कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग अक्सर कार्बन स्टील्स के GMAW वेल्डिंग के लिए एक परिरक्षण माध्यम के रूप में किया जाता है। यदि इस गैस का उपयोग अन्य धातुओं के लिए किया जाता है, तो यह वेल्डों के ऑक्सीकरण को भड़का सकती है और धातु के धातुकर्म गुणों को खराब कर सकती है। कार्बन स्टील्स के साथ, कार्बन डाइऑक्साइड रिवर्स में इंटरैक्ट करता है। वह जोड़ता है लाभकारी विशेषताएंवेल्ड और इसके विरूपण में योगदान नहीं करता है।

वेल्डिंग के लिए कार्बन डाइऑक्साइड की ताकत क्या है?

परिरक्षण माध्यम के रूप में शुद्ध कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करते हुए, आपको अविश्वसनीय रूप से सुंदर वेल्ड पर भरोसा नहीं करना चाहिए, लेकिन अन्य गैसों के संयोजन में, उदाहरण के लिए, आर्गन के साथ, आप वेल्डिंग चाप की स्थिरता में सुधार पर भरोसा कर सकते हैं, इष्टतम धातु प्रवाह प्राप्त कर सकते हैं। वेल्ड पूल, और वेल्ड की ताकत बढ़ाना।

यह समझने के लिए कि वेल्डिंग के लिए कार्बन डाइऑक्साइड इतना महत्वपूर्ण क्यों है, पहले अन्य सवालों के जवाब देने लायक है:

• यदि यह ऑक्सीकरण को बढ़ावा देती है तो इस गैस के साथ वेल्ड करना कैसे संभव है?
• इसे क्या विशेष बनाता है?

कार्बन डाइऑक्साइड के 9 तथ्य और लाभ

कार्बन स्टील के आर्क वेल्डिंग के लिए परिरक्षण गैस के रूप में कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करने के कुछ मुख्य कारण यहां दिए गए हैं। 9 तथ्य

बेहतर पैठ

एक परिरक्षण गैस के रूप में, कार्बन डाइऑक्साइड बेहतर पैठ और गहरी पैठ प्रदान करता है। इस प्रकार, परिरक्षण मिश्रण में उपस्थिति कार्बन डाइआक्साइडबेहतर बनाता है भौतिक रासायनिक गुणसाइड की दीवार और वेल्ड की जड़ के क्षेत्र में वेल्डेड धातु।

लागत न्यूनीकरण

सबसे बड़े लाभों में से एक, जो अन्य परिरक्षण गैसों के बीच वेल्डिंग के लिए कार्बन डाइऑक्साइड के मूल्य को बहुत बढ़ाता है, इसकी कम लागत है। ऑक्सीजन के बजाय कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करके वेल्ड धातु में ऑक्सीकरण से बचा जा सकता है। ऑक्सीजन से भारी होने के कारण, CO2 प्रदान करता है सबसे अच्छा प्रदर्शनपरिरक्षण लेकिन एक टिप्पणी है। वेल्डिंग के लिए शुद्ध कार्बन डाइऑक्साइड आर्गन और हीलियम की तुलना में सस्ता है, लेकिन उनकी तुलना में, इसका उपयोग करते समय, वेल्ड की गुणवत्ता खराब हो जाती है, वेल्डिंग स्पैटर हो सकता है। इसलिए, अक्सर इसका उपयोग अन्य गैसों के संयोजन में किया जाता है, इस प्रकार वेल्डिंग कार्य की उत्पादकता बढ़ाने और उनकी लागत को कम करने की अनुमति मिलती है।

अन्य गैसों के साथ संयोजन में प्रभावी

जैसा कि हमने कहा, शुद्ध कार्बन डाइऑक्साइड वेल्डिंग करते समय बहुत कुछ नहीं देता है उच्च परिणामअधिकांश धातुओं के लिए। लेकिन अगर इसे अन्य गैसों के साथ मिलाया जाता है, तो वेल्ड के गुणवत्ता गुणों और वेल्डिंग चाप के मापदंडों में एक महत्वपूर्ण सुधार प्राप्त किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, अक्रिय गैसों के संयोजन में (एक ही आर्गन, 75% Ar + 25% CO 2 या 82% Ar + 18% CO 2 (मानक के अनुसार) का अनुपात), स्पैटर और चाप अस्थिरता की समस्या समाप्त हो जाती है। .

यदि कार्बन डाइऑक्साइड (20% तक), ऑक्सीजन (5% तक) और आर्गन के मिश्रण का उपयोग उपभोग योग्य इलेक्ट्रोड के साथ कार्बन और मिश्र धातु स्टील्स की वेल्डिंग के दौरान किया जाता है, तो सीम की सरंध्रता को रोका जा सकता है, के गुण वेल्डिंग चाप को अनुकूलित किया जा सकता है, और सीम के गठन में सुधार किया जा सकता है। इन घटकों वाले मिश्रण सार्वभौमिक के रूप में जुड़े हुए हैं। उनका उपयोग करके, आप वेल्डिंग कर सकते हैं अलग व्यवस्था: स्पंदित और चक्रीय शॉर्ट आर्क, जेट, लार्ज-ड्रॉप और रोटरी मेटल ट्रांसफर के साथ। इस तरह के मिश्रण विभिन्न मोटाई के कार्बन और कम मिश्र धातु स्टील्स को वेल्ड करने में मदद करते हैं।

कार्बन डाइऑक्साइड टर्नरी मिश्रण (Ar + CO 2 + O 2) या केवल शुद्ध ऑक्सीजन के संयोजन में हो सकता है (2 - 5% से 20% तक जोड़ा जाता है)। पर अंतिम मामलादोहरा मिश्रण छिड़काव के दौरान धातु के नुकसान को 30-40% तक कम करने में मदद करता है, क्योंकि इलेक्ट्रोड धातु के स्थानांतरण के कारण छोटी बूंदें बन जाती हैं सतह तनाव.

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि बाइनरी गैस मिश्रण(Ar + CO 2) कार्बन स्टील, स्टेनलेस स्टील के सबसे प्रसिद्ध ग्रेड के लिए पारंपरिक और पल्स-जेट धातु हस्तांतरण दोनों की तकनीक में उपयोग किया जाता है।

वेल्ड अंडरकट रोकथाम

जैसा कि आप जानते हैं, कार्बन डाइऑक्साइड एक सघन गैस है, यह वेल्डिंग के दौरान ध्वनि कंपन को कम करती है। इस प्रकार, कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग गंभीर वेल्डिंग दोषों को रोक सकता है, जिसमें वेल्ड को कम करना शामिल है।

सुरक्षा

कार्बन डाइऑक्साइड एक गैर-विषाक्त और गैर-विस्फोटक गैस है। यदि आप अनुपालन नहीं करते हैं प्रारंभिक नियमसुरक्षा, सीओ 2 की अनुमेय सांद्रता से अधिक 92 ग्राम / मी 3 (5%) से अधिक संलग्न स्थानों में, कंटेनर ऑक्सीजन की कमी, घुटन को भड़काते हैं।

कार्यस्थल में अच्छा वेंटिलेशन है महत्वपूर्ण कदमअपने काम को सुरक्षित बनाने के लिए।

जंग संरक्षण

वेल्डिंग में एक सुरक्षात्मक माध्यम के रूप में कार्बन डाइऑक्साइड किनारों पर संभावित जंग के लिए कम से कम संवेदनशील है (में .) उचित सीमा, निश्चित रूप से) और वेल्ड में इसकी घटना को रोकता है। एक ओर, सीओ 2 का उपयोग पिघला हुआ धातु और वेल्डिंग चाप को प्रभाव से बचाता है परिवेश का वातावरणदूसरी ओर, यह गैस चाप के उच्च तापमान पर कार्बन मोनोऑक्साइड और ऑक्सीजन में विघटित हो जाती है, जो पिघली हुई धातु पर ऑक्सीकरण प्रभाव दिखाती है। ऑक्सीजन को बांधने और इसे वेल्ड पूल से निकालने के लिए, सिलिकॉन और मैंगनीज जैसे डीऑक्सीडाइज़र की बढ़ी हुई मात्रा महत्वपूर्ण है। सामान्य नमी सामग्री कार्बन डाइऑक्साइड, जब अन्य गैसों के साथ ठीक से संयुक्त होती है, तो वेल्ड धातु में सरंध्रता, संलयन की कमी और संलयन की कमी जैसे वेल्डिंग दोषों को रोकने में मदद करती है।

सादगी और बहुमुखी प्रतिभा

• स्वचालित और अर्ध-स्वचालित वेल्डिंग मोड में विभिन्न स्थानिक स्थितियों में काम करने की क्षमता।
• फ्लक्स की आपूर्ति और निकासी के लिए उपकरणों की कोई आवश्यकता नहीं है।

पतली कार्बन स्टील शीट की वेल्डिंग करते समय CO2 का उपयोग सबसे प्रभावी होता है। इस गैस का प्रयोग प्रायः में किया जाता है शरीर की मरम्मतकारों, ट्रकों। यहां सीओ 2 सुरक्षात्मक वातावरण होने के फायदे विशेष रूप से स्पष्ट रूप से सामने आते हैं।

वेल्ड की ताकत में सुधार

वेल्डिंग प्रक्रिया में, गैसों की उपयुक्त संरचना और उपयुक्त उपभोग्य वस्तुएं वेल्ड में धातु की आवश्यक कठोरता प्राप्त करने को प्रभावित करने वाले प्राथमिक उपकरण और कारक हैं। अन्य गैसों के साथ कार्बन डाइऑक्साइड, वेल्डेड जोड़ की कठोरता को बढ़ाता है।

सतह तनाव में कमी

कार्बन स्टील्स के लिए भूतल तनाव एक और समस्या है। इस वजह से उनके लिए मेल्ट पैठ बदतर है। पिघली हुई अवस्था में वेल्ड धातु एक उच्च सतह तनाव प्राप्त करती है, जिसे हीलियम, आर्गन आदि जैसी अक्रिय गैसों का उपयोग करते समय कम नहीं किया जा सकता है। इस मामले में, कार्बन डाइऑक्साइड एकमात्र परिरक्षण गैस है जो सतह के तनाव की तीव्रता को कम करने में सक्षम है, बेहतर पैठ प्रदान करती है। इस प्रकार, ऊपर वर्णित फायदे कार्बन स्टील्स को वेल्डिंग के लिए कार्बन डाइऑक्साइड एक अच्छे वेल्ड के लिए एक बहुत ही महत्वपूर्ण उपकरण बनाते हैं, खासकर अगर हम बात कर रहे हेपाउडर इलेक्ट्रोड के बारे में।

अप्रचलित - चमकता हुआ पानी, बोलचाल का - सोडा।

यह कार्बन डाइऑक्साइड से संतृप्त साधारण स्वाद वाले या मिनरल वाटर से बना शीतल पेय है।

प्रकार। कार्बन डाइऑक्साइड संतृप्ति के स्तर के अनुसार, कार्बोनेटेड पानी तीन प्रकार के होते हैं:

0.2-0.3% के कार्बन डाइऑक्साइड संतृप्ति स्तर पर थोड़ा कार्बोनेटेड,

मध्यम कार्बोनेटेड - 0.3-0.4%,

अत्यधिक कार्बोनेटेड - 0.4% से ऊपर।

उत्पादन। गैसीकरण दो तरह से किया जाता है।

1. यांत्रिक - कार्बन डाइऑक्साइड, खनिज और फलों के पानी, स्पार्कलिंग या स्पार्कलिंग पानी और वाइन के साथ तरल की संतृप्ति। पेय विशेष उपकरणों में कार्बोनेटेड होते हैं - संतृप्त, साइफन, एकराटोफोरस, दबाव वाले धातु के टैंक, जिसके पहले वे पानी से हवा को ठंडा और निकालते हैं। पेय 5-10 ग्राम / लीटर तक संतृप्त होता है। कार्बन डाइऑक्साइड के साथ पानी की संतृप्ति के दौरान कीटाणुशोधन नहीं होता है।

2. रासायनिक - किण्वन के दौरान पेय कार्बन डाइऑक्साइड के साथ कार्बोनेटेड होता है: एकराटोफोरिक और बोतलबंद शैंपेन, बीयर, साइडर, स्पार्कलिंग वाइन, ब्रेड क्वास, या जब सोडा और एसिड इंटरैक्ट करते हैं - सेल्टज़र पानी (उर्फ सोडा पानी)।

कार्बन डाइऑक्साइड के लिए वैकल्पिक गैसें। कार्बोनेटेड पानी का उत्पादन और बिक्री की जाती है, यह या तो ऑक्सीजन या नाइट्रस ऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड के मिश्रण से संतृप्त होता है।

कहानी। कार्बोनेटेड प्राकृतिक जलप्राचीन काल से जाना जाता है। इसका उपयोग औषधीय प्रयोजनों के लिए किया जाता था। हिप्पोक्रेट्स ने अपने काम का एक पूरा अध्याय इस पानी को समर्पित कर दिया और बीमारों को न केवल इसे पीने का आदेश दिया, बल्कि इसमें स्नान करने का भी आदेश दिया। 18वीं शताब्दी के बाद से शुद्ध पानीस्रोतों से बोतलबंद और दुनिया भर में ले जाया जाता है। लेकिन वह महंगी थी और जल्दी से भाप से बाहर भाग गई।

1767 में कार्बोनेटेड पानी बनाने वाले पहले अंग्रेजी रसायनज्ञ जोसेफ प्रीस्टली थे।

1770 में, स्वेड टोबर्न बर्गमैन ने एक पंप का उपयोग करके दबाव में कार्बन डाइऑक्साइड के बुलबुले के साथ पानी को संतृप्त करने में सक्षम एक उपकरण तैयार किया, और इसे एक संतृप्त (सतुरो - संतृप्त) कहा।

कार्बोनेटेड पानी का औद्योगिक उत्पादन सबसे पहले जैकब श्वेप ने शुरू किया था। 1783 में, उन्होंने सैचुरेटर में सुधार किया और स्पार्कलिंग पानी के उत्पादन के लिए एक संयंत्र का निर्माण किया।

कार्बोनेटेड पानी में कार्बन डाइऑक्साइड के गुण।

कार्बन डाइऑक्साइड पानी में अत्यधिक घुलनशील है, ठीक उसी तरह जैसे अन्य गैसें पानी के साथ पानी में प्रवेश करती हैं। रासायनिक बातचीत: सल्फर डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन सल्फाइड, अमोनिया और अन्य। अन्य गैसें पानी में कम घुलनशील होती हैं। कार्बन डाइऑक्साइड एक परिरक्षक के रूप में कार्य करता है और पैकेजिंग पर कोड E290 के साथ इंगित किया गया है।

स्वास्थ्य पर प्रभाव। फाउंड्री में, फाउंड्री में श्रम सुरक्षा के लिए अंतरक्षेत्रीय नियमों के अनुसार, उपकरण प्रदान किए जाने चाहिए जो श्रमिकों को नमकीन कार्बोनेटेड पानी प्रदान करते हैं, जिसमें प्रति व्यक्ति प्रति व्यक्ति 4-5 लीटर की दर से 0.5% सोडियम क्लोराइड शामिल है।

बहुत अधिक मीठा सोडा वाटर मोटापे के साथ-साथ मधुमेह की संभावना को भी बढ़ाता है। दुनिया भर के कई देशों ने स्कूल के मैदान में कार्बोनेटेड पेय की बिक्री पर प्रतिबंध लगा दिया है।

वाह! .. यहाँ, हाँ! .. स्वस्थ रहें! ..

कार्बन एक अविश्वसनीय तत्व है। कार्बन परमाणुओं को एक दिशा में व्यवस्थित करें, और वे ग्रेफाइट की तुलना में नरम, अधिक लचीला हो जाते हैं।

स्थान रीसेट करें, और प्रतिष्ठा करें! परमाणु हीरा बनाते हैं, जो दुनिया के सबसे कठोर पदार्थों में से एक है।

पृथ्वी पर अधिकांश जीवन के लिए कार्बन भी एक प्रमुख घटक है; रंगद्रव्य जिसने पहला चित्र बनाया; और ग्रेफीन जैसे तकनीकी चमत्कारों का आधार है, जो स्टील से अधिक मजबूत और रबर की तुलना में अधिक लचीला है। [सेमी। तत्वों की आवर्त सारणी]।

कार्बन प्राकृतिक रूप से कार्बन-12 के रूप में होता है, जो ब्रह्मांड में लगभग 99% कार्बन का निर्माण करता है; कार्बन-13, जो लगभग 1% है; और कार्बन-14, जो कुल कार्बन की एक नगण्य मात्रा है, और यह कार्बनिक वस्तुओं के डेटिंग में बहुत महत्वपूर्ण है।

कार्बन अपने गुणों में अद्वितीय है क्योंकि यह एक दूसरे के साथ संयुक्त होने पर अन्य सभी तत्वों के कुल योग से अधिक घटक बनाता है।

कार्बन के भौतिक और रासायनिक गुण तत्व की क्रिस्टल संरचना पर निर्भर करते हैं।

• परमाणु संख्या (नाभिक में प्रोटॉन की संख्या): 6
• परमाणु प्रतीक(पर आवर्त सारणीतत्व): साथ
• परमाणु भार (औसत वजनपरमाणु): 12.0107
• घनत्व: 2.2670 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर
• चरणों में कमरे का तापमान: ठोस
• गलनांक: 6.422 डिग्री फ़ारेनहाइट (3.550 डिग्री सेल्सियस)
• क्वथनांक: 6.872 एफ (3.800 एस) (उच्च बनाने की क्रिया)
• समस्थानिकों की संख्या: कुल 15; दो स्थिर समस्थानिक, जिसमें एक तत्व के परमाणु स्थित होते हैं अलग राशिन्यूट्रॉन
• सबसे आम समस्थानिक: कार्बन -12 (6 प्रोटॉन, 6 न्यूट्रॉन और 6 इलेक्ट्रॉन) और कार्बन -13 (6 प्रोटॉन, 7 न्यूट्रॉन और 6 इलेक्ट्रॉन)
• वेंडरवाल त्रिज्या 0.091 एनएम
• आयनिक त्रिज्या 0.26 एनएम (-4) ; 0.015 एनएम (+4)
• आइसोटोप 3
• इलेक्ट्रॉनिक गोले [वह] 2S 2 2P 2 . के साथ
• प्रथम आयनन ऊर्जा 1086.1 kJ.mol -1
• दूसरी आयनीकरण ऊर्जा 2351.9 kJ.mol -1
• तीसरी आयनीकरण ऊर्जा 4618.8 kJ.mol -1

कार्बन: सितारों से जीवन तक

सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स के अनुसार, ब्रह्मांड में छठे सबसे प्रचुर तत्व के रूप में, ट्रिपल अल्फा प्रक्रिया नामक प्रतिक्रिया में तारों के अंदर कार्बन बनता है।

पुराने सितारों में जो जल गए अधिकांशइसके हाइड्रोजन का, शेष हीलियम संरक्षित है। प्रत्येक हीलियम नाभिक में दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन होते हैं। बहुत उच्च तापमान- 100,000,000 से अधिक केल्व। (179.999.540.6 एफ) - हीलियम नाभिक फ्यूज करना शुरू करते हैं, पहले अस्थिर 4-प्रोटॉन बेरिलियम नाभिक में जोड़े के रूप में, और अंततः, बेरिलियम नाभिक की पर्याप्त संख्या के रूप में, बेरिलियम और हीलियम में दिखाई देते हैं। अंतिम परिणाम: छह प्रोटॉन और छह न्यूट्रॉन वाले परमाणु - कार्बन।

कार्बन एक पैटर्न निर्माता है। यह पॉलिमर नामक लंबी लोचदार श्रृंखला बनाने के लिए स्वयं के साथ बंध सकता है। इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था के कारण यह चार अन्य परमाणुओं के साथ भी बंध सकता है। परमाणु एक इलेक्ट्रॉन बादल से घिरे एक नाभिक की तरह व्यवस्थित होते हैं, जिसमें इलेक्ट्रॉन नाभिक से अलग-अलग दूरी पर घूमते हैं। यूनिवर्सिटी ऑफ कैलिफोर्निया डेविस के अनुसार, रसायनज्ञ इन दूरियों को गोले के रूप में समझते हैं और प्रत्येक शेल में मौजूद परमाणुओं के गुणों का निर्धारण करते हैं।

कार्बन में दो हैं इलेक्ट्रॉन के गोले, जिनमें से पहले में दो इलेक्ट्रॉन होते हैं, और दूसरे में संभावित आठ स्थानों में से चार होते हैं। जब परमाणु बंधे होते हैं, तो वे अपने में इलेक्ट्रॉनों को साझा करते हैं बाहरी आवरण. कार्बन के बाहरी आवरण में चार खाली स्थान होते हैं, जो इसे चार अन्य परमाणुओं के साथ बंधने की अनुमति देता है। (यह डबल और ट्रिपल बॉन्ड बनाकर कम परमाणुओं के साथ भी मजबूती से बंध सकता है)।

दूसरे शब्दों में, कार्बन के पास विकल्प हैं। और वह उनका उपयोग करता है: लगभग 10 मिलियन कार्बन यौगिकों की खोज की गई है, और वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि कार्बन है आधारशिलाज्ञात यौगिकों के 95 प्रतिशत के लिए। अविश्वसनीय क्षमताकई अन्य तत्वों के साथ कार्बन बॉन्डिंग मुख्य कारण है कि यह लगभग सभी जीवन के लिए महत्वपूर्ण है।

जीवों में कार्बन

कार्बन की खोज इतिहास है। तत्व ज्ञात था प्रागैतिहासिक लोगलकड़ी का कोयला के रूप में। के अनुसार विश्व संघकोयले के रूप में कोयला, कार्बन अभी भी दुनिया का ईंधन का मुख्य स्रोत है, जो दुनिया की ऊर्जा का लगभग 30 प्रतिशत प्रदान करता है। इस्पात निर्माण में कोयला भी एक प्रमुख घटक है, और ग्रेफाइट, कार्बन का एक अन्य रूप, एक सामान्य औद्योगिक स्नेहक है।

कार्बन-14 है रेडियोधर्मी समस्थानिकपुरातत्वविदों द्वारा आधुनिक जीवों और अवशेषों के लिए उपयोग किया जाने वाला कार्बन। कार्बन-14 वातावरण में प्राकृतिक रूप से पाया जाता है। कोलोराडो स्टेट यूनिवर्सिटी के अनुसार, पौधे इसे श्वसन के माध्यम से लेते हैं, जिसमें वे प्रकाश संश्लेषण के दौरान बनाई गई शर्करा को ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं जिसका उपयोग वे अन्य प्रक्रियाओं को विकसित करने और बनाए रखने के लिए करते हैं। जीवित जीव पौधों या अन्य पौधे खाने वाले जानवरों को खाकर अपने शरीर में कार्बन -14 को शामिल करते हैं। एरिज़ोना विश्वविद्यालय के अनुसार, कार्बन -14 का आधा जीवन 5,730 वर्ष है, जिसका अर्थ है कि उस समय के बाद, नमूने में कार्बन -14 का आधा क्षय हो गया है।

चूंकि जीव मृत्यु के बाद कार्बन-14 को ग्रहण करना बंद कर देते हैं, वैज्ञानिक कार्बन-14 के आधे जीवन का उपयोग एक घड़ी के रूप में कर सकते हैं ताकि यह पता लगाया जा सके कि किसी जीव की मृत्यु के बाद कितना समय बीत चुका है। यह विधि लकड़ी या अन्य पौधों की सामग्री से बनी वस्तुओं सहित एक बार जीवित जीवों पर काम करती है।

कार्बन का नाम लैटिन शब्द कार्बो से लिया गया है, जिसका अर्थ है कोयला।

• हीरे और ग्रेफाइट सबसे सख्त और नरम में से हैं प्राकृतिक सामग्रीज्ञात, क्रमशः। उनके बीच एकमात्र अंतर उनकी क्रिस्टल संरचना है।
• पृथ्वी के विश्वकोश के अनुसार, कार्बन पृथ्वी के स्थलमंडल (क्रस्ट और बाहरी मेंटल) का 0.032 प्रतिशत हिस्सा बनाता है। ला सल्ला विश्वविद्यालय के भूविज्ञानी डेविड स्मिथ द्वारा लिथोस्फीयर के वजन का एक मोटा अनुमान 300,000,000,000,000,000,000,000 (या 3*10^23) पाउंड है, जिससे लिथोस्फीयर में कार्बन का अनुमानित वजन 10,560,000,000,000,000,000,000,000 (या 1.056*10 ^22) पाउंड है।
• कार्बन डाइऑक्साइड (एक कार्बन परमाणु और दो ऑक्सीजन परमाणु) लगभग 0.04 प्रतिशत . है पृथ्वी का वातावरण, के अनुसार राष्ट्रीय प्रशासनमहासागरीय और वायुमंडलीय अनुसंधान (एनओएए) - जीवाश्म ईंधन के जलने के कारण पूर्व-औद्योगिक समय से वृद्धि।
• कार्बन मोनोऑक्साइड (एक कार्बन परमाणु प्लस एक ऑक्सीजन परमाणु) जीवाश्म ईंधन के जलने पर उत्पन्न होने वाली गैस की गंध है। कार्बन मोनोऑक्साइड हीमोग्लोबिन से बंध कर मरता है, ऑक्सीजन युक्त यौगिकरक्त में। कार्बन डाइऑक्साइड ऑक्सीजन से 210 गुना अधिक मजबूत हीमोग्लोबिन से बांधता है, हीमोग्लोबिन से बांधता है, प्रभावी रूप से ऑक्सीजन को विस्थापित करता है।
• हीरा, कार्बन का सबसे चमकीला संस्करण, निम्न रूप में बनता है बहुत दबावगहराई में पृथ्वी की पपड़ी. अधिकांश बड़ा हीरासे जवाहरजो कभी पाया गया वह कलिनन हीरा था, जिसे 1905 में खोजा गया था। कच्चा हीरा 3,106.75 कैरेट का था। अधिकांश बड़ा पत्थर 530.2 कैरेट के हीरे से काटे गए, यूनाइटेड किंगडम के रॉयल ज्वेल्स में से एक है और इसे के रूप में जाना जाता है महान सिताराअफ्रीका।
• आर्कियोलॉजिकल साइंस जर्नल में 2009 के एक अध्ययन के अनुसार, आल्प्स में मिली 5,300 साल पुरानी ओट्ज़ी द आइसमैन के टैटू कार्बन से बने थे। त्वचा में छोटे-छोटे चीरे लगाए गए थे और चारकोल को संभवतः एक्यूपंक्चर उपचार के हिस्से के रूप में रगड़ा गया था।

नए कार्बन अणु

कार्बन अणु एक लंबे अध्ययन वाले तत्व हैं, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि इसे अब और नहीं पाया जा सकता है। वास्तव में, वही तत्व जो हमारे प्रागैतिहासिक पूर्वजों ने चारकोल की तरह जला दिया था, अगली पीढ़ी की तकनीकी सामग्री की कुंजी रख सकता है।

1985 में, टेक्सास में राइस विश्वविद्यालय के रिक स्माली और रॉबर्ट कर्ल और उनके सहयोगियों ने खोज की नए रूप मेकार्बन। अमेरिकन केमिकल सोसाइटी के अनुसार, ग्रेफाइट को लेजर से वाष्पीकृत करके, वैज्ञानिकों ने शुद्ध कार्बन से एक रहस्यमय नया अणु बनाया है। यह अणु एक गेंद के गोले के रूप में निकला, जिसमें 60 कार्बन परमाणु थे। नए कार्बन अणु को अब "बकीबॉल" के रूप में जाना जाता है। इसे खोजने वाले शोधकर्ताओं ने जीत हासिल की नोबेल पुरुस्कार 1996 में रसायन विज्ञान में। 2009 में जर्नल ऑफ केमिकल इंफॉर्मेशन एंड मॉडलिंग में प्रकाशित एक अध्ययन के अनुसार, बकीबॉल एचआईवी के प्रसार को रोकते पाए गए हैं; चिकित्सा शोधकर्ता दवाओं, अणुओं को अणुओं से जोड़ने के लिए काम कर रहे हैं, ताकि शरीर में संक्रमण या ट्यूमर के लिए दवाओं को सीधे वितरित किया जा सके; इसमें कोलंबिया विश्वविद्यालय का शोध शामिल है।

तब से, अन्य नए शुद्ध अणुअद्भुत संवाहक गुणों के साथ अण्डाकार और कार्बन नैनोट्यूब सहित कार्बन - फुलरीन। कार्बन रसायन अभी भी काफी गर्म है। जापान और अमेरिका के शोधकर्ता यह पता लगा रहे हैं कि जटिल नए कार्बन अणु बनाने के लिए पैलेडियम परमाणुओं का उपयोग करके कार्बन परमाणुओं को एक साथ कैसे जोड़ा जाए।

ग्राफीन

बात कर रहे सरल भाषा, ग्राफीन, शुद्ध कार्बन की एक पतली परत है; यह कार्बन परमाणुओं की एक एकल, घनी रूप से पैक की गई परत है जो एक हेक्सागोनल हेक्सागोनल जाली में एक साथ रखी जाती है। अधिक जटिल परिस्थितियों में, यह अणु में 0.142 एनएम की बंधन लंबाई के साथ SP2 परमाणुओं के एक विमान की संरचना में कार्बन का एक आवंटन है। ग्रैफीन की परतें एक दूसरे के ऊपर खड़ी ग्रेफाइट बनाती हैं, जिसमें 0.335 एनएम की इंटरप्लानर रिक्ति होती है।

यह सबसे पतला कनेक्शन है आदमी के लिए जाना जाता है, एक परमाणु मोटा, सबसे हल्का पदार्थ ज्ञात है (लगभग 0.77 मिलीग्राम प्रति वर्ग मीटर), सबसे मजबूत यौगिक पाया जाता है (स्टील से 100 से 300 गुना मजबूत और 150,000,000 पीएस की कठोरता के साथ), कमरे के तापमान पर गर्मी का सबसे अच्छा संवाहक (में (4.84±0.44) × 10^3 k (5.30±0.48) × 10^3 W m-1 K s−1)। अन्य ज्ञात गुणग्राफीन α 2.3% में अपने अद्वितीय प्रकाश अवशोषण स्तर सफ़ेद रौशनी, और स्पिन परिवहन में उपयोग के लिए इसकी संभावित उपयुक्तता।

इसे ध्यान में रखते हुए, आपको यह जानकर आश्चर्य हो सकता है कि हाइड्रोजन, हीलियम और ऑक्सीजन के बाद कार्बन मानव शरीर में दूसरी सबसे प्रचुर मात्रा में सामग्री है और ब्रह्मांड में (द्रव्यमान के अनुसार) चौथा सबसे प्रचुर तत्व है। यह कार्बन बनाता है रासायनिक आधारपृथ्वी पर जीवन के हर ज्ञात रूप के लिए, इसलिए ग्रैफेन पर्यावरण के अनुकूल, लगभग असीमित संख्या में अनुप्रयोगों के लिए टिकाऊ समाधान हो सकता है। ग्राफीन की खोज (या, अधिक सटीक रूप से, यांत्रिक उत्पादन) के बाद से, विभिन्न वैज्ञानिक विषयविशेष रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स और जैव प्रौद्योगिकी में भारी प्रगति के साथ विस्फोट हुआ।

कार्बन नैनोट्यूब (CNT) कार्बन परमाणुओं से बनी एक छोटी, पुआल जैसी संरचना है। ये ट्यूब में अत्यंत उपयोगी हैं एक विस्तृत श्रृंखलाइलेक्ट्रॉनिक, चुंबकीय और यांत्रिक प्रौद्योगिकियां। इन ट्यूबों के व्यास इतने छोटे होते हैं कि इन्हें नैनोमीटर में मापा जाता है। एक नैनोमीटर एक मीटर का एक अरबवां हिस्सा होता है, जो मानव बाल से लगभग 10,000 गुना छोटा होता है।

कार्बन नैनोट्यूब स्टील की तुलना में कम से कम 100 गुना अधिक मजबूत होते हैं, लेकिन केवल एक-छठे भारी होते हैं, इसलिए वे लगभग किसी भी सामग्री में ताकत जोड़ सकते हैं। वे बिजली और गर्मी के संचालन में तांबे से भी बेहतर हैं।

समुद्र के पानी को पीने के पानी में बदलने के लिए नैनो तकनीक का इस्तेमाल किया जा रहा है. एक नए अध्ययन में, लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी (एलएलएनएल) के वैज्ञानिकों ने कार्बन नैनोट्यूब प्रक्रिया विकसित की है जो नमक को हटा सकती है समुद्र का पानीपारंपरिक तकनीकों की तुलना में बहुत अधिक कुशल।

नैनोट्यूब के अध्ययन में वैज्ञानिकों ने इस तरह की नकल की जैविक झिल्ली: अनिवार्य रूप से झिल्ली के भीतर छिद्रों वाला एक मैट्रिक्स। उन्होंने विशेष रूप से छोटे नैनोट्यूब का इस्तेमाल किया - मानव बाल की तुलना में 50,000 गुना अधिक पतला। ये छोटे नैनोट्यूब पानी का एक बहुत उच्च प्रवाह प्रदान करते हैं, लेकिन इतने संकीर्ण हैं कि केवल एक पानी का अणु ट्यूब से गुजर सकता है। और सबसे महत्वपूर्ण बात, नमक आयन ट्यूब में फिट होने के लिए बहुत बड़े हैं।

शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि नई खोज महत्वपूर्ण परिणामजल उपचार प्रक्रियाओं और उच्च प्रवाह झिल्ली प्रौद्योगिकियों दोनों की अगली पीढ़ी के लिए।

चाहे हम चलें, दौड़ें, सोचें और सपने भी देखें - बिल्कुल किसी भी क्रिया और प्रक्रिया के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है. जब हम बस लेट जाते हैं, तो शरीर ऊर्जा खर्च करता रहता है। नींद में भी, ऊर्जा की खपत एक सेकंड के लिए भी नहीं रुकती है: हृदय धड़कता है, श्वसन की मांसपेशियां सिकुड़ती हैं, उत्सर्जन प्रणाली काम करती है और आवेग तंत्रिकाओं के माध्यम से चलते हैं। पदार्थ और ऊर्जा का यह निरंतर आदान-प्रदान जीवित जीवों और निर्जीव प्रकृति के बीच मुख्य अंतरों में से एक है।

अधिकांश प्रभावशाली तरीकापोषित कैलोरी प्राप्त करना - ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाएंऑक्सीजन की भागीदारी के साथ। शरीर को इसमें निहित कार्बनिक पदार्थों का एक अंतहीन ऑक्सीकरण प्रदान करने के लिए श्वसन की प्रक्रिया होती है। सांस लेने का मतलब आमतौर पर लगातार सांस लेना और छोड़ना होता है।जो फेफड़े बनाते हैं। हालांकि, यह बाहरी श्वास है, सबसे जटिल प्रक्रिया का पहला चरण।

एक बार रक्त में, हीमोग्लोबिन प्रोटीन में ऑक्सीजन के माध्यम से चलता है संचार प्रणालीऔर शरीर की हर कोशिका में पहुँचाया जाता है। जहां केशिकाएं सीधे कोशिका तक नहीं पहुंच सकतीं, अंतरकोशिकीय द्रव एक मध्यस्थ की भूमिका निभाता है। केवल कोशिका में, अर्थात् माइटोकॉन्ड्रिया नामक उसके भाग में, ऑक्सीकरण प्रक्रियाएँ होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप हमें आवश्यक ऊर्जा निकलती है।

ऑक्सीकरण के लिए सामग्री कहाँ से आती है? भोजन - वसा, प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट - वह ईंधन है जो हमारे शरीर की ऑक्सीजन "भट्ठी" में धीरे-धीरे लेकिन निश्चित रूप से जलता है।

किसी भी उत्पादन की तरह, यहां कोई कचरा नहीं है। श्वसन के अपशिष्ट उत्पाद कार्बन डाइऑक्साइड और पानी हैं।जो शरीर छोड़ देता है विभिन्न तरीके: कार्बन डाइऑक्साइड ऑक्सीजन के समान पथ लेती है, लेकिन उल्टे क्रम में (कोशिका - रक्त - फेफड़े), फेफड़ों (जलवाष्प के साथ), गुर्दे (मूत्र के साथ), त्वचा (पसीने के साथ) और आंतों के माध्यम से पानी निकाल दिया जाता है।

फेफड़ों में कौन-सी ताकतें ऑक्सीजन को रक्त में और कार्बन डाइऑक्साइड को छोड़ने के लिए प्रेरित करती हैं?

मिश्रण में कोई भी गैस (में .) ये मामलाऐसा मिश्रण वह हवा होगी जिसमें हम सांस लेते हैं) है खुद की ताकतआंशिक दबाव कहा जाता है। में घुली गैसों में समान बल होता है तरल माध्यम(हमारे उदाहरण में, तरल रक्त है), केवल यहाँ इस बल को तनाव कहा जाता है। दोनों बलों को पारे के मिलीमीटर में मापा जाता है। विनिमय का पूरा "दृश्य" फुफ्फुसीय पुटिकाओं में खेला जाता है - एल्वियोली, जो अंगूर के गुच्छों की तरह, सबसे छोटी ब्रांकाई के सिरों पर लटकती है। एल्वियोलस की दीवार वायुकोशीय कोशिकाओं की एक परत, केशिका कोशिकाओं की एक परत और एक परत द्वारा बनाई जाती है संयोजी ऊतकउनके बीच और के बीच एक सीमा के रूप में कार्य करता है वायु पर्यावरणफेफड़े और रक्त केशिकाएं। यह बहुत पतला है - तीनों परतों की कुल मोटाई केवल 1 माइक्रोन है - और गैसों के लिए एक बहुत छोटा अवरोध है।

यदि एक आंशिक दबावगैस मिश्रण में गैस तरल में उसी गैस के वोल्टेज से अधिक होती है, गैस तरल में प्रवेश करती है और उसमें घुल जाती है, और इसके विपरीत, यदि तरल में गैस का दबाव उसके आंशिक दबाव से अधिक है गैस मिश्रण में, गैस तरल छोड़ देती है। उदाहरण के लिए, प्रकृति में इस तरह से वायुमंडलीय ऑक्सीजनजल निकायों - नदियों और झीलों, और कार्बन डाइऑक्साइड - जल निकायों से वायुमंडल में मिल जाता है।

फेफड़ों में गैस विनिमय कैसे होता है? समुद्र के स्तर पर, हम जिस हवा में सांस लेते हैं, उसमें लगभग 100 मिमी एचजी ऑक्सीजन का आंशिक दबाव होता है। कला।, और शिरापरक रक्त में इसका तनाव -40 मिमी एचजी। कला। स्वाभाविक रूप से, ऑक्सीजन एक तरल में "स्ट्रेन" से अधिक गैस में "दबाता है", और यह बल इसे रक्त में प्रवाहित करने के लिए मजबूर करता है जब तक कि ऑक्सीजन का दबाव और तनाव संतुलित न हो जाए। रक्त फेफड़ों की केशिकाओं से 0.5 सेकंड में बहता है, और इस समय का आधा समय रक्त को शिरापरक से धमनी में बदलने के लिए पर्याप्त है। एक व्यक्ति की स्वस्थ अवस्था में, धमनी रक्त ऑक्सीजन से 95-97% तक संतृप्त होता है।

कार्बन डाइऑक्साइड के लिए, तस्वीर उलट है। एल्वियोली में इसका आंशिक दबाव 40 मिमी एचजी है। कला।, और रक्तचाप - 46 मिमी एचजी। कला।, इसलिए कार्बन डाइऑक्साइड को संतुलन होने तक रक्त से "धक्का" दिया जाता है। यह कुछ अजीब लग सकता है कि, वोल्टेज और दबाव के बीच छोटे अंतर के बावजूद, कार्बन डाइऑक्साइड रक्त को ऑक्सीजन में प्रवेश करने की तुलना में 20 गुना तेजी से छोड़ देता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि कार्बन डाइऑक्साइड की घुलनशीलताऑक्सीजन से 25 गुना ज्यादा। हालांकि, धमनी रक्त में हमेशा ऑक्सीजन के साथ कार्बन डाइऑक्साइड की थोड़ी मात्रा होती है।

श्वास को कुछ हद तक चेतना द्वारा नियंत्रित किया जाता है। हम खुद को कम या ज्यादा बार सांस लेने के लिए मजबूर कर सकते हैं या अपनी सांस रोक भी सकते हैं। हालाँकि, हम कितनी देर तक अपनी सांस को रोकने की कोशिश करें, एक समय ऐसा आता है जब यह असंभव हो जाता है। अगली सांस का संकेत है ऑक्सीजन की कमी नहीं, जो तार्किक लग सकता है, लेकिन अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड. यह रक्त में जमा हो जाता है कार्बन डाइऑक्साइड श्वसन का एक शारीरिक उत्तेजक है. कार्बन डाइऑक्साइड की भूमिका की खोज के बाद, उन्होंने श्वसन केंद्र के काम को प्रोत्साहित करने के लिए इसे स्कूबा डाइवर्स के गैस मिश्रण में जोड़ना शुरू किया। संज्ञाहरण में एक ही सिद्धांत का उपयोग किया जाता है।

पर सामान्य स्थितिआराम करने पर, एक व्यक्ति लगभग 15 श्वसन चक्र करता है, अर्थात हर 4-5 सेकंड में साँस लेना-निकालना होता है। यदि आप कृत्रिम रूप से रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा को हाइपरवेंटिलेशन द्वारा कम करते हैं, छह से आठ बार गहरी साँसें और साँस छोड़ते हैं, तो अंतिम साँस छोड़ने के बाद आता है दिलचस्प स्थिति- थोड़ी देर के लिए सांस लेने की जरूरत गायब हो जाती है। सांस लेने की इच्छा सामान्य 4-5 सेकंड के बजाय लगभग 0.5 मिनट के बाद प्रकट होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि हाइपरवेंटिलेशन के दौरान, कार्बन डाइऑक्साइड शरीर से सक्रिय रूप से हटा दिया जाता है और धमनी रक्त में इसका तनाव काफी कम हो जाता है। अब श्वसन केंद्र को तब तक उत्तेजित करने में अधिक समय लगेगा जब तक कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा नहीं पहुंच जाती सही स्तर. गोताखोरों के लिए हाइपरवेंटिलेशन से क्या भरा है, आप बाद में जानेंगे।

हाइपोक्सिया का एक उदाहरण, जो अक्सर मौत का कारण बनता है, जहर है कार्बन मोनोआक्साइड . ऑटोमोबाइल निकास में इसकी सामग्री विशेष रूप से अधिक है। इस गैस की कपटता यह है कि यह रंगहीन और गंधहीन होता है. शुरुआती विषाक्तता का एकमात्र संकेत सोने की एक अदम्य इच्छा है। कार्बन मोनोऑक्साइड, ऑक्सीजन की तरह, हीमोग्लोबिन के साथ मिलती है, लेकिन यह बंधन 300 गुना अधिक मजबूत होता है। एक व्यक्ति जितनी देर कार्बन मोनोऑक्साइड में सांस लेता है, उसके रक्त में उतनी ही कम ऑक्सीजन बची रहती है। केवल एक चीज जो गंभीर विषाक्तता के मामले में किसी व्यक्ति को बचा सकती है, वह है तत्काल रक्त आधान, क्योंकि इस मामले में कार्बन मोनोऑक्साइड से मुक्त और ऑक्सीजन ले जाने में सक्षम लाल रक्त कोशिकाएं शरीर में प्रवेश करेंगी।

कार्बन मोनोऑक्साइड विषाक्तता हाइपोक्सिया का एक चरम मामला है। सामान्य तौर पर, अन्य जीवित प्राणियों की तरह, एक व्यक्ति के पास ऑक्सीजन की कमी का मुकाबला करने के लिए कई तरह के अनुकूलन होते हैं - श्वसन में वृद्धि, लाल रक्त कोशिकाओं के उत्पादन में वृद्धि और त्वरित हीमोग्लोबिन संश्लेषण। यदि ऑक्सीजन की मात्रा में परिवर्तन होता है वातावरण, तो केवल कमी की दिशा में, लेकिन शरीर के पास ऑक्सीजन की अधिकता से खुद को बचाने के लिए कुछ भी नहीं है।

हैरानी की बात है, शुद्ध ऑक्सीजन में सांस लेने पर शरीर में जहर होता है, और फिर श्वासावरोध से मृत्यु, अर्थात् घुटन। यदि साँस की हवा में ऑक्सीजन की मात्रा अत्यधिक अधिक है, तो रक्त हीमोग्लोबिन 100% ऑक्सीजन से संतृप्त होता है, और ऑक्सीजन अणु जिनके पास लाल रक्त कोशिकाओं में पर्याप्त जगह नहीं होती है, वे रक्त में घुल जाते हैं और "मुक्त तैराकी" में चले जाते हैं। चूंकि लाल रक्त कोशिकाएं कोशिकाओं को ऑक्सीजन छोड़ती हैं, इसके "फ्री-फ्लोटिंग" अणु खाली स्थान पर कब्जा कर लेते हैं। केशिकाओं से गुजरते हुए, एरिथ्रोसाइट्स में कार्बन डाइऑक्साइड का बड़ा हिस्सा लेने का समय नहीं होता है, क्योंकि इसका 75% एरिथ्रोसाइट्स द्वारा फेफड़ों में स्थानांतरित किया जाता है और केवल 25% रक्त प्लाज्मा में घुल जाता है। तब कार्बन डाइऑक्साइड के अणु बहुत अधिक नहीं होते हैं, क्योंकि वे लाल रक्त कोशिकाओं को केवल "काठी" कर सकते हैं, जब वे केशिकाओं के माध्यम से तैर रहे होते हैं, क्योंकि इन जहाजों में विशेष रूप से गैस विनिमय होता है। तो शिरापरक रक्त के बजाय, ऑक्सीजन से भरा रक्त नसों से बहता है, और कार्बन डाइऑक्साइड कोशिकाओं में रहता है और घुटन के हमले को भड़काता है।

फेफड़ों में, रक्त फिर से आदर्श से अधिक ऑक्सीजन से संतृप्त होता है, और इतिहास खुद को दोहराता है। बहुत जल्दी, कोशिकाओं और ऊतकों में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा इतनी ध्यान देने योग्य हो जाती है कि चेहरा लाल हो जाता है, सांस की तकलीफ, सिरदर्द और ऐंठन दिखाई देती है (होंठ, पलकें, चेहरे और उंगलियों और पैर की उंगलियों की मांसपेशियों में मरोड़), और अंततः व्यक्ति चेतना खो देता है, और "बेघर" ऑक्सीजन चीजों को क्रम में रखना जारी रखता है। इसके अणु अत्यंत सक्रिय होते हैं और दाएं और बाएं ऑक्सीडेटिव बलों को बर्बाद करते हैं। सबसे पहले, वे कोशिका झिल्ली को नष्ट करते हैं, जिसमें मुख्य रूप से आसानी से ऑक्सीकृत लिपिड (वसा जैसे) अणु होते हैं। कई सौ ऑक्सीकृत लिपिड अणु पूरे सेल के आत्म-विनाश की श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू कर सकते हैं। क्षय करने वाले अणु अब केवल अपना कार्य करने में असमर्थ नहीं हैं - वे बहुत विषैले होते हैं। फेफड़ों की कोशिकाओं का विनाश और रक्त वाहिकाएंदिल, जिगर, दिमाग और से पीड़ित हैं मेरुदण्ड. शुद्ध ऑक्सीजन के वातावरण में एक व्यक्ति एक दिन से अधिक जीवित नहीं रह सकता है.

यह दिलचस्प है

शिरापरक रक्त एक गहरे चेरी रंग का होता है, और उष्ण कटिबंध में यह एक लाल रंग का हो जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि गर्म और आर्द्र जलवायु में, एक व्यक्ति को महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं और शरीर के सामान्य तापमान को बनाए रखने के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है। नतीजतन, शरीर कम ऑक्सीजन की खपत करता है, इसलिए ऑक्सीजन युक्त रक्त नसों में वापस आ जाता है। सबसे अधिक ऑक्सीजन लेने वाले अंग हृदय की मांसपेशियां और मस्तिष्क हैं। इन अंगों के प्रति 1 मिमी 2 में 2.5-3 हजार केशिकाएं होती हैं, जबकि कंकाल की मांसपेशी के प्रति 1 मिमी 2 में केवल 0.3-1 हजार केशिकाएं होती हैं।

आराम से शरीर में प्रवेश करने वाली सभी ऑक्सीजन का लगभग 15% हृदय द्वारा उपभोग किया जाता है।

जब आप श्वास लेते हैं, तो हृदय के संकुचन बढ़ जाते हैं, और जब आप साँस छोड़ते हैं, तो वे धीमे हो जाते हैं।

एक वयस्क में एल्वियोली का कुल क्षेत्रफल शरीर की सतह का लगभग 50 गुना होता है।

सोडा, ज्वालामुखी, शुक्र, रेफ्रिजरेटर - उनमें क्या समानता है? कार्बन डाइआक्साइड। हमने आपके लिए सबसे अधिक संग्रह किया है रोचक जानकारीपृथ्वी पर सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक यौगिकों में से एक के बारे में।

कार्बन डाइऑक्साइड क्या है

कार्बन डाइऑक्साइड मुख्य रूप से इसके लिए जाना जाता है गैसीय अवस्था, अर्थात। सरल के साथ कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में रासायनिक सूत्र CO2। इस रूप में, यह सामान्य परिस्थितियों में मौजूद होता है - at वायुमण्डलीय दबावऔर "सामान्य" तापमान। लेकिन पर उच्च रक्तचाप, 5 850 kPa से अधिक (जैसे, उदाहरण के लिए, पर दबाव समुद्र की गहराईलगभग 600 मीटर), यह गैस एक तरल में बदल जाती है। और मजबूत शीतलन (माइनस 78.5 डिग्री सेल्सियस) के साथ, यह क्रिस्टलीकृत हो जाता है और तथाकथित सूखी बर्फ बन जाता है, जिसका व्यापक रूप से रेफ्रिजरेटर में जमे हुए खाद्य पदार्थों के भंडारण के लिए व्यापार में उपयोग किया जाता है।

तरल कार्बन डाइऑक्साइड और सूखी बर्फ का उत्पादन और मानव गतिविधियों में उपयोग किया जाता है, लेकिन ये रूप अस्थिर होते हैं और आसानी से टूट जाते हैं।

लेकिन गैसीय कार्बन डाइऑक्साइड सर्वव्यापी है: यह जानवरों और पौधों के श्वसन के दौरान निकलती है और इसका एक महत्वपूर्ण हिस्सा है रासायनिक संरचनावातावरण और महासागर।

कार्बन डाइऑक्साइड के गुण

कार्बन डाइऑक्साइड CO2 रंगहीन और गंधहीन होती है। पर सामान्य स्थितिउसका भी कोई स्वाद नहीं है। हालांकि, जब कार्बन डाइऑक्साइड की उच्च सांद्रता में साँस लेते हैं, तो मुंह में एक खट्टा स्वाद महसूस किया जा सकता है, इस तथ्य के कारण कि कार्बन डाइऑक्साइड श्लेष्म झिल्ली पर और लार में घुल जाता है, जिससे कमजोर समाधानकार्बोनिक एसिड।

वैसे, कार्बन डाइऑक्साइड की पानी में घुलने की क्षमता का उपयोग स्पार्कलिंग पानी बनाने के लिए किया जाता है। नींबू पानी के बुलबुले - वही कार्बन डाइऑक्साइड। सीओ 2 के साथ पानी को संतृप्त करने के लिए पहला उपकरण 1770 की शुरुआत में आविष्कार किया गया था, और पहले से ही 1783 में उद्यमी स्विस जैकब श्वेप ने सोडा का औद्योगिक उत्पादन शुरू किया था ( ट्रेडमार्क Schweppes अभी भी मौजूद है)।

कार्बन डाइऑक्साइड हवा की तुलना में 1.5 गुना भारी है, इसलिए यदि कमरा खराब हवादार है तो यह अपनी निचली परतों में "बसने" के लिए जाता है। "कुत्ते की गुफा" प्रभाव ज्ञात है, जहां CO2 सीधे जमीन से निकलती है और लगभग आधा मीटर की ऊंचाई पर जमा होती है। एक वयस्क, इस तरह की गुफा में अपनी ऊंचाई की ऊंचाई पर कार्बन डाइऑक्साइड की अधिकता महसूस नहीं करता है, लेकिन कुत्ते खुद को कार्बन डाइऑक्साइड की एक मोटी परत में पाते हैं और जहर हो जाते हैं।

CO2 दहन का समर्थन नहीं करता है, इसलिए इसका उपयोग अग्निशामक और अग्नि शमन प्रणालियों में किया जाता है। कथित तौर पर खाली गिलास (लेकिन वास्तव में कार्बन डाइऑक्साइड के साथ) की सामग्री के साथ एक जलती हुई मोमबत्ती को बुझाने की चाल कार्बन डाइऑक्साइड की इस संपत्ति पर आधारित है।

प्रकृति में कार्बन डाइऑक्साइड: प्राकृतिक स्रोत

विभिन्न स्रोतों से प्रकृति में कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन होता है:

• जानवरों और पौधों की सांस।
  हर स्कूली बच्चा जानता है कि पौधे हवा से कार्बन डाइऑक्साइड CO2 को अवशोषित करते हैं और प्रकाश संश्लेषण में इसका इस्तेमाल करते हैं। कुछ गृहिणियां भरपूर कोशिश करती हैं घरों के भीतर लगाए जाने वाले पौधेकमियों का प्रायश्चित। हालांकि, पौधे न केवल अवशोषित करते हैं बल्कि श्वसन प्रक्रिया के हिस्से के रूप में प्रकाश की अनुपस्थिति में कार्बन डाइऑक्साइड भी छोड़ते हैं। इसलिए, खराब हवादार बेडरूम में जंगल बहुत नहीं है एक अच्छा विचार: रात में CO2 का स्तर और भी अधिक बढ़ जाएगा।
• ज्वालामुखी गतिविधि।
  कार्बन डाइऑक्साइड ज्वालामुखी गैसों का हिस्सा है। उच्च . वाले क्षेत्रों में ज्वालामुखी गतिविधि CO2 को सीधे जमीन से उत्सर्जित किया जा सकता है - दरारों और दरारों से जिसे मोफेट्स कहा जाता है। मोफेट घाटियों में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता इतनी अधिक होती है कि वहां पहुंचने पर कई छोटे जानवर मर जाते हैं।
• कार्बनिक पदार्थों का अपघटन।
  कार्बन डाइऑक्साइड का निर्माण कार्बनिक पदार्थों के दहन और क्षय के दौरान होता है। जंगल की आग के साथ कार्बन डाइऑक्साइड का बड़ा प्राकृतिक उत्सर्जन होता है।

कार्बन डाइऑक्साइड प्रकृति में खनिजों में कार्बन यौगिकों के रूप में "संग्रहीत" है: कोयला, तेल, पीट, चूना पत्थर। विश्व के महासागरों में CO2 के विशाल भंडार घुलित रूप में पाए जाते हैं।

एक खुले जलाशय से कार्बन डाइऑक्साइड की रिहाई से लिमोनोलॉजिकल तबाही हो सकती है, जैसा कि हुआ, उदाहरण के लिए, 1984 और 1986 में। कैमरून में मानून और न्योस झीलों में। दोनों झीलों का निर्माण ज्वालामुखीय गड्ढों के स्थल पर हुआ था - अब वे विलुप्त हो चुकी हैं, लेकिन गहराई में ज्वालामुखी मैग्मा अभी भी कार्बन डाइऑक्साइड का उत्सर्जन करता है, जो झीलों के पानी में उगता है और उनमें घुल जाता है। कई जलवायु और भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, पानी में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता महत्वपूर्ण मूल्य से अधिक हो गई। भारी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड वायुमंडल में छोड़ी गई, जो हिमस्खलन की तरह पहाड़ी ढलानों के साथ नीचे उतरी। कैमरून की झीलों पर लगभग 1,800 लोग लिमोनोलॉजिकल आपदाओं के शिकार हुए।

कार्बन डाइऑक्साइड के कृत्रिम स्रोत

कार्बन डाइऑक्साइड के मुख्य मानवजनित स्रोत हैं:

• दहन प्रक्रियाओं से जुड़े औद्योगिक उत्सर्जन;
• ऑटोमोबाइल परिवहन।

इस तथ्य के बावजूद कि दुनिया में पर्यावरण के अनुकूल परिवहन का हिस्सा बढ़ रहा है, दुनिया की अधिकांश आबादी जल्द ही नई कारों पर स्विच करने में सक्षम (या इच्छुक) नहीं होगी।

औद्योगिक उद्देश्यों के लिए सक्रिय वनों की कटाई से हवा में कार्बन डाइऑक्साइड CO2 की सांद्रता में भी वृद्धि होती है।

CO2 चयापचय के अंतिम उत्पादों में से एक है (ग्लूकोज और वसा का टूटना)। यह ऊतकों में स्रावित होता है और हीमोग्लोबिन द्वारा फेफड़ों तक ले जाया जाता है, जिसके माध्यम से इसे बाहर निकाला जाता है। एक व्यक्ति द्वारा छोड़ी गई हवा में लगभग 4.5% कार्बन डाइऑक्साइड (45,000 पीपीएम) होता है - साँस की हवा की तुलना में 60-110 गुना अधिक।

कार्बन डाइऑक्साइड खेलता है बड़ी भूमिकारक्त की आपूर्ति और श्वसन के नियमन में। रक्त में CO2 के स्तर में वृद्धि के कारण केशिकाएं फैल जाती हैं, जिससे बड़ी मात्रारक्त, जो ऊतकों को ऑक्सीजन पहुंचाता है और कार्बन डाइऑक्साइड को हटाता है।

श्वसन प्रणालीकार्बन डाइऑक्साइड में वृद्धि से भी प्रेरित होता है, न कि ऑक्सीजन की कमी से, जैसा कि यह लग सकता है। वास्तव में, ऑक्सीजन की कमी लंबे समय तक शरीर द्वारा महसूस नहीं की जाती है, और यह बहुत संभव है कि हवा की कमी महसूस करने से पहले एक व्यक्ति दुर्लभ हवा में चेतना खो देगा। CO2 की उत्तेजक संपत्ति का उपयोग कृत्रिम श्वसन उपकरणों में किया जाता है: वहां, श्वसन प्रणाली को "शुरू" करने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड को ऑक्सीजन के साथ मिलाया जाता है।

कार्बन डाइऑक्साइड और हम: CO2 खतरनाक क्यों है?

कार्बन डाइऑक्साइड की जरूरत है मानव शरीरठीक ऑक्सीजन की तरह। लेकिन ऑक्सीजन की तरह ही, कार्बन डाइऑक्साइड की अधिकता हमारे स्वास्थ्य को नुकसान पहुँचाती है।

हवा में CO2 की उच्च सांद्रता शरीर को नशा देती है और हाइपरकेनिया की स्थिति का कारण बनती है। हाइपरकेनिया में, एक व्यक्ति को सांस लेने में कठिनाई, मतली, सिरदर्द का अनुभव होता है, और यहां तक ​​कि बाहर निकल भी सकता है। यदि कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा कम नहीं होती है, तो बारी आती है - ऑक्सीजन भुखमरी। तथ्य यह है कि कार्बन डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन दोनों एक ही "परिवहन" पर शरीर के चारों ओर घूमते हैं - हीमोग्लोबिन। आम तौर पर, वे एक साथ "यात्रा" करते हैं, हीमोग्लोबिन अणु पर विभिन्न स्थानों से जुड़ते हैं। हालांकि बढ़ी हुई एकाग्रतारक्त में कार्बन डाइऑक्साइड हीमोग्लोबिन को बांधने के लिए ऑक्सीजन की क्षमता को कम कर देता है। रक्त में ऑक्सीजन की मात्रा कम हो जाती है और हाइपोक्सिया हो जाता है।

शरीर के लिए इस तरह के अस्वास्थ्यकर परिणाम तब होते हैं जब 5,000 पीपीएम से अधिक की CO2 सामग्री के साथ हवा में सांस लेते हैं (यह खानों में हवा हो सकती है, उदाहरण के लिए)। निष्पक्ष होने के लिए, में साधारण जीवनहम व्यावहारिक रूप से ऐसी हवा का सामना नहीं करते हैं। हालांकि, कार्बन डाइऑक्साइड की बहुत कम सांद्रता भी स्वास्थ्य के लिए अच्छी नहीं है।

कुछ के निष्कर्षों के अनुसार, पहले से ही 1,000 पीपीएम CO2 आधे विषयों में थकान और सिरदर्द का कारण बनता है। बहुत से लोग पहले से ही निकटता और बेचैनी महसूस करने लगते हैं। पर और आगे बढ़ाने के 1,500-2,500 पीपीएम तक कार्बन डाइऑक्साइड सांद्रता महत्वपूर्ण हैं, मस्तिष्क पहल करने, सूचनाओं को संसाधित करने और निर्णय लेने के लिए "आलसी" है।

और अगर 5,000 पीपीएम का स्तर लगभग असंभव है रोजमर्रा की जिंदगी, तो 1,000 और 2,500 पीपीएम भी आसानी से वास्तविकता का हिस्सा हो सकते हैं आधुनिक आदमी. हमारे ने दिखाया कि शायद ही कभी हवादार स्कूल की कक्षाएं CO2 का स्तर ज्यादातर समय 1,500 पीपीएम से ऊपर रहता है, और कभी-कभी 2,000 पीपीएम से ऊपर कूद जाता है। यह मानने का हर कारण है कि कई कार्यालयों और यहां तक ​​कि अपार्टमेंट में भी स्थिति समान है।

फिजियोलॉजिस्ट 800 पीपीएम को मानव कल्याण के लिए कार्बन डाइऑक्साइड का एक सुरक्षित स्तर मानते हैं।

एक अन्य अध्ययन में CO2 के स्तर और ऑक्सीडेटिव तनाव के बीच एक संबंध पाया गया: कार्बन डाइऑक्साइड का स्तर जितना अधिक होगा, हम उतना ही अधिक पीड़ित होंगे, जो हमारे शरीर की कोशिकाओं को नष्ट कर देता है।

पृथ्वी के वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड

हमारे ग्रह के वातावरण में, केवल 0.04% CO2 है (यह लगभग 400 पीपीएम है), और हाल ही में यह और भी कम था: कार्बन डाइऑक्साइड केवल 2016 के पतन में 400 पीपीएम के निशान को पार कर गया। वैज्ञानिक वातावरण में CO2 के स्तर में वृद्धि का श्रेय औद्योगीकरण को देते हैं: in मध्य अठारहवींसदी, पहले औद्योगिक क्रांति, यह केवल 270 पीपीएम के बारे में था।