واکنش کیفی به co2. خواص فیزیکی و شیمیایی دی اکسید کربن کاربردهای دی اکسید کربن

سودا، آتشفشان، زهره، یخچال - چه چیزی مشترک است؟ دی اکسید کربن. جالب ترین اطلاعات در مورد یکی از مهم ترین ترکیبات شیمیایی روی زمین را برای شما جمع آوری کرده ایم.

دی اکسید کربن چیست

دی اکسید کربن عمدتا به دلیل آن شناخته شده است حالت گازی، یعنی به عنوان دی اکسید کربنبا یک ساده فرمول شیمیایی CO2. در این شکل در شرایط عادی وجود دارد - وقتی فشار اتمسفرو دمای "عادی". اما در فشار افزایش یافته، بیش از 5850 کیلو پاسکال (مانند فشار در دریای عمیقحدود 600 متر)، این گاز به مایع تبدیل می شود. و هنگامی که به شدت سرد شود (منهای 78.5 درجه سانتیگراد)، متبلور می شود و به اصطلاح به یخ خشک تبدیل می شود که به طور گسترده در تجارت برای نگهداری مواد غذایی منجمد در یخچال استفاده می شود.

دی اکسید کربن مایع و یخ خشک تولید و در فعالیت های انسانی استفاده می شود، اما این اشکال ناپایدار هستند و به راحتی تجزیه می شوند.

اما گاز دی اکسید کربن در همه جا توزیع می شود: در طی تنفس حیوانات و گیاهان آزاد می شود و جزء مهمی از ترکیب شیمیاییجو و اقیانوس

خواص دی اکسید کربن

دی اکسید کربن CO2 بی رنگ و بی بو است. در شرایط عادی هیچ طعمی ندارد. با این حال، اگر غلظت بالایی از دی اکسید کربن را استنشاق کنید، ممکن است طعم ترش را در دهان خود تجربه کنید که ناشی از حل شدن دی اکسید کربن روی غشاهای مخاطی و بزاق است و محلول ضعیفی را تشکیل می دهد. اسید کربنیک.

به هر حال، این توانایی دی اکسید کربن برای حل شدن در آب است که برای تولید آب گازدار استفاده می شود. حباب های لیموناد همان دی اکسید کربن هستند. اولین دستگاه برای اشباع آب با CO2 در سال 1770 اختراع شد و قبلاً در سال 1783 سوئیسی ژاکوب شوپ شروع به کار کرد. تولید صنعتیسودا (نام تجاری Schweppes هنوز وجود دارد).

دی اکسید کربن 1.5 برابر سنگین تر از هوا است، بنابراین اگر اتاق تهویه ضعیفی داشته باشد، تمایل دارد در لایه های پایینی خود "ته نشین شود". اثر "غار سگ" شناخته شده است، جایی که CO2 به طور مستقیم از زمین آزاد می شود و در ارتفاع حدود نیم متری تجمع می یابد. یک فرد بالغ با ورود به چنین غاری در اوج رشد خود، بیش از حد دی اکسید کربن را احساس نمی کند، اما سگ ها مستقیماً خود را در لایه ضخیم دی اکسید کربن می بینند و مسموم می شوند.

CO2 از احتراق پشتیبانی نمی کند، به همین دلیل است که از آن در کپسول های آتش نشانی و سیستم های اطفاء حریق استفاده می شود. ترفند خاموش کردن شمع سوزان با محتویات یک لیوان ظاهرا خالی (اما در واقع دی اکسید کربن) دقیقاً بر اساس همین خاصیت دی اکسید کربن است.

دی اکسید کربن در طبیعت: منابع طبیعی

دی اکسید کربن در طبیعت از منابع مختلفی تشکیل می شود:

• تنفس حیوانات و گیاهان.
  هر دانش آموزی می داند که گیاهان دی اکسید کربن CO2 را از هوا جذب می کنند و از آن در فرآیندهای فتوسنتز استفاده می کنند. برخی از زنان خانه دار سعی می کنند کمبودهای خود را با فراوانی گیاهان داخلی جبران کنند. با این حال، گیاهان نه تنها جذب می کنند، بلکه در غیاب نور، دی اکسید کربن را نیز آزاد می کنند - این بخشی از فرآیند تنفس است. بنابراین، یک جنگل در یک اتاق خواب با تهویه ضعیف ایده خوبی نیست: سطح CO2 در شب حتی بیشتر افزایش می یابد.
• فعالیت آتشفشانی
  دی اکسید کربن بخشی از گازهای آتشفشانی است. در مناطقی با فعالیت آتشفشانی بالا، CO2 می‌تواند مستقیماً از زمین - از شکاف‌ها و شکاف‌هایی به نام موفت - آزاد شود. غلظت دی اکسید کربن در دره های دارای موفت به حدی است که بسیاری از حیوانات کوچک با رسیدن به آنجا می میرند.
• تجزیه مواد آلی.
  دی اکسید کربن در طی احتراق و تجزیه مواد آلی تشکیل می شود. حجمی انتشارات طبیعیدی اکسید کربن با آتش سوزی جنگل ها همراه است.

دی اکسید کربن در طبیعت به شکل ترکیبات کربن در مواد معدنی "ذخیره" می شود: زغال سنگ، نفت، ذغال سنگ نارس، سنگ آهک. ذخایر عظیم CO2 به صورت محلول در اقیانوس های جهان یافت می شود.

انتشار دی اکسید کربن از یک مخزن باز می تواند منجر به یک فاجعه لیمنولوژیکی شود، به عنوان مثال، در سال های 1984 و 1986 اتفاق افتاد. در دریاچه های مانون و نیوس در کامرون. هر دو دریاچه در محل دهانه های آتشفشانی تشکیل شده اند - اکنون آنها منقرض شده اند، اما در اعماق ماگمای آتشفشانی هنوز دی اکسید کربن آزاد می کند که به سمت آب دریاچه ها بالا می رود و در آنها حل می شود. در نتیجه تعدادی از فرآیندهای اقلیمی و زمین شناسی، غلظت دی اکسید کربن در آب ها از مقدار بحرانی فراتر رفت. مقدار زیادی دی اکسید کربن در جو منتشر شد که مانند بهمن از دامنه کوه پایین رفت. حدود 1800 نفر قربانی بلایای لیمنولوژی در دریاچه های کامرون شدند.

منابع مصنوعی دی اکسید کربن

منابع انسانی اصلی دی اکسید کربن عبارتند از:

• انتشارات صنعتی مرتبط با فرآیندهای احتراق؛
• حمل و نقل جاده ای

علیرغم این واقعیت که سهم حمل و نقل سازگار با محیط زیست در جهان در حال افزایش است، اکثریت قریب به اتفاق جمعیت جهان به زودی فرصت (یا تمایل) تغییر به خودروهای جدید را نخواهند داشت.

جنگل زدایی فعال برای اهداف صنعتی همچنین منجر به افزایش غلظت دی اکسید کربن CO2 در هوا می شود.

CO2 یکی از محصولات نهایی متابولیسم (تجزیه گلوکز و چربی) است. در بافت ها ترشح می شود و توسط هموگلوبین به ریه ها منتقل می شود و از طریق آن بازدم می شود. هوای بازدم شده توسط یک فرد حاوی حدود 4.5٪ دی اکسید کربن (45000 ppm) است - 60-110 برابر بیشتر از هوای استنشاق شده.

دی اکسید کربن نقش زیادی در تنظیم جریان خون و تنفس دارد. افزایش سطح CO2 در خون باعث گشاد شدن مویرگ ها می شود و اجازه می دهد خون بیشتری از آن عبور کند که اکسیژن را به بافت ها می رساند و دی اکسید کربن را حذف می کند.

سیستم تنفسی نیز با افزایش دی اکسید کربن تحریک می شود و آنطور که به نظر می رسد با کمبود اکسیژن نیست. در حقیقت، کمبود اکسیژن برای مدت طولانی توسط بدن احساس نمی شود و کاملاً ممکن است در هوای کمیاب، فرد قبل از احساس کمبود هوا، هوشیاری خود را از دست بدهد. خاصیت تحریک کننده CO2 در دستگاه های تنفس مصنوعی استفاده می شود: جایی که دی اکسید کربن با اکسیژن مخلوط می شود تا سیستم تنفسی "شروع" شود.

دی اکسید کربن و ما: چرا CO2 خطرناک است

دی اکسید کربن مورد نیاز است به بدن انساندرست مثل اکسیژن اما درست مانند اکسیژن، دی اکسید کربن بیش از حد به سلامتی ما آسیب می رساند.

غلظت بالای CO2 در هوا منجر به مسمومیت بدن و ایجاد حالت هایپرکاپنی می شود. با هایپرکاپنیا، فرد دچار مشکل در تنفس، حالت تهوع، سردرد و حتی ممکن است هوشیاری خود را از دست بدهد. اگر میزان دی اکسید کربن کاهش نیابد، گرسنگی اکسیژن رخ می دهد. واقعیت این است که هم دی اکسید کربن و هم اکسیژن در سراسر بدن با همان "حمل و نقل" - هموگلوبین حرکت می کنند. به طور معمول، آنها با هم "سفر" می کنند و به مکان های مختلف روی مولکول هموگلوبین می چسبند. با این حال، افزایش غلظت دی اکسید کربن در خون، توانایی اکسیژن برای اتصال به هموگلوبین را کاهش می دهد. میزان اکسیژن خون کاهش می یابد و هیپوکسی رخ می دهد.

چنین پیامدهای ناسالمی برای بدن هنگام استنشاق هوایی با محتوای CO2 بیش از 5000 ppm رخ می دهد (مثلاً می تواند هوای معادن باشد). برای انصاف، در زندگی معمولیما عملاً هرگز با چنین هوایی روبرو نمی شویم. با این حال، غلظت بسیار کمتر دی اکسید کربن بهترین تأثیر را بر سلامتی ندارد.

بر اساس برخی یافته ها، حتی 1000 ppm CO2 باعث خستگی و سردرد در نیمی از افراد می شود. بسیاری از افراد حتی زودتر شروع به احساس گرفتگی و ناراحتی می کنند. با افزایش بیشتر غلظت دی اکسید کربن به 1500 تا 2500 ppm به طور بحرانی، مغز برای به دست گرفتن ابتکار عمل، پردازش اطلاعات و تصمیم گیری تنبل است.

و اگر سطح 5000 ppm تقریبا غیرممکن باشد زندگی روزمره، سپس 1000 و حتی 2500 ppm می تواند به راحتی بخشی از واقعیت باشد انسان مدرن. ما نشان دادیم که در کلاس‌های مدرسه که به ندرت تهویه می‌شود، سطح CO2 در بیشتر مواقع بالای 1500 پی‌پی‌ام باقی می‌ماند و گاهی به بالای 2000 پی‌پی‌ام می‌پرد. دلایل زیادی وجود دارد که باور کنیم وضعیت در بسیاری از ادارات و حتی آپارتمان ها مشابه است.

فیزیولوژیست ها 800 ppm را سطح ایمن دی اکسید کربن برای رفاه انسان می دانند.

مطالعه دیگری ارتباط بین سطح CO2 و استرس اکسیداتیو را نشان داد: هر چه سطح دی اکسید کربن بالاتر باشد، بیشتر از استرس اکسیداتیو رنج می بریم که به سلول های بدن ما آسیب می رساند.

دی اکسید کربن در جو زمین

در جو سیاره ما فقط حدود 0.04٪ CO2 وجود دارد (این تقریباً 400 ppm است) و اخیراً حتی کمتر هم شده است: دی اکسید کربن فقط در پاییز 2016 از مرز 400 ppm عبور کرد. دانشمندان افزایش سطح CO2 در جو را با صنعتی شدن مرتبط می دانند: اواسط قرن 18قرن، در آستانه انقلاب صنعتی، فقط 270 ppm بود.

قبل از اینکه در نظر بگیرید خواص شیمیاییدی اکسید کربن، بیایید برخی از ویژگی های این ترکیب را دریابیم.

اطلاعات عمومی

مهم ترین جزء آب گازدار است. این است که به نوشیدنی ها تازگی و کیفیت درخشان می بخشد. این ترکیب یک اکسید اسیدی و نمک ساز است. دی اکسید کربن 44 گرم در مول است. این گاز از هوا سنگین‌تر است، بنابراین در قسمت پایینی اتاق جمع می‌شود. این ترکیب در آب کم محلول است.

خواص شیمیایی

اجازه دهید به طور مختصر خواص شیمیایی دی اکسید کربن را بررسی کنیم. هنگام تعامل با آب، اسید کربنیک ضعیف تشکیل می شود. تقریباً بلافاصله پس از تشکیل، به کاتیون های هیدروژن و آنیون های کربنات یا بی کربنات تجزیه می شود. ترکیب حاصل با فلزات فعال، اکسیدها و همچنین با قلیاها واکنش می دهد.

خواص شیمیایی پایه دی اکسید کربن چیست؟ معادلات واکنش ماهیت اسیدی این ترکیب را تایید می کند. (4) قادر به تشکیل کربنات با اکسیدهای اساسی است.

خواص فیزیکی

در شرایط عادی این ترکیب در حالت گازی است. هنگامی که فشار افزایش می یابد، می توانید آن را برگردانید حالت مایع. این گاز بی رنگ، بی بو و طعم کمی ترش دارد. دی اکسید کربن مایع یک اسید بی رنگ، شفاف و بسیار متحرک است که از نظر پارامترهای خارجی شبیه به اتر یا الکل است.

وزن مولکولی نسبی دی اکسید کربن 44 گرم بر مول است. این تقریبا 1.5 برابر بیشتر از هوا است.

اگر دما به 78.5- درجه سانتیگراد کاهش یابد، تشکیل آن از نظر سختی شبیه به گچ است. هنگامی که این ماده تبخیر می شود، گاز مونوکسید کربن تشکیل می شود (4).

واکنش کیفی

هنگام در نظر گرفتن خواص شیمیایی دی اکسید کربن، لازم است واکنش کیفی آن برجسته شود. هنگامی که این ماده شیمیایی با آب آهک برهمکنش می کند، رسوب کدر کربنات کلسیم تشکیل می شود.

کاوندیش توانست خواص فیزیکی مشخصه مونوکسید کربن (4) مانند حلالیت در آب و همچنین وزن مخصوص بالا را کشف کند.

لاووازیه مطالعه ای انجام داد که در آن سعی کرد فلز خالص را از اکسید سرب جدا کند.

خواص شیمیایی دی اکسید کربن که در نتیجه چنین مطالعاتی آشکار شد، تاییدی بر خواص کاهشی این ترکیب شد. لاووازیه با کلسینه کردن اکسید سرب با مونوکسید کربن توانست به فلز دست یابد (4). برای اطمینان از اینکه ماده دوم مونوکسید کربن است (4) آب آهک را از گاز عبور داد.

تمام خواص شیمیایی دی اکسید کربن ماهیت اسیدی این ترکیب را تایید می کند. این ترکیب به مقدار کافی در جو زمین یافت می شود. با رشد سیستماتیک این ترکیب در جو زمین، تغییرات جدی آب و هوا (گرمایش زمین) امکان پذیر است.

این دی اکسید کربن است که نقش مهمی در طبیعت زنده دارد، زیرا آن را دارد ماده شیمیاییمی پذیرد مشارکت فعالدر متابولیسم سلول های زنده این دقیقاً همان چیزی است ترکیب شیمیایینتیجه فرآیندهای مختلف اکسیداتیو مرتبط با تنفس موجودات زنده است.

دی اکسید کربن موجود در جو زمین منبع اصلی کربن برای گیاهان زنده است. در فرآیند فتوسنتز (در نور) فرآیند فتوسنتز اتفاق می افتد که با تشکیل گلوکز و آزاد شدن اکسیژن در جو همراه است.

دی اکسید کربن سمی نیست و از تنفس پشتیبانی نمی کند. با افزایش غلظت این ماده در جو، فرد دچار حبس نفس و سردردهای شدید می شود. در موجودات زنده، دی اکسید کربن اهمیت فیزیولوژیکی مهمی دارد، به عنوان مثال، برای تنظیم تون عروق ضروری است.

ویژگی های دریافت

در مقیاس صنعتیدی اکسید کربن را می توان از گازهای دودکش بازیابی کرد. علاوه بر این، CO2 محصول جانبی تجزیه دولومیت و سنگ آهک است. تاسیسات مدرن برای تولید دی اکسید کربن شامل استفاده از محلول آبی اتانامین است که گاز موجود در گاز دودکش را جذب می کند.

در آزمایشگاه، دی اکسید کربن از واکنش کربنات ها یا بی کربنات ها با اسیدها آزاد می شود.

کاربرد دی اکسید کربن

این اکسید اسیدی در صنعت به عنوان یک عامل خمیرمایه یا نگهدارنده استفاده می شود. در بسته بندی محصول این ترکیب به عنوان E290 نشان داده شده است. به صورت مایع، دی اکسید کربن در کپسول های آتش نشانی برای خاموش کردن آتش استفاده می شود. مونوکسید کربن (4) برای تولید آب گازدار و نوشیدنی های لیموناد استفاده می شود.

کربن

عنصر کربن 6 C در دوره دوم، در زیر گروه اصلی PS گروه IV.

قابلیت‌های ظرفیت کربن با ساختار لایه الکترونیکی بیرونی اتم آن در زمین و حالت‌های برانگیخته تعیین می‌شود:

با قرار گرفتن در حالت پایه، یک اتم کربن می تواند دو اتم را تشکیل دهد پیوندهای کووالانسیتوسط مکانیسم متابولیک و یکی پیوند دهنده و پذیرنده، من از یک اوربیتال خالی استفاده می کنم. با این حال، در بیشتر ترکیبات، اتم‌های کربن در حالت برانگیخته هستند و ظرفیت IV را نشان می‌دهند.

مشخصه ترین حالت های اکسیداسیون کربن عبارتند از: در ترکیبات با عناصر الکترونگاتیو بیشتر +4 (کمتر +2). در ترکیبات با عناصر الکترونگاتیو کمتر -4.

بودن در طبیعت

محتوای کربن در پوسته زمین 0.48 درصد وزنی کربن آزاد به شکل الماس و گرافیت یافت می شود. بخش عمده ای از کربن به شکل کربنات های طبیعی و همچنین در سوخت های فسیلی: ذغال سنگ نارس، زغال سنگ، نفت، گاز طبیعی (مخلوطی از متان و نزدیک ترین همولوگ های آن) یافت می شود. در اتمسفر و هیدروسفر، کربن به شکل دی اکسید کربن CO 2 (در هوا 0.046٪ بر وزن) یافت می شود.

CaCO 3 - سنگ آهک، گچ، سنگ مرمر، اسپار ایسلند

CaCO 3 ∙MgCO 3 - دولومیت

SiC - کاربوراندوم

CuCO 3 ∙Cu(OH) 2 - مالاکیت

خواص فیزیکی

الماسدارای شبکه کریستالی اتمی، آرایش چهار وجهی اتم ها در فضا (زاویه پیوند 109 درجه)، بسیار سخت، نسوز، دی الکتریک، بی رنگ، شفاف، گرما را ضعیف هدایت می کند.

گرافیتدارای یک شبکه کریستالی اتمی است، اتم های آن به صورت لایه ای در راس شش ضلعی های منظم قرار گرفته اند (زاویه پیوند 120 درجه)، خاکستری تیره، مات، با درخشش فلزی، نرم، چرب در لمس، رسانای گرما و جریان الکتریکی، مانند یک الماس بسیار دمای بالاذوب (3700 درجه سانتیگراد) و جوش (4500 درجه سانتیگراد). طول پیوند کربن و کربن در الماس (0.537 نانومتر) بیشتر از گرافیت (0.142 نانومتر) است. چگالی الماس از گرافیت بیشتر است.

کاربین – پلیمر خطی، از دو نوع زنجیره تشکیل شده است: –C≡C–C≡C– یا =C=C=C=C=، زاویه پیوند ۱۸۰ درجه، پودر سیاه، نیمه هادی.

فولرن ها – مواد کریستالیسیاه رنگ با جلای فلزی، متشکل از مولکول های کروی توخالی (دارای ساختار مولکولی) ترکیب C 60، C 70 و غیره. اتم های کربن روی سطح مولکول ها به یکدیگر متصل هستند. پنج ضلعی های منظمو شش ضلعی

فولرن های گرافیت الماس

خواص شیمیایی

کربن غیر فعال است و فقط با فلوئور در سرما واکنش می دهد. فعالیت شیمیاییدر دمای بالا ظاهر می شود.

اکسیدهای کربن

کربن اکسیدهای غیر نمک ساز CO و اکسید نمک ساز CO 2 را تشکیل می دهد.

مونوکسید کربن (II) CO، مونوکسید کربن، مونوکسید کربن- گازی بی رنگ و بی بو، کمی محلول در آب، سمی. پیوند موجود در مولکول سه گانه و بسیار قوی است. مونوکسید کربن مشخص می شود خواص ترمیمیدر واکنش با مواد ساده و پیچیده

CuO + CO = Cu + CO 2

Fe 2 O 3 + 3CO = 2FeO + 3CO 3

2CO + O 2 = 2CO 2

CO + Cl 2 = COCl 2

CO + H 2 O = H 2 + CO 2

مونوکسید کربن (II) با H2، NaOH و متانول واکنش می دهد:

CO + 2H 2 = CH 3 OH

CO + NaOH = HCOONa

CO + CH 3 OH = CH 3 COOH

تولید مونوکسید کربن

1) در صنعت (در ژنراتورهای گازی):

C + O 2 = CO 2 + 402 کیلوژول، سپس CO 2 + C = 2CO - 175 کیلوژول

C + H 2 O = CO + H 2 - Q،

2) در آزمایشگاه- تجزیه حرارتی اسید فرمیک یا اگزالیک در حضور H 2 SO4 (conc.):

HCOOH → H2O + CO

H 2 C 2 O 4 → CO + CO 2 + H2O

مونوکسید کربن (IV) CO 2، دی اکسید کربن، دی اکسید کربن- گاز بی رنگ، بی بو و بی مزه، محلول در آب، در مقادیر زیاد باعث خفگی می شود، تحت فشار به یک توده جامد سفید تبدیل می شود - "یخ خشک" که برای خنک کردن غذاهای فاسد شدنی استفاده می شود.

مولکول CO 2 غیر قطبی است و ساختار خطی O=C=O دارد.

رسید

1. تجزیه حرارتینمک های اسید کربنیک (کربنات ها). سوزاندن سنگ آهک - در صنعت:

CaCO 3 → CaO + CO 2

2. عمل اسیدهای قویبرای کربنات ها و بی کربنات ها - در آزمایشگاه:

CaCO 3 (مرمر) + 2HCl → CaCl 2 + H 2 O + CO 2

NaHCO 3 + HCl → NaCl + H 2 O + CO 2

روش های جمع آوری

جابجایی هوا

3. احتراق مواد حاوی کربن:

CH 4 + 2O 2 → 2H 2 O + CO 2

4. با اکسیداسیون آهسته در فرآیندهای بیوشیمیایی (تنفس، پوسیدگی، تخمیر)

خواص شیمیایی

1) با آب اسید کربنیک ضعیف می دهد:

CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3

2) با اکسیدها و بازهای بازی واکنش می دهد و نمک های اسید کربنیک را تشکیل می دهد

Na 2 O + CO 2 → Na 2 CO 3

2NaOH + CO 2 → Na 2 CO 3 + H 2 O

NaOH + CO 2 (زیاد) → NaHCO 3

3) در دماهای بالا می تواند خواص اکسید کننده از خود نشان دهد - فلزات را اکسید می کند

CO 2 + 2Mg → 2MgO + C

4) با پراکسیدها و سوپراکسیدها واکنش می دهد:

2Na 2 O 2 + 2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2

4KO 2 + 2CO 2 = 2K 2 CO 3 + 2O 2

واکنش کیفی به دی اکسید کربن

کدورت آب آهک Ca(OH) 2 به دلیل تشکیل رسوب سفید - نمک نامحلول CaCO 3:

Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O

اسید کربنیک

H 2 CO 3 فقط در محلول ها وجود دارد، ناپایدار، ضعیف، دو پایه است، به صورت پلکانی تفکیک می شود، نمک های متوسط ​​(کربنات ها) و اسیدی (هیدروکربنات ها) را تشکیل می دهد، محلول CO 2 در آب تورنسل را نه قرمز، بلکه صورتی می کند.

خواص شیمیایی

1) با فلزات فعال

H 2 CO 3 + Ca = CaCO 3 + H 2

2) با اکسیدهای اساسی

H 2 CO 3 + CaO = CaCO 3 + H 2 O

3) با پایه

H 2 CO 3 (g) + NaOH = NaHCO 3 + H 2 O

H 2 CO 3 + 2 NaOH = Na 2 CO 3 + 2H 2 O

4) اسید بسیار ضعیف - تجزیه می شود

H 2 CO 3 = H 2 O + CO 2

نمک های اسید کربنیک با استفاده از CO 2 تهیه می شوند:

CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O

CO 2 + KOH = KHCO 3

یا با واکنش مبادله:

K 2 CO 3 + BaCl 2 = 2KCl + BaCO 3

هنگام تعامل در محلول آبیبا CO 2 کربنات ها به بی کربنات تبدیل می شوند:

Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O = 2 NaHCO 3

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2

برعکس، هنگامی که حرارت داده می شود (یا تحت تأثیر مواد قلیایی)، بی کربنات ها به بی کربنات تبدیل می شوند:

2NaHCO 3 = Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O

KHCO 3 + KOH = K 2 CO 3 + H 2 O

کربنات ها فلزات قلیایی(به جز لیتیوم) در برابر حرارت مقاوم هستند.

MgCO = MgO + CO 2

نمک های آمونیوم اسید کربنیک به راحتی تجزیه می شوند:

(NH 4) 2 CO 3 = 2NH 3 + CO 2 + H 2 O

NH 4 HCO 3 = NH 3 + CO 2 + H 2 O

برنامه

کربنبرای به دست آوردن دوده، کک، فلزات از سنگ معدن، روان کننده ها، در پزشکی، به عنوان جاذب گاز، برای ساخت نوک مته (الماس) استفاده می شود.

Na 2 CO 3 ∙10H 2 O - سودای کریستالی (خاکستر سودا); برای تولید صابون، شیشه، رنگ، ترکیبات سدیم استفاده می شود.

NaHCO 3 - جوش شیرین; استفاده شده در صنایع غذایی;

CaCO 3 در ساخت و ساز برای تولید CO 2، CaO استفاده می شود.

K 2 CO 3 - پتاس؛برای تولید شیشه، صابون، کود استفاده می شود.

CO - به عنوان یک عامل کاهنده، سوخت؛

CO 2 - برای ذخیره مواد غذایی، گازدار کردن آب، تولید سودا، شکر.

دی اکسید کربن، مونوکسید کربن، دی اکسید کربن - همه اینها نام یک ماده است که برای ما به عنوان دی اکسید کربن شناخته می شود. بنابراین این گاز چه خواصی دارد و در چه زمینه هایی کاربرد دارد؟

دی اکسید کربن و خواص فیزیکی آن

دی اکسید کربن از کربن و اکسیژن تشکیل شده است. فرمول دی اکسید کربن به این صورت است - CO2. در طبیعت، در طی احتراق یا پوسیدگی مواد آلی تشکیل می شود. میزان گاز موجود در هوا و چشمه های معدنی نیز بسیار زیاد است. علاوه بر این، انسان و حیوانات نیز هنگام بازدم دی اکسید کربن منتشر می کنند.

برنج. 1. مولکول دی اکسید کربن.

دی اکسید کربن یک گاز کاملاً بی رنگ است و دیده نمی شود. همچنین بویی ندارد. با این حال، با غلظت های بالا، فرد ممکن است دچار هیپرکاپنی، یعنی خفگی شود. کمبود دی اکسید کربن نیز می تواند باعث مشکلات سلامتی شود. در نتیجه کمبود این گاز، شرایط مخالف خفگی ایجاد می شود - هیپوکاپنی.

اگر دی اکسید کربن را در شرایط دمای پایین قرار دهید، در دمای 72- درجه کریستال می شود و مانند برف می شود. بنابراین دی اکسید کربن در حالت جامد را "برف خشک" می نامند.

برنج. 2. برف خشک – دی اکسید کربن.

دی اکسید کربن 1.5 برابر چگالی هوا است. چگالی آن 1.98 کیلوگرم بر متر مکعب است پیوند شیمیاییدر یک مولکول دی اکسید کربن، کووالانسی قطبی است. قطبی است زیرا اکسیژن دارای ارزش الکترونگاتیوی بالاتری است.

یک مفهوم مهم در مطالعه مواد مولکولی و جرم مولی. جرم مولی دی اکسید کربن 44 است. این عدد از مجموع جرم اتمی نسبی اتم های تشکیل دهنده مولکول به دست می آید. مقادیر جرم اتمی نسبی از جدول D.I گرفته شده است. مندلیف و به اعداد کامل گرد می شوند. بر این اساس، جرم مولی CO2 = 12 + 2 * 16.

برای محاسبه کسر جرمی عناصر در دی اکسید کربن، باید از فرمول محاسبه پیروی کنید کسرهای جرمیهمه عنصر شیمیاییدر ماده

n- تعداد اتم ها یا مولکول ها
الف r- نسبی جرم اتمیعنصر شیمیایی
آقای- جرم مولکولی نسبی ماده
بیایید جرم مولکولی نسبی دی اکسید کربن را محاسبه کنیم.

Mr(CO2) = 14 + 16 * 2 = 44 w(C) = 1 * 12 / 44 = 0.27 یا 27٪ از آنجایی که فرمول دی اکسید کربن شامل دو اتم اکسیژن است، پس n = 2 w(O) = 2 * 16 / 44 = 0.73 یا 73٪

پاسخ: w(C) = 0.27 یا 27%؛ w(O) = 0.73 یا 73٪

خواص شیمیایی و بیولوژیکی دی اکسید کربن

دی اکسید کربن دارد خواص اسیدیاز آنجایی که یک اکسید اسیدی است و هنگامی که در آب حل می شود اسید کربنیک تشکیل می دهد:

CO2+H2O=H2CO3

با مواد قلیایی واکنش می دهد و در نتیجه کربنات ها و بی کربنات ها تشکیل می شود. این گاز نمی سوزد. فقط تعداد کمی در آن می سوزند فلزات فعالمثلا منیزیم

هنگامی که دی اکسید کربن گرم می شود، به مونوکسید کربن و اکسیژن تجزیه می شود:

2CO3=2CO+O3.

مثل دیگران اکسیدهای اسیدیاین گاز به راحتی با اکسیدهای دیگر واکنش می دهد:

СaO+Co₃=CaCO3.

دی اکسید کربن بخشی از تمام مواد آلی است. گردش این گاز در طبیعت با کمک تولیدکنندگان، مصرف کنندگان و تجزیه کننده ها انجام می شود. در فرآیند زندگی، یک فرد تقریباً 1 کیلوگرم دی اکسید کربن در روز تولید می کند. هنگام دم، اکسیژن دریافت می کنیم، اما در این لحظه دی اکسید کربن در آلوئول ها تشکیل می شود. در این لحظه، یک تبادل رخ می دهد: اکسیژن وارد خون می شود و دی اکسید کربن خارج می شود.

دی اکسید کربن در طی تولید الکل تولید می شود. این گاز همچنین یک محصول جانبی در تولید نیتروژن، اکسیژن و آرگون است. استفاده از دی اکسید کربن در صنایع غذایی ضروری است، جایی که دی اکسید کربن به عنوان یک نگهدارنده عمل می کند و دی اکسید کربن به شکل مایع در کپسول های آتش نشانی یافت می شود.

موضوع: ساده واکنش های شیمیایی- تأثیر اسیدهای رقیق بر کربنات ها، به دست آوردن و بررسی خواص دی اکسید کربن.

اهداف آموزشی: - بررسی اثر اسیدها بر کربنات ها و نتیجه گیری کلی.

تست دی اکسید کربن با کیفیت را درک کرده و انجام دهید.

نتایج مورد انتظار: دانش آموزان از طریق یک آزمایش شیمیایی، بر اساس مشاهدات و تجزیه و تحلیل نتایج تجربی، در مورد روش های تولید دی اکسید کربن، خواص آن و تأثیر دی اکسید کربن بر آب آهک نتیجه گیری می کنند. با مقایسه روش های تولید هیدروژن و دی اکسید کربن با اثر اسیدهای رقیق بر روی فلزات و کربنات ها،دانش آموزان در مورد فرآورده های مختلف واکنش های شیمیایی حاصل از عمل اسیدهای رقیق نتیجه گیری می کنند.

پیشرفت درس:

نکته سازمانی: 1) سلام. 2) تعیین غایب. 3) بررسی آمادگی دانش آموزان و کلاس درس برای درس

نظرسنجی تکالیف: ارائه ویدئویی با موضوع:واکنش های شیمیایی ساده، هیدروژن."انجام ارزیابی متقابل تکالیف، تکنیک "دو ستاره و یک آرزو". هدف: ارزیابی همتایان، تکرار مطالب مورد مطالعه در موضوع واکنش های شیمیایی ساده. روش ها و خواص تولید هیدروژن

تقسیم کلاس به گروه. استراتژی: با شمارش

یادگیری مطالب جدید . کار را به صورت گروهی برای مطالعه منابع نظری با موضوع واکنش های شیمیایی ساده - دی اکسید کربن، تولید و مطالعه خواص دی اکسید کربن سازمان می دهد. معلم کنترل متقابل آموخته ها را سازماندهی می کند،FO – تکنیک - یک جمله بنویسید که در آن باید پاسخ سوال مطرح شده توسط معلم را بیان کنید.

- چه چیز جدیدی در مورد خواص اسیدها آموخته اید؟

در مورد دی اکسید کربن چه آموخته اید؟

هدف: oاز کیفیت هر پاسخ به سرعت و به طور کلی قدردانی کنید.توجه داشته باشید که آیا دانش آموزان مفاهیم اصلی مطالب تحت پوشش و روابط آنها را شناسایی می کنند یا خیر.

1. معلم هنگام کار با اسیدها و مواد قلیایی (آب آهک) تکرار قوانین ایمنی را سازماندهی می کند - دیکته شیمیایی - 4 دقیقه.FO – تکنیک – خودکنترلی طبق مدل – درج کلمات گمشده، کار با متن. هدف آزمایش سطح دانش قوانین برای انجام یک آزمایش ایمن است.

دیکته

ایمنی عملیات با اسیدها

اسیدها شیمیایی ایجاد کند ………………….پوستو پارچه های دیگر

با توجه به سرعت عمل و سرعت تخریب بافت‌های بدن، اسیدها به ترتیب زیر مرتب می‌شوند که از بیشترین شروع می‌شود.قوی:…………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………

هنگام رقیق کردن اسیدها، ………………… داخل یک چوب ………………… با یک حلقه لاستیکی ایمنی در پایین ریخته می‌شود.

بطری اسید مجاز نیست………………دست به سینه، زیرا شاید…………………………………………..

کمک های اولیه ناحیه ای از پوست تحت تاثیر اسید……….جت سرد …………….. برای ……………………. دقیقه پوزle …………………… آب خیس شده به ناحیه سوخته زده می شودراه حل …………. باند گاز یا پشم پنبهتامپون جدید بعد از 10 دقیقه بانداژ………..، پوست…………….,و برای کاهش درد با گلیسیرین روغن کاری می شودشنیا

1. انجام آزمایش آزمایشگاهی: «به دست آوردن دی اکسید کربن و بررسی خواص آن».

دانش آموزان آزمایشی را انجام می دهندجدول مشاهدات و نتیجه گیری را پر کنید،ضبط مشاهدات ویدئویی برای قرار دادن دریوتیوبتا والدینشان بتوانند آنها را ببینند.

انعکاس درس: معلممی خواهد نگرش خود را نسبت به اشکال برگزاری درس بیان کند، خواسته های خود را برای درس بیان کند.دانش آموزان برچسب های رنگی را پر می کنند - "چراغ راهنمایی"

"قرمز" - موضوع برای من روشن نیست، سوالات زیادی باقی می ماند.

"زرد" - موضوع برای من روشن است، اما من هنوز سوالاتی دارم.

"سبز" موضوعی است که من می فهمم.

مشق شب : منبع نظری را مطالعه کنید. نتایج حاصل از اثر اسیدهای رقیق بر روی فلزات و کربنات ها را به صورت نوشتاری مقایسه کنید، گازهای هیدروژن و دی اکسید کربن را مقایسه کنید - مینی مقاله.یک ویدیو ایجاد کنید و آن را در آن پست کنیدیوتیوب. گروه ها ویدئوهای سایر دانش آموزان را ارزیابی می کنندFO – تکنولوژی – "دو ستاره و یک آرزو."

ادبیات مورد استفاده:

روش های فعالآموزش و یادگیریWWW. CPM. KZ

ارزشیابی تکوینی در مدارس ابتدایی.راهنمای عملی برای معلمان / Comp. O. I. Dudkina، A. A. Burkitova، R. Kh. – ب.: «بیلیم»، 1391. – 89 ص.

ارزیابی دستاوردهای آموزشیدانش آموزانکتابچه راهنمای روش/ تالیف ر. خ.شاکیروف، ع.ا. بورکیتووا، O.I. دودکینا. – ب.: «بیلیم»، 1391. – 80 ص.

پیوست 1

منبع نظری

دی اکسید کربن

مولکول CO 2

خواص فیزیکی

مونوکسید کربن (IV) - دی اکسید کربن، گازی بی رنگ و بی بو، سنگین تر از هوا، محلول در آب، و پس از سرد شدن قوی، به شکل یک توده برف مانند سفید - "یخ خشک" متبلور می شود. در فشار اتمسفر ذوب نمی شود،و تبخیر می شود، با دور زدن حالت مایع تجمع - این پدیده نامیده می شود تصعید ، دمای تصعید -78 درجه سانتی گراد. دی اکسید کربن زمانی تشکیل می شود که مواد آلی پوسیده و می سوزند. موجود در هوا و چشمه های معدنی که در طی تنفس حیوانات و گیاهان آزاد می شود. کمی محلول در آب (1 حجم دی اکسید کربن در یک حجم آب در دمای 15 درجه سانتیگراد).

رسید

دی اکسید کربن از اثر اسیدهای قوی بر روی کربنات ها تولید می شود:

کربنات فلزی+ اسید →یک نمک + دی اکسید کربن + آب

CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + CO 2 +H 2 O

کربناتکلسیم + نمکاسید = کربنیگاز + آب

کربنات کلسیم + اسید کلریدریک→ کلرید کلسیم + دی اکسید کربن + آب

Na 2 CO 3 + 2HCl = 2 NaCl + CO 2 +H 2 O

کربناتسدیم + نمکاسید = کربنیگاز + آب

کربنات سدیم + اسید کلریدریک→ کلرید سدیم + دی اکسید کربن + آب

خواص شیمیایی

واکنش کیفی

واکنش کیفیبرای تشخیص دی اکسید کربن کدورت آب آهک است:

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ +H 2 O.

آب آهک + دی اکسید کربن = + آب

در ابتدای واکنش، رسوب سفید رنگی تشکیل می شود که با عبور طولانی مدت CO ناپدید می شود. 2 از طریق آب آهک، زیرا کربنات کلسیم نامحلول به بی کربنات محلول تبدیل می شود:

CaCO 3 +H 2 O+CO 2 = با a (HCO 3 ) 2 .

ضمیمه 2

آزمایش آزمایشگاهی شماره 7

تولید دی اکسید کربن و شناخت آن

هدف کار: به طور تجربی دی اکسید کربن را بدست آورید و آزمایشی را انجام دهید که ویژگی های آن را مشخص می کند.

تجهیزات و معرف ها: قفسه با لوله آزمایش، قفسه آزمایشگاهی، لوله آزمایش، لوله خروجی گاز با درپوش لاستیکی، دستگاه تولید دی اکسید کربن، گچ (کربنات کلسیم)، کربنات مس ( II )، کربنات سدیم، محلول اسید استیک، آب آهک.

پیشرفت کار:

یک لوله آزمایش با 3 میلی لیتر آب آهک از قبل آماده کنید.

دستگاه تولید گاز را مونتاژ کنید (همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است). چند تکه گچ را در یک لوله آزمایش قرار دهید، تا 1/3 حجم لوله آزمایش را با اسید استیک پر کنید و با درپوش لوله خروجی گاز که انتهای آن به سمت پایین است، ببندید. نتیجه گیری در مورد روش تولید دی اکسید کربن (_______________________?) .

لوله خروجی گاز را در لوله آزمایش با آب آهک فرو کنید تا انتهای لوله خروجی گاز زیر سطح محلول باشد. دی اکسید کربن را عبور دهید تا رسوب تشکیل شود. اگر به دفع دی اکسید کربن ادامه دهید، رسوبات ناپدید می شوند. در مورد خواص شیمیایی دی اکسید کربن نتیجه گیری کنید.

بر اساس نتایج آزمایشات، جدول را پر کنید و نتیجه بگیرید.

نمونه کار

دستگاهی برای تولید دی اکسید کربن جمع کردیم و تکه های گچ را در لوله آزمایش گذاشتیم و ریختیم. اسید هیدروکلریک. مشاهده می کنم: آزاد شدن حباب های گاز.

دی اکسید کربن را می توان با اثر اسید استیک در موارد زیر تولید کرد:

گچ (کربنات نتیجه گیری: دی اکسید کربن به دست آوردیم و خواص آن را مطالعه کردیم.