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高纯气体

高纯二氧化碳

二氧化碳科技名词定义中文名称:二氧化碳英文名称:carbon dioxide;CO2定义1:干空气中含量占第4位的气体,分子式CO2,分子量44,是很强的温室气体,对长波辐射有

二氧化碳

科技名词定义

中文名称:

二氧化碳 

英文名称:

carbon dioxide;CO2 

定义1:

干空气中含量占第4位的气体,分子式CO2,分子量44,是很强的温室气体,对长波辐射有很重要的辐射效应。 

所属学科:

大气科学(一级学科);大气化学(二级学科) 

定义2:

碳或含碳化合物完全燃烧,或生物呼吸时产生的一种无色气体,是主要温室气体之一。 

所属学科:

生态学(一级学科);全球生态学(二级学科) 

二氧化碳是空气中常见的化合物,其分子式为CO₂,由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成,常温下是一种无色无味气体,密度比空气略大,能溶于水,并生成碳酸。固态二氧化碳俗称干冰。二氧化碳认为是造成温室效应的主要来源。

   image.png

二氧化碳分子模型

二氧化碳基本信息

简介

  Ⅱ.2.10二氧化碳(CO₂) 

  英文名称 CARBON DIOXIDE 

  别名 碳酸气 

  分子量 44 

  共有3个原子核,22个质子。 

构造

  C原子以sp杂化轨道形成δ键。分子形状为直线形。非极性分子。 

  在CO₂分子中,碳原子采用sp杂化轨道与氧原子成键。C原子的两个sp杂化轨道分别与两个O原子生成两个σ键。C原子上两个未参加杂化的p轨道与sp杂化轨道成直角,并且从侧面同氧原子的p轨道分别肩并肩地发生重叠,生成两个∏三中心四电子的离域键。因此,缩短了碳—氧原子间地距离,使CO₂中碳氧键具有一定程度的叁键特征。决定分子形状的是sp杂化轨道,CO₂为直线型分子。二氧化碳密度较空气大。 

气体状态

  image.png 

相对分子质量熔点(摄氏度)沸点(摄氏度)

44.01-78.48(升华)-56.6(5270帕)

性状溶解情况

无色,无味气体。常温下能溶于水,部分生成碳酸。 

  能溶于水(体积比1:1),生成碳酸。

结构式分子式相对密度

O=C=OCO₂相对密度1.101(-37℃)

液体状态

  表面张力:约3.0dyn/cm 

  密度:0.8g/cm3 

  粘度:0.082?/s(12℃) 

  (比四氯乙烯粘度O.88?/s(20℃)低得多,所以液体二氧化碳更能穿透纤维。) 

  二氧化碳分子结构很稳定,化学性质不活泼,不会与织物发生化学反应。 

  它沸点低(-78.5℃),常温常压下是气体。 

  特点:没有闪点,不燃;无色无味,无毒性。 

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

  液体CO₂和超临界CO₂均可作为溶剂,尽管超临界CO₂具有比液体CO₂更高的溶解性(具有与液体相近的密度和高溶解性,并兼备气体的低粘度和高渗透力)。但它对设备的要求比液体CO₂高。综合考虑机器成本与作CO₂为溶剂,温度控制在15℃左右,压力在5MPa左右。 

固体状态

  液态二氧化碳蒸发时会吸收大量的热;当它释放大量的热则凝成固体二氧化碳,俗称干冰 

  干冰的使用范围广泛,在食品、卫生、工业、餐饮中有大量应用。主要有: 

  1、干冰在工业模具的应用范围 

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

  在线清洗,无需降温和拆卸模具,避免了化学清洗法对模具的腐蚀和损害、机械清洗法对模具的机械损伤及划伤,以及反复装卸导致模具精度下降等缺点。关键的是,可以免除拆卸模具及等待模具降温这两项最耗时间的步骤,这样均可以减少停工时间约80%-95%。 

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

  2、干冰在石油化工的应用范围 

   清洗主风机、气压机、烟机、汽轮机、鼓风机等设备及各式加热炉、反应器等结焦结炭的清除。清洗换热器上的聚氯乙烯树脂;清除压缩机、储罐、锅炉等各类压力容器上的油污、锈污、烃类及其表面污垢;清理反应釜、冷凝器;复杂机体除污;炉管清灰等。 

  3、干冰在食品制药的应用范围 

  可以成功去除烤箱中烘烤的残渣、胶状物质和油污以及未烘烤前的生鲜制品混合物。有效清结烤箱、混合搅拌设备、输送带、模制品、包装设备、炉架、炉盘、容器、辊轴、冷冻机内壁、饼干炉条等。 

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

  4、干冰在印刷工业的应用范围 

   清除油墨很困难,齿轮和导轨上的积墨会导致低劣的印刷质量。干冰清洗可去除各种油基、水基墨水和清漆,清理齿轮、导轨及喷嘴上的油污、积墨和染料,避免危险废物和溶液的排放,以及危险溶剂造成的人员伤害。 

  5、干冰在电力行业的应用范围 

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

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

  6、干冰在汽车工业的应用范围 

   清洗门皮、蓬顶、车厢、车底油污等无水渍,不会引致水污染;汽车化油器清洗及汽车表面除漆等;清除引擎积碳。如处理积碳,用化学药剂处理时间长,最少要用48小时以上,且药剂对人体有害。干冰清洗可以在10分钟以内彻底解决积碳问题,即节省了时间又降低了成本,除垢率达到100% 。 

  7、干冰在电子工业的应用范围 

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

  8、干冰在航空航天的应用范围 

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

  9、干冰在船舶业的应用范围 

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

  10、干冰在核工业的应用范围 

   核工业设备的清洗若采用水、喷砂或化学净化剂等传统清洗方法,水、喷砂或化学净化剂等介质同时也被放射性元素污染,处理被二次污染的这些介质需要时间和资金。而使用干冰清洗工艺,干冰颗粒直接喷射到被清洗物体,瞬间升华,不存在二次污染的问题,需要处理的仅仅是被清洗掉的有核污染的积垢等废料。 

  11、干冰在美容行业的应用范围 

   有的皮肤科医生用干冰来治疗青春痘,这种治疗就是所谓的冷冻治疗。因为它会轻微的把皮肤冷冻。 

  有一种治疗青春痘的冷冻材料就是混合磨碎的干冰及乙酮,有时候会混合一些硫磺。液态氮及固态干冰也可以用来作冷冻治疗的材料。冷冻治疗可以减少发炎,前段时间新闻报道刘翔就是用这种冷冻疗法来治疗脸上的青春痘的。这种方法可以减少青春痘疤痕的产生,但并不用来去除疤痕。 

  12、干冰在食品行业的应用范围 

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

  b 制作冰淇淋时加入干冰,冰淇淋不易融化。干冰特别适合外卖冰淇淋的冷藏。 

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

  d 龙虾、蟹、鱼翅等海产品冷冻冷藏。干冰不会化水,较水冰冷藏更清洁、干净,在欧、美、日本等国得到广泛应用。 

  13、干冰在冷藏运输领域的应用范围 

   a 低温冷冻医疗用途以及血浆、疫苗等特殊药品的低温运输。 

  b 电子低温材料,精密元器件的长短途运输。 

  c高档食品的保鲜运输如高档牛羊肉等。 

  14 、干冰在娱乐领域的应用范围 

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

  15、干冰在消防行业的应用范围 

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

  干冰使用注意事项: 

  切记在每次接触干冰的时候,一定要小心并且用厚绵手套或其他遮蔽物才能触碰干冰!如果是在长时间直接碰触肌肤的情况下,就可能会造成细胞冷冻而类似轻微或极度严重烫伤的伤害。汽车、船舱等地不能使用干冰,因为升华的二氧化碳将替代氧气而可能引起呼吸急促甚至窒息! 

  1.切勿让小朋友单独接触干冰! 

  2.干冰温度极低,请勿至于口中,严防冻伤! 

  3.拿取干冰一定要使用厚绵手套、夹子等遮蔽物 (塑胶手套不具阻隔效果!) 

  4.使用干冰请于通风良好处,切忌与干冰同处于密闭空间! 

  5.干冰不能与液体混装。 

基本性质

  碳氧化物之一,是一种无机物,常温下是一种无色无味气体,密度比空气略大,能溶于水,并生成碳酸。(碳酸饮料基本原理)可以使澄清的石灰水变浑浊,做关于呼吸作用的产物等产生二氧化碳的试验都可以用到。 

制备或来源

  可由碳在过量的空气中燃烧或使大理石(CaCO3)、石灰石、白云石煅烧或与酸作用而得。是石灰、发酵等工业的副产品。 

二氧化碳的用途

  气体二氧化碳用于制碱工业、制糖工业,并用于钢铸件的淬火和铅白的制造等。 

  二氧化碳在焊接领域应用广泛. 

  如:二氧化碳气体保护焊,是目前生产中应用最多的方法 

  固态二氧化碳俗称干冰[1],升华时可吸收大量热,因而用作制冷剂,如人工降雨,也常在舞台中用于制造烟雾。 

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二氧化碳球棍模型

二氧化碳一般不燃烧也不支持燃烧,常温下密度比空气略大,受热膨胀后则会聚集于上方.也常被用作灭火剂,但Mg燃烧时不能用CO₂来灭火,因为:2Mg+CO₂=2MgO+C(点燃) 

  二氧化碳是绿色植物光合作用不可缺少的原料,温室中常用二氧化碳作肥料。CO₂+H2O 

  光合作用总反应:CO₂ + H2O——→ (CH2O) + O2注意:光合作用释放的氧气全部来自水,光合作用的产物不仅是糖类,还有氨基酸(无蛋白质)、脂肪,因此光合作用产物应当是有机物。 

  各步分反应: H2O→H + O2(水的光解) NADP+ + 2e- + H+ → NADPH(递氢) ADP→ATP (递能) CO₂+C5化合物→C6化合物(二氧化碳的固定) C6化合物→(CH2O)+ C5化合物(有机物的生成) 

  液体二氧化碳密度1.1克/厘米3。液体二氧化碳蒸发时或在加压冷却时可凝成固体二氧化碳,俗称干冰,是一种低温致冷剂,密度为1.56克/厘米3。二氧化碳能溶于水,20℃时每100体积水可溶88体积二氧化碳,一部分跟水反应生成碳酸。化学性质稳定,没有可燃性,一般不支持燃烧,但活泼金属可在二氧化碳中燃烧,如点燃的镁条可在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳。二氧化碳是酸性氧化物,可跟碱或碱性氧化物反应生成碳酸盐。跟氨水反应生成碳酸氢铵。无毒,但空气中二氧化碳含量过高时,也会使人因缺氧而发生窒息。绿色植物能将二氧化碳跟水在光合作用下合成有机物。二氧化碳可用于制造碳酸氢铵、小苏打、纯碱、尿素、铅白颜料、饮料、灭火器以及铸钢件的淬火。二氧化碳在大气中约占总体积的0.03%,人呼出的气体中二氧化碳约占4%。实验室中常用盐酸跟大理石反应制取二氧化碳,工业上用煅烧石灰石或酿酒的发酵气中来获得二氧化碳. 

二氧化碳的产生

  (1)凡是有机物(包括动植物)在分解、发酵、腐烂、变质的过程中都可释放出CO₂。 

  (2)石油、石腊、煤炭、天然气燃烧过程中,也要释放出CO₂。 

  (3)石油、煤炭在生产化工产品过程中,也会释放出CO₂。 

  (4)所有粪便、腐植酸在发酵,熟化的过程中也能释放出CO₂。 

  (5)所有动物在呼吸过程中,都要吸氧气吐出CO₂。 

  (6)所有绿色植物都吸收CO₂释放出氧气,进行光合作用。CO₂气体,就是这样,在自然生态平衡中,进行无声无息的循环。 

二氧化碳的制法

工业制法

  高温煅烧石灰石 

  CaCO3==高温== CaO + CO2↑ 

实验室制法

  大理石或石灰石和盐酸反应通常需要对气体进行除杂干燥,盐酸反应时会挥发出氯化氢(HCl)气体,所以要通过饱和碳酸氢钠(NaHCO3)溶液除去气体中的氯化氢。溶液中的反应,气体溢出时会带出水蒸气,所以要求严格或必要时要对气体进行干燥,通常用装有浓硫酸的洗气瓶进行干燥 

   

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CaCO3+ 2HCl ==== CaCl2 + H2O + CO2↑ 

  另外不能用碳酸钠和盐酸反应制取,因为反应速率太快,不易收集 

民间制法

  小苏打(碳酸氢钠)和白醋反应 

  NaHCO3+ CH3COOH ==== CH3COONa + H2O + CO2↑ 

二氧化碳肥料

  一定范围内,二氧化碳的浓度越高,植物的光合作用也越强,因此二氧化碳是最好的气肥。美国科学家在新泽西州的一家农场里,利用二氧化碳对不同作物的不同生长期进行了大量的试验研究,他们发现二氧化碳在农作物的生长旺盛期和成熟期使用,效果最显著。在这两个时期中,如果每周喷射两次二氧化碳气体,喷上4~5次后,蔬菜可增产90%,水稻增产70%,大豆增产60%,高粱甚至可以增产200%。 

  气肥发展前途很大,但目前科学家还难以确定每种作物究竟吸收多少二氧化碳后效果最好。除了二氧化碳外 ,是否还有其他气体可作气体肥料? 

  最近,德国地质学家埃伦斯特发现,凡是在有地下天然气冒出来的地方,植物都生长得特别茂盛。于是他将液化天然气通过专门管道送入土壤,结果在两年之中这种特殊的气体肥料都一直有效。原来是天然气中的主要成分甲烷燃气起的作用,甲烷用于帮助土壤微生物的繁殖,而这些微生物可以改善土壤结构,帮助植物充分地吸收营养物质。 

聚二氧化碳

  一种正在研究的新型合成材料,以二氧化碳为单体原料在双金属配位PBM型催化剂作用下,被活化到较高的程度时,与环氧化物发生共聚反应,生成脂肪族聚碳酸酯(PPC),经过后处理,就得到二氧化碳树脂材料。在聚合中加入其它反应物,可以得到各种不同化学结构的二氧化碳树脂。二氧化碳共聚物具有柔性的分子链,容易通过改变其化学结构来调整其性能;较易在热、催化剂、或微生物作用下发生分解,但也可以通过一定的措施加以控制:对氧和其它气体有很低的透过性。可开发出以下用途的产品:1.从脂肪族聚碳酸酯与多异氰酸酯制备聚氨酯材料,优于普通聚酯聚氨酯的耐水解性能。2.用顺丁烯二酸酐作为第三单体进行三元共聚;产物是一种含碳酸酯基和酯基的不饱和树脂,可交联固化,亦能与纤维之类固体复合,是类似于普通不饱和聚酯使用的一种新材料。3.脂肪族聚碳酸酯可以与各种聚合物共混而获得各种不同的性能。可以用作环氧树脂、PVC塑料等的增韧剂、增塑剂或加工助剂。4.二氧化碳、环氧乙烷等的共聚物,二氧化碳、环氧丙烷和琥珀酸酐的三元共聚物能被微生物彻底分解,不留残渣,是一类有希望的生物降解材料。5.二氧化碳共聚物有优异的生物体相容性。特别设计的共聚物可望用作抗凝血材料或用作药物缓释剂。6.某些二氧化碳共聚物可用作固体颜料或填料的表面处理剂,隔氧材料,表面活性剂,陶瓷胶粘剂,热熔胶等。7.聚碳酸亚丙酯与丁腈橡胶共混物有良好的耐油耐热氧老化性能,有比普通丁腈胶更好的机械性能,是一种优异的新型耐油橡胶。该项目每吨二氧化碳树脂成本约为环氧丙烷原料的价格,相当于国外工艺的3-30%,很有机会在国外立足发展。.PPC/NBR型耐油橡胶的成本可比用纯丁腈降低10%左右,每吨产品的成本可降低1000元以上。 

其他性质

  二氧化碳在常温常压下为无色而略带刺鼻气味和微酸味的气体。CO?分子有16个价电子,基态为线性分子,属D∞h 点群。CO?分子中碳氧键键长为116pm,介于碳氧双键(乙醛中C=O键长为124pm)和碳氧三键(CO分子中C≡O键长为112.8pm)之间,说明它已具有一定程度的叁键特性。因此,有人认为在CO?分子中可能存在着离域的大π键,即碳原子除了与氧原子形成两个键外,还形成两个三中心四电子的大π键。 

  17世纪初,比利时化学家范·海尔蒙特(J.B. Van. Helmont 1577~1644)在检测木炭燃烧和发酵过程的副产气时,发现二氧化碳。1757年,J. Black第一个应用定量的方法研究这种气体 。1773年,拉瓦锡(A. L. Lavoisier) 把碳放在氧气中加热,得到被他称为“碳酸”的二氧化碳气体,测出质量组成为碳23.5~28.9%,氧71.1~76.5%。1823年,迈克尔·法拉第(M. Faraday)发现,加压可以使二氧化碳气体液化。1835年,M. Thilorier制得固态二氧化碳(干冰)。1884年,在德国建成第一家生产液态二氧化碳的工厂。 

  在自然界中二氧化碳含量丰富,为大气组成的一部分。二氧化碳也包含在某些天然气或油田伴生气中以及碳酸盐形成的矿石中。大气里含二氧化碳为0.03~0.04%(体积比),总量约2.75×1012t, 主要由含碳物质燃烧和动物的新陈代谢产生。在国民经济各部门,二氧化碳有着十分广泛的用途。二氧化碳产品主要是从合成氨制氢气过程气、发酵气、石灰窑气、酸中和气、乙烯氧化副反应气和烟道气等气体中提取和回收,目前,商用产品的纯度不低于99%(体积)。 

二氧化碳的有关化学方程式

  由于碳酸很不稳定,容易分解: 

  H2CO3==== H2O+CO2↑ 

  所以2HCl + CaCO3==== CaCl2+ H2O + CO2↑ 

  二氧化碳能溶于水,形成碳酸: 

  CO2+ H2O ==== H2CO3 

  向澄清的石灰水加入二氧化碳,会形成白色的碳酸钙: 

  CO2+ Ca(OH)2==== CaCO3↓ + H2O 

  如果二氧化碳过量会有: 

  CaCO3+ CO2+ H2O ==== Ca(HCO3)2 

  二氧化碳会使烧碱变质: 

  2NaOH + CO2==== Na2CO3+ H2O 

  如果二氧化碳过量: 

  NaOH + CO2==== NaHCO3 

  二氧化碳和金属镁反应: 

  2Mg+ CO2(过量) ==点燃== 2MgO + C 

  Mg+ CO2 (少量) ==点燃== MgO + CO 

  工业制法:高温煅烧石灰石: 

  CaCO3 ==高温== CaO + CO2↑ 

  实验室制法: 

  CaCO3+2HCI=CaCl2+ H2O + CO2↑ 

  二氧化碳的固定 

  CO2+C5→(酶) 2C3 

  在光合作用中的暗反应阶段,一分子的CO2和一分子的五碳化合物反应,生成两分子的三碳化合物。 

二氧化碳的危害

  现在地球上气温越来越高,是因为二氧化碳增多造成的。因为二氧化碳具有保温的作用,现在这支小部队的成员越来越多,使温度升高,近100年,全球气温升高0.6℃,照这样下去,预计到21世纪中叶,全球气温将升高1.5——4.5℃。 

  海平面升高,也是二氧化碳增多造成的,近100年,海平面上升14厘米,到21世纪中叶,海平面将会上升25——140厘米,海平面的上升,亚马逊雨林将会消失,两极海洋的冰块也将全部融化。所有这些变化对野生动物而言无异于灭顶之灾。 

  空气中含有约0.03%二氧化碳,但由于人类活动(如化石燃料燃烧)影响,近年来二氧化碳含量猛增,导致温室效应、全球气候变暖、冰川融化、海平面升高……旨在遏制二氧化碳过量排放的《京都议定书》已经生效,有望通过国际合作遏制温室效应。 

二氧化碳干洗

  目前最普遍的干洗技术是采用烃类(石油类)、氯代烃(如四氯乙烯)作为溶剂。但石油溶剂闪点低,易爆易燃,干燥慢;氯代烃气味刺鼻,毒性较高(一般在空气中的含量限制在50ppm以下)。干洗行业特别是欧美一些国家一直在寻找一种既清洁卫生安全高效的洗涤溶剂,目前推出的有绿色大地(Greenearth)、RYNEX、以及液体二氧化碳等新型清洗剂。Greenearth是一种清澈无味的液体,KB值(洗净率)与石油溶剂接近,但低于四氯乙烯,而且价格昂贵;RYNEX的KB值与四氯乙烯差不多,但含水量较高,而且蒸发太慢,不容易再生和回收,干洗周期长;液体二氧化碳KB值比石油溶剂高,略低于四氯乙烯,但在渗色、防污物再凝集等方面比四氯乙烯更好。 

  二氧化碳作为生命活动的代谢产物和工业副产品存在于自然界中,主要来源于火力发电、建材、钢铁、化工、汽车尾气及天然二氧化碳气田,它是造成“温室效应”的主要气体。液体二氧化碳干洗溶剂是一种工业副产品,只是在其回归自然之前被利用一下,并没有增加大气中二氧化碳的浓度。中国二氧化碳排放量为全球第二(大约30亿吨),为了充分利用这一资源,中国成立了许多研究课题。 

二氧化碳药用

  药理 

  低浓度时为生理性呼吸兴奋药。当空气中本品含量超过正常(0.03%)时,能使呼吸加深加快;如含量为1%时,能使正常人呼吸量增加25%;含量为3%时,使呼吸量增加2倍。但当含量为25%时,则可使呼吸中枢麻痹,并引起酸中毒, 故吸入浓度不宜超过10%。 

  适应症 

  临床多以本品5~7%与93~95%的氧混合吸入, 用于急救溺毙、吗啡或一氧化碳中毒者、新生儿窒息等。乙醚麻醉时,如加用含有3~5% 本品的氧气吸入,可使麻醉效率增加,并减少呼吸道的刺激。 

  用法用量 

  遵医嘱.25%高浓度吸入可使呼吸中枢麻痹,引起酸中毒。吸入浓度不超过10%。 

  不良反应 

  25%高浓度吸入可使呼吸中枢麻痹,引起酸中毒.吸入浓度不超过10%。 

  二氧化碳导致呼吸性中毒 

  (1)低浓度的二氧化碳可以兴奋呼吸中枢,便呼吸加深加快。高浓度二氧化碳可以抑制和麻痹呼吸中枢。 

  (2)由于二氧化碳的弥散能力比氧强25倍,故二氧化碳很容易从肺泡弥散到血液造成呼吸性酸中毒。 

  临床上很少见单纯的二氧化碳中毒,由于空气中二氧化碳增多,常伴随氧浓度降低。比如:地窖中储存的蔬菜、水果呼吸时产生二氧化碳,同时消耗了氧气。无防护措施进入地窖所发生之中毒,是高浓度二氧化碳和缺氧造成的。试验证明氧充足的空气中二氧化碳浓度为5%时对人尚无害;但是,氧浓度为17%以下的空气中含4%二氧化碳,即可使人中毒。缺氧可造成肺水肿、脑水肿、代谢性酸中毒、电解质紊乱、休克、缺氧性脑病等。 

二氧化碳灭火器

  二氧化碳灭火器 

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手提式二氧化碳灭火器

的使用方法 

  灭火时只要将灭火器提到或扛到火场,在距燃烧物5米左右,放下灭火器拔出保险销,一手握住喇叭筒根部的手柄,另一只手紧握启闭阀的压把。对没有喷射软管的二氧化碳灭火器,应把喇叭筒往上板70-90度。使用时,不能直接用手抓住喇叭筒外壁或金属连线管,防止手被冻伤。灭火时,当可燃液体呈流淌状燃烧时,使用者将二氧化碳灭火剂的喷流由近而远向火焰喷射。如果可燃液体在容器内燃烧时,使用者应将喇叭筒提起。从容器的一侧上部向燃烧的容器中喷射。但不能将二氧化碳射流直接冲击可燃液面,以防止将可燃液体冲出容器而扩大火势,造成灭火困难。 

  推车式二氧化碳灭火器一般由两人操作,使用时两人一起将灭火器推或拉到燃烧处,在离燃烧物10米左右停下,一人快速取下喇叭筒并展开喷射软管后,握住喇叭筒根部的手柄,另一人快速按逆时针方向旋动手轮,并开到最大位置。灭火方法与手提式的方法一样。 

  使用二氧化碳灭火器时,在室外使用的,应选择在上风方向喷射。在室外内窄小空间使用的,灭火后操作者应迅速离开,以防窒息。 

  灭火原理及适用火灾类型 

  适用于扑救一般B类火灾,如油制品、油脂等火灾,也可适用于A类火灾,但不能扑救B类火灾中的水溶性可燃、易燃液体的火灾,如醇、酯、醚、酮等物质火灾;也不能扑救带电设备及C类和D类火灾(其主要依靠窒息作用和部分冷却作用灭火)。 

实验室分析

  方法名称: 

  二氧化碳—挥发油的测定—挥发油测定法 

  应用范围: 

  本方法采用挥发油测定法测定二氧化碳中挥发油的含量。 

  本方法适用于姜科植物温郁金Curcuma wenyujin Y.H.Chen et C.Ling的干燥根茎。 

  方法原理: 

  供试品于挥发油测定器中加水适量,加热至沸并保持微沸至5小时后,读取测定器中挥发油的量,计算其含量。 

  试剂: 

  无特殊试剂 

  仪器设备: 

  二氧化碳吸收器:1000mL(或500mL、2000mL)的硬质圆底烧瓶,上接挥发油测定器,挥发油测定器的上端连接回流冷凝管。以上各部均用玻璃磨口连接。测定器应具有0.1mL的刻度。全部仪器应充分洗净,并检查接合部分是否严密,以防挥发油逸出。 

  注:装置中挥发油测定器的支管分岔处应与基准线平行。 

  试样制备: 

  操作步骤: 

  称取供试品粉末(过二~三号筛,24—50目)适量(约相当于含挥发油0.5~1.0mL) (准确至0.01g)置烧瓶中,加水300~500mL与玻璃珠数粒,振摇混合后,连接挥发油测定器与回流冷凝管。自冷凝管上端加水使充满挥发油测定器的刻度部分,并溢流入烧瓶时为止。置电热套中或用其他适宜方法缓缓加热至沸,并保持微沸约5小时,至测定器中油量不再增加,停止加热,放置片刻,开启测定器下端的活塞,将水缓缓放出,至油层上端到达刻度0线上面5mm处为止。放置1小时以上,再开启活塞使油层下降至其上端恰与刻度0线平齐,读取挥发油量,并计算供试品中挥发油的含量(%)。 

  参考文献: 

  中华人民共和国药典,国家药典委员会编,化学工业出版社,2005年版,一部p.12。 

二氧化碳含量多少对人体的影响

  二氧化碳在室外是全球暖化的元凶之一,在室内对人体健康影响及行车安全顾虑更是不容忽视的主因之一。生活当中二氧化碳是人类无时无刻 在制造却经常被忽略的气体,最近二~三十年大众生活型态的改变,尤其现代人害怕噪音再加上户外空气质量不佳,人们为求隔绝噪音并享受居住空间或办公室空间 空调系统带来的舒适便利,长时间将室内窗户密闭以致于室内二氧化碳浓度含量远高于室外平均值,更有医学报导在冷气房内睡觉连续八小时,由于空气有适足对流 有助尘螨滋生,早上会出现鼻塞、皮肤红痒等「病态建筑物症候群」(Sick Building Syndrome)的症状。 

  二氧化碳浓度含量会影响人类的生活作息,整理出二氧化碳浓度含量与人体生理反应如下: 

  ·350~450ppm:同一般室外环境 

  ·350~1000ppm:空气清新,呼吸顺畅 

  ·1000~2000ppm:感觉空气浑浊,并开始觉得昏昏欲睡 

  ·2000~5000ppm:感觉头痛、嗜睡、呆滞、注意力无法集中、心跳加速、轻度恶心 

  ·大于5000ppm:可能导致严重缺氧,造成永久性脑损伤、昏迷、甚至死亡 

CO2超临界萃取技术

前言

  [2] 现国内外正在致力于发展一种新型二氧化碳利用技术──CO2超临界萃取技术。运用该技术可生产高附加值的产品,可提取过去用化学方法无法提取的物质,且廉价、无毒、安全、高效。它适用于化工、医药、食品等工业。 

  正文 

  二氧化碳在温度高于临界温度(Tc)31℃、压力高于临界压力(Pc)3MPa的状态下,性质会发生变化,其密度近于液体,粘度近于气体,扩散系数为液体的100倍,因而具有惊人的溶解能力,用它可溶解多种物质,然后提取其中的有效成分,具有广泛应用。 

  传统提取有效成份的方法如水蒸汽蒸馏法、减压蒸馏法、溶剂萃取法等,但工艺复杂、纯度不高,而且易残留有害物质。而二氧化碳超临界萃取廉价、无毒、安全、高效,可以生产极高附加值的产品。用超临界CO2萃取法可以从许多种植物中提取其有效成分,而这些成分过去用化学方法是提取不出来的。除了用在化工、化工等工业外,还可用在烟草、香料、食品等方面。如食品中,可以用来去除咖啡、茶叶中的咖啡因,可提取大蒜素、胚芽油、沙棘油、植物油以及医药用的鸦片、阿托品、人参素、虾青素(英文称astaxanthin,简称ASTA)及银杏叶、紫杉中的有价值成分。以下举例简单介绍一下该技术的应用。 

(一)用于提取辣椒中的红色素

  用超临界方法萃取的红色素没有一丝辣味,副产品主要是辣味素,只要加入90%的熟植物油即可制成辣椒油。一年能收回投资。1991年以来,在日本每年需要辣椒红色素30吨,每公斤价3万日元,年销售额9亿日元。我国化学方法生产的辣椒红色素每年60吨,但色价太低又有辣味,出口困难。我国色素应用也呈直线上升趋势,因此生产色素有极光明的前景。除辣椒色素外,设备还可使用于红花色素、虾青素等。 

(二)用于提取茶叶中的茶多酚

  安徽、云南、四川、湖北等省盛产茶叶,可以将质次的碎茶叶未或次茶生产茶多酚及咖啡因。茶多酚是极优良的抗氧化剂,广泛用于食品和化妆品等方面,已发现茶多酚有抗龋杀菌作用,在医学方面茶多酚可以有降胆固醇、降血压、降血脂、延缓衰老作用,因此是一种优良的天然食品添加剂。用化学方法提取的茶多酚比不上用CO2超临界萃取法生产的茶多酚纯净,因此在大量种植茶叶的地区上此项目,一定有较大的经济效益。此外咖啡因也是常用的药品,这将使过去认为无用的次品,转变成高附加值的产品。100吨茶叶末可以提取5吨茶多酚,产值近千万元。 

(三)用于提取银杏黄酮、内酯

  用超临界萃取设备杏从银可粗提物中精提银杏黄酮、内酯。银杏叶粗提物成本年需2000万元,超临界萃取设备工艺投资300万元,产值就可达到2900万元。一年内可收回投资并有600万元收益,第二年可获毛利900万元。 

(四)用于提取桂花精和米糖油

  如用超临界萃取技术提取桂花精油,每千克油在国际市场上售价可达3000美元。一瓶25mL装的香水只需桂花精油5~6滴,可卖几十法朗,经济效益十分可观。 

  由超临界流体浸制的米糠油是一种相当纯的天然高品质油。米糠油中所含的甾醇(高达0.75%)可化学合成甾醇激素,其产品包括:雄性荷尔蒙、雌性荷尔蒙、避孕药、利尿剂、抗癌剂。这些产品在医药工业中占有重要的地位和极高的经济价值。甾族药物的生产,在世界范围内是一个40亿美元的产业,而米糠油是合成甾醇药的最佳原料。 

  国外在生产香精和啤酒花方面已采用了CO2超临界萃取技术。我国有丰富的自然资源,超临界萃取技术有极大的推广价值。有些交通不发达的山区,特产资源十分丰富,尤其盛产中草药材。处理这些药材,要用相当大的装置,且运输不便,如能在这些山区建立CO2超临界萃取设备,可用以提取中药中最为有用的精华部分,这不仅减少了大量的运输成本,而且极大地增加了中药的附加值,可开发生产出更多的医药新产品。 

(五)超临界CO_2流体提取虾青素的工艺研究

  【摘要】:用超临界CO2流体萃取技术从虾壳中提取虾青素,通过试验        


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