คาร์บอนไดออกไซด์

(เปลี่ยนทางจาก ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์)

คาร์บอนไดออกไซด์ (อังกฤษ: carbon dioxide) หรือ CO2 เป็นก๊าซไม่มีสี ซึ่งหากหายใจเอาก๊าซนี้เข้าไปในปริมาณมาก ๆ จะรู้สึกเปรี้ยวที่ปาก เกิดการระคายเคืองที่จมูกและคอ เนื่องจากอาจเกิดการละลายของแก๊สนี้ในเมือกในอวัยวะ ก่อให้เกิดกรดคาร์บอนิกอย่างอ่อน

คาร์บอนไดออกไซด์
Structural formula of carbon dioxide with bond length
Ball-and-stick model of carbon dioxide
Ball-and-stick model of carbon dioxide
Space-filling model of carbon dioxide
Space-filling model of carbon dioxide
ชื่อ
IUPAC name
Carbon dioxide
ชื่ออื่น
  • Carbonic acid gas
  • Carbonic anhydride
  • Carbonic dioxide
  • Carbonic oxide
  • Carbon(IV) oxide
  • Methanedione
  • R-744 (refrigerant)
  • R744 (refrigerant alternative spelling)
  • น้ำแข็งแห้ง (สถานะของแข็ง)
เลขทะเบียน
3D model (JSmol)
3DMet
1900390
ChEBI
ChEMBL
เคมสไปเดอร์
ECHA InfoCard 100.004.271 แก้ไขสิ่งนี้ที่วิกิสนเทศ
EC Number
  • 204-696-9
เลขอี E290 (preservatives)
989
KEGG
MeSH Carbon+dioxide
RTECS number
  • FF6400000
UNII
UN number 1013 (แก๊ส), 1845 (ของแข็ง)
  • InChI=1S/CO2/c2-1-3 checkY
    Key: CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N checkY
  • InChI=1/CO2/c2-1-3
    Key: CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYAO
  • O=C=O
  • C(=O)=O
คุณสมบัติ
CO2
มวลโมเลกุล 44.009 g·mol−1
ลักษณะทางกายภาพ แก๊สไร้สี
กลิ่น
  • Low concentrations: none
  • High concentrations: sharp; acidic[1]
ความหนาแน่น
  • 1562 kg/m3 (ของแข็งที่ 1 atm (100 kPa) และ −78.5 °C (−109.3 °F))
  • 1101 kg/m3 (ของเหลวที่ความอิ่มตัว −37 °C (−35 °F))
  • 1.977 kg/m3 (แก๊สที่ 1 atm (100 kPa) และ 0 °C (32 °F))
จุดวิกฤติ (T, P) 304.128(15) K[2] (30.978(15) °C), 7.3773(30) MPa[2] (72.808(30) atm)
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
−20.5·10−6 cm3/mol
การนำความร้อน 0.01662 W·m−1·K−1 (300 K (27 °C; 80 °F))[3]
1.00045
ความหนืด
  • 14.90 μPa·s at 25 °C (298 K)[4]
  • 70 μPa·s at −78.5 °C (194.7 K)
0 D
โครงสร้าง
Trigonal
เส้นตรง
อุณหเคมี
37.135 J/(K·mol)
Std molar
entropy
(S298)
214 J·mol−1·K−1
−393.5 kJ·mol−1
เภสัชวิทยา
V03AN02 (WHO)
ความอันตราย
NFPA 704 (fire diamond)
ปริมาณหรือความเข้มข้น (LD, LC):
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 แก้

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 แก้

  • ากจับต้องน้ำแข้งแห้งด้วยมือเปล่าหรือสัมผัสกับผิวหนังโดยตรงก็จะทำให้ผิวหนังไหม้ได้จากความเย็นจัด ( frost – bite ) ได้น้ำแข็งถือว่าเป็นวัตถุอันตรายชนิดหนึ่ง
  • ซึ่งเกิดจากการบรรจุน้ำแข็งแห้งในภาชนะปิดสนิทไม่มีช่องระบายอาจทำให้เกิดการสะสมของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่ระเหิดออกมา เมือถึงระดับหนึ่งจะเกิดแรงดันและระเบิดในที่สุด ดังนั้นในการขนส่งน้ำแข็งแห้งปริมาณมาก ๆ จะต้องเก็บในภาชนะบรรจุน้ำแข็งโดยเฉพาะที่มีช่องระบายอากาศ นอกจากจะเป็นการป้องกันการระเบิดแล้วยังช่วยลดอัตราการระเหิดของน้ำแข็งได้
  • การเก็บน้ำแข็งแห้งปริมาณมาก ๆในห้องแคบ ๆ หรือห้องเพดานต่ำที่การระบายอากาศไม่ดีพอ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่ระเหิดออกมาแทนที่ออกซิเจนที่ทำให้ขาดอากาศหายใจได้[12]

การปฐมพยาบาลเบื้องต้นจากอันตรายของน้ำแข็งแห้ง แก้

  • กรณีถูกน้ำแข็งแห้งกัดให้ล้างมือทันทีด้วยน้ำสะอาดในปริมาณมากและไปพบแพทย์
  • การรักษาภาวะได้รับคาร์บอนไดออกไซด์เกิน (ร่วมกับภาวะขาดออกซิเจน) ต้องนำผู้ป่วยออกจากสภาวะขาดอากาศ หรือบริเวณที่มีแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์สะสมอยู่มากออกมาให้เร็วที่สุดก่อน ตรวจดูทางเดินหายใจ ถ้าหมดสติและไม่หายใจแล้ว ต้องรีบทำการช่วยหายใจ หน่วยกู้ชีพอาจพิจารณาใส่ท่อช่วยหายใจเพื่อรักษาชีวิต และรีบให้ออกซิเจนเสริมด้วยความรวดเร็ว จากนั้นรีบนำส่งพบแพทย์[13]

เกร็ดความรู้เพิ่มเติม แก้

เป็นที่รู้กันดีว่าแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จะหนักกว่าอากาศจึงมักจะลอยอยู่ในระดับต่ำ ดังนั้นหากจำเป็นต้องทำงานร่วมกับน้ำแข็งแห้ง ในพื้นที่แคบหรือพื้นที่กว้างที่ระบบถ่ายเทอากาศไม่สะดวก ควรมีการวางระบบระบายอากาศไว้บริเวณด้านล่างของพื้นที่ และถ้าในอากาศมีปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่าร้อยละ 5 จะทำให้เกิดพิษได้

อ้างอิง แก้

  1. อ้างอิงผิดพลาด: ป้ายระบุ <ref> ไม่ถูกต้อง ไม่มีการกำหนดข้อความสำหรับอ้างอิงชื่อ AirProductsMSDS
  2. 2.0 2.1 Span R, Wagner W (1996-11-01). "A New Equation of State for Carbon Dioxide Covering the Fluid Region from the Triple‐Point Temperature to 1100 K at Pressures up to 800 MPa". Journal of Physical and Chemical Reference Data. 25 (6): 1519. Bibcode:1996JPCRD..25.1509S. doi:10.1063/1.555991.
  3. Touloukian YS, Liley PE, Saxena SC (1970). "Thermophysical properties of matter - the TPRC data series". Thermal Conductivity - Nonmetallic Liquids and Gases. Data book. 3.
  4. Schäfer M, Richter M, Span R (2015). "Measurements of the viscosity of carbon dioxide at temperatures from (253.15 to 473.15) K with pressures up to 1.2 MPa". The Journal of Chemical Thermodynamics. 89: 7–15. doi:10.1016/j.jct.2015.04.015.
  5. 5.0 5.1 5.2 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0103". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  6. "Carbon dioxide". Immediately Dangerous to Life and Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  7. "Safety Data Sheet – Carbon Dioxide Gas – version 0.03 11/11" (PDF). AirGas.com. 12 February 2018. เก็บ (PDF)จากแหล่งเดิมเมื่อ 4 August 2018. สืบค้นเมื่อ 4 August 2018.
  8. "Carbon dioxide, refrigerated liquid" (PDF). Praxair. p. 9. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF)เมื่อ 29 July 2018. สืบค้นเมื่อ 26 July 2018.
  9. จุฑารัตน์ ฉัตรวิริยาวงศ์และวิวัฒน์ เอกบูรณะวัฒน์.2555. แหล่งที่มา:http://www.summacheeva.org/index_thaitox_carbon_dioxide.htm เก็บถาวร 2016-03-05 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
  10. จุฑารัตน์ ฉัตรวิริยาวงศ์และวิวัฒน์ เอกบูรณะวัฒน์.2555. แหล่งที่มา:http://www.summacheeva.org/index_thaitox_carbon_dioxide.htm เก็บถาวร 2016-03-05 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
  11. "สำเนาที่เก็บถาวร". คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2017-06-24. สืบค้นเมื่อ 2021-09-08.
  12. "สำเนาที่เก็บถาวร". คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2017-06-24. สืบค้นเมื่อ 2021-09-08.
  13. http://www.vcharkarn.com/varticle/44006

แหล่งข้อมูลอื่น แก้