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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.

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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.

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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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