Oxid uhličitý

Oxid uhelnatý, jehož molekula se skládá z jednoho atomu C a dvou atomů O (to znamená, stupeň oxidace uhlíku který se rovná 4) se nazývá oxid uhličitý (další názvy: oxid uhličitý, anhydrid kyseliny uhličité, oxidu uhličitého). Tato látka je obvykle vyjádřena molekulárním vzorcem CO2. Jeho molární hmotnost je 44,01 g / mol. Ve vzhledu je anhydrid uhličitanu za normálních podmínek bezbarvý plyn. Při nízkých koncentracích necítí, při vyšších koncentracích získává ostrý, kyselý zápach.

Pro tuto chemickou látku jsou možné tři agregátní stavy, které se vyznačují různými hodnotami hustoty:

• pevný (suchý led) - při tlaku 1 atm. a teplota -78,5 ° C až 1562 kg / m3;
• kapalina (oxid uhličitý) - při tlaku 56 atm. a teplota +20 ° C - 770 kg / msup3-;
• plynný při tlaku 1 atm. a teplota 0 ° C - 1977 kg / msup3-.

Teplota tání oxidu uhličitého je -78 ° C, teplota varu je -57 ° C. Látka se rozpouští ve vodě: při 25 ° C a tlaku 100 kPa je rozpustnost 1,45 g / l.

Oxid uhličitý je přírodní chemická sloučenina, ve které molekula atomů kyslíku s atomem uhlíku je spojena kovalentní vazbou. Molekula oxidu uhličitého je lineární a centrosymmetrická. Obě vazby mezi uhlíkem a dvěma atomy kyslíku jsou ekvivalentní (ve skutečnosti jsou dvojité). Molekula je symetrická kolem jejího středu, takže nemá žádný elektrický dipólový moment.

Oxid uhličitý byl jednou z prvních plynných chemických sloučenin, které přestaly být identifikovány vzduchem. V sedmnáctém století, vlámská chemik Jan Baptista van Helmont pozorováno, že když spálil uhlí v uzavřené nádobě, množství vzniklého popela je mnohem méně, než je průměrná uhlí. Vlastnosti oxidu uhličitého byly podrobněji studovány v roce 1750 skotským lékařem Josephem Blackem.

Oxid uhličitý při standardním tlaku a teplotě je v atmosféře Země v množství asi 0,04% objemových. V rámci cyklu uhlíku, známého jako fotosyntéza, je oxid uhličitý absorbován rostlinami, řasami, sinicemi. V důsledku toho se vytvářejí voda a uhlohydráty, ale tento proces probíhá pouze pod vlivem světla. Oxid uhličitý je také tvořen spalováním uhlí nebo uhlovodíky, fermentace tekutin a vydechování vzduchu lidmi a zvířaty. Kromě toho je vyhazován ze sopky, horkých pramenů, gejzírů.

V Zemská atmosféra oxid uhličitý hraje důležitou roli (absorbuje a vysílá záření v teplotním rozsahu infračerveného záření). Tato chemická sloučenina je také jedním z hlavních zdrojů snižování pH oceánu: rozpouští se ve vodě, tvoří slabou kyselinu uhličitou: CO2 + H2O harr-H2CO3, neschopný úplného oddělení do iontů.

Oxid uhličitý nepodporuje hoření a dýchání. Světelný paprsek ve své atmosféře zhasne. Zvířata a lidé s vysokou koncentrací CO2 se udusí. U 3% koncentraci v ovzduší dýchání se stává častější u 10% ztráta vědomí, a rychlé smrti, a 20% obsah způsobí okamžité paralýzu.

Oxid uhličitý je anhydrid kyseliny uhličité, takže je charakterizován vlastnostmi oxidu kyseliny. V laboratorních podmínkách se získává interakcí křídy s kyselinou chlorovodíkovou v Kippův přístroj: CaCO3 + 2HCl - CaCl2 + CO2 + H2O. V průmyslu se vyrábí tepelným rozkladem vápence nebo křídy (méně často magnezit nebo dolomit): CaCO3 → CaO + CO2. Výroba oxidu uhličitého je vedlejším produktem nízkoteplotní separace vzduchu do dusíku a kyslíku. V současné době se vyrábějí speciální generátory pro získání oxidu uhličitého ze vzduchu. Takové generátory se používají k dodávce CO2 do skleníků, aby vytvořily příznivé prostředí pro rostliny.

Oxid uhličitý má široké uplatnění v chemickém průmyslu. Používá se k výrobě sody pro syntézu organických kyselin pro výrobu nealkoholických nápojů. Suchý led Používá se jako chladivo například při výrobě vín. Atmosféra oxidu uhličitého je vytvořena tak, aby se zabránilo hnilobě potravin, stejného hroznu po sklizni a před výrobou vína.

Produkce oxidu uhličitého nebo zkapalněného oxidu uhličitého se provádí tak, aby se naplnila hasicí přístroje na bázi oxidu uhličitého, které se používají k hašení požárů. Však nemohou být člověk uhasit důvodu, že významná část proudu kapalného CO2 se vypařuje, a teplota prudce klesá (což může způsobit omrzliny) a CO 2 se převede do suchého ledu. Oxid uhličitý je obvykle uhasen hořlavými kapalinami a elektrickými vodiči. Mechanismem je zastavit přístup kyslíku ze vzduchu do zdroje zapálení.