소다 라임

Soda lime
소다 라임

소다 라임은 NaOH와 CaO 화학물질이 혼합된 것으로, 일반 마취, 잠수함, 재호흡기 및 재압축 챔버와 같은 폐쇄 호흡 환경에서 입상 형태로 사용되며, 호흡 가스에서 이산화탄소를 제거하여 CO 보유 및 이산화탄소 [1][2]중독을 방지합니다2.

소석회를 농축된 수산화나트륨 용액으로 처리하여 제조합니다.

화학 성분

소다 라임의 주요 성분은 다음과 같습니다.

마취제 사용

전신마취 투여 중 환자에게서 배출된 이산화탄소를 포함한 가스는 소다석회 [1]과립이 충전된 마취기계 호흡회로를 통과한다.의료용 소다 라임은 소다 라임이 이산화탄소 흡수능력에 도달하면 색이 변하는 지시색소를 포함한다.

소다 라임 캐니스터(CO2 흡수제)가 제대로 작동하도록 지시 염료가 활성화된 경우에는 사용하지 마십시오.표준 마취기는 일반적으로 최대 2kg의 소다 라임 [citation needed]과립을 포함합니다.

수산화리튬(LiOH)은 분자량이 가장 낮은 알칼리 수산화물(Na: 23g/mol, Li: 7g/mol)이므로 발사 시 무게를 줄이기 위해 아폴로 계획 이후 우주 비행에서 CO 흡수제로 사용됩니다2.아폴로 13호의 비행 중, 달 착륙선의 승무원들은 높은 CO2 농도에 시달리기 시작했고 아폴로 캡슐의 예비 흡수 카트리지를 LEM 시스템에 장착해야 했다.

흡수제와 흡입 마취제(할로탄) 간의 상호작용으로 인한 독성 부산물 생성 위험을 줄이기 위해 최근 CO 흡수제가2 개발되었습니다.이러한 목적을 위해 수산화리튬(LiOH)[citation needed]으로 만든 일부 흡수제도 사용할 수 있습니다.

재호흡기 사용

배출된 가스는 이산화탄소가 흡수되는 이산화탄소 스크러버를 통과해야 다시 호흡할 수 있습니다.재호흡기에서 스크러버는 호흡 [2][3]루프의 일부입니다.1996년 미국 해군 함대가 [4]회로에 화학 물질을 방출한 것으로 의심되었을 때 염료를 사용하던 색소가 제거되었다.재압축실이나 잠수함과 같은 대규모 환경에서는 스크러빙 [2]캐니스터를 통과하는 기체의 흐름을 유지하기 위해 팬을 사용합니다.

화학 반응

전체적인 반응은 다음과 같습니다.

CO2 + CaO → CaCO3 + 열(물 존재 시)

수산화칼슘과 반응하는 CO(44 g)의2 각 몰은 1 몰의 물(18 g)을 생성한다.

이 반응은 강한 염기성 강화 반응으로 [5]간주될 수 있다.

탄산가스와 소다 라임의 반응 메커니즘은 세 가지 기본 단계로 분해될 수 있습니다.

) ( ) - ( { { ( g ) < = > ( (CO는2 물에 용해 - 천천히 속도 결정)
) ( + - 3 {+ (고 pH에서의 중탄산염 생성)
3) + - 3 + { {3 + < = > 3 + (NaOH는 2단계에서 재활용 - 촉매)

이러한 일련의 반응은 시스템에서 수산화나트륨이 수행하는 촉매적 역할과 소다 라임이 수산화칼슘 [6]단독보다 화학적 반응성이 빠른 이유를 설명합니다.습한 NaOH는 표면과 수산화칼슘 입자의 다공성을 높은 비 표면적에 [7]함침시킨다.반응 속도가 훨씬 빠르기 때문에 재호흡 회로에서 CO를 빠르게2 제거할 수 있습니다.반응에 의한 물의 형성과 호흡의 수분 또한 반응의 용매 역할을 한다.일반적으로 수상에서의 반응은 건조한 가스와 건조한 고체 사이의 반응보다 빠릅니다.소다 라임은 폐쇄 회로 다이빙 재호흡기 및 마취 [8][9]시스템에 일반적으로 사용됩니다.

알칼리 하이드록시드(시멘트의 NaO2eq 함량의 함수)에 의한 동일한 촉매 효과 또한 콘크리트 내 대기 CO에2 의한 탄산화에도 기여하지만 반응 전선의 전파 속도는 본질적으로 다공성이 [10]적은 콘크리트 매트릭스 내의 CO2 확산에 의해 제한된다.

알칼리-실리카 반응과 유사

위와 유사한 반응으로 수산화나트륨에 의해 촉매되며 반응성 비정질 실리카가 풍부한 응집체의 팽창 및 균열을 일으키는 느린 분해 과정인 알칼리-실리카 반응이다.마찬가지로 NaOH는 비정질 실리카의 용해를 크게 촉진한다.생성된 규산나트륨은 경화된 시멘트 페이스트에 존재하는 수산화칼슘(포르틀란다이트)과 반응하여 규산칼슘 수화물(시멘트 화학 표기법에서는 C-S-H로 줄임말)을 형성합니다.이러한 Ca(2OH)의 규화 반응은 용액에서 수산화나트륨을 지속적으로 방출하여 높은 pH를 유지하며 노출된 콘크리트에서 포틀랜드라이트 또는 반응성 실리카가 완전히 사라질 때까지 주기가 계속된다.나트륨 또는 칼륨 수용성 수산화물에 의한 이 반응의 촉매 작용이 없다면 알칼리-실리카 반응은 진행되지 않거나 매우 느린 포졸란 반응으로 제한될 것이다.알칼리 실리카 반응은 위에서 언급한 반응에서 CO를 SiO로2 치환하는2 것만으로 소다 라임 반응과 같이 표기할 수 있다.

반응 1: SiO2 + NaOH → NaHSIO3 NaOH에 의한 실리카 용해:
높은 pH
반응 2: NaHSIO3 + Ca(OH)2 → CaSiO3 + H2O + NaOH C-S-H 강수량
NaOH 재생
합계(1+2): SiO2 + Ca(OH)2 → CaSiO3 + H2O 글로벌 반응:
NaOH에 의해 촉매되는 포졸란 반응

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b Andrews, J. Jeff (1 September 2005). "Anesthesia Systems". In Paul G. Barash; Bruce F. Cullen; Robert K. Stoelting (eds.). Clinical Anesthesia (5th ed.). United States: Lippincott Williams & Wilkins. p. 1584. ISBN 978-0-7817-5745-4. Archived from the original on 13 July 2011. Retrieved 1 July 2010.
  2. ^ a b c Brubakk, Alf O.; Tom S. Neuman (2003). Bennett and Elliott's physiology and medicine of diving, 5th Rev ed. United States: Saunders Ltd. p. 800. ISBN 978-0-7020-2571-6.
  3. ^ Richardson, Drew; Menduno, Michael; Shreeves, Karl (eds). (1996). "Proceedings of Rebreather Forum 2.0". Diving Science and Technology Workshop. Diving Science and Technology: 286. Retrieved 2009-03-18.{{cite journal}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  4. ^ Lillo RS, Ruby A, Gummin DD, Porter WR, Caldwell JM (March 1996). "Chemical safety of U.S. Navy Fleet soda lime". Undersea Hyperb Med. 23 (1): 43–53. PMID 8653065. Retrieved 2009-03-18.
  5. ^ 조셉 펠크(1923년).석회 함유 물질의 처리 과정.1921년 8월 30일에 원서를 냈다.일련 번호 496,9631923년 3월 6일 특허 취득미국, 1,447,568 특허청.
  6. ^ Samari, Mohammad; Ridha, Firas; Manovic, Vasilije; Macchi, Arturo; Anthony, E. J. (2019). "Direct capture of carbon dioxide from air via lime-based sorbents". Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change. 25: 25–41. doi:10.1007/s11027-019-9845-0. ISSN 1381-2386.
  7. ^ Ševčík, Radek; Mácová, Petra; Sotiriadis, Konstantinos; Pérez-Estébanez, Marta; Viani, Alberto; Šašek, Petr (2016). "Micro-Raman spectroscopy investigation of the carbonation reaction in a lime paste produced with a traditional technology". Journal of Raman Spectroscopy. 47 (12): 1452–1457. Bibcode:2016JRSp...47.1452S. doi:10.1002/jrs.4929. ISSN 0377-0486.
  8. ^ Adriani, J.; Byrd, M. L. (1941). "A study of carbon dioxide absorption appliances for anesthesia: The canister". Anesthesiology: The Journal of the American Society of Anesthesiologists. 2 (4): 450–455.
  9. ^ Freeman, Brian S.; Berger, Jeffrey S. (2014). Anesthesiology Core Review: Part One Basic Exam. Chapter 17: Absorption of Carbon Dioxide. McGraw-Hill Education. Retrieved 22 April 2020 – via Access Medicine.
  10. ^ Verbeck, G. (1958). "Carbonation of hydrated Portland cement". STP205-EB Cement and Concrete (West Conshohocken, PA: ASTM International: 17–36. doi:10.1520/STP39460S. ISBN 978-0-8031-5667-8.

외부 링크