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Kohlenstoffdioxid
Kohlenstoffdioxid bildet sich bei der Reaktion von zwei Elementen: Kohlenstoff und Sauerstoff heraus. Es entsteht bei der Verbrennung von Kohle oder Kohlenwasserstoffverbindungen, Fermentation der Flüssigkeiten sowie als Atmungsprodukt von Menschen und Tieren. In geringen Mengen ist es auch in der Atmosphäre enthalten, woher es Pflanzen in sich aufnehmen, die ihrerseits Sauerstoff erzeugen. Kohlenstoffdioxid ist farblos und schwerer als Luft. Es ist zur Unterstützung des Lebens nicht tauglich. Kohlenstoffdioxid gefriert bei einer Temperatur von −78,5 °C, wobei sich Kohlenstoffdioxid-Schnee bildet. In einer wässriger Lösung bildet es Kohlensäure, die aber nicht genug stabil ist und lässt sich nicht leicht isolieren.
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Hauptanwendungen
| Kohlendioxid |
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| Andere Namen | Kohlenstoffdioxid, Kohlendioxid, Trockeneis (fest) |
| Summenformel | CO2 |
| Molare Masse | 44,0095(14) g/mol |
| In fester Form | Trockeneis |
| Beschreibung | farbloses Gas |
| CAS-Nummer | [124-38-9] |
| Eigenschaften |
| Dichte und Phasenzustand | 1,9769 kg/m3, unter Normalbedingungen;
771 kg/m3, flüsig;
1512 kg/m3, fest |
| Löslichkeit | 1,45 kg/m3 |
| spezifische Wärme | 0,846 kJ/(kg*С) bei 27 °C |
| spezifische Schmelzwärme | 25,13 kJ/mol |
| Schmelzpunkt | −57 °C (216 K), unter Druck |
| Siedepunkt | −78 °C (195 K), sublimiert |
| Dissoziationskonstante der Säure (pKa) | 6,35 und 10,33 |
| Viskosität | 0,07 P bei −78 °C |
| Struktur |
| Molekülform | linear |
| Kristallgitte | molekular |
| Dipolmoment | Null |
| Sicherheitshinweise |
| MSDS | External MSDS |
| Hauptgefahr | erstickend, reizend |
| NFPA 704 | |
| R-phrases | R: As, Fb
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| S-phrases | S9, S23, S36 (ж) |
| RTECS number | FF6400000 |
| Seite für zusätzliche Angaben |
| Struktur und Eigenschaften | n, εr, usw. |
| Spektrum | UV, IR, NMR, Massenspektrometrie |
| verwandte Verbindungen |
| Oxide | CO
C3O2
C2O
CO3 |
Falls anderes nicht angegeben, gelten die Daten für Substanze
unter Normalbedingungen (25 °C, 100 kPa)
Infobox disclaimer and references |
Chemischer Bereich
Kohlenstoffdioxid kommt bei der Herstellung von synthetischen chemischen Stoffen und Regulierung von Reaktortemperaturen zur Anwendung.
CO2 dient ebenso zur Neutralisation alkalischer Abwässer. Unter überkritischen Bedingungen wird Kohlendioxid zur Reinigung oder Trocknung von Polymären, animalischen bzw. Pflanzenfasern eingesetzt.
Pharmazie
Kohlenstoffdioxid wird zur Bildung der Inertgasatmosphäre, zur Synthese von chemischen Stoffen, superkritischen Flüssigkeitsextraktion (SFE), Ansäuerung (pH) von Abwässern, beim Tieftemperaturtransport (−78 °C oder −108 °F) von Produkten verwendet.
Lebensmittelbereich
Die wichtigsten Einsatzbereiche von CO2 im Lebensmittelbereich:
- Karbonisierung von Getränken, einschließlich alkoholfreier Getränke, Mineralwasser und Bier.
- Verpacken von Lebensmitteln: reaktionsträge und mikrobentötende Eigenschaften des Gases kommen in Stickstoffgemischen (Verpacken in modifizierter Atmosphäre) zur Erhöhung der Haltbarkeit von vielen Lebensmitteln (§ ALIGAL™) erfolgreich zur Anwendung.
- Kühl- bzw. Gefriervorgänge (als kryogene Flüssigkeit) und Temperaturkontrolle bei der Lebensmittelverteilung (als Trockeneis).
- Extraktion von Koffein aus dem Kaffee unter Einsatz des überkritischen Kohlendioxids.
Medizin
Bei der Durchführung von Operationen mit künstlichen Organen dient Kohlenstoffdioxid zur Erzeugung von Luftverhältnissen, die den physiologischen Verhältnissen nah sind.
Als eine der Komponenten eines Sauerstoff- bzw. Luftgemisches stimuliert Kohlenstoffdioxid Tiefatmung. Des Weiteren dient er zur chirurgischen Erweiterung bei intraabdominalen Insufflationen.
Metallurgischer Bereich
Umweltschutz ist die meistgenannte Anwendung von Kohlenstoffdioxid in der Metallurgie:
- CO2 wird zur Abscheidung des braunen Rauchs während der Schrott-Beschickung und Injektion von Kohlenstoff, zur Minderung des Volumens der Stickstoffadsorption beim Öffnen von Lichtbogenöfen sowie zur Bodenrührung verwendet.
- Die Branche der Buntmetallverarbeitung verwendet Kohlenstoffdioxid zur Abscheidung von Rauch während des Pfannentransports von Stein (Cu/Ni-Herstellung) oder Blöckchen (Zn/Pb-Herstellung).
- Eine kleine Menge von flüssigem Kohlenstoffdioxid kann beim Wasserrücklauf während der Ableitung von säurehaltigen Grubenwässern eingesetzt werden.
- CO2-Laser sind als Verbraucher von einigen speziellen Kohlendioxid-Marken (§ LASAL™) bekannt.
Laboruntersuchungen und Analyse
Kohlenstoffdioxid im überkritischen Zustand stellt eine mobile Phase dar, die sowohl in der chromatographischen Analyse, als auch in den Extraktionsvorgängen eingesetzt wird.
Zellstoff-Papier-lndustrie
Nach der Holzschliff-bzw. Zellstoffbleiche ermöglicht Kohlendioxid, den pH-Wert des verarbeiteten Rohstoffs präzise zu regeln.
CO2 kann bei der Neutralisation von Tallöl und zwecks Produktivitätserhöhung der Papiermaschinen eingesetzt werden.
Elektronik
Kohlendioxid kommt üblicherweise zur Abwasserbehandlung in Anwendung, und als ein Kühler wird es bei der Prüfung des Umwelteinflusses auf Elektronengeräte eingesetzt.
Überdies erlaubt Kohlendioxid, die Leitfähigkeit des Reinstwassers zu erhöhen, und als CO2 -Schnee wird es für abrasive Reinigung von elektronischen Teilen bzw. Entfernung der Ablagerungen von Kristallscheiben genutzt.
Zusätzlich kann Kohlendioxid als umweltgerechte überkritische Flüssigkeit zur Resistablösung von Kristallscheiben ohne Verwendung der organischen Lösungsmittel eingesetzt werden.
Umweltschutz
Durch den Zusatz von Kohlendioxid wird die Aufrechterhaltung eines erforderlichen рН-Wertes in Flüssigkeitsabflüssen ermöglicht. Als pH-Regler ist es eine gute Alternative für Schwefelsäure. |
