ნახშირორჟანგი ხშირად გამოიყენება, როგორც დამცავი საშუალება ნახშირბადოვანი ფოლადების GMAW შედუღებისთვის. თუ ეს გაზი გამოიყენება სხვა ლითონებისთვის, მას შეუძლია შედუღების დაჟანგვის პროვოცირება და ლითონის მეტალურგიული თვისებების გაუარესება. ნახშირბადოვან ფოლადებთან ნახშირორჟანგი ურთიერთქმედებს საპირისპიროდ. ის ანიჭებს სასარგებლო თვისებებიშედუღება და არ უწყობს ხელს მის დეფორმაციას.

რა არის ნახშირორჟანგის სიძლიერე შედუღებისთვის?

სუფთა ნახშირორჟანგის, როგორც დამცავი საშუალების გამოყენებით, არ უნდა გქონდეთ იმედი წარმოუდგენლად ლამაზ შედუღებაზე, მაგრამ სხვა აირებთან ერთად, მაგალითად, არგონთან ერთად, შეგიძლიათ იმედი გქონდეთ შედუღების რკალის სტაბილურობის გაუმჯობესებაზე, ლითონის ოპტიმალური ნაკადის მიღებაზე. შედუღების აუზი და შედუღების სიძლიერის გაზრდა.

იმის გასაგებად, თუ რატომ არის ნახშირორჟანგი ასე მნიშვნელოვანი შედუღებისთვის, პირველ რიგში ღირს სხვა კითხვებზე პასუხის გაცემა:

• როგორ არის შესაძლებელი ამ გაზით შედუღება, თუ ეს ხელს უწყობს დაჟანგვას?
• რა ხდის მას ასე განსაკუთრებულს?

ნახშირორჟანგის 9 ფაქტი და სარგებელი

აქ მოცემულია რამდენიმე ძირითადი მიზეზი, რის გამოც ნახშირორჟანგი გამოიყენება როგორც დამცავი აირი ნახშირბადოვანი ფოლადების რკალის შედუღებისთვის. 9 ფაქტი

გაუმჯობესებული შეღწევადობა

როგორც დამცავი გაზი, ნახშირორჟანგი უზრუნველყოფს უკეთეს შეღწევას და ღრმა შეღწევას. ამრიგად, დამცავი ნარევში ყოფნა ნახშირორჟანგიაუმჯობესებს ფიზიკურ-ქიმიური მახასიათებლებიშედუღებული ლითონი შედუღების გვერდითი კედლისა და ფესვის მიდამოში.

ხარჯების მინიმიზაცია

ერთ-ერთი ყველაზე დიდი უპირატესობა, რომელიც მნიშვნელოვნად ზრდის ნახშირორჟანგის ღირებულებას შედუღებისთვის სხვა დამცავ აირებს შორის, არის მისი დაბალი ღირებულება. ჟანგბადის ნაცვლად ნახშირორჟანგის გამოყენებით, შედუღების ლითონში ჟანგვის თავიდან აცილებაა შესაძლებელი. ჟანგბადზე მძიმეა, CO2 უზრუნველყოფს საუკეთესო შესრულებადამცავი. მაგრამ არის ერთი შენიშვნა. შედუღებისთვის სუფთა ნახშირორჟანგი უფრო იაფია, ვიდრე არგონი და ჰელიუმი, მაგრამ მათთან შედარებით, მისი გამოყენებისას, შედუღების ხარისხი უარესდება, შეიძლება იყოს შედუღების ნაპერწკალი. ამიტომ, ყველაზე ხშირად იგი გამოიყენება სხვა გაზებთან ერთად, რაც საშუალებას იძლევა გაზარდოს შედუღების სამუშაოების პროდუქტიულობა და შეამციროს მათი ღირებულება.

ეფექტურია სხვა გაზებთან ერთად

როგორც ვთქვით, სუფთა ნახშირორჟანგი შედუღებისას არ იძლევა ძალიან მაღალი შედეგებიმეტალების უმეტესობისთვის. მაგრამ თუ იგი შერეულია სხვა გაზებთან, შეიძლება მიღწეული იქნას შედუღების ხარისხის თვისებებისა და შედუღების რკალის პარამეტრების მნიშვნელოვანი გაუმჯობესება. მაგალითად, ინერტულ აირებთან კომბინაციაში (იგივე არგონი, თანაფარდობა 75% Ar + 25% CO 2 ან 82% Ar + 18% CO 2 (სტანდარტის მიხედვით)), აღმოფხვრილია დაფხვრის და რკალის არასტაბილურობის პრობლემა. .

თუ ნახშირორჟანგის (20%-მდე), ჟანგბადის (5%-მდე) და არგონის ნაზავი გამოიყენება ნახშირბადის და შენადნობი ფოლადების შედუღებისას სახარჯო ელექტროდთან, მაშინ შედუღების ფორიანობა შეიძლება თავიდან იქნას აცილებული. შეიძლება შედუღების რკალის ოპტიმიზაცია და შედუღების ფორმირების გაუმჯობესება. ამ კომპონენტების შემცველი ნარევები ასოცირდება როგორც უნივერსალური. მათი გამოყენებით, თქვენ შეგიძლიათ შეასრულოთ შედუღება სხვადასხვა რეჟიმები: იმპულსური და ციკლური მოკლე რკალით, ჭავლით, დიდი წვეთებით და მბრუნავი ლითონის გადაცემით. ასეთი ნარევები ხელს უწყობს სხვადასხვა სისქის ნახშირბადის და დაბალი შენადნობის ფოლადების შედუღებას.

ნახშირორჟანგი შეიძლება იყოს სამ ნარევებში (Ar + CO 2 + O 2) ან მხოლოდ სუფთა ჟანგბადთან ერთად (დამატებულია 2 - 5% -დან 20% -მდე). AT ბოლო შემთხვევაორმაგი ნარევი ხელს უწყობს შესხურების დროს ლითონის დანაკარგების შემცირებას 30-40%-ით, ვინაიდან ელექტროდის ლითონის გადატანა ხდება პატარა წვეთების გამო. ზედაპირული დაძაბულობა.

უნდა აღინიშნოს, რომ ორობითი გაზის ნარევები(Ar + CO 2) გამოიყენება როგორც ჩვეულებრივი, ასევე იმპულსური ლითონის გადაცემის ტექნიკაში ნახშირბადოვანი ფოლადების, უჟანგავი ფოლადის ყველაზე ცნობილი კლასებისთვის.

Weld Undercut პრევენცია

მოგეხსენებათ, ნახშირორჟანგი უფრო მკვრივი აირია, ის ამცირებს ხმის ვიბრაციას შედუღების დროს. ამრიგად, ნახშირორჟანგის გამოყენებამ შეიძლება თავიდან აიცილოს შედუღების სერიოზული დეფექტები, რაც მოიცავს შედუღების დაქვეითებას.

უსაფრთხოება

ნახშირორჟანგი არის არატოქსიკური და ფეთქებადი გაზი. თუ არ დაემორჩილები ელემენტარული წესებიუსაფრთხოება, CO 2-ის დასაშვებ კონცენტრაციაზე 92 გ/მ 3-ზე მეტი (5%) აღემატება დახურულ სივრცეებში, კონტეინერებში პროვოცირებას ახდენს ჟანგბადის დეფიციტს, დახრჩობას.

სამუშაო ადგილზე კარგი ვენტილაციაა მნიშვნელოვანი ნაბიჯირომ თქვენი სამუშაო უფრო უსაფრთხო იყოს.

ჟანგის დაცვა

ნახშირორჟანგი, როგორც დამცავი საშუალება შედუღებისას, ყველაზე ნაკლებად მგრძნობიარეა კიდეების შესაძლო ჟანგის მიმართ. გონივრული ლიმიტებირა თქმა უნდა) და ხელს უშლის მის გაჩენას შედუღებაში. ერთის მხრივ, CO 2-ის გამოყენება იცავს გამდნარ ლითონს და შედუღების რკალს გავლენისგან ატმოსფერომეორეს მხრივ, ეს გაზი რკალის მაღალ ტემპერატურაზე იშლება ნახშირბადის მონოქსიდში და ჟანგბადად, რაც აჩვენებს ჟანგვის ეფექტს მდნარ ლითონზე. ჟანგბადის დასაკავშირებლად და შედუღების აუზიდან ამოსაღებად, მნიშვნელოვანია დეოქსიდიზატორების გაზრდილი რაოდენობა, როგორიცაა სილიციუმი და მანგანუმი. ნახშირორჟანგი ნორმალური ტენიანობით, როდესაც სათანადოდ არის შერწყმული სხვა გაზებთან, ხელს უწყობს შედუღების დეფექტების თავიდან აცილებას, როგორიცაა ფორიანობა, შერწყმის ნაკლებობა, შედუღების ლითონში შერწყმის ნაკლებობა.

სიმარტივე და მრავალფეროვნება

• სხვადასხვა სივრცულ პოზიციებზე მუშაობის უნარი ავტომატური და ნახევრად ავტომატური შედუღების რეჟიმში.
• არ არის საჭირო მოწყობილობები ნაკადის მიწოდებისა და ამოღებისთვის.

CO 2-ის გამოყენება ყველაზე ეფექტურია თხელი ნახშირბადოვანი ფოლადის ფურცლების შედუღებისას. ეს გაზი ხშირად გამოიყენება სხეულის შეკეთებამანქანები, სატვირთო მანქანები. აქ განსაკუთრებით აშკარად ვლინდება CO 2 დამცავი გარემოს უპირატესობები.

შედუღების სიძლიერის გაუმჯობესება

შედუღების პროცესში, აირების შესაბამისი შემადგენლობა და შესაბამისი სახარჯო მასალები არის ძირითადი ხელსაწყოები და ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ შედუღებაში ლითონის საჭირო სიმტკიცეზე. ნახშირორჟანგი სხვა აირებთან ერთად ზრდის შედუღებული სახსრის სიმტკიცეს.

ზედაპირული დაძაბულობის შემცირება

ზედაპირული დაძაბულობა კიდევ ერთი პრობლემაა ნახშირბადოვანი ფოლადებისთვის. ამის გამო დნობის შეღწევადობა მათთვის უარესია. შედუღების ლითონი გამდნარ მდგომარეობაში იძენს მაღალ ზედაპირულ დაძაბულობას, რომლის შემცირება შეუძლებელია ისეთი ინერტული აირების გამოყენებისას, როგორიცაა ჰელიუმი, არგონი და ა.შ. ამ შემთხვევაში, ნახშირორჟანგი არის ერთადერთი დამცავი აირი, რომელსაც შეუძლია შეამციროს ზედაპირული დაძაბულობის ინტენსივობა, რაც უზრუნველყოფს უკეთეს შეღწევას. ამრიგად, ზემოთ აღწერილი უპირატესობები აქცევს ნახშირორჟანგს ნახშირბადოვანი ფოლადების შესადუღებლად ძალიან მნიშვნელოვან ინსტრუმენტად კარგი შედუღებისთვის, განსაკუთრებით თუ ჩვენ ვსაუბრობთფხვნილის ელექტროდების შესახებ.

მოძველებული - შუშხუნა წყალი, სასაუბრო - სოდა.

ეს არის გამაგრილებელი სასმელი, რომელიც დამზადებულია ჩვეულებრივი არომატიზებული ან ნახშირორჟანგით გაჯერებული მინერალური წყლისგან.

სახეები. ნახშირორჟანგით გაჯერების დონის მიხედვით, არსებობს სამი სახის გაზიანი წყალი:

ოდნავ გაზიანი, ნახშირორჟანგით გაჯერების დონეზე 0,2-0,3%,

საშუალო გაზიანი - 0,3-0,4%,

მაღალ გაზიანი - 0,4%-ზე მეტი.

წარმოება. გაზიფიცირება ხდება ორი გზით.

1. მექანიკური - სითხის გაჯერება ნახშირორჟანგით, მინერალური და ხილის წყლებით, ცქრიალა ან ცქრიალა წყლებით და ღვინოებით. სასმელები გაზიანდება სპეციალურ მოწყობილობებში - სატურატორები, სიფონები, აკრატოფორები, ზეწოლის ქვეშ მყოფი ლითონის ავზები, რომლებზედაც ისინი გაგრილდებიან და აშორებენ ჰაერს წყლიდან. სასმელები გაჯერებულია 5-10 გ/ლ-მდე. ნახშირორჟანგით წყლის გაჯერებისას დეზინფექცია არ ხდება.

2. ქიმიური - სასმელი გაზიანდება ნახშირორჟანგით დუღილის დროს: აკრატოფორული და ჩამოსხმული შამპანური, ლუდი, სიდრი, ცქრიალა ღვინოები, პურის კვაზი, ან სოდასა და მჟავას დალევისას ურთიერთქმედებისას - სელცერ წყალი (ანუ სოდა წყალი).

ნახშირორჟანგის ალტერნატიული აირები. იწარმოება და იყიდება გაზიანი წყალი, ის გაჯერებულია ჟანგბადით ან აზოტის ოქსიდისა და ნახშირორჟანგის ნარევით.

ამბავი. გაზიანი ბუნებრივი წყალიცნობილია უძველესი დროიდან. მას იყენებდნენ სამკურნალო მიზნებისთვის. ჰიპოკრატემ თავისი ნაშრომის მთელი თავი მიუძღვნა ამ წყალს და ავადმყოფებს უბრძანა არა მარტო დალევა, არამედ ბანაობაც. მე-18 საუკუნიდან მინერალური წყალიწყაროებიდან ჩამოსხმული და ტრანსპორტირება ხდება მთელს მსოფლიოში. მაგრამ ის ძვირი იყო და სწრაფად ამოიწურა ორთქლი.

ინგლისელმა ქიმიკოსმა ჯოზეფ პრისტლიმ პირველმა შექმნა გაზიანი წყალი 1767 წელს.

1770 წელს შვედმა ტობერნ ბერგმანმა დააპროექტა მოწყობილობა, რომელსაც შეუძლია წყლის გაჯერება ნახშირორჟანგის ბუშტებით წნევის ქვეშ ტუმბოს გამოყენებით და უწოდა მას სატურატორი (სატურო - გაჯერებული).

გაზიანი წყლის სამრეწველო წარმოება პირველად იაკობ შვეპმა დაიწყო. 1783 წელს მან გააუმჯობესა სატურატორი და ააშენა ქარხანა ცქრიალა წყლის წარმოებისთვის.

ნახშირორჟანგის თვისებები გაზიან წყალში.

ნახშირორჟანგი წყალში ძალიან ხსნადია, ისევე როგორც სხვა აირები, რომლებიც წყალში შედიან წყალში. ქიმიური ურთიერთქმედება: გოგირდის დიოქსიდი, წყალბადის სულფიდი, ამიაკი და სხვა. სხვა აირები წყალში ნაკლებად ხსნადია. ნახშირორჟანგი ემსახურება როგორც კონსერვანტს და მითითებულია შეფუთვაზე კოდით E290.

გავლენა ჯანმრთელობაზე. სამსხმელო ქარხნებში, სამსხმელოში შრომის დაცვის სექტორთაშორისი წესების მიხედვით, უნდა იყოს უზრუნველყოფილი მოწყობილობები, რომლებიც უზრუნველყოფენ მუშებს დამარილებული ცქრიალა წყლით, რომელიც შეიცავს 0,5% ნატრიუმის ქლორიდს 4-5 ლიტრზე თითო ცვლაში.

ძალიან ბევრი შაქრიანი სოდიანი წყალი ზრდის სიმსუქნის, ასევე დიაბეტის ალბათობას. მსოფლიოს ბევრმა ქვეყანამ დააწესა აკრძალვა გაზიანი სასმელების სკოლების ტერიტორიაზე გაყიდვაზე.

ვაა! .. აი, დიახ! .. იყავი ჯანმრთელი! ..

ნახშირბადი წარმოუდგენელი ელემენტია. დაალაგეთ ნახშირბადის ატომები ერთი მიმართულებით და ისინი გახდებიან რბილი, უფრო ელასტიური ვიდრე გრაფიტი.

განაახლეთ მდებარეობა და წინასწარ! ატომები ქმნიან ალმასს, ერთ-ერთ უმძიმეს მასალას მსოფლიოში.

ნახშირბადი ასევე არის მთავარი ინგრედიენტი დედამიწაზე სიცოცხლის დიდი ნაწილისთვის; პიგმენტი, რომელმაც შეასრულა პირველი ნახატები; და საფუძველი ისეთი ტექნოლოგიური სასწაულებისთვის, როგორიცაა გრაფენი, რომელიც ფოლადიზე ძლიერი და რეზინაზე უფრო მოქნილი მასალაა. [Სმ. ელემენტების პერიოდული ცხრილი].

ნახშირბადი ბუნებრივად გვხვდება ნახშირბად-12-ის სახით, რომელიც შეადგენს სამყაროს ნახშირბადის თითქმის 99%-ს; ნახშირბად-13, რომელიც შეადგენს დაახლოებით 1%-ს და ნახშირბად-14, რომელიც მთლიანი ნახშირბადის უმნიშვნელო რაოდენობაა და ეს ძალიან მნიშვნელოვანია ორგანული ობიექტების დათარიღებისთვის.

ნახშირბადი უნიკალურია თავისი თვისებებით, რადგან ის ქმნის კომპონენტთა რაოდენობას, რომელიც აღემატება ყველა სხვა ელემენტის მთლიან დამატებას ერთმანეთთან შერწყმისას.

ნახშირბადის ფიზიკური და ქიმიური თვისებები დამოკიდებულია ელემენტის კრისტალურ სტრუქტურაზე.

• ატომური რიცხვი (პროტონების რაოდენობა ბირთვში): 6
• ატომური სიმბოლო(ზე პერიოდული ცხრილიელემენტები): თან
• ატომური მასა (საშუალო წონაატომი): 12.0107
• სიმკვრივე: 2,2670 გრამი კუბურ სანტიმეტრზე
• ფაზები ზე ოთახის ტემპერატურაზე: Მყარი
• დნობის წერტილი: 6,422 გრადუსი ფარენჰეიტი (3,550 გრადუსი C)
• დუღილის წერტილი: 6,872 F (3,800 წმ) (სუბლიმაცია)
• იზოტოპების რაოდენობა: 15 სულ; ორი სტაბილური იზოტოპები, რომელშიც ერთი ელემენტის ატომები განლაგებულია განსხვავებული თანხანეიტრონები.
• ყველაზე გავრცელებული იზოტოპები: ნახშირბად-12 (6 პროტონი, 6 ნეიტრონი და 6 ელექტრონი) და ნახშირბად-13 (6 პროტონი, 7 ნეიტრონი და 6 ელექტრონი)
• ვანდერვალსის რადიუსი 0,091 ნმ
• იონური რადიუსი 0.26 ნმ (-4); 0,015 ნმ (+4)
• იზოტოპები 3
• ელექტრონული ჭურვები [He] 2S 2 2P 2-ით
• პირველი იონიზაციის ენერგია 1086.1 კჯ.მოლ -1
• მეორე იონიზაციის ენერგია 2351.9 კჯ.მოლ -1
• მესამე იონიზაციის ენერგია 4618.8 კჯ.მოლ -1

ნახშირბადი: ვარსკვლავებიდან სიცოცხლემდე

როგორც ასტროფიზიკის ცენტრის თანახმად, სამყაროში მეექვსე ყველაზე უხვი ელემენტია, ნახშირბადი ვარსკვლავების შიგნით წარმოიქმნება რეაქციაში, რომელსაც ეწოდება სამმაგი ალფა პროცესი.

ძველ ვარსკვლავებში რომ იწვა ყველაზემისი წყალბადიდან დარჩენილი ჰელიუმი შენარჩუნებულია. ჰელიუმის თითოეულ ბირთვს აქვს ორი პროტონი და ორი ნეიტრონი. ძალიან მაღალი ტემპერატურა- 100 000 000 კელვზე მეტი. (179.999.540.6 F) - ჰელიუმის ბირთვები იწყებენ შერწყმას, ჯერ წყვილების სახით არასტაბილურ 4-პროტონიან ბერილიუმის ბირთვებში და საბოლოოდ, როგორც კი საკმარისი რაოდენობის ბერილიუმის ბირთვები გამოჩნდება, ბერილიუმსა და ჰელიუმში. Საბოლოო შედეგი: ატომები ექვსი პროტონით და ექვსი ნეიტრონით - ნახშირბადი.

Carbon არის შაბლონის შემქმნელი. მას შეუძლია დაუკავშირდეს საკუთარ თავს და შექმნას გრძელი ელასტიური ჯაჭვები, რომელსაც ეწოდება პოლიმერები. მას ასევე შეუძლია დაუკავშირდეს ოთხ სხვა ატომს ელექტრონების განლაგების გამო. ატომები განლაგებულია ბირთვის მსგავსად, რომელიც გარშემორტყმულია ელექტრონული ღრუბლით, ელექტრონები მოძრაობენ ბირთვიდან სხვადასხვა მანძილზე. კალიფორნიის დევისის უნივერსიტეტის თანახმად, ქიმიკოსები ამ დისტანციებს ესმით, როგორც ჭურვი და ატომების თვისებებს განსაზღვრავენ თითოეულ გარსში.

ნახშირბადს აქვს ორი ელექტრონული ჭურვები, რომელთაგან პირველი შეიცავს ორ ელექტრონს, ხოლო მეორე შეიცავს ოთხ შესაძლო რვა სივრცეს. როდესაც ატომები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული, ისინი იზიარებენ ელექტრონებს მათში გარე გარსი. ნახშირბადს აქვს ოთხი ცარიელი ადგილი მის გარე გარსში, რაც საშუალებას აძლევს მას დაუკავშირდეს სხვა ოთხ ატომს. (მას ასევე შეუძლია სტაბილურად დაუკავშირდეს ნაკლებ ატომებს ორმაგი და სამმაგი ბმების წარმოქმნით).

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ნახშირბადს აქვს ვარიანტები. და ის იყენებს მათ: აღმოაჩინეს დაახლოებით 10 მილიონი ნახშირბადის ნაერთი და მეცნიერები თვლიან, რომ ნახშირბადი არის ქვაკუთხედიცნობილი ნაერთების 95 პროცენტისთვის. წარმოუდგენელი უნარინახშირბადის შეერთება ბევრ სხვა ელემენტთან არის მთავარი მიზეზი იმისა, რომ ის გადამწყვეტია თითქმის მთელი სიცოცხლისთვის.

ნახშირბადი ორგანიზმებში

ნახშირბადის აღმოჩენა ისტორიაა. ელემენტი ცნობილი იყო პრეისტორიული ხალხინახშირის სახით. Მიხედვით მსოფლიო ასოციაციაქვანახშირი, ნახშირბადი, როგორც ნახშირი, ჯერ კიდევ არის საწვავის მთავარი წყარო მსოფლიოში, რომელიც უზრუნველყოფს მსოფლიოს ენერგიის დაახლოებით 30 პროცენტს. ქვანახშირი ასევე არის ფოლადის წარმოების ძირითადი ინგრედიენტი, ხოლო გრაფიტი, ნახშირბადის სხვა ფორმა, არის ჩვეულებრივი სამრეწველო საპოხი.

Carbon-14 არის რადიოაქტიური იზოტოპიარქეოლოგების მიერ გამოყენებული ნახშირბადი თანამედროვე ორგანიზმებისა და ნაშთებისთვის. ნახშირბადი-14 ბუნებრივად გვხვდება ატმოსფეროში. კოლორადოს სახელმწიფო უნივერსიტეტის თანახმად, მცენარეები მას სუნთქვის გზით იღებენ, რომელშიც ისინი ფოტოსინთეზის დროს წარმოქმნილ შაქარს გარდაქმნიან ენერგიად, რომელსაც იყენებენ ზრდისა და სხვა პროცესების შესანარჩუნებლად. ცოცხალი ორგანიზმები აერთიანებენ ნახშირბად-14-ს თავიანთ სხეულში მცენარეების ან სხვა მცენარეების მჭამელი ცხოველების ჭამით. არიზონას უნივერსიტეტის მონაცემებით, ნახშირბად-14-ის ნახევარგამოყოფის პერიოდი 5730 წელია, რაც იმას ნიშნავს, რომ ამ დროის შემდეგ ნიმუშში ნახშირბად-14-ის ნახევარი გაფუჭდა.

იმის გამო, რომ ორგანიზმები წყვეტენ ნახშირბად-14-ის მიღებას, როდესაც ისინი იღუპებიან, მეცნიერებს შეუძლიათ გამოიყენონ ნახშირბად-14-ის ნახევარგამოყოფის პერიოდი, როგორც ერთგვარი საათი, რათა გაზომონ რამდენი დრო გავიდა ორგანიზმის სიკვდილიდან. ეს მეთოდი მუშაობს ერთ დროს ცოცხალ ორგანიზმებზე, მათ შორის ხის ან სხვა მცენარეული მასალისგან დამზადებულ ობიექტებზე.

კარბონმა მიიღო სახელი ლათინური სიტყვიდან carbo, რაც ნახშირს ნიშნავს.

• ბრილიანტი და გრაფიტი ერთ-ერთი ყველაზე მყარი და რბილია ბუნებრივი მასალებიცნობილია, შესაბამისად. მათ შორის განსხვავება მხოლოდ მათი კრისტალური სტრუქტურაა.
• დედამიწის ენციკლოპედიის თანახმად, ნახშირბადი შეადგენს დედამიწის ლითოსფეროს 0,032 პროცენტს (ქერქი და გარე მანტია). ლა სალას უნივერსიტეტის გეოლოგ დევიდ სმიტის მიერ ლითოსფეროს წონის უხეშად შეფასებით არის 300,000,000,000,000,000,000,000 (ან 3*10^23) ფუნტი, რაც ნახშირბადის მიახლოებით წონას ლითოსფეროში შეადგენს 10001,60,20,2,500,20,560,20,560,2,50,2,50,2,560,2,50,2,50,2,50,20,50,2,50,2,50,2,50,20,20,560,260,500,200,500,20,250,260,200,200,200,200,200,200,200,200,260,20,560,200,200,200,200,200,200,200,200,60.
• ნახშირორჟანგი (ნახშირბადის ატომი პლუს ორი ჟანგბადის ატომი) არის დაახლოებით 0,04 პროცენტი დედამიწის ატმოსფერო, მიხედვით ეროვნული ადმინისტრაციაოკეანისა და ატმოსფერული კვლევები (NOAA) — ზრდა პრეინდუსტრიული დროიდან წიაღისეული საწვავის წვის გამო.
• ნახშირბადის მონოქსიდი (ნახშირბადის ატომი პლუს ერთი ჟანგბადის ატომი) არის გაზის სუნი, რომელიც წარმოიქმნება წიაღისეული საწვავის წვის დროს. ნახშირბადის მონოქსიდი კლავს ჰემოგლობინთან შეერთებით, ჟანგბადის შემცველი ნაერთისისხლში. ნახშირორჟანგი აკავშირებს ჰემოგლობინს 210-ჯერ უფრო ძლიერად, ვიდრე ჟანგბადი, უკავშირდება ჰემოგლობინს და ეფექტურად ანაცვლებს ჟანგბადს.
• ბრილიანტი, ნახშირბადის ყველაზე ნათელი ვერსია, იქმნება დიდი წნევაღრმად დედამიწის ქერქი. უმეტესობა დიდი ბრილიანტიდან ძვირფასი ქვარაც ოდესმე იპოვეს იყო კულინანის ბრილიანტი, რომელიც აღმოაჩინეს 1905 წელს. უხეში ბრილიანტი იყო 3106,75 კარატი. უმეტესობა დიდი ქვა 530,2 კარატიანი ბრილიანტიდან მოჭრილი, გაერთიანებული სამეფოს ერთ-ერთი სამეფო სამკაულია და ცნობილია როგორც დიდი ვარსკვლავიაფრიკა.
• 2009 წელს ჟურნალ Archaeological Science-ში გამოქვეყნებული კვლევის მიხედვით, ალპებში ნაპოვნი 5300 წლის ცხედრების, ოცი ყინულის ტატუები ნახშირბადისგან იყო დამზადებული. კანზე გაუკეთეს მცირე ჭრილობები და ნახშირი შეიზილეს, შესაძლოა, როგორც აკუპუნქტური მკურნალობის ნაწილი.

ნახშირბადის ახალი მოლეკულები

ნახშირბადის მოლეკულები დიდი ხნის შესწავლილი ელემენტია, მაგრამ ეს არ ნიშნავს იმას, რომ მისი პოვნა აღარ არის შესაძლებელი. ფაქტობრივად, იგივე ელემენტი, რომელსაც ჩვენი პრეისტორიული წინაპრები ნახშირივით წვავდნენ, შეიძლება ჰქონდეს შემდეგი თაობის ტექნოლოგიური მასალების გასაღები.

1985 წელს რიკ სმელიმ და რობერტ კურლმა ტეხასის რაისის უნივერსიტეტიდან და მათმა კოლეგებმა აღმოაჩინეს ახალი ფორმანახშირბადის. გრაფიტის აორთქლებით ლაზერებით, მეცნიერებმა შექმნეს იდუმალი ახალი მოლეკულა სუფთა ნახშირბადისგან, იტყობინება ამერიკული ქიმიური საზოგადოება. ეს მოლეკულა აღმოჩნდა ბურთის სფერო, რომელიც შედგება 60 ნახშირბადის ატომისგან. ნახშირბადის ახალი მოლეკულა ახლა უფრო ცნობილია, როგორც "ბაკიბოლი". მკვლევარებმა, რომლებმაც ის აღმოაჩინეს, გაიმარჯვეს ნობელის პრემია 1996 წელს ქიმიაში. 2009 წელს Journal of Chemical Information and Modeling-ში გამოქვეყნებული კვლევის თანახმად, ბუკიბოლები აფერხებს აივ-ის გავრცელებას; სამედიცინო მკვლევარები მუშაობენ წამლების, მოლეკულების მოლეკულებზე მიმაგრებაზე, ბუკიბურთებზე წამლების მიწოდებაზე უშუალოდ სხეულის ინფექციების ან სიმსივნის უბნებზე; ეს მოიცავს კოლუმბიის უნივერსიტეტის კვლევას.

მას შემდეგ სხვა ახალი სუფთა მოლეკულებინახშირბადი - ფულერენი, მათ შორის ელიფსური და ნახშირბადის ნანომილები საოცარი გამტარი თვისებებით. ნახშირბადის ქიმია ჯერ კიდევ საკმარისად ცხელია. იაპონიასა და შეერთებულ შტატებში მკვლევარები ადგენენ, თუ როგორ დააკავშირონ ნახშირბადის ატომები პალადიუმის ატომების გამოყენებით რთული ახალი ნახშირბადის მოლეკულების შესაქმნელად.

გრაფენი

საუბარი უბრალო ენაგრაფენი არის სუფთა ნახშირბადის თხელი ფენა; ეს არის ნახშირბადის ატომების ერთი, მჭიდროდ შეფუთული ფენა, რომელიც ერთმანეთთან არის შეკრული ექვსკუთხა ექვსკუთხა გისოსში. უფრო რთულ პირობებში, ეს არის ნახშირბადის ალოტროპი SP2 ატომების სიბრტყის სტრუქტურაში, რომლის კავშირის სიგრძეა 0,142 ნმ მოლეკულაში. ერთმანეთზე დაწყობილი გრაფენის ფენები ქმნიან გრაფიტს, 0,335 ნმ ინტერვალით.

ეს არის ყველაზე თხელი კავშირი ადამიანისთვის ცნობილიცნობილია ერთი ატომის სისქის, მსუბუქი მასალა (დაახლოებით 0,77 მილიგრამი კვადრატულ მეტრზე), ნაპოვნი უძლიერესი ნაერთი (100-დან 300-ჯერ უფრო ძლიერი ვიდრე ფოლადი და სიმტკიცის სიმტკიცით 150,000,000 ps), სითბოს საუკეთესო გამტარი ოთახის ტემპერატურაზე ( in (4,84±0,44) × 10^3 k (5,30±0,48) × 10^3 W m-1 K s−1). სხვა ცნობილი თვისებებიგრაფენი მისი უნიკალური სინათლის შთანთქმის დონე პა ≈ 2,3% თეთრი ნათებადა მისი პოტენციური ვარგისიანობა სპინტრანსპორტში გამოსაყენებლად.

ამის გათვალისწინებით, შეიძლება გაგიკვირდეთ, რომ იცოდეთ, რომ ნახშირბადი არის მეორე ყველაზე უხვი მასალა ადამიანის სხეულში და მეოთხე ყველაზე უხვი ელემენტი სამყაროში (მასით), წყალბადის, ჰელიუმის და ჟანგბადის შემდეგ. ეს ქმნის ნახშირბადს ქიმიური საფუძველიდედამიწაზე სიცოცხლის ყველა ცნობილი ფორმისთვის, გრაფენი შეიძლება იყოს ეკოლოგიურად სუფთა, მდგრადი გადაწყვეტა თითქმის შეუზღუდავი რაოდენობის გამოყენებისთვის. მას შემდეგ, რაც გრაფენის აღმოჩენის (ან, უფრო ზუსტად, მექანიკური წარმოების) აღმოჩენის შემდეგ, მიიღწევა სხვადასხვა მიმართულებით სამეცნიერო დისციპლინებიაფეთქდა უზარმაზარი მიღწევებით, განსაკუთრებით ელექტრონიკასა და ბიოტექნოლოგიაში.

ნახშირბადის ნანომილაკი (CNT) არის პატარა, ჩალის მსგავსი სტრუქტურა, რომელიც შედგება ნახშირბადის ატომებისგან. ეს მილები ძალიან სასარგებლოა ფართო სპექტრიელექტრონული, მაგნიტური და მექანიკური ტექნოლოგიები. ამ მილების დიამეტრი იმდენად მცირეა, რომ ისინი იზომება ნანომეტრებში. ნანომეტრი მეტრის მემილიარდედია, დაახლოებით 10 000-ჯერ პატარა, ვიდრე ადამიანის თმა.

ნახშირბადის ნანომილები სულ მცირე 100-ჯერ უფრო ძლიერია ვიდრე ფოლადი, მაგრამ მხოლოდ ერთი მეექვსედია სიმძიმის, ასე რომ მათ შეუძლიათ სიმტკიცის დამატება თითქმის ნებისმიერ მასალას. ისინი ასევე უკეთესები არიან სპილენძზე ელექტროენერგიისა და სითბოს გამტარობაში.

ნანოტექნოლოგია გამოიყენება ზღვის წყლის სასმელ წყალად გადაქცევისთვის. ახალ კვლევაში, ლოურენს ლივერმორის ეროვნული ლაბორატორიის (LLNL) მეცნიერებმა შეიმუშავეს ნახშირბადის ნანომილის პროცესი, რომელსაც შეუძლია მარილის ამოღება. ზღვის წყალიბევრად უფრო ეფექტური ვიდრე ტრადიციული ტექნოლოგიები.

ნანომილების შესწავლისას მეცნიერებმა მიბაძეს გზა ბიოლოგიური გარსები: არსებითად მატრიცა მემბრანის შიგნით ფორებით. მათ გამოიყენეს განსაკუთრებით პატარა ნანომილები - 50000-ჯერ უფრო თხელი ვიდრე ადამიანის თმა. ეს პაწაწინა ნანომილები უზრუნველყოფენ წყლის ძალიან მაღალ ნაკადს, მაგრამ იმდენად ვიწრო, რომ წყლის მხოლოდ ერთ მოლეკულას შეუძლია გაიაროს მილში. და რაც მთავარია, მარილის იონები ზედმეტად დიდია მილში მოსათავსებლად.

მკვლევარები თვლიან, რომ ახალ აღმოჩენას აქვს მნიშვნელოვანი შედეგებიროგორც წყლის გამწმენდი პროცესების, ასევე მაღალი ნაკადის მემბრანის ტექნოლოგიების შემდეგი თაობისთვის.

ვსეირნობთ, ვრბივართ, ვფიქრობთ და ვოცნებობთ კიდეც - აბსოლუტურად ენერგია საჭიროა ნებისმიერი მოქმედებისა და პროცესისთვის. როდესაც ჩვენ უბრალოდ ვიწექით, სხეული აგრძელებს ენერგიის დახარჯვას. ძილშიც კი ენერგიის მოხმარება წამითაც არ ჩერდება: გული სცემს, სასუნთქი კუნთები იკუმშება, ექსკრეტორული სისტემა მუშაობს და იმპულსები ნერვებში გადის. მატერიისა და ენერგიის ეს უწყვეტი გაცვლა არის ერთ-ერთი მთავარი განსხვავება ცოცხალ ორგანიზმებსა და უსულო ბუნებას შორის.

უმეტესობა ეფექტური გზასაყვარელი კალორიების მიღება - ჟანგვითი პროცესებიჟანგბადის მონაწილეობით. სწორედ იმისთვის, რომ ორგანიზმს მიაწოდოს მასში შემავალი ორგანული ნივთიერებების გაუთავებელი დაჟანგვა, ხდება სუნთქვის პროცესი. სუნთქვა ჩვეულებრივ ნიშნავს უწყვეტ ჩასუნთქვას და ამოსუნთქვას.რომელიც ქმნის ფილტვებს. თუმცა, ეს გარეგანი სუნთქვაა, ყველაზე რთული პროცესის პირველი ეტაპი.

სისხლში მოხვედრისას ჰემოგლობინის ცილაში ჟანგბადი გადადის სისხლის მიმოქცევის სისტემადა მიეწოდება სხეულის ყველა უჯრედს. იქ, სადაც კაპილარები პირდაპირ ვერ უახლოვდებიან უჯრედს, უჯრედშორისი სითხე შუამავლის როლს ასრულებს. მხოლოდ უჯრედში, კერძოდ მის ნაწილში, რომელსაც მიტოქონდრია ეწოდება, მიმდინარეობს ჟანგვის პროცესები, რის შედეგადაც გამოიყოფა ჩვენთვის საჭირო ენერგია.

საიდან მოდის ჟანგვის მასალა? საკვები – ცხიმები, ცილები და ნახშირწყლები – არის საწვავი, რომელიც ნელა, მაგრამ აუცილებლად იწვის ჩვენი ორგანიზმის ჟანგბადის „ღუმელში“.

როგორც ნებისმიერ წარმოებაში, აქაც ნარჩენები არ არის. სუნთქვის ნარჩენი პროდუქტებია ნახშირორჟანგი და წყალი.რომელიც ტოვებს სხეულს სხვადასხვა გზები: ნახშირორჟანგი მიჰყვება იმავე გზას, როგორც ჟანგბადი, მაგრამ საპირისპირო თანმიმდევრობით (უჯრედი - სისხლი - ფილტვები), წყალი გამოიყოფა ფილტვებით (წყლის ორთქლით), თირკმელებით (შარდით), კანით (ოფლით) და ნაწლავებით.

რა ძალები იწვევს ფილტვებში ჟანგბადის შეღწევას სისხლში და ნახშირორჟანგის დატოვებას?

ნებისმიერი გაზი ნარევში (in ამ საქმესასეთი ნარევი იქნება ჰაერი, რომელსაც ჩვენ ვსუნთქავთ). საკუთარი ძალანაწილობრივი წნევა ეწოდება. იგივე ძალა აქვს მასში გახსნილ გაზებს თხევადი საშუალო(ჩვენს მაგალითში სითხე არის სისხლი), მხოლოდ აქ ამ ძალას ეწოდება დაძაბულობა. ორივე ძალა იზომება ვერცხლისწყლის მილიმეტრებში. გაცვლის მთელი „სცენა“ თამაშდება ფილტვის ბუშტუკებში – ალვეოლებში, რომლებიც ყურძნის მტევნების მსგავსად ყველაზე პატარა ბრონქების ბოლოებზე კიდია. ალვეოლის კედელი წარმოიქმნება ალვეოლური უჯრედების ფენით, კაპილარული უჯრედების ფენით და ფენით. შემაერთებელი ქსოვილიმათ შორის და ემსახურება როგორც საზღვარს შორის ჰაერის გარემოფილტვები და სისხლის კაპილარები. ის ძალიან თხელია - სამივე ფენის საერთო სისქე მხოლოდ 1 მიკრონია - და არის ძალიან მცირე ბარიერი გაზებისთვის.

Თუ ნაწილობრივი წნევააირის ნარევში გაზი მეტია, ვიდრე იგივე აირის ძაბვა სითხეში, გაზი მიდრეკილია შეაღწიოს სითხეში და იხსნება მასში და პირიქით, თუ სითხეში გაზის წნევა აღემატება მის ნაწილობრივ წნევას. აირის ნარევში გაზი ტოვებს სითხეს. მაგალითად, ბუნებაში ამ გზით ატმოსფერული ჟანგბადიხვდება წყლის ობიექტებში - მდინარეებსა და ტბებში, ხოლო ნახშირორჟანგი - წყლის ობიექტებიდან ატმოსფეროში.

როგორ ხდება გაზის გაცვლა ფილტვებში? ზღვის დონეზე ჰაერს, რომელსაც ჩვენ ვსუნთქავთ, აქვს ჟანგბადის ნაწილობრივი წნევა დაახლოებით 100 მმ Hg. არტ., და მისი დაძაბულობა ვენურ სისხლში -40 მმ Hg. Ხელოვნება. ბუნებრივია, ჟანგბადი უფრო მეტად „აწნეხავს“ გაზს, ვიდრე „იძაბება“ სითხეში და ეს ძალა აიძულებს მას შევიდეს სისხლში, სანამ ჟანგბადის წნევა და დაძაბულობა არ დაბალანსდება. ფილტვების კაპილარებში სისხლი 0,5 წამში მოედინება და ამ დროის ნახევარი საკმარისია იმისათვის, რომ სისხლი ვენურიდან არტერიულში გადავიდეს. ადამიანის ჯანსაღ მდგომარეობაში არტერიული სისხლი 95-97%-ით არის გაჯერებული ჟანგბადით.

ნახშირორჟანგისთვის სურათი საპირისპიროა. მისი ნაწილობრივი წნევა ალვეოლებში არის 40 მმ Hg. არტ., და არტერიული წნევა - 46 მმ Hg. ხელოვნება, ასე რომ, ნახშირორჟანგი "გამოიდევნება" სისხლიდან, სანამ წონასწორობა არ მოხდება. შეიძლება გარკვეულწილად უცნაური ჩანდეს, რომ ძაბვასა და წნევას შორის მცირე სხვაობის მიუხედავად, ნახშირორჟანგი 20-ჯერ უფრო სწრაფად ტოვებს სისხლს, ვიდრე მასში ჟანგბადი შედის. ეს იმიტომ ხდება ნახშირორჟანგის ხსნადობა 25-ჯერ მეტი ჟანგბადზე. თუმცა, არტერიული სისხლი ყოველთვის შეიცავს მცირე რაოდენობით ნახშირორჟანგს ჟანგბადთან ერთად.

სუნთქვა გარკვეულწილად კონტროლდება ცნობიერებით. ჩვენ შეგვიძლია ვაიძულოთ თავი ვისუნთქოთ მეტ-ნაკლებად ხშირად, ან თუნდაც შევიკავოთ სუნთქვა. თუმცა, რაც არ უნდა ვცდილობთ სუნთქვის შეკავებას, დგება მომენტი, როცა ეს შეუძლებელი ხდება. სიგნალი შემდეგი ამოსუნთქვისთვის არის არა ჟანგბადის ნაკლებობა, რაც შეიძლება ლოგიკური ჩანდეს, მაგრამ ჭარბი ნახშირორჟანგი. ის სისხლში გროვდება ნახშირორჟანგი არის სუნთქვის ფიზიოლოგიური სტიმულატორი. ნახშირორჟანგის როლის აღმოჩენის შემდეგ, მათ დაიწყეს მისი დამატება სკუბა მყვინთავების გაზის ნარევებში, რათა სუნთქვის ცენტრის მუშაობის სტიმულირება მოეხდინათ. იგივე პრინციპი გამოიყენება ანესთეზიის დროს.

AT ნორმალური პირობებიდასვენების დროს ადამიანი ასრულებს დაახლოებით 15 სუნთქვის ციკლს, ანუ ჩასუნთქვა-ამოსუნთქვა ხდება ყოველ 4-5 წამში. თუ თქვენ ხელოვნურად ამცირებთ ნახშირორჟანგის შემცველობას სისხლში ჰიპერვენტილაციით, ექვს-რვა ხშირი ღრმა ჩასუნთქვით და ამოსუნთქვით, მაშინ ბოლო ამოსუნთქვის შემდეგ მოდის. საინტერესო მდგომარეობა- ცოტა ხნით ქრება სუნთქვის მოთხოვნილება. სუნთქვის სურვილი ჩვეულებრივ 4-5 წამის ნაცვლად დაახლოებით 0,5 წუთის შემდეგ ჩნდება. ეს იმიტომ ხდება, რომ ჰიპერვენტილაციის დროს ნახშირორჟანგი აქტიურად გამოიდევნება ორგანიზმიდან და მისი დაძაბულობა არტერიულ სისხლში საგრძნობლად იკლებს. ახლა მეტი დრო დასჭირდება სასუნთქი ცენტრის აღგზნებას, სანამ ნახშირორჟანგის შემცველობა არ მიაღწევს სწორი დონე. რა არის სავსე მყვინთავებისთვის ჰიპერვენტილაციით, მოგვიანებით შეიტყობთ.

ჰიპოქსიის მაგალითი, რომელიც ხშირად იწვევს სიკვდილს, არის მოწამვლა ნახშირბადის მონოქსიდი . მისი შემცველობა განსაკუთრებით მაღალია მანქანის გამონაბოლქვებში. ამ გაზის მზაკვრობა ისაა არის უფერო და უსუნო. საწყისი მოწამვლის ერთადერთი ნიშანია ძილის დაუძლეველი სურვილი. ნახშირბადის მონოქსიდი, ისევე როგორც ჟანგბადი, ერწყმის ჰემოგლობინს, მაგრამ ეს კავშირი 300-ჯერ უფრო ძლიერია. რაც უფრო დიდხანს სუნთქავს ადამიანი ნახშირბადის მონოქსიდს, მით ნაკლები ჟანგბადი რჩება მის სისხლში. ერთადერთი, რისი გადარჩენაც შეუძლია ადამიანს მძიმე მოწამვლისას, არის სასწრაფო სისხლის გადასხმა, ვინაიდან ამ შემთხვევაში ორგანიზმში შევლენ ნახშირბადის მონოქსიდისგან თავისუფალი და ჟანგბადის გადატანის უნარის მქონე სისხლის წითელი უჯრედები.

ნახშირბადის მონოქსიდით მოწამვლა ჰიპოქსიის უკიდურესი შემთხვევაა. ზოგადად, ადამიანს, ისევე როგორც სხვა ცოცხალ არსებებს, აქვს სხვადასხვა ადაპტაცია ჟანგბადის ნაკლებობასთან გამკლავებისთვის - სუნთქვის გაზრდა, სისხლის წითელი უჯრედების წარმოების გაზრდა და ჰემოგლობინის სინთეზის დაჩქარება. თუ ჟანგბადის შემცველობა იცვლება გარემო, მაშინ მხოლოდ შემცირების მიმართულებით, მაგრამ ორგანიზმს არაფერი აქვს ჟანგბადის სიჭარბისგან თავის დასაცავად.

გასაკვირია, სუფთა ჟანგბადის სუნთქვისას ორგანიზმის მოწამვლა ხდება, შემდეგ კი სიკვდილი ასფიქსიით, ანუ დახრჩობით. თუ ჩასუნთქულ ჰაერში ჟანგბადის შემცველობა ზედმეტად მაღალია, სისხლში ჰემოგლობინი 100%-ით არის გაჯერებული ჟანგბადით, ხოლო ჟანგბადის მოლეკულები, რომლებსაც არ აქვთ საკმარისი ადგილი სისხლის წითელ უჯრედებში, იხსნება სისხლში და მიდიან „თავისუფალ ცურვაზე“. როდესაც სისხლის წითელი უჯრედები აძლევენ ჟანგბადს უჯრედებს, მისი „თავისუფლად მცურავი“ მოლეკულები იკავებს გათავისუფლებულ ადგილს. კაპილარებში გავლისას, ერითროციტებს არ აქვთ დრო, რომ მიიღონ ნახშირორჟანგის დიდი ნაწილი, რადგან მისი 75% გადადის ფილტვებში ერითროციტებით და მხოლოდ 25% იხსნება სისხლის პლაზმაში. მაშინ ნახშირორჟანგის მოლეკულები არ არის ბევრი, რადგან მათ შეუძლიათ ერითროციტების „დალახვრა“ მხოლოდ მაშინ, როდესაც ისინი ცურავდნენ კაპილარებში, რადგან გაზის გაცვლა ხდება ექსკლუზიურად ამ გემებში. ასე რომ, ვენური სისხლის ნაცვლად ვენებში ჟანგბადით სავსე სისხლი მიედინება, ნახშირორჟანგი კი უჯრედებში რჩება და დახრჩობის შეტევას იწვევს.

ფილტვებში სისხლი ისევ ნორმაზე მეტი ჟანგბადით არის გაჯერებული და ისტორია მეორდება. ძალიან სწრაფად, უჯრედებსა და ქსოვილებში ნახშირორჟანგის რაოდენობა იმდენად შესამჩნევი ხდება, რომ სახე წითლდება, ჩნდება ქოშინი, თავის ტკივილი და კრუნჩხვები (ტუჩების, ქუთუთოების, სახის, თითების და ფეხის თითების კუნთებში კრუნჩხვა) და საბოლოოდ ადამიანი კარგავს გონებას და "უსახლკარო" ჟანგბადი აგრძელებს ნივთების მოწესრიგებას. მისი მოლეკულები უკიდურესად აქტიურია და კარგავს ჟანგვის ძალებს მარჯვნივ და მარცხნივ. უპირველეს ყოვლისა, ისინი ანადგურებენ უჯრედის მემბრანებს, რომლებიც ძირითადად შედგება ადვილად დაჟანგული ლიპიდური (ცხიმის მსგავსი) მოლეკულებისგან. რამდენიმე ასეულ დაჟანგულ ლიპიდურ მოლეკულას შეუძლია დაიწყოს მთელი უჯრედის თვითგანადგურების ჯაჭვური რეაქცია. გახრწნილი მოლეკულები უბრალოდ ვეღარ ასრულებენ თავიანთ ფუნქციებს - ისინი ძალიან ტოქსიკურია. ფილტვის უჯრედების განადგურება და სისხლძარღვებიგანიცდიან გულს, ღვიძლს, ტვინს და ზურგის ტვინი. სუფთა ჟანგბადის ატმოსფეროში ადამიანს შეუძლია გადარჩეს არა უმეტეს ერთი დღისა.

ᲔᲡ ᲡᲐᲘᲜᲢᲔᲠᲔᲡᲝᲐ

ვენური სისხლი მუქი ალუბლისფერია, ხოლო ტროპიკებში ის იძენს ალისფერ შეფერილობას. ეს იმიტომ ხდება, რომ თბილ და ნოტიო კლიმატში ადამიანს სჭირდება ნაკლები ენერგია სასიცოცხლო პროცესების შესანარჩუნებლად და სხეულის ნორმალური ტემპერატურის შესანარჩუნებლად. შესაბამისად, ორგანიზმი ნაკლებ ჟანგბადს მოიხმარს, ამიტომ ჟანგბადით მდიდარი სისხლი ბრუნდება ვენებში. ყველაზე მეტად ჟანგბადის მომხმარებელი ორგანოებია გულის კუნთი და ტვინი. ამ ორგანოების 1 მმ 2-ზე 2,5-3 ათასი კაპილარია, ხოლო ჩონჩხის კუნთის 1 მმ 2-ზე მხოლოდ 0,3-1 ათასი კაპილარია.

მთელი ჟანგბადის დაახლოებით 15%, რომელიც შედის სხეულში მოსვენების დროს, მოიხმარს გულს.

ჩასუნთქვისას გულის შეკუმშვა იმატებს, ამოსუნთქვისას კი ნელდება.

ალვეოლის მთლიანი ფართობი მოზრდილებში დაახლოებით 50-ჯერ აღემატება სხეულის ზედაპირს.

სოდა, ვულკანი, ვენერა, მაცივარი - რა აქვთ მათ საერთო? Ნახშირორჟანგი. ჩვენ შევაგროვეთ თქვენთვის ყველაზე მეტი საინტერესო ინფორმაციადედამიწაზე ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ქიმიური ნაერთის შესახებ.

რა არის ნახშირორჟანგი

ნახშირორჟანგი ძირითადად ცნობილია თავისით აირისებრი მდგომარეობა, ე.ი. როგორც ნახშირორჟანგი მარტივი ქიმიური ფორმულა CO2. ამ ფორმით ის ნორმალურ პირობებში არსებობს - ზე ატმოსფერული წნევადა "ნორმალური" ტემპერატურა. მაგრამ ზე სისხლის მაღალი წნევა 5 850 კპა-ზე მეტი (როგორიცაა, მაგალითად, ზეწოლა ზღვის სიღრმედაახლოებით 600 მ), ეს გაზი იქცევა სითხეში. და ძლიერი გაგრილებით (მინუს 78,5 ° C), ის კრისტალიზდება და ხდება ეგრეთ წოდებული მშრალი ყინული, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ვაჭრობაში მაცივრებში გაყინული საკვების შესანახად.

თხევადი ნახშირორჟანგი და მშრალი ყინული იწარმოება და გამოიყენება ადამიანის საქმიანობაში, მაგრამ ეს ფორმები არასტაბილურია და ადვილად იშლება.

მაგრამ აირისებრი ნახშირორჟანგი ყველგან არის გავრცელებული: ის გამოიყოფა ცხოველებისა და მცენარეების სუნთქვის დროს და წარმოადგენს მნიშვნელოვან ნაწილს. ქიმიური შემადგენლობაატმოსფერო და ოკეანე.

ნახშირორჟანგის თვისებები

ნახშირორჟანგი CO2 უფერო და უსუნოა. AT ნორმალური პირობებიარც გემო აქვს. ამასთან, ნახშირორჟანგის მაღალი კონცენტრაციის შესუნთქვისას პირის ღრუში იგრძნობა მჟავე გემო, რაც გამოწვეულია იმით, რომ ნახშირორჟანგი იხსნება ლორწოვან გარსებზე და ნერწყვში და იქმნება. სუსტი ხსნარინახშირბადის მჟავა.

სხვათა შორის, ეს არის ნახშირორჟანგის წყალში დაშლის უნარი, რომელიც გამოიყენება ცქრიალა წყლების დასამზადებლად. ლიმონათის ბუშტები - იგივე ნახშირორჟანგი. CO2-ით წყლის გაჯერების პირველი აპარატი გამოიგონეს ჯერ კიდევ 1770 წელს და უკვე 1783 წელს მეწარმემა შვეიცარიელმა იაკობ შვეპმა დაიწყო სოდას სამრეწველო წარმოება. სავაჭრო ნიშანი Schweppes ჯერ კიდევ არსებობს).

ნახშირორჟანგი 1,5-ჯერ უფრო მძიმეა ვიდრე ჰაერი, ამიტომ ის მიდრეკილია ქვედა ფენებში „დასახლდეს“ თუ ოთახი ცუდად ვენტილირებადია. ცნობილია „ძაღლის გამოქვაბულის“ ეფექტი, სადაც CO2 გამოიყოფა პირდაპირ მიწიდან და გროვდება დაახლოებით ნახევარი მეტრის სიმაღლეზე. ასეთ გამოქვაბულში მოხვედრილი ზრდასრული ადამიანი სიმაღლის სიმაღლეზე არ გრძნობს ნახშირორჟანგის სიჭარბეს, მაგრამ ძაღლები აღმოჩნდებიან ზუსტად ნახშირორჟანგის სქელ ფენაში და იწამლებიან.

CO2 არ უწყობს ხელს წვას, ამიტომ გამოიყენება ხანძარსაწინააღმდეგო და ხანძრის ჩაქრობის სისტემებში. ხრიკი ანთებული სანთლის ჩაქრობით სავარაუდო ცარიელი ჭიქის შემცველობით (მაგრამ სინამდვილეში ნახშირორჟანგით) ემყარება ზუსტად ნახშირორჟანგის ამ თვისებას.

ნახშირორჟანგი ბუნებაში: ბუნებრივი წყაროები

ნახშირორჟანგი ბუნებაში წარმოიქმნება სხვადასხვა წყაროდან:

• ცხოველებისა და მცენარეების სუნთქვა.
  ყველა სკოლის მოსწავლემ იცის, რომ მცენარეები ჰაერიდან შთანთქავენ ნახშირორჟანგს CO2 და იყენებენ ფოტოსინთეზში. ზოგიერთი დიასახლისი უხვად ცდილობს შიდა მცენარეებიგამოისყიდოს ნაკლოვანებები. თუმცა, მცენარეები არა მხოლოდ შთანთქავენ, არამედ ათავისუფლებენ ნახშირორჟანგს სინათლის არარსებობის შემთხვევაში, როგორც სუნთქვის პროცესის ნაწილი. ამიტომ, ჯუნგლები ცუდად ვენტილირებადი საძინებელში არ არის ძალიან კარგი იდეაა: CO2 დონე კიდევ უფრო მოიმატებს ღამით.
• ვულკანური აქტივობა.
  ნახშირორჟანგი ვულკანური აირების ნაწილია. რაიონებში მაღალი ვულკანური აქტივობა CO2 შეიძლება გამოიყოფა პირდაპირ მიწიდან - ბზარებიდან და ნაპრალებიდან, რომლებსაც მოფეტები ეწოდება. ნახშირორჟანგის კონცენტრაცია მოფეტის ხეობებში იმდენად მაღალია, რომ ბევრი პატარა ცხოველი იქ მოხვედრისას კვდება.
• ორგანული ნივთიერებების დაშლა.
  ნახშირორჟანგი წარმოიქმნება ორგანული ნივთიერებების წვის და დაშლის დროს. ნახშირორჟანგის მოცულობითი ბუნებრივი გამონაბოლქვი თან ახლავს ტყის ხანძარს.

ნახშირორჟანგი ბუნებაში „შენახულია“ ნახშირბადის ნაერთების სახით მინერალებში: ქვანახშირი, ზეთი, ტორფი, კირქვა. CO2-ის უზარმაზარი მარაგი დაშლილი სახით გვხვდება მსოფლიო ოკეანეებში.

ღია რეზერვუარიდან ნახშირორჟანგის გამოყოფამ შეიძლება გამოიწვიოს ლიმნოლოგიური კატასტროფა, როგორც ეს მოხდა, მაგალითად, 1984 და 1986 წლებში. მანუნისა და ნიოსის ტბებში კამერუნში. ორივე ტბა წარმოიქმნა ვულკანური კრატერების ადგილზე - ახლა ისინი გადაშენებულია, მაგრამ სიღრმეში ვულკანური მაგმა კვლავ გამოყოფს ნახშირორჟანგს, რომელიც ადის ტბების წყლებში და იხსნება მათში. მთელი რიგი კლიმატური და გეოლოგიური პროცესების შედეგად ნახშირორჟანგის კონცენტრაციამ წყლებში კრიტიკულ მნიშვნელობას გადააჭარბა. ატმოსფეროში გამოიყოფა ნახშირორჟანგის უზარმაზარი რაოდენობა, რომელიც ზვავის მსგავსად, მთის ფერდობებზე დაეშვა. დაახლოებით 1800 ადამიანი გახდა ლიმნოლოგიური კატასტროფის მსხვერპლი კამერუნის ტბებზე.

ნახშირორჟანგის ხელოვნური წყაროები

ნახშირორჟანგის ძირითადი ანთროპოგენური წყაროებია:

• წვის პროცესებთან დაკავშირებული სამრეწველო ემისიები;
• საავტომობილო ტრანსპორტი.

მიუხედავად იმისა, რომ მსოფლიოში ეკოლოგიურად სუფთა ტრანსპორტის წილი იზრდება, მსოფლიოს მოსახლეობის აბსოლუტური უმრავლესობა მალე ვერ შეძლებს (ან არ სურს) გადავიდეს ახალ მანქანებზე.

სამრეწველო მიზნებისთვის ტყეების აქტიური გაჩეხვა ასევე იწვევს ჰაერში ნახშირორჟანგის CO2 კონცენტრაციის ზრდას.

CO2 არის მეტაბოლიზმის ერთ-ერთი საბოლოო პროდუქტი (გლუკოზის და ცხიმების დაშლა). იგი გამოიყოფა ქსოვილებში და ჰემოგლობინის საშუალებით გადაიტანება ფილტვებში, რომლის მეშვეობითაც ხდება ამოსუნთქვა. ადამიანის მიერ ამოსუნთქულ ჰაერში არის დაახლოებით 4,5% ნახშირორჟანგი (45000 ppm) - 60-110-ჯერ მეტი, ვიდრე ჩასუნთქულ ჰაერში.

ნახშირორჟანგი თამაშობს დიდი როლისისხლის მიწოდებისა და სუნთქვის რეგულირებაში. სისხლში CO2-ის დონის მატება იწვევს კაპილარების გაფართოებას, რაც საშუალებას იძლევა დიდი რაოდენობითსისხლი, რომელიც აწვდის ჟანგბადს ქსოვილებს და შლის ნახშირორჟანგს.

სასუნთქი სისტემაასევე სტიმულირდება ნახშირორჟანგის მატებით და არა ჟანგბადის ნაკლებობით, როგორც ეს შეიძლება ჩანდეს. სინამდვილეში ჟანგბადის ნაკლებობას ორგანიზმი დიდი ხნის განმავლობაში არ გრძნობს და სავსებით შესაძლებელია, რომ იშვიათ ჰაერში ადამიანმა გონება დაკარგოს მანამ, სანამ ჰაერის ნაკლებობას იგრძნობს. CO2-ის მასტიმულირებელი თვისება გამოიყენება ხელოვნური სუნთქვის მოწყობილობებში: იქ ნახშირორჟანგი ურევენ ჟანგბადს სასუნთქი სისტემის "დასაწყებად".

ნახშირორჟანგი და ჩვენ: რატომ არის CO2 საშიში?

საჭიროა ნახშირორჟანგი ადამიანის სხეულიისევე როგორც ჟანგბადი. მაგრამ ისევე, როგორც ჟანგბადის შემთხვევაში, ნახშირორჟანგის ჭარბი რაოდენობა ზიანს აყენებს ჩვენს კეთილდღეობას.

ჰაერში CO2-ის მაღალი კონცენტრაცია იწვევს ორგანიზმის ინტოქსიკაციას და იწვევს ჰიპერკაპნიის მდგომარეობას. ჰიპერკაპნიის დროს ადამიანს უჭირს სუნთქვა, გულისრევა, თავის ტკივილი და შეიძლება გაქრეს კიდეც. თუ ნახშირორჟანგის შემცველობა არ იკლებს, მაშინ მოდის რიგი - ჟანგბადის შიმშილი. ფაქტია, რომ ნახშირორჟანგიც და ჟანგბადიც სხეულში ერთი და იგივე „ტრანსპორტით“ – ჰემოგლობინზე მოძრაობს. ჩვეულებრივ, ისინი ერთად „მოგზაურობენ“, ჰემოგლობინის მოლეკულის სხვადასხვა ადგილებზე მიმაგრდებიან. თუმცა გაზრდილი კონცენტრაციასისხლში ნახშირორჟანგი ამცირებს ჟანგბადის უნარს ჰემოგლობინთან შეკავშირების. სისხლში ჟანგბადის რაოდენობა მცირდება და ვითარდება ჰიპოქსია.

ასეთი მავნე შედეგები ორგანიზმისთვის ხდება ჰაერის შესუნთქვისას CO2 შემცველობით 5000 ppm-ზე მეტი (ეს შეიძლება იყოს ჰაერი, მაგალითად, მაღაროებში). სამართლიანობისთვის, ინ ჩვეულებრივი ცხოვრებაასეთ ჰაერს პრაქტიკულად არ ვხვდებით. თუმცა, ნახშირორჟანგის გაცილებით დაბალი კონცენტრაციაც კი არ არის კარგი ჯანმრთელობისთვის.

ზოგიერთის დასკვნით, უკვე 1000 ppm CO2 იწვევს დაღლილობას და თავის ტკივილს სუბიექტების ნახევარში. ბევრი ადამიანი უფრო ადრე იწყებს სიახლოვის და დისკომფორტის შეგრძნებას. ზე შემდგომი გაზრდანახშირორჟანგის კონცენტრაცია 1500-2500 ppm-მდე კრიტიკულია, ტვინი „ზარმაცობს“ აიღოს ინიციატივა, გადაამუშაოს ინფორმაცია და მიიღოს გადაწყვეტილებები.

და თუ 5000 ppm დონე თითქმის შეუძლებელია Ყოველდღიური ცხოვრების, მაშინ 1000 და თუნდაც 2500 ppm შეიძლება ადვილად იყოს რეალობის ნაწილი თანამედროვე ადამიანი. ჩვენმა აჩვენა, რომ იშვიათად ვენტილირებადი სკოლის კლასები CO2 დონე უმეტეს დროს 1500 ppm-ზე მაღლა რჩება და ზოგჯერ 2000 ppm-ზე მაღლა ხტება. ყველა საფუძველი არსებობს იმის დასაჯერებლად, რომ მსგავსი სიტუაციაა ბევრ ოფისში და ბინებშიც კი.

ფიზიოლოგები მიიჩნევენ 800 ppm, როგორც ნახშირორჟანგის უსაფრთხო დონე ადამიანის კეთილდღეობისთვის.

სხვა კვლევამ აღმოაჩინა კავშირი CO2 დონესა და ოქსიდაციურ სტრესს შორის: რაც უფრო მაღალია ნახშირორჟანგის დონე, მით უფრო მეტად ვიტანჯებით, რაც ანადგურებს ჩვენი სხეულის უჯრედებს.

ნახშირორჟანგი დედამიწის ატმოსფეროში

ჩვენი პლანეტის ატმოსფეროში არის მხოლოდ დაახლოებით 0,04% CO2 (ეს არის დაახლოებით 400 ppm), ახლახან კი ეს იყო კიდევ უფრო ნაკლები: ნახშირორჟანგი 400 ppm ნიშნულს გადაკვეთა მხოლოდ 2016 წლის შემოდგომაზე. მეცნიერები ატმოსფეროში CO2-ის დონის ზრდას ინდუსტრიალიზაციას უკავშირებენ: in მეთვრამეტე შუასაუკუნეში, ადრე ინდუსტრიული რევოლუციაეს იყო მხოლოდ 270 ppm.