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二酸化炭素 carbon dioxide

二酸化炭素、炭酸ガス

化学式 = CO2
分子量 = 44.01

ガス密度 = 1.977 kg/m3 (0℃, 1atm)
比重 = 1.53 (0℃, 1atm)
液密度 = 1.030 kg/L (-20℃, 1.967MPa)

沸点 = -78.5℃ (1atm) 昇華
融点 = -56.5 ℃ (1atm)

熱伝導率 = 16.64 mW/(m・k) (25℃, 1atm)

性質 = 不活性

許容濃度 = 5000 ppm (ACGIH TLV-TWA'06)

形態 = 液化

主な用途 = 溶接、飲料、冷却


二酸化炭素は液化する圧力が、酸素や窒素などに比べて低く、高圧ガス容器に充填される場合、液化した状態で存在します。

この性質から、酸素や窒素の場合、1500L、7リューベなどと圧縮されたガスが1気圧に戻されたときの容積で呼ばれますが、二酸化炭素の場合は実際に充填されている重量で呼ばれます。

例)7kg、30kg

その際、どの程度のサイズの高圧ガス容器にどのぐらいの重量の炭酸ガスが詰められるかは、高圧ガス保安法における容器保安規則 第二十二条 に書かれています。下記の式のGの重量より少ない量しか充填してはいけません。(高圧ガス保安法 第四十八条第一項第四号

G=V÷C

G 液化ガスの質量(単位 キログラム)の数値
V 容器の内容積(単位 リットル)の数値
C ガスごとの定数

炭酸ガスの場合、定数Cは1.34です。

例) 10L容器 → 7.4kg
   40.2L容器 → 30kg

Q & A

二酸化炭素(炭酸ガス) 30kg は気体にすると何リットルになりますか?

二酸化炭素のガス密度は 1000Lあたり 1.97kg です。
つまり、約2kgで1000Lということなので、1kgあたり500Lとなります。
よって、30kgだと15,000 L となります。
ただし、これは 0℃、1気圧のときで、20℃、1気圧の場合は、
理想気体として考えると、ボイル-シャルルの法則により
15,000 × ( 273 + 20 / 273 ) ≒ 16,100 L (1万6100リットル) となります。

規格

工業用 液化炭酸ガス
純度 99.9%以上、露点 -50℃以下、臭気 なし
医療用炭酸ガス(日本薬局方二酸化炭素)
日本薬局方収載の「二酸化炭素」による。(純度99.5%以上)
食品添加物用炭酸ガス
純度 99.5%以上、露点 0.005 vol%以下、油分 0.5 ppm以下、全硫黄分 0.03 ppm以下臭気 なし、臭気 なし、食品添加物試験 規格適合

質量と体積の関係

重量(kg)液体(L)
沸点 0.1MPa
気体(m3)
0℃、0.1MPa
気体(m3)
15℃、0.1MPa
気体(m3)
35℃、0.1MPa
炭酸ガス10.9710.5060.5340.571
1.0310.5210.550.588
1.9771.91911.0551.128
1.8741.8190.94811.069
1.7521.7010.8860.9351

蒸気圧

温度 [℃]圧力 [atm]
-100 (個体)0.137
-78.5(昇華点)1.000
-56.6(三重点)5.112
-409.93
-2019.44
034.40
1044.4
2056.5
31.9(臨界点)72.8

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