คาร์บอนไดออกไซด์
คาร์บอนไดออกไซด์ (อังกฤษ: carbon dioxide) หรือ CO2 เป็นก๊าซไม่มีสี ซึ่งหากหายใจเอาก๊าซนี้เข้าไปในปริมาณมาก ๆ จะรู้สึกเปรี้ยวที่ปาก เกิดการระคายเคืองที่จมูกและคอ เนื่องจากอาจเกิดการละลายของแก๊สนี้ในเมือกในอวัยวะ ก่อให้เกิดกรดคาร์บอนิกอย่างอ่อน
ชื่อ | |||
---|---|---|---|
IUPAC name Carbon dioxide | |||
ชื่ออื่น
| |||
เลขทะเบียน | |||
3D model (JSmol) | |||
3DMet | |||
Beilstein Reference | 1900390 | ||
ChEBI | |||
ChEMBL | |||
เคมสไปเดอร์ | |||
ECHA InfoCard | 100.004.271 | ||
EC Number |
| ||
เลขอี | E290 (preservatives) | ||
Gmelin Reference | 989 | ||
KEGG | |||
MeSH | Carbon+dioxide | ||
ผับเคม CID | |||
RTECS number |
| ||
UNII | |||
UN number | 1013 (แก๊ส), 1845 (ของแข็ง) | ||
CompTox Dashboard (EPA) | |||
InChI
| |||
SMILES
| |||
คุณสมบัติ | |||
CO2 | |||
มวลโมเลกุล | 44.009 g·mol−1 | ||
ลักษณะทางกายภาพ | แก๊สไร้สี | ||
กลิ่น |
| ||
ความหนาแน่น |
| ||
จุดวิกฤติ (T, P) | 304.128(15) K[2] (30.978(15) °C), 7.3773(30) MPa[2] (72.808(30) atm) | ||
Sublimation conditions | 194.6855(30) K (−78.4645(30) °C) ที่ 1 atm (0.101325 MPa) | ||
1.45 g/L at 25 °C (77 °F), 100 kPa (0.99 atm) | |||
ความดันไอ | 5.7292(30) MPa, 56.54(30) atm (20 °C (293.15 K)) | ||
pKa | 6.35, 10.33 | ||
Magnetic susceptibility (χ) | −20.5·10−6 cm3/mol | ||
การนำความร้อน | 0.01662 W·m−1·K−1 (300 K (27 °C; 80 °F))[3] | ||
ดัชนีหักเหแสง (nD) | 1.00045 | ||
ความหนืด |
| ||
Dipole moment | 0 D | ||
โครงสร้าง | |||
Trigonal | |||
รูปร่างโมเลกุล | เส้นตรง | ||
อุณหเคมี | |||
ความจุความร้อน (C) | 37.135 J/(K·mol) | ||
Std molar entropy (S⦵298) | 214 J·mol−1·K−1 | ||
Std enthalpy of formation (ΔfH⦵298) | −393.5 kJ·mol−1 | ||
เภสัชวิทยา | |||
V03AN02 (WHO) | |||
ความอันตราย | |||
NFPA 704 (fire diamond) | |||
ปริมาณหรือความเข้มข้น (LD, LC): | |||
LCLo (lowest published) | 90,000 ppm (162,000 mg/m3)(human, 5 min)[6] | ||
NIOSH (US health exposure limits): | |||
PEL (Permissible) | TWA 5000 ppm (9000 mg/m3)[5] | ||
REL (Recommended) | TWA 5000 ppm (9000 mg/m3), ST 30,000 ppm (54,000 mg/m3)[5] | ||
IDLH (Immediate danger) | 40,000 ppm (72,000 mg/m3)[5] | ||
เอกสารข้อมูลความปลอดภัย (SDS) | Sigma-Aldrich | ||
สารประกอบอื่นที่เกี่ยวข้องกัน | |||
แอนไอออนอื่น ๆ |
| ||
แคทไอออนอื่น ๆ |
| ||
carbon oxidesที่เกี่ยวข้อง |
| ||
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง |
| ||
หากมิได้ระบุเป็นอื่น ข้อมูลข้างต้นนี้คือข้อมูลสาร ณ ภาวะมาตรฐานที่ 25 °C, 100 kPa |
คาร์บอนไดออกไซด์มีความหนาแน่น 1.98 kg/m3 ซึ่งเป็นประมาณ 1.5 เท่าของอากาศ โมเลกุลประกอบด้วยพันธะคู่ 2 พันธะ (O=C=O) หรือ CO2 น้ำหนักโมเลกุล 44.01 [9]ไม่ติดไฟและไม่ทำปฏิกิริยา
คาร์บอนไดออกไซด์ในสถานะของแข็ง เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า คาร์บอนไดออกไซด์แข็ง หรือ solid carbon dioxide เตรียมได้จากการนำแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์มาผ่านกระบวนการอัดและทำให้เย็นลงภายใต้ความดันสูงกลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์เหลว แล้วลดความดันลงอย่างรวดเร็วโดยการพ่นคาร์บอนไดออกไซด์เหลวสู่ความดันบรรยากาศ ผลที่ได้คือเกล็ดน้ำแข็งคล้ายเกล็ดหิมะแล้วจึงนำมาอัดเป็นรูป[10]
คาร์บอนไดออกไซด์จะกลายเป็นของแข็งที่มีสีขาวอุณหภูมิ -78 องศาเซลเซียส โดยไม่ผ่านการเป็นของเหลวก่อน หากต้องการทำให้คาร์บอนไดออกไซด์เป็นของเหลว ต้องใช้ความดันไม่น้อยกว่า 5.1 บรรยากาศ
คาร์บอนไดออกไซด์สามารถละลายน้ำได้ 1 เปอร์เซนต์ของสารละลายนั้นจะกลายเป็นกรดคาร์บอนิกซึ่งจะเปลี่ยนรูปเป็นไบคาร์บอเนตและคาร์บอเนตในภายหลัง
การทดสอบแก๊สคาร์บอนได้ออกไซด์ สามารถทำได้ 2 วิธี คือ
- 1. นำธูปที่ติดไฟอยู่เข้าไปในหลอดทดลองที่มีคาร์บอนไดออกไซด์อยู่ ไฟจะดับ เพราะคาร์บอนไดออกไซด์ไม่ได้ช่วยในการติดไฟของสาร จึงนำมาใช้เป็นก๊าซดับเพลิงได้
- 2. ผ่านแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ไปในน้ำปูนใส (แคลเซียมไฮดรอกไซด์) น้ำปูนใสจะขุ่น เนื่องจากเกิดแคลเซียมคาบอเนตเกิดขึ้น
ประโยชน์ของน้ำแข็งแห้ง
ด้านอุตสาหกรรม
- การบดเย็น (Cold Grinding) น้ำแข็งแห้งช่วยบดวัสดุสังเคราะห์ที่แตกยาก เช่น Plexiglas, PVC , Resin , Epoxy , ABS , Polypropylene , Vinyl และอื่น ๆ ด้วยการทำให้เย็นจัดบดแตกได้ง่าย
- การลดอุณหภูมิ (Low Temperature Refrigerant) ในอุตสาหกรรมเคมีและอิเล็กทรอนิกส์ น้ำแข็งแห้งเป็นตัวทำความเย็นต่ำที่หาได้ง่ายและใช้งานอย่างกว้างขวางในห้องปฏิบัติการ โรงงานนำร่อง ตู้ทดสอบอุณหภูมิต่ำทุกชนิด สายพานการผลิต และการประกอบชิ้นส่วน อิเล็กทรอนิกซ์
- การให้ความเย็นและก๊าซเฉื่อย (Inerting and Cooling) การใส่น้ำแข็งแห้งลงในถังผสมสารเคมี นอกจากจะช่วยให้เกิดความเย็นแล้วยังสามารถช่วยปกคลุมสารเคมี มิให้เกิดปฏิกิริยาในถัง
ด้านการขนส่ง
- บรรจุน้ำ แข็งแห้งน้ำหนักเบาไว้ในตู้คอนเทนเนอร์เพื่อป้องกันอาหารพวกเนื้อสัตว์ เนื้อไก่ ผัก ผลไม้ หรืออาหารทะเลมิให้เน่าเสียระหว่างการขนส่ง
และประโยชน์ในด้านอื่น ๆ เช่น
- ในอุตสาหกรรมอาหารประเภทไอศกรีม นม เบเกอรี่ ไส้กรอก และเนื้อสัตว์ เพื่อถนอมอาหารในขั้นตอนการผลิตหรือในการขนส่งหรือเก็บอาหารสำหรับเสิร์ฟบนเครื่อง
บิน[11]
คาร์บอนไดออกไซด์ยังใช้สำหรับการผลิตน้ำอัดลมหรือโซดา และยังมีผสมในเบียร์ได้ตามธรรมชาติอีกด้วย อย่างไรก็ตาม เบียร์บางยี่ห้อได้มีการใส่คาร์บอนไดออกไซด์โดยเจตนาด้วย
ข้อควรระวังจากการใช้น้ำแข็งแห้ง
- หากจับต้องน้ำแข้งแห้งด้วยมือเปล่าหรือสัมผัสกับผิวหนังโดยตรงก็จะทำให้ผิวหนังไหม้ได้จากความเย็นจัด ( frost – bite ) ได้น้ำแข็งถือว่าเป็นวัตถุอันตรายชนิดหนึ่ง
- ซึ่งเกิดจากการบรรจุน้ำแข็งแห้งในภาชนะปิดสนิทไม่มีช่องระบายอาจทำให้เกิดการสะสมของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่ระเหิดออกมา เมือถึงระดับหนึ่งจะเกิดแรงดันและระเบิดในที่สุด ดังนั้นในการขนส่งน้ำแข็งแห้งปริมาณมาก ๆ จะต้องเก็บในภาชนะบรรจุน้ำแข็งโดยเฉพาะที่มีช่องระบายอากาศ นอกจากจะเป็นการป้องกันการระเบิดแล้วยังช่วยลดอัตราการระเหิดของน้ำแข็งได้
- การเก็บน้ำแข็งแห้งปริมาณมาก ๆในห้องแคบ ๆ หรือห้องเพดานต่ำที่การระบายอากาศไม่ดีพอ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่ระเหิดออกมาแทนที่ออกซิเจนที่ทำให้ขาดอากาศหายใจได้[12]
การปฐมพยาบาลเบื้องต้นจากอันตรายของน้ำแข็งแห้ง
- กรณีถูกน้ำแข็งแห้งกัดให้ล้างมือทันทีด้วยน้ำสะอาดในปริมาณมากและไปพบแพทย์
- การรักษาภาวะได้รับคาร์บอนไดออกไซด์เกิน (ร่วมกับภาวะขาดออกซิเจน) ต้องนำผู้ป่วยออกจากสภาวะขาดอากาศ หรือบริเวณที่มีแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์สะสมอยู่มากออกมาให้เร็วที่สุดก่อน ตรวจดูทางเดินหายใจ ถ้าหมดสติและไม่หายใจแล้ว ต้องรีบทำการช่วยหายใจ หน่วยกู้ชีพอาจพิจารณาใส่ท่อช่วยหายใจเพื่อรักษาชีวิต และรีบให้ออกซิเจนเสริมด้วยความรวดเร็ว จากนั้นรีบนำส่งพบแพทย์[13]
เกร็ดความรู้เพิ่มเติม
เป็นที่รู้กันดีว่าแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จะหนักกว่าอากาศจึงมักจะลอยอยู่ในระดับต่ำ ดังนั้นหากจำเป็นต้องทำงานร่วมกับน้ำแข็งแห้ง ในพื้นที่แคบหรือพื้นที่กว้างที่ระบบถ่ายเทอากาศไม่สะดวก ควรมีการวางระบบระบายอากาศไว้บริเวณด้านล่างของพื้นที่ และถ้าในอากาศมีปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่าร้อยละ 5 จะทำให้เกิดพิษได้