CO2 jest gazem
A. 1,5 raza lżejszym od powietrza.
B. 1,5 raza cięższym od powietrza.
C. 2 razy lżejszym od powietrza.
D. 2 razy cięższym od powietrza.
Pytanie z egzaminu CKE, czerwiec 2013 (arkusz Z.22-X-13.05).
CO₂ jest około 1,5 raza cięższy od powietrza, bo jego masa molowa wynosi około 44 g/mol, a średnia masa molowa powietrza to mniej więcej 29 g/mol. Stosunek 44 do 29 daje około 1,52, więc w praktyce mówi się: 1,5 raza cięższy. Oczywiście gęstość gazu zależy od temperatury i ciśnienia, ale przy porównaniu w tych samych warunkach wynik jest właśnie taki. To nie jest tylko ciekawostka z chemii. Ma to duże znaczenie w BHP, ochronie przeciwpożarowej i wentylacji. CO₂ może gromadzić się przy podłodze, w kanałach, piwnicach, studzienkach, zbiornikach i innych przestrzeniach zamkniętych. Z mojego doświadczenia warto to zapamiętać bardzo praktycznie: tam, gdzie człowiek schodzi w dół, a wentylacja jest słaba, ryzyko nagromadzenia CO₂ rośnie. Dlatego dobre praktyki branżowe wymagają pomiaru atmosfery przed wejściem do przestrzeni zamkniętej, stosowania detektorów gazów, skutecznej wentylacji oraz przestrzegania procedur BHP. W gaśnicach śniegowych CO₂ też wykorzystuje się świadomie: wypiera tlen i obniża stężenie tlenu przy źródle ognia, ale jednocześnie w małych pomieszczeniach może stworzyć zagrożenie dla oddychania. Krótko mówiąc, odpowiedź 1,5 raza cięższym od powietrza jest technicznie poprawna i bardzo przydatna w praktyce.
W przypadku CO₂ łatwo pomylić się, jeżeli myśli się tylko o tym, że jest to gaz, a więc powinien unosić się podobnie jak powietrze. To dość typowy błąd. Gazy rzeczywiście mieszają się ze sobą, szczególnie przy ruchu powietrza i wentylacji, ale ich gęstość nadal ma znaczenie. Dwutlenek węgla ma masę molową około 44 g/mol, natomiast powietrze, jako mieszanina głównie azotu i tlenu, ma średnią masę molową około 29 g/mol. Z tego wychodzi, że CO₂ jest cięższy od powietrza, a nie lżejszy. Nie jest też dwa razy cięższy, bo stosunek 44 do 29 daje około 1,52, a nie 2. Moim zdaniem najlepiej zapamiętać to przez skojarzenie z praktyką: CO₂ lubi zbierać się niżej, szczególnie tam, gdzie nie ma wymuszonej wentylacji. Dotyczy to piwnic, kanałów technologicznych, studzienek, zbiorników i pomieszczeń po użyciu gaśnic śniegowych. Myślenie, że CO₂ jest lżejszy od powietrza, może być niebezpieczne, bo prowadzi do lekceważenia zagrożenia przy podłodze albo w zagłębieniach terenu. Z kolei przyjęcie wartości 2 razy cięższy jest przesadą i świadczy o zaokrąglaniu bez sprawdzenia danych fizykochemicznych. W standardach BHP i dobrych praktykach pracy w przestrzeniach zamkniętych nie zgaduje się takich rzeczy, tylko stosuje pomiary, wentylację i ocenę ryzyka. To niby drobiazg liczbowy, ale w realnej pracy technicznej może decydować o bezpieczeństwie ludzi.