Газировка со вкусом лайма - Soda lime

Газировка со вкусом лайма

Натронная известь представляет собой смесь химических веществ NaOH и CaO , используемых в гранулированной форме в закрытых дыхательных средах, таких как общая анестезия , подводные лодки , ребризеры и камеры рекомпрессии , для удаления углекислого газа из дыхательных газов, чтобы предотвратить задержку CO 2 и отравление углекислым газом .

Его получают путем обработки гашеной извести концентрированным раствором гидроксида натрия.

Химические компоненты

Основными составляющими натронной извести являются:

Анестезиологическое использование

Во время проведения общей анестезии выдыхаемые пациентом газы, содержащие углекислый газ , пропускаются через дыхательный контур наркозного аппарата, заполненный гранулами натронной извести. Медицинская натронная известь включает индикаторный краситель, который меняет цвет, когда натронная известь достигает своей способности абсорбировать углекислый газ.

Чтобы убедиться, что канистра натронной извести ( поглотитель CO 2 ) функционирует должным образом, ее не следует использовать, если активирован индикаторный краситель. Стандартные наркозные аппараты обычно содержат до 2 кг гранул натронной извести.

Гидроксид лития (LiOH) представляет собой гидроксид щелочного металла с самым низким молекулярным весом (Na: 23 г / моль; Li: 7 г / моль) и поэтому используется в качестве абсорбента CO 2 в космических полетах со времен программы Apollo для снижения веса при запуске. Во время полета Apollo 13 экипаж, укрывшийся в лунном модуле, начал страдать от высокого уровня CO 2, и ему пришлось адаптировать запасные абсорбирующие картриджи из капсулы Apollo к системе LEM.

Последнее поколение абсорбентов CO 2 было разработано для снижения риска образования токсичных побочных продуктов в результате взаимодействия между абсорбентом и вдыхаемыми анестетиками ( галотаном ). Для этой цели также доступны некоторые абсорбенты, изготовленные из гидроксида лития (LiOH).

Использование ребризера

Выдыхаемый газ должен быть пропущен через газоочиститель с углекислым газом, где углекислый газ абсорбируется, прежде чем газ снова станет доступным для дыхания. В ребризерах скруббер является частью дыхательного контура. Краситель, указывающий на цвет, был исключен из использования флотом ВМС США в 1996 году, когда возникло подозрение, что он выбрасывает химические вещества в контур. В более крупных средах, таких как камеры рекомпрессии или подводные лодки, вентилятор используется для поддержания потока газа через скруббер.

Химическая реакция

Общая реакция такова:

CO 2 + CaO → CaCO 3 + тепло (в присутствии воды)

Каждый моль CO 2 (44 г), реагируя с гидроксидом кальция, дает один моль воды (18 г).

Реакцию можно рассматривать как реакцию, катализируемую сильным основанием и облегченную водой.

Механизм реакции углекислого газа с натронной известью можно разложить в три элементарных этапа:

1) CO 2 (г) → CO 2 (водн.) (CO 2 растворяется в воде - медленно и с высокой скоростью)
2) CO 2 (водн.) + NaOH → NaHCO 3 (образование бикарбоната при высоком pH)
3) NaHCO 3 + CaO → CaCO 3 + NaOH (NaOH возвращается на стадию 2 - следовательно, катализатор )

Эта последовательность реакций объясняет каталитическую роль, которую играет гидроксид натрия в системе, и почему натронная известь имеет более высокую химическую активность, чем только гидроксид кальция. Влажный NaOH пропитывает поверхность и пористость зерен гидроксида кальция с высокой удельной поверхностью. Он реагирует намного быстрее и, таким образом, способствует более быстрому удалению CO 2 из контура обратного дыхания. Образование воды в результате реакции и влага при дыхании также действуют как растворитель для реакции. Реакции в водной фазе обычно протекают быстрее, чем между сухим газом и сухим твердым веществом. Натронная известь обычно используется в ребризерах для дайвинга с замкнутым контуром и в системах анестезии .

Тот же каталитический эффект гидроксидов щелочных металлов (функция от содержания Na 2 O экв в цементе ) также способствует карбонизации портландита атмосферным CO 2 в бетоне, хотя скорость распространения фронта реакции здесь существенно ограничивается CO 2. диффузия внутри бетонной матрицы менее пористая .

Аналогия со щелочно-кремнеземной реакцией

Реакция, аналогичная описанной выше, также катализируемая гидроксидом натрия, представляет собой щелочно-кремнеземную реакцию , медленный процесс разложения, вызывающий набухание и растрескивание бетона, содержащего заполнители, богатые реактивным аморфным кремнеземом . Подобным образом NaOH значительно облегчает растворение аморфного кремнезема. Затем полученный силикат натрия реагирует с гидроксидом кальция ( портландитом ), присутствующим в затвердевшем цементном тесте, с образованием гидрата силиката кальция (сокращенно CSH в обозначении химика цемента ). Эта реакция силицификации Ca (OH) 2, в свою очередь, непрерывно снова высвобождает гидроксид натрия в растворе, поддерживая высокий pH, и цикл продолжается до полного исчезновения портландита или реактивного кремнезема в обнаженном бетоне. Без катализа этой реакции растворимыми гидроксидами натрия или калия реакция щелочного металла и кремнезема не будет протекать или будет ограничена очень медленной пуццолановой реакцией . Реакцию щелочного кремнезема можно описать как реакцию натронной извести, просто заменив CO 2 на SiO 2 в реакциях, упомянутых здесь выше, следующим образом:

реакция 1:   SiO 2 + NaOH   →   NaHSiO 3   растворение кремнезема NaOH:
высокий pH
реакция 2:   NaHSiO 3 + Са (ОН) 2   →   CaSiO 3 + H 2 O + NaOH     Осаждение CSH
и регенерация NaOH
сумма (1 + 2):   SiO 2 + Са (ОН) 2   →   CaSiO 3 + H 2 O     глобальная реакция:
Пуццолановая реакция, катализируемая NaOH

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки