화합물 사전 - 이산화탄소(Carbon dioxide)

Teledyne hastings 사의 Mass Flow Meter / Controller 를 이용해 가스 유량을 측정할 수 있는

 

가스 화합물의 종류에 대해 알아보는 시간입니다.

 

 

이번 시간에는 원소기호 CO2 인 이산화탄소에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

 

 

화합물 설명

 

 

우리에게 친숙한 이산화탄소는 상온에서 무색 무취의 기체 상태를 유지하는 화합물로

 

독성이나 가연성을 가지고 있지 않습니다.

 

농도가 낮을 경우 무취지만 농도가 높을 경우에는 날카로운 산성냄새가 날 수 있습니다.

 

이산화탄소는 탄소 원자 하나에 산소 원자 둘이 결합한 형태로

 

-78.5 ℃ 이하의 낮은 온도에서는 고체가 되며, 녹으면서 바로 기체로 승화하는데,

 

이 고체 상태의 이산화탄소를 우리는 드라이 아이스(Dry Ice)라고 부릅니다.

 

 

이산화탄소는 과거 과학자들이 공기(Air)와는 다른 것으로 인식한 첫번째 기체였습니다.

 

약 1640년 벨기에의 화학자 반 헬몬트(Jan Baptist van Helmont)는 밀폐 용기 내에서

 

숯을 태우고 난 뒤 생성된 재의 질량이 원래 숯의 질량보다 훨씬 적은 것을 관찰했습니다.

 

그는 숯을 태우고 난 재 외의 나머지 부분이 우리가 알고있는 공기와는 다른 기체이라는 것을 알아내고

 

이 물질을 가스 실베스터(Gas Sylvestre)라고 명칭했습니다.

 

 

이산화탄소는 스코틀랜드의 화학자인 조세프 블랙(Joseph Black)에 의해

 

약 100년이 지난 뒤에야 조금 더 확실하게 정의되는데,

 

그는 탄산 칼슘으로 이루어진 석회석을 가열하거나 산과 반응시켜

 

가스 실베스터를 만들 수 있다는 것을 발견했습니다.

 

그는 그 기체가 공기보다 밀도가 높고, 호흡할 수는 없으나 대기나 동물의 호흡속에 함유되어 있고,

 

연소에 도움이 되지도 않는 다른 종류의 공기라는 것을 발견하고 고정 공기(Fixed Air)라고 명칭했습니다.

 

 

 

 

 

 

이산화탄소는 자연적으로 발생하며 평균적으로 전체 대기 중 0.04%의 농도로 존재합니다.

 

자연적인 발생 원인으로는 화산 및 온천에서 발생하는 가스나 석유와 천연가스 매장지의 가스 등이 있고,

 

자연적으로 발생하는 지하수나 빙하, 바닷물 등에서도 발생할 수 있습니다.

 

인간을 비롯한 동물들은 호흡을 하는 과정에서 산소를 마시고 이산화탄소를 배출하고,

 

식물들은 광합성을 통해 이산화탄소를 산소로 전환시킵니다.

 

 

이산화탄소는 석회암에 산을 반응시키거나 열을 가하면 얻을 수 있으며,

 

산업적으로는 드라이 아이스, 탄산 음료, 소화기 등의 재료로 사용됩니다.

 

 

이산화탄소는 기름, 가스와 같은 탄소가 포함된 화석 원료를 완전 연소 시킬 경우 생성되는데,

 

산업화 이후 화석 연료의 사용이 크게 늘면서 전 세계적으로 이산화탄소의 배출량이 매우 증가했습니다.

 

이산화탄소는 지구의 복사열을 막아 지구 온난화를 심화시키는 온실 가스의 한 종류로,

 

대한민국은 세계 7위의 온실가스 배출 국가입니다.

 

2015년 세계 기상 기구는 전 지구 대기권의 이산화탄소 농도가 400 ppm을 기록했다고 발표했으며,

 

2015년에 채택된 파리협정(Paris Agreement)에 의해

 

2030년까지 37%의 온실 가스 감축을 목표로 하고 있습니다.

 

 

고농도의 이산화탄소는 신체에 치명적일 수 있습니다.

 

저농도의 이산화탄소에 노출되게 되면 두통, 매스꺼움, 구토 등을 일으킬 수 있으며,

 

신체 대비 15% 이상의 고농도의 이산화탄소에 노출되면 즉시 기절하게 되며 사망에 이를 수도 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

영어 이름 : Carbon dioxide

 

한글 이름 : 이산화탄소

 

원소 기호 : CO2

 

몰질량 : 44.01 g/mol

 

밀도 : 1.977 g/L (STP : 0℃, 760 Torr 기준)

 

녹는점 : -78.45 ℃

 

끓는점 : -56.55 ℃

 

 

 

Wetted Material


 

가스 화합물의 종류에 따라 Mass Flow Meter / Controller 의 가스 접촉부 재료가 달라져야 하기 때문에

 

유량 측정을 위한 MFC 를 선택하기 전, 항상 가스 혼합물에 대한 Wetted Material 을 참고해야 합니다.

 

 

 

매우 만족(Excellent)

 

316 Stainless, Monel, ChemRaz(505), Buna-N, Viton, Kalrez, TFE, Neoprene

 

 

좋음(Good, Most Conditions) 

 

Steele, Aluminum, Brass, Zytel(Nyl6.6), Polyethylene,

 

 

좋지 않음(Fair, Limited Life, Restricted Conditions) 

 

Nickel

 

 

만족스럽지 않음(Unsatisfactory) 

 

없음

 

 

사용 불가(Unserviceability)

 

Constantan, Sn/Pb, Indium,  Nylon,  Delrin

 

 

 

 

 

 

 

Teledyne Hastings 사의

 

Mass Flow Meter / Controller 는

 

다양한 종류의 가스 유량 측정이 가능하며,

 

각각의 가스에 맞는 Wetted Material 을 사용하여

 

높은 정확도의 유량 측정이 가능합니다.

 

 

 

 

 

 

가스 혼합물 및 사용 가능한 Wetted Material,

 

그리고 Mass Flow Meter / Controller 에 대한 문의는 아래의 링크를 참고하시기 바랍니다.

 

 

 

 

 

참고

 

위키피디아 : https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide

                    https://en.wikipedia.org/wiki/Jan_Baptist_van_Helmont

                    https://en.wikipedia.org/wiki/Joseph_Black

                    https://en.wikipedia.org/wiki/2015_United_Nations_Climate_Change_Conference

지식백과 : https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1134791&cid=40942&categoryId=32271

                 https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=4351572&cid=60228&categoryId=60228

                 https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3549898&cid=58598&categoryId=58618

                 https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3569395&cid=58949&categoryId=58983

 

 

 

 

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