لماذا يستخدم co2 في اطفاء الحرائق هو واحدًا من الأسئلة التي يتم طرحها عادةً في اختبارات المواد العلمية، حيث إننا عبر موقع مخزن سنشير إلى إجابته كما سنوضح خصائص غاز ثاني أكسيد الكربون بالتفصيل واستخداماته الأخرى.
يُستخدم غاز ثاني أكسيد الكربون (Co2) في إطفاء الحرائق بشكل شائع مقارنةً بغيره من الغازات الأخرى لا سيما النيتروجين والموجودة في الهواء الجوي، إذ يعزى السبب وراء ذلك إلى الآتي:
غاز ثاني أكسيد الكربون لا يشتعل ولا يساعد مُطلقًا على الاشتعال، كما أنه يقوم بحجب الأكسجين بفاعلية عن الحريق مما يؤدي إلى إخماده.
فهو يعزل الأكسجين نظرًا لأن كثافته كبيرة، إذ تساهم كثافة ثاني أكسيد الكربون الكبيرة في جعله يطرد الأكسجين المساهم في زيادة الاشتعال ويحل محله.
لذا فإننا نجد بأنه يتم تعبئة طفايات الحريق بغاز ثاني أكسيد الكربون من أجل استخدامه لإطفاء الحرائق.
نظام اطفاء الحريق CO2
يتضمن نظام اطفاء الحريق co2 أجهزة إطفاء الحرائق التي تعمل من خلال الغمر الكلي للحرائق سواء كانت سطحية أو عميقة عبر إطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون على المساحات المغلقة، وهو يتميز بالآتي:
يستخدم لمكافحة مختلف المخاطر.
لا يوجد تكاليف للتنظيف عقب إتمام عملية السيطرة على الحريق باستخدامه.
نظام فعّال للغاية.
يحقق أضرار طفيفة بالممتلكات عقب إخماد الحريق.
تاريخ اكتشاف ثاني أكسيد الكربون
يعد غاز ثاني أكسيد الكربون وكما أشار العلماء من أوائل الغازات التي تم اكتشافها في الغلاف الجوي، ففيما يلي سوف نشير إلى تاريخ اكتشافه:
في بداية القرن السابع عشر حاول العالم فان هيلمونت باكتشاف غاز ثاني أكسيد الكربون وذلك عندما قام بوصفه أثناء مراقبة احتراق الفحم النباتي، حيث وجد ناتج احتراق الفحم النباتي أقل نسبيًا من كمية المدخلات التي تم إحراقها مما جعله يتوصل إلى أن هناك غاز خفي وأطلق عليه الروج الشاذة.
وفي منتصف القرن الثامن عشر اتجه العالم جوزيف بلاك هو الآخر إلى دراسة الغاز ليوضح خصائصه، إذ قال إن غاز ثاني أكسيد الكربون عديم اللون والرائحة كما يتميز بأنه أعلى كثافة من الهواء وقادر على الدخول في العديد من التفاعلات الكيميائية ومع ذلك فهو لا يساعد على الاشتعال ولا يؤدي إلى اختناق حيوانات التجارب.
أما في القرن التاسع عشر فلقد قام العديد من العلماء بإعطاء أهمية خاصة لغاز ثاني أكسيد الكربون لاكتشاف أسراره بشكل أكثر حيث قاموا بضغطه لتحويله إلى صورة سائلة، كما قاموا بتجميده لتحويله إلى الحالة الصلبة.
نسبة وجود ثاني أكسيد الكربون في الهواء الجوي
يوجد غاز ثاني أكسيد الكربون بشكل طبيعي في الغلاف الجوي بما يعادل نسبة 0.030% من كمية الغازات الأخرى الموجودة فيه، كما أنه يُنتج من خلال تنفس الكائنات الحية لا سيما النبات أثناء القيام بعملية التنفس الخلوي، فضلًا عن ذلك فهو ينبعث من عمليات احتراق الوقود الحفري كالبترول والفحم النباتي، وقيل إنه أحد نواتج تخمر السكريات والمواد العضوية وغيرها.
خصائص غاز ثاني أكسيد الكربون
يمتلك غاز ثاني أكسيد الكربون (Co2) العديد من الخصائص والتي تميزه عن غيره من الغازات، فمن أبرزها:
يتجمد عند درجة حرارة 78.5 س.
كثافته أعلى من كثافة الهواء لذا فإنه يعمل على إزاحة الهواء لأعلى مما يضمن حجب الاكسجين عن الحرائق.
غاز عديم اللون والرائحة والطعم.
عندما يكون في الحالة الصلبة ويتم تسخينه فإنه لا يتحول إلى سائل أولًا بل يتحول بشكل مباشر إلى غاز حيث تُعرف هذه العملية باسم التسامي.
يُمكن أن يذوب في الماء بكل سهولة وينتج حمض الكربونيك.
استخدامات غاز ثاني أكسيد الكربون
لن يقتصر استخدام غاز ثاني أكسيد الكربون على إخماد الحرائق، فهو يستخدم أيضًا في الآتي:
استخراج البترول
يساعد غاز ثاني أكسيد الكربون على معادلة الضغط الموجود في آبار البترول.
كما أنه يلعب دورًا كبيرًا في تخفيف لزوجة الخام المستخرج وذلك عند ذوبانه مما يضمن تدفقه بشكل أسهل وأفضل.
عمليات التبريد
نظرًا لانخفاض درجة تجميد غاز ثاني أكسيد الكربون فلقد تم الاتجاه إلى استخدامه في عمليات التبريد.
حيث إنه يُستخدم في عملية حفظ الأطعمة التي تتطلب درجات حرارة منخفضة لا سيما أثناء عملية نقلها.
الصناعات الكيماوية
يدخل غاز ثاني أكسيد الكربون في العديد من الصناعات الكيماوية والأسمدة.
إذ إنه يدخل في صناعة الكربونات والبيكربونات واليوريا وغيرها.
الصناعات الدوائية
مع اكتشاف أن غاز ثاني أكسيد الكربون لديه مذيب أقل سمية من المذيبات المستخدمة حاليًا لا سيما مركبات الكلور العضوية فلقد تم استخدامه في الصناعات الدوائية.
فضلًا عن ذلك فلقد تم استخدامه أيضًا في عمليات التنظيف الجاف.
الصناعات الغذائية
يدخل غاز ثاني أكسيد الكربون في صناعة المسحوق اللازم لتخمير العجائن المختلفة وهو مسحوق التخمير.
كما أنه يستعمل في معادلة حمضية الأطعمة المعلبة.
بالإضافة إلى ذلك فهو يستخدم مع الثلج الجاف لحفظ المنتجات الحيوانية والأطعمة والخضراوات لأطول فترة ممكنة دون تخمرها أو تلفها.
ولقد تبين قدرته على المساهمة في عملية نزع الكافيين من خلال بذور البن والتي تساعد على صنع القهوة منزوعة الكافيين.
صناعة المشروبات الغازية
يستخدم غاز ثاني أكسيد الكربون في صناعة المشروبات الغازية المختلفة والجعة.
حيث إنه يتم إذابته في الماء بهدف إنتاج ماء مكربن.
عملية اللحام
يستعمل غاز ثاني أكسيد الكربون أثناء عملية لحام المعادن كغاز خامل حتى لا يحدث اشتعال نتيجة ارتفاع نسبة الأكسجين.
وعلى الرغم من ذلك فهو لا يعد الغاز الأمثل نظرًا لتفاعله ولتكوينه لحمض الكربونيك المساهم في ضعف اللحام بمرور الوقت.
إذ يعزى السبب وراء استخدامه إلى قلة تكلفته مقارنةً بغيره من الغازات الخاملة كالهيليوم والأرجون.
لماذا طفايات co2 بدون مؤشر
إن طفايات الحرائق التي تحتوي على غاز ثاني أكسيد الكربون تكون غير مزودة بمؤشر، إذ يعزى السبب وراء ذلك إلى أن غاز ثاني أكسيد الكربون عندما يتعرض للضغط داخل الطفاية بدرجة حرارة تصل إلى 200 بار تحت الصفر فإنه يتحول سريعًا من الحالة الغازية إلى الصلبة دون أن يمر مطلقًا بالحالة السائلة، فهو وكما أسلفنا ذكرًا غاز خفيف للغاية، وعقب تحوله للحالة الصلبة يصبح جافًا وثلجًا مجعدًا إذ لا يُمكن لأجهزة الضغط قياسه.
السلبيات الناتجة عن زيادة نسبة ثاني أكسيد الكربون
مع زيادة معدلات الاحتراق في مختلف الأماكن على سطح الكرة الأرضية نتيجة التوسع الصناعي، فلقد ازدادت نسبة ثاني أكسيد الكربون بشكل ملحوظ، وهو الأمر الذي يتطلب توخي الحذر لاحتمالية تأثيرها بالسلب على كافة نواحي الحياة، إذ تتمثل السلبيات الناتجة عن زيادة نسبة ثاني أكسيد الكربون فيما يلي:
ارتفاع درجة حرارة الأرض
تُحدث الكميات الزائدة من ثاني أكسيد الكربون ظاهرة الصوبة الزجاجية، حيث في هذه الظاهرة يعمل ثاني أكسيد الكربون على امتصاص الحرارة ومن ثم يمنع انعكاسها إلى خارج الغلاف الجوي مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة.
فلقد انتشرت هذه الظاهرة في السنوات الأخيرة وأدت إلى تغيير المناخ بشكل كبير وزيادة نسبة العواصف والأعاصير فضلًا عن ذوبان الجليد.
تآكل طبقة الأوزون
قد تؤدي النسبة المرتفعة من غاز ثاني أكسيد الكربون إلى تآكل طبقة الأوزون.
وذلك لتسببها في زيادة نسبة الأشعة فوق البنفسجية الواصلة إلى الأرض، وهو الأمر الذي بدوره يزيد من خطر انتشار الأمراض المختلفة مثل سرطان الجلد.
