Infos zu CO2 Kohlenstofffdioxid

Bei CO2 (CAS-Nummer 124-38-9) handelt es sich um ein farbloses, geruchloses Gas.
Es ist mit einer Konzentration von ca. 0,04 % in der Luft der Erdatmosphäre mit ca. 0,04% enthalten.

Bei den Konzentrationen die beim fachgerechten Einsatz des Schneemeister-Verfahrens eingesetzt werden können keine CO2-Konzentrationen erreicht werden die für den Anwender gefährlich sind.
CO2 ist auch nach Gefahrstoffverordnung nicht eingestuft.

Verwendung von CO2

Viele Getränke enthalten Kohlenstoffdioxid ('Kohlensäure'), um beim Trinken einen besseren Erfrischungseffekt zu erzielen. Bei manchen Getränken entsteht es durch Gärung (Bier, Sekt), bei anderen wird es künstlich zugesetzt (Limonade, Sodawasser) oder es wird kohlenstoffdioxidhaltiges, natürliches Mineralwasser verwendet. Als Lebensmittelzusatzstoff trägt es die Bezeichnung E 290.
Kohlenstoffdioxid kommt wegen seiner sauerstoffverdrängenden Eigenschaften auch zu Feuerlöschzwecken zum Einsatz, vor allem in Handfeuerlöschern und automatischen Löschanlagen (CO2-Löscher).

Kohlenstoffdioxid kommt als Kältemittel unter der Bezeichnung R744 oder R-744 in Fahrzeug- und stationären Klimaanlagen, bei industrieller Kältetechnik, Supermarkt- und Transportkühlung sowie in Getränkeautomaten zum Einsatz. Es hat eine große volumetrische Kälteleistung (höhere Effizienz in einem gegebenen Volumen), eine hohe

In zunehmendem Maße wird CO2 in Verbindung mit einem automatisierbaren Strahlverfahren verwendet, um hochreine Oberflächen zu erzeugen. Mit seiner Kombination aus mechanischen, thermischen und chemischen Eigenschaften kann beispielsweise CO2-Schnee verschiedenste Arten von Oberflächen-Verunreinigungen rückstandsfrei lösen und abtragen.

Bei der Aufbewahrung in geschlossenen Räumen verdrängt das entstehende Kohlenstoffdioxidgas aufgrund seiner höheren Dichte die Luft am Boden. In hohen Konzentrationen kann es erstickend wirken, Symptome sind Verlust der Bewegungsfähigkeit und des Bewusstseins, die Person bemerkt dabei das Ersticken nicht. In geschlossenen Behältern kann sich ein gefährlicher Gasdruck aufbauen (siehe Filme bei den Weblinks).

Physiologische Wirkungen und Gefahren

CO2-Konzentrationen (Vol-%) in Luft und Auswirkungen auf den Menschen:
•    0,038 %: Derzeitige Konzentration in der Luft
•    0,15 %: Hygienischer Innenraumluftrichtwert für frische Luft
•    0,3 %: MIK-Wert, unterhalb dessen keine Gesundheitsbedenken bei dauerhafter
•    4 %: Atemluft beim Ausatmen
•    5 %: Auftreten von Kopfschmerzen, Schwindel und Bewusstlosigkeit
•    8 %: Bewusstlosigkeit, Krämpfe, Eintreten des Todes nach 30–60 Minuten

Gelegentlich kommt es zu Unfällen mit CO2. In Weinkellern, Futtersilos, Brunnen und Jauchegruben können sich durch Gärprozesse beträchtliche Mengen an CO2 bilden. Wenn nicht für ausreichende Entlüftung gesorgt ist, bilden sich gefährliche Konzentrationen, und zwar aufgrund der höheren Dichte von CO2 im Vergleich zu Luft vor allem in Bodennähe (Kohlenstoffdioxid-See).

Die direkte Schadwirkung auf Tier und Mensch kann im Einzelfall auf der Verdrängung des Sauerstoffes in der Luft beruhen. Die weit verbreitete Ansicht, CO2 sei an sich unschädlich und wirke nur durch Verdrängen des lebensnotwendigen Sauerstoffs, ist jedoch falsch. Daher ist auch die alte Kerzenprobe zum Erkennen von gefährlicher Sauerstoffknappheit nicht sinnvoll. Durch die Verdrängung der Luft (Absinken des O2-Partialdrucks auf weniger als 130 mbar) durch das schwerere Kohlenstoffdioxid kann es aber zusätzlich zu den schädlichen Wirkungen des CO2 auch zum Ersticken durch Sauerstoffmangel kommen.

Ab etwa 5 Prozent CO2 in der eingeatmeten Luft treten Kopfschmerzen und Schwindel auf, bei höheren Konzentrationen beschleunigter Herzschlag, Blutdruckanstieg, Atemnot und Bewusstlosigkeit (die so genannte CO2-Narkose). CO2-Konzentrationen von 8 Prozent und mehr führen innerhalb von 30 bis 60 Minuten zum Tod.

Zusätzlich hat Kohlenstoffdioxid eine indirekte Wirkung auf den Sauerstoffhaushalt des Blutes. Befindet sich vermehrt Kohlenstoffdioxid in der Luft oder im Frischwasser, so wird im Blut über das Dissoziationsgleichgewicht der Kohlensäure der pH-Wert vermindert – das Blut wird „saurer“. Von diesem Absinken des pH-Werts ist das Hämoglobin betroffen. Bei niedrigerem pH-Wert verringert sich seine O2-Bindungskapazität. Das heißt bei gleichem O2-Gehalt der Luft kann vom Hämoglobin weniger Sauerstoff gebunden und transportiert werden.

Dieser indirekte Effekt über den pH-Wert des Blutes ist von der weitaus stärkeren Giftigkeit des Kohlenstoffmonoxids zu unterscheiden. Kohlenstoffmonoxid maskiert als Komplexbildner den Eisenkern des Hämoglobins und verhindert dadurch die Bindung von Sauerstoff in den roten Blutkörperchen. Dies ist ein anderer (wirksamerer) molekularer Mechanismus als beim Kohlenstoffdioxid.

Im festen Aggregatzustand findet Kohlenstoffdioxid unter der Bezeichnung Trockeneis Anwendung in der Technik. So auch beim Schneemeistersystem. Es schmilzt nicht, sondern sublimiert bei −78 °C.

Trockeneis wird überwiegend als Kühlmittel verwendet.
•    In der chemischen Synthese zur Kühlung von Reaktionsgemischen, meist als Kältemischung in Verbindung mit einem Lösungsmittel für effizienteren Wärmeaustausch; oder als Quelle für CO2 als Synthesebaustein
•    In der Lebensmittelindustrie wird Trockeneis zur Kühlung verwendet, oft in Form großer Blöcke.
•    Als feines Granulat kann Trockeneis zur Reinigung verwendet werden. Dabei werden die Körnchen mit hoher Geschwindigkeit auf die zu reinigende Fläche geblasen. Verschmutzungen (Fette, Trennmittel, Beschichtungen) werden durch die Kälte hart und spröde und platzen ab. Man unterscheidet hierbei das Trockeneisstrahlen und das CO2-Schneestrahlen.
•    In Restaurants und Hotels zur Verlangsamung des Abschmelzens von Eisskulpturen
•    In der Medizin zum Vereisen von Warzen
•    Bei der Überwachung blutsaugender Insekten und Vektoren die Kohlendioxid in ihrer Wirtsfindung verwenden (z. B. Stechmücken). Das Kohlendioxid wird hierbei aus isolierten Behältern mit Trockeneis freigesetzt und lockt die Insekten in die Nähe der Einsaugöffnungen spezieller Fallen.

Beim Umgang mit Trockeneis sollten Handschuhe und Schutzbrille getragen werden. Bei versehentlichem Hautkontakt sublimiert es zwar an seiner Oberfläche, und bildet eine dünne schützende Gasschicht, die den direkten Kontakt zur Haut verhindert. Bekommt Trockeneis trotzdem über mehrere Sekunden einen festen Kontakt zur Haut, wird die Sublimierung unterbrochen und das Eis bleibt, ähnlich wie beim Anfassen tiefkalter Metallgegenstände, an der Haut kleben. Um langzeitige Schädigungen der Haut und den darunter liegenden Gewebeschichten zu verhindern, muss es augenblicklich entfernt (abgerissen) werden, da es sonst zur einer Kälteverbrennung kommt, bei der das Gewebe in wenigen Sekunden abstirbt.