Висококачествена реакция на CO2. Химични и физични свойства на въглероден диоксид. Въглероден диоксид в земната атмосфера

Ghazing, вулкан, Венера, хладилник - какво ще кажеш за тях между тях? Въглероден двуокис. Събрахме за вас най-интересната информация за едно от най-важните химични съединения на Земята.

Какво е въглероден диоксид

Въглеродният диоксид е известен главно в неговото газообразно състояние, т.е. като въглероден диоксид с прост химична формула CO2. В тази форма съществува при нормални условия - кога атмосферно налягане и "обикновени" температури. Но при повишено налягане, над 5,850 kPa (като например натиск върху дълбочина на морето Около 600 m), този газ се превръща в течност. И със силно охлаждане (минус 78.5 ° С), той кристализира и става така наречен сух лед, който се използва широко в търговията за съхраняване на замразени продукти в хладилници.

Течен въглероден диоксид и сух лед се получават и прилагат в човешката активност, но тези форми са нестабилни и лесно се разпадат.

Но въглеродният диоксид газообразен диоксид се разпределя навсякъде: той се откроява в процеса на дишане на животни и растения и е важен компонент на частта химичен състав Атмосферата и океана.

Свойства на газовия въглероден диоксид

CO2 въглероден диоксид няма цвят и мирис. При нормални условия той няма вкус. Обаче, при вдишване на високи концентрации на въглероден диоксид, е възможно да се почувства киселинният вкус в устата, причинен от факта, че въглеродният диоксид се разтваря върху лигавиците и в слюнка, образувайки слаб разтвор на въглища.

Между другото, това е способността на въглероден диоксид, който се разтваря във вода, използвана за производството на газирана вода. Лимонада мехурчетата са един и същ въглероден диоксид. Първата модулация за насищане на CO2 е измислена през 1770 г., а вече през 1783 г. започна предприемчивият швейцарски Jacob Schwepp промишлено производство Hazing (търговската марка Schweppes съществува досега).

Въглеродният диоксид е по-тежък от въздуха 1,5 пъти, следователно има тенденция да се утаява в долните му слоеве, ако помещението е силно проветрено. Ефектът от "пещерата за кучета" е известен, където CO2 се противопоставя направо от земята и се натрупва на надморска височина от около половин метър. Един възрастен, попадащ в такава пещера, на височината на растежа му не усеща излишък от въглероден диоксид, но кучетата са директно в дебелия слой въглероден диоксид и са изложени на отравяне.

CO2 не поддържа изгаряне, така че се използва при пожарогасители и пожарогасителни системи. Фокусирайте се с горяща свещ със съдържанието на предполагаемо празни очила (и в действителност, въглероден диоксид) се основава на това свойство на въглероден диоксид.

Въглероден диоксид в природата: природни източници

Въглеродният диоксид в природата се формира от различни източници:

• Дишане на животни и растения.
  Всяко училище е известно, че растенията абсорбират въглероден диоксид CO2 от въздуха и го използват в процеси на фотосинтеза. Някои домакини се опитват да поемат изобилието от вътрешни растения. Въпреки това, растенията се абсорбират не само, но и изолиран въглероден диоксид в отсъствието на светлина е част от дихателния процес. Затова джунглата в лошо вентилираната спалня не е добра идея: през нощта нивото на CO2 ще нарасне още повече.
• Вулканична активност.
  Въглеродният диоксид е част от вулканични газове. В райони с висока вулканична активност CO2 може да бъде разпределена директно от земята - от пукнатини и грешки, наречени mofets. Концентрацията на въглероден диоксид в долините с Mofets е толкова висока, че много малки животни, удрящи там, умират.
• Разлагане на органични вещества.
  Въглероден диоксид, образуван при изгаряне и гниене на органични вещества. Обезмерни естествени емисии на въглероден диоксид придружават горските пожари.

Въглероден диоксид "се съхранява" в природата под формата на въглеродни съединения в минерали: въглища, масло, торф, варовик. Гигантските резерви за CO2 се съдържат в разтворена форма в световния океан.

Излъчването на въглероден диоксид от откритата вода може да доведе до коремна катастрофа, както се случи, например, през 1984 и 1986 г. В езерата Манюн и Нюс в Камерун. И двете езера бяха оформени на мястото на вулканични кратери - сега те бяха изчезнали, но в дълбините на вулканичната магма все още подчертава въглеродния диоксид, който се издига във водите на езерата и се разтваря в тях. В резултат на редица климатични и геоложки процеси, концентрацията на въглероден диоксид във водите надвишава критичната стойност. Огромното количество въглероден диоксид беше хвърлено в атмосферата, която като лавина слезе по планинските склонове. Около 1800 души станаха жертви на лиментологичната катастрофа на камерунните езера.

Източници на изкуствен въглероден диоксид

Основните антропогенни източници на въглероден диоксид са:

• промишлени емисии, свързани с горивни процеси;
• автомобилен транспорт.

Въпреки факта, че делът на екологосъобразния транспорт в света нараства, огромната част от населението на света скоро няма да може да бъде в състояние да премине към нови автомобили.

Активното извличане на гори за промишлени цели също води до увеличаване на концентрацията на въглероден диоксид на CO2 във въздуха.

CO2 е един от крайните продукти на метаболизма (разцепване на глюкоза и мазнини). Той се освобождава в тъканите и се прехвърля с хемоглобин към белите дробове, през които изчерпано. Във въздуха издиша, около 4,5% от въглероден диоксид (45 000 ppm) е 60-110 пъти по-голям, отколкото в вдишването.

Въглеродният диоксид играе голяма роля в регулирането на кръвоснабдяването и дишането. Увеличаването на нивото на CO2 в кръвта води до факта, че капилярите се разширяват, преминават по-голямо количество кръв, което доставя кислород в тъканите и произтича от въглероден диоксид.

Респираторната система също се стимулира чрез увеличаване на съдържанието на въглероден диоксид, а не липса на кислород, както изглежда. Всъщност липсата на кислород не се усеща от тялото за дълго време и ситуацията е напълно възможна, когато човек ще загуби съзнание в оскъдния въздух, преди да се почувства липсата на въздух. Стимулиращото свойство на CO2 се използва при изкуствени дихателни устройства: има въглероден диоксид, смесени с кислород, за да "управлява" дихателната система.

Въглероден диоксид и ние: Какво е опасно CO2

Необходим е въглероден диоксид човешки организъм Точно като кислород. Но точно като кислород, претоварването на въглероден диоксид вреди на нашето благосъстояние.

Голямата концентрация на CO2 във въздуха води до опияняване на тялото и причинява състоянието на хиперкап. С хиперкупиния човек изпитва трудности с дишането, гадене, главоболие и дори може да загуби съзнание. Ако съдържанието на въглероден диоксид не е намалено, се появява завой - гладуване на кислород. Факт е, че въглеродният диоксид и кислородът преминава през тялото на същия "транспорт" - хемоглобин. Обикновено те "пътуват" заедно, поставяйки се към различни места на хемоглобина молекула. Въпреки това, повишената концентрация на въглероден диоксид в кръвта намалява способността на кислород да комуникира с хемоглобин. Размерът на кислорода в кръвта намалява и се случва хипоксия.

Такива нездравословни последици за тялото се появяват, когато вдишването на въздух с CO2 съдържание е повече от 5000 ppm (например може да бъде въздух в мините). Правосъдие в името на обикновен живот Практически не се сблъскваме с такъв въздух. Въпреки това, много по-малка концентрация на въглероден диоксид се отразява върху здравето не по най-добрия начин.

Според заключенията на някои, вече 1000 ppm co2 причинява половината от тестваната умора и главоболие. Дъфенност и дискомфорт Много хора започват да се чувстват още по-рано. С по-нататъшно повишаване на концентрацията на въглероден диоксид до 1,500 - 2,500 ppm критично, мозъкът "е мързелив" за явна инициатива, информация за процеса и вземане на решения.

И ако нивото от 5000 ppm е почти невъзможно ежедневиетослед това 1000 и дори 2,500 ppm могат лесно да бъдат част от реалността модерен човек. Нашето показа, че в рядко вентилирани училищни класове нивото на CO2 е поставено на значителна част от времето на марка над 1 500 ppm, а понякога и скача над 2000 ppm. Има всяка причина да се предположи, че в много офиси и дори апартаменти ситуацията е подобна.

Физиолозите смятат 800 ppm безопасни за човешкото благосъстояние.

Друго проучване установи връзката между нивата на CO2 и оксидативния стрес: колкото по-високо е нивото на въглеродния диоксид, толкова повече страдаме, от което унищожава клетките на нашия организъм.

Въглероден диоксид в земната атмосфера

В атмосферата на нашата планета, само около 0.04% CO2 (това е приблизително 400 ppm), и съвсем наскоро това е още по-малко: оценката на 400 ppm въглероден диоксид, преувеличена през есента на 2016 година. Учените се свързват с нивото на CO2 в атмосфера с индустриализацията: в средата на XVIII век, в навечерието на индустриалния преврат, това е само около 270 ppm.

Въглероден диоксид (въглероден диоксид), Също така се нарича въглероден диоксид, е най-важният компонент в състава на газирани напитки. Той причинява вкус и биологична устойчивост на напитки, им казва пенливи и освежаващи свойства.

Химични свойства. В химическа връзка Инертен въглероден диоксид. Образувани с екскреция голямо число Загрейте, той, като продукт на пълно въглеродно окисление, много стелажи. Реакцията на редукцията на въглеродния диоксид протича само при високи температури. Например, взаимодействащи с калий при 230 ° С, въглеродният диоксид се възстановява до оксалова киселина:

Влизане в Б. химическо взаимодействие С вода, газ, в количество от не повече от 1% от него в разтвора в разтвора, образува въглища киселина, дисоциация върху Н +, NSO 3 -, C02-. В воден разтвор Въглеродният диоксид лесно влиза в химични реакции, образувайки различни соли въглероден диоксид. Следователно, воден разтвор на въглероден диоксид има голяма агресивност по отношение на металите, както и унищожено действа върху бетон.

Физически свойства.За насищане на напитките се използва въглероден диоксид течно състояние компресия до високо налягане. В зависимост от температурата и налягането, въглеродният диоксид също може да бъде в газообразно и твърдо състояние. Температурата и налягането, съответстващи на това съвкупно състояние, са показани в диаграмата на фазовото равновесие (фиг. 13).

При температура от минус 56.6 ° С и налягане от 0.52 mN / т2 (5.28 kg / cm2), съответстващо на тройната точка, въглеродният диоксид може едновременно да бъде в газообразно, течно и твърдо състояние. При по-високи температури и налягане въглеродният диоксид е в течно и газообразно състояние; При температури и налягане, които са по-ниски от тези показатели, газ, пряко заобикаляща течната фаза, преминават в газообразно състояние (сублимати). При температура надвишава критичната температура от 31,5 ° С, не може да се запази въглеродният диоксид под формата на течност.

В газообразното състояние въглеродният диоксид е Бесмеретен, не мирише и има нисък изсушен кисел вкус. При температура от 0 ° С и атмосферно налягане, плътността на въглеродния диоксид е 1.9769 kg / w3; Той е 1.529 пъти по-тежък от въздуха. При 0 ° С и атмосферното налягане от 1 kg газ заема обем 506 литра. Връзката между обема, температурата и налягането на въглеродния диоксид се изразява от уравнението:

където V е обемът на 1 kg газ в m 3 / kg; Т - температура на газа при ° K; P - налягане на газ в N / m 2; R - постоянна газ; A - допълнителна стойност, която отчита отклонението от уравнението на състоянието на идеалния газ;

Без козина въглероден диоксид - безцветна, прозрачна, белодробна течност, наподобяваща външен вид на алкохол или етер. Плътността на течността при 0 ° С е 0.947. При температура от 20 ° С, втечният газ се съхранява под налягане от 6.37 mN / m2 (65 kg / cm2) в стоманени цилиндри. С свободното изтичане на цилиндъра, течността се изпарява с абсорбцията на голямо количество топлина. Когато температурата намалява до минус 78.5 ° С, част от флуида замръзва, превръщайки се в така наречения сух лед. Чрез твърдост сух лед е близо до креда и има матов бял цвят. Сух лед се изпарява по-бавно от течността, докато директно влиза в газообразно състояние.

При температура минус 78.9 ° С и налягане от 1 kg / cm2 (9.8 mn / m 2), топлината на суха ледена сублимация е 136.89 kcal / kg (573.57 kJ / kg).

Енциклопедичен YouTube.

• 1 / 5

  Въглеродният оксид (IV) не поддържа изгаряне. В него изгарят само някои. активни метали: :

  2 m g + c o 2 → 2 m g o + c (displaysyle (mathsf (2 mg + co_ (2) дясно 2mgo + c))

  Взаимодействие с активен метален оксид:

  C a o + c o 2 → c a c o 3 (displaySyle (mathsf (cao + co_ (2) дясното радство caco_ (3)))

  Когато се разтваря във вода, образува вълна киселина:

  C O 2 + H2O ⇄ H2C O 3 (DisplaySyle (Mathsf (CO_ (2) + H_ (2) O addleftarrows H_ (2) Co_ (3))))

  Реагира с бучки с образуването на карбонати и бикарбонати:

  C a (OH) 2 + CO 2 → C A CO 3 ↓ + H20 (DisplaySley (CA (OH) _ (2) + CO_ (2) DoadaRARLA CACO_ (3) Downarrow + H_ (2) \\ t О)))) (Реакция на качеството на въглероден диоксид) Kx H + C O 2 → KHCO3 (DisplaySyle (Mathsf (KOH + CO_ (2) дясно DUDE KHCO_ (3)))

  Биологичен

  Човешкото тяло разпределя приблизително 1 kg въглероден диоксид на ден.

  Този въглероден диоксид се прехвърля от тъкани, където се оформя като един от крайните метаболитни продукти, според венозната система и след това се освобождава с издишания въздух през белите дробове. Така съдържанието на въглероден диоксид в кръвта е голямо във венозната система и намалява в капилярната мрежа на белите дробове и малко в артериалната кръв. Съдържанието на въглероден диоксид в кръвната проба често се изразява по отношение на частично налягане, т.е. натиск, който ще се съдържа в кръвната проба в дадено количество въглероден диоксид, ако целият обем на кръвните проби, заемат само.

  Въглеродният диоксид (CO 2) се транспортира в кръв по три различни начина (точното съотношение на всеки от тези три начина за транспортиране зависи от това дали кръвта е артериална или венозна).

  Хемоглобинът, основният кислороден транспортен протеин на беритроцитите на кръвта, е в състояние да транспортира както кислород, така и въглероден диоксид. Въпреки това, въглеродният диоксид се свързва с хемоглобина на всяко друго място от кислород. Той се свързва с N-терминалите на веригите на глобин, а не с подгъва. Въпреки това, поради алто-клетките, които водят до промяна в конфигурацията на молекулата на хемоглобина по време на свързването, свързването на въглероден диоксид намалява способността на кислород да се свърже с него, с дадено кислородно налягане и обратно - Свързването на кислород с хемоглобин намалява способността на въглеродния диоксид да се свърже с това частично налягане на въглероден диоксид. В допълнение, способността на хемоглобин за за предпочитане свързване с кислород или с въглероден диоксид също зависи от рН на средата. Тези характеристики са много важни за успешното припадък и транспортиране на кислород от белите дробове в тъканта и успешното му освобождаване в тъканите, както и за успешното улавяне и транспортиране на въглероден диоксид от тъканите в белите дробове и нейното освобождаване там.

  Въглеродният диоксид е един от най-важните медиатори за инжектиране. Това е мощен вазодилататор. Съответно, ако нивото на въглероден диоксид в тъкан или кръв се увеличава (например, поради интензивен метаболизъм - причинена, да речем, физическа активност, възпаление, увреждане на тъканите, или поради трудността на притока на кръв, тъканната исхемия), Капилярите се разширяват, което води до увеличаване на кръвния поток и съответно, за да се увеличи доставянето до тъканите на кислород и транспортиране от тъкани на натрупания въглероден диоксид. В допълнение, въглероден диоксид в определени концентрации (повишен, но все още не постигането на токсични стойности) има положителен инотропен и хронотропен ефект върху миокарда и увеличава чувствителността му към адреналин, което води до увеличаване на якостта и честотата на сърдечни аномалии, сърдечна продукция стойности и в резултат, удар и минимален обем на кръвта. Той също така допринася за корекцията на тъканната хипоксия и хиперкомерите (повишено ниво на въглероден диоксид).

  Хидрокарбонатни йони са много важни за контрол на рН кръв и поддържане на нормалното киселинно-алкално равновесие. Честотата на дишането влияе върху съдържанието на въглероден диоксид в кръвта. Слабо или бавно дишане причинява респираторна ацидоза, докато бързо и прекомерно дълбоко дишане води до хипервентилация и развитие на дихателната алкалоза.

  В допълнение, въглеродният диоксид също е важен в регулирането на дишането. Въпреки че тялото ни изисква кислород, за да се гарантира метаболизъм, съдържанието на ниско съдържание на кръв или в тъканите обикновено не стимулира дишането (или по-скоро, стимулиращият ефект на липсата на кислород върху дишането е твърде слаб и "се превръща в късния, при много нисък кислород, при много нисък кислород нива в кръвта, в която човек често вече губи съзнание). Обикновено дишането се стимулира чрез увеличаване на нивото на въглероден диоксид в кръвта. Дихателният център е много по-чувствителен към увеличаване на нивото на въглероден диоксид, отколкото на липсата на кислород. В резултат на това дишането е силно спасено въздух (с ниско ниво на кислород) или газова смес, която не съдържа кислород (например, 100% азот или 100% азот) може бързо да доведе до загуба на съзнание без усещането недостиг на въздух (тъй като нивото на въглероден диоксид в кръвта не се увеличава, защото нищо не пречи на издишването му). Това е особено опасно за пилотите на военни самолети, които летят големи височини (В случай на спешна депресия на пилотската пилот, пилотите могат бързо да загубят съзнанието). Тази особеност на системата за респираторно регулиране е и причината, поради която полетните присъстватели инструктират пътници в случай на депресия на въздухоплавателното средство, преди всичко да носят сам кислородна маска, преди да се опитат да помогнат на никого - да направи това, което да прави това, което помага бързо да се рискуват губят съзнание и дори не се чувствате преди последен момент Има някакъв дискомфорт и кислород.

  Човешкият дихателен център се опитва да поддържа частичното налягане на въглероден диоксид в артериална кръв, не по-висока от 40 мм живак. Със съзнателна хипервентилация съдържанието на въглероден диоксид в артериалната кръв може да намалее до 10-20 мм живачни стълбове, докато съдържанието на кислород в кръвта ще се промени или да се увеличи леко, а необходимостта да се намали друг дъх като следствие от a Намаляване на стимулиращия ефект на въглероден диоксид върху активността на дихателния център. Това е причината, поради която след определен период на съзнателна хипервентилация е по-лесно да се задържа дъхът за дълго време, отколкото без предишна хипервентилация. Такава съзнателна хипервентилация, последвана от закъснението на дишането, може да доведе до загуба на съзнание, преди човек да се опита да вдишва. В безопасна атмосфера такава загуба на съзнание не е специална заплаха (след като е загубила съзнание, човек ще загуби и контролира себе си, спира дъха си и ще диша, дишане и с него и снабдяването на мозъка с кислород ще бъде възстановен, а след това съзнанието се възстановява). Въпреки това, в други ситуации, например, преди да се гмурне, тя може да бъде опасна (загуба на съзнание и необходимостта да се направи дъх в дълбочина, а водата ще падне в отсъствието на съзнателен контрол в дихателните пътища, които могат да доведат до това, което може да доведе до удавяне). Ето защо хипервентилацията е опасна и не се препоръчва преди да се гмурка.

  Получаване

  В промишлени количества въглероден диоксид, отделени от димни газове или като страничен продукт химически процесинапример, с разлагането на естествени карбонати (варовик, доломит) или в производството на алкохол (алкохолна ферментация). Сместа от получените газове се промива с разтвор на калиев карбонат, който абсорбира въглероден диоксид, който се движи в бикарбонат. Хидрокарбонатният разтвор по време на нагряване или при понижено налягане се разлага, което се получава въглероден диоксид. В съвременните инсталации за производство на въглероден диоксид вместо с въглекарбонат често се използва воден разтвор на моноетаноламин, който при определени условия е в състояние да абсорбира съвместното съдържащо се в димните газове и при нагряване се нагрява; По този начин крайният продукт е отделен от други вещества.

  Също така, въглеродният диоксид се получава при настройките за разделяне на въздуха като страничен продукт за получаване на чист кислород, азот и аргон.

  При лабораторни условия малките количества се получават чрез взаимодействие на карбонати и въглеводороди с киселини, като мрамор, креда или сода със солна киселина, като се използва, например, CYPA апарата. Използването на реакция на сярна киселина с тебешир или мрамор води до образуването на нискоразтворим калциев сулфат, който пречи на реакцията и който се отстранява чрез значително излишък от киселина.

  За приготвянето на напитки, реакцията на хранителна сода с лимонена киселина или с кисел лимонов сок може да се използва. В тази форма се появява първата газирана напитки. Тяхното производство и продажби бяха ангажирани с фармацевти.

  Приложение

  В хранително-вкусовата промишленост въглеродният диоксид се използва като консервант и печене на прах, посочен в кода на пакета E290..

  Устройство за доставяне на въглероден диоксид към аквариума може да включва резервоар за газ. Най-простият и най-често срещан метод за получаване на въглероден диоксид се основава на дизайна за производството на алкохолна напитка на Braga. Когато ферментацията, изолиран въглероден диоксид може да осигури хранене на аквариумни растения

  Въглеродният диоксид се използва за производство на лимонада и газирана вода. Въглеродният диоксид също се използва като защитна среда при заваряване с проводник, но при високи температури той намалява с освобождаването на кислород. Кислородът се окислява от метал. В това отношение е необходимо да се въведат деоксиданти в заваръчната жица, като манган и силиций. Друга последица от ефекта на кислород, свързан с окисление, е рязко намаляване на повърхностното напрежение, което води, наред с други неща, до по-интензивно пръскане на метала, отколкото при заваряване в инертна среда.

  Съхранението на въглероден диоксид в стоманения цилиндър в втечнене състояние е по-печеливша, отколкото под формата на газ. Въглеродният диоксид има относително ниска критична температура от + 31 ° С. В стандартен 40-литров цилиндър се излива около 30 kg втечнен въглероден диоксид, а течната фаза ще бъде разположена при стайна температура в цилиндъра и налягането ще бъде приблизително 6 mPa (60 kgf / cm²). Ако температурата е над + 31 ° С, тогава въглеродният диоксид ще превключи на суперкритично състояние с налягане над 7.36 mPa. Стандартното работно налягане за конвенционален 40-литров цилиндър е 15 МРа (150 kgf / cm²), но трябва безопасно да издържат на налягането 1.5 пъти по-високо, т.е., 22,5 mPa, - по този начин, работещ с подобни цилиндри, може да се счита за доста безопасен .

  Твърд въглероден диоксид е "сух лед" - се използва като хладилен агент в лабораторни изследвания, в ремонт на оборудване (например: охлаждане на една от конюгираните части при кацане в таблото) и т.н. за втечняване Въглеродният диоксид и сух лед се използват въглеродни диоксидни инсталации.

  Методи за регистрация

  Изисква се измерване на частичното налягане на въглеродния диоксид технологични процесиВ медицински приложения - анализ на респираторни смеси с изкуствена вентилация на белите дробове и в затворени системи за препитание. Анализът на концентрацията на CO 2 в атмосферата се използва за околната среда и научно изследване, За да проучи парниковия ефект. Въглеродният диоксид се записва с помощта на газови анализатори въз основа на принципа на инфрачервена спектроскопия и други газови измервателни системи. Анализатор за медицински газ за регистрация на съдържание на въглероден диоксид във издишен въздух се нарича капнограф. За измерване на ниски концентрации на CO 2 (както и) в технологични газове или атмосферни въздух е възможно да се използва газов хроматографски метод с метанатор и регистрация на пламък-йонизационен детектор.

  Въглероден диоксид в природата

  Годишните колебания в концентрацията на атмосферния въглероден диоксид на планетата се определят главно, растителността на средните (40-70 °) ширини на северното полукълбо.

  В океана се разтваря голямо количество въглероден диоксид.

  Въглеродният диоксид е значителна част от атмосферите на някои планети на слънчевата система: Венера, Марс.

  Токсичност

  Въглеродният диоксид е нетоксичен, но върху ефектите от нейните повишени концентрации във въздуха върху гребните живи организми се наричат \u200b\u200bпилешки газове (инж.)руски. Незначителна концентрация нараства до 2-4% в помещенията водят до развитие при сънливост и слабост. Опасните концентрации се считат за нива от около 7-10%, при които се развива задух, се проявява в главоболие, замаяност, разстройство на слуха и загуба на съзнание (симптоми, подобни на симптомите на болестта на надморската височина), в зависимост от концентрация, по време на няколко минути до един час. При вдишване на въздух с високи газови концентрации смъртта се среща много бързо от задушаване.

  Въпреки че в действителност дори концентрация от 5-7% СО2 не е фатална, вече при концентрация от 0,1% (такъв съдържание на въглероден диоксид се наблюдава във въздуха на мегасите), хората започват да чувстват слабост, сънливост. Това показва, че дори с високо съдържание на кислород, голяма концентрация на CO 2 силно влияе на благосъстоянието.

  Вдишването на въздух с повишена концентрация на този газ не води до дългосрочни здравни заболявания и след премахване на жертвата от атмосферата без газ бързо идва за завършване на възстановяването на здравето.

  Въглерод

  Елементът на въглерод 6 s е в 2-ри период, в главната подгрупа IV PS групи.

  Възможностите за валентност на въглерода се дължат на структурата на външния електронен слой на атома си главно в развълнуваните държави:

  Да бъдеш в земното състояние, въглеродният атом може да образува две ковалентни връзки върху механизма за обмен и един донор-акцепторска комуникацияИзползвам безплатен орбитал. Въпреки това, в повечето съединения въглеродните атоми са в възбуденото състояние и проявяват Valenence IV.

  Най-характерните степени на въглеродно окисление: в съединения с повече електрически елементи +4 (по-рядко +2); В съединения с по-малко електрически елементи -4.

  Намиране в природата

  Съдържанието на въглерод в земната кора е 0.48% тегловни. Безплатният въглерод е под формата на диамант и графит. По-голямата част от въглерода се намира под формата на естествени карбонати, както и при запалими вкаменелости: торф, въглища, масло, природен газ (смес от метан и най-близки хомолози). В атмосферата и хидросферата въглеродът е под формата на въглероден диоксид СО2 (във въздуха от 0.046% тегловни).

  CACO 3 - варовик, креда, мрамор, исландски пост

  CACO 3 ∙ MGCO 3 - доломит

  SIC - Carboorund.

  CUCO 3 ∙ CU (OH) 2 - Малахит

  Физически свойства

  Диаманттой има атомна кристална решетка, тетраедрично подреждане на атоми в пространството (ъгъл на валентност е 109 °), много твърдо, огнеупорно, диелектрично, безцветна, прозрачна, слабо провеждаща топлина.

  Графитразполага с атомна кристална решетка, атомите му са разположени върху върховете на десните шестоъгълници (Valence ъгъл 120 °), тъмно сив, непрозрачен, с метален блясък, мек, мазнина до допир, провежда топлинна и електрическа тока, като диамант има много високи температури Топене (3700 ° C) и кипене (4500 ° C). Дължината на въглеродната въглерод в диаманта (0.537 nm) е по-голяма от графит (0.142 nm). Диамантената плътност е по-голяма от графита.

  Карбин - Линеен полимер, състои се от верига от два вида: -C≡C-C3- или \u003d С \u003d С \u003d С \u003d С \u003d, ъгълът на валентност е 180 °, черен прах, полупроводник.

  
  
  

  Fullerene – кристални вещества Черно с метален блясък, състоящ се от кухи сферични молекули (има молекулярна структура) Състав С 60, със 70 и т.н. Въглеродните атоми на повърхността на молекулите са свързани помежду си десни пентони и шестоъгълници.

  Диамантен графит Fullerene.

  Химични свойства

  Въглеродът е нисък актив, реагира в студа само с флуор; химическа активност се проявява при високи температури.

  Въглеродни оксиди

  Въглеродът образува неблагоприятен оксид на СО и солен оксид на СО2.

  Въглероден оксид (II) СО, въглероден оксид, въглероден оксид - газ без цвят и мирис, неприценка във вода, отровна. Комуникация в тройната молекула, много трайна. За въглероден оксид, възстановителните свойства се характеризират с реакции с прости и сложни вещества.

  CUO + CO \u003d CU + CO 2

  FE 2 O 3 + 3CO \u003d 2FEO + 3CO3

  2CO + O 2 \u003d 2CO2

  CO + CL 2 \u003d COCL 2

  CO + H 2O \u003d H2 + CO 2

  Въглероден (II) оксид реагира с Н2, NaOH и метанол:

  CO + 2H2 \u003d CH3OH

  CO + NaOH \u003d Hcoona

  CO + CH3OH \u003d CH3 COOH

  Получаване на въглероден оксид

  1) В промишлеността (в газови генератори):

  C + O 2 \u003d CO 2 + 402 KJ, след това CO 2 + C \u003d 2CO - 175 KJ

  C + H2O \u003d CO + H 2 - Q,

  2) В лабораторията - термично разлагане на мравчена или оксалова киселина в присъствието на Н2СО4 (конц.):

  HCOOH → H2O + CO

  H 2 C2O 4 → CO + CO 2 + H2O

  Въглероден оксид (IV) СО2, въглероден диоксид, въглероден диоксид - газ без цвят, миризма и вкус, разтворим във вода, в големи количества той причинява задушаване, налягането се превръща в бяла твърда маса - "сух лед", който се използва за охлаждане на нетрайните продукти.

  Молекулата CO 2 не е полярна, има линейна структура O \u003d C \u003d O.

  Получаване

  1. Термичното разлагане на соли на карбонова киселина (карбонати). Варовик - в индустрията:

  CACO 3 → CAO + CO 2

  2. Действие силни киселини Върху карбонати и бикарбонати - в лабораторията:

  CACO 3 (мрамор) + 2HCL → CaCl 2 + H2O + CO 2

  NaHC03 + HCL → NaCl + H2O + CO 2

  Методи за събиране

  извън въздуха

  3. Изгаряне на съдържащи въглерод вещества:

  CH 4 + 2O 2 → 2H2O + CO 2

  4. С бавно окисление в биохимични процеси (дишане, гниене, ферментация)

  Химични свойства

  1) с вода дава фракционна вълна киселина:

  CO 2 + H 2O ↔ H 2 CO 3

  2) реагира с основните оксиди и бази, образуващи въглеродни кисели соли

  Na2 O + CO 2 → Na2CO3

  2NAOH + CO 2 → Na2C03 + H20

  NaOH + CO 2 (излишък) → NaHC03

  3) при повишени температури може да се покаже окислителни свойства - окислява метали

  CO 2 + 2mg → 2MGO + C

  4) Реагира с пероксиди и налягане на пероксидите:

  2NA 2O 2 + 2CO2 \u003d 2NA 2 CO 3 + O 2

  4КО 2 + 2CO2 \u003d 2K 2 CO 3 + 2O 2

  Реакция на качеството върху въглероден диоксид

  Обезценката на варката вода (ОН) 2 поради образуването на бяла утайка - неразтворими CCO 3 соли:

  Ca (OH) 2 + CO 2 → CACO 3 ↓ + H20

  Карбонова киселина

  Н2СО 3 съществува само в разтвори, нестабилна, слаба, двуосна, дисоциати стъпала, образува среда (карбонати) и кисела (въглеводородни) на солта, разтворът на СО2 във вода петна лампи не в червено, но в червено, но в червено, но в розов цвят.

  Химични свойства

  1) с активни метали

  Н 2 CO 3 + Ca \u003d CaCO 3 + H2

  2) с основните оксиди

  Н2СО 3 + CAO \u003d CACO 3 + H 2O

  3) със основание

  Н2СО 3 (шунка) + NaOH \u003d NaHC03 + Н20

  Н2СО 3 + 2Наох \u003d Na2C03 + 2H20

  4) много ниска киселина - декомпозиция

  H 2 CO 3 \u003d H2O + CO 2

  Солите на карбонова киселина се получават като се използва CO 2:

  CO 2 + 2NAOH \u003d Na2C03 + H20

  CO 2 + KOH \u003d KHCO 3

  или чрез реакцията за обмен:

  K2CO 3 + BACL 2 \u003d 2KCL + BACO 3

  Когато взаимодействат във воден разтвор с CO 2, карбонати се превръщат в бикарбонати:

  Na2C03 + CO 2 + H2O \u003d 2NAHCO 3

  CACO 3 + CO 2 + Н20 \u003d Са (HCO3) 2

  Напротив, когато се нагрява (или под действието на алкалите), бикарбонатите се превръщат в бикарбонати:

  2nahco 3 \u003d Na2C03 + CO 2 + H20

  Khco 3 + koh \u003d k 2 CO 3 + h 2 o

  Алкални метални карбонати (с изключение на литий) за нагряване са стабилни, карбонатите на останалите метали се разлагат при нагряване:

  MGCO \u003d MGO + CO 2

  Солите на амониев карбонова киселина са особено лесно разградени:

  (NH4) 2 CO 3 \u003d 2NH 3 + СО2 + Н20

  NH4 HCO3 \u003d NH3 + CO2 + H2O

  Приложение

  Въглерод Използва се за получаване на сажди, кокс, метали от руди, смазочни материали, в медицината, като абсорбатор на газове, за производството на върхове на свредлото (диамант).

  Na2C03 ∙ 10H2O - кристална сода (калцинирана сода)Шпакловка Използвани за получаване на сапун, стъкло, багрила, натриеви съединения;

  NaHCO 3 - пиене на содаШпакловка използвани в хранително-вкусовата промишленост;

  CACO 3 се използва в строителството, за 2, CAO;

  К2СО 3 - поташ; използвани за производство на стъкло, сапун, тор;

  СО - като редуциращ агент, гориво;

  CO 2 - за съхранение на храни, производство на воден газ, производство на сода, захар.

  Най-често срещаните процеси за образуване на това съединение са гниещи животни и растенията остават, изгарящи различни видове горива, дишащи животни и растения. Например, един човек на ден подчертава килограм въглероден диоксид в атмосферата. Въглероден оксид и диоксид могат да бъдат оформени неразделна природа. Въглеродният диоксид се разпределя при вулканична активност и може да бъде произведена и от минерални води. Въглеродният диоксид е в малки количества и в атмосферата на земята.

  Характеристика химическа структура Това съединение позволява да участва в различни химични реакции, основата, за която е въглероден диоксид.

  Формула

  Във връзка с това вещество, тетравалентни въглеродни атомни форми линейна комуникация. с две кислородни молекули. Появата на такава молекула може да бъде представена, както следва:

  

  Теорията за хибридизацията обяснява структурата на молекулата на въглеродната диоксид: две съществуващи сигма връзки са оформени между SP-орбиталите на въглеродни атоми и два 2R орбиталния кислород; Въглеродните р-орбитали, които не участват в хибридизацията, са свързани със съединение с подобен кислороден орбитал. В химична реакция Въглеродният диоксид е написан под формата: CO 2.

  Физически свойства

  При нормални условия въглеродният диоксид е безцветен газ, който не притежава миризмата. Тя е по-тежка от въздуха, така въглероден диоксид и може да се държи като течност. Например, той може да бъде препълнен от един контейнер към друг. Това вещество леко се разтваря във вода - в един литър вода при 20 ° С се разтваря около 0,88 литра СО2. Леко намаление на температурата радикално променя ситуацията - в същия литър вода при 17⁰С, 1.7 литра CO 2 могат да се разтварят. С силно охлаждане, това вещество се отлага под формата на снежинки - се образува така нареченият "сух лед". Това име се случи от факта, че при нормално налягане вещество, заобикаляща течната фаза, веднага се превръща в газ. Течният въглероден диоксид се образува при налягане от малко над 0.6 МРа и при стайна температура.

  

  Химични свойства

  Когато взаимодействат със силни окислители, въглеродният диоксид показва окислителни свойства. Типична реакция на това взаимодействие:

  C + CO 2 \u003d 2SO.

  Така че, с помощта на въглища, въглеродният диоксид се възстановява на нейната двувалентна модификация - въглероден оксид.

  При нормални условия въглеродният диоксид е инертен. Но някои активни метали могат да изгорят в нея, да премахват кислород от съединението и да се освободят въглеродните газообразни. Типична реакция - магнезиев изгаряне:

  2 mg + CO 2 \u003d 2MGO + C.

  В процеса на реакцията се образуват магнезиев оксид и свободен въглерод.

  

  В химични съединения CO 2 често показва свойствата на типичното киселинният оксид. Например, той реагира с основите и основните оксиди. Резултатът от реакцията става соли на карбонова киселина.

  Например, реакцията на натриев оксид със въглероден диоксид може да бъде представена като:

  Na2O + CO 2 \u003d Na2C03;

  2НАОН + CO 2 \u003d Na2C03 + Н20;

  NaOH + CO 2 \u003d NaHC03.

  Въглища киселина и разтвор СО 2

  Въглеродният диоксид във вода образува разтвор с малка степен на дисоциация. Този разтвор на въглероден диоксид се нарича въглища киселина. Той е безцветен, слабо изразен и има кисел вкус.

  Записване на химическа реакция:

  CO 2 + Н20 ↔ H2CO3.

  Равновесието е силно изместено наляво - само около 1% от първоначалния въглероден диоксид се превръща в въглена киселина. Колкото по-висока е температурата е по-малко в разтвора на молекулите на карбонова киселина. При кипене на съединението, той изчезва напълно и разтворът се разлага върху въглероден диоксид и вода. Структурна формула Възнакова киселина е представена по-долу.

  

  Свойства на въглища

  Възнашката киселина е много слаба. В разтвори, той се разпада на водородни йони Н + и NSO 3 връзки. В много малко количество, йони се формират от 3 -.

  Коената киселина е двуосна, затова образувани от него соли могат да бъдат средни и кисели. Средните соли в руската химическа традиция се наричат \u200b\u200bкарбонати и силни - бикарбонати.

  Реакция на качеството

  Един от възможните начини за откриване на газообразен въглероден диоксид е промяна в прозрачността на вар.

  Ca (OH) 2 + CO 2 \u003d CACO 3 ↓ + H 2O.

  Този опит все още е известен от учебен курс. Химия. В началото на реакцията се образува малко количество бял утайка, който впоследствие изчезва, когато въглероден диоксид, преминаващ през вода. Промяната в прозрачността се случва, защото в процеса на взаимодействие, неразтворимото съединение - калциев карбонат се превръща в разтворимо вещество - калциев бикарбонат. Реакцията протича по такъв начин:

  CACO 3 + Н20 + СО2 \u003d Са (HCO3) 2.

  Получаване на въглероден диоксид

  Ако се изисква малко количество CO2, можете да управлявате реакцията на солна киселина с калциев карбонат (мрамор). Химичен запис на това взаимодействие изглежда така:

  CACO 3 + HCl \u003d CaCl 2 + Н20 + СО2.

  Също така, за тази цел се използват реакции на изгаряне на съдържащи въглерод вещества, като ацетилен:

  CH 4 + 2O2 → 2H2O + CO 2 -.

  За събиране и съхраняване на полученото газообразно вещество Използвайте CYPA апарата.

  За нуждите на индустрията и селско стопанство Скалата за получаване на въглероден диоксид трябва да бъде голяма. Популярният метод на такава мащабна реакция е варовик стрелба, в резултат на който се получава въглероден диоксид. Формулата на реакцията е показана по-долу:

  CACO 3 \u003d CAO + CO 2.

  Използването на въглероден диоксид

  Хранително-вкусовата промишленост след широкомащабно производство на "сух лед" е преминал фундаментално нов метод Съхранение на продукти. Той е необходим при производството на газирани напитки и минерална вода. Съдържанието на CO 2 в напитките им дава свежест и значително увеличава срока на годност. И кабинацията на минерални води избягва остротата и неприятния вкус.

  

  При готвене методът на погасяване на лимонена киселина често се използва от оцет. Въглеродният диоксид, пуснат в същото време, придава на всмукване и лекота на сладкарски изделия.

  Това съединение често се използва като хранителна добавкакоето увеличава срока на годност на хранителните продукти. Съгласно Международните стандарти за класифициране на химически добавки на съдържанието в продуктите, подложени на код E 290, \\ t

  Прахообразният въглероден диоксид е един от най-популярните вещества, които са част от пожарогасителни смеси. Това вещество се намира и при пожарогасители пяна.

  Транспорт и съхраняване на въглероден диоксид е най-добре в метални цилиндри. При температура над 31 ° C, налягането в цилиндъра може да достигне критичното и течното CO 2 ще влезе суперкритично състояние С рязко налягане на повдигане до 7,35 mPa. Металният балон може да издържи на вътрешното налягане до 22 mPa, така че диапазонът на налягането при температури над тридесет градуса се разпознава като безопасно.