Газировка со вкусом лайма - Soda lime

Газировка со вкусом лайма

Газировка со вкусом лайма представляет собой смесь NaOH & Са (ОН)2 химикаты, используется в гранулированный образуются в закрытых дыхательных средах, таких как общая анестезия, подводные лодки, ребризеры и камеры рекомпрессии, удалять углекислый газ из дышащие газы предотвращать CO2 удержание и отравление углекислым газом.[1][2]

Это сделано путем обработки гашеная известь с концентрированным едкий натр решение.

Химические компоненты

Основными составляющими натронной извести являются

Анестезиологическое использование

Во время проведения общей анестезии у пациента выдыхались газы, содержащие углекислый газ, проходят через наркозный аппарат дыхательный контур, заполненный гранулами натронной извести.[1] Медицинская натронная известь содержит индикатор краситель который меняет цвет, когда натронная известь достигает своей способности поглощать углекислый газ.

Чтобы канистра содовой извести (CO2 поглотитель) работает нормально, его нельзя 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 CO2 абсорбент в космические полеты так как Программа Аполлон для снижения веса при запуске. Во время полета Аполлона-13 экипаж укрылся в лунный модуль начал страдать от высокого CO2 уровней и пришлось адаптировать запасные абсорбирующие картриджи от капсулы Apollo к системе LEM.

CO последнего поколения2 абсорбенты были разработаны для снижения риска образования токсичных побочных продуктов в результате взаимодействия между абсорбентом и вдыхаемыми анестетиками. Для этой цели также доступны некоторые абсорбенты, изготовленные из гидроксида лития (LiOH).

Использование ребризера

Выдыхаемый газ необходимо пропускать через скруббер из двуокиси углерода где углекислый газ поглощается до того, как газ снова становится доступным для дыхания. В ребризеры скруббер является частью дыхательного контура.[2][3] Цвет, указывающий, что краситель был удален с ВМС США использование автопарка в 1996 году, когда возникли подозрения в выбросе химикатов в контур.[4] В более крупных средах, таких как камеры рекомпрессии или подводные лодки, вентилятор используется для поддержания потока газа через канистру для очистки.[2]

Химическая реакция

Общая реакция:

CO2 + Са (ОН)2 → CaCO3 + H2О + тепло (при наличии воды)

Каждый крот CO2 (44 г) реагируя с гидроксид кальция производит один моль воды (18 г).

Реакцию можно рассматривать как реакцию, катализируемую сильным основанием и облегченную водой.[5]

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

1) СО2(г) → CO2(водн.) (CO2 растворяется в воде - медленно и быстро)
2) СО2(водн.) + NaOH → NaHCO3 (образование бикарбоната при высоком pH)
3) NaHCO3 + Са (ОН)2 → CaCO3 + H2O + NaOH (NaOH возвращается на стадию 2 - следовательно, катализатор )

Эта последовательность реакций объясняет каталитическую роль, которую играет едкий натр в системе и почему натронная известь имеет более высокую химическую активность, чем один гидроксид кальция.[6] Влажный NaOH пропитывает поверхность и пористость зерен гидроксида кальция с большой удельной поверхностью.[7] Он реагирует намного быстрее и способствует более быстрому удалению CO.2 от 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 замкнутом цикле. ребризеры для дайвинга И в анестезия системы.[8][9]

Тот же каталитический эффект от гидроксиды щелочных металлов (функция Na2Оэкв содержание цемент ) также способствует карбонизации портландит атмосферным CO2 в конкретный хотя скорость распространения фронт реакции существенно ли ограничен CO2 распространение внутри бетонной матрицы меньше пористый.[10]

Аналогия со щелочно-кремнеземной реакцией

Реакция, аналогичная описанной выше, также катализируемая гидроксидом натрия, представляет собой щелочно-кремнеземная реакция, медленный процесс разложения, вызывающий набухание и растрескивание конкретный содержащий агрегаты богат реактивными аморфными кремнезем. Подобным образом NaOH значительно облегчает растворение аморфного кремнезема. Затем полученный силикат натрия реагирует с гидроксидом кальция (портландит ) присутствует в закаленном цемент вставить в форму гидрат силиката кальция (сокращенно C-S-H в обозначение химика цемента ). Этот окварцевание реакция 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 катализ этой реакции растворимыми гидроксидами натрия или калия реакция щелочь-кремнезем не будет протекать или будет ограничена очень медленным пуццолановая реакция. Реакцию щелочного кремнезема можно записать как реакцию натронной извести, просто заменив CO2 по SiO2 в упомянутых выше реакциях:

реакция 1: SiO2 + NaOH → NaHSiO3 растворение кремнезема NaOH:
высокий pH
реакция 2: NaHSiO3 + Са (ОН)2 → CaSiO3 + H2О + NaOH   C-S-H осадки
и регенерация NaOH
сумма (1 + 2): SiO2 + Са (ОН)2 → CaSiO3 + H2О   глобальная реакция:
Пуццолановая реакция катализируется NaOH

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Эндрюс, Дж. Джефф (1 сентября 2005 г.). «Системы анестезии». У Пола Г. Бараша; Брюс Ф. Каллен; Роберт К. Стултинг (ред.). Клиническая анестезия (5-е изд.). США: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 1584. ISBN  978-0-7817-5745-4. Архивировано из оригинал 13 июля 2011 г.. Получено 1 июля 2010.
  2. ^ а б c Brubakk, Alf O .; Том С. Нойман (2003). Физиология и медицина дайвинга Беннета и Эллиотта, 5-е изд.. США: Saunders Ltd. p. 800. ISBN  978-0-7020-2571-6.
  3. ^ Ричардсон, Дрю; Мендуно, Майкл; Шривз, Карл (ред.). (1996). «Труды Rebreather Forum 2.0». Научно-технический семинар по дайвингу. Дайвинг, наука и технологии: 286. Получено 2009-03-18.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  4. ^ Лилло Р.С., Руби А., Гаммин Д.Д., Портер В.Р., Колдуэлл Дж. М. (март 1996 г.). «Химическая безопасность натронной извести ВМС США». Подводный гиперболт. 23 (1): 43–53. PMID  8653065. Получено 2009-03-18.
  5. ^ Джозеф Пелц (1923). Процесс обработки материалов, содержащих известь. Заявка подана 30 августа 1921 г. Заводской № 496 963. Запатентовано 6 марта 1923 г., США, 1,447,568 Патентного ведомства.
  6. ^ Самари, Мохаммад; Ридха, Фирас; Манович, Василий; Макки, Артуро; Энтони, Э. Дж. (2019). «Прямое улавливание диоксида углерода из воздуха с помощью сорбентов на основе извести». Стратегии смягчения последствий и адаптации к глобальным изменениям. Дои:10.1007 / s11027-019-9845-0. ISSN  1381-2386.
  7. ^ Шевчик, Радек; Мацова, Петра; Сотириадис, Константинос; Перес-Эстебанес, Марта; Виани, Альберто; Шашек, Петр (2016). «Исследование реакции карбонизации в известковой пасте, полученной по традиционной технологии, с помощью микро-рамановской спектроскопии». Журнал Рамановской спектроскопии. 47 (12): 1452–1457. Дои:10.1002 / jrs.4929. ISSN  0377-0486.
  8. ^ Adriani, J .; Берд, М. Л. (1941). «Исследование устройств абсорбции углекислого газа для анестезии: канистра». Анестезиология: Журнал Американского общества анестезиологов. 2 (4): 450–455.
  9. ^ Freeman, Brian S .; Бергер, Джеффри С. (2014). Основной обзор анестезиологии: часть первая базовый экзамен. Глава 17: Поглощение двуокиси углерода. McGraw-Hill Education. Получено 22 апреля 2020 - через Access Medicine.
  10. ^ Вербек, Г. (1958). «Карбонизация гидратированного портландцемента». STP205-EB Цемент и бетон (Вест Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International: 17–36. Дои:10.1520 / STP39460S.

внешняя ссылка