Zanim się zastanowisz Właściwości chemiczne dwutlenek węgla, poznajmy niektóre cechy tego związku.

Informacje ogólne

Jest najważniejszym składnikiem wody gazowanej. To właśnie nadaje napojom świeżość i musującą jakość. Związek ten jest kwaśnym tlenkiem tworzącym sól. dwutlenek węgla wynosi 44 g/mol. Gaz ten jest cięższy od powietrza, dlatego gromadzi się w dolnej części pomieszczenia. Związek ten jest słabo rozpuszczalny w wodzie.

Właściwości chemiczne

Rozważmy pokrótce właściwości chemiczne dwutlenku węgla. Podczas interakcji z wodą powstaje słaby kwas węglowy. Niemal natychmiast po utworzeniu dysocjuje na kationy wodorowe i aniony węglanowe lub wodorowęglanowe. Powstały związek reaguje z aktywnymi metalami, tlenkami, a także z zasadami.

Jakie są podstawowe właściwości chemiczne dwutlenku węgla? Równania reakcji potwierdzają kwasowy charakter tego związku. (4) zdolne do tworzenia węglanów z zasadowymi tlenkami.

Właściwości fizyczne

W normalnych warunkach to połączenie jest w stanie gazowym. Gdy ciśnienie wzrasta, można je przekształcić w stan ciekły. Gaz ten jest bezbarwny, bezwonny i ma lekko kwaśny smak. Skroplony dwutlenek węgla jest bezbarwnym, przezroczystym, wysoce mobilnym kwasem, zbliżonym parametrami zewnętrznymi do eteru czy alkoholu.

Względna masa cząsteczkowa dwutlenku węgla wynosi 44 g/mol. To prawie 1,5 razy więcej niż powietrze.

Jeśli temperatura spadnie do -78,5 stopnia Celsjusza, następuje tworzenie się kamienia o twardości podobnej do kredy. Kiedy ta substancja odparowuje, tworzy się gazowy tlenek węgla (4).

Reakcja jakościowa

Rozważając właściwości chemiczne dwutlenku węgla, należy podkreślić jego reakcję jakościową. Kiedy ta substancja chemiczna wchodzi w interakcję z wodą wapienną, tworzy się mętny osad węglanu wapnia.

Cavendishowi udało się odkryć takie charakterystyczne właściwości fizyczne tlenku węgla (4), jak rozpuszczalność w wodzie, a także wysoki ciężar właściwy.

Lavoisier przeprowadził badanie, w którym próbował wyizolować czysty metal z tlenku ołowiu.

Odkryte w wyniku tych badań właściwości chemiczne dwutlenku węgla stały się potwierdzeniem redukujących właściwości tego związku. Lavoisierowi udało się otrzymać metal poprzez kalcynację tlenku ołowiu tlenkiem węgla (4). Aby upewnić się, że drugą substancją był tlenek węgla (4), przepuścił przez gaz wodę wapienną.

Wszystkie właściwości chemiczne dwutlenku węgla potwierdzają kwasowy charakter tego związku. Związek ten występuje w wystarczających ilościach w atmosferze ziemskiej. Przy systematycznym wzroście tego związku w atmosferze ziemskiej możliwe są poważne zmiany klimatyczne (globalne ocieplenie).

To dwutlenek węgla odgrywa ważną rolę w ożywionej przyrodzie, ponieważ Substancja chemiczna bierze czynny udział w metabolizmie żywych komórek. Dokładnie to związek chemiczny powstaje w wyniku różnych procesów oksydacyjnych związanych z oddychaniem organizmów żywych.

Dwutlenek węgla zawarty w atmosferze ziemskiej jest głównym źródłem węgla dla żywych roślin. W procesie fotosyntezy (w świetle) zachodzi proces fotosyntezy, któremu towarzyszy powstawanie glukozy i uwalnianie tlenu do atmosfery.

Dwutlenek węgla nie jest toksyczny i nie wspomaga oddychania. Przy zwiększonym stężeniu tej substancji w atmosferze osoba doświadcza wstrzymywania oddechu i silnych bólów głowy. W organizmach żywych dwutlenek węgla ma istotne znaczenie fizjologiczne, jest między innymi niezbędny do regulacji napięcia naczyń.

Funkcje odbioru

Na skalę przemysłową dwutlenek węgla można oddzielić od gazów spalinowych. Ponadto CO2 jest produktem ubocznym rozkładu dolomitu i wapienia. Nowoczesne instalacje do produkcji dwutlenku węgla wykorzystują wodny roztwór etanoaminy, który adsorbuje gaz zawarty w spalinach.

W laboratorium dwutlenek węgla uwalnia się w wyniku reakcji węglanów lub wodorowęglanów z kwasami.

Zastosowanie dwutlenku węgla

Ten kwaśny tlenek jest stosowany w przemyśle jako środek spulchniający lub środek konserwujący. Na opakowaniu produktu związek ten jest oznaczony jako E290. W postaci płynnej dwutlenek węgla stosowany jest w gaśnicach do gaszenia pożarów. Tlenek węgla (4) wykorzystywany jest do produkcji wody gazowanej i napojów lemoniadowych.

Substancja z wzór chemiczny CO2 i masie cząsteczkowej 44,011 g/mol, który może występować w czterech stanach fazowych – gazowym, ciekłym, stałym i nadkrytycznym.

Stan gazowy CO2 jest powszechnie nazywany dwutlenkiem węgla. Pod ciśnieniem atmosferycznym jest to bezbarwny, bezwonny gaz, o temperaturze +20° i gęstości 1,839 kg/m? (1,52 razy cięższy od powietrza), dobrze rozpuszcza się w wodzie (0,88 objętości w 1 objętości wody), częściowo oddziałując w niej tworząc kwas węglowy. Zawarte w atmosferze wynosi średnio 0,035% objętościowych. Podczas nagłego ochłodzenia na skutek ekspansji (ekspansji) CO2 ma zdolność do desublimacji – przejścia bezpośrednio do stanu stałego z pominięciem fazy ciekłej.

Gazowy dwutlenek węgla był wcześniej często przechowywany w stacjonarnych zbiornikach gazu. Obecnie ta metoda przechowywania nie jest stosowana; dwutlenek węgla w wymaganej ilości pozyskiwany jest bezpośrednio na miejscu – poprzez odparowanie ciekłego dwutlenku węgla w gazyfikatorze. Następnie gaz można łatwo przepompować dowolnym gazociągiem pod ciśnieniem 2-6 atmosfer.

Stan ciekły CO2 jest technicznie nazywany „ciekłym dwutlenkiem węgla” lub po prostu „dwutlenkiem węgla”. Jest to bezbarwna, bezwonna ciecz o średniej gęstości 771 kg/m3, która występuje jedynie pod ciśnieniem 3482...519 kPa w temperaturze 0...-56,5 stopnia C („niskotemperaturowy dwutlenek węgla” ) lub pod ciśnieniem 3482...7383 kPa w temperaturze 0...+31,0 st. C („dwutlenek węgla wysokociśnieniowy”). Dwutlenek węgla pod wysokim ciśnieniem wytwarza się najczęściej poprzez sprężanie dwutlenku węgla do ciśnienia skraplania przy jednoczesnym chłodzeniu wodą. Niskotemperaturowy dwutlenek węgla, będący główną formą dwutlenku węgla do celów przemysłowych, wytwarzany jest najczęściej w cyklu wysokociśnieniowym poprzez trzystopniowe chłodzenie i dławienie w specjalnych instalacjach.

W przypadku niskiego i średniego zużycia dwutlenku węgla (wysokie ciśnienie) do jego przechowywania i transportu stosuje się różnorodne butle stalowe (od butli do syfonów domowych po pojemniki o pojemności 55 litrów). Najczęściej spotykana jest butla o pojemności 40 litrów i ciśnieniu roboczym 15 000 kPa, zawierająca 24 kg dwutlenku węgla. Butle stalowe nie wymagają dodatkowej pielęgnacji, dwutlenek węgla magazynowany jest bez strat przez długi czas. Butle wysokociśnieniowe z dwutlenkiem węgla są pomalowane na czarno.

W przypadku znacznego zużycia, do magazynowania i transportu niskotemperaturowego ciekłego dwutlenku węgla, wykorzystywane są zbiorniki izotermiczne o różnej pojemności, wyposażone w chłodnicze serwisowe. Wyróżniamy zbiorniki magazynowe (stacjonarne) pionowe i poziome o pojemności od 3 do 250 ton, zbiorniki przenośne o pojemności od 3 do 18 ton. wersja pionowa wymagają budowy fundamentu i są stosowane głównie w warunkach ograniczonej przestrzeni do umieszczenia. Zastosowanie zbiorników poziomych pozwala na obniżenie kosztów fundamentów, szczególnie w przypadku wspólnej ramy ze stacją dwutlenku węgla. Zbiorniki składają się z wewnętrznego, spawanego zbiornika, wykonanego ze stali niskotemperaturowej i posiadającego izolację termiczną z pianki poliuretanowej lub próżniowej; obudowa zewnętrzna wykonana z tworzywa sztucznego, stali ocynkowanej lub nierdzewnej; rurociągi, armatura i urządzenia sterujące. Wewnętrzne i zewnętrzne powierzchnie spawanego zbiornika poddawane są specjalnej obróbce, zmniejszając w ten sposób prawdopodobieństwo korozji powierzchniowej metalu. W drogich importowanych modelach zewnętrzna uszczelniona obudowa wykonana jest z aluminium. Zastosowanie zbiorników zapewnia napełnianie i odprowadzanie ciekłego dwutlenku węgla; przechowywanie i transport bez utraty produktu; wizualna kontrola masy i ciśnienia roboczego podczas tankowania, przechowywania i wydawania. Wszystkie typy zbiorników wyposażone są w wielopoziomowy system zabezpieczeń. Zawory bezpieczeństwa umożliwiają kontrolę i naprawę bez zatrzymywania i opróżniania zbiornika.

Przy chwilowym spadku ciśnienia do ciśnienia atmosferycznego, które następuje podczas wtryskiwania do specjalnej komory rozprężnej (dławienie), ciekły dwutlenek węgla natychmiast zamienia się w gaz i cienką masę przypominającą śnieg, która jest prasowana i dwutlenek węgla otrzymuje się w stanie stałym , który jest powszechnie nazywany „suchym lodem”. Pod ciśnieniem atmosferycznym jest to biała szklista masa o gęstości 1562 kg/m², o temperaturze -78,5°C, która na wolnym powietrzu sublimuje – stopniowo odparowuje, omijając stan ciekły. Suchy lód można także pozyskać bezpośrednio z instalacji wysokociśnieniowych służących do produkcji niskotemperaturowego dwutlenku węgla z mieszanin gazowych zawierających CO2 w ilości co najmniej 75-80%. Wolumetryczna zdolność chłodzenia suchego lodu jest prawie 3 razy większa niż lodu wodnego i wynosi 573,6 kJ/kg.

Stały dwutlenek węgla najczęściej produkowany jest w postaci brykietów o wymiarach 200×100×20-70 mm, w granulkach o średnicy 3, 6, 10, 12 i 16 mm, rzadko w postaci najdrobniejszego proszku („suchego śniegu”). Brykiety, granulat i śnieg przechowujemy nie dłużej niż 1-2 dni w stacjonarnych, podziemnych magazynach typu kopalnianego, podzielonych na małe przedziały; transportowane w specjalnych izolowanych pojemnikach z zaworem bezpieczeństwa. Stosowane są kontenery różnych producentów o ładowności od 40 do 300 kg i większej. Straty spowodowane sublimacją wynoszą, w zależności od temperatury otoczenia, 4-6% lub więcej dziennie.

Przy ciśnieniu powyżej 7,39 kPa i temperaturze powyżej 31,6 st. C dwutlenek węgla znajduje się w tzw. stanie nadkrytycznym, w którym jego gęstość przypomina ciecz, a lepkość i napięcie powierzchniowe przypominają gaz. Ta niezwykła substancja fizyczna (płyn) jest doskonałym rozpuszczalnikiem niepolarnym. Nadkrytyczny CO2 jest w stanie całkowicie lub selektywnie wyekstrahować wszelkie niepolarne składniki o masie cząsteczkowej mniejszej niż 2000 daltonów: terpeny, woski, pigmenty, nasycone i nienasycone kwasy tłuszczowe o dużej masie cząsteczkowej, alkaloidy, witaminy rozpuszczalne w tłuszczach i fitosterole. Substancje nierozpuszczalne do nadkrytycznego CO2 zalicza się celulozę, skrobię, organiczne i nieorganiczne polimery o dużej masie cząsteczkowej, cukry, substancje glikozydowe, białka, metale i sole wielu metali. Posiadający podobne właściwości nadkrytyczny dwutlenek węgla jest coraz częściej stosowany w procesach ekstrakcji, frakcjonowania i impregnacji substancji organicznych i substancje nieorganiczne. Jest także obiecującym płynem roboczym do nowoczesnych silników cieplnych.

  • Środek ciężkości. Ciężar właściwy dwutlenku węgla zależy od ciśnienia, temperatury i stanu skupienia, w jakim się on znajduje.
  • Krytyczna temperatura dwutlenku węgla wynosi +31 stopni. Ciężar właściwy dwutlenku węgla w temperaturze 0 stopni i pod ciśnieniem 760 mm Hg. równa 1,9769 kg/m3.
  • Masa cząsteczkowa dwutlenku węgla wynosi 44,0. Względna masa dwutlenku węgla w porównaniu do powietrza wynosi 1,529.
  • Ciekły dwutlenek węgla w temperaturach powyżej 0 stopni. znacznie lżejszy od wody i można go przechowywać wyłącznie pod ciśnieniem.
  • Ciężar właściwy stałego dwutlenku węgla zależy od metody jego wytwarzania. Ciekły dwutlenek węgla po zamrożeniu zamienia się w suchy lód, który jest przezroczysty, szklisty solidny. W tym przypadku największą gęstość ma stały dwutlenek węgla (przy normalnym ciśnieniu w naczyniu schłodzonym do minus 79 stopni gęstość wynosi 1,56). Przemysłowy stały dwutlenek węgla ma barwę białą, twardość zbliżoną do kredowej,
  • jego ciężar właściwy zmienia się w zależności od metody produkcji w przedziale 1,3 - 1,6.
  • Równanie stanu. Zależność pomiędzy objętością, temperaturą i ciśnieniem dwutlenku węgla wyraża równanie
  • V= R T/p - A, gdzie
  • V - objętość, m3/kg;
  • R - stała gazowa 848/44 = 19,273;
  • T - temperatura, K stopni;
  • p ciśnienie, kg/m2;
  • A jest dodatkowym terminem charakteryzującym odchylenie od równania stanu gazu doskonałego. Wyraża się to zależnością A = (0,0825 + (1,225)10-7 r)/(T/100)10/3.
  • Punkt potrójny dwutlenku węgla. Punkt potrójny charakteryzuje się ciśnieniem 5,28 ata (kg/cm2) i temperaturą minus 56,6 stopnia.
  • Dwutlenek węgla może występować we wszystkich trzech stanach (stałym, ciekłym i gazowym) tylko w punkcie potrójnym. Przy ciśnieniu poniżej 5,28 ata (kg/cm2) (lub w temperaturach poniżej minus 56,6 stopnia) dwutlenek węgla może występować tylko w stanie stałym i gazowym.
  • W obszarze para-ciecz, tj. powyżej punktu potrójnego obowiązują następujące zależności
  • i"x + i"" y = ja,
  • x + y = 1, gdzie,
  • x i y - proporcja substancji w postaci cieczy i pary;
  • i” jest entalpią cieczy;
  • i”” - entalpia pary;
  • i jest entalpią mieszaniny.
  • Z tych wartości łatwo jest określić wartości x i y. Odpowiednio dla obszaru poniżej punktu potrójnego obowiązywać będą następujące równania:
  • i"" y + i"" z = ja,
  • y + z = 1, gdzie,
  • i”” - entalpia stałego dwutlenku węgla;
  • z jest ułamkiem substancji w stanie stałym.
  • W punkcie potrójnym dla trzech faz istnieją również tylko dwa równania
  • i" x + i"" y + i""" z = ja,
  • x + y + z = 1.
  • Znając wartości i, „i”, „i” „” dla punktu potrójnego i korzystając z podanych równań, możesz wyznaczyć entalpię mieszaniny dla dowolnego punktu.
  • Pojemność cieplna. Pojemność cieplna dwutlenku węgla w temperaturze 20 stopni. i 1 ata jest
  • Ср = 0,202 i Сv = 0,156 kcal/kg*stopień. Indeks adiabatyczny k =1,30.
  • Pojemność cieplna ciekłego dwutlenku węgla w zakresie temperatur od -50 do +20 stopni. charakteryzuje się następującymi wartościami, kcal/kg*deg. :
  • Stopień C -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20
  • śro, 0,47 0,49 0,515 0,514 0,517 0,6 0,64 0,68
  • Temperatura topnienia. Topienie stałego dwutlenku węgla następuje w temperaturach i ciśnieniach odpowiadających punktowi potrójnemu (t = -56,6 stopnia i p = 5,28 ata) lub powyżej niego.
  • Poniżej punktu potrójnego stały dwutlenek węgla sublimuje. Temperatura sublimacji jest funkcją ciśnienia: przy normalnym ciśnieniu wynosi -78,5 stopnia, w próżni może wynosić -100 stopni. i poniżej.
  • Entalpia. Entalpię par dwutlenku węgla w szerokim zakresie temperatur i ciśnień określa się za pomocą równania Plancka i Kupriyanova.
  • i = 169,34 + (0,1955 + 0,000115t)t - 8,3724 p(1 + 0,007424p)/0,01T(10/3), gdzie
  • I – kcal/kg, p – kg/cm2, T – stopnie K, t – stopnie C.
  • Entalpię ciekłego dwutlenku węgla w dowolnym punkcie można łatwo wyznaczyć, odejmując utajone ciepło parowania od entalpii pary nasyconej. Podobnie, odejmując utajone ciepło sublimacji, można wyznaczyć entalpię stałego dwutlenku węgla.
  • Przewodność cieplna. Przewodność cieplna dwutlenku węgla w temperaturze 0 st. wynosi 0,012 kcal/m*godzina*stopnia C i w temperaturze -78 stopni. spada do 0,008 kcal/m*godzina*stopieńS.
  • Dane dotyczące przewodności cieplnej dwutlenku węgla w 10 4 łyżkach. kcal/m*godzina*stopień C w temperaturach dodatnich podano w tabeli.
  • Ciśnienie, kg/cm2 10 stopni. 20 stopni 30 stopni 40 stopni
  • Dwutlenek węgla
  • 1 130 136 142 148
  • 20 - 147 152 157
  • 40 - 173 174 175
  • 60 - - 228 213
  • 80 - - - 325
  • Ciekły dwutlenek węgla
  • 50 848 - - -
  • 60 870 753 - -
  • 70 888 776 - -
  • 80 906 795 670
    Przewodność cieplną stałego dwutlenku węgla można obliczyć ze wzoru:
    236,5/T1,216 st., kcal/m*godzina*stopieńS.
  • Współczynnik rozszerzalności cieplnej. Współczynnik rozszerzalności objętościowej a stałego dwutlenku węgla oblicza się w zależności od zmiany ciężaru właściwego i temperatury. Współczynnik rozszerzalności liniowej określa się za pomocą wyrażenia b = a/3. W zakresie temperatur od -56 do -80 stopni. współczynniki mają następujące wartości: a *10*5st. = 185,5-117,0, b* 10* 5 o. = 61,8–39,0.
  • Lepkość. Lepkość dwutlenku węgla 10 * 6st. w zależności od ciśnienia i temperatury (kg*s/m2)
  • Ciśnienie -15 stopni. 0 stopni 20 stopni 40 stopni
  • 5 1,38 1,42 1,49 1,60
  • 30 12,04 1,63 1,61 1,72
  • 75 13,13 12,01 8,32 2,30
  • Stała dielektryczna. Stała dielektryczna ciekłego dwutlenku węgla przy 50 - 125 ati mieści się w zakresie 1,6016 - 1,6425.
  • Stała dielektryczna dwutlenku węgla w temperaturze 15 stopni. i ciśnienie 9,4 - 39 przy 1,009 - 1,060.
  • Zawartość wilgoci w dwutlenku węgla. Zawartość pary wodnej w wilgotnym dwutlenku węgla określa się za pomocą równania,
  • X = 18/44 * p’/p – p’ = 0,41 p’/p – p’ kg/kg, gdzie
  • p’ – ciśnienie cząstkowe pary wodnej przy 100% nasyceniu;
  • p jest całkowitym ciśnieniem mieszaniny pary i gazu.
  • Rozpuszczalność dwutlenku węgla w wodzie. Rozpuszczalność gazów mierzy się objętością gazu zredukowaną do normalne warunki(0 stopni, C i 760 mm Hg) na objętość rozpuszczalnika.
  • Rozpuszczalność dwutlenku węgla w wodzie w umiarkowanych temperaturach i ciśnieniach do 4 - 5 atm jest zgodna z prawem Henry'ego, które wyraża się równaniem
  • P = N X, gdzie
  • P to ciśnienie cząstkowe gazu nad cieczą;
  • X to ilość gazu w molach;
  • H - współczynnik Henry'ego.
  • Ciekły dwutlenek węgla jako rozpuszczalnik. Rozpuszczalność oleju smarowego w ciekłym dwutlenku węgla w temperaturze -20 stopni. do +25 stopni. wynosi 0,388 g w 100 CO2,
  • i wzrasta do 0,718 g na 100 g CO2 w temperaturze +25 stopni. Z.
  • Rozpuszczalność wody w ciekłym dwutlenku węgla w zakresie temperatur od -5,8 do +22,9 stopni. wynosi nie więcej niż 0,05% wag.

Środki ostrożności

Pod względem stopnia oddziaływania na organizm ludzki dwutlenek węgla należy do 4. klasy zagrożenia według GOST 12.1.007-76 „Substancje szkodliwe. Klasyfikacja i Ogólne wymagania bezpieczeństwo." Niezwykle dopuszczalne stężenie w powietrzu obszaru wydobycia nie została ustalona, ​​przy ocenie tego stężenia należy zwrócić uwagę na normy dla kopalń węgla kamiennego i ozokerytu, ustalone w granicach 0,5%.

W przypadku stosowania suchego lodu i naczyń z ciekłym dwutlenkiem węgla o niskiej temperaturze należy zachować środki bezpieczeństwa, aby zapobiec odmrożeniom rąk i innych części ciała pracownika.

„Wzory tlenku azotu” – gaz. Bezwodnik azotawy. Ogon lisa. Tlenki. Tlenek azotu. Latające kryształy. Dwutlenek azotu. Tlenek kwasowy tworzący sól. Niebieski płyn. Związki tlenu azot. Właściwości fizyczne. Formuła. Używany w laboratorium. Postać. Nie reaguje z wodą. Tlenki azotu. Aplikacja. Reaguje z wodą.

„Tlenek węgla II” – „Efekt cieplarniany”. C, Z, Słabo rozpuszczalny w temperaturze wrzenia wody. -192,1C` Trujący - 0,2% śmiercionośny w powietrzu! TLENEK WĘGLA (II) i (IV). Konsolidacja. : Pozyskiwanie co2. Uzyskanie CO. T0 i P=60 atm. ulega upłynnieniu. Właściwości chemiczne CO. W laboratorium - H+ T HCOOH H2O + CO Kwas mrówkowy. Pobieranie CO: W pokoju. Właściwości chemiczne.

„Tlenek węgla” – Tlenek węgla (II) charakteryzuje się właściwościami redukującymi. Tlenek węgla (IV). Więc. Tlenki węgla. Otrzymywanie tlenku węgla (IV). Stosuje się COR: czyli dwutlenek węgla – gaz bezbarwny i bezwonny. Planowanie lekcji pokazowej. Tlenek węgla (II).

„Właściwości chemiczne tlenków” - Klasyfikacja tlenków ze względu na właściwości chemiczne. Właściwości chemiczne tlenków zasadowych. Zasadowe tlenki. Właściwości chemiczne tlenków amfoterycznych. Tlenki. Tlenki kwasowe. Tlenki nietworzące soli. Tlenki tworzące sól. Tlenki amfoteryczne. Właściwości chemiczne tlenków kwasowych. Metody wytwarzania tlenków.

„Tlenek węgla” - Tlenek węgla (II) (tlenek węgla). Właściwości chemiczne: Wpływ CO na człowieka: Zmniejsza się dopływ tlenu do tkanek organizmu, rozwija się hipoksemia. Wymiana fosforu i azotu zostaje zakłócona. Właściwości fizyczne. Tlenek węgla powstaje podczas niepełnego spalania paliwa. Metabolizm węglowodanów jest zaburzony. Zgazowanie paliwa.

„Tlenek azotu” - NH3. Dualizm redoks. „Lisi ogon” Toksyczny gaz o brązowej barwie i charakterystycznym zapachu. N2o3-tlenek azotu (III). Utleniacz: 2NO + 2SO2 = 2SO3 + N2 Metoda azotowa otrzymywania kwasu siarkowego. N2O to tlenek azotu (I). N2O5. Cząsteczka jest liniowa. NIE. Gaz bezbarwny, bezwonny.

W sumie dostępnych jest 14 prezentacji na ten temat

Encyklopedyczny YouTube

  • 1 / 5

    Tlenek węgla(IV) nie podtrzymuje spalania. Spalają się w nim tylko niektóre metale aktywne::

    2 M sol + do O 2 → 2 M sol O + do (\ Displaystyle (\ mathsf (2Mg + CO_ (2) \rightarrow 2MgO + C)})

    Interakcja z tlenkiem aktywny metal:

    do za O + do O 2 → do za do O 3 (\ Displaystyle (\ mathsf (CaO + CO_ (2) \rightarrow CaCO_ (3))))

    Po rozpuszczeniu w wodzie tworzy kwas węglowy:

    do O 2 + H. 2 O ⇄ H. 2 do O 3 (\ Displaystyle (\ mathsf (CO_ (2) + H_ (2) O \rightleftarrows H_ (2) CO_ (3))))

    Reaguje z zasadami tworząc węglany i wodorowęglany:

    do za (O H.) 2 + do O 2 → do za do O 3 ↓ + H. 2 O (\ Displaystyle (\ mathsf (Ca (OH) _ (2) + CO_ (2) \rightarrow CaCO_ (3) \ downarrow + H_ ( 2)O))) (reakcja jakościowa dla dwutlenku węgla) K. O H. + do O 2 → K. H. do O 3 (\ Displaystyle (\ mathsf (KOH + CO_ (2) \rightarrow KHCO_ (3))))

    Biologiczny

    Organizm ludzki emituje około 1 kg dwutlenku węgla dziennie.

    Dwutlenek węgla ten transportowany jest z tkanek, gdzie powstaje jako jeden z końcowych produktów metabolizmu, poprzez układ żylny, a następnie jest wydalany z wydychanym powietrzem przez płuca. Zatem zawartość dwutlenku węgla we krwi jest wysoka w układzie żylnym, zmniejsza się w sieci naczyń włosowatych płuc i jest niska we krwi tętniczej. Zawartość dwutlenku węgla w próbce krwi często wyraża się jako ciśnienie cząstkowe, to znaczy ciśnienie, jakie miałaby dana ilość dwutlenku węgla zawarta w próbce krwi, gdyby zajmował on całą objętość próbki krwi.

    Dwutlenek węgla (CO2) jest transportowany we krwi na trzy różne sposoby (dokładna proporcja każdej z tych trzech metod transportu zależy od tego, czy krew jest tętnicza czy żylna).

    Hemoglobina, główne białko transportujące tlen w czerwonych krwinkach, jest w stanie transportować zarówno tlen, jak i dwutlenek węgla. Jednakże dwutlenek węgla wiąże się z hemoglobiną w innym miejscu niż tlen. Wiąże się z N-końcowymi końcami łańcuchów globiny, a nie z hemem. Jednakże ze względu na efekty allosteryczne, które prowadzą do zmiany konfiguracji cząsteczki hemoglobiny po związaniu, wiązanie dwutlenku węgla zmniejsza zdolność tlenu do wiązania się z nim przy danym ciśnieniu parcjalnym tlenu i odwrotnie – wiązanie tlenu z hemoglobiną zmniejsza zdolność dwutlenku węgla do wiązania się z nią przy danym ciśnieniu cząstkowym dwutlenku węgla. Ponadto zdolność hemoglobiny do preferencyjnego wiązania tlenu lub dwutlenku węgla zależy również od pH środowiska. Cechy te są bardzo ważne dla pomyślnego pobierania i transportu tlenu z płuc do tkanek i jego pomyślnego uwalniania do tkanek, a także dla pomyślnego pobierania i transportu dwutlenku węgla z tkanek do płuc i tam jego uwalniania.

    Dwutlenek węgla jest jednym z najważniejszych mediatorów autoregulacji przepływu krwi. Jest to silny środek rozszerzający naczynia krwionośne. Odpowiednio, jeśli poziom dwutlenku węgla w tkankach lub krwi wzrasta (na przykład na skutek intensywnego metabolizmu – spowodowanego np. wysiłkiem fizycznym, stanem zapalnym, uszkodzeniem tkanek lub z powodu utrudnienia przepływu krwi, niedokrwienia tkanki), wówczas naczynia włosowate rozszerzają się co prowadzi do zwiększonego przepływu krwi, a co za tym idzie, do zwiększenia dostarczania tlenu do tkanek i transportu zakumulowanego dwutlenku węgla z tkanek. Ponadto dwutlenek węgla w określonych stężeniach (zwiększonych, ale jeszcze nie osiągających wartości toksycznych) działa dodatnio inotropowo i chronotropowo na mięsień sercowy oraz zwiększa jego wrażliwość na adrenalinę, co prowadzi do wzrostu siły i częstotliwości skurczów serca, rzut, a co za tym idzie, udar i minutową objętość krwi. Pomaga to również skorygować niedotlenienie tkanek i hiperkapnię ( wyższy poziom dwutlenek węgla).

    Jony wodorowęglanowe są bardzo ważne dla regulacji pH krwi i utrzymania prawidłowego poziomu Równowaga kwasowej zasady. Częstotliwość oddychania wpływa na zawartość dwutlenku węgla we krwi. Słaby lub powolny oddech powoduje kwasicę oddechową, natomiast szybki i nadmiernie głęboki oddech prowadzi do hiperwentylacji i rozwoju zasadowicy oddechowej.

    Ponadto dwutlenek węgla odgrywa również ważną rolę w regulacji oddychania. Chociaż nasz organizm potrzebuje tlenu do metabolizmu, niski poziom tlenu we krwi lub tkankach zwykle nie stymuluje oddychania (a raczej stymulujący wpływ niskiego poziomu tlenu na oddychanie jest zbyt słaby i „włącza się” późno, przy bardzo niskim poziomie tlenu w organizmie). krew, przy której często człowiek już traci przytomność). Zwykle oddychanie jest stymulowane przez wzrost poziomu dwutlenku węgla we krwi. Ośrodek oddechowy jest znacznie bardziej wrażliwy na podwyższony poziom dwutlenku węgla niż na brak tlenu. W konsekwencji wdychanie bardzo rozrzedzonego powietrza (o niskim ciśnieniu cząstkowym tlenu) lub mieszaniny gazów w ogóle niezawierającej tlenu (np. 100% azotu lub 100% podtlenku azotu) może szybko doprowadzić do utraty przytomności, nie wywołując uczucia braku powietrza (ponieważ poziom dwutlenku węgla we krwi nie wzrasta, bo nic nie stoi na przeszkodzie jego wydychaniu). Jest to szczególnie niebezpieczne dla pilotów samolotów wojskowych lecących na dużych wysokościach (w przypadku awaryjnego rozhermetyzowania kabiny piloci mogą szybko stracić przytomność). Ta cecha układu regulacji oddychania jest również powodem, dla którego stewardessy w samolotach instruują pasażerów, aby w przypadku obniżenia ciśnienia w kabinie samolotu przede wszystkim sami zakładali maskę tlenową, zanim spróbują w ten sposób pomóc komukolwiek innemu pomocnik sam ryzykuje szybką utratą przytomności, a nawet do ostatniej chwili nie odczuwając dyskomfortu ani potrzeby tlenu.

    Ośrodek oddechowy człowieka stara się utrzymać ciśnienie parcjalne dwutlenku węgla we krwi tętniczej nie wyższe niż 40 mmHg. Przy świadomej hiperwentylacji zawartość dwutlenku węgla we krwi tętniczej może spaść do 10-20 mmHg, natomiast zawartość tlenu we krwi pozostanie praktycznie niezmieniona lub nieznacznie wzrośnie, a potrzeba wzięcia kolejnego oddechu zmniejszy się w wyniku spadku w stymulującym działaniu dwutlenku węgla na czynność ośrodka oddechowego. Z tego powodu po okresie świadomej hiperwentylacji łatwiej jest wstrzymać oddech na dłuższy czas, niż bez wcześniejszej hiperwentylacji. Ta celowa hiperwentylacja, po której następuje wstrzymanie oddechu, może prowadzić do utraty przytomności, zanim dana osoba poczuje potrzebę wzięcia oddechu. W bezpiecznym środowisku taka utrata przytomności nie zagraża niczemu szczególnemu (po utracie przytomności osoba straci kontrolę nad sobą, przestanie wstrzymywać oddech i weźmie oddech, oddycha, a wraz z nim dopływ tlenu do mózgu będzie przywrócona, a następnie świadomość zostanie przywrócona). Jednak w innych sytuacjach, np. przed nurkowaniem, może to być niebezpieczne (na głębokości nastąpi utrata przytomności i konieczność wzięcia oddechu, a bez świadomej kontroli woda przedostanie się do dróg oddechowych, co może doprowadzić do utonięcia). Dlatego hiperwentylacja przed nurkowaniem jest niebezpieczna i niezalecana.

    Paragon

    W ilościach przemysłowych dwutlenek węgla wydziela się ze spalin lub jako produkt uboczny procesów chemicznych, np. podczas rozkładu naturalnych węglanów (wapień, dolomit) lub podczas produkcji alkoholu (fermentacja alkoholowa). Mieszaninę powstałych gazów przemywa się roztworem węglanu potasu, który pochłania dwutlenek węgla, zamieniając się w wodorowęglan. Roztwór wodorowęglanu rozkłada się po podgrzaniu lub pod zmniejszonym ciśnieniem, uwalniając dwutlenek węgla. W nowoczesnych instalacjach do produkcji dwutlenku węgla często zamiast niego stosuje się wodorowęglan roztwór wodny monoetanoloamina, która w określonych warunkach jest zdolna do pochłaniania CO₂ zawartego w spalinach i uwalniania go po podgrzaniu; Oddziela to gotowy produkt od innych substancji.

    Dwutlenek węgla powstaje także w instalacjach separacji powietrza jako produkt uboczny przy produkcji czystego tlenu, azotu i argonu.

    W laboratorium niewielkie ilości otrzymuje się w drodze reakcji węglanów i wodorowęglanów z kwasami takimi jak marmur, kreda czy soda z kwasem solnym, stosując np. aparat Kippa. W wyniku reakcji kwasu siarkowego z kredą lub marmurem powstaje słabo rozpuszczalny siarczan wapnia, który zakłóca reakcję i który jest usuwany przy znacznym nadmiarze kwasu.

    Do przygotowania napojów można zastosować reakcję sody oczyszczonej z kwaskiem cytrynowym lub kwaśnym sokiem z cytryny. To właśnie w tej formie pojawiły się pierwsze napoje gazowane. Ich produkcją i sprzedażą zajmowali się farmaceuci.

    Aplikacja

    W Przemysł spożywczy Jako środek konserwujący i spulchniający stosuje się dwutlenek węgla, co jest wskazane na opakowaniu kodem E290.

    Urządzenie do dostarczania dwutlenku węgla do akwarium może zawierać zbiornik gazu. Najprostsza i najczęstsza metoda produkcji dwutlenku węgla opiera się na projekcie przygotowania zacieru napoju alkoholowego. Podczas fermentacji uwolniony dwutlenek węgla może zapewnić pożywienie roślinom akwariowym

    Dwutlenek węgla służy do nasycania lemoniady i wody gazowanej. Dwutlenek węgla jest również stosowany jako środek ochronny przy spawaniu drutowym, ale w wysokich temperaturach rozkłada się i uwalnia tlen. Uwolniony tlen utlenia metal. W związku z tym konieczne jest wprowadzenie do drutu spawalniczego środków odtleniających, takich jak mangan i krzem. Inną konsekwencją wpływu tlenu, również związaną z utlenianiem, jest gwałtowny spadek napięcie powierzchniowe, co prowadzi między innymi do intensywniejszego rozpryskiwania metalu niż przy spawaniu w środowisku obojętnym.

    Magazynowanie dwutlenku węgla w butli stalowej w stanie skroplonym jest bardziej opłacalne niż w postaci gazu. Dwutlenek węgla ma stosunkowo niską temperaturę krytyczną wynoszącą +31°C. Do standardowej 40-litrowej butli wlewa się około 30 kg skroplonego dwutlenku węgla, a gdy temperatura pokojowa w cylindrze będzie znajdować się faza ciekła, a ciśnienie będzie wynosić około 6 MPa (60 kgf/cm²). Jeśli temperatura będzie wyższa niż +31°C, wówczas dwutlenek węgla przejdzie w stan nadkrytyczny przy ciśnieniu powyżej 7,36 MPa. Standardowe ciśnienie robocze dla zwykłej 40-litrowej butli wynosi 15 MPa (150 kgf/cm²), ale musi bezpiecznie wytrzymać ciśnienie 1,5 razy wyższe, czyli 22,5 MPa, więc pracę z takimi butlami można uznać za całkiem bezpieczną.

    Stały dwutlenek węgla – „suchy lód” – stosowany jest jako czynnik chłodniczy w badaniach laboratoryjnych, w handlu detalicznym, podczas naprawy sprzętu (np. chłodzenie jednej z współpracujących części podczas wciskania) itp. Dwutlenek węgla służy do skraplania dwutlenku węgla i produkcji suchego lodu

    Metody rejestracji

    Pomiar ciśnienia cząstkowego dwutlenku węgla jest wymagany w procesy technologiczne, w zastosowaniach medycznych - analiza mieszanin oddechowych podczas sztucznej wentylacji i w zamkniętych systemach podtrzymywania życia. Analiza stężenia CO 2 w atmosferze wykorzystywana jest do celów środowiskowych i badania naukowe, aby zbadać efekt cieplarniany. Rejestracja dwutlenku węgla odbywa się za pomocą analizatorów gazów opartych na zasadzie spektroskopii w podczerwieni oraz innych systemów pomiaru gazów. Analizator gazów medycznych służący do rejestracji zawartości dwutlenku węgla w wydychanym powietrzu nazywa się kapnografem. Do pomiaru niskich stężeń CO 2 (a także ) w gazach procesowych lub w powietrze atmosferyczne Można zastosować metodę chromatografii gazowej z metanizatorem i rejestracją na detektorze płomieniowo-jonizacyjnym.

    Dwutlenek węgla w przyrodzie

    Roczne wahania stężenia atmosferycznego dwutlenku węgla na planecie determinowane są głównie przez roślinność średnich szerokości geograficznych (40-70°) półkuli północnej.

    Duża ilość dwutlenku węgla rozpuszcza się w oceanie.

    Dwutlenek węgla stanowi znaczną część atmosfer niektórych planet Układu Słonecznego: Wenus, Mars.

    Toksyczność

    Dwutlenek węgla jest nietoksyczny, jednak ze względu na wpływ jego zwiększonego stężenia w powietrzu na organizmy żywe oddychające powietrzem, zaliczany jest do gazów duszących (Język angielski) Rosyjski. Nieznaczny wzrost stężenia do 2-4% w pomieszczeniu prowadzi do senności i osłabienia u ludzi. Za niebezpieczne uważa się stężenia wynoszące około 7-10%, przy których dochodzi do uduszenia objawiającego się bólami i zawrotami głowy, utratą słuchu i utratą przytomności (objawy podobne do choroby wysokościowej), w zależności od stężenia, przez okres kilku minut do jednej godziny. Wdychanie powietrza o dużym stężeniu gazów powoduje bardzo szybką śmierć w wyniku uduszenia.

    Choć tak naprawdę już stężenie 5-7% CO 2 nie jest śmiertelne, już przy stężeniu 0,1% (taki poziom dwutlenku węgla obserwuje się w powietrzu megamiast) ludzie zaczynają czuć się osłabieni i senni. To pokazuje, że nawet przy wysokim poziomie tlenu, wysokie stężenie CO 2 ma silny wpływ na samopoczucie.

    Wdychanie powietrza o podwyższonym stężeniu tego gazu nie powoduje długotrwałych problemów zdrowotnych, a po usunięciu poszkodowanego z zanieczyszczonej atmosfery szybko następuje całkowite przywrócenie zdrowia.

    Dwutlenek węgla (dwutlenek węgla), zwany także dwutlenkiem węgla, jest najważniejszym składnikiem napojów gazowanych. Decyduje o smaku i stabilności biologicznej napojów, nadaje im właściwości musujące i orzeźwiające.

    Właściwości chemiczne. Chemicznie dwutlenek węgla jest obojętny. Powstaje z wydzieliną duża ilość ciepła, jako produkt całkowitego utlenienia węgla jest bardzo odporny. Reakcje redukcji dwutlenku węgla zachodzą tylko w wysokich temperaturach. I tak na przykład, oddziałując z potasem w temperaturze 230°C, dwutlenek węgla redukuje się do kwasu szczawiowego:

    Wchodząc w interakcję chemiczną z wodą, gaz w ilości nie większej niż 1% jego zawartości w roztworze tworzy kwas węglowy, dysocjując na jony H +, HCO 3 -, CO 2 3-. W roztworze wodnym łatwo dostaje się dwutlenek węgla reakcje chemiczne, tworząc różne sole dwutlenku węgla. Dlatego wodny roztwór dwutlenku węgla jest bardzo agresywny w stosunku do metali, a także działa destrukcyjnie na beton.

    Właściwości fizyczne. Do napojów gazowanych stosuje się dwutlenek węgla, doprowadzany do stanu ciekłego poprzez sprężenie do wysokiego ciśnienia. W zależności od temperatury i ciśnienia dwutlenek węgla może występować także w stanie gazowym lub stałym. Odpowiadająca temu temperatura i ciśnienie stan skupienia, pokazano na wykresie równowagi fazowej (ryc. 13).


    W temperaturze minus 56,6 ° C i ciśnieniu 0,52 Mn/m 2 (5,28 kg/cm 2), odpowiadającym punktowi potrójnemu, dwutlenek węgla może jednocześnie znajdować się w stanie gazowym, ciekłym i stałym. W wyższych temperaturach i ciśnieniach dwutlenek węgla występuje w stanie ciekłym i gazowym; w temperaturach i ciśnieniach poniżej tych wartości gaz bezpośrednio omijając fazę ciekłą przechodzi w stan gazowy (sublimuje). W temperaturach powyżej temperatury krytycznej 31,5°C żadne ciśnienie nie jest w stanie utrzymać dwutlenku węgla w postaci ciekłej.

    W stanie gazowym dwutlenek węgla jest bezbarwny, bezwonny i ma lekko kwaśny smak. W temperaturze 0°C i pod ciśnieniem atmosferycznym gęstość dwutlenku węgla wynosi 1,9769 kg/f3; jest 1,529 razy cięższy od powietrza. W temperaturze 0°C i pod ciśnieniem atmosferycznym 1 kg gazu zajmuje objętość 506 litrów. Zależność pomiędzy objętością, temperaturą i ciśnieniem dwutlenku węgla wyraża się równaniem:

    gdzie V jest objętością 1 kg gazu w m 3 /kg; T - temperatura gazu w ° K; P - ciśnienie gazu w N/m 2; R - stała gazowa; A jest dodatkową wartością uwzględniającą odchylenie od równania stanu gazu doskonałego;

    Skroplony dwutlenek węgla- bezbarwna, przezroczysta, łatwo mobilna ciecz, przypominająca wygląd alkohol lub eter. Gęstość cieczy w temperaturze 0°C wynosi 0,947. W temperaturze 20°C gaz skroplony magazynowany jest w butlach stalowych pod ciśnieniem 6,37 Mn/m2 (65 kg/cm2). Gdy ciecz swobodnie wypływa z cylindra, odparowuje, pochłaniając dużą ilość ciepła. Gdy temperatura spadnie do minus 78,5°C, część cieczy zamarza, zamieniając się w tzw. suchy lód. Suchy lód ma twardość zbliżoną do kredy i ma matowo-biały kolor. Suchy lód paruje wolniej niż ciecz i natychmiast przechodzi w stan gazowy.

    W temperaturze minus 78,9°C i ciśnieniu 1 kg/cm 2 (9,8 MN/m 2) ciepło sublimacji suchego lodu wynosi 136,89 kcal/kg (573,57 kJ/kg).