Koldioxid

Kolmonoxid, vars molekyl består av en C-atom och två O-atomer (det vill säga graden av koloxidation i det är +4) kallas koldioxid (andra namn: koldioxid, kolsyraanhydrid, koldioxid). Detta ämne skrivs vanligtvis av molekylformeln för CO2. Dess molära massa är 44,01 g / mol. Vid utseende är kolsyraanhydrid under normala förhållanden en färglös gas. Vid låga koncentrationer har den ingen lukt, i högre koncentrationer förvärvar den en skarp, sur lukt.

För denna kemikalie är tre aggregattillstånd möjliga, vilka kännetecknas av olika densitetsvärden:

• Fast (torris); Vid ett tryck på 1 atm. Och en temperatur på -78,5 ° C - 1562 kg / m³;
• Vätska (kolsyra); Vid ett tryck på 56 atm. Och temperaturen +20 ° C - 770 kg / m³;
• gasformigt; Vid ett tryck på 1 atm. Och temperaturen 0 ° С - 1,977 kg / m³.

Smältpunkten för koldioxid är -78 ° C, kokpunkten är -57 ° C. Ämnet löses upp i vatten: vid 25 ° C och ett tryck på 100 kPa, dess löslighet är 1,45 g / l.

Koldioxid är en naturlig kemisk förening i vilken en molekyl av syreatomer med en kolatom är kopplad genom en kovalent bindning. Koldioxidmolekylen är linjär och centrosymmetrisk. Båda bindningarna mellan kol och två syreatomer är ekvivalenta (i själva verket är de dubbla). Molekylen är symmetrisk om sitt centrum, så det har inget elektriskt dipolmoment.

Koldioxid var en av de första gasformiga kemiska föreningarna som upphörde att identifieras med luft. I det sjuttonde århundradet noterade den flamländska apotekaren Jan Baptista van Helmont att när han brände kol i ett slutet kärl är massan av den resulterande aska mycket mindre än den för vanligt träkol. Egenskaperna av koldioxid studerades grundligare år 1750 av skotsk läkare Joseph Black.

Koldioxid vid standardtryck och temperatur ligger i jordens atmosfär i en mängd av ca 0,04% volymetrisk. Inom kolcykeln, känd som fotosyntes absorberas koldioxid av växter, alger, cyanobakterier. Som ett resultat bildas vatten och kolhydrater, men denna process sker endast under påverkan av ljus. Koldioxid bildas också genom att bränna kol eller kolväten, fermentera vätskor och exhalera luft av människor och djur. Dessutom kastas den ut ur vulkaner, varma källor, gejsrar.

I jordens atmosfär spelar koldioxid en viktig roll (det absorberar och avger strålning i det termiska infraröda området). Även denna kemiska förening är en av de viktigaste källorna till att minska havets pH: Lösning i vatten bildar en svag kolsyra: CO2 + H2O ↔ H2CO3, som inte kan fullständigt dissociera i joner.

Koldioxid stöder inte förbränning och andning. Den tända strålen i sin atmosfär går ut. Djur och människor med hög koncentration av CO2 kvävas. Vid 3% -koncentration i luften andas andningen, vid 10% finns det en förlust av medvetenhet och snabb död, och ett 20% innehåll orsakar omedelbar förlamning.

Koldioxid är en anhydrid av kolsyra, så det kännetecknas av egenskaperna hos en syraoxid. Under laboratoriebetingelser erhålls det genom interaktionen mellan krita och saltsyra i Kipp-apparaten: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O. I industrin produceras den genom termisk sönderdelning av kalksten eller krita (mindre ofta magnesit eller dolomit): CaCO3 → CaO + CO2. Koldioxidproduktionen är en biprodukt av lågtemperaturavskiljningen av luft i kväve och syre. Numera produceras speciella generatorer för att få koldioxid från luften. Sådana generatorer används för att leverera koldioxid till växthus för att skapa en gynnsam miljö för växter.

Koldioxid har en stor tillämpning inom kemisk industri. Den används för produktion av läsk, för syntes av organiska syror, för produktion av alkoholfria drycker. Torris används som kylmedel, till exempel vid vinframställning. Koldioxidatmosfären skapas för att förhindra ruttning av livsmedelsprodukter, samma druvor efter skörd och före vinframställning.

Produktionen av koldioxid eller flytande koldioxid utförs för att fylla dem med koldioxid brandsläckare, som används för att släcka bränder. De kan dock inte släcka en person, eftersom en betydande del av den flytande CO2-strålen förångas, medan temperaturen sjunker kraftigt (vilket kan orsaka frostskador) och CO2 blir till torris. Koldioxid släckes vanligtvis av brandfarliga vätskor och elektriska ledningar. Mekanismen är att stoppa åtkomsten av syre från luften till antändningskällan.