаться и вкуса, но при наличии большого количества этого газа в воздухе может ощущаться кисловатый привкус.

При большой концентрации углекислоты во вдыхаемом воздухе может наступить отравление. Признаками негативного воздействия СО2 на организм человека являются:

  • Шум и гул в ушах.
  • Обильный холодный пот.
  • Потеря сознания.

Учитывая тот факт, что углекислый газ тяжелее воздуха, его концентрация в нижней части помещения будет более значительной.

По этой причине, первую очередь симптомы отравления могут наблюдаться у животных и детей, а также у взрослых очень маленького роста. Большая концентрация СО2 может привести к гибели людей.

При потере сознания человек может оказаться на полу, где количество кислорода будет недостаточным для поддержания нормального процесса дыхания.

Углекислый газ: получение в промышленности

Существует большое количество способов промышленного получения углекислоты. Наиболее рентабельными являются варианты добычи газа, основанные на получении СО2, который образовывается на химических производствах в виде отходов.

Газообразный оксид углерода (IV) получают из промышленного дыма способом адсорбции моноэтаноламина. Частицы этого вещества подаются в трубу с отходами и вбирают в себя углекислоту. После прохождение через смесь CO2 моноэтаноламины направляются на очистку в специальные резервуары, в которых, при определённых показателях температуры и давления, происходит высвобождение углекислого газа.

Углекислый газ высокого качества получается в результате брожения сырья при изготовлении спиртных напитков. На таких производствах газообразный СО2 обрабатывают водородом, перманганатом калия и углем. В результате реакции получают жидкую форму углекислоты.

Твёрдое состояние СО2 или «сухой лёд» также получают из отходов пивоваренных заводов и ликероводочных производств. Это агрегатное состояние вещества в промышленных масштабах образуется в такой последовательности:

  • Из резервуара, где происходит брожение, газ подаётся в ёмкость для промывки.
  • Углекислота направляется в газгольдер, в котором подвергается воздействию повышенного давления.
  • В специальных холодильниках СО2 охлаждается до определённой температуры.
  • Образовавшаяся жидкость фильтруется через слой угля.
  • Углекислота снова направляется в холодильник, где производится дополнительное охлаждение вещества с последующим прессованием.

Таким образом получается высококачественный «сухой лёд», который может использоваться в пищевой промышленности, растениеводстве или в быту.

Применение углекислого газа

Благодаря наличию определённых физических и химических свойств углекислый газ может использоваться в различных сферах. В химической промышленности углекислота используется для:

  • Синтеза искусственных химических соединений.
  • Для очистки животной и растительной ткани.
  • Регулирования температуры реакций.
  • Нейтрализации щёлочи.

В металлургии CO2 применяется с целью:

  • Регулирования отвода воды в шахтах.
  • Создания лазерного луча для резки металлов.
  • Осаждения вредных газообразных веществ.

Кроме перечисленных областей углекислый газ активно используется при производстве бумаги. Оксид углерода применяется регулирования водородного показателя древесной массы, а также усиления мощности производственных машин.

Углекислый газ используется в пищевой промышленности в качестве добавки, которая оказывает консервирующее действие. При изготовлении выпечки СО2 применяется в качестве разрыхлителя. Газированные напитки также изготавливаются с применением углекислоты, а для хранения быстро портящихся продуктов используется «сухой лёд».

Незаменим углекислый газ и при выращивании овощей и фруктов в зимних теплицах. В таких помещения в воздухе недостаточное количество СО2, который необходим для «дыхания» растений, поэтому приходится искусственно насыщать атмосферу этим газом.

В медицине углекислота применяется во время проведения сложных операций на внутренних органах. Наиболее ценным качеством этого газа, является использование его для реанимационных мероприятий, ведь благодаря возможности повысить его концентрацию можно эффективно стимулировать процесс дыхания пациента.

При сварке металлов углекислота применяется в качестве инертного облака, которое служит защитой расплавленного участка от попадания в него активного кислорода. В результате такой обработки сварочный шов получается идеально ровным и не подверженным окислению.

Благодаря способности охлаждаться при испарении, СО2 используется для тушения пожаров. Заправленные этим веществом огнетушители являются эффективным средством борьбы с возгораниями на объектах, где применение порошковых или пенных средств тушения невозможно.

В быту углекислота используется в качестве напорного газа в пневматическом оружии, а также для отпугивания комаров и борьбы с грызунами.

Углекислый газ: хранение и транспортировка

Хранение СО осуществляется в баллонах чёрного цвета, на корпусе которых обязательно должна быть надпись «Углекислота».

Кроме этого, на ёмкости наносится маркировка, по которой можно получить информацию о производителе баллона, весе пустой ёмкости, а также узнать дату последнего освидетельствования. Нельзя использовать углекислотные баллоны, у которых:

  • Истёк срок освидетельствования.
  • Имеются повреждения.
  • Неисправны вентили.

Транспортировка наполненных газом баллонов должна осуществляться по следующим правилам:

  • Транспортировать ёмкости только в горизонтальном положении. Вертикальное размещение допускается только в том случае, если имеются специальные ограждения, которые препятствуют падению баллона во время перевозки.
  • Для безопасного перемещения на баллонах должны быть резиновые кольца.
  • Не допускать механических воздействий, а также чрезмерного нагрева.
  • Запрещается перевозка углекислотных баллонов в торговых аппаратах.

Кроме этого, техникой безопасности запрещается переносить баллоны вручную или перекатывать их по земле.

Хранение баллонов с углекислотой может осуществляться как в специально оборудованных помещениях, так и под открытым небом. В зданиях ёмкости следует размещать на расстоянии не менее 1 метра от отопительных приборов.

При хранении на улице необходимо оградить ёмкости от воздействия прямых солнечных лучей и осадков, поэтому размещать резервуары таким способом рекомендуется под навесом.

Если хранение баллонов осуществляется в неотапливаемом помещении или под открытым небом, то в зимнее время необходимо следить за тем, чтобы ёмкости не охлаждались ниже минус 40 градусов Цельсия.


Вредность и опасность углекислого газа

Двуокись углерода нетоксична и невзрывоопасна. При концентрациях более 5% (92 г/м3) углекислый газ оказывает вредное влияние на здоровье человека, так как он 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. Помещения, где производится сварка с использованием углекислоты, должны быть оборудованы общеобменной приточно-вытяжной вентиляцией. Предельно допустимая концентрация углекислого газа в воздухе рабочей зоны 9,2 г/м3 (0,5%).

Хранение и транспортировка углекислого газа

Углекислый газ поставляется по ГОСТ 8050. Для получения качественных швов используют газообразную и сжиженную двуокись углерода высшего и первого сортов.

Углекислоту транспортируют и хранят в стальных баллонах по ГОСТ 949 или цистернах большой емкости в жидком состоянии с последующей газификацией на заводе, с централизованным снабжением сварочных постов через рампы.

В стандартный баллон с водяной емкостью 40 л заливается 25 кг жидкой углекислоты, которая при нормальном давлении занимает 67,5% объема баллона и дает при испарении 12,5 м3 углекислого газа.

В верхней части баллона вместе с газообразной углекислотой скапливается воздух. Вода, как более тяжелая, чем жидкая двуокись углерода, собирается в нижней части баллона.

Для снижения влажности углекислого газа рекомендуется установить баллон вентилем вниз и после отстаивания в течение 10…15 мин осторожно открыть вентиль и выпустить из баллона влагу. Перед сваркой необходимо из нормально установленного баллона выпустить небольшое количество газа, чтобы удалить попавший в баллон воздух. Часть влаги задерживается в углекислоте в виде водяных паров, ухудшая при сварке качество шва.

При выпуске газа из баллона вследствие эффекта дросселирования и поглощения теплоты при испарении жидкой двуокиси углерода газ значительно охлаждается. При интенсивном отборе газа возможна закупорка редуктора замерзшей влагой, содержащейся в углекислоте, а также сухим льдом. Во избежание этого при отборе углекислого газа перед редуктором устанавливают подогреватель газа. Окончательное удаление влаги после редуктора производится специальным осушителем, наполненным стеклянной ватой и хлористым кальцием, силикогелием, медным купоросом или другими поглотителями влаги.

Баллон окрашен в черный цвет, с надписью желтыми буквами «УГЛЕКИСЛОТА».

Характеристики углекислого газа

Характеристики углекислого газа представлены в таблицах ниже:

Коэффициенты перевода объема и массы CO2 при Т=15°С и Р=0,1 МПа

Масса, кг Объем газа, м3
1,848 1
1 0,541

Коэффициенты перевода объема и массы CO2 при Т=0°С и Р=0,1 МПа

Масса, кг Объем газа, м3
1,975 1
1 0,506

Тест по теме

  1. Вопрос 1 из 10

    Как выглядит формула углекислого газа?

Начать тест(новая вкладка)

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

    
  • Яна Василькова

    8/10

  • Карина Гаврилова

    10/10

  • Елена Асадова

    7/10

  • Лиана Бизина

    10/10

  • Кристина Микляева

    10/10

Диоксид углерода пищевой – Щекиноазот

Диоксид углерода (углекислый газ жидкий, углерода диоксид охлажденный жидкий, углекислота жидкая, угольный ангидрид, пищевая добавка Е-290) – малоопасное вещество по воздействию на организм при соблюдении правил обращения, вызывает обморожение тканей, при испарении действует наркотически и удушающее.

Обладает раздражающим действием на кожу и глаза.

При снижении давления до атмосферного превращается в газ и снег с температурой минус 78,5 0С, который вызывает обморожение кожи и поражение слизистой оболочки глаз, а также может вызывать явление кислородной недостаточности и удушья, действует наркотически.

Растворимость в воде – слабая.

Негорюч, невзрывоопасен, нетоксичен. Газообразный диоксид углерода в 1,5 раза тяжелее воздуха.

По физико-химическим показателям диоксид углерода пищевой соответствует требованиям ТУ-2114-051-05761695-2008 (с извещениями № 1-6):

Наименование показателя

Норма

1 Объемная доля диоксида углерода (СО2), %, не менее

99,9

2 Наличие соляной кислоты

Должна выдерживать испытание

3 Наличие сернистой и азотистой кислот и органических соединений (спиртов, эфиров, альдегидов, органических кислот)

Должна выдерживать испытание

4 Внешний вид в воде

Без цвета и мутности

4.1 Внешний вид и запах углекислоты (твердая фаза – в виде «снега»)

Без посторонних включений, без запаха

5 Массовая концентрация водяных паров при температуре 20 °С и давлении 101,ЗкПа (760 мм рт.ст.), г/м3, не более,

0,014

что соответствует температуре насыщения углекислоты водяными парами при давлении 101,3 кПа (760 мм рт.ст.) при температуре плюс 20°С, не более

минус 56

6 Запах и вкус в воде

Отсутствие постороннего запаха и вкуса

7 Объемная доля оксидов азота, в том числе:

7.1 Объемная доля оксида азота, млн-1 (ррm), не более 

7.2 Объемная доля диоксида азота, млн-1 (ррm), не более 

 

2,5

 

2,5

8 Объемная доля аммиака (NH3), млн-1 (ррm), не более

2,5

9 Объемная доля сероводорода (H2S), млн-1 (ррm), не более

0,1

10 Объемная доля диоксида серы (SО2), млн-1 (ррm), не более

1

11 Объемная доля сероокиси углерода (карбонилсульфида, COS), млн-1 (ррm), не более

0,1

12 Объемная доля бензола, млн-1 (ррm), не более

0,020

13 Объемная доля ацетальдегида, млн-1 (ррm), не более

0,2

14 Объемная доля оксида углерода (СО), млн-1 (ррm), не более

10

15 Объемная доля метана (СН4), млн-1 (ррm), не более

30

16 Объемная доля летучих углеводородов в пересчете на метан, млн-1 (ррm), не более

20

17 Объемная доля кислорода, млн-1 (ррm), не более

30

18 Общее содержание серы (ОСС*): объемная доля общих серосодержащих примесей, исключая диоксид серы (в пересчете на S), млн-1(ррm), не более, в том числе

0,1

Объемная доля метилмеркаптана (CH3SH), ррm,

< 0,05

Объемная доля этилмеркаптана (C2H5SH), ррm,

< 0,05

Объемная доля диметилсульфида (C2H5SH), ррm,

< 0,05

19 Массовая концентрация минеральных масел и механических примесей (нелетучие остатки), мг/кг, не более

0,1

20 Нелетучие органические примеси, мг/кг, не более

0,1

21 Объемная доля метана, млн-1 (ррm), не более

10

22 Объемная доля ароматических углеводородов (толуол, этилбензол, п-ксилол+ м-ксилол, о-ксилол), млн-1 (ррm), не более

0,02

Область применения

Диоксид углерода пищевой предназначен для использования в пищевых целях: в производстве газированных напитков, сухого льда, для охлаждения, замораживания и хранения пищевых продуктов при прямом и косвенном контакте с ними.

Процессы производства (изготовления), хранения, маркировки, перевозки (транспортировки), реализации и утилизации пищевой добавки соответствуют требованиям, установленным в Техническом регламенте Таможенного Союза ТР ТС 029/2012 «Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств» (принят Решением Совета Евразийской экономической комиссии от 20.07.2012 № 58)».

Химические и физические свойства

Химически инертен. С сильным основанием реагирует, образуя карбонаты. При высокой температуре реагирует сильно с электроположительными металлами, отдавая полностью или частично свой кислород. При температуре красного каления двуокись углерода с кальцием даёт карбид и окись кальция; реагируя с аммиаком, даёт мочевину; при высокой температуре окисляет железо, кремний и сурьму. При 200ºС в присутствии окиси меди реагирует с водородом.

Хороший избирательный растворитель большинства ароматических веществ, не растворяет соли, сахара, аминокислоты, пептиды.

Реакции между диоксидом углерода и другими соединениями могут происходить только при высоких температурах и в присутствии катализатора.

Токсичность и опасность

Диоксид углерода пищевой является негорючим, не поддерживающим горение и не взрывоопасным веществом.

Диоксид углерода (газообразный) в полтора раза тяжелее воздуха, поэтому может скапливаться в низких участках поверхности, подвалах, приямках, тоннелях, во внутренних объемах оборудования.

При воздействии на кожу наблюдается покраснение, появляется чувство покалывания, пощипывания и тепла в ней, отделение пота. Возможно обморожение.

Нельзя медленно и постепенно согревать отмороженные участки кожи холодной водой, так как это вызывает дальнейшее интенсивное охлаждение пораженных внешним холодом участков.

Чрезмерно горячая вода может вызвать ожог отмороженных участков, температурная чувствительность которых в период тканевой гипотермии понижена или утрачена вовсе. В случае отморожения кожи – одежду не снимать, немедленно обратиться за медицинской помощью.

Вследствие сублимации сжиженной углекислоты, при внезапной разгерметизации емкости от разрушения, может произойти физический взрыв большой мощности.

Баллоны (ёмкости) с диоксидом углерода могут взрываться при нагревании и сильных ударах.

Нахождение в природе

Двуокись углерода является компонентом атмосферного воздуха (0,03 % (об.)). Также является продуктом жизнедеятельности многих почвенных и водных микроорганизмов и высших животных, необходимым сырьём для процесса фотосинтеза растений.

Диоксид углерода не оказывает вредного воздействия на воздух, почву и воду, хотя в глобальном масштабе, большое количество диоксид углерода, поступающее в атмосферу от промышленных центров и предприятий вызывает общее потепление климата (так называемый «парниковый эффект»).

Диоксид углерода из атмосферы отводится в результате выветривания, а возвращается в неё при вулканических извержениях и выделениях из воды минеральных источников. Дождевая вода растворяет углерод диоксид и, просачиваясь через почву, взаимодействует с известняком, растворяя его в виде гидрокарбоната. При выходе такой воды на поверхность и её испарении вновь образуется известняк и выделяется углекислый газ.

Методы получения на производстве

Сущность процесса производства диоксид углерода пищевого заключается в охлаждении сжатого до давления конденсации газообразной двуокиси углерода, получающейся из отбросных газов производства водорода.

В зависимости от назначения и применения выпускают диоксид углерода пищевой двух видов:

– высокого давления от 3 554 до 7 383 кПа при температуре от 0 до 31,05ºС;

– низкотемпературную – от 3 554 до 528,0 кПа при температуре от 0 до минус 56,5ºС

Диоксид углерода пищевой – бесцветная жидкость без запаха.

Перевозка и хранение

Диоксид углерода пищевой высокого давления в баллонах и баллончиках для бытовых сифонов хранят в специальных складских помещениях или на открытых огражденных площадках под навесом, защищающим баллоны от атмосферных осадков и прямых солнечных лучей.

Жидкий низкотемпературный диоксид углерода пищевой хранят в накопительных изотермических емкостях (цистернах).

Гарантийный срок хранения

– в баллончиках для бытовых сифонов – (по ГОСТ 19136) – 1 год со дня изготовления продукта;

– в цистернах – 6 месяцев со дня изготовления.

Сертификат соответствия ГОСТ

Сертификат соответствия производства и отгрузки диоксида углерода пищевого требованиям FSSC 22000:2011 (ISO 22000+ISO/TS 22002-1)

Просмотреть прайс-лист

“Получение углекислого газа и его свойства”. Урок – практическая работа

Цели:

  • Расширить представления об истории открытия, свойствах и практическом применении углекислого газа.
  • Познакомить учащихся с лабораторными способами получения углекислого газа.
  • Продолжить формирование экспериментальных навыков учащихся.

Используемые приемы: “верные и неверные утверждения”, “зигзаг-1”, кластеры.

Лабораторное оборудование: лабораторный штатив, прибор для получения газов, стакан на 50 мл, кусочки мрамора, соляная кислота (1:2), известковая вода, зажим Мора.

I. Стадия вызова

На стадии вызова используется прием “верные и неверные утверждения”.

Утверждения

 

 

1. Углекислый газ – это “дикий газ”.

   –   

      
2. В морях и океанах содержится в 60 раз больше углекислого газа, чем в земной атмосфере.

+

      
3. Природные источники углекислого газа называются мофетами.

      
4. В окрестностях Неаполя находится “Собачья пещера”, в которой не могут находиться собаки.

+

      
5. В лабораториях углекислый газ получают действием серной кислоты на куски мрамора.

+

 
6. Углекислый газ – это газ без цвета и запаха, легче воздуха, хорошо растворим в воде.

+

      
7. Твёрдый углекислый газ получил название “сухого льда”.

 
8. Известковая вода – это раствор гидроксида кальция в воде.

+

      

II. Стадия осмысления

1. Организация деятельности в рабочих группах, участники которых получают тексты по пяти основным темам “зигзага”:

  1. История открытия углекислого газа
  2. Углекислый газ в природе
  3. Получение углекислого газа
  4. Свойства углекислого газа
  5. Практическое применение углекислого газа

Идет первоначальное знакомство с текстом, первичное чтение.

2. Работа в экспертных группах.

В экспертные группы объединяются “специалисты” по отдельным вопросам. Их задача – внимательное чтение текста, выделение ключевых фраз и новых понятий либо использование кластеров и различных схем для графического изображения содержания текста (работа ведется индивидуально).

3. Отбор материала, его структурирование и дополнение (групповая работа)

4. Подготовка к трансляции текста в рабочих группах

  • 1-я группа экспертов составляет опорный конспект “История открытия углекислого газа”
  • 2-я группа экспертов составляет схему распространения углекислого газа в природе
  • 3-я группа экспертов составляет схему получения углекислого газа и рисунок установки для его получения
  • 4-я группа экспертов составляет классификацию свойств углекислого газа
  • 5-я группа экспертов составляет схему практического применения углекислого газа

5. Подготовка к презентации (плакат)

III. Стадия рефлексии

Возвращение в рабочие группы

  1. Трансляция в группе тем 1–5 последовательно. Сбор установки для получения углекислого газа. Получение углекислого газа и исследование его свойств.
  2. Обсуждение результатов эксперимента.
  3. Презентация отдельных тем.
  4. Возвращение к “верным и неверным утверждениям”. Проверка своих первоначальных предположений. Расстановка новых значков.

Это может выглядеть так:

Утверждения

          
1. Углекислый газ – это “дикий газ”. 

 +

2. В морях и океанах содержится в 60 раз больше углекислого газа, чем в земной атмосфере. 

+

3. Природные источники углекислого газа называются мофетами. 

+

4. В окрестностях Неаполя находится “Собачья пещера”, в которой не могут находиться собаки. 

+

5. В лабораториях углекислый газ получают действием серной кислоты на куски мрамора. 

6. Углекислый газ – это газ без цвета и запаха, легче воздуха, хорошо растворим в воде. 

7. Твёрдый углекислый газ получил название “сухого льда”. 

+

8. Известковая вода – это раствор гидроксида кальция в воде. 

+

Тексты по пяти основным темам “зигзага”

1. История открытия углекислого газа

Углекислый газ был первым между всеми другими газами противопоставлен воздуху под названием “дикого газа” алхимиком XVI в. Вант Гельмонтом.

Открытием СО2 было положено начало новой отрасли химии – пневматохимии (химии газов).

Шотландский химик Джозеф Блэк (1728 – 1799 г.г.) в 1754 году установил, что известковый минерал мрамор (карбонат кальция) при нагревании разлагается с выделением газа и образует негашеную известь (оксид кальция):

CaCO3 CaO + CO2
карбонат кальция оксид кальция углекислый газ

Выделяющийся газ можно было вновь соединить с оксидом кальция и вновь получить карбонат кальция :

CaO + CO2 CaCO3
оксид кальция углекислый газ карбонат кальция

Этот газ был идентичен открытому Ван Гельмонтом “дикому газу”, но Блэк дал ему новое название – “связанный воздух” – так как этот газ можно было связать и вновь получить твердую субстанцию, а также он обладал способностью притягиваться известковой водой (гидроксидом кальция) и вызывать её помутнение:

CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
углекислый газ гидроксид кальция карбонат кальция вода

Несколько лет спустя Кавендиш обнаружил еще два характерных физических свойства углекислого газа – его высокую плотность и значительную растворимость в воде.

2. Углекислый газ в природе

Содержание углекислого газа в атмосфере относительно небольшое, всего 0,04–0,03% (по объему). CO2, сосредоточенный в атмосфере, имеет массу 2200 биллионов тонн.
В 60 раз больше углекислого газа содержится в растворенном виде в морях и океанах.
В течение каждого года из атмосферы извлекается примерно 1/50 часть всего содержащегося в ней CO2 растительным покровом земного шара в процессе фотосинтеза, превращающего минеральные вещества в органические.
Основная масса углекислого газа в природе образуется в результате различных процессов разложения органических веществ. Углекислый газ выделяется при дыхании растений, животных, микроорганизмов. Непрерывно увеличивается количество углекислого газа, выделяемого различными производствами. Углекислый газ содержится в составе вулканических газов, выделяется он и из земли в вулканических местностях. Несколько столетий функционирует в качестве постоянно действующего генератора CO2 “Собачья пещера” вблизи города Неаполя в Италии. Она знаменита тем, что собаки в ней не могут находиться, а человек может там пребывать в нормальном состоянии. Дело в том, что в этой пещере углекислый газ выделяется из земли, а так как он в 1,5 раза тяжелее воздуха, то располагается внизу, примерно на высоте роста собаки (0,5 м). В таком воздухе, где углекислого газа 14% , собаки (и другие животные, разумеется) дышать не могут, но стоящий на ногах взрослый человек не ощущает избытка углекислого газа в этой пещере. Такие же пещеры существуют в Йеллоустонском национальном парке (США).
Природные источники углекислого газа называются мофетами. Мофеты характерны для последней, поздней стадии затухания вулканов в которой находится, в частности, знаменитый вулкан Эльбрус. Поэтому там наблюдаются многочисленные выходы пробивающихся сквозь снега и льды горячих источников, насыщенных углекислым газом.
Вне земного шара оксид углерода (IV) обнаружен в атмосферах Марса и Венеры – планетах “земного типа”.

3. Получение углекислого газа

В промышленности углекислый газ получается главным образом как побочный продукт обжига известняка спиртового брожения и др.
В химических лабораториях либо пользуются готовыми баллонами с жидким углекислым газом, либо получают CO2 в аппаратах Киппа или приборе для получения газов действием соляной кислоты на куски мрамора:

CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O
карбонат кальция соляная кислота хлорид кальция углекислый газ вода

Пользоваться серной кислотой вместо соляной при этом нельзя, потому что тогда вместо растворимого в воде хлорида кальция получался бы гипс – сульфат кальция (CaSO4) – соль, малорастворимая в воде. Отлагаясь на кусках мрамора, гипс крайне затрудняет доступ к ним кислоты и тем самым очень замедляет течение реакции.
Для получения углекислого газа:

  1. Закрепите в лапке лабораторного штатива прибор для получения газов
  2. Выньте из пробирки с отростком пробку с воронкой
  3. Поместите в насадку 2–3 кусочка мрамора величиной ? горошины
  4. Вставьте пробку с воронкой в пробирку снова. Откройте зажим
  5. Прилейте в воронку (осторожно!) соляную кислоту (1:2) так, чтобы кислота слегка покрывала мрамор
  6. Наполните оксидом углерода (IV) химический стакан и закройте зажим.

4. Свойства углекислого газа

CO2 – это бесцветный газ, не имеет запаха, тяжелее воздуха в 1,5 раза, с трудом смешивается с ним (по выражению Д.И. Менделеева, “тонет” в воздухе), что можно доказать следующим опытом: над стаканом, в котором закреплена горящая свечка, опрокидывают стакан, наполненный углекислым газом. Свечка мгновенно гаснет.
Оксид углерода (IV) обладает кислотными свойствами и при растворении этого газа в воде образуется угольная кислота. При пропускании CO2 через подкрашенную лакмусом воду можно наблюдать изменение цвета индикатора с фиолетового на красный.
Хорошая растворимость углекислого газа в воде делает невозможным собирание его методом “вытеснения воды”.
Качественной реакцией на содержание углекислого газа в воздухе является пропускание газа через разбавленный раствор гидроксида кальция (известковую воду). Углекислый газ вызывает образование в этом растворе нерастворимого карбоната кальция, в результате чего раствор становится мутным:

CO2 + Ca(OH)2 CaCO3+ H2O
углекислый газ гидроксид кальция   карбонат кальция вода

При добавлении избыточного количества CO2 мутный раствор снова становится прозрачным из-за превращения нерастворимого карбоната в растворимый гидрокарбонат кальция:

CaCO3 + H2O + CO2 Ca(HCO3)2
карбонат кальция вода углекислый газ гидрокарбонат кальция

5. Практическое применение углекислого газа

Прессованный твердый углекислый газ получил название “сухого льда”.
Твердый CO2 скорее похож на спрессованный плотный снег, по твердости напоминающий мел. Температура “сухого льда” –78оС. Сухой лед, в отличие от водяного льда, плотный. Он тонет в воде, резко охлаждая её. Горящий бензин можно быстро потушить, бросив в пламя несколько кусочков сухого льда.
Главное применение сухого льда – хранение и перевозка продуктов питания: рыбы, мяса, мороженого и др. Ценность сухого льда заключается не только в его охлаждающем действии, но и в том, что продукты в углекислом газе не плесневеют и не гниют.
Сухим льдом испытывают в лабораториях детали, приборы, механизмы, которые будут служить в условиях пониженных температур. С помощью сухого льда испытывают морозоустойчивость резиновых покрышек автомобилей.
Углекислый газ применяют для газирования фруктовых и минеральных вод, а в медицине – для углекислотных ванн.
Жидкий углекислый газ используют в углекислотных огнетушителях, огнетушительных системах самолетов и кораблей и в пожарных углекислотных машинах. Он особенно эффективен в тех случаях, когда вода непригодна, например, при тушении загоревшихся огнеопасных жидкостей или при наличии в помещении невыключенной электропроводки или уникального оборудования, которое от воды может пострадать.
Во многих случаях CO2 используют не в готовом виде, а получают в процессе использования, например, хлебопекарных порошков, содержащих смесь бикарбоната натрия с кислым виннокислым калием. При смешивании таких порошков с тестом соли растворяются и возникает реакция с выделением CO2 . В результате тесто всходит, наполняясь пузырьками углекислого газа, и выпеченный из него продукт получается мягким и вкусным.

Литература

  1. Перемена // Международный журнал о развитии мышления через чтение и письмо. – 2000. – №№ 1, 2.
  2. Современный студент в поле информации и коммуникации: Учебно-методическое пособие. – СПб.: PETROC, 2000.
  3. Загашев И.О., Заир-Бек С.И. Критическое мышление: технология развития. – СПб.: Издательство “Альянс “Дельта”, 2003.

Диоксид углерода может быть полезным / / Независимая газета

Технологии захвата и утилизации парниковых газов становятся все более эффективными

Особенно привлекательным сегодня кажется применение CO2 для выпуска карбамида, с помощью которого получают азотные удобрения. Фото Pixabay

Захват и применение диоксида углерода для создания продуктов, обладающих экономической ценностью, может привести к снижению затрат на сокращение эмиссий или содержания этого газа в атмосфере. К такому выводу пришли авторы доклада «Технологические и экономические перспективы применения и изъятия СО2», который был опубликован в научном журнале Nature. Они выделяют десять наиболее реалистичных вариантов утилизации углекислоты.

Традиционные варианты

Один из основных способов – использование диоксида углерода для изготовления химической продукции. Его можно преобразовать в целый ряд веществ, но только несколько вариантов имеют смысл с точки зрения масштаба производства, технологического потенциала и экономической эффективности.

Особенно активно СО2 сейчас применяется для выпуска карбамида (с помощью которого получают азотные удобрения, гербициды, смолы для скрепления материалов, чистящие средства и пищевые добавки) и поликарбонатных полиолов (для создания изоляционных материалов, твердых и эластичных покрытий). Подобная трансформация уже сегодня кажется экспертам рентабельной. При этом существуют варианты технологически возможные, но не получившие широкого распространения, такие как производство метанола. Потенциал использования диоксида углерода для выработки химической продукции к 2050 году авторы исследования видят в диапазоне от 0,3 до 0,6 Гт/год.

Другой путь ведет к топливу и микроводорослям. Опция с топливом из СО2 (на базе метанола, метана, диметилового эфира и реакции Фишера–Тропша) достаточно затратная, но привлекает экологов, так как этот ресурс вносит свой собственный вклад в процесс декарбонизации. Ведь его можно использовать в существующей транспортной системе и даже в сегментах, которые особенно тяжело декарбонизировать, например, в авиации. Долгосрочная перспектива такого применения СО2 для достижения углеродной нейтральности экономики будет зависеть от вовлечения возобновляемых источников энергии в производство, снижения себестоимости такого топлива и его конкуренции с водородом и аммиаком. Из-за этого потенциал использования СО2 в данном случае высокий, но не очень определенный – 1–4,2 Гт/год.

Между тем биотопливо и другие полезные продукты на основе микроводорослей выходят еще дороже, но и уровень фиксации диоксида углерода значительно выше – до 10%. Однако исследования в этом направлении еще ведутся, поэтому и ожидания по задействованию СО2 к 2050 году у экспертов ниже – 0,2–0,9 Гт/год.

СО2 постепенно приходит и в строительную отрасль. В долгосрочной перспективе за счет бетонных стройматериалов можно будет извлекать, использовать и хранить от 0,1 до 1,4 Гт/год. Среди прочих вариантов наиболее удачным ученым кажется применение диоксида углерода в качестве ускорителя застывания цемента.

Еще одним традиционным методом применения углекислого газа считается его подача в скважину под давлением для повышения нефтеотдачи. Так, в США он обеспечивает около 5% добычи черного золота. 1 тонна СО2 позволяет извлечь от 1,1 до 3,3 барр. нефти. Эксперты отмечают, что такой метод подходит для 90% нефтяных скважин в мире. А значит, этим способом можно задействовать и хранить максимум 140 Гт СО2, однако прогноз к 2050 году – 0,1–1,8 Гт/год. В докладе подчеркивается, что, если производители будут ставить целью не максимальную добычу нефти, а максимальную фиксацию диоксида углерода, можно добиться более значительного снижения его концентрации в атмосфере. Но это опять же недешево.

Нестандартный подход

Первым из нестандартных аспектов утилизации СО2 авторы исследования называют биоэнергетику, которая подразумевает сжигание растительного топлива со связыванием и сохранением выделяемого углерода. В то же время эксперты сомневаются в достаточности ресурсов для полномасштабного внедрения таких технологий, так как невозможно бездумно выделять земли под выращивание растений для биотоплива в ущерб продуктам питания. Так или иначе потенциальный уровень устранения СО2 этим методом может варьироваться в диапазоне от 0,5 до 5 Гт/год.

Далее идет геоинжениринг, а именно ускоренное выветривание силикатных и карбонатных горных пород. Таким образом можно захватить двуокись углерода (в перспективе 2–4 Гт/год) из атмосферы, а заодно повысить плодородность почвы через поглощение ею питательных веществ, которое ускоряется за счет изменения pH.

В случае лесоразведения и восстановления лесных массивов углекислый газ забирается из атмосферы благодаря процессу фотосинтеза и хранится непосредственно в растущих лесах. При устойчивом развитии лесного хозяйства часть этой углекислоты участвует в производственных процессах и после небольших энергетических потерь переходит в готовую древесную продукцию. И эта продукция, и растущие леса обладают экономической ценностью, а значит, такой процесс может считаться вариантом использования СО2, говорят эксперты. По их расчетам, к 2050 году потенциал его улавливания в этом секторе будет 0,5–3,6 Гт/год.

Также среди способов применения диоксида углерода ученые называют землепользование и удобрение биоуголем, но только когда в результате увеличиваются объемы получаемой сельскохозяйственной продукции, которая обладает экономической ценностью. СО2, что попадает в землю, либо идет на увеличение урожайности, либо сохраняется в почве. Эксперты отмечают, что это два взаимоисключающих варианта развития событий. Применение техник по управлению земельными ресурсами может привести к использованию 2,3–5,3 Гт СО2, а конкретно внесение в почву биоугля – 0,3–2 Гт СО2.

Препятствия в распространении

На пути широкомасштабного внедрения всех этих вариантов множество проблем. Главные связаны со стоимостью, технологиями и энергией. И надо учитывать, что, даже если тот или иной метод станет конкурентоспособным исходя из затрат на него, это еще не значит, что он получит коммерческое распространение. Его могут затормозить, например, политические, социальные опасения и задачи или географический фактор.

Однако большинство технологий все еще слишком затратные. Так себестоимость топлива с применением СО2 пока значительно превышает среднерыночные показатели в этом секторе. В то же время представители бизнеса уверены, что те технологии, которые уже сейчас рациональные с экономической точки зрения, будут становиться все более выгодными. Особенно это относится к закреплению цемента и производству поликарбонатных полиолов.

Что касается энергии, иногда она требуется в больших количествах для проведения химических реакций при трансформации, а иногда чтобы увеличить концентрацию СО2 от 0,04% до 100%. В свою очередь, для естественных процессов нужна энергия солнца, которая собирается в процессе фотосинтеза, чтобы преобразовать двуокись углерода и воду в карбогидраты. И хотя фотосинтез, по словам ученых, процесс в данном случае неэффективный, биологические варианты утилизации СО2 необязательно более дорогие.

В заключение стоит сказать, что потенциалы разных вариантов использования двуокиси углерода нельзя суммировать. Эксперты предупреждают, что выход на первый план той или иной технологии может затормозить или вообще исключить внедрение другой. Также надо понимать, что они не всегда идут на пользу замедления глобального потепления, а в некоторых случаях при изменении условий могут даже добавить парниковых газов в атмосферу. Например, так может произойти в случае повышения нефтеотдачи скважин с помощью СО2 без прямого захвата воздуха и при определенном уровне декарбонизации атмосферы. Чем дальше зайдет процесс декарбонизации, тем менее эффективными и полезными будут многие из этих методов.

Статья подготовлена на основе доклада «Технологические и экономические перспективы применения и изъятия СО2» Кэмерона Хэпберна, Эллы Адлен, Джона Беддингтона и др., напечатанного в еженедельном международном журнале Nature (№ 575, 2019, стр. 87–97). 

Угарный газ — Энциклопедия Нового Света

Угарный газ
Общие
Систематическое название Окись углерода
Другие наименования Окись углерода,
Угольный газ
Молекулярная формула СО
Молярная масса 28,0101 г/моль
Внешний вид Бесцветный газ без запаха
CAS-номер [630-08-0]
УЛЫБКИ С#О
Недвижимость
Плотность и фаза 0.789 г/см³, жидкость
1,250 г/л при 0°C, 1 атм.
1,145 г/л при 25°C, 1 атм.
(легче воздуха)
Растворимость в воде 0,0026 г/100 мл (20 °C)
в этаноле
в метаноле
Растворимый
Температура плавления -205 °С (68 К)
Температура самовоспламенения 609 °С
Точка кипения -192 ° С (81 К)
Структура
Молекулярная форма Линейный
Дипольный момент 0.112 Д (3,74×10 −31 Кл·м)
Опасности
Паспорт безопасности Внешний паспорт безопасности
Классификация ЕС Легковоспламеняющийся ( F+ )
Репр. Кот. 1
Токсичный ( T )
NFPA 704

2

4

2

 

Фразы риска Р12, Р23, Р33, Р48,
Р61
S-фразы С9, С16, С33, С45,
С53
Температура вспышки Горючий газ
Номер РТЭКС ФГ3500000
Страница дополнительных данных
Структура и свойства n , ε r и т.д.
Термодинамические данные Фазовое поведение
Твердое, жидкое, газообразное
Спектральные данные IR = 2143 см -1
Родственные соединения
Родственные оксиды двуокись углерода
недоокись углерода
двуокись углерода
трехокись углерода
Если не указано иное, данные приведены для материалов
в их стандартном состоянии (при 25°C, 100 кПа)
Отказ от ответственности и ссылки на Infobox

Монооксид углерода с химической формулой CO представляет собой бесцветный газ без запаха и вкуса.Это продукт неполного сгорания углеродсодержащих соединений, особенно в двигателях внутреннего сгорания. Он состоит из одного атома углерода, ковалентно связанного с одним атомом кислорода. Это газ при комнатной температуре. Он имеет значительную топливную ценность, горит на воздухе характерным голубым пламенем с образованием углекислого газа.

Несмотря на свою серьезную токсичность, CO чрезвычайно полезен и лежит в основе многих современных технологий, являясь предшественником множества полезных и даже спасающих жизнь продуктов.

Производство

Оксид углерода настолько важен, что для его производства было разработано множество методов. [1]

Генераторный газ образуется при сгорании углерода в кислороде при высоких температурах при избытке углерода. В печи воздух пропускается через слой кокса. Первоначально полученный CO 2 уравновешивается с оставшимся горячим углеродом с образованием CO. Реакция CO 2 с углеродом с образованием CO описывается как равновесие Будуара.При температуре выше 800 °C CO является преобладающим продуктом:

O 2 + 2 C → 2 CO ΔH = -221 кДж/моль

Недостатком этого метода является то, что при использовании воздуха остается смесь, состоящая в основном из азота.

Синтез-газ или Водяной газ получают в результате эндотермической реакции пара и углерода:

H 2 O + C → H 2 + CO ΔH = 131 кДж/моль

CO также является побочным продуктом восстановления руд оксидов металлов углеродом, что показано в упрощенной форме следующим образом:

MO + C → M + CO ΔH = 131 кДж/моль

Поскольку CO представляет собой газ, процесс восстановления можно проводить путем нагревания, используя положительную (благоприятную) энтропию реакции.Диаграмма Эллингема показывает, что при высоких температурах образование CO предпочтительнее, чем CO 2 .

CO – ангидрид муравьиной кислоты. Как таковой его удобно получать дегидратацией муравьиной кислоты, например, серной кислотой. Еще одна лабораторная подготовка к угарному газу заключается в нагревании однородной смеси порошкообразного металлического цинка и карбоната кальция.

Zn + CaCO 3 → ZnO + CaO + CO

Структура

Молекула CO характеризуется длиной связи 0.1128 нм. [2] Разница в формальном заряде и электроотрицательности компенсирует друг друга. В результате получается небольшой дипольный момент с отрицательным концом на атоме углерода. [3] Это расстояние соответствует частичной тройной связи. Молекула имеет малый дипольный момент и может быть представлена ​​тремя резонансными структурами:

Крайняя левая форма резонанса является наиболее важной.

Азот изоэлектронен монооксиду углерода, что означает, что эти молекулы имеют одинаковое количество электронов и аналогичные связи.Физические свойства N 2 и CO схожи, хотя CO более реакционноспособен.

Основные химические реакции

Промышленное использование

Монооксид углерода является основным промышленным газом, который имеет множество применений в производстве сыпучих химикатов. [4]

Альдегиды большого объема получают реакцией гидроформилирования алкенов, CO и H 2 . В одном из многих применений этой технологии гидроформилирование сочетается с процессом Shell Higher Olefin Process для получения прекурсоров моющих средств.

Метанол получают путем гидрирования CO. В родственной реакции гидрирование CO связано с образованием связи C-C, как в процессе Фишера-Тропша, где CO гидрогенизируется до жидкого углеводородного топлива. Эта технология позволяет превращать уголь в бензин.

В процессе Монсанто монооксид углерода и метанол реагируют в присутствии гомогенного родиевого катализатора и HI с образованием уксусной кислоты. Этот процесс отвечает за большую часть промышленного производства уксусной кислоты.

Координационная химия

ВЗМО CO представляет собой σ MO НСМО CO представляет собой π * разрыхляющую МО.

Большинство металлов образуют координационные комплексы, содержащие ковалентно присоединенный монооксид углерода. Только те, которые находятся в более низких степенях окисления, будут образовывать комплексы с лигандами монооксида углерода. Это связано с тем, что должна быть достаточная электронная плотность, чтобы облегчить обратную передачу с металлической d xz -орбитали на молекулярную орбиталь π * из CO. Неподеленная пара на атоме углерода в CO также отдает электронную плотность d . x²−y² на металле с образованием сигма-связи.В карбониле никеля Ni(CO) 4 образуется в результате прямого соединения монооксида углерода и металлического никеля при комнатной температуре. По этой причине никель в любой трубке или детали не должен подвергаться длительному контакту с окисью углерода (коррозия). Карбонил никеля легко разлагается обратно на Ni и CO при контакте с горячими поверхностями, и этот метод когда-то использовался для промышленной очистки никеля в процессе Монда. [5]

В карбониле никеля и других карбонилах электронная пара на углероде взаимодействует с металлом; окись углерода отдает электронную пару металлу.В этих ситуациях монооксид углерода называют карбонильным лигандом. Одним из наиболее важных карбонилов металлов является пентакарбонил железа, Fe(CO) 5 :

Многие комплексы металл-CO получают путем декарбонилирования органических растворителей, а не из CO. Например, трихлорид иридия и трифенилфосфин реагируют в кипящем метоксиэтаноле или ДМФА с образованием IrCl(CO)(PPh 3 ) 2 .

Органическая химия и химия основных групп

В присутствии сильных кислот и воды монооксид углерода реагирует с олефинами с образованием карбоновых кислот в процессе, известном как реакция Коха-Хаафа. [6] В реакции Гаттермана-Коха арены превращаются в производные бензальдегида в присутствии AlCl 3 и HCl. [7] Литийорганические соединения, такие как бутиллитий, реагируют с CO, но эта реакция используется редко.

Хотя CO реагирует с карбокатионами и карбанионами, он относительно не реагирует с органическими соединениями без вмешательства металлических катализаторов. [8]

С реагентами основной группы CO вступает в несколько заслуживающих внимания реакций.Хлорирование CO — это промышленный путь получения важного соединения фосгена. С бораном CO образует аддукт H 3 BCO, изоэлектронный с ацилиевым катионом [H 3 CCO] + . CO реагирует с натрием с образованием продуктов, образующихся в результате сочетания CC, таких как Na 2 C 2 O 2 (ацетилендиолат натрия) и Na 2 C 4 O 4 (квадратный натрий).

Угарный газ в атмосфере

MOPITT 2000 глобальный угарный газ

Угарный газ, который сегодня считается загрязняющим веществом, всегда присутствовал в атмосфере, в основном как продукт вулканической деятельности.Он растворяется в расплавленной вулканической породе при высоком давлении в мантии Земли. Содержание оксида углерода в вулканических газах варьируется от менее 0,01 процента до 2 процентов, в зависимости от вулкана. Это также происходит в природе при лесных пожарах. Поскольку естественные источники окиси углерода настолько изменчивы из года в год, чрезвычайно трудно точно измерить естественные выбросы газа.

Монооксид углерода оказывает косвенное радиационное воздействие за счет повышения концентрации метана и тропосферного озона в результате химических реакций с другими компонентами атмосферы (например, гидроксильным радикалом OH . ), которые в противном случае уничтожили бы их. Угарный газ образуется при неполном сгорании углеродосодержащих топлив. В результате естественных процессов в атмосфере он в конечном итоге окисляется до углекислого газа. Концентрации окиси углерода недолговечны в атмосфере и изменчивы в пространстве.

Антропогенный CO от автомобилей и промышленных выбросов может способствовать парниковому эффекту и глобальному потеплению. В городских районах угарный газ вместе с альдегидами вступает в фотохимическую реакцию с образованием перекисных радикалов.Перекисные радикалы реагируют с оксидом азота, увеличивая отношение NO 2 к NO, что снижает количество NO, доступного для реакции с озоном. Угарный газ также входит в состав табачного дыма.

Роль в физиологии и питании

Монооксид углерода используется в системах упаковки с модифицированной атмосферой в США, в основном, со свежими мясными продуктами, такими как говядина и свинина. CO соединяется с миоглобином с образованием карбоксимиоглобина, ярко-вишнево-красного пигмента. Карбоксимиоглобин более стабилен, чем кислородсодержащая форма миоглобина, оксимиоглобин, который может окисляться до коричневого пигмента, метмиоглобина.Этот устойчивый красный цвет может сохраняться намного дольше, чем у обычно упакованного мяса, и, таким образом, увеличивает срок хранения. [9] Типичные уровни содержания CO составляют от 0,4 до 0,5 процента.

FDA впервые присвоило этой технологии статус «общепризнанной безопасной» в 2002 году для использования в качестве системы вторичной упаковки. В 2004 году FDA одобрило CO в качестве основного метода упаковки, заявив, что CO не маскирует запах порчи. Несмотря на это решение, технология остается спорной в США.С. из-за опасений, что это обманчиво и маскирует порчу. [10]

В результате одной реакции в организме образуется CO. Окись углерода образуется естественным образом при распаде гемоглобина, гема, является субстратом для фермента гемоксигеназы, который производит CO и биливердин. Биливердин превращается в билирубин под действием биливердинредуктазы в макрофагах ретикулоэндотелиальной системы. Растворимый в липидах неконъюгированный билирубин транспортируется кровью в связанном с альбумином, поглощается гепатоцитами, конъюгируется с глюкуроновой кислотой и транспортируется в желчные канальцы для выведения из организма.Эндогенно продуцируемый CO может играть важную физиологическую роль в организме (например, в качестве нейротрансмиттера).

CO является питательным веществом для метаногенных бактерий, строительным блоком для ацетилкоэнзима А. Эта тема является предметом новой области биоорганометаллической химии. У бактерий CO образуется путем восстановления углекислого газа под действием фермента дегидрогеназы моноксида углерода, белка, содержащего Fe-Ni-S. [11]

Известен основанный на геме белок-сенсор СО, CooA.Объем его биологической роли до сих пор не ясен, он, по-видимому, является частью сигнального пути у бактерий и архей, но его встречаемость у млекопитающих не установлена.

CO также в настоящее время изучается на предмет его противовоспалительных свойств и свойств защиты трансплантата в области иммунологии трансплантатов.

История

Угарный газ впервые был получен французским химиком де Лассоном в 1776 году при нагревании оксида цинка с коксом. Он ошибочно заключил, что газообразный продукт был водородом, так как он горел голубым пламенем.Газ был идентифицирован как соединение, содержащее углерод и кислород, английским химиком Уильямом Круикшенком в 1800 году.

Токсические свойства СО были впервые тщательно исследованы французским физиологом Клодом Бернаром около 1846 года. Он отравил этим газом собак и заметил, что их кровь была более рутилантной во всех сосудах. « Rutilant » — это французское слово, но в англоязычных словарях оно также имеет значение, означающее румяный, мерцающий или золотой. Однако в то время он переводился как малиновый, алый, а сейчас широко известен как «вишнево-розовый».”

Во время Второй мировой войны угарный газ использовался для поддержания работы автомобилей в тех частях мира, где не хватало бензина. Были установлены внешние угольные или дровяные горелки, а угарный газ, образующийся в результате газификации, подавался в карбюратор. CO в этом случае известен как «древесный газ». Сообщается, что угарный газ также использовался в небольших масштабах во время Холокоста в некоторых нацистских лагерях смерти.

Токсичность

Угарный газ является очень токсичным газом и является наиболее распространенным типом отравления со смертельным исходом во многих странах.Воздействие может привести к значительной токсичности центральной нервной системы и сердца. После отравления часто возникают долгосрочные последствия. Угарный газ также может оказывать серьезное воздействие на плод беременной женщины. Симптомы легкого отравления включают головные боли и головокружение при концентрациях менее 100 частей на миллион. Концентрации всего 667 частей на миллион могут привести к тому, что до 50 процентов гемоглобина в организме будет преобразовано в карбоксигемоглобин (HbCO) и неэффективно для доставки кислорода. Воздействие такого уровня может быть опасным для жизни.В Соединенных Штатах OSHA ограничивает уровни воздействия на рабочем месте до 35 частей на миллион.

Механизмы, посредством которых угарный газ оказывает токсическое действие, еще полностью не изучены, но считается, что гемоглобин, миоглобин и митохондриальная цитохромоксидаза подвергаются риску. Лечение в основном состоит из введения 100-процентного кислорода или гипербарической оксигенотерапии, хотя оптимальное лечение остается спорным. Бытовое отравление угарным газом можно предотвратить с помощью бытовых детекторов угарного газа.

Примечания

  1. ↑ А. Ф. Холлеман и Э. Виберг, Неорганическая химия (Сан-Диего: Academic Press, 2001, ISBN 0123526515).
  2. ↑ О.Р. Гиллиам, К.М. Джонсон и В. Горди, Микроволновая спектроскопия в области от двух до трех миллиметров, Physical Review 78 (2): 140.
  3. ↑ W. Kutzelnigg, Einführung in die Theoretische Chemie (Wiley-VCH, ISBN 3527306099).
  4. ↑ К. Эльшенбройх и А. Зальцер, Металлоорганические соединения: краткое введение, 2-е издание (Wiley-VCH: Weinheim, 2006, ISBN 3527281657).
  5. ↑ Л. Монд, К. Лангер и Ф. Квинке, Действие монооксида углерода на никель, Журнал химического общества 1890: 749-753.
  6. ↑ H. Koch и W. Haaf, «1-Адамантанкарбоновая кислота», Organic Syntheses 5 (1973): 20.
  7. ↑ Г. Х. Коулман и Д. Крейг, “, стр. – Толуальдегид”, Organic Syntheses 2 (1943): 583.
  8. ↑ Н. Чатани и С. Мураи, «Угарный газ», в Энциклопедии реагентов для органического синтеза L.Пакет (редактор) (Нью-Йорк: J. Wiley, 2004).
  9. ↑ С. Сорхейм, Х. Ниссена и Т. Несбаккен, Срок хранения говядины и свинины, упакованных в атмосфере с низким содержанием монооксида углерода и высоким содержанием диоксида углерода, Journal of Meat Science 52(2): 157-64.
  10. Журнал по безопасности пищевых продуктов, Упаковка с низким содержанием кислорода и CO: исследование пищевой политики, требующее экспертной оценки. Проверено 10 июня 2015 г.
  11. ↑ Г. Джауэн (редактор), Биоорганометаллы: биомолекулы, маркировка, медицина (Вайнхайм: Wiley-VCH, 2006, ISBN 352730990X).

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

  • Чанг, Рэймонд. Химия, 9-е издание. Нью-Йорк: McGraw-Hill Science/Engineering/Math, 2006. ISBN 0073221031
  • .
  • Коттон, Ф. Альберт, Джеффри Уилкинсон, Карлос А. Мурильо и Манфред Бохманн. Передовая неорганическая химия, 6-е издание. Нью-Йорк: Wiley, 1999. ISBN 0471199575
  • .
  • Эльшенбройх, К., и А. Зальццер. Металлоорганические соединения: краткое введение .Wiley-VCH: Вайнхайм, 2006. ISBN 3527281657
  • Холлеман А.Ф. и Э. Виберг. Неорганическая химия . Сан-Диего: Academic Press, 2001. ISBN 0-123526515-
  • .
  • Жауэн, Г. (ред.). Биоорганометаллы: биомолекулы, маркировка, медицина . Вайнхайм: Wiley-VCH, 2006. ISBN 352730990X
  • .
  • Kutzelnigg, W. Einführung in die Theoretische Chemie . Wiley-VCH, 2011. ISBN 3527306099
  • Лиде, Дэвид Р. CRC Справочник по химии и физике .87 выпуск. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press, 2006. ISBN 0-849304873-
  • Отвелл, В. Стивен, Хордур Г. Кристинссон и Мурат О. Балабан (ред.). Обработка и упаковка рыбы в модифицированной атмосфере: упаковка с фильтрованным дымом, угарным газом и пониженным содержанием кислорода . Эймс, Айова: паб Blackwell, 2006. ISBN 0-813807689-
  • .
  • Пенни, Дэвид Г. Токсичность угарного газа . Бока-Ратон: CRC Press, 2000. ISBN 0849320658

Внешние ссылки

Все ссылки получены 10 января 2017 г.

Кредиты

New World Encyclopedia автора и редактора переписали и дополнили статью Wikipedia в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно осуществляться в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа.Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. На использование отдельных изображений, которые лицензируются отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

Refraction – New World Encyclopedia

Соломинка, смоченная в цветном растворе, кажется сломанной из-за преломления света при переходе из раствора в воздух.

Преломление — это изменение направления волны вследствие изменения ее скорости, наблюдаемое при переходе волны из одной среды в другую. Наиболее распространенным примером является преломление света, как это происходит при образовании радуги на небе или радужных полос, когда белый свет проходит через стеклянную призму. Преломлению подвергаются и другие типы волн, например, при переходе звуковых волн из одной среды в другую.

Преломление волн в среде количественно определяется так называемым показателем преломления (или показателем преломления ).Показатель преломления среды — это мера того, насколько скорость света (или других волн) уменьшается внутри среды по сравнению со скоростью света в вакууме или воздухе. Например, если образец стекла имеет показатель преломления 1,5, это означает, что скорость света, проходящего через стекло, в 1/1,5 = 0,67 {\ displaystyle 1/1,5 = 0,67} умножается на скорость света в вакууме или воздухе. .

На основе знаний о свойствах преломления и показателя преломления был разработан ряд приложений.Например, изобретение линз и телескопов-рефракторов основано на понимании преломления. Также знание показателя преломления различных веществ используется для оценки чистоты вещества или измерения его концентрации в смеси. В тестах зрения, проводимых офтальмологами или оптометристами, свойство рефракции лежит в основе метода, известного как рефрактометрия .

Пояснение

В оптике преломление происходит, когда световые волны распространяются из среды с определенным показателем преломления во вторую среду с другим показателем преломления.На границе сред фазовая скорость волны изменяется, она меняет направление, длина волны увеличивается или уменьшается, но частота остается постоянной. Например, световой луч будет преломляться, когда он входит и выходит из стекла. Понимание этой концепции привело к изобретению линз и телескопа-рефрактора.

Преломление световых волн в воде. Темный прямоугольник представляет фактическое положение карандаша в миске с водой. Светлый прямоугольник представляет видимое положение карандаша.Обратите внимание, что конец (X) выглядит так, как будто он находится в (Y), положение, которое значительно меньше, чем (X).

Преломление можно увидеть, глядя в чашу с водой. Воздух имеет показатель преломления около 1,0003, а вода имеет показатель преломления около 1,33. Если человек смотрит на прямой предмет, например, на карандаш или соломинку, который находится под наклоном частично в воде, кажется, что этот предмет изгибается у поверхности воды. Это происходит из-за искривления световых лучей при переходе из воды в воздух.Как только лучи достигают глаза, глаз прослеживает их обратно в виде прямых линий (линий взгляда). Линии обзора (показанные пунктирными линиями) пересекаются в более высоком положении, чем место, где исходят фактические лучи. Это приводит к тому, что карандаш кажется выше, а вода кажется более мелкой, чем она есть на самом деле. Глубина, которой кажется вода, если смотреть сверху, называется кажущейся глубиной , .

Схема преломления волн на воде

На диаграмме справа показан пример преломления волн на воде.Рябь движется слева и проходит по более мелкой области, наклоненной под углом к ​​фронту волны. Волны распространяются медленнее на мелководье, поэтому длина волны уменьшается, и волна изгибается на границе. Пунктирная линия представляет нормаль к границе. Пунктирная линия представляет исходное направление волн. Это явление объясняет, почему волны на береговой линии никогда не ударяются о береговую линию под углом. В каком бы направлении ни двигались волны в глубокой воде, они всегда преломляются к нормали, когда входят в более мелкую воду возле пляжа.

Преломление также отвечает за радугу и за расщепление белого света на радужный спектр при прохождении через стеклянную призму. Стекло имеет более высокий показатель преломления, чем воздух, и разные частоты света распространяются с разной скоростью (рассеивание), в результате чего они преломляются под разными углами, так что вы можете их видеть. Разные частоты соответствуют разным наблюдаемым цветам.

В то время как рефракция позволяет создавать красивые явления, такие как радуга, она также может создавать необычные оптические явления, такие как миражи и фата-моргана.Это связано с изменением показателя преломления воздуха в зависимости от температуры.

Преломление в плексигласовом (акриловом) блоке.

Закон Снелла используется для расчета степени преломления света при переходе из одной среды в другую.

Недавно были созданы метаматериалы с отрицательным показателем преломления. С метаматериалами мы также можем получить явления полного преломления, когда волновые сопротивления двух сред совпадают. Отраженной волны нет.

Кроме того, поскольку рефракция может заставить объекты казаться ближе, чем они есть на самом деле, она позволяет воде увеличивать объекты. Во-первых, когда свет входит в каплю воды, он замедляется. Если поверхность воды не плоская, то свет изгибается в новый путь. Эта круглая форма изгибает свет наружу, и по мере его распространения изображение, которое вы видите, становится больше.

Показатель преломления

Показатель преломления (или показатель преломления ) среды представляет собой обратное отношение фазовой скорости (определенной ниже) волнового явления, такого как свет или звук, и фазовой скорости в эталонной среде (веществе, которое волна проходит).Чаще всего он используется в контексте света с вакуумом в качестве эталонной среды, хотя исторически были распространены другие эталонные среды (например, воздух при стандартном давлении и температуре). Обычно ему присваивается символ n, . В случае света он равен

n=ϵr до н.э. ;r {\displaystyle n={\sqrt {\epsilon _{r}\mu _{r}}}},

, где ε r – относительная диэлектрическая проницаемость материала (как материал влияет на электрическую поле), а мк r — его относительная магнитная проницаемость (как материал реагирует на магнитное поле).Для большинства материалов μ r очень близко к 1 на оптических частотах, поэтому n приблизительно равно ϵr {\ displaystyle {\ sqrt {\ epsilon _ {r}}}}. n может быть меньше 1, и это имеет практические технические применения, такие как эффективные зеркала для рентгеновских лучей на основе полного внутреннего отражения.

Фазовая скорость определяется как скорость, с которой любая часть сигнала перемещается в пространстве; то есть скорость, с которой движется фаза сигнала.Групповая скорость — это скорость распространения огибающей формы волны; то есть скорость изменения амплитуды (максимальное движение вверх и вниз) формы волны. Именно групповая скорость, скорость, с которой гребни и впадины волны движутся в пространстве, (почти всегда) представляет собой скорость, с которой информация (и энергия) может передаваться волной, — например, скорость, с которой импульс света распространяется по оптическому волокну.

Скорость света

Преломление света на границе двух сред с разными показателями преломления, при n 2 > n 1 .Во второй среде скорость меньше (v 2 1 ), поэтому угол преломления θ 2 меньше угла падения θ 1 ; то есть луч в среде с более высоким индексом ближе к нормали.

Скорость всего электромагнитного излучения в вакууме одинакова, примерно 3×10 8 метров в секунду, и обозначается как c . Следовательно, если v — фазовая скорость излучения определенной частоты в конкретном материале, показатель преломления определяется выражением

n = cv {\ displaystyle n = {\ frac {c} {v}}}.

Обычно это число больше единицы: чем выше индекс материала, тем сильнее замедляется свет. Однако на определенных частотах (например, рентгеновские лучи) n на самом деле будет меньше единицы. Это не противоречит теории относительности, согласно которой ни один несущий информацию сигнал никогда не может распространяться быстрее, чем c, , потому что фазовая скорость не совпадает с групповой скоростью или скорость сигнала не совпадает с групповой скоростью, за исключением случаев, когда волна проходит через поглощающую среду.


Иногда определяют «показатель преломления групповой скорости», обычно называемый групповым показателем :

ng = cvg {\ displaystyle n_ {g} = {\ frac {c} {v_ {g}}}}

, где v g — групповая скорость. Это значение не следует путать с n, , которое всегда определяется относительно фазовой скорости.

На микроуровне фазовая скорость электромагнитной волны замедляется в материале, потому что электрическое поле создает возмущение в зарядах каждого атома (в первую очередь электронов), пропорциональное (соотношение ау = кх {\ displaystyle y = kx}) диэлектрическая проницаемость.Заряды, как правило, колеблются немного не в фазе относительно управляющего электрического поля. Таким образом, заряды излучают собственную электромагнитную волну той же частоты, но с фазовой задержкой. Макроскопическая сумма всех таких вкладов в материале представляет собой волну с той же частотой, но меньшей длиной волны, чем исходная, что приводит к замедлению фазовой скорости волны. Большая часть излучения колеблющихся материальных зарядов модифицирует приходящую волну, изменяя ее скорость.Однако некоторая чистая энергия будет излучаться в других направлениях (см. рассеяние).

Если известны показатели преломления двух материалов для заданной частоты, то по закону Снеллиуса можно вычислить угол, на который будет преломляться излучение этой частоты при переходе от первого материала ко второму.

Отрицательный показатель преломления

Недавние исследования также продемонстрировали существование отрицательного показателя преломления, которое может иметь место, если ε и μ являются одновременно отрицательными.Не считается естественным, это может быть достигнуто с помощью так называемых метаматериалов. Он предлагает возможность создания идеальных линз и других экзотических явлений, таких как обращение закона Снеллиуса.

Список показателей преломления

Многие материалы имеют хорошо охарактеризованные показатели преломления, но эти показатели сильно зависят от частоты света. Поэтому любое числовое значение индекса не имеет смысла, если не указана соответствующая частота.

Существуют также более слабые зависимости от температуры, давления/напряжения и т. д., а также от точного состава материала.Однако для многих материалов и типичных условий эти вариации находятся на уровне процентов или меньше. Поэтому особенно важно указать источник для измерения индекса, если требуется точность.

В общем случае показатель преломления представляет собой комплексное число, имеющее как действительную, так и мнимую часть, где последняя указывает на силу потерь на поглощение на определенной длине волны, поэтому мнимую часть иногда называют коэффициентом экстинкции k. Такие потери становятся особенно значительными, например, в металлах при коротких длинах волн (таких как видимый свет) и должны быть включены в любое описание показателя преломления.

Рассеивание и абсорбция

В реальных материалах поляризация не мгновенно реагирует на приложенное поле. Это вызывает диэлектрические потери, которые могут быть выражены диэлектрической проницаемостью, которая является комплексной и зависит от частоты. Реальные материалы также не являются идеальными изоляторами, а это означает, что они имеют ненулевую проводимость постоянного тока (DC). Принимая во внимание оба аспекта, мы можем определить комплексный показатель преломления:

Здесь n — показатель преломления, указывающий фазовую скорость, а κ — коэффициент экстинкции, который указывает величину потери поглощения, когда электромагнитная волна распространяется через материал.И n , и κ зависят от частоты.

Эффект, заключающийся в том, что n изменяется в зависимости от частоты (за исключением вакуума, где все частоты c распространяются с одинаковой скоростью), известен как дисперсия, и это то, что заставляет призму делить белый свет на составляющие его спектральные цвета, именно так образуются радуги в дождь или туман. Дисперсия также является причиной хроматических аберраций в объективах.

Поскольку показатель преломления материала зависит от частоты (и, следовательно, длины волны) света, обычно указывается соответствующая длина волны в вакууме, при которой измеряется показатель преломления.Как правило, это делается на различных четко определенных спектральных линиях излучения; например, n D – это показатель преломления на линии Фраунгофера “D”, центре желтого двойного излучения натрия на длине волны 589,29 нм.

Уравнение Селлмейера — это эмпирическая формула, которая хорошо работает при описании дисперсии, а коэффициенты Селлмейера часто указываются в таблицах вместо показателя преломления. Некоторые репрезентативные показатели преломления на разных длинах волн см. в списке показателей преломления.

Как показано выше, диэлектрические потери и ненулевая проводимость по постоянному току в материалах вызывают поглощение. Хорошие диэлектрические материалы, такие как стекло, имеют чрезвычайно низкую проводимость по постоянному току, а на низких частотах диэлектрические потери также незначительны, что приводит к почти полному отсутствию поглощения (κ ≈ 0). Однако на более высоких частотах (таких как видимый свет) диэлектрические потери могут значительно увеличить поглощение, уменьшая прозрачность материала для этих частот.

Действительная и мнимая части комплексного показателя преломления связаны соотношением Крамерса-Кронига.Например, можно определить полный комплексный показатель преломления материала как функцию длины волны из спектра поглощения материала.

Двулучепреломление

Кристалл кальцита, лежащий на бумаге, с некоторыми буквами, показывающими двойное лучепреломление.

Показатель преломления некоторых сред может различаться в зависимости от поляризации и направления распространения света в среде. Это известно как двойное лучепреломление и описано в области кристаллооптики.

Нелинейность

Сильное электрическое поле света высокой интенсивности (например, излучение лазера) может вызывать изменение показателя преломления среды при прохождении через нее света, что приводит к возникновению нелинейной оптики.Если показатель изменяется квадратично с полем (линейно с интенсивностью), это называется оптическим эффектом Керра и вызывает такие явления, как самофокусировка и фазовая самомодуляция. Если индекс изменяется линейно с полем (что возможно только в материалах, не обладающих инверсионной симметрией), это называется эффектом Поккельса.

Неоднородность

Линза с градиентным показателем преломления с параболическим изменением показателя преломления (n) с радиальным расстоянием (x) .Линза фокусирует свет так же, как и обычная линза.

Если показатель преломления среды не является постоянным, а постепенно меняется в зависимости от положения, материал известен как среда с градиентным показателем преломления и описывается оптикой с градиентным показателем. Свет, проходящий через такую ​​среду, может быть искривлен или сфокусирован, и этот эффект можно использовать для изготовления линз, некоторых оптических волокон и других устройств. Некоторые распространенные миражи вызваны пространственно изменяющимся показателем преломления воздуха.

Приложения

Показатель преломления материала является наиболее важным свойством любой оптической системы, использующей свойство преломления.Он используется для расчета фокусирующей способности линз и рассеивающей способности призм.

Поскольку показатель преломления является фундаментальным физическим свойством вещества, его часто используют для идентификации конкретного вещества, подтверждения его чистоты или измерения его концентрации. Показатель преломления используется для измерения твердых тел (очки и драгоценные камни), жидкостей и газов. Чаще всего он используется для измерения концентрации растворенного вещества в водном растворе. Рефрактометр — это прибор, используемый для измерения показателя преломления.Для раствора сахара показатель преломления можно использовать для определения содержания сахара.

В медицине, особенно в офтальмологии и оптометрии, метод рефрактометрии использует свойство преломления для проведения проверки зрения. Это клинический тест, в котором используется фороптер для определения аномалии рефракции глаза и, исходя из этого, назначаются лучшие корректирующие линзы. Представлен ряд тестовых линз с разной оптической силой или фокусным расстоянием, чтобы определить, какие из них обеспечивают наиболее четкое и четкое зрение.

Альтернативное значение: Рефракция в металлургии

В металлургии термин преломление имеет другое значение. Это свойство металлов, которое указывает на их способность противостоять нагреву. Металлы с высокой степенью преломления относятся к тугоплавким . Эти металлы имеют высокие температуры плавления из-за сильных межатомных сил, которые участвуют в металлических связях. Для преодоления этих сил требуется большое количество энергии.

Примеры тугоплавких металлов включают молибден, ниобий, вольфрам и тантал.Карбид гафния – самое тугоплавкое известное бинарное соединение с температурой плавления 3890 градусов C. [1] [2]

См. также

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

  • Фишбейн, Пол М. и др. 2005. Физика для ученых и инженеров, 3-е изд. Река Аппер-Сэдл, Нью-Джерси: Pearson Education. ISBN 0131418815.

Внешние ссылки

Все ссылки получены 27 июля 2019 г.

Кредиты

New World Encyclopedia автора и редактора переписали и дополнили статью Wikipedia в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно осуществляться в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. На использование отдельных изображений, которые лицензируются отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

Диэлектрик — Энциклопедия Нового Света

Различные типы конденсаторов. Каждый конденсатор состоит из пары проводящих пластин, разделенных диэлектриком.

Диэлектрик или электрический изолятор представляет собой материал, обладающий высокой устойчивостью к протеканию электрического тока. Диэлектрические материалы могут быть твердыми, жидкими или газообразными. Кроме того, вакуум является отличным диэлектриком.

Важным применением диэлектриков является разделение обкладок конденсаторов.Способность конденсатора накапливать электрический заряд зависит от диэлектрика, разделяющего его пластины.

Пояснение

При взаимодействии диэлектрической среды с приложенным электрическим полем происходит перераспределение зарядов внутри ее атомов или молекул. Это перераспределение меняет форму приложенного электрического поля как внутри диэлектрической среды, так и в близлежащей области.

Когда два электрических заряда движутся через диэлектрическую среду, энергии взаимодействия и силы между ними уменьшаются.Когда электромагнитная волна проходит через диэлектрик, ее скорость уменьшается, а длина волны укорачивается.

Когда электрическое поле первоначально прикладывается к диэлектрической среде, протекает ток. Полный ток , протекающий через реальный диэлектрик, состоит из двух частей: тока проводимости и тока смещения. В хороших диэлектриках ток проводимости будет крайне мал. Ток смещения можно рассматривать как упругую реакцию диэлектрического материала на любое изменение приложенного электрического поля.По мере увеличения величины электрического поля протекает ток смещения, и дополнительное смещение накапливается в диэлектрике в виде потенциальной энергии. Когда электрическое поле уменьшается, диэлектрик высвобождает часть накопленной энергии в виде тока смещения. Электрическое смещение можно разделить на вакуумное и диэлектрическое.

D = ε0E + P = ε0E + ε0χE = ε0E (1 + χ), {\ displaystyle \ mathbf {D} = \ varepsilon _ {0} \ mathbf {E} + \ mathbf {P} = \ varepsilon _ { 0}\mathbf {E} +\varepsilon _{0}\chi \mathbf {E} =\varepsilon _{0}\mathbf {E} \left(1+\chi \right),}

, где P — поляризация среды, E — электрическое поле, D — плотность электрического потока (или смещение) и его электрическая восприимчивость.Отсюда следует, что относительная диэлектрическая проницаемость и восприимчивость диэлектрика связаны: εr = χ + 1 {\ displaystyle \ varepsilon _ {r} = \ chi +1}.

Диэлектрическая проницаемость

Диэлектрическая проницаемость (или статическая диэлектрическая проницаемость) материала (при данных условиях) является мерой степени, в которой материал концентрирует электростатические линии потока. На практике она измеряется как «относительная диэлектрическая проницаемость», которая определяется как отношение количества электрической энергии, запасенной в изоляторе, когда на него наложено статическое электрическое поле, к диэлектрической проницаемости вакуума (который имеет диэлектрическая проницаемость 1).

Относительная диэлектрическая проницаемость представлена ​​​​как ε r (или иногда κ{\ displaystyle \ kappa}, K или Dk). Математически это определяется как:

, где материала, а ε 0 — диэлектрическая проницаемость вакуума. Диэлектрическая проницаемость вакуума определяется из уравнений Максвелла путем связывания напряженности электрического поля E с плотностью электрического потока D .В вакууме (свободном пространстве) диэлектрическая проницаемость ε равна всего лишь ε 0 , поэтому диэлектрическая проницаемость равна единице.

Диэлектрическая проницаемость

Диэлектрическая проницаемость — это физическая величина, описывающая, как электрическое поле влияет на диэлектрическую среду, и определяется способностью материала поляризоваться в ответ на поле и тем самым уменьшать поле внутри материала. Таким образом, диэлектрическая проницаемость относится к способности материала пропускать (или «разрешать») электрическое поле.

Это напрямую связано с электрической восприимчивостью. Например, в конденсаторе повышенная диэлектрическая проницаемость позволяет сохранять тот же заряд при меньшем электрическом поле (и, следовательно, меньшем напряжении), что приводит к увеличению емкости.

Диэлектрическая прочность

Термин диэлектрическая прочность может быть определен следующим образом:

  • Для изоляционного материала диэлектрическая прочность представляет собой максимальную напряженность электрического поля, которую материал может выдержать без разрушения, то есть без потери своих изоляционных свойств.
  • Для данной конфигурации диэлектрического материала и электродов диэлектрическая прочность представляет собой минимальное электрическое поле, вызывающее пробой.

Теоретическая диэлектрическая прочность материала является неотъемлемым свойством объемного материала и зависит от конфигурации материала или электродов, с которыми приложено поле. При пробое электрическое поле освобождает связанные электроны. Если приложенное электрическое поле достаточно сильное, свободные электроны могут разгоняться до скоростей, которые могут высвободить дополнительные электроны во время столкновений с нейтральными атомами или молекулами в процессе, называемом лавинным пробоем.Пробой происходит довольно резко (обычно за наносекунды), что приводит к образованию электропроводящей дорожки и пробивному разряду через материал. Для твердых материалов пробой серьезно ухудшает или даже разрушает их изоляционную способность.

Напряженность поля пробоя

Напряженность поля, при которой в данном случае происходит пробой, зависит от соответствующей геометрии диэлектрика (изолятора) и электродов, к которым приложено электрическое поле, а также от скорости нарастания электрического поля.Поскольку диэлектрические материалы обычно содержат незначительные дефекты, практическая диэлектрическая прочность будет составлять часть внутренней диэлектрической прочности, наблюдаемой для идеального материала без дефектов. Диэлектрические пленки обладают большей диэлектрической прочностью, чем более толстые образцы того же материала. Например, диэлектрическая прочность пленок диоксида кремния толщиной от нескольких сотен нм до нескольких микрон составляет примерно десять МВ/см. Несколько слоев тонких диэлектрических пленок используются там, где требуется максимальная практическая диэлектрическая прочность, например, в высоковольтных конденсаторах и импульсных трансформаторах.

Диэлектрическая прочность различных распространенных материалов
Материал Диэлектрическая прочность (МВ/м)
Воздух 3
Кварц 8
Титанат стронция 8
Неопреновый каучук 12
Нейлон 14
Стекло пирекс 14
Силиконовое масло 15
Бумага 16
Бакелит 24
Полистирол 24
Тефлон 60

Диэлектрики в плоскопараллельных конденсаторах

Электроны в молекулах смещаются к положительно заряженной левой пластине.Затем молекулы создают направленное влево электрическое поле, которое частично нейтрализует поле, создаваемое пластинами. (Воздушный зазор показан для наглядности; в реальном конденсаторе диэлектрик обычно находится в непосредственном контакте с пластинами.)

Помещение диэлектрического материала между пластинами конденсатора с параллельными пластинами вызывает увеличение емкости пропорционально к , относительной диэлектрической проницаемости материала:

C = kϵ0Ad {\ displaystyle C = {\ frac {k \ epsilon _ {0} A} {d}}}
, где ϵ0{\displaystyle \epsilon _{0}} — диэлектрическая проницаемость свободного пространства, A — площадь, покрытая конденсаторами, а d — расстояние между пластинами.

Это происходит потому, что электрическое поле поляризует связанные заряды диэлектрика, создавая концентрации заряда на его поверхности, которые создают электрическое поле, противоположное (антипараллельное) полю конденсатора. Таким образом, данное количество заряда создает более слабое электрическое поле между пластинами, чем без диэлектрика, что снижает электрический потенциал. Если рассматривать этот аргумент в обратном порядке, то этот аргумент означает, что в диэлектрике заданный электрический потенциал заставляет конденсатор накапливать большую поляризацию заряда.

Приложения

Использование диэлектрика в конденсаторе дает несколько преимуществ. Самый простой из них заключается в том, что проводящие пластины можно размещать очень близко друг к другу без риска контакта. Кроме того, если подвергнуть воздействию очень сильного электрического поля, любое вещество ионизируется и становится проводником. Диэлектрики более устойчивы к ионизации, чем сухой воздух, поэтому конденсатор, содержащий диэлектрик, может подвергаться более высокому рабочему напряжению. Слои диэлектрика обычно включаются в промышленные конденсаторы для обеспечения более высокой емкости в меньшем пространстве, чем конденсаторы, использующие только воздух или вакуум между их пластинами, и термин диэлектрик относится к этому приложению, а также к изоляции, используемой в силовых и радиочастотных кабелях. .

Некоторые практичные диэлектрики

Диэлектрические материалы могут быть твердыми, жидкими или газообразными. Кроме того, высокий вакуум также может быть полезным диэлектриком без потерь, даже если его относительная диэлектрическая проницаемость равна всего единице.

Твердые диэлектрики, пожалуй, наиболее часто используемые диэлектрики в электротехнике, и многие твердые тела являются очень хорошими изоляторами. Некоторые примеры включают фарфор, стекло и большинство пластмасс. Воздух, азот и гексафторид серы являются тремя наиболее часто используемыми газообразными диэлектриками.

  • Промышленные покрытия, такие как парилен, обеспечивают диэлектрический барьер между подложкой и окружающей средой.
  • Минеральное масло широко используется внутри электрических трансформаторов в качестве жидкого диэлектрика и для охлаждения. Диэлектрические жидкости с более высокой диэлектрической проницаемостью, такие как касторовое масло электротехнического качества, часто используются в высоковольтных конденсаторах, чтобы помочь предотвратить коронный разряд и увеличить емкость.
  • Поскольку диэлектрики сопротивляются потоку электричества, поверхность диэлектрика может удерживать скрученных избыточных электрических зарядов.Это может произойти случайно при трении диэлектрика (трибоэлектрический эффект). Это может быть полезно, как в генераторе Ван де Граафа или электрофоре, или потенциально разрушительно, как в случае электростатического разряда.
  • Специально обработанные диэлектрики, называемые электретами, могут сохранять избыточный внутренний заряд или «замороженную» поляризацию. Электреты имеют полупостоянное внешнее электрическое поле и являются электростатическим эквивалентом магнитов. Электреты имеют множество практических применений в быту и промышленности.
  • Некоторые диэлектрики могут генерировать разность потенциалов при механическом воздействии или изменять физическую форму, если к материалу приложено внешнее напряжение. Это свойство называется пьезоэлектричеством. Пьезоэлектрические материалы представляют собой еще один класс очень полезных диэлектриков.
  • Некоторые ионные кристаллы и полимерные диэлектрики обладают спонтанным дипольным моментом, который можно обратить вспять приложенным извне электрическим полем. Такое поведение называется сегнетоэлектрическим эффектом.Эти материалы аналогичны тому, как ферромагнитные материалы ведут себя во внешнем магнитном поле. Сегнетоэлектрические материалы часто имеют очень высокие диэлектрические проницаемости, что делает их весьма полезными для конденсаторов.

См. также

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

  • Бетчер, Карл Йохан Фридрих. 1980. Теория электрической поляризации: диэлектрическая поляризация . Эльзевир Наука. ISBN 0444415793
  • Рамбл, Джон (изд.). 2017. CRC Справочник по химии и физике , 98-е изд. Бока-Ратон: CRC Press. ISBN 978-1498784542
  • Фон Хиппель, Артур Р. 1994. Диэлектрики и волны . Артек Печать по требованию. ISBN 978-08
    038

Внешние ссылки

Все ссылки получены 8 мая 2018 г.

Кредиты

New World Encyclopedia автора и редактора переписали и дополнили статью Wikipedia в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно быть выполнено в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. На использование отдельных изображений, которые лицензируются отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

Улавливание углерода | Центр климатических и энергетических решений

Обзор

Даже когда страны диверсифицируют свои энергетические портфели, ожидается, что ископаемое топливо будет удовлетворять большую часть мирового спроса на энергию в течение нескольких десятилетий. Ускорение развертывания технологии улавливания углерода необходимо для сокращения выбросов от этих электростанций, а также от промышленных предприятий, таких как производство цемента и стали.

Более половины моделей, приведенных в Пятом оценочном отчете Межправительственной группы экспертов по изменению климата , требовали улавливания углерода, чтобы оставаться в пределах 2 градусов по Цельсию от потепления доиндустриальных времен.Для моделей без улавливания углерода затраты на сокращение выбросов выросли на 138 процентов.

В течение почти полувека в практике повышения нефтеотдачи (EOR) двуокись углерода использовалась для извлечения дополнительной нефти из разрабатываемых нефтяных месторождений в Соединенных Штатах. Американские компании также инвестируют в новые технологии для повторного использования уловленных выбросов углерода инновационными способами, включая реактивное топливо и автомобильные сиденья. Вдохновленные NRG COSIA Carbon XPRIZE, исследователи изучают еще больше возможностей, таких как преобразование выбросов углерода в биотопливо из водорослей и строительные материалы.

Поскольку многие эксперты считают водород чистым топливом будущего и ожидают, что он сыграет важную роль в обезуглероживании промышленного сектора, такой процесс, как риформинг природного газа с технологией улавливания углерода, представляет собой самый дешевый вариант производства чистого водорода. Этот процесс производит «голубой водород» путем преобразования природного газа в водород и углекислый газ; побочный продукт двуокиси углерода будет улавливаться, транспортироваться и храниться в глубоких геологических формациях. Добавление улавливания углерода делает процесс производства водорода практически без выбросов, когда для питания установки по улавливанию углерода используется чистая электроэнергия.

Поддержка политик для улавливания углерода

Существует сильная двухпартийная поддержка для ускорения развертывания улавливания углерода. В феврале 2018 года Конгресс продлил и расширил основные финансовые стимулы для инвестиций в несколько передовых низкоуглеродных технологий. Двухлетний бюджетный пакет включал Закон о БУДУЩЕМ, спонсируемый сенаторами Хайди Хейткамп (DN.D.), Шелли Мур Капито (RW.Va.), Шелдоном Уайтхаусом (DR.I.) и Джоном Баррассо (R-Wyo. ). Законодательство реформирует и расширяет федеральный налоговый кредит для увеличения улавливания углерода, известный как Раздел 45Q.Закон о БУДУЩЕМ также впервые разрешает использование налоговой льготы для улавливания монооксида углерода на промышленных объектах, таких как сталелитейные заводы, прямое улавливание (DAC) диоксида углерода   из атмосферы, а также для преобразования улавливаемого углерода в полезные вещества. продукты.

В 2018 году в Калифорнийский стандарт низкоуглеродного топлива (LCFS) были внесены поправки, позволяющие осуществлять проекты по улавливанию и хранению углерода, связанные с производством транспортного топлива, продаваемого в Калифорнии, для получения кредитов LCFS.Это также позволило проектам DAC генерировать кредиты независимо от их местоположения, даже если они не имеют топливного компонента в качестве единственного исключения из правила. Эти изменения вступили в силу в январе 2019 года.

В декабре 2020 года Конгресс продлил на два года налоговую льготу на 45 квартал в рамках Закона о консолидированных ассигнованиях на 2021 год, чтобы потребовать, чтобы строительство соответствующих объектов началось к 31 декабря 2025 года.

C2ES и Институт Великих равнин совместно созывают разнообразную коалицию промышленных, трудовых и экологических групп, которые поддерживают расширение внедрения улавливания углерода.Другие сторонники стимулирования улавливания углерода включают Ассоциацию губернаторов западных штатов, Энергетический совет южных штатов и Комиссара Национальной ассоциации регулирующих органов коммунального хозяйства

.

Улавливание углерода в действии

По состоянию на 2020 год по всему миру осуществляется не менее 26 проектов по улавливанию углерода коммерческого масштаба, еще 21 находится на ранней стадии разработки, а 13 — на стадии продвинутой разработки, достигающей предварительного технического проектирования (FEED). Промышленные процессы, в которых широкомасштабное улавливание углерода было продемонстрировано и находится в коммерческой эксплуатации, включают газификацию угля, производство этанола, производство удобрений, переработку природного газа, производство водорода на нефтеперерабатывающих заводах и, совсем недавно, производство электроэнергии на угле.

Основные этапы улавливания углерода

1972: газоперерабатывающий завод Terrell в Техасе . Предприятие по переработке природного газа (наряду с несколькими другими) начало поставлять углекислый газ в Западном Техасе через первый крупномасштабный дальний трубопровод для двуокиси углерода на нефтяное месторождение.

1982: завод по производству удобрений Koch Nitrogen Company Enid в Оклахоме . Этот завод по производству удобрений поставляет углекислый газ на нефтяные месторождения в южной части Оклахомы.

1986:   Газоперерабатывающий завод Exxon Shute Creek в Вайоминге .Этот завод по переработке природного газа обслуживает системы трубопроводов двуокиси углерода ExxonMobil, Chevron и Anadarko Petroleum для нефтяных месторождений в Вайоминге и Колорадо и является крупнейшим коммерческим предприятием по улавливанию углерода в мире с производительностью 7 миллионов тонн в год.

1996: хранилище углекислого газа Sleipner на шельфе Норвегии . Этот проект улавливает углекислый газ при разработке газа для хранения в морском резервуаре из песчаника. Это был первый в мире проект геологического хранилища.Ежегодно впрыскивается примерно 0,85 миллиона тонн CO 2 , что в сумме составляет более 16,5 миллиона тонн по состоянию на январь 2017 года.

2000: Дакотский завод по производству синтетического топлива Great Plains в Северной Дакоте . Этот завод по газификации угля производит синтетический природный газ, удобрения и другие побочные продукты. По состоянию на 2015 год компания поставила более 30 миллионов тонн диоксида углерода на месторождения Cenovus и Apache, эксплуатируемые EOR, в южной части Саскачевана.

2003: Газоперерабатывающий завод Core Energy/Южный Честер в Мичигане .Углекислый газ улавливается Core Energy при переработке природного газа для повышения нефтеотдачи в северном Мичигане, и на сегодняшний день улавливается более 2 миллионов тонн.

2008 г.: хранилище углекислого газа Snøhvit на шельфе Норвегии . Углекислый газ улавливается на заводе по производству СПГ на острове в Баренцевом море. Захваченный углекислый газ хранится в морском подземном резервуаре. На сегодняшний день накоплено более 4 миллионов тонн углекислого газа.

2009: Завод по производству биоэтанола в Аркалоне Chaparral/Conestoga Energy Partners в Канзасе .Это первый завод по производству этанола, использующий улавливание углерода. Он поставляет 170 000 тонн углекислого газа в год компании Chaparral Energy, которая использует его для повышения нефтеотдачи на нефтяных месторождениях Техаса.

2010: Завод Occidental Petroleum’s Century в Техасе . Поток двуокиси углерода с этого завода по переработке природного газа компримируется и транспортируется для использования в Пермском бассейне.

2012: Проект Air Products в Порт-Артуре по паровому риформингу метана в Техасе . Две установки по производству водорода на этом нефтеперерабатывающем заводе ежегодно производят миллион тонн углекислого газа для использования на нефтяных месторождениях Техаса.

2012: Завод по производству биоэтанола Conestoga Energy Partners/PetroSantander Bonanza в Канзасе . Этот завод по производству этанола улавливает и поставляет около 100 000 тонн углекислого газа в год на месторождение EOR в Канзасе.

2013: Завод ConocoPhillips Lost Cabin в Вайоминге . Поток углекислого газа с этого завода по переработке природного газа сжимается и транспортируется на нефтяное месторождение Белл-Крик в Монтане по трубопроводу Greencore компании Denbury Resources.

2013: Завод по газификации Chaparral/CVR Energy Coffeyville в Канзасе .Поток углекислого газа (примерно 850 000 тонн в год) из процесса производства азотных удобрений, основанного на газификации нефтяного кокса, улавливается, сжимается и транспортируется на нефтяное месторождение Chaparral в северо-восточной части Оклахомы.

2013: Газовый завод Антрим в Мичигане . Углекислый газ с газоперерабатывающего завода, принадлежащего DTE Energy, улавливается со скоростью примерно 1000 тонн в день и закачивается в соседнее нефтяное месторождение, эксплуатируемое Core Energy, в Северном рифовом тренде в Мичиганском бассейне.

2013:   Месторождение подсолевой нефти в бассейне Петробрас Сантос CCS на шельфе Бразилии . Этот проект включает улавливание диоксида углерода при переработке природного газа для использования в целях повышения нефтеотдачи на нефтяных месторождениях Лула и Сапиньюа.

2014:   Проект пограничной плотины SaskPower в Саскачеване, Канада . SaskPower завершила первую промышленную модернизацию существующей угольной электростанции с технологией улавливания углерода, продавая углекислый газ на местном уровне для повышения нефтеотдачи в Саскачеване.

2015: проект Shell Quest в Альберте, Канада.  Шелл начала эксплуатацию комплекса по обогащению битума, который ежегодно улавливает около миллиона тонн углекислого газа из установок по производству водорода и закачивает его в глубокий солевой пласт.

2015: Демонстрация CO2-EOR Uthmaniyah в Саудовской Аравии. Этот проект улавливает углекислый газ на заводе по переработке сжиженного природного газа в Хавии. Захваченный диоксид углерода используется для повышения нефтеотдачи на нефтяном месторождении Гавар.

2016: Проект CCS Абу-Даби   Этап 1: Emirates Steel Industries.  Технология улавливания углерода была впервые развернута на действующем металлургическом заводе. Захваченный диоксид углерода используется Национальной нефтяной компанией Абу-Даби для повышения нефтеотдачи.

2017:   Проект NRG Petra Nova в Техасе . Компания NRG вовремя и в рамках бюджета завершила проект по улавливанию 90 процентов двуокиси углерода из вторичного потока дымовых газов мощностью 240 МВт на существующей электростанции в округе Вашингтон, или примерно 1 процент.6 миллионов тонн углекислого газа в год. Углекислый газ транспортируется на близлежащее нефтяное месторождение.

2017: Проект промышленного улавливания и хранения углерода ADM в Иллинойсе . Компания Archer Daniels Midland начала улавливать углекислый газ на предприятии по производству этанола и изолировать его в близлежащем глубоком соляном пласте. Проект может улавливать до 1,1 млн тонн углекислого газа в год.

2020: На объекте Boundary Dam 3 в Саскачеване, Канада было уловлено и сохранено более 4 миллионов тонн углекислого газа.

2020: Проект Shell Quest в Альберте, Канада , который улавливает углекислый газ на установке по производству водорода на нефтеперерабатывающем заводе в Скотфорде, превысил 5 миллионов тонн хранимого углекислого газа.

2020: Проект NRG Petra Nova в Техасе был остановлен из-за обвала цен на сырую нефть в Западном Техасе в начале пандемии COVID-19.

2020: Проект производства водорода в Humber Saltend (h3H Saltend) в Великобритании . Норвежская энергетическая компания Equinor объявила о проекте по производству водорода с нулевым уровнем выбросов из природного газа в сочетании с технологией улавливания и хранения углерода для обеспечения чистой энергией региона Хамбер, крупнейшего промышленного кластера Великобритании.

Использовали бы вы продукты, изготовленные из переработанного углекислого газа?

Вы бы пили газированные напитки, приготовленные из углекислого газа, уловленного из дымовой трубы завода или электростанции?

Как бы вы себя чувствовали, если бы захваченный углекислый газ оказался в игрушках вашего ребенка или в бетоне под вашим домом?

Уже существует технология улавливания вызывающих потепление климата выбросов углекислого газа из дымовых труб и даже из окружающего нас воздуха; то же самое можно сказать и о технологии использования этого углекислого газа для производства таких продуктов, как пластмассы, бетон, газированные напитки и даже топливо для самолетов и автомобилей.

Эта комбинация, известная как улавливание и утилизация углерода, может уменьшить выбросы углекислого газа в миллиарды тонн, если технологии будут приняты в ряде секторов по всему миру.

Но для этого общественность должна принять эти новые продукты. Будут ли они? Это вопрос, который мы изучаем как инженеры, работающие над технологиями улавливания углерода, и как социальные психологи.

Один из ключей к успеху: CCU повышает экономическую ценность

Исследования показывают, что для стабилизации климата к 2050 году миру придется сделать больше, чем просто остановить выбросы парниковых газов.Он также должен будет удалить огромное количество углекислого газа из атмосферы. Деревья, почвы и океаны естественным образом хранят некоторое количество углекислого газа, но деятельность человека производит примерно в пять раз больше, чем может выдержать природа.

Вот почему так важны технологии, которые могут повторно использовать углекислый газ, чтобы избежать использования ископаемого топлива или, что еще лучше, удерживать его в долговечных продуктах, таких как цемент.

Ключом к потенциалу улавливания и утилизации углерода является то, что эти продукты имеют экономическую ценность.Эта ценность может дать компаниям стимул для развертывания технологии в глобальном масштабе, необходимой для замедления изменения климата.

Технология улавливания углерода сама по себе не нова. Первоначально улавливаемый углекислый газ использовался для вытеснения нефти и газа из старых скважин. После улавливания выбросов, как правило, из промышленных дымовых труб с помощью сложного химического фильтра, их можно закачивать глубоко под землю и хранить в истощенных нефтяных пластах или пористых горных породах. Это предотвращает попадание углекислого газа в атмосферу, где он может способствовать изменению климата.

Но хранение углекислого газа в земле не создает нового продукта. Отсутствие экономической отдачи в сочетании с опасениями по поводу хранения углекислого газа под землей замедлили внедрение этой технологии в большинстве стран.

Как люди относятся к продуктам на основе углекислого газа?

Для многих продуктов, изготовленных с использованием захваченного диоксида углерода, успех будет зависеть от того, примет ли их общественность.

Двое из нас недавно провели одно из первых крупномасштабных исследований по изучению общественного мнения о продуктах на основе двуокиси углерода в США.С., чтобы узнать. Мы опросили более 2000 участников опроса, хотели бы они потреблять или использовать различные продукты на основе углекислого газа, в том числе газированные напитки, пластиковые контейнеры для хранения продуктов, мебель из пенопласта или пластика и небьющееся стекло.

Мы обнаружили, что большинство людей мало знают об улавливании и использовании углерода. Тем не менее, 69% были открыты для этой идеи после того, как узнали, как она работает и как помогает сократить выбросы, способствующие изменению климата.

Участникам опроса были показаны иллюстрации, поясняющие углекислотные продукты.Lauren Lutzke/University of Southern California

Было одно исключение, когда мы спрашивали о различных типах продуктов, которые люди могли бы захотеть использовать: Меньшее количество людей – всего 56% – были открыты идее использования захваченного диоксида углерода в газированных напитках.

Безопасность беспокоила многих участников опроса. Треть не знала, могут ли эти продукты представлять опасность для здоровья, а другие думали, что да. Важно понимать, что продукты, изготовленные с использованием уловленного углекислого газа, подпадают под те же правила безопасности, что и традиционные материалы, используемые в продуктах питания и потребительских товарах.Это включает в себя фильтрацию нежелательных загрязняющих веществ в дымовых газах перед использованием углекислого газа в газированных напитках или пластмассах.

Когда двуокись углерода используется в качестве сырья, она становится химически стабильной после того, как используется для создания продукта, а это означает, что двуокись углерода, используемая для создания пластика, не превратится обратно в газ сама по себе.

Чего люди могут не осознавать, так это того, что большая часть двуокиси углерода, используемой в настоящее время по всей стране, уже является побочным продуктом ископаемого топлива в процессе риформинга метана с паром.Этот углекислый газ широко используется для таких целей, как изготовление сухого льда, выполнение определенных медицинских процедур и газирование вашей любимой газировки.

В целом мы обнаружили, что люди были открыты для использования этих продуктов, и эта тенденция охватила все возрасты, уровни образования и политические идеологии.

Улавливание и использование углерода уже получило двухпартийную поддержку в Вашингтоне, а Министерство энергетики финансирует исследования в области управления выбросами углерода. Двухпартийная поддержка потребителей может быстро расширить его использование, создав еще один способ предотвратить выбросы углерода в атмосферу.

В 2020 году во всем мире было уловлено более 77 миллионов тонн углекислого газа, но использование этого углекислого газа отстает. Одним из быстро расширяющихся применений является использование углекислого газа для отверждения или упрочнения бетона. Например, компания CarbonCure на сегодняшний день постоянно хранит более 90 000 тонн захваченного углекислого газа в бетоне.

Недавно компания Unilever и ее партнеры опробовали замену этанола на основе ископаемого топлива на этанол на основе диоксида углерода для производства стирального порошка, что значительно сократило связанные с этим выбросы этанола.Оба являются конкурентоспособными по стоимости методами улавливания и использования углекислого газа, и они демонстрируют, почему улавливание и использование углерода может быть наиболее благоприятным для рынка способом удаления двуокиси углерода в больших масштабах.

Как новаторы могут улучшить общественное мнение

Некоторые новейшие технологии могут помочь устранить предполагаемые риски поглощения углерода, улавливаемого промышленными выбросами.

Например, дочерняя компания Coca-Cola проводит пилотный проект, в котором двуокись углерода улавливается непосредственно из атмосферного воздуха с использованием технологии прямого улавливания углерода из воздуха, а затем используется в напитках.Хотя в настоящее время это дорого, ожидается, что затраты на прямое улавливание углерода в воздухе снизятся по мере его более широкого использования, и его использование может уменьшить опасения людей по поводу рисков для здоровья.

Наиболее важными шагами могут быть информирование общественности о процессе и ценности продуктов на основе двуокиси углерода. Компании могут смягчить опасения, открыто рассказывая о том, как они используют углекислый газ, почему их продукция безопасна и какую пользу они приносят для климата.

Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons.Прочитайте оригинальную статью.

Эти компании превращают CO2 в прибыль

Использование потенциала углерода: эти компании превращают CO2 в прибыль

CO2, собранный на электростанциях, можно найти с пользой. Фото: Викисклад

11 мая уровень углекислого газа в нашей атмосфере впервые в истории человечества достиг 415,26 частей на миллион.В последний раз уровни CO2 были такими высокими, вероятно, 2,5–5 миллионов лет назад, когда температура была на 2–3 °C выше, чем сегодня. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) предупредила, что нам необходимо ограничить глобальное потепление до 1,5°C, чтобы предотвратить самые катастрофические последствия изменения климата. Однако этого невозможно достичь без удаления СО2 из атмосферы. Помимо прямого улавливания углерода из установок, работающих на ископаемом топливе, существует множество способов удаления CO2 из атмосферы. Проблема в том, что многие из этих стратегий все еще относительно дороги.Поиск новых коммерческих применений уловленного CO2 является ключом к снижению стоимости этих технологий и их расширению.

Захваченный CO2 уже давно закачивается в истощенные нефтяные месторождения для повышения нефтеотдачи. Его также закачивали в теплицы для ускорения роста растений. Но сегодня многие компании и исследователи разрабатывают новые способы использования и продукты для уловленного CO2, такие как различные виды бетона, химикаты и топливо. По оценкам McKinsey & Company, к 2030 году стоимость продуктов на основе CO2 может составлять от 800 миллиардов до 1 триллиона долларов, а использование только CO2 для производства топлива, обогащения бетона и выработки электроэнергии может сократить выбросы парниковых газов на миллиард метрических тонн в год.Глобальная углеродная инициатива прогнозирует, что при наличии надлежащих стимулов к 2030 году вся индустрия продукции, основанной на CO2, сможет ежегодно утилизировать семь миллиардов метрических тонн CO2, что составляет около 15 процентов наших текущих глобальных выбросов.

«Я думаю, что он [сектор продуктов на основе CO2] обладает очень высоким потенциалом и может стать важной частью набора инструментов для смягчения последствий изменения климата», — сказал Дэвид Сандалоу, научный сотрудник Центра глобальной энергетической политики Колумбийского университета, филиала Институт Земли и соавтор отчета об использовании CO2.«Если бы у нас были действительно рыночные продукты, использующие CO2, это могло бы изменить технологию улавливания углерода. Есть проблемы, но я думаю, что с достаточными инвестициями и достаточной приверженностью многие из них можно преодолеть».

Потенциал уловленного CO2

Захваченный CO2 теоретически может быть превращен в любой вид топлива или химиката, который в настоящее время основан на нефти. Хитрость заключается в том, чтобы выяснить, как сделать так, чтобы продукт был конкурентоспособен по стоимости с продуктами, полученными из ископаемого топлива, и в конечном итоге приносил пользу окружающей среде.Поскольку CO2 является стабильной и нереакционноспособной молекулой (это означает, что он не будет реагировать с образованием других химических веществ, если не будет добавлено значительное количество энергии), процессы его преобразования в другие продукты могут быть дорогостоящими. Преодолеть это означает найти продукты, которые не нуждаются в этом повышении энергии, или найти менее энергоемкие способы преобразования CO2.

Чтобы решить эти проблемы и стимулировать разработку новых технологий, Фонд X Prize запустил конкурс на 20 миллионов долларов для награждения «прорывных технологий», использующих наибольшее количество CO2 для создания продуктов с наибольшей экономической ценностью.В соревнованиях приняли участие 47 команд из семи стран; десять финалистов сейчас создают демонстрационные проекты коммерческого масштаба. Победители будут объявлены в 2020 году.

В 2017 году эксперты Колумбийского университета (в том числе Сандалоу) и их коллеги представили доклад «Инновации для форума Cool Earth», посвященный техническому и коммерческому развитию продуктов на основе CO2. Они отметили, что существует множество потенциальных применений CO2 и широкий спектр технологий, находящихся в стадии разработки, но в отчете основное внимание уделяется строительным материалам, топливу, химикатам, полимерам для пластмасс, а также углеродным волокнам и углеродным материалам.

Наиболее перспективные области применения CO2

Строительные материалы

Включение CO2 в бетон – это наилучшая перспектива широкого использования CO2 в ближайшем будущем. Мы используем огромное количество бетона для строительства зданий и объектов инфраструктуры по всему миру. Кроме того, регулярное производство цемента (одного из основных ингредиентов бетона) является причиной около восьми процентов глобальных выбросов парниковых газов из-за энергии, необходимой для добычи, транспортировки и подготовки сырья, поэтому поиск способов снижения его углеродоемкости является важный.

Обработка бетона. Фото: MGI Construction

Для создания цемента известняк, ракушки или мел измельчают и смешивают с другими ингредиентами, такими как сланец, летучая зола или железная руда, затем нагревают до образования похожего на камень «клинкера», который затем измельчают в мелкий порошок и смешивают с гипс и известняк. Сочетание этого цемента с водой и заполнителями (такими как песок, гравий и щебень) создает бетон.

Газ CO2 можно превратить в твердый заполнитель для бетона; это можно сделать с минимальной внешней энергией — это одна из причин, по которой использование CO2 в бетоне имеет самый большой потенциал в краткосрочной перспективе.CO2 также можно использовать для отверждения бетона. Для этой стратегии влажный бетон насыщается углекислым газом, который реагирует с водой и кальцием с образованием твердых карбонатов кальция. Эта спонтанная химическая реакция, которая также не требует много дополнительной энергии, приводит к получению бетона, содержащего четыре процента CO2. Добавление CO2 в цемент может на сотни лет изолировать его в зданиях, тротуарах и стенах.

Алисса Парк, директор Центра устойчивой энергетики Ленфест в Институте Земли Колумбийского университета, использует твердые промышленные отходы и CO2 для производства более экологичных строительных материалов и других продуктов с добавленной стоимостью.Она работает на металлургическом заводе Baotou во Внутренней Монголии, который производит огромное количество твердых отходов, с которыми ему необходимо справиться. Процесс Парка выщелачивает кальций и магний из сталелитейного шлака и объединяет их с CO2 из дымовых газов или потоком химических отходов.

Руководители Баотоу посещают лабораторию Шона Чжоу и Алиссы Парк. Фото: Тимоти Ли

CO2 в виде пузырьков попадает в раствор, содержащий ионы кальция и магния, и образует твердые вещества, которые затем фильтруются и сушатся.В результате получается белое порошкообразное вещество, которое можно использовать в качестве наполнителя для бумаги (влияющего, помимо прочего, на текстуру и вес бумаги), наполнителя для пластика или строительных материалов. Парк и ее коллеги в настоящее время проводят пилотную демонстрацию и только начали производить бумагу, которую они протестируют, прежде чем материал можно будет официально использовать в бумажных наполнителях или строительных материалах.

В 2017 году Форум инноваций для Cool Earth определил более 20 организаций, разрабатывающих процессы для преобразования CO2 в карбонатные продукты, такие как заполнители, бетон и сборные железобетонные изделия для строительного сектора.Но затраты на транспортировку и дробление известняка, добавление энергии или химикатов для ускорения реакции, а также капитальные и эксплуатационные расходы по-прежнему ограничивают их экономическую жизнеспособность.

Компания Carbicrete из Монреаля, финалист X Prize, заменяет цемент измельченным стальным шлаком, а затем отверждает его с помощью CO2, который становится твердым и связывает гранулы шлака вместе в бетон. Эта технология устраняет производство 2 кг CO2 на бетонный блок и впрыскивает 1 кг CO2 в каждый блок, поэтому считается, что она является углеродно-отрицательной.

Blue Planet в Калифорнии использует CO2 из дымовых газов электростанций для создания карбонатных пород, которые заменяют известняк. Этот альтернативный заполнитель использовался в бетоне для нового терминала в аэропорту Сан-Франциско.

Химикаты для товаров

Использование ископаемого топлива для производства органических химикатов, из которых состоят растворители, синтетический каучук, пластмассы и многое другое, приводит к выбросам около 2 гигатонн CO2 в год. Эти продукты также могут быть получены из CO2, но, поскольку это нереакционноспособная молекула, необходимо добавить внешнюю энергию — тепло, водород, электричество, ферменты, их комбинацию или, в идеале, возобновляемую энергию.В конечном счете, польза от химикатов на основе CO2 зависит от углеродоемкости потребляемой энергии, а также от долговечности продукта. (Химические вещества и топливо на основе CO2 могут быть сожжены или переработаны в течение нескольких дней или недель, выбрасывая CO2 обратно в атмосферу.)

Компания Clean O2 из Калгари создала устройство для улавливания углерода размером с бытовой кондиционер, которое можно подключить к котлу, работающему на природном газе, для улавливания CO2 из дымовых газов. Названный CARBiNX, он превращает CO2 в калий, который затем используется для производства моющих средств, мыла и удобрений.Clean O2 утверждает, что перерабатывает 1,2 кг CO2 в каждом четырехлитровом контейнере своего биоразлагаемого жидкого мыла для рук.

Английская компания Econic разработала каталитические технологии, которые снижают количество энергии, необходимой для преобразования CO2 в полиолы (полимеры с короткой цепью), строительные блоки полиуретана. Эта технология заменяет половину материала на основе ископаемого топлива CO2, экономя 50 процентов стоимости сырья ископаемого топлива, которое потребуется для производства пластика, при использовании отходов CO2.Кроме того, количество содержания CO2 может быть «настроено» для модификации продуктов. Полиуретаны Econic можно использовать для производства предметов домашнего обихода, изоляционных и конструкционных пенопластов, одежды, обуви, клеев и защитных покрытий.

Newlight Technologies, калифорнийская компания и финалист X Prize, использует биокатализатор на основе микроорганизмов (похожий на фермент) для превращения CO2, захваченного из воздуха, в биопластик. Биокатализатор извлекает углерод из метана или углекислого газа с ферм, водоочистных сооружений, свалок и энергетических объектов.Затем углерод соединяется с водородом и кислородом для синтеза природного биополимерного материала, который компания называет AirCarbon. AirCarbon очищается и превращается в гранулы, которые можно переплавлять и использовать для различных продуктов. В 2016 году IKEA подписала контракт с AirCarbon на производство мебели. Dell, Hewlett Packard и Body Shop используют AirCarbon для упаковки. Если продукт производится с использованием возобновляемых источников энергии, он может быть углеродно-отрицательным.

Топливо и энергия

CO2 также используется для создания синтетического топлива и повышения энергоэффективности.

Завод по производству метанола из CO2 и h3, управляемый Carbon Recycling International в Исландии, улавливает CO2 из паровых выбросов близлежащей геотермальной электростанции. Затем, используя электроэнергию из гидро- и геотермальных источников, завод производит водород, который преобразуется в метанол посредством каталитической реакции с CO2. Компания продает метанол в качестве добавки к бензину и для производства биодизеля. Из-за низкоуглеродной электросети общий процесс производит мало выбросов.

Технология Air to Fuels компании Canadian Carbon Engineering позволяет производить жидкое топливо с нейтральным уровнем выбросов углерода с использованием CO2 из атмосферы.Эта технология улавливает CO2 непосредственно из воздуха и использует возобновляемую энергию для расщепления воды на водород и кислород. Затем водород и CO2 рекомбинируются с образованием углеводородного топлива, такого как дизельное топливо или бензин, которые могут заменить ископаемое топливо и совместимы с существующими двигателями и инфраструктурой.

Исследователи из UNIST в Южной Корее и Технологического института Джорджии черпали вдохновение из того факта, что когда океан поглощает CO2, он становится кислым. Они вводили CO2 в раствор, содержащий морскую воду и гидроксид натрия, и по мере увеличения кислотности количество протонов в растворе увеличивалось, притягивая электроны и создавая электрическую энергию и водород.Исследователи считают, что эта технология в конечном итоге может быть использована для создания батареи, которая преобразует CO2 в энергию.

Sandia National Laboratories использует CO2 вместо пара, чтобы сделать электроэнергию, вырабатываемую турбинами, более эффективной. CO2, нагретый и сжатый в сверхкритическую жидкость (то есть обладающий свойствами между жидкостью и газом), может заменить пар для привода турбин. Поскольку сверхкритический CO2 более эффективно передает тепло и требует меньше энергии для сжатия, это приводит к увеличению производства электроэнергии при том же количестве потребляемой энергии и сокращению использования воды.

Углеродные материалы

Углеродные материалы — графен, углеродные нанотрубки, углеродные волокна — из СО2 находятся на ранних стадиях разработки.

Графен. Фото: UCL Math & Physical Sciences

Производство их из СО2 обходится дорого, поскольку для преобразования СО2 используются электрохимические процессы. Однако рыночный потенциал этих материалов велик, и спрос на них быстро растет. Эти углеродные наноматериалы, созданные в крошечном масштабе, измеряемом миллиардными долями метра или нанометра, иногда толщиной всего в один атом, очень ценны: графен — эффективный электрический проводник и один из самых прочных известных материалов; углеродные нанотрубки используются в батареях, электронике, спортивных товарах и многом другом; углеродное волокно можно использовать в аэрокосмической, энергетической, бетонной, автомобильной и спортивной промышленности.Из-за свойств материалов они также могут помочь сократить выбросы парниковых газов другими способами.

Лотос из углеродного волокна. Фото: Уоррен Р.М.Стюарт

Например, они могут повысить топливную экономичность самолетов и транспортных средств, уменьшив их вес, повысить производительность ветряных турбин и повысить емкость литий-ионных аккумуляторов. И хотя количество CO2, используемого в этих продуктах, невелико, они долговечны, а это означает, что CO2 может оставаться в них в течение длительного времени.

Финалист X Prize C2CNT из Калгари, Канада, нашел способ производить углеродные нанотрубки в 100 раз дешевле, чем обычно. Его технология использует недорогие никелевые и стальные электроды и низковольтный ток для создания углеродных нанотрубок из дымовых газов, которые проводят электричество лучше, чем медь. Нанотрубки стоимостью более 100 000 долларов за тонну могут использоваться производителями стали, алюминия, текстиля, керамики и цемента, а также в электронике, упаковке, производстве и строительстве.

Другие перспективные продукты

Вот еще две инновации, использующие CO2, которые потенциально могут революционизировать целые отрасли.

Для обычной окраски текстиля требуется большое количество воды, при этом образуются сточные воды, содержащие красители и химикаты. Голландская компания DyeCoo изменила процесс окрашивания с помощью CO2. Технология создает давление CO2, которое становится сверхкритическим и позволяет красителю легко растворяться, поэтому красители не нуждаются в химической обработке и легко проникают в ткани. В этом процессе не используются химические вещества или вода, не образуются сточные воды, не требуется время на сушку, поскольку окрашенная ткань выходит сухой, а 95 процентов CO2 повторно улавливаются и используются повторно, поэтому процесс представляет собой систему с замкнутым циклом.Благодаря эффективному использованию красителя и отсутствию необходимости в очистке сточных вод затраты снижаются на 40–60 процентов. Кроме того, этот процесс можно использовать где угодно, так как он не требует воды. Технология DyeCoo в настоящее время используется в продуктах Nike, Ikea, Adidas и Peak Performance, а также на коммерческих фабриках в Таиланде и Тайване.

По мере того, как спрос на морепродукты во всем мире растет, растет и потребность в рыбной муке, протеиновых гранулах, используемых для кормления выращиваемой рыбы, а также домашнего скота.

Аквакультура в Китае.Фото: Майкл Чу

Аквакультура требует вылова, измельчения и смешивания с зерном 400 миллиардов мелких рыб, чтобы кормить рыб каждый год, а цена на рыбную муку выросла в пять раз с 1995 года. Калифорнийская компания NovoNutrients использует CO2 из промышленных выбросов для кормления созданных в лаборатории бактерий. Бактерии потребляют CO2 для производства белка, аналогичного аминокислотам, которые рыбы получают, поедая более мелкую рыбу; бактерии заменяют рыбную муку, обеспечивая рыбу белком и другими питательными веществами. По оценкам компании, четыре миллиона тонн CO2 в год, количество, которое производит крупный цементный завод, могут быть использованы для производства 2 миллионов тонн белковой муки.В конце этого или начале следующего года NovoNutrients планирует начать продажу рыбной муки.

Что необходимо для развития сектора продуктов CO2

Алисса Парк из Колумбии заявила, что дешевая, обильная электроэнергия из возобновляемых источников и безуглеродный водород являются ключом к производству химикатов и топлива на основе CO2. Процессы преобразования CO2 в продукт требуют множества стадий реакции и разделения, а также больших затрат энергии на этом пути. «Минимальное количество шагов преобразования с максимальной эффективностью — единственный путь», — сказал Пак.«Люди часто забывают об этом. В результате существует множество технологий, которые не имеют смысла». Она объяснила, что оценка жизненного цикла необходима для понимания истинных достоинств продукта. Это означает рассмотрение всего жизненного цикла продукта от поиска сырья до обработки, использования и утилизации или переработки; а поскольку основной целью является недопущение попадания CO2 в атмосферу, еще одним важным фактором является то, как долго CO2 можно улавливать и не попадать в воздух.

Но до сих пор не существует последовательного способа анализа преимуществ продуктов, использующих CO2, поскольку многие технологии все еще относительно новы, существует множество различных подходов, а оценка жизненного цикла является сложной задачей из-за бесчисленного множества переменных. Остаются вопросы о стоимости продуктов, рыночном потенциале, способности сокращать выбросы парниковых газов и насколько они потенциально могут нарушить существующие рынки. Тем не менее во всем мире растет интерес к использованию CO2.

«Во всей этой области возможны буквально десятки различных потоков продукции, поэтому ученые и технологи работают над прорывами и снижением затрат в самых разных областях», — сказал Сандалоу. «Но этим исследователям нужна поддержка, им нужны рынки, и именно это имеет решающее значение для совершения прорывов… Существует очень недостаточное финансирование исследований и разработок, а также технологий экологически чистой энергии в целом. И это направление особенно недофинансировано, но его потенциал огромен.

Помимо финансирования исследований и разработок, Сандалоу утверждает, что государственная поддержка и правильная политика могут иметь большое значение, например, установление углеродных стандартов для бетона, покупка продуктов для правительства, которые включают CO2, и введение политики ценообразования на выбросы углерода.

Хотя Парк сомневается, что многие проекты изменят правила игры в ближайшие пять-десять лет, она с оптимизмом смотрит в долгосрочные перспективы. «Мы надеемся, что в поколении наших детей их возобновляемая энергия будет настолько обильной и такой дешевой, что они смогут использовать очень низкоэнергетический углерод для преобразования CO2 в различные материальные формы», — сказала она.«В этом нет серебряной пули. Вы должны сделать все это. Мы действительно должны быть преданы делу на века, а не на пять или десять лет».


%PDF-1.5 % 1 0 объект> эндообъект 2 0 объект> эндообъект 3 0 объект> эндообъект 4 0 объект поток конечный поток эндообъект внешняя ссылка 0 5 0000000000 65535 ф 0000000016 00000 н 0000000075 00000 н 0000000120 00000 н 0000000210 00000 н трейлер ]>> startxref 3379 %%EOF 1 0 объект> эндообъект 2 0 объект> эндообъект 3 0 объект> эндообъект 5 0 объект null эндообъект 6 0 obj>/Font>/ProcSet[/PDF/Text]/ExtGState>>>>> эндообъект 7 0 объект> эндообъект 8 0 объект> эндообъект 9 0 объект> эндообъект 10 0 объект>поток HLU{pNwzNe[d,Kdɲ[email protected][v(BGfH)$4LaڦL$w%h{~.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.