Anglies dioksidas

Anglies monoksidas, kurio molekulę sudaro vienas C atomas ir du O atomai (tai yra, anglies oksidacijos laipsnis jame yra +4), vadinamas anglies dioksidu (kiti pavadinimai: anglies dioksidas, anglies anhidridas, anglies dioksidas). Ši medžiaga paprastai yra užrašyta pagal CO2 molekulinę formulę. Jo molinė masė yra 44,01 g / mol. Išvaizda, esant normalioms sąlygoms, anglinis anhidridas yra bespalvis dujos. Esant mažoms koncentracijoms, jis neturi kvapo, didesnių koncentracijų metu jis įgauna aštrų rūgštus kvapą.

Šiai cheminei medžiagai įmanoma atlikti tris agregavimo būsenas, kurioms būdingos skirtingos tankio vertės:

• Kietas (sausas ledas); Esant 1 atm atmosferai. Ir temperatūra -78,5 ° C - 1562 kg / m³;
• Skystis (anglies rūgštis); Esant spaudimui 56 atm. Ir temperatūra +20 ° C - 770 kg / m³;
• Dujinis; Esant 1 atm atmosferai. O temperatūra 0 ° С - 1977 kg / m³.

Anglies dioksido lydymosi temperatūra yra -78 ° C, virimo taškas -57 ° C. Medžiaga ištirpsta vandenyje: esant 25 ° C ir 100 kPa slėgiui, jo tirpumas yra 1,45 g / l.

Anglies dioksidas yra natūralus cheminis junginys, kuriame deguonies atomų molekulė su anglies atomu yra susijusi su kovalentiniu ryšiu. Anglies dioksido molekulė yra linijinė ir centrosimimetinė. Abi ryšiai tarp anglies ir dviejų deguonies atomų yra lygiaverčiai (iš tikrųjų jie yra dvigubai). Molekulė yra simetriška apie jos centrą, taigi ji neturi elektrinio dipolio momento.

Anglies dioksidas buvo vienas iš pirmųjų dujinių cheminių junginių, kurie nustojo būti identifikuojami su oru. XVII a. Flamandų chemikas Janas Baptista van Helmontas pastebėjo, kad uždarame indelyje sudegino akmens anglį, todėl susidariusių pelenų masė yra daug mažesnė už įprastą medžio anglį. Anglies dioksido savybes 1750 m. Nuodugniai ištyrė Škotijos gydytojas Joseph Black.

Standartinio slėgio ir temperatūros anglies dioksidas yra Žemės atmosferoje apie 0,04% tūrio. Anglies ciklo metu, žinomo kaip fotosintezė, anglies dioksidas absorbuojamas augalais, dumbliais, cianobakterijomis. Dėl to susidaro vanduo ir angliavandeniai, tačiau šis procesas vyksta tik esant šviesai. Anglies dioksidas taip pat susidaro deginant anglį ar angliavandenius, fermentuojant skysčius ir išleidžiant žmones ir gyvūnus iš oro. Be to, jis išmestas iš ugnikalnių, karštų šaltinių, geizerių.

Žemės atmosferoje svarbus vaidmuo tenka anglies dioksidui (jis absorbuoja ir skleidžia spinduliuotę šiluminėse infraraudonųjų spindulių srityje). Taip pat šis cheminis junginys yra vienas iš pagrindinių vandenyno pH mažinimo šaltinių: ištirpęs vandenyje, jis sudaro silpną anglies rūgštį: CO2 + H2O ↔ H2CO3, negalintis visiškai išsiskirti į jonus.

Anglies dioksidas nepalaiko degimo ir kvėpavimo. Šviesos šviesa atmosferoje išnyksta. Gyvūnai ir žmonės, kurių sudėtyje yra didelės CO2 koncentracijos, užkimšta. Esant 3% koncentracijai ore, kvėpavimas pagreitėja, 10% yra sąmonės netekimas ir greita mirtis, o 20% turinys sukelia staigius paralyžius.

Anglies dioksidas yra anglies rūgšties anhidridas, todėl jis būdingas rūgšties oksido savybėmis. Laboratorinėmis sąlygomis gaunamas kreidelio sąveika su druskos rūgštimi Kipo aparate: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O. Pramonėje jis gaminamas termiškai skiedžiant kalkakmenį arba kreidą (rečiau magnezitas ar dolomitas): CaCO3 → CaO + CO2. Anglies dioksido gamyba yra šalutinis produktas, kai oro temperatūra yra žema temperatūra azoto ir deguonies. Šiuo metu gaminami specialūs generatoriai anglies dvideginio išmetimui iš oro. Tokie generatoriai naudojami CO2 tiekimui šiltnamiuose, kad būtų sukurta palanki aplinka augalams.

Anglies dioksidas plačiai naudojamas chemijos pramonėje. Jis naudojamas natrio gamybai, siekiant organinių rūgščių sintezės, gaminant nealkoholinius gėrimus. Sausas ledas naudojamas kaip šaltnešis, pavyzdžiui, vyno gamyboje. Anglies dioksido atmosfera sukurta siekiant išvengti puvimo maisto produktų, tų pačių vynuogių po derliaus nuėmimo ir prieš gaminant vyną.

Anglies dioksido arba suskystintų anglies dioksido gamyba vykdoma siekiant užpildyti jas anglies dioksido gesintuvais, kurie naudojami ugnies gesinimui. Tačiau jie negali gesinti asmens, nes didelė dalis skysčio CO2 srauto išgaruoja, o temperatūra staiga sumažėja (tai gali sukelti nušalimą) ir CO2 virsta sausu ledu. Anglies dioksidas paprastai yra užgesinamas degiais skysčiais ir elektros laidais. Mechanizmas yra sustabdyti deguonies patekimą iš oro į ugnies šaltinį.