Rovná sa +4, nazývaný oxid uhličitý (iné názvy: oxid uhličitý, anhydrid uhličitý, oxid uhličitý). Je zvykom písať túto látku s molekulárnym vzorcom CO2. Jeho molárna hmotnosť je 44,01 g / mol. Autor: vonkajší vzhľad pri normálnych podmienkach anhydrid kyseliny uhličitej je bezfarebný plyn. V nízkych koncentráciách je bez zápachu, vo vyšších koncentráciách získava štipľavý, kyslý zápach.
Pre túto chemikáliu sú možné tri stavy agregácie, ktoré sa vyznačujú rôzne významy hustota:
- tuhá látka (suchý ľad); pri tlaku 1 atm. a teplota -78,5 ° C - 1562 kg / m³;
- kvapalina (oxid uhličitý); pri tlaku 56 atm. a teplota +20 ° C - 770 kg / m³;
- plynný; pri tlaku 1 atm. a teplote 0 °C - 1,977 kg / m³.
Teplota topenia oxidu uhličitého je -78 ° C, teplota varu -57 ° C. Látka sa rozpúšťa vo vode: pri 25 ° C a tlaku 100 kPa je jej rozpustnosť 1,45 g / l.
Oxid uhličitý je prírodná chemická zlúčenina, v ktorej sú atómy kyslíka kovalentne viazané na atóm uhlíka. Molekula oxid uhličitý je lineárny a centrosymetrický. Obe väzby medzi uhlíkom a dvoma atómami kyslíka sú ekvivalentné (v skutočnosti sú dvojité). Molekula je symetrická okolo svojho stredu, takže nemá elektrický dipólový moment.
Oxid uhličitý bol jednou z prvých plynných chemických zlúčenín, ktoré boli identifikované so vzduchom. V sedemnástom storočí si flámsky chemik Jan Baptista van Helmont všimol, že pri spaľovaní uhlia v uzavretej nádobe je hmotnosť výsledného popola oveľa menšia ako hmotnosť obyčajného.Vlastnosti oxidu uhličitého dôkladnejšie študoval v roku 1750 škótsky lekár Joseph Black.
Oxid uhličitý pri štandardnom tlaku a teplote je v zemskej atmosfére v množstve asi 0,04 % objemu. V uhlíkovom cykle známom ako fotosyntéza je oxid uhličitý absorbovaný rastlinami, riasami a sinicami. V dôsledku toho sa tvorí voda a uhľohydráty, ale tento proces prebieha iba pod vplyvom svetla. Oxid uhličitý vzniká aj pri spaľovaní uhlia alebo uhľovodíkov, pri fermentácii kvapalín a pri dýchaní vzduchu ľuďmi a zvieratami. Okrem toho je vyžarovaný zo sopiek, horúcich prameňov a gejzírov.
V oxid uhličitý hrá dôležitú úlohu (absorbuje a emituje žiarenie v tepelnom infračervenom rozsahu). Táto chemická zlúčenina je tiež jedným z hlavných zdrojov znižovania pH oceánu: rozpúšťaním vo vode tvorí slabú kyselinu uhličitú: CO2 + H2O ↔ H2CO3, ktorá sa nedokáže úplne rozložiť na ióny.
Oxid uhličitý nepodporuje spaľovanie a dýchanie. Zapálená pochodeň v jej atmosfére zhasne. Zvieratá a ľudia sú dusení vysokou koncentráciou CO2. Pri 3% koncentrácii vo vzduchu sa dýchanie stáva častejším, pri 10% koncentrácii nastáva strata vedomia a rýchla smrť a 20% koncentrácia spôsobuje okamžitú paralýzu.
Oxid uhličitý je anhydridom kyseliny uhličitej, a preto má vlastnosti kyslého oxidu. V laboratórnych podmienkach sa získava interakciou kriedy s kyselina chlorovodíková v CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O. V priemysle sa vyrába tepelným rozkladom vápenca alebo kriedy (menej často magnezitu alebo dolomitu): CaCO3 → CaO + CO2. Výroba oxidu uhličitého je vedľajším procesom nízkoteplotnej separácie vzduchu na dusík a kyslík. V súčasnosti sa vyrábajú špeciálne generátory na získavanie oxidu uhličitého zo vzduchu. Tieto generátory sa používajú na dodávanie CO2 do skleníkov s cieľom vytvoriť priaznivé prostredie pre rastliny.
Oxid uhličitý je široko používaný v chemickom priemysle. Používa sa na výrobu sódy, na syntézu organických kyselín a na výrobu nealkoholických nápojov. používa sa ako chladivo napríklad pri výrobe vína. Aby sa zabránilo rozkladu, vytvára sa atmosféra oxidu uhličitého produkty na jedenie, rovnaké hrozno po zbere a pred začatím výroby vína.
Výroba oxidu uhličitého alebo skvapalneného oxidu uhličitého sa vykonáva na jeho naplnenie, ktorým sa používa na hasenie požiarov. Nedokážu však človeka uhasiť, pretože značná časť prúdu tekutého CO2 sa vyparí, pričom teplota prudko klesne (čo môže spôsobiť omrzliny) a CO2 sa zmení na suchý ľad. Oxid uhličitý sa zvyčajne používa na hasenie elektrického vedenia. Mechanizmus spočíva v zastavení prívodu vzdušného kyslíka do požiariska.
Oxid uhličitý (oxid uhličitý, oxid uhličitý, CO 2) vzniká vzájomným pôsobením dvoch prvkov – kyslíka a uhlíka. Oxid uhličitý vzniká pri spaľovaní uhľovodíkových zlúčenín alebo uhlia, ako výsledok fermentácie kvapalín a ako produkt dychu zvierat a ľudí. V malom množstve sa nachádza v atmosfére. Rastliny absorbujú oxid uhličitý z atmosféry a premieňajú ho na organické zložky. S vymiznutím tohto plynu z atmosféry na Zemi prakticky nebude pršať a citeľne sa ochladí.
Vlastnosti oxidu uhličitého
Oxid uhličitý je ťažší ako vzduch. Zamŕza pri -78 °C. Keď mrzne, oxid uhličitý tvorí sneh. Vo forme roztoku tvorí oxid uhličitý kyselinu uhličitú. Kvôli niektorým svojim vlastnostiam sa oxid uhličitý niekedy nazýva „prikrývka“ zeme. Ľahko prenáša ultrafialové lúče. Infračervené lúče sú vyžarované z povrchu oxidu uhličitého do vesmíru.
Oxid uhličitý sa uvoľňuje v kvapalnej forme pri nízkej teplote, v kvapalnej forme pri vysokom tlaku a v plynnej forme. Plynná forma oxidu uhličitého sa získava z odpadových plynov pri výrobe alkoholov, čpavku a tiež v dôsledku spaľovania paliva. Plynný oxid uhličitý podľa vlastností je netoxický a nevýbušný plyn, bez zápachu a farby. V kvapalnej forme je oxid uhličitý bezfarebná kvapalina bez zápachu. Oxid uhličitý sa pri obsahu nad 5 % hromadí v podlahovej ploche v zle vetraných miestnostiach. Zníženie objemového podielu kyslíka vo vzduchu môže viesť k nedostatku kyslíka a uduseniu. Embryológovia zistili, že ľudské a zvieracie bunky potrebujú asi 7 % oxidu uhličitého a iba 2 % kyslíka. Oxid uhličitý - trankvilizér nervový systém a vynikajúce anestetikum. Plyn v ľudskom tele sa podieľa na syntéze aminokyselín, má vazodilatačný účinok. Nedostatok oxidu uhličitého v krvi vedie k vazospazmom a hladkému svalstvu všetkých orgánov, k zvýšeniu sekrécie v nosových priechodoch, prieduškách a k vzniku polypov a adenoidov, k zhrubnutiu membrán v dôsledku ukladania cholesterolu.
Získanie oxidu uhličitého
Existuje niekoľko spôsobov, ako získať oxid uhličitý. V priemysle sa oxid uhličitý získava z dolomitu, vápenca - produktov rozkladu prírodných uhličitanov, ako aj z pecných plynov. Plynná zmes sa premyje roztokom uhličitanu draselného. Zmes absorbuje oxid uhličitý a mení sa na hydrogenuhličitan. Hydrogénuhličitanový roztok sa zahrieva, rozkladá sa a uvoľňuje oxid uhličitý. Pri metóde priemyselnej výroby sa oxid uhličitý čerpá do valcov.
V laboratóriách je výroba oxidu uhličitého založená na interakcii uhľovodíkov a uhličitanov s kyselinami.
Aplikácie pre oxid uhličitý
V každodennej praxi sa oxid uhličitý používa pomerne často. V potravinárskom priemysle sa oxid uhličitý používa ako prášok do pečiva a tiež ako konzervačná látka. Na obale produktu je uvedený pod kódom E290. Vlastnosti oxidu uhličitého sa využívajú aj pri výrobe sýtenej vody.
Biochemici zistili, že na zvýšenie produktivity rôznych plodín je veľmi efektívne hnojiť vzduch oxidom uhličitým. Tento spôsob hnojenia je však možné použiť len v skleníkoch. V poľnohospodárstve sa plyn používa na vytváranie umelého dažďa. Neutralizáciou alkalického prostredia oxid uhličitý nahrádza silné minerálne kyseliny. V skladoch zeleniny sa oxid uhličitý používa na vytvorenie plynného prostredia.
Vo voňavkárskom priemysle sa oxid uhličitý používa pri výrobe parfumov. V medicíne sa oxid uhličitý využíva na antiseptické účinky pri otvorených operáciách.
Po ochladení sa oxid uhličitý zmení na „suchý ľad“. Skvapalnený oxid uhličitý sa balí do fliaš a posiela sa spotrebiteľom. Oxid uhličitý vo forme „suchého ľadu“ sa používa na konzervovanie potravín. Pri zahriatí sa takýto ľad vyparí bezo zvyšku.
Oxid uhličitý sa používa ako aktívne médium na zváranie drôtom. Pri zváraní sa oxid uhličitý rozkladá na kyslík a oxid uhoľnatý. Kyslík interaguje s tekutým kovom a oxiduje ho.
V modelovaní lietadiel sa oxid uhličitý používa ako zdroj energie pre motory. Oxid uhličitý v plechovkách sa používa vo vzduchovkách.
V tabuľke sú uvedené termofyzikálne vlastnosti oxidu uhličitého CO 2 v závislosti od teploty a tlaku. Vlastnosti v tabuľke sú uvedené pri teplotách od 273 do 1273 K a tlakoch od 1 do 100 atm.
Zvážte takú dôležitú vlastnosť oxidu uhličitého, ako je.
Hustota oxidu uhličitého je 1,913 kg/m3 za normálnych podmienok (za normálnych podmienok). Z tabuľky vyplýva, že hustota oxidu uhličitého výrazne závisí od teploty a tlaku - so zvyšujúcim sa tlakom hustota CO 2 výrazne rastie a so zvyšujúcou sa teplotou plynu klesá. Takže pri zahriatí o 1000 stupňov sa hustota oxidu uhličitého zníži 4,7-krát.
So zvyšujúcim sa tlakom oxidu uhličitého však jeho hustota začína rásť a oveľa viac, ako klesá pri zahrievaní. Napríklad pri tlaku a teplote 0 °C hustota oxidu uhličitého stúpne na hodnotu 20,46 kg/m3.
Treba poznamenať, že zvýšenie tlaku plynu vedie k úmernému zvýšeniu hodnoty jeho hustoty, to znamená pri 10 atm. merná hmotnosť oxidu uhličitého je 10-krát vyššia ako za normálnych okolností atmosferický tlak.
V tabuľke sú uvedené nasledujúce termofyzikálne vlastnosti oxidu uhličitého:
- hustota oxidu uhličitého v kg / m 3;
- merná tepelná kapacita, kJ / (kg · deg);
- , W / (m · °);
- dynamická viskozita, Pa · s;
- tepelná difúznosť, m 2 / s;
- kinematická viskozita, m 2 / s;
- Prandtlovo číslo.
Poznámka: buďte opatrní! Tepelná vodivosť v tabuľke je uvedená v mocnine 10 2. Nezabudnite deliť 100!
Termofyzikálne vlastnosti oxidu uhličitého CO 2 pri atmosférickom tlaku
V tabuľke sú uvedené termofyzikálne vlastnosti oxidu uhličitého CO 2 v závislosti od teploty (v rozsahu od -75 do 1500 °C) pri atmosférickom tlaku. Uvádzajú sa tieto termofyzikálne vlastnosti oxidu uhličitého:
- , Pa · s;
- súčiniteľ tepelnej vodivosti, W / (m · stupeň);
- Prandtlovo číslo.
Podľa tabuľky je vidieť, že s nárastom teploty sa zvyšuje aj tepelná vodivosť a dynamická viskozita oxidu uhličitého. Poznámka: buďte opatrní! Tepelná vodivosť v tabuľke je uvedená v mocnine 10 2. Nezabudnite deliť 100!
Tepelná vodivosť oxidu uhličitého CO 2 ako funkcia teploty a tlaku
tepelná vodivosť oxidu uhličitého CO2 v teplotnom rozsahu od 220 do 1400 K a pri tlaku od 1 do 600 atm. Vyššie uvedené riadky v tabuľke sa týkajú kvapalného CO2.
Treba poznamenať, že tepelná vodivosť skvapalneného oxidu uhličitého klesá so zvyšujúcou sa teplotou a so zvyšujúcim sa tlakom rastie. Oxid uhličitý (v plynnej fáze) sa stáva tepelne vodivejším, a to tak so zvýšením teploty, ako aj so zvýšením jeho tlaku.
Tepelná vodivosť v tabuľke je uvedená vo W / (m · deg). Buď opatrný! Tepelná vodivosť v tabuľke je uvedená v mocnine 10 3. Nezabudnite deliť 1000!
Tepelná vodivosť oxidu uhličitého CO 2 v kritickej oblasti
V tabuľke sú uvedené hodnoty tepelnej vodivosti oxidu uhličitého CO 2 v kritickej oblasti v rozsahu teplôt od 30 do 50 °C a pri tlaku.
Poznámka: buďte opatrní! Tepelná vodivosť v tabuľke je uvedená v mocnine 10 3. Nezabudnite deliť 1000! Tepelná vodivosť v tabuľke je uvedená vo W / (m · deg).
Tepelná vodivosť disociovaného oxidu uhličitého CO 2 pri vysokých teplotách
V tabuľke sú uvedené hodnoty tepelnej vodivosti disociovaného oxidu uhličitého CO 2 v teplotnom rozsahu od 1600 do 4000 K a pri tlakoch od 0,01 do 100 atm. Buď opatrný! Tepelná vodivosť v tabuľke je uvedená v mocnine 10 3. Nezabudnite deliť 1000!
V tabuľke sú uvedené hodnoty tepelná vodivosť kvapalného oxidu uhličitého CO2 na čiare nasýtenia v závislosti od teploty.
Poznámka: Buďte opatrní! Tepelná vodivosť v tabuľke je uvedená v mocnine 10 3. Nezabudnite deliť 1000!
Tepelná vodivosť v tabuľke je uvedená vo W / (m · deg).
Oxid uhličitý alebo oxid uhličitý alebo CO 2 je jednou z najrozšírenejších plynných látok na Zemi. On nás obklopuje po celý život. Oxid uhličitý je bez farby, chuti a zápachu a ľudia ho nedokážu vnímať.
Je dôležitým účastníkom metabolizmu živých organizmov. Samotný plyn nie je jedovatý, ale nepodporuje dýchanie, preto prekročenie jeho koncentrácie vedie k zhoršeniu zásobovania tkanív tela kyslíkom a k uduseniu. Oxid uhličitý je široko používaný v každodennom živote av priemysle.
Čo je oxid uhličitý
Pri atmosférickom tlaku a izbová teplota oxid uhličitý je v plynnom stave. Ide o jeho najbežnejšiu formu, v ktorej sa podieľa na procesoch dýchania, fotosyntézy a metabolizmu živých organizmov.
Po ochladení na -78 °C, obchádzajúc kvapalnú fázu, kryštalizuje a vytvára takzvaný "suchý ľad", ktorý je široko používaný ako bezpečné chladivo v potravinárskom a chemickom priemysle a v pouličnom obchode a chladiarenskej doprave.
Za špeciálnych podmienok - tlak desiatok atmosfér - sa oxid uhličitý mení na kvapalný stav agregácie. K tomu dochádza na morskom dne v hĺbke viac ako 600 m.
Vlastnosti oxidu uhličitého
V 17. storočí Jean-Baptiste Van Helmont z Flámska objavil oxid uhličitý a určil jeho vzorec. Podrobnú štúdiu a popis urobil o storočie neskôr Škót Joseph Black. Skúmal vlastnosti oxidu uhličitého a uskutočnil sériu experimentov, v ktorých dokázal, že sa uvoľňuje pri dýchaní zvierat.
Molekula látky obsahuje jeden atóm uhlíka a dva atómy kyslíka. Chemický vzorec oxid uhličitý sa píše ako CO2
Za normálnych podmienok je bez chuti, farby a zápachu. Už len pri jej vdýchnutí veľkého množstva pociťuje človek kyslú chuť. Je produkovaný kyselinou uhličitou, ktorá vzniká v malých dávkach pri rozpustení oxidu uhličitého v slinách. Táto funkcia sa používa na prípravu sýtených nápojov. Bublinky v šampanskom, prosecca, pive a limonáde sú oxid uhličitý, buď prirodzene fermentovaný alebo umelo pridaný do nápoja.
Hustota oxidu uhličitého je väčšia ako hustota vzduchu, preto sa pri absencii vetrania hromadí na dne. Nepodporuje oxidačné procesy, ako je dýchanie a spaľovanie.
Preto sa v hasiacich prístrojoch používa oxid uhličitý. Táto vlastnosť oxidu uhličitého je znázornená pomocou triku – horiaca sviečka sa spustí do „prázdneho“ pohára, kde zhasne. Sklo je v skutočnosti naplnené CO2.
Oxid uhličitý v prírode prírodné zdroje
Tieto zdroje zahŕňajú oxidačné procesy rôznej intenzity:
- Dýchanie živých organizmov. Zo školského kurzu chémie a botaniky si každý pamätá, že počas fotosyntézy rastliny absorbujú oxid uhličitý a uvoľňujú kyslík. Ale nie každý si pamätá, že sa to deje iba počas dňa, pri dostatočnom osvetlení. V tme rastliny naopak absorbujú kyslík a emitujú oxid uhličitý. Takže pokus o zlepšenie kvality vzduchu v miestnosti, premena na húštiny fikusov a muškátov, môže hrať krutý vtip.
- Erupcie a iná sopečná činnosť. CO 2 je emitovaný z hlbín zemského plášťa spolu so sopečnými plynmi. V údoliach pri zdrojoch erupcií je toľko plynu, že sa hromadí v nížinách a spôsobuje dusenie zvierat a dokonca aj ľudí. V Afrike je známych niekoľko prípadov, kedy boli udusené celé dediny.
- Spaľovanie a rozklad organických látok. Spaľovanie a rozpad sú jedna a tá istá oxidačná reakcia, ktorá sa však vyskytuje rôznymi rýchlosťami. Rozkladajúce sa organické látky bohaté na uhlík z rastlín a zvierat, lesné požiare a tlejúce rašeliniská sú zdrojom oxidu uhličitého.
- Najväčšou prirodzenou zásobárňou CO 2 sú vody svetových oceánov, v ktorých je rozpustený.
Počas miliónov rokov vývoja života založeného na uhlíku na Zemi v rôzne zdroje nahromadilo sa veľa miliárd ton oxidu uhličitého. Jeho okamžité uvoľnenie do atmosféry povedie k smrti všetkého života na planéte kvôli nemožnosti dýchania. Je dobré, že pravdepodobnosť takéhoto jednorazového uvoľnenia má tendenciu k nule.
A umelé zdroje oxidu uhličitého
Oxid uhličitý sa do atmosféry dostáva aj v dôsledku ľudskej činnosti. Najaktívnejšie zdroje v našej dobe sú:
- Priemyselné emisie zo spaľovania palív v elektrárňach a spracovateľských závodoch
- Výfukové plyny zo spaľovacích motorov vozidiel: automobilov, vlakov, lietadiel a lodí.
- Poľnohospodársky odpad – hnijúci hnoj vo veľkých chovoch dobytka
Okrem priamych emisií existuje aj nepriamy vplyv človeka na obsah CO 2 v atmosfére. Ide o masívne odlesňovanie v tropickom a subtropickom pásme, predovšetkým v Amazónii.
Napriek tomu, že zemská atmosféra obsahuje menej ako percento oxidu uhličitého, má stále väčší vplyv na klímu a prirodzený fenomén... Oxid uhličitý sa podieľa na vytváraní takzvaného skleníkového efektu tým, že absorbuje tepelné žiarenie z planéty a zachytáva toto teplo v atmosfére. To vedie k postupnému, ale veľmi alarmujúcemu nárastu priemernej ročnej teploty planéty, topeniu horských ľadovcov a polárnych ľadovcov, stúpaniu hladiny morí, zaplavovaniu pobrežných oblastí a zhoršovaniu klímy v krajinách ďaleko od mora.
Je príznačné, že na pozadí všeobecného otepľovania na planéte dochádza k výraznému prerozdeľovaniu vzdušných hmôt a morských prúdov a v niektorých regiónoch sa priemerná ročná teplota nezvyšuje, ale znižuje. To dáva tromfy do rúk kritikom teórie globálneho otepľovania, ktorí obviňujú jej prívržencov z falšovania faktov a manipulácie verejnej mienky s cieľom vyhovieť niektorým politickým strediskám vplyvu a finančným a ekonomickým záujmom.
Ľudstvo sa snaží prevziať kontrolu nad obsahom oxidu uhličitého v ovzduší, boli podpísané Kjótsky a Parížsky protokol, ktoré ukladajú národným ekonomikám určité povinnosti. Okrem toho mnohí z popredných výrobcov automobilov oznámili, že do roku 2020-25 postupne vyraďujú modely so spaľovacími motormi a prechádzajú na hybridy a elektrické vozidlá. Niektoré z popredných svetových ekonomík, ako napríklad Čína a Spojené štáty, sa však neponáhľajú s plnením starých a prijímaním nových záväzkov, ako dôvod uvádzajú ohrozenie životnej úrovne vo svojich krajinách.
Oxid uhličitý a my: prečo je CO 2 nebezpečný?
Oxid uhličitý je jedným z produktov látkovej premeny v ľudskom tele. Hrá dôležitú úlohu pri regulácii dýchania a prekrvenia orgánov. Zvýšenie obsahu CO 2 v krvi spôsobuje vazodilatáciu, ktorá tak môže transportovať viac kyslíka do tkanív a orgánov. Rovnako aj dýchací systém je nútený byť aktívnejší, ak sa koncentrácia oxidu uhličitého v tele zvýši. Táto vlastnosť sa používa vo ventilátoroch na stimuláciu vlastného dýchacieho systému pacienta, aby bol aktívnejší.
Okrem spomenutých výhod môže prekročenie koncentrácie CO 2 spôsobiť telu škody. Zvýšený obsah vo vdychovanom vzduchu vedie k nevoľnosti, bolesti hlavy, duseniu až strate vedomia. Telo protestuje proti oxidu uhličitému a dáva človeku signály. S ďalším zvýšením koncentrácie sa vyvíja hladovanie kyslíkom alebo hypoxia. Co 2 zabraňuje naviazaniu kyslíka na molekuly hemoglobínu, ktoré zabezpečujú pohyb viazaných plynov cez obehový systém. Kyslíkové hladovanie vedie k poklesu výkonnosti, oslabeniu reakcie a schopnosti analyzovať situáciu a rozhodovať sa, k apatii a môže viesť až k smrti.
Bohužiaľ, takéto koncentrácie oxidu uhličitého sú dosiahnuteľné nielen v stiesnených baniach, ale aj v zle vetraných školských triedach, koncertných sálach, kancelárskych priestorov a vozidiel- všade tam, kde sa hromadí v uzavretom priestore bez dostatočnej výmeny vzduchu s okolím veľké množstvo z ľudí.
Hlavná aplikácia
CO 2 je široko používaný v priemysle a v každodennom živote - v hasiacich prístrojoch a na výrobu sódy, na chladenie produktov a na vytváranie inertnej atmosféry pri zváraní.
Použitie oxidu uhličitého bolo zaznamenané v odvetviach, ako sú:
- na čistenie povrchov suchým ľadom.
Farmaceutické prípravky
- na chemickú syntézu zložiek liečiv;
- vytvorenie inertnej atmosféry;
- normalizácia pH indexu výrobného odpadu.
Potravinársky priemysel
- výroba sýtených nápojov;
- balenie potravín v inertnej atmosfére na predĺženie trvanlivosti;
- dekofeinizácia kávových zŕn;
- mrazenie alebo chladenie potravín.
Medicína, analýza a ekológia
- Vytvorenie ochrannej atmosféry pri operáciách brucha.
- Zahrnutie do dýchacích zmesí ako stimulátor dýchania.
- V chromatografických analýzach.
- Udržiavanie úrovne pH v tekutých odpadových produktoch.
Elektronika
- Chladenie elektronických komponentov a zariadení pri testovaní teplotnej odolnosti.
- Abrazívne čistenie v mikroelektronike (v tuhej fáze).
- Čistiaci prostriedok na výrobu kremíkových kryštálov.
Chemický priemysel
Je široko používaný v chemickej syntéze ako činidlo a ako regulátor teploty v reaktore. CO 2 je výborný na dekontamináciu tekutého odpadu s nízky index pH.
Používa sa tiež na sušenie polymérnych látok, rastlinných alebo živočíšnych vláknitých materiálov, pri výrobe celulózy na normalizáciu úrovne pH oboch zložiek hlavného procesu a jeho odpadu.
Hutnícky priemysel
V metalurgii slúži CO 2 hlavne ekológii, chráni prírodu pred škodlivými emisiami ich neutralizáciou:
- V metalurgii železa - na neutralizáciu taviacich plynov a na spodné miešanie taveniny.
- V neželeznej metalurgii pri výrobe olova, medi, niklu a zinku - na neutralizáciu plynov pri preprave panvy s taveninou alebo horúcimi ingotmi.
- Ako redukčné činidlo pri organizácii cirkulácie kyslých banských vôd.
Zváranie oxidom uhličitým
Druh zvárania pod tavivom je zváranie oxidom uhličitým. Operácie zváračské práce s oxidom uhličitým sa uskutočňuje spotrebnou elektródou a distribuuje sa v procese inštalačné práce, odstránenie chýb a korekcia častí s tenkými stenami.
DEFINÍCIA
Oxid uhličitý(oxid uhličitý, anhydrid uhličitý, oxid uhličitý) - oxid uhoľnatý (IV).
Vzorec - CO 2. Molárna hmotnosť je 44 g/mol.
Chemické vlastnosti oxidu uhličitého
Oxid uhličitý patrí do triedy kyslých oxidov, t.j. pri interakcii s vodou vytvára kyselinu nazývanú kyselina uhličitá. Kyselina uhličitá je chemicky nestabilná a v momente vzniku sa okamžite rozkladá na svoje zložky, t.j. reakcia interakcie oxidu uhličitého s vodou je reverzibilná:
CO 2 + H 2 O ↔ CO 2 × H 2 O (roztok) ↔ H 2 CO 3.
Pri zahrievaní sa oxid uhličitý rozkladá na oxid uhoľnatý a kyslík:
2C02 = 2CO + 02.
Ako pre všetky kyslé oxidy, aj pre oxid uhličitý sú charakteristické interakčné reakcie so zásaditými oxidmi (tvorenými iba aktívnymi kovmi) a zásadami:
CaO + C02 = CaC03;
Al203 + 3C02 = Al2(C03)3;
C02 + NaOH (zriedený) = NaHC03;
C02 + 2NaOH (konc) = Na2C03 + H20.
Oxid uhličitý nepodporuje spaľovanie, horia v ňom iba aktívne kovy:
C02 + 2 Mg = C + 2 MgO (t);
C02 + 2Ca = C + 2CaO (t).
Oxid uhličitý reaguje s jednoduchými látkami, ako je vodík a uhlík:
C02 + 4H2 = CH4 + 2H20 (t, kat = Cu20);
C02 + C = 2CO (t).
Keď oxid uhličitý interaguje s aktívnymi peroxidmi kovov, vytvárajú sa uhličitany a uvoľňuje sa kyslík:
2C02 + 2Na202 = 2Na2C03 + O2.
Kvalitatívna odozva na oxid uhličitý je reakcia jeho interakcie s vápennou vodou (mliekom), t.j. hydroxidom vápenatým, v ktorom sa vytvorí zrazenina biely- uhličitan vápenatý:
C02 + Ca (OH)2 = CaC03↓ + H20.
Fyzikálne vlastnosti oxidu uhličitého
Oxid uhličitý je bezfarebná plynná látka bez zápachu. Ťažšie ako vzduch. Tepelne stabilný. Po stlačení a ochladení ľahko prechádza do tekutého a pevného stavu. Oxid uhličitý v pevnom stave stav agregácie sa nazýva "suchý ľad" a ľahko sublimuje pri izbovej teplote. Oxid uhličitý je slabo rozpustný vo vode, čiastočne s ňou reaguje. Hustota - 1,977 g / l.
Získavanie a používanie oxidu uhličitého
Na výrobu oxidu uhličitého existujú priemyselné a laboratórne metódy. V priemysle sa teda získava kalcináciou vápenca (1) a v laboratóriu - pôsobením silných kyselín na soli kyseliny uhličitej (2):
CaC03 = CaO + C02 (t) (1);
CaC03 + 2HCl = CaCl2 + C02 + H20 (2).
Oxid uhličitý sa používa v potravinárstve (sýtenie limonád), chemickom (kontrola teploty pri výrobe syntetických vlákien), metalurgickom (ochrana životné prostredie zrážanie hnedého plynu) a iné priemyselné odvetvia.
Príklady riešenia problémov
PRÍKLAD 1
| Cvičenie | Aký objem oxidu uhličitého sa uvoľní, keď sa 200 g 10 % roztoku kyseliny dusičnej aplikuje na 90 g uhličitanu vápenatého s obsahom 8 % nečistôt nerozpustných v kyseline? |
| Riešenie | Molové hmotnosti kyseliny dusičnej a uhličitanu vápenatého vypočítané pomocou tabuľky chemických prvkov D.I. Mendeleev - 63 a 100 g / mol. Napíšme rovnicu pre rozpúšťanie vápenca v kyseline dusičnej: CaC03 + 2HN03 → Ca (N03)2 + CO2 + H20. ω (CaC03) cl = 100 % - ω prímes = 100 % - 8 % = 92 % = 0,92. Potom hmotnosť čistého uhličitanu vápenatého: m (CaC03) cl = m vápenec × ω (CaC03) cl / 100 %; m (CaC03) cl = 90 x 92/100 % = 82,8 g. Množstvo látky uhličitanu vápenatého je: n (CaC03) = m (CaC03) cl/M (CaC03); n (CaC03) = 82,8/100 = 0,83 mol. Hmotnosť kyseliny dusičnej v roztoku sa bude rovnať: m (HN03) = m (HN03) roztok x co (HN03) / 100 %; m (HN03) = 200 x 10/100 % = 20 g. Množstvo látky kyseliny vápenatej dusičnej sa rovná: n (HN03) = m (HN03) / M (HN03); n (HN03) = 20/63 = 0,32 mol. Porovnaním množstiev látok, ktoré vstúpili do reakcie, zistíme, že kyseliny dusičnej je nedostatok, a preto urobíme ďalšie výpočty pre kyselinu dusičnú. Podľa reakčnej rovnice n (HNO 3): n (CO 2) = 2: 1, teda n (CO 2) = 1/2 × n (HNO 3) = 0,16 mol. Potom sa objem oxidu uhličitého bude rovnať: V(C02) = n(C02) x Vm; V (C02) = 0,16 x 22,4 = 3,58 g. |
| Odpoveď | Objem oxidu uhličitého je 3,58 g. |