二氧化碳：特征，用途和危险 - 化学 - 2025

的二氧化碳是一种无色，无臭的温度和大气压力的气体。它是由碳原子（C）和两个氧原子（O）组成的分子。溶于水时形成碳酸（一种弱酸）。它相对无毒且防火。

它比空气重，因此移动时可能导致窒息。长时间暴露于热或火中，其容器可能剧烈破裂并射出弹丸。

它用于冷冻食品，控制化学反应和用作灭火剂。

• 公式：CO2
• CAS号：124-38-9
• 联合国：1013

2D结构

特点

物理和化学特性

分子量：	44.009克/摩尔
升华点：	-79°摄氏度
在水中的溶解度，毫升/ 100毫升，在20°C：	88
蒸气压，kPa在20°C：	5720
相对蒸气密度（空气= 1）：	1.5
辛醇/水分配系数为log Pow：	0.83

二氧化碳属于非化学反应性物质（例如，与氩气，氦气，k气，氖气，氮气，六氟化硫和氙气一起）。

可燃性

像其他化学非反应性物质一样，二氧化碳也不易燃（尽管在高温下会变得易燃）。

反应性

化学非反应性物质在典型的环境条件下被认为是非反应性的（尽管它们可以在相对极端的情况下或在催化下发生反应）。它们具有抗氧化和还原性（在极端条件下除外）。

当悬浮在二氧化碳中（尤其是在强氧化剂如过氧化物的情况下）时，镁，锂，钾，钠，锆，钛，某些镁和铝合金以及加热的铝，铬和镁的粉末易燃易爆。

加热残留物时，二氧化碳的存在会导致氢化铝在乙醚溶液中的剧烈分解。

目前正在评估在防火和灭火系统中使用二氧化碳对密闭空气和易燃气体的危害。

与使用相关的风险集中在以下事实上：会产生大量的静电放电，从而引发爆炸。

液态或固态二氧化碳与非常冷的水接触可能会导致产品剧烈沸腾或沸腾，并且由于涉及的温差较大，因此会非常迅速地蒸发。

如果水很热，则有可能由于“过热”而发生液体爆炸。如果液态气体与密闭容器中的水接触，压力可能会达到危险水平。与水以无害反应形成弱碳酸。

毒性

化学上无反应的物质被认为是无毒的（尽管该组中的气态物质可以起到窒息作用）。

长时间吸入等于或小于二氧化碳的5％的浓度会导致呼吸频率增加，头痛和细微的生理变化。

但是，暴露于较高浓度会导致意识丧失和死亡。

液体或冷气体会像灼伤一样对皮肤或眼睛造成冻伤。固体会引起冷的接触灼伤。

应用领域

用途为二氧化碳气体。在生产时，所有回收的二氧化碳中有很大一部分（约50％）用于生产其他商业上重要的化学品，主要是尿素和甲醇。

靠近气源的二氧化碳的另一个重要用途是提高了石油的采收率。

由于二氧化碳气体的运输在经济上不可行，世界各地产生的其余二氧化碳会转化为液态或固态形式，以供在其他地方使用或排放到大气中。

固体二氧化碳的用途

干冰原本是两种非气态二氧化碳中最重要的一种。

它的使用最早在1920年代中期在美国流行，作为一种用于食品保存的制冷剂，在1930年代，它成为冰淇淋行业发展的主要因素。

第二次世界大战后，压缩机设计的变化和特殊低温钢的可用性使得大规模液化二氧化碳成为可能。因此，液态二氧化碳在许多应用中开始代替干冰。

液态二氧化碳的用途

液态二氧化碳的用途很多。在某些情况下，它的化学成分很重要，而在另一些情况下，则没有关系。

其中包括：作为惰性介质，用于促进植物生长；作为核电站中的传热介质，作为制冷剂，其使用基于二氧化碳的溶解度，化学用途和其他用途。

用作惰性介质

当空气的存在会引起不良影响时，可使用二氧化碳代替大气。

在食品的处理和运输中，可以通过使用二氧化碳避免其氧化（导致口感下降或细菌滋生）。

用于促进植物生长

水果和蔬菜种植者采用了这种技术，他们将气体引入温室，使植物中的二氧化碳含量高于空气中通常存在的二氧化碳含量。植物的二氧化碳同化率增加，产量增加约15％。

在核电站中用作传热介质

二氧化碳在某些核反应堆中用作中间传热介质。它将裂变过程中的热量传递到热交换器中的蒸汽或沸水中。

用作制冷剂

液态二氧化碳被广泛用于冷冻食品以及随后的储存和运输。

根据二氧化碳的溶解度使用

二氧化碳在水中具有适度的溶解度，并且该性质用于生产泡腾的酒精和非酒精饮料。这是二氧化碳的第一个主要应用。气雾剂行业中二氧化碳的使用正在不断增加。

化学用途

在铸造模具和型芯的生产中，使用了二氧化碳和二氧化硅之间的化学反应，该化学反应用于连接沙粒。

水杨酸钠是阿司匹林生产中的中间体之一，是通过使二氧化碳与酚钠反应制得的。

使用二氧化碳进行软化水的碳酸化处理，以去除不溶性石灰化合物的沉淀。

二氧化碳也用于生产碱性碳酸铅，碳酸钠，碳酸钾和碳酸铵以及碳酸氢盐。

它在纺织工业的丝光处理操作中用作中和剂，因为它比硫酸更方便使用。

其他用途

液态二氧化碳用于煤炭开采过程中，可用于分离某些香气和香料，屠宰前的动物麻醉，动物的低温烙印，用于戏剧生产的雾气，这种用途的例子有冷冻良性肿瘤和疣，激光，润滑油添加剂的生产，烟草加工和埋葬前卫生。

临床效果

窒息暴露主要发生在工业环境中，偶而发生在自然或工业灾难中。

简单的窒息物包括但不限于二氧化碳（CO2），氦气（He）和气态碳氢化合物（甲烷（CH4），乙烷（C2H6），丙烷（C​​3H8）和丁烷（C4H10））。

它们通过从大气中置换氧气来起作用，从而导致肺泡氧气的分压降低，进而导致低氧血症。

低氧血症产生最初的欣快感，可能会损害患者逃脱毒性环境的能力。

中枢神经系统功能障碍和无氧代谢表明有严重毒性。

轻度至中度中毒

氧饱和度可以低于90％，即使在无症状或轻度症状患者中也是如此。它发生于夜视力下降，头痛，恶心，呼吸和脉搏代偿性增加。

严重中毒

氧饱和度可以为80％以下。警觉性，嗜睡，头晕，疲劳，欣快，记忆力减退，视力下降，发osis，意识丧失，心律不齐，心肌缺血，肺水肿，癫痫发作和死亡降低。

安全与风险

全球化学品统一分类和标签制度（GHS）的危险说明。

全球化学品统一分类和标签制度（GHS）是联合国创建的一项国际商定系统，旨在通过使用全球一致的标准来取代不同国家使用的各种分类和标签标准（国家联合国，2015年）。

危害类别（及其相应的GHS章节），分类和标签标准以及有关二氧化碳的建议如下（欧洲化学品管理局，2017；联合国，2015； PubChem，2017）：

（联合国，2015年，第345页）。

（联合国，2015年，第346页）。

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