คาร์บอนไดออกไซด์

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
(เปลี่ยนทางจาก น้ำแข็งแห้ง)
คาร์บอนไดออกไซด์
Carbon-dioxide-2D-dimensions.svg
Carbon-dioxide-3D-vdW.svg
ชื่อตาม IUPAC Carbon dioxide
ชื่ออื่น Carbonic acid gas; carbonic anhydride; dry ice (solid)
ตัวระบุ
เลขทะเบียน CAS [124-38-9]
PubChem 280
EC number 204-696-9
UN number 1013
Solid (dry ice) : 1845
Mixtures with Ethylene oxide: 1952,3300
RTECS number FF6400000
SMILES
InChI
ChemSpider ID 274
คุณสมบัติ
สูตรเคมี CO_2
มวลต่อหนึ่งโมล 44.0095 (14) g/mol
ลักษณะทางกายภาพ colorless gas
ความหนาแน่น 1,562 g/L (solid at 1 atm and -78.5 °C)
770 g/L (liquid at 56 atm and 20 °C)
1.977 g/L (gas at 1 atm and 0 °C)
849.6 g/L (supercritical fluid at 150 atm and 30 °C
จุดหลอมเหลว

−78.5 °C (194.7 K) −109.3 °F (sublimes)

จุดเดือด

−56.6 °C (216.6 K) −69.9 °F (at 5.185 bar)

ความสามารถละลายได้ ใน น้ำ 1.45 g/L at 25 °C, 100kPa
pKa 6.35 and 10.33
ความหนืด 0.07 cP at −78 °C
Dipole moment zero
โครงสร้าง
รูปร่างโมเลกุล linear
สารอื่นที่เกี่ยวข้อง
oxidesที่เกี่ยวข้อง carbon monoxide; carbon suboxide; dicarbon monoxide; carbon trioxide
หากมิได้ระบุเป็นอื่น ข้อมูลข้างต้นนี้คือข้อมูลสาร ณ ภาวะมาตรฐานที่ 25 °C, 100 kPa
แหล่งอ้างอิงของกล่องข้อมูล

คาร์บอนไดออกไซด์ (อังกฤษ: carbon dioxide) เป็นก๊าซในบรรยากาศ ซึ่งประกอบด้วยคาร์บอน 1 อะตอม และ ออกซิเจน 2 อะตอม ต่อหนึ่งโมเลกุล. คาร์บอนไดออกไซด์เป็นหนึ่งในสารประกอบเคมีที่เป็นที่รู้จักมากที่สุด และมักเรียกด้วยสูตรเคมี CO2 เมื่ออยู่ในสถานะของแข็ง มักจะเรียกว่า น้ำแข็งแห้ง (dry ice)

เป็นก๊าซที่มีปริมาณมากเป็นอันดับ 4 ในอากาศ รองจากไนโตรเจน ออกซิเจนและ อาร์กอน

คาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้นได้หลายลักษณะ เช่น ภูเขาไฟระเบิด การหายใจของสิ่งมีชีวิต หรือการเผาไหม้ของสารประกอบอินทรีย์ ก๊าซนี้เป็นวัตถุดิบสำคัญในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช เพื่อใช้คาร์บอนและออกซิเจนในการสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรต จากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงนี้ พืชจะปล่อยก๊าซออกซิเจนออกมาสู่บรรยากาศ ทำให้สัตว์ได้ใช้ออกซิเจนนี้ในการหายใจ การใช้คาร์บอนไดออกไซด์ของพืชนี้เป็นการลดก๊าซเรือนกระจกลงได้ เนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซหนึ่งที่เป็นสาเหตุของปรากฏการณ์เรือนกระจก

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี[แก้]

คาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซที่ไม่มีสี ซึ่งหากหายใจเอาก๊าซนี้เข้าไปในปริมาณมากๆ จะรู้สึกเปรี้ยวที่ปาก เกิดการระคายเคืองที่จมูกและคอ เนื่องจากอาจเกิดการละลายของแก๊สนี้ในเมือกในอวัยวะ ก่อให้เกิดกรดคาร์บอนิกอย่างอ่อน

คาร์บอนไดออกไซด์มีความหนาแน่น 1.98 kg/m3 ซึ่งเป็นประมาณ 1.5 เท่าของอากาศ โมเลกุลประกอบด้วยพันธะคู่ 2 พันธะ (O=C=O) หรือ CO2 น้ำหนักโมเลกุล 44.01 [1]ไม่ติดไฟและไม่ทำปฏิกิริยา

คาร์บอนไดออกไซด์ในสถานะของแข็ง เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า คาร์บอนไดออกไซด์แข็ง หรือ solid carbon dioxide เตรียมได้จากการนำก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มาผ่านกระบวนการอัดและทำให้เย็นลงภายใต้ความดันสูงกลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์เหลว แล้วลดความดันลงอย่างรวดเร็วโดยการพ่นคาร์บอนไดออกไซด์เหลวสู่ความดันบรรยากาศ ผลที่ได้คือเกล็ดน้ำแข็งคล้ายเกล็ดหิมะแล้วจึงนำมาอัดเป็นรูป[2]

คาร์บอนไดออกไซด์จะกลายเป็นของแข็งที่มีสีขาวอุณหภูมิ -78 องศาเซลเซียส โดยไม่ผ่านการเป็นของเหลวก่อน หากต้องการทำให้คาร์บอนไดออกไซด์เป็นของเหลว ต้องใช้ความดันไม่น้อยกว่า 5.1 บรรยากาศ


คาร์บอนไดออกไซด์สามารถละลายน้ำได้ 1 เปอร์เซนต์ของสารละลายนั้นจะกลายเป็นกรดคาร์บอนิกซึ่งจะเปลี่ยนรูปเป็นไบคาร์บอเนตและคาร์บอเนตในภายหลัง

การทดสอบก๊าซคาร์บอนได้ออกไซด์ สามารถทำได้ 2 วิธี คือ

  • 1. นำธูปที่ติดไฟอยู่เข้าไปในหลอดทดลองที่มีคาร์บอนไดออกไซด์อยู่ ไฟจะดับ เพราะคาร์บอนไดออกไซด์ไม่ได้ช่วยในการติดไฟของสาร จึงนำมาใช้เป็นก๊าซดับเพลิงได้
  • 2. ผ่านก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไปในน้ำปูนใส (แคลเซียมไฮดรอกไซด์) น้ำปูนใสจะขุ่น เนื่องจากเกิดแคลเซียมคาบอเนตเกิดขึ้น

ประโยชน์ของน้ำแข็งแห้ง[แก้]

ด้านอุตสาหกรรม

  • การบดเย็น (Cold Grinding) น้ำแข็งแห้งช่วยบดวัสดุสังเคราะห์ที่แตกยาก เช่น Plexiglas, PVC , Resin , Epoxy , ABS , Polypropylene , Vinyl และอื่นๆ ด้วยการทำให้เย็นจัดบดแตกได้ง่าย
  • การลดอุณหภูมิ (Low Temperature Refrigerant) ในอุตสาหกรรมเคมีและอิเล็กทรอนิกส์ น้ำแข็งแห้งเป็นตัวทำความเย็นต่ำที่หาได้ง่ายและใช้งานอย่างกว้างขวางในห้องปฏิบัติการ โรงงานนำร่อง ตู้ทดสอบอุณหภูมิต่ำทุกชนิด สายพานการผลิต และการประกอบชิ้นส่วน อิเล็กทรอนิกซ์
  • การให้ความเย็นและก๊าซเฉื่อย (Inerting and Cooling) การใส่น้ำแข็งแห้งลงในถังผสมสารเคมี นอกจากจะช่วยให้เกิดความเย็นแล้วยังสามารถช่วยปกคลุมสารเคมี มิให้เกิดปฏิกิริยาในถัง

ด้านการขนส่ง

  • บรรจุน้ำ แข็งแห้งน้ำหนักเบาไว้ในตู้คอนเทรนเนอร์เพื่อป้องกันอาหารพวกเนื้อสัตว์ เนื้อไก่ ผัก ผลไม้ หรืออาหารทะเลมิให้เน่าเสียระหว่างการขนส่ง

และประโยชน์ในด้านอื่นๆ เช่น

  • ในอุตสาหกรรมอาหารประเภทไอศกรีม นม เบเกอรี่ ไส้กรอก และเนื้อสัตว์ เพื่อถนอมอาหารในขั้นตอนการผลิตหรือในการขนส่งหรือเก็บอาหารสำหรับเสิร์ฟบนเครื่อง

บิน[3]

คาร์บอนไดออกไซด์ยังใช้สำหรับการผลิตน้ำอัดลมหรือโซดา และยังมีผสมในเบียร์ได้ตามธรรมชาติอีกด้วย อย่างไรก็ตาม เบียร์บางยี่ห้อได้มีการใส่คาร์บอนไดออกไซด์โดยเจตนาด้วย

ข้อควรระวังจากการใช้น้ำแข็งแห้ง[แก้]

  • หากจับต้องน้ำแข้งแห้งด้วยมือเปล่าหรือสัมผัสกับผิวหนังโดยตรงก็จะทำให้ผิวหนังไหม้ได้จากความเย็นจัด ( frost – bite ) ได้น้ำแข็งถือว่าเป็นวัตถุอันตรายชนิดหนึ่ง
  • ซึ่งเกิดจากการบรรจุน้ำแข็งแห้งในภาชนะปิดสนิทไม่มีช่องระบายอาจทำให้เกิดการสะสมของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่ระเหิดออกมา เมือถึงระดับหนึ่งจะเกิดแรงดันและระเบิดในที่สุด ดังนั้นในการขนส่งน้ำแข็งแห้งปริมาณมากๆ จะต้องเก็บในภาชนะบรรจุน้ำแข็งโดยเฉพาะที่มีช่องระบายอากาศ นอกจากจะเป็นการป้องกันการระเบิดแล้วยังช่วยลดอัตราการระเหิดของน้ำแข็งได้
  • การเก็บน้ำแข็งแห้งปริมาณมากๆในห้องแคบๆ หรือห้องเพดานต่ำที่การระบายอากาศไม่ดีพอ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่ระเหิดออกมาแทนที่ออกซิเจนที่ทำให้ขาดอากาศหายใจได้[4]

การปฐมพยาบาลเบื้องต้นจากอันตรายของน้ำแข็งแห้ง[แก้]

  • กรณีถูกน้ำแข็งแห้งกัดให้ล้างมือทันทีด้วยน้ำสะอาดในปริมาณมากและไปพบแพทย์
  • การรักษาภาวะได้รับคาร์บอนไดออกไซด์เกิน (ร่วมกับภาวะขาดออกซิเจน) ต้องนำผู้ป่วยออกจากสภาวะขาดอากาศ หรือบริเวณที่มีแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์สะสมอยู่มากออกมาให้เร็วที่สุดก่อน ตรวจดูทางเดินหายใจ ถ้าหมดสติและไม่หายใจแล้ว ต้องรีบทำการช่วยหายใจ หน่วยกู้ชีพอาจพิจารณาใส่ท่อช่วยหายใจเพื่อรักษาชีวิต และรีบให้ออกซิเจนเสริมด้วยความรวดเร็ว จากนั้นรีบนำส่งพบแพทย์[5]

เกร็ดความรู้เพิ่มเติม[แก้]

เป็นที่รู้กันดีว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะหนักกว่าอากาศจึงมักจะลอยอยู่ในระดับต่ำ ดังนั้นหากจำเป็นต้องทำงานร่วมกับน้ำแข็งแห้ง ในพื้นที่แคบหรือพื้นที่กว้างที่ระบบถ่ายเทอากาศไม่สะดวก ควรมีการวางระบบระบายอากาศไว้บริเวณด้านล่างของพื้นที่ และถ้าในอากาศมีประมาณคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่า 5 % จะทำให้เกิดพิษได้


อ้างอิง[แก้]

  1. จุฑารัตน์ ฉัตรวิริยาวงศ์และวิวัฒน์ เอกบูรณะวัฒน์.2555. แหล่งที่มา:http://www.summacheeva.org/index_thaitox_carbon_dioxide.htm
  2. จุฑารัตน์ ฉัตรวิริยาวงศ์และวิวัฒน์ เอกบูรณะวัฒน์.2555. แหล่งที่มา:http://www.summacheeva.org/index_thaitox_carbon_dioxide.htm
  3. http://www.lannadryice.com/บทความ-showdetail-15820-24477-ข้อแนะนำ_และข้อควรระวังในการใช้งานน้ำแข็งแห้ง.html
  4. http://www.lannadryice.com/บทความ-showdetail-15820-24477-ข้อแนะนำ_และข้อควรระวังในการใช้งานน้ำแข็งแห้ง.html
  5. http://www.vcharkarn.com/varticle/44006