گاز کربنیک یا گاز دی اکسید کربن CO2 چیست؟

مولکول کربن دی اکسید

گاز کربنیک یا همان گاز دی اکسید کربن (CO₂) در دما و فشار اتاق، بی رنگ و غیر قابل اشتعال است. این مولکول از یک اتم کربن و دو اتم اکسیژن به همراه دو پیوند دوگانه تشکیل شده است. اگرچه مقدار آن در هواکره بسیار کمتر از گاز نیتروژن و اکسیژن است؛ اما در هر صورت، یکی از اجزای مهم جو زمین است. CO₂ چهارمین جزء فراوان در هوای خشک بوده که امروزه غلظت آن در جو به بیش از 400 ppm (قسمت در میلیون) می‌رسد.

قبل از گسترش فعالیت‌های صنعتی، این مقدار چیزی در حدود 270 ppm بود. به بیانی دیگر، سطح کربن دی اکسید موجود در اتمسفر زمین از زمان شروع انقلاب صنعتی تا اکنون، حدود 40 درصد افزایش یافته است. این رویداد در نهایت منجر به افزایش دمای زمین می‌شود که در ادامه در مورد آن بیشتر صحبت خواهیم کرد.

کربن دی اکسید یک گاز گلخانه‌ای به شمار می‌رود که به جذب و انتشار گرما در جو زمین کمک می‌کند. بدون این گاز، دمای سیاره زمین بسیار کاهش پیدا می‌کند. در مقابل، همانطور که اشاره کردیم، افزایش بیش از اندازه غلظت CO₂ در اتمسفر، باعث افزایش میانگین دمای جهانی شده و آب و هوای زمین را مختل می‌کند. در ادامه این مقاله به بررسی جزئیات بیشتری از این گاز خواهیم پرداخت.

مشخصات کلی گاز کربنیک چیست؟

• فرمول مولکولی: CO₂
• مایع
• بی رنگ
• غیر قابل اشتعال
• دارای طعم خفیف
• در غلظت های بالا خفه کننده (اختناق آور)
• بدون بو در غلظت های معمولی
• دارای بوی تند و اسیدی در غلظت های بالا
• تراکم بیشتر از هوا
• نسبتا ارزان قیمت
• جرم مولی: 44.0095 gr/mol
• چگالی سنگین تر از هوا
• چگالی در حالت گاز: 1.98 kg/m³ (در دمای 8 ˚C)
• چگالی در حالت جامد: 1600 kg/m³
• میزان حلالیت در آب: 1.45 kg/m³
• گرمای نهان: 25.13 kj/mol
• دمای ذوب: -57 ˚C (-70 ˚F)
• دمای جوش: -78 ˚C (-108.4 ˚F)

منشأ تولید دی اکسید کربن چیست؟

گاز دی اکسید کربن موجود در اتمسفر، از منابع طبیعی و غیر طبیعی متعددی تولید می‌شود که برخی از آن‌ها عبارت است از:

• حمل و نقل: بخش حمل و نقل بیشترین سهم را در انتشار دی اکسید کربن به خود اختصاص داده است. این گاز به طور عمده از سوختن سوخت‌های فسیلی که به منظور تولید سوخت برای اتومبیل‌ها، کامیون‌ها، کشتی‌ها، قطارها و هواپیماها مصرف می‌شوند، تولید می‌شود. بیش از 90 درصد سوخت مورد استفاده برای حمل و نقل بر پایه نفت است که بخش اعظم آن شامل بنزین و گازوئیل می‌شود.
• تولید برق: تولید برق دومین سهم را در انتشار این گاز دارد. به طور تقریبی، 62% برق مورد نیاز ما از سوزاندن سوخت‌های فسیلی و به طور عمده زغال سنگ و گاز طبیعی تامین می‌شود.
• صنعت: به طور کلی CO₂ در صنعت از سوزاندن سوخت‌های فسیلی برای تولید انرژی و همچنین در طی یک سری واکنش‌های شیمیایی برای تولید کالاها از مواد خام تولید می‌شود.
• کشاورزی و دامداری: قسمتی از گاز کربن دی اکسید تولید شده، حاصل کشاورزی و تولید برنج و نگهداری از دام‌هایی مانند گاو است.

کاربردهای گاز دی اکسید کربن چیست؟

• برای تولید نوشابه‌های گازدار و سودا استفاده می‌شود.
• اغلب به عنوان یک گاز تحت فشار ارزان و غیر قابل اشتعال در صنایع مختلف به کار می‌رود.
• جلیقه نجات نیز اغلب حاوی قوطی‌های حاوی دی اکسید کربن تحت فشار است تا بتوان به وسیله این گاز، جلیقه‌ها را به سرعت باد کرد.
• از تبخیر سریع دی اکسید کربن مایع، برای انفجار در معادن زغال سنگ استفاده می‌شود.
• می‌تواند با حذف اکسیژن محیط، آتش را خاموش کند. برخی از کپسول‌های آتش نشانی، به ویژه آن‌هایی که برای مهار آتش سوزی‌های الکتریکی طراحی شده‌اند، حاوی دی اکسید کربن مایع تحت فشار هستند.
• به عنوان گاز محافظ برای جوشکاری استفاده می‌شود؛ به این دلیل که نسبت به گازهای نجیب مانند گاز آرگون یا گاز هلیوم بسیار ارزان‌تر است.
• دی اکسید کربن مایع یک حلال خوب برای بسیاری از ترکیبات آلی است.
• برای حذف کافئین قهوه استفاده می‌شود.
• گیاهان برای انجام فتوسنتز به این گاز نیاز دارند و گاهی اوقات گلخانه‌ها جو خود را با CO₂ اضافی برای تقویت رشد گیاه غنی می‌کنند.
• دی اکسید کربن حاصل از تولید برق به منظور رشد جلبک‌ها به حوضچه‌ها منتقل شده و سپس این جلبک‌ها به سوخت بیودیزل تبدیل می‌شوند.
• در صورت بالا بودن سطح آن در جو، در از بین بردن آفات بسیار موثر است؛ به همین دلیل گلخانه‌ها سطح CO₂ را به مدت چند ساعت افزایش می‌دهند تا آفاتی مانند مگس سفید، کنه‌های عنکبوتی و غیره را از بین ببرند.
• در پزشکی، با استفاده از کپسول گاز دی اکسید کربن به منظور تحریک تنفس و تثبیت تعادل نسبت CO₂ و O₂ در خون، تا 5٪ به اکسیژن خالص اضافه می‌کنند.

کپسول آتش نشانی

کپسول‌های آتش نشانی اغلب پر از دی اکسید کربن مایع تحت فشار و یا مخلوط گازی اطفا حریق هستند. زمانی که از این کپسول‌ها استفاده می‌شود، CO₂ موجود در آن در هوا منبسط شده و به گاز تبدیل می‌شود. هنگام استفاده از این نوع کپسول آتش نشانی در فضای بسته، بسیار مراقب باشید؛ زیرا گاز دی اکسید کربن موجود در کپسول، اکسیژن موجود در هوا را جابجا کرده و می‌تواند باعث گسترش آتش شود. همچنین به محض مهار آتش در فضاهای بسته، باید به خوبی به تهویه آن مکان پرداخت. در هنگام تهیه کپسول آتش نشانی و نگهداری از آن، توجه کنید که سیلندر گاز آن سالم باشد تا گاز داخل کپسول محفوظ بماند.

تاثیر افزایش دی اکسید کربن بر دمای کره زمین

همانطور که می‌دانید، این گاز گلخانه‌ای باعث جذب و انتشار گرما می‌شود. سطح زمین و اقیانوس‌ها که توسط نور خورشید گرم می‌شوند، به طور مداوم گرما را به صورت انرژی مادون قرمز از خود ساطع می‌کنند.

برخلاف اکسیژن و نیتروژن، گازهای گلخانه‌ای این گرما را جذب کرده و به مرور زمان آن را آزاد می‌کنند. در صورت عدم وجود این گازها، میانگین دمای زمین بسیار کاهش پیدا خواهد کرد و به زیر صفر درجه سانتی‌گراد خواهد رسید؛ اما با افزایش گازهای گلخانه‌ای، گرما ساطع شده به دام افتاده و در نتیجه آن، میانگین دمای زمین افزایش پیدا می‌کند. به طور کلی، وجود دی اکسید کربن در اتمسفر، علت حدود دو سوم گرمایی است که باعث افزایش دمای زمین می‌شود.

خطرات و مضرات دی اکسید کربن چیست؟

گاز دی اکسید کربن سمی نیست و در حالت عادی خطری برای سلامتی ندارد؛ اما با افزایش سطح این گاز در یک فضای سربسته، جایگزین اکسیژن مورد نیاز بدن شما می‌شود. وقتی که بدن شما و سلول‌ها نتوانند اکسیژن کافی دریافت کنند، به درستی عمل نکرده و عملکردهای حیاتی بدن مختل می‌شود.

از آنجایی که دی اکسید کربن یک گاز خفه کننده است، بیشترین تاثیر را روی مغز می‌گذارد. از علائم این وضعیت می‌توان به کاهش تمرکز و ایجاد ناراحتی ناشی از تنگی نفس اشاره کرد. به طور کلی، افزایش سطح آن در هوای اطراف، به بدن شما اجازه عملکرد بهینه و عادی را نمی‌دهد.

در موارد شدیدتر و غلظت بالاتر دی اکسید کربن، کاهش قابل توجهی در عملکرد شناختی (کارها و فعالیت‌هایی که نیاز به تفکر در سطح بالاتری دارند) وجود دارد. در این وضعیت، احساس خستگی بیشتر شده و سردرد شدیدتری احساس می‌شود. احتمال وقوع این شرایط کمتر از حالت قبل است.

اگر باز هم سطح گاز کربن دی اکسید موجود در هوا بالاتر برود، می‌تواند باعث از دست رفتن هوشیاری شده و حتی با ادامه دار شدن آن برای طولانی مدت، احتمال مرگ فرد نیز وجود دارد. با این حال، شما فقط در شرایط استثنایی با این شرایط مواجه خواهید شد؛ مانند حضور طولانی مدت در یک معدن زغال سنگ متروکه.

اگر در شرایطی احساس کردید که این علائم را دارید، می‌توانید با باز کردن پنجره‌ها هوای تازه را وارد اتاق کنید یا به مدت چند دقیقه به فضای باز رفته و هوای تازه تنفس کنید.

مسمومیت با دی اکسید کربن

این گاز مهم زیستی توسط بدن و در نتیجه متابولیسم سلول‌ها به وجود می‌آید. در غلظت‌های بالاتر از حد معمول، منجر به افزایش تعداد دفعات تنفس، آریتمی قلبی و اختلال در هوشیاری می‌شود. غلظت بیش از 10% این گاز در هوای اطراف، ممکن است باعث تشنج، کما و حتی مرگ فرد شود.

دی اکسید کربن جامد نیز ممکن است در اثر تماس مستقیم با بدن، باعث سوختگی شود. همچنین اگر دمای آن به سرعت افزایش پیدا کند، مقادیر زیادی از این گاز تولید می‌شود که می‌تواند بسیار خطرناک باشد؛ به خصوص در مناطق سربسته و کوچک.

در صورت بروز مسمومیت با کربن دی اکسید، باید فورا مصدوم را از محیطی که از این گاز اشباع شده است خارج کنید. سپس با استفاده از ماسک و کپسول گاز اکسیژن به او اکسیژن بدهید.

در صورت بروز سوختگی بر اثر تماس با یخ خشک، با این وضعیت همانند سوختگی‌های کرایوژنیک برخورد می‌شود. موارد شدیدتر و حادتر سوختگی، ممکن است نیاز به انجام جراحی باشد.

خرید دی اکسید کربن با بهترین کیفیت و قیمت

برای خرید کلیه گازهای خالص آزمایشگاهی، گازهای صنعتی و… بهتر است با شرکت‌ها و مجموعه‌هایی همکاری کنید که از تجربه و دانش کافی در این زمینه برخوردار هستند. شرکت پارس هوای البرز از جمله شرکت‌های فعال با چندین سال سابقه در زمینه تولید و تامین انواع گازها است که انواع محصولات گازی و ملزومانت مورد نیاز برای استفاده و نگهداری از آن‌ها مانند شیر سیلندر، رگلاتور و… را همراه با تضمین بهترین کیفیت به مشترین خود ارائه می‌دهد.

برای آگاهی از نحوه ثبت سفارش و استعلام قیمت محصولات، می‌توانید با ما تماس بگیرید. کارشناسان ما در پارس هوای البرز آماده ارائه مشاوره و پاسخگویی به سوالات شما هستند.