Диоксид углерода

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Диоксид углерода

Другие названия	углекислый газ, углекислота, сухой лед(твердый)
Формула	CO₂
Молярная масса	44.0095(14) г/моль
В твердом виде	сухой лед
Вид	бесцветный газ
Номер CAS	[124-38-9]
Свойства
Плотность и фазовое состояние	1600 кг/м³, твёрдый приблизительно 1.98 кг/м³, газ при н. У.
Растворимость в воде	1.45 кг/м³
удельная теплота плавления	25.13 кДж/моль
Точка плавления	−57 °C (216 K), под давлением
Точка кипения	−78 °C (195 K), возгоняется
Константа диссоциации кислоты (pK_a)	6.35 and 10.33
Вязкость	0.07 пз при −78 °C
Строение
Форма молекулы	линейная
Кристаллическая решётка	кварцевидная
Дипольный момент	ноль
Техника безопасности
MSDS	External MSDS
Главные опасности	удушающее, раздражающее
NFPA 704	0 0 0 (жидкость)
R-phrases	R: As, Fb
S-phrases	Шаблон:S9, Шаблон:S23, Шаблон:S36 (liquid)
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

Диокси́д углеро́да (двуо́кись углеро́да, углеки́слый газ, окси́д углеро́да (IV), у́гольный ангидрид, углекислота́) — CO₂, бесцветный газ со слегка кисловатым запахом и вкусом.

Плотность при нормальных условиях 1,98 г/л.

При атмосферном давлении не существует в жидком состоянии, переходя непосредственно из твёрдого состояния в газообразное. Твёрдый диоксид углерода называют сухим льдом. Сухой лёд используется в качестве хладоагента.

При повышенном давлении и обычных температурах углекислый газ переходит в жидкость, что используется для его хранения.

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 — реакция Кольбе) и нуклеофильного присоединения (например, с магнийорганическими соединениями).

Диоксид углерода не токсичен, но не поддерживает дыхание. Большая концентрация в воздухе вызывает удушье.

Углекислый газ атмосферы — основной источник углерода для растений. Концентрация углекислого газа в атмосфере Земли составляет 0,038 %.

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 парниковым газом.

[править] Получение

В промышленности получают из печных газов, из продуктов разложения природных карбонатов (известняк, доломит). Смесь газов промывают раствором карбоната калия, который поглощает углекислый газ, переходя в гидрокарбонат. Раствор гидрокарбоната при нагревании разлагается, высвобождая углекислоту. При промышленном производстве закачивается в баллоны.

В лабораторных условиях небольшие количества получают взаимодействием карбонатов и гидрокарбонатов с кислотами, например мрамора с соляной кислотой.

[править] Применение

В пищевой промышленности диоксид углерода используется как консервант и обозначается на упаковке под кодом Е290, а также в качестве разрыхлителя теста.

Жидкая углекислота (жидкая пищевая углекислота) — 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.

Сухой лёд используется в качестве хладагента в ледниках и морозильных установках. В этом же качестве иногда используется и жидкая углекислота, так как её удобно транспортировать по трубам и трубкам внутри приборов.

Баллоны с жидкой углекислотой широко применяются в качестве огнетушителей и для производства газированной воды и лимонада. Углекислый газ используется в качестве инертной среды при сварке проволокой. Углекислота в баллончиках применяется в пневматическом оружии.

[править] Методы регистрации

Измерение парциального давления углекислого газа требуется в технологических процессах, в медицинских применениях — анализ дыхательных смесей при искусственной вентиляции легких и в замкнутых системах жизнеобеспечения. 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. Анализ концентрации CO₂ в атмосфере используется для экологических и научных исследований, для изучения парникового эффекта.

[править] Вред углекислого газа

Являясь одним из парниковых газов, диоксид углерода принимает участие в процессе глобального потепления. Постоянный рост уровня этого газа в атмосфере наблюдается с начала индустриальной эпохи.