ثاني أكسيد الكربون هو مادة مهمةالغازات المسببة للاحتباس الحراري. منذالثورة الصناعيةالانبعاثات البشرية - بما في ذلك حرق الوقود الأحفوري القائم على الكربون وتغيرات استخدام الأراضي (أساسًاإزالة الغابات) - زاد تركيزه في الغلاف الجوي بسرعة، مما أدى إلىالاحتباس الحراري العالمي. كما يسبب ثاني أكسيد الكربونتحمض المحيطاتلأنه يذوب في الماء ليشكلحمض الكربونيك
Iفي الصناعة الكيميائية، يتم استهلاك ثاني أكسيد الكربون بشكل أساسي كمكون في إنتاجاليوريا، مع استخدام جزء أصغر لإنتاجالميثانولومجموعة من المنتجات الأخرى،مثل المعدنكربوناتوبيكربونات.بعض مشتقات الأحماض الكربوكسيلية مثلساليسيلات الصوديوميتم تحضيرها باستخدام ثاني أكسيد الكربون بواسطةتفاعل كولبي-شميت.
بالإضافة إلى العمليات التقليدية التي تستخدم ثاني أكسيد الكربون لإنتاج المواد الكيميائية، يتم استكشاف الأساليب الكهروكيميائية أيضًا على مستوى البحث. وعلى وجه الخصوص، يعد استخدام الطاقة المتجددة لإنتاج الوقود من ثاني أكسيد الكربون (مثل الميثانول) أمرًا جذابًا حيث يمكن أن يؤدي هذا إلى إنتاج وقود يمكن نقله واستخدامه بسهولة ضمن تقنيات الاحتراق التقليدية ولكن لا ينتج عنه انبعاثات صافية من ثاني أكسيد الكربون.
الأطعمة
ثاني أكسيد الكربون هومادة مضافة للغذاءيستخدم كمنظم للدفع والحموضة في صناعة الأغذية. تمت الموافقة على استخدامه في الاتحاد الأوروبي (مدرج باسمرقم EE290)، الولايات المتحدةوأستراليا ونيوزيلندا (المدرجة في قائمة INS برقم 290).
حلوى تسمىموسيقى البوب روكسيتم ضغطه بغاز ثاني أكسيد الكربون عند حوالي 4 × 106 باسكال (40 بار، 580 رطل/بوصة مربعة). عند وضعه في الفم، يذوب (تمامًا مثل الحلوى الصلبة الأخرى) ويطلق فقاعات الغاز مع صوت فرقعة مسموع.
عوامل التخميريتسبب في ارتفاع العجين عن طريق إنتاج ثاني أكسيد الكربون.خميرة الخبازينتج ثاني أكسيد الكربون عن طريق تخمير السكريات داخل العجين، في حين أن عوامل التخمير الكيميائية مثلمسحوق الخبزوصودا الخبزإطلاق ثاني أكسيد الكربون عند تسخينه أو عند تعرضه لـأحماض.
المشروبات
يتم استخدام ثاني أكسيد الكربون لإنتاجغازيمشروبات غازيةوالمياه الغازيةتقليديًا، كانت عملية إضافة ثاني أكسيد الكربون إلى البيرة والنبيذ الفوار تتم من خلال التخمير الطبيعي، ولكن العديد من الشركات المصنعة تقوم بإضافة ثاني أكسيد الكربون إلى هذه المشروبات باستخدام ثاني أكسيد الكربون المستعاد من عملية التخمير. وفي حالة البيرة المعبأة في زجاجات أو براميل، فإن الطريقة الأكثر شيوعًا المستخدمة هي إضافة ثاني أكسيد الكربون باستخدام ثاني أكسيد الكربون المعاد تدويره. باستثناء البيرة البريطانية،بيرة حقيقيةيتم عادة نقل البيرة المسحوبة من البراميل في غرفة باردة أو قبو إلى صنابير التوزيع الموجودة في البار باستخدام ثاني أكسيد الكربون المضغوط، والذي يتم خلطه أحيانًا بالنيتروجين.
صناعة النبيذ
ثاني أكسيد الكربون في شكلثلج جافيستخدم غالبًا فيصناعة النبيذعملية تبريد مجموعات منالعنببسرعة بعد قطفها للمساعدة في منع التساقط العفويالتخميربواسطة البريةخميرةالميزة الرئيسية لاستخدام الثلج الجاف بدلاً من الثلج المائي العادي هي أنه يبرد العنب دون إضافة أي ماء إضافي قد يقلل منسكرالتركيز فيعصير العنب، وبالتالي تقليل أيضًاالكحولالتركيز في النبيذ النهائي.
يتم استخدام الثلج الجاف أثناءنقع باردالمرحلة الأولى من عملية صناعة النبيذ هي الحفاظ على برودة العنب. يميل غاز ثاني أكسيد الكربون الناتج عن تصعيد الجليد الجاف إلى الترسيب في قاع الخزانات لأنه أكثر كثافة من الهواء. يخلق غاز ثاني أكسيد الكربون المستقر بيئة خالية من الأكسجين تساعد في منع نمو البكتيريا على العنب حتى يحين وقت بدء التخمير باستخدام سلالة الخميرة المطلوبة.
كما يتم استخدام ثاني أكسيد الكربون لإنشاء بيئة خالية من الأكسجينالنقع الكربوني، العملية المستخدمة لإنتاجبوجوليهخمر.
يتم استخدام ثاني أكسيد الكربون أحيانًا لملء زجاجات النبيذ أو غيرهاتخزينالأوعية مثل البراميل لمنع الأكسدة، على الرغم من وجود مشكلة تتمثل في إمكانية ذوبانها في النبيذ، مما يجعل النبيذ الذي كان ساكنًا في السابق فوارًا بعض الشيء. لهذا السبب، يتم استخدام غازات أخرى مثلنتروجينأوالأرجونيتم تفضيلها لهذه العملية من قبل صانعي النبيذ المحترفين.
غاز خامل
إنه أحد أكثر الغازات المضغوطة استخدامًا في الأنظمة الهوائية (الغاز المضغوط) في أدوات الضغط المحمولة. كما يستخدم ثاني أكسيد الكربون كغلاف جوي لـاللحامعلى الرغم من أنه في قوس اللحام، فإنه يتفاعل معأكسدمعظم المعادن. الاستخدام في صناعة السيارات شائع على الرغم من وجود أدلة مهمة على أن اللحامات المصنوعة بثاني أكسيد الكربون أكثر أمانًا.هشمن تلك المصنوعة في أجواء أكثر خمولاً، وأن مثل هذه الوصلات اللحامية تتدهور بمرور الوقت بسبب تكوين حمض الكربونيك.مطلوب مصدر] يتم استخدامه كغاز لحام في المقام الأول لأنه أقل تكلفة بكثير من الغازات الأكثر خمولًا مثلالأرجونأوالهيليوم.[مطلوب مصدر] عندما تستخدم للحام MIGيُشار أحيانًا إلى استخدام ثاني أكسيد الكربون باسم لحام MAG، وهو اختصار لغاز المعدن النشط، حيث يمكن لثاني أكسيد الكربون أن يتفاعل عند درجات الحرارة المرتفعة هذه. ويميل إلى إنتاج بركة أكثر سخونة من الأجواء الخاملة حقًا، مما يحسن خصائص التدفق. على الرغم من أن هذا قد يكون بسبب التفاعلات الجوية التي تحدث في موقع البركة. وهذا عادة ما يكون عكس التأثير المطلوب عند اللحام، حيث يميل إلى جعل الموقع هشًا، ولكن قد لا يكون مشكلة في لحام الفولاذ المعتدل بشكل عام، حيث لا تشكل اللدونة النهائية مصدر قلق كبير.
يتم استخدامه في العديد من المنتجات الاستهلاكية التي تتطلب غازًا مضغوطًا لأنهغير مكلفة وغير قابلة للاشتعال، ولأنها تخضع لانتقال طوري من الغاز إلى السائل في درجة حرارة الغرفة عند ضغط يمكن بلوغه يبلغ حوالي 60 درجة مئوية.حاجِز(870 رطل/بوصة مربعة، 59 ضغط جوي)، مما يسمح باحتواء كمية أكبر بكثير من ثاني أكسيد الكربون في حاوية معينة مقارنة بما كان ليحدث لولا ذلك. غالبًا ما تحتوي سترات النجاة على عبوات من ثاني أكسيد الكربون المضغوط للنفخ السريع. تُباع أيضًا كبسولات ثاني أكسيد الكربون المصنوعة من الألومنيوم كمصدر للغاز المضغوطبنادق هوائية, البينتبولالعلامات، ونفخ إطارات الدراجات، ولصنعمياه غازية. يستخدم التبخير السريع لثاني أكسيد الكربون السائل في التفجير في مناجم الفحم. كما يمكن استخدام تركيزات عالية من ثاني أكسيد الكربون لقتل الآفات. يستخدم ثاني أكسيد الكربون السائل فيالتجفيف فوق الحرجمن بعض المنتجات الغذائية والمواد التكنولوجية، في إعداد العينات لـالمجهر الإلكتروني الماسحوفيإزالة الكافيينلقهوةفول.
طفاية حريق
يمكن استخدام ثاني أكسيد الكربون لإطفاء اللهب عن طريق إغراق البيئة المحيطة بالشعلة بالغاز. فهو لا يتفاعل من تلقاء نفسه لإطفاء اللهب، ولكنه يحرم اللهب من الأكسجين عن طريق إزاحته.طفايات الحريقتحتوي طفايات ثاني أكسيد الكربون، وخاصة تلك المصممة للحرائق الكهربائية، على ثاني أكسيد الكربون السائل تحت الضغط. تعمل طفايات ثاني أكسيد الكربون بشكل جيد على حرائق السوائل القابلة للاشتعال والحرائق الكهربائية الصغيرة، ولكنها لا تعمل على حرائق الاحتراق العادية، لأنه على الرغم من أنه يستبعد الأكسجين، إلا أنه لا يبرد المواد المحترقة بشكل كبير وعندما يتشتت ثاني أكسيد الكربون، فإنه يكون حراً في الاشتعال عند التعرض للأكسجين الجوي. تنبع رغبتها في الحرائق الكهربائية من حقيقة أنه على عكس الماء أو الطرق الكيميائية الأخرى، لن يتسبب ثاني أكسيد الكربون في حدوث ماس كهربائي، مما يؤدي إلى المزيد من الضرر للمعدات. نظرًا لأنه غاز، فمن السهل أيضًا توزيع كميات كبيرة من الغاز تلقائيًا في غرف البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات، حيث قد يكون من الصعب الوصول إلى الحريق نفسه بطرق أكثر فورية لأنه خلف أبواب الرفوف وداخل الصناديق. كما تم استخدام ثاني أكسيد الكربون على نطاق واسع كعامل إطفاء في أنظمة الحماية من الحرائق الثابتة للتطبيق المحلي للمخاطر المحددة والفيضانات الكاملة لمساحة محمية. تعترف معايير المنظمة البحرية الدولية أيضًا بأنظمة ثاني أكسيد الكربون للحماية من الحرائق في عنابر السفن وغرف المحركات. وقد ارتبطت أنظمة الحماية من الحرائق التي تعتمد على ثاني أكسيد الكربون بالعديد من الوفيات، وذلك لأنها قد تسبب الاختناق في تركيزات عالية بما فيه الكفاية. وقد حددت مراجعة أنظمة ثاني أكسيد الكربون 51 حادثة بين عام 1975 وتاريخ التقرير، مما تسبب في 72 حالة وفاة و145 إصابة.
ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج كمذيبثاني أكسيد الكربون السائل هو جيدمذيبللعديد من الناسمحب للدهونالمركبات العضويةويتم استخدامه لإزالةالكافيينمنقهوةلقد جذب ثاني أكسيد الكربون الانتباه فيصيدلانيةوغيرها من الصناعات التحويلية الكيميائية كبديل أقل سمية للمذيبات التقليدية مثلكلوريدات عضوية. يتم استخدامه من قبل بعضالتنظيف الجافلهذا السبب (انظرالكيمياء الخضراء). يتم استخدامه في تحضير بعضالهلام الهوائيبسبب خصائص ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج.
