同样,在可燃物质的生产过程中,可以用二氧化碳使操作空间惰性化。二氧化碳被广泛地用作中和剂以控制过程的pH值!在很多其它应用领域,也要用到二氧化碳,如气溶胶喷装,不能使用一般动力装置的气动操作,压喷包装,危险液体的气动传送,保护电弧焊,水泥养护等!制作材料干燥的二氧化碳相对说来是惰性气体,因而任何普通的或商用金属材料均可以使用!但是,对管道系统和容器,设计为具有一定工作压力时,应符合美国机械工程师协会(ASME)的压力管道系统规范。
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二氧化碳是一种不燃烧、无色、无气味的弱酸性气体!其升华点温度为-745℃!在大气压力和15℃时,一体积二氧化碳能溶解在大约一体积的水中!二氧化碳用途很多,其中一些用途如下所述。液体二氧化碳在机械制冷系统中被用作制冷剂!同样,利用液体二氧化碳的膨胀还可为特种应用领域提供快速制冷.然而,利用二氧化碳制冷的应用主流是:将干冰作为制冷剂!干冰重要的用途是用于食品冷藏.大量的二氧化碳被用来制作碳酸饮料!二氧化碳作为惰性物质,可用于灭火,充装到罐装食品中可防止食品氧化。
1757年,J!Black一个应用定量的方法研究这种气体!1773年,拉瓦锡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25~29%,氧71~75%!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!
CO₂分子有16个价电子,基态为线性分子,属D∞h点群。CO₂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118pm)之间,说明它已具有一定程度的叁键特性。因此,有人认为在CO₂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!Helmont1577~1644)在检测木炭燃烧和发酵过程的副产气时,发现二氧化碳!
液体二氧化碳用作致冷剂,飞机和电子部件的低温试验,提高油井采收率,橡胶磨光以及控制化学反应,也可用作灭火剂.超临界状态的二氧化碳可以用作溶解非极性、非离子型和低分子量化合物的溶剂,所以在均相反应中有广泛应用!二氧化碳适宜储存于阴凉、通风的不燃气体专用库房,适合以液态或固态形式装运!储存、运输二氧化碳时需要注意以下几点:①远离火种、热源,库温不宜超过30℃;②与易(可)燃物分开存放,切忌混储;③储区应备有泄漏应急处理设备!
高纯二氧化碳主要用于电子工业,医学研究及临床诊断、二氧化碳激光器、检测仪器的校正气及配制其它特种混合气,在聚乙烯聚合反应中则用作调节剂.固态二氧化碳广泛用于冷藏奶制品、肉类、冷冻食品和其它转运中易腐的食品,在许多工业加工中作为冷冻剂,例如粉碎热敏材料、橡胶磨光、金属冷处理、机械零件的收缩装配、真空冷阱等。气态二氧化碳用于碳化软饮料、水处理工艺的pH控制、化学加工、食品保存、化学和食品加工过程的惰性保护、焊接气体、植物生长刺激剂,在铸造中用于硬化模和芯子及用于气动器件,还应用于杀菌气的稀释剂(即用氧化乙烯和二氧化碳的混台气作为杀菌、杀虫剂、熏蒸剂,广泛应用于医疗器具、包装材料、衣类、毛皮、被褥等的杀菌、骨粉消毒、仓库、工厂、文物、书籍的熏蒸)。
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