Технические требования по ГОСТ

Двуокись углерода
(углекислый газ, ангидрид угольной кислоты,
углекислота, диоксид углерода)

Двуокись углерода CO₂, оксид C (IV), высший окисел углерода – бесцветный газ со слегка кисловатым запахом и вкусом. Плотность 1,839 кг/м³ при нормальных условиях. Плотность по отношению к воздуху 1,42. Охлаждая двуокись углерода при обычном давлении, получают при –78,5 °C, минуя жидкое состояние, твердую снегообразную массу (так называемый «сухой лед»). Критическая температура 31 °C, критическое давление 75,2 кгс/см². Растворимость 0,88 объема газа в 1 объеме воды при 20 °C. В водном растворе в присутствии щелочей образует соли угольной кислоты. Жидкая двуокись углерода – бесцветная жидкость без запаха, существует при комнатной температуре лишь при давлении больше 58,5 кгс/см². Плотность жидкой CO₂ 0,771 г/см² (20 °C), твёрдой 1,512 г/см³.

Растворяется в органических растворителях: ацетоне, бензоле, хлороформе, спиртах. Энергично соединяется с основаниями, давая карбонаты. CO₂ не горит и не поддерживает горения. Только очень активные металлы восстанавливают её при высоких температурах (например, магний – при 600 °C, кальций – при 700 °C). CO₂ взаимодействует с раскалённым углём: CO₂+C=2СО (реакция имеет большое значение в металлургии); с аммиаком при 160 – 200 °C и давлении 100–400 кгс/см²: CO₂+2NH₃=CO+ (NH₂)₂+H₂O; в присутствии окиси меди с водородом, образуя метан.

Двуокись углерода входит в состав воздуха: 0,03 объёмных %, общее содержание 2,3×10¹² т, в гидросфере, находящейся в равновесии с атмосферой, 1,4×10¹⁴ т. CO₂ образуется и поступает в атмосферу при горении топлив, гниении органических остатков, брожении, дыхании животных и человека. В результате индустриальных загрязнений содержание двуокиси углерода, в атмосфере промышленных городов намного превышает предельно допустимые нормы. Поэтому в ряде технически развитых стран осуществляются мероприятия по снижению содержания двуокиси углерода в атмосферном воздухе. Двуокись углерода необходима для развития растений, поглощающих её из атмосферы в процессе фотосинтеза.

1 кг жидкой углекислоты при расширении дает 462 л газа.

Получение и назначение. Получают двуокись углерода в промышленности главным образом при обжиге известняка (900–1300 °C) с одновременным получением извести; очистку осуществляют поглощением её растворами соды, поташа или этаноламина. Двуокись углерода получают также при окислении углеводородов и различных видов топлива. Двуокись углерода высокого давления и низкотемпературную получают из сбросных газов производств аммиака, спиртов, а также на базе специального сжигания топлива и других производств. Двуокись углерода выпускается жидкая низкотемпературная, жидкая высокого давления и газообразная. В лаборатории CO₂ обычно получают взаимодействием соляной кислоты с мрамором.

Применяется двуокись углерода в производстве газированных вод, пива и сахара. CO₂ идёт на изготовление «сухого льда», который служит для хранения и перевозки скоропортящихся пищевых продуктов, для создания защитной среды при сварке металлов, для закалки литой стали и получения плотных чугунных отливок, для сушки литейных форм. В химической промышленности CO₂ расходуется на получение соды, мочевины, оксикарбоновых кислот, применяется также как теплоноситель в графитовых реакторах. Двуокись углерода используется для тушения пожаров и при перевозке огнеопасных веществ.

Жидкая двуокись углерода применяется преимущественно для нужд сварочного производства.

Предельная концентрация CO₂ при продолжительном пребывании людей допускается 0,1 %, при периодическом пребывании – 0,0125 %; а при кратковременном – 0,2 % по объему. В воздухе рабочей зоны производственных помещений содержание углекислого газа не должно превышать 18000 мг/м³, что соответствует 0,5 % от объема воздуха.

Перевозка. Газообразную двуокись углерода и жидкую высокого давления поставляют по трубопроводам. Жидкую двуокись углерода высокого давления 60–80 кгс/см² поставляют в баллонах (ГОСТ 949-73) вместимостью до 50 л, в специальной таре по нормативно-технической документации для автотранспорта. Жидкую двуокись углерода в баллонах транспортируют всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки опасных грузов, действующими на данном виде транспорта