二氧化碳 | 124-38-9

• 物质功能分类: 原料药 - 神经系统用药 - 中枢兴奋药
• 分子结构分类: 无机化合物 - 均质非金属化合物 - 其他非金属有机物
• 中文名称: 二氧化碳
• 中文别名: 碳酸酐,二氧化碳,碳酐；二氧化碳灭火剂；液体二氧化碳；干冰；食用二氧化碳；高纯二氧化碳；碳酐；碳(酸)酐；碳酸气；碳酸酐
• 英文名称: carbon dioxide
• 英文别名: Dry ice；CO2
• CAS: 124-38-9
• 化学式: CO₂
• 分子量: 44.0098
• InChiKey: CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 熔点：
  −78.5 °C(lit.)
• 沸点：
  -78.46°C
• 密度：
  1.977（0℃）
• 蒸气密度：
  1.52 (vs air)
• 溶解度：
  在20°C和101kPa的压力下，1体积此物质溶解在大约1体积的水中。
• 介电常数：
  1.6（0℃）
• 暴露限值：
  TLV-TWA 5000 ppm (～9000 mg/m3) (ACGIH, MSHA, and OSHA); STEL 30,000 ppm (ACGIH).
• LogP：
  0.830 (est)
• 物理描述：
  Carbon dioxide, solid appears as an odorless, white solid. Can cause damaging frostbite. Noncombustible and nontoxic. Liquefies at -109°F. Can asphyxiate by displacement of air. Used as a refrigerant.
• 颜色/状态：
  Colorless gas
• 气味：
  Odorless
• 味道：
  Faint acid taste
• 闪点：
  Not applicable
• 蒸汽密度：
  1.53 at 78.2 °C (Air = 1)
• 蒸汽压力：
  4.83X10+4 mm Hg at 25 °C
• 稳定性/保质期：

  1. 在低温条件下，二氧化碳可以是压缩液化气体或白色固体（如干冰、薄片或立方体）。在5.07 MPa（50大气压）下，它能被压缩成无色液体，相对密度为1.101（-37℃），升华点为－78.5℃，熔点为－56.5 ℃（5.2×10^5 Pa）。液态二氧化碳冷却至－21.1 ℃、压力0.415 MPa时会生成固体二氧化碳（即干冰），其相对密度为1.56（-79℃）。它可溶于水，气体二氧化碳在0℃时的溶解度为171.3 g/cm³，在通常状态下性质稳定；高温下会分解成一氧化碳和氧气。当与微量水分共存时，呈酸性。

  2. 未对二氧化碳设定最高容许浓度，但在操作时需佩戴防毒面具。它极易溶于水，常温常压下1体积的水中可溶解1体积的二氧化碳气体。低浓度对人体无害，但高浓度（超过20 g/kg）会加快呼吸频率；当达到250 g/kg时，则可能导致死亡。

  3. 稳定性：稳定。

  4. 聚合危害：不聚合。

• 分解：
  The substance decomposes on heating above 2000 °C producing toxic carbon monoxide.
• 粘度：
  21.29 uPa-sec at 300 K /26.85 °C/
• 燃烧热：
  0 J/kmol
• 汽化热：
  83.12 g-cal/g
• 表面张力：
  0.0162 Newtons/meter at melting point
• 电离电位：
  13.77 eV
• 气味阈值：
  Odorless
• 折光率：
  Index of refraction: 1.6630 at 24 °C
• 保留指数：
  152;152;153;154

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  0.9
• 重原子数：
  3
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  34.1
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  2

ADMET

代谢

未代谢。

Not metabolized.

来源:DrugBank

代谢

二氧化碳是人体新陈代谢产生的，在人体内始终以大约6%的浓度存在。在静息状态下，一个成年人体内每天会产生超过500克的二氧化碳，活动时产生的二氧化碳会更多。额外的二氧化碳对人体的作用立竿见影。它会刺激呼吸，从而呼出血液从细胞带到肺部的二氧化碳。二氧化碳浓度的增加会刺激心率，提高血压，增加肾上腺素的流动，并放松血管平滑肌。此外，二氧化碳会与体内的水反应形成碳酸，进而离解成氢离子和碳酸氢盐。体内二氧化碳的增加会增加酸性，然后肾脏会发挥作用以恢复正常的酸碱度。

Carbon dioxide is produced by the body's metabolism and is always present in the body at about 6% concentration. An average adult human will produce more than 500 g of carbon dioxide daily under resting conditions, and will produce much more when active. Additional carbon dioxide has several effects on the body, and responses are immediate. It stimulates breathing, which exhales the carbon dioxide carried to the lungs from the cells by the bloodstream. An increase in carbon dioxide concentration stimulates the heart rate, increases the blood pressure, increases adrenalin flow, and relaxes the vascular smooth muscles. In addition, carbon dioxide reacts with water in the body to form carbonic acid, which dissociates to hydrogen ion and bicarbonate. An increase in carbon dioxide in the body increases acidity, and then the kidneys act to restore normal acidity.

来源:Hazardous Substances Data Bank (HSDB)

代谢

线粒体代谢、氧化磷酸化或克雷布斯循环的扰动影响胚胎发育。这些研究评估了在整体胚胎培养中改变3-5体节小鼠胚胎的丙酮酸代谢的影响。……为了确定在器官发生过程中丙酮酸被代谢，测量了在培养的第9-12天，概念体从3-(14)C-丙酮酸产生(14)C-二氧化碳的速率。随着妊娠年龄的增加，二氧化碳产生的速率增加。……第10天卵黄囊从丙酮酸产生二氧化碳的速率是胚胎本身的10倍。氟乙酸以时间和浓度依赖的方式减少了第10天概念体的二氧化碳产生。这些研究表明，在器官发生过程中，丙酮酸通过克雷布斯循环被代谢。α-氰基-4-羟基肉桂酸抑制丙酮酸从细胞质到线粒体的转运。暴露于α-氰基-4-羟基肉桂酸的胚胎表现出神经管缺陷（在1,000 uM时为11/12）。因此，改变丙酮酸的利用对培养的胚胎具有致畸性。丙酮酸脱氢酶通过E1-激酶的磷酸化被抑制。二氯乙酸盐抑制E1-激酶，导致丙酮酸脱氢酶活性增加和通过克雷布斯循环代谢丙酮酸的增加。二氯乙酸盐在100 uM时导致0/12个胚胎出现神经管缺陷，在500 uM时导致6/15个胚胎出现神经管缺陷。……丙酮酸在器官发生过程中被代谢，丙酮酸的转运和代谢的适当调节对正常发育至关重要。

Perturbation of mitochondrial metabolism, oxidative phosphorylation or Krebs cycle affects embryogenesis. These studies assess the effects of altering pyruvate metabolism in 3-5 somite mouse embryos in whole embryo culture. ... To establish that pyruvate is metabolized during organogenesis the rates of (14)C-carbon dioxide production from 3-(14)C-pyruvate by conceptuses in vitro were measured on days 9-12. The rates of carbon dioxide production incr with incr gestational age. ... The rate of carbon dioxide production from pyruvate by day 10 yolk sac was 10 times greater than that by the embryo proper. Fluoroacetate produced a time and concn dependent reduction in carbon dioxide production in day 10 conceptuses. These studies demonstrate that pyruvate is metabolized by Krebs cycle during organogenesis. alpha-Cyano-4-hydroxycinnamate inhibits transport of pyruvate from cytosol to mitochondria. Embryos exposed to alpha-Cyano-4-hydroxycinnamate exhibited neural tube defects (11/12 at 1,000 uM). Thus, alterations of utilization of pyruvate is teratogenic to cultured embryos. Pyruvate dehydrogenase is inhibited via phosphorylation by E1-kinase. Dichloroacetate inhibits e1-kinase resulting incr pyruvate dehydrogenase activity and incr metabolism of pyruvate by Krebs cycle. Dichloroacetate produced neural tube defects in 0/12 embryos at 100 uM and 6/15 embryos at 500 uM. ... Pyruvate is metabolized during organogenesis and that proper regulation of pyruvate is metabolized during organogenesis and that proper regulation of pyruvate transport and metabolism is essential for normal development.

来源:Hazardous Substances Data Bank (HSDB)

代谢

二氧化碳在血液中以多种形式运输：溶解在血浆中，或者与蛋白质结合而独立于PCO2。碳二氧化碳通过血红蛋白返回肺部，然后被呼出（A320, L1147）。

Carbon dioxide is transported in the blood in diverse forms: dissolved in the plasma, or linked to proteins independently of the PCO2. Carbone dioxide is transported by the hemoglobin back to the lungs, where it is exhaled (A320, L1147).

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 毒性总结

二氧化碳（CO2）是一种无色气体、液体或固体（干冰）：白色，类似雪的片状或立方体。它在美国被注册为杀虫剂使用，但批准的杀虫剂用途可能会定期变化，因此必须咨询联邦、州和地方当局以获取当前批准的用途。二氧化碳用作在含有约60%二氧化碳的改良气氛中储存粮食的杀虫剂，用于控制昆虫。它还用作灭鼠剂（老鼠和老鼠）。其他用途包括制冷、碳酸饮料、气溶胶推进剂、化学中间体（碳酸盐、合成纤维、对二甲苯等）、低温测试、灭火、惰性气氛、市政水处理、医药、温室空气富集、油井的压裂和酸化、采矿（Cardox方法）、可混压源、铸造模具和核心的硬化、焊接屏蔽气体、云种子、某些类型的核反应堆的中子减速剂、人道动物杀死的固定剂、特殊激光、吹塑剂、作为三次石油回收的破乳剂、可能的甲烷来源、（液体）载体用于粉煤浆。超临界或液态 用于提取咖啡因和啤酒花香气；干洗；金属去油；清洗半导体芯片；喷漆；聚合物改性。二氧化碳用于水力压裂。 还用作外科手术过程中的药物。人类暴露和毒性：二氧化碳由身体的代谢产生，在体内始终以约6%的浓度存在。在休息状态下，一个正常的成年人体每天会产生超过500克的二氧化碳，在活动时会产生更多。在30,000 ppm的浓度下，这种气体是一种弱的中枢神经系统抑制剂，会导致听力敏锐度降低，血压和脉搏升高。在7%-10%的浓度下，几分钟内就会导致失去意识。在低浓度下，气态二氧化碳似乎具有很少的毒理学效应。在较高浓度下，会导致呼吸频率增加、心动过速、心律失常和意识受损。浓度超过10%可能会导致抽搐、昏迷和死亡。固体二氧化碳可能会在直接接触后导致烧伤。如果它迅速升温，会生成大量的二氧化碳，这可能是危险的，尤其是在封闭区域内。空气中高浓度的二氧化碳会在眼睛、鼻子和喉咙中产生刺痛感。据说 窒息已引起暂时的眼球突出和瞳孔扩大，并导致黄视，出现暂时性失明。已经报道了中枢神经系统和视网膜神经节细胞的严重损伤。动物研究：猪吸入含有68%二氧化碳的空气5分钟导致窒息死亡。狗被给予30%二氧化碳2小时，然后是40%二氧化碳，然后突然返回到正常空气。11只狗在10分钟内死于心室纤颤。四只存活下来，出现心律失常，两只没有心脏症状。大鼠暴露于含有50%二氧化碳的气氛中，在6小时内死亡。暴露于25%的大鼠在36小时内死亡。死亡是肺部损伤的结果。低至20%二氧化碳的气氛会导致大脑抑制。所有暴露于10%二氧化碳的大鼠存活下来。豚鼠暴露于15%二氧化碳7天，最初体重下降，但后来恢复到正常体重。它们在最初3天的暴露中还有更高的血液皮质类固醇、更低的肾上腺肾上腺素、降低的肾上腺胆固醇、更高的动脉游离脂肪酸和减少的淋巴细胞。在3%二氧化碳气氛中度过93天的雄性猕猴没有看到影响。对生育能力（小鼠在1%的精子形态变化和大鼠在2.5%的睾丸变化）的毒性和致畸性（大鼠在6%的心脏和骨骼异常，兔在10%的骨骼异常）已经观察到。生态毒理学研究：对某些水生物种来说，在浓度低于20 mg/L时有害。成虫和幼虫昆虫会被二氧化碳迅速麻醉。在成年生活早期连续几天用CO(2)麻醉的无王笼养的Apis mellifera（蜜蜂）工蜂群体显示出比未处理的工蜂群体显著低的卵巢激活水平。相比之下，这种实验处理已知会加速处女蜂后的卵巢激活并诱导产卵——这一观察表明，CO(2)麻醉对蜂后与工蜂卵巢激活具有对比效果。由于人为全球变化导致的大气二氧化碳水平升高，可能会深刻影响作物植物与害虫之间的相互作用，并可能促进另一种全球变化：入侵物种的快速建立。

IDENTIFICATION AND USE: Carbon dioxide (CO2) is a colorless gas and liquid, or solid (dry ice): white, snow-like flakes or cubes. It is registered for pesticide use in the U.S. but approved pesticide uses may change periodically and so federal, state and local authorities must be consulted for currently approved uses. Carbon dioxide is used as a pesticide for insect control in stored grain under modified atmospheres containing approx. 60% carbon dioxide. It is also used as rodenticide (mice and rats). Other uses include refrigeration, carbonated beverages, aerosol propellant, chemical intermediate (carbonates, synthetic fibers, p-xylene, etc.), low-temperature testing, fire extinguishing, inert atmospheres, municipal water treatment, medicine, enrichment of air in greenhouses, fracturing and acidizing of oil wells, mining (Cardox method), miscible pressure source, hardening of foundry molds and cores, shielding gas for welding, cloud seeding, moderator in some types of nuclear reactors, immobilization for humane animal killing, special lasers, blowing agent, as demulsifier in tertiary oil recovery, possible source of methane, (liquid) carrier for powdered-coal slurry. Supercritical or liquid CO2 used in extraction of caffeine and hops aroma; dry cleaning; metal degreasing; cleaning semiconductor chips; paint spraying; polymer modification. Carbon dioxide is used in hydraulic fracturing. CO2 is also used as medication during surgical procedures. HUMAN EXPOSURE AND TOXICITY: Carbon dioxide is produced by the body's metabolism and is always present in the body at about 6% concentration. An average adult human will produce more than 500 g of carbon dioxide daily under resting conditions, and will produce much more when active. The gas is a weak CNS depressant at 30,000 ppm, giving rise to reduced acuity of hearing and increasing blood pressure and pulse. Exposure at 7%-10% produces unconsciousness within a few minutes. At low concentrations, gaseous carbon dioxide appears to have little toxicological effect. At higher concentrations it leads to an increased respiratory rate, tachycardia, cardiac arrhythmias and impaired consciousness. Concentrations >10% may cause convulsions, coma and death. Solid carbon dioxide may cause burns following direct contact. If it is warmed rapidly, large amounts of carbon dioxide are generated, which can be dangerous, particularly within confined areas. Carbon dioxide at high concentration in air causes stinging sensation in eyes, nose, and throat. Asphyxiation with CO2 is said to have induced temporary proptosis and mydriasis and caused yellow vision, with transient blindness. Severe damage of CNS and retinal ganglion cells has been reported. ANIMAL STUDIES: Inhalation of air containing 68% carbon dioxide for 5 min caused death from asphyxia in pigs. Dogs were given 30% carbon dioxide for 2 hr, then 40% carbon dioxide, and then abruptly returned to normal air. Eleven dogs died within 10 min with ventricular fibrillation. Four survived with cardiac arrhythmias, and two had no cardiac symptoms. Rats exposed to an atmosphere containing 50% carbon dioxide died within 6 hr. Rats exposed to 25% died within 36 hr. Deaths were a result of pulmonary injury. Atmospheres as low as 20% carbon dioxide caused cerebral depression. All rats exposed to 10% carbon dioxide survived. Guinea pigs exposed to 15% carbon dioxide for 7 days lost weight at first but later returned to normal weight. They also had higher blood corticosteroids, lower adrenal epinephrine, decreased adrenal cholesterol, higher arterial free fatty acids, and decreased lymphocytes in the first 3 days of exposure. No effects were seen in male rhesus monkeys that spent 93 days in an atmosphere with 3% carbon dioxide. Toxicity to fertility (morphological changes of spermatozoa in mice at 1% and testicular changes in rats at 2.5%) and teratogenicity (cardiac and skeletal abnormalities in rats at 6%; skeletal abnormalities in rabbits at 10%) were observed. ECOTOXICITY STUDIES: Harmful to some species of aquatic life in concentrations less than 20 mg/L. Adult and larval insects are rapidly anesthetized by carbon dioxide. Groups of caged, queenless Apis mellifera (honeybee) workers narcotized with CO(2) on consecutive days early in adult life showed a significantly lower level of ovary activation than did groups of untreated workers. This same experimental treatment, by contrast, is known to accelerate ovary activation and induce egg laying in virgin honey bee queens--an observation that suggests that CO(2) narcosis has contrasting effects in queen versus worker ovary activation. Elevated levels of atmospheric carbon dioxide, a consequence of anthropogenic global change, can profoundly affect the interactions between crop plants and insect pests and may promote yet another form of global change: the rapid establishment of invasive species.

来源:Hazardous Substances Data Bank (HSDB)

毒理性

• 毒性总结

二氧化碳会导致交感神经系统的广泛激活，并增加血浆中肾上腺素、去甲肾上腺素、血管紧张素和其他血管活性肽的浓度。这种反应是由下丘脑中的各种亚皮层中心、脑干网状结构和延髓介导的。这些区域可以通过局部二氧化碳的兴奋作用被激活，但它们也接收来自颈动脉和主动脉化学感受器的传入神经，这些感受器对血液中二氧化碳的变化很敏感。交感神经系统激活的结果通常与二氧化碳的局部作用相反。交感神经效应包括心肌收缩力和心率的增加以及血管收缩（A628）。

Carbon dioxide causes widespread activation of the sympathetic nervous system and an increase in the plasma concentrations of epinephrine, norepinephrine, angiotensin, and other vasoactive peptides . The response is mediated by various subcortical centers in the hypothalamus, brainstem reticular formation and medulla. These areas can be excited locally by carbon dioxide, but they also receive afferents from the carotid and aortic chemoreceptors that are sensitive to changes in carbon dioxide in the blood. The results of sympathetic nervous system activation are, in general, opposite to the local effects of carbon dioxide. The sympathetic effects consist of an increase in cardiac contractility and heart rate and vasoconstriction (A628).

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 致癌物分类

无致癌性迹象（未被国际癌症研究机构IARC列名）。

No indication of carcinogenicity (not listed by IARC). (L135)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 健康影响

二氧化碳中毒（高碳酸血症）可以导致心输出量增加、动脉血压升高和心律失常的倾向（L1145）。

Carbon dioxide poisoning (Hypercapnia) can induce increased cardiac output, an elevation in arterial blood pressure, and a propensity toward arrhythmias (L1145).

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 暴露途径

这种物质可以通过吸入被身体吸收。

The substance can be absorbed into the body by inhalation.

来源:ILO-WHO International Chemical Safety Cards (ICSCs)

吸收、分配和排泄

• 吸收

数据未找到。

Data not found.

来源:DrugBank

吸收、分配和排泄

• 消除途径

数据未找到。

Data not found.

来源:DrugBank

吸收、分配和排泄

• 分布容积

数据未找到。

Data not found.

来源:DrugBank

吸收、分配和排泄

• 清除

数据未找到。

Data not found.

来源:DrugBank

吸收、分配和排泄

二氧化碳通过肺部排出，以及以碳酸氢盐离子的形式通过肾脏、肠道和皮肤排出。

Carbon dioxide is excreted by the lungs and, in the form of bicarbonate ion, by the kidney, intestine and skin.

来源:Hazardous Substances Data Bank (HSDB)

安全信息

• 职业暴露等级：
  A
• 职业暴露限值：
  TWA: 5000 ppm (9000 mg/m3), STEL: 30,000 ppm (54,000 mg/m3)
• 危险等级：
  2.2
• 立即威胁生命和健康浓度：
  40,000 ppm
• 安全说明：
  S9
• WGK Germany：
  -
• 海关编码：
  2811210000
• 危险品运输编号：
  UN 1013 2.2
• 危险类别：
  2.2
• RTECS号：
  FF6400000
• 包装等级：
  III
• 危险标志：
  GHS04
• 危险性描述：
  H280
• 危险性防范说明：
  P410 + P403
• 储存条件：
  储存注意事项： - 储存于阴凉、通风的不燃气体专用库房。 - 远离火种、热源，库温不宜超过30℃。 - 应与易（可）燃物分开存放，切忌混储。 - 储区应备有泄漏应急处理设备。

SDS

第一部分：化学品名称

化学品中文名称：	二氧化碳
化学品英文名称：	carbon dioxide
中文名称 2 ：	碳酸酐
英文名称 2 ：
技术说明书编码：	42
CAS No. ：	124-38-9
分子式：	CO 2
分子量：	44.01

第二部分：成分 / 组成信息

有害物成分 含量 CAS No. 二氧化碳

第三部分：危险性概述

危险性类别：
侵入途径：
健康危害：	在低浓度时，对呼吸中枢呈兴奋作用 , 高浓度时则产生抑制甚至麻痹作用。中毒机制中还兼有缺氧的因素。急性中毒：人进入高浓度二氧化碳环境，在几秒钟内迅速昏迷倒下，反射消失、瞳孔扩大或缩小、大小便失禁、呕吐等，更严重者出现呼吸停止及休克，甚至死亡。固态 ( 干冰 ) 和液态二氧化碳在常压下迅速汽化，能造成 -80 ～ -43 ℃ 低温，引起皮肤和眼睛严重的冻伤。慢性影响 : 经常接触较高浓度的二氧化碳者，可有头晕、头痛、失眠、易兴奋、无力等神经功能紊乱等。但在生产中是否存在慢性中毒国内外均未见病例报道。
环境危害：
燃爆危险：	本品不燃。

第四部分：急救措施

皮肤接触：	若有冻伤，就医治疗。
眼睛接触：	若有冻伤，就医治疗。
吸入：	迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。
食入：

第五部分：消防措施

危险特性：	若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。
有害燃烧产物：
灭火方法：	本品不燃。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。

第六部分：泄漏应急处理

应急处理：

迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿一般作业工作服。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。

第七部分：操作处置与储存

操作注意事项：	密闭操作。密闭操作，提供良好的自然通风条件。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。防止气体泄漏到工作场所空气中。远离易燃、可燃物。搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。配备泄漏应急处理设备。
储存注意事项：	储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过 30 ℃ 。应与易（可）燃物分开存放，切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备。

第八部分：接触控制 / 个体防护

职业接触限值
中国 MAC(mg/m3) ：	18000
前苏联 MAC(mg/m3) ：	未制定标准
TLVTN ：	OSHA 5000ppm,9000mg/m3; ACGIH 5000ppm,9000mg/m3
TLVWN ：	ACGIH 30000ppm,54000mg/m3
监测方法：
工程控制：	密闭操作。提供良好的自然通风条件。
呼吸系统防护：	一般不需要特殊防护，高浓度接触时可佩戴空气呼吸器。
眼睛防护：	一般不需特殊防护。
身体防护：	穿一般作业工作服。
手防护：	戴一般作业防护手套。
其他防护：	避免高浓度吸入。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业，须有人监护。

第九部分：理化特性

主要成分：	纯品
外观与性状： </