Оксид углерода(IV)

Диоксид углерода

Другие названия	углекислый газ, двуокись углерода, сухой лёд(твердый)
Формула	CO₂
Молярная масса	44,0095(14) г/моль
В твердом виде	сухой лёд
Вид	бесцветный газ
Номер CAS	[124-38-9]
Свойства
Плотность и фазовое состояние	1,9769 кг/м³, при н.у.; 771 кг/м³, жидкий; 1512 кг/м³, твёрдый
Растворимость в воде	1,45 кг/м³
Удельная теплоемкость	0,846 кДж/(кг*С) при 27 °C
Удельная теплота плавления	25,13 кДж/моль
Точка плавления	в57 °C (216 K), под давлением
Точка кипения	в78 °C (195 K), возгоняется
Константа диссоциации кислоты (pK_a)	6,35 и 10,33
Вязкость	0,07 пз при в78 °C
Строение
Форма молекулы	линейная
Кристаллическая решётка	молекулярная
Дипольный момент	ноль
Техника безопасности
MSDS	External MSDS
Главные опасности	удушающее, раздражающее
NFPA 704
R-phrases	R: As, Fb ^{[источник не указан 1098 дней]}
S-phrases	S9, S23, S36 (ж) ^{[источник не указан 1098 дней]}
RTECS number	FF6400000
Страница дополнительных сведений
Структура и свойства	n, ε_r, и т. д.
Спектр	УФ, ИК, ЯМР, Масс-спектроскопия
Родственные соединения
Оксиды	CO C₃O₂ C₂O CO₃
Если не указано иное, данные даны для материалов при стандартных условиях (25 °C, 100 кПа) Infobox disclaimer and references

Оксид углерода(IV) (углекислый газ, диоксид углерода, двуокись углерода, угольный ангидрид) в CO₂, бесцветный газ (в нормальных условиях), без запаха, со слегка кисловатым вкусом.

Концентрация углекислого газа в атмосфере Земли составляет в среднем 0,038 %.^[1]

Не следует путать с Диоксином.

Плотность при нормальных условиях 1,97 кг/м³. При атмосферном давлении диоксид углерода не существует в жидком состоянии, переходя непосредственно из твёрдого состояния в газообразное. Твёрдый диоксид углерода называют сухим льдом. При повышенном давлении и обычных температурах углекислый газ переходит в жидкость, что используется для его хранения.

Углекислый газ легко пропускает ультрафиолетовые лучи и лучи видимой части спектра, которые поступают на Землю от Солнца и обогревают её. В то же время он поглощает испускаемые Землёй инфракрасные лучи и является одним из парниковых газов, вследствие чего принимает участие в процессе глобального потепления. Постоянный рост уровня содержания этого газа в атмосфере наблюдается с начала индустриальной эпохи.

Содержание

1 Свойства
- 1.1 Химические
- 1.2 Биологические
2 Получение
3 Применение
4 Методы регистрации
5 Углекислый газ в атмосфере
6 Устойчивость организмов к углекислому газу
7 См. также
8 Примечания
9 Ссылки

[править] Свойства

[править] Химические

По химическим свойствам диоксид углерода относится к кислотным оксидам. При растворении в воде образует угольную кислоту. Реагирует со щёлочами с образованием карбонатов и гидрокарбонатов. Вступает в реакции электрофильного замещения (например, с фенолом ) и нуклеофильного присоединения (например, с магнийорганическими соединениями).

[править] Биологические

Диоксид углерода играет одну из главных ролей в живой природе, участвуя во многих процессах метаболизма живой клетки. Диоксид углерода получается в результате множества окислительных реакций у животных, и выделяется в атмосферу с дыханием. Углекислый газ атмосферы в основной источник углерода для растений. Однако, ошибкой будет утверждение, что животные только выделяют углекислый газ, а растения в только поглощают его. Растения поглощают углекислый газ в процессе фотосинтеза, а без освещения они тоже его выделяют.

Диоксид углерода не токсичен, но не поддерживает дыхание. Большая концентрация в воздухе вызывает удушье (см. Гиперкапния). Недостаток углекислого газа тоже опасен (см. Гипокапния)

Углекислый газ в организмах животных имеет и физиологическое значение, например, участвует в регуляции сосудистого тонуса (см. Артериолы).

[править] Получение

В промышленности получают из печных (дымных) газов, а также при разложении природных карбонатов (известняк, доломит). Смесь полученных газов, промывают раствором карбоната калия, которые поглощают углекислый газ, переходя в гидрокарбонат. Раствор гидрокарбоната при нагревании или при пониженном давлении разлагается, высвобождая углекислоту. В современных установках получения углекислого газа вместо гидрокарбоната, чаще применяется водный раствор моноэтаноламина, который при определённых условиях способен абсорбировать СОв‚‚, содержащийся в дымном газе, а при нагреве отдавать его, таким образом, отделяется готовый продукт от других веществ.

В пищевых целях используется углекислота, образующаяся при спиртовом брожении, а также произведённая из смеси дымных газов, полученных в результате специального сжигания природного газа и других видов топлива.

После предварительной очистки, сжатия и охлаждения, углекислый газ закачивают в баллоны.

Также углекислый газ получают на установках разделения воздуха, как побочный продукт получения чистого кислорода, азота и аргона.

В лабораторных условиях небольшие количества получают взаимодействием карбонатов и гидрокарбонатов с кислотами, например мрамора, мела или соды с соляной кислотой. Использование реакции серной кислоты с мелом или мрамором приводит к образованию малорастворимого сульфата кальция, который мешает реакции, и который удаляется значительным избытком кислоты.

Для приготовления напитков может быть использована реакция пищевой соды с лимонной кислотой или с кислым лимонным соком. Именно в таком виде появились первые газированные напитки. Их изготовлением и продажей занимались аптекари.

[править] Применение

В пищевой промышленности диоксид углерода используется как консервант и обозначается на упаковке под кодом Е290, а также в качестве разрыхлителя. Жидкая углекислота (жидкая пищевая углекислота) в сжиженный углекислый газ, хранящийся под высоким давлением (~ 65-70 Атм). Бесцветная жидкость. При выпуске жидкой углекислоты из баллона в атмосферу часть её испаряется, а другая часть образует хлопья сухого льда.

Баллоны с жидкой углекислотой широко применяются в качестве огнетушителей и для производства газированной воды и лимонада.

Углекислый газ используется в качестве защитной среды при сварке проволокой, но при высоких температурах происходит его диссоциация с выделением кислорода. Выделяющийся кислород окисляет металл. В связи с этим приходится в сварочную проволоку вводить раскислители, такие как марганец и кремний. Другим следствием влияния кислорода, также связанного с окислением, является резкое снижение поверхностного натяжения, что приводит, среди прочего, к более интенсивному разбрызгиванию металла, чем при сварке в аргоне или гелии.

Углекислота в баллончиках применяется в пневматическом оружии (в газобаллонной пневматике) и в качестве источника энергии для двигателей в авиамоделировании.

Твёрдая углекислота в сухой лёд в используется в ледниках.

Твёрдая углекислота используется в качестве хладагента и рабочего тела в теплоэнергетических установках (в холодильниках, морозильниках, солнечных электрогенераторах и т. д.).

[править] Методы регистрации

Измерение парциального давления углекислого газа требуется в технологических процессах, в медицинских применениях в анализ дыхательных смесей при искусственной вентиляции лёгких и в замкнутых системах жизнеобеспечения. Анализ концентрации CO₂ в атмосфере используется для экологических и научных исследований, для изучения парникового эффекта. Углекислый газ регистрируют с помощью газоанализаторов основанных на принципе инфракрасной спектроскопии и других газоизмерительных систем. Медицинский газоанализатор для регистрации содержания углекислоты в выдыхаемом воздухе называется капнограф.

[править] Углекислый газ в атмосфере

Основная статья: Углекислый газ в атмосфере Земли

Изменения концентрации атмосферного углекислого газа (кривая Килинга). Измерения в обсерватории на горе Мауна-Лоа, Гавайи.

Ежегодные колебания концентрации атмосферной углекислоты на планете определяются, главным образом, растительностью средних (40в70°) широт Северного полушария.

Вегетация в тропиках практически не зависит от сезона, сухой пояс пустынь 20в30° (обоих полушарий) дает малый вклад в круговорот углекислоты, а полосы суши, наиболее покрытые растительностью, расположены на Земле асимметрично (в Южном полушарии в средних широтах находится океан).
Поэтому с марта по сентябрь вследствие фотосинтеза содержание СО₂ в атмосфере падает, а с октября по февраль в повышается. Вклад в зимний прирост дают как окисление древесины (гетеротрофное дыхание растений, гниение, разложение гумуса, лесные пожары), так и сжигание ископаемых топлив (угля, нефти, газа), заметно увеличивающееся в зимний сезон^[2].

[править] Устойчивость организмов к углекислому газу

Подземное животное голый землекоп отличается терпимостью к большим (смертельным для других животных) концентрациям углекислого газа.^[3]

[править] См. также

Выхлопные газы

[править] Примечания

в‘ International Chemical Safety Card 0021
в‘ А. В. Бялко. Растения убыстряют рост. «Природа». No 10, 1996. (по Keeling C.D., Whorf Т.P., Wahlen M., van der Plicht J. // Nature. 1995. V. 375, в„– 6533. P.666-670)
в‘ А. Шиндер. Животное, не чувствующее боли. 2000-Аспекты-Проблемы в„– 26(420), 27 июня-3 июля 2008

[править] Ссылки

International Chemical Safety Card 0021 (англ.)
CID 280 с сайта PubChem (англ.)
CO₂ Диоксид углерода, свойства, применение (англ.)
Фазовая диаграмма (давление-температура)для диоксида углерода
Molview from bluerhinos.co.uk Диоксид углерода в 3D
Dry Ice information (англ.)
Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (NOAA)
Phase Diagram of Carbon Dioxide(англ.)
Experiment 071 в Triple Point Phase Transition for Carbon Dioxide
CO₂ как природный рефрежерант в FAQs (англ.)
Великобритания разрабатывает метод сохранения двуокиси углерода
Он-лайн калькулятор свойств CO₂ (англ.)

[0] в‘ International Chemical Safety Card 0021

[BL-1] в‘ А. В. Бялко. Растения убыстряют рост. «Природа». No 10, 1996. (по Keeling C.D., Whorf Т.P., Wahlen M., van der Plicht J. // Nature. 1995. V. 375, в„– 6533. P.666-670)

[.D0.A8.D0.B8.D0.BD.D0.B4.D0.B5.D1.80-2] в‘ А. Шиндер. Животное, не чувствующее боли. 2000-Аспекты-Проблемы в„– 26(420), 27 июня-3 июля 2008

[1]

[2]

[3]

Оксокарбоны
Оксиды	CO₂ · CO
Экзотические оксиды	C₂O₂ · C₂O₃ · C₃O₂ · C₄O₂ · C₄O₆ · C₅O₂ · C₂O · CO₃ · CO₄ · C₁₂O₉
Производные от оксидов углерода	Карбонилы металлов · Угольная кислота · Гидрокарбонаты · Карбонаты · Дикарбонаты · Трикарбонаты

Оксид углерода(IV)

Содержание

[править] Свойства

[править] Химические

[править] Биологические

[править] Получение

[править] Применение

[править] Методы регистрации

[править] Углекислый газ в атмосфере

[править] Устойчивость организмов к углекислому газу

[править] См. также

[править] Примечания

[править] Ссылки

Личные инструменты

Пространства имён

Варианты

Просмотры

Действия

Поиск

Навигация

Участие

Печать/экспорт

Инструменты

На других языках