ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่อ co2 คุณสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์ของคาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศของโลก

โซดา ภูเขาไฟ ดาวศุกร์ ตู้เย็น - มีอะไรเหมือนกัน? คาร์บอนไดออกไซด์. เราได้รวบรวมข้อมูลที่น่าสนใจที่สุดเกี่ยวกับหนึ่งในสารประกอบทางเคมีที่สำคัญที่สุดในโลกมาให้คุณ

คาร์บอนไดออกไซด์คืออะไร

คาร์บอนไดออกไซด์เป็นที่รู้จักส่วนใหญ่อยู่ในสถานะก๊าซเช่น เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ได้ง่ายด้วย สูตรเคมีคาร์บอนไดออกไซด์ ในรูปแบบนี้มีอยู่ภายใต้สภาวะปกติ - เมื่อใด ความดันบรรยากาศและอุณหภูมิ "ปกติ" แต่ที่ความดันเพิ่มขึ้นมากกว่า 5,850 kPa (เช่น เช่น ความดันที่ ทะเลน้ำลึกประมาณ 600 เมตร) ก๊าซนี้จะกลายเป็นของเหลว และเมื่อเย็นลงอย่างมาก (ลบ 78.5°C) มันจะตกผลึกและเรียกว่าน้ำแข็งแห้ง ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการค้าขายเพื่อเก็บอาหารแช่แข็งในตู้เย็น

คาร์บอนไดออกไซด์เหลวและน้ำแข็งแห้งถูกผลิตและใช้ในกิจกรรมของมนุษย์ แต่รูปแบบเหล่านี้ไม่เสถียรและสลายตัวได้ง่าย

แต่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กระจายไปทุกที่: มันถูกปล่อยออกมาระหว่างการหายใจของสัตว์และพืชและเป็นองค์ประกอบสำคัญของ องค์ประกอบทางเคมีบรรยากาศและมหาสมุทร

คุณสมบัติของคาร์บอนไดออกไซด์

คาร์บอนไดออกไซด์ CO2 ไม่มีสีและไม่มีกลิ่น ภายใต้สภาวะปกติจะไม่มีรสชาติ อย่างไรก็ตาม หากคุณสูดดมคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีความเข้มข้นสูง คุณอาจได้รับรสเปรี้ยวในปากเนื่องจาก คาร์บอนไดออกไซด์ละลายบนเยื่อเมือกและในน้ำลายทำให้เกิดสารละลายกรดคาร์บอนิกที่อ่อนแอ

โดยวิธีการคือความสามารถของคาร์บอนไดออกไซด์ในการละลายในน้ำที่ใช้ทำน้ำอัดลม ฟองน้ำมะนาวก็มีคาร์บอนไดออกไซด์เท่ากัน อุปกรณ์แรกสำหรับการทำให้น้ำอิ่มตัวด้วย CO2 ถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี พ.ศ. 2313 และในปี พ.ศ. 2326 Jacob Schweppes ชาวสวิสผู้กล้าได้กล้าเสียเริ่มผลิตโซดาทางอุตสาหกรรม (แบรนด์ Schweppes ยังคงมีอยู่)

คาร์บอนไดออกไซด์หนักกว่าอากาศ 1.5 เท่า ดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะ "ตกลง" ในชั้นล่างหากห้องมีการระบายอากาศไม่ดี เป็นที่ทราบกันดีว่าเอฟเฟกต์ "ถ้ำสุนัข" โดยที่ CO2 ถูกปล่อยลงมาจากพื้นดินโดยตรงและสะสมที่ความสูงประมาณครึ่งเมตร ผู้ใหญ่ที่เข้าไปในถ้ำที่ความสูงของการเติบโตไม่รู้สึกถึงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกิน แต่สุนัขพบว่าตัวเองอยู่ในชั้นคาร์บอนไดออกไซด์หนาโดยตรงและถูกวางยาพิษ

CO2 ไม่สนับสนุนการเผาไหม้ ซึ่งเป็นสาเหตุว่าทำไมจึงถูกใช้ในถังดับเพลิงและระบบดับเพลิง เคล็ดลับในการดับเทียนที่ลุกไหม้ซึ่งมีปริมาณอยู่ในแก้วเปล่า (แต่ในความเป็นจริงแล้ว คาร์บอนไดออกไซด์) ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของคาร์บอนไดออกไซด์นี้อย่างแม่นยำ

คาร์บอนไดออกไซด์ในธรรมชาติ: แหล่งธรรมชาติ

คาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้นตามธรรมชาติจากแหล่งต่างๆ:

• การหายใจของสัตว์และพืช
  เด็กนักเรียนทุกคนรู้ดีว่าพืชดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ CO2 จากอากาศและใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง แม่บ้านบางคนพยายามชดเชยข้อบกพร่องด้วยต้นไม้ในร่มมากมาย อย่างไรก็ตาม พืชไม่เพียงดูดซับเท่านั้น แต่ยังปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาหากไม่มีแสง ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการหายใจ ดังนั้น การอยู่ในป่าในห้องนอนที่มีการระบายอากาศไม่ดีจึงไม่ใช่ความคิดที่ดี เพราะระดับ CO2 จะเพิ่มขึ้นอีกในเวลากลางคืน
• กิจกรรมภูเขาไฟ
  คาร์บอนไดออกไซด์เป็นส่วนหนึ่งของก๊าซภูเขาไฟ ในพื้นที่ที่มีการปะทุของภูเขาไฟสูง CO2 สามารถถูกปล่อยออกมาจากพื้นดินได้โดยตรง - จากรอยแตกและรอยแยกที่เรียกว่าโมเฟต ความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในหุบเขาโมเฟ็ตนั้นสูงมากจนสัตว์ตัวเล็กจำนวนมากตายเมื่อไปถึงที่นั่น
• การสลายตัวของสารอินทรีย์
  คาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้และการสลายตัวของอินทรียวัตถุ ปริมาตร การปล่อยก๊าซธรรมชาติคาร์บอนไดออกไซด์มาพร้อมกับไฟป่า

คาร์บอนไดออกไซด์ถูก "สะสม" ในธรรมชาติในรูปแบบของสารประกอบคาร์บอนในแร่ธาตุ: ถ่านหิน, น้ำมัน, พีท, หินปูน ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์สำรองจำนวนมากถูกพบในรูปแบบที่ละลายในมหาสมุทรโลก

การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากอ่างเก็บน้ำแบบเปิดสามารถนำไปสู่ภัยพิบัติทางลิมโนวิทยา เช่น ที่เกิดขึ้นในปี 1984 และ 1986 ในทะเลสาบ Manoun และ Nyos ในแคเมอรูน ทะเลสาบทั้งสองก่อตัวในบริเวณปล่องภูเขาไฟ - ตอนนี้สูญพันธุ์แล้ว แต่ในส่วนลึกแมกมาภูเขาไฟยังคงปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งลอยขึ้นสู่น้ำในทะเลสาบและละลายในนั้น อันเป็นผลมาจากกระบวนการทางภูมิอากาศและธรณีวิทยาหลายประการ ความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำเกินค่าวิกฤต คาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมหาศาลถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ ซึ่งไหลลงไปตามเนินเขาราวกับหิมะถล่ม ผู้คนราว 1,800 คนตกเป็นเหยื่อของภัยพิบัติทางลิมโนวิทยาในทะเลสาบแคเมอรูน

แหล่งที่มาของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เทียม

แหล่งที่มาหลักของมนุษย์ของคาร์บอนไดออกไซด์คือ:

• การปล่อยมลพิษทางอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเผาไหม้
• การขนส่งทางถนน

แม้ว่าส่วนแบ่งของการขนส่งที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในโลกจะเพิ่มขึ้น แต่ประชากรส่วนใหญ่ของโลกจะไม่มีโอกาส (หรือความปรารถนา) ที่จะเปลี่ยนมาใช้รถยนต์ใหม่ในไม่ช้า

การตัดไม้ทำลายป่าเพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรมยังส่งผลให้ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ CO2 ในอากาศเพิ่มขึ้นอีกด้วย

CO2 เป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของการเผาผลาญ (การสลายกลูโคสและไขมัน) มันถูกหลั่งออกมาในเนื้อเยื่อและขนส่งโดยฮีโมโกลบินไปยังปอดและหายใจออก อากาศที่มนุษย์หายใจออกมีคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 4.5% (45,000 ppm) ซึ่งมากกว่าอากาศที่หายใจเข้าไปถึง 60-110 เท่า

คาร์บอนไดออกไซด์มีบทบาทสำคัญในการควบคุมการไหลเวียนของเลือดและการหายใจ การเพิ่มขึ้นของระดับ CO2 ในเลือดทำให้เส้นเลือดฝอยขยายตัว ทำให้เลือดไหลผ่านได้มากขึ้น ซึ่งจะส่งออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อและขจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

ระบบทางเดินหายใจยังถูกกระตุ้นโดยการเพิ่มขึ้นของคาร์บอนไดออกไซด์ ไม่ใช่จากการขาดออกซิเจนอย่างที่คิด ในความเป็นจริงร่างกายไม่ได้รู้สึกถึงการขาดออกซิเจนเป็นเวลานานและค่อนข้างเป็นไปได้ที่ในอากาศบริสุทธิ์บุคคลจะหมดสติก่อนที่เขาจะรู้สึกว่าขาดอากาศ คุณสมบัติในการกระตุ้นของ CO2 ถูกนำมาใช้ในเครื่องช่วยหายใจ โดยที่คาร์บอนไดออกไซด์ผสมกับออกซิเจนเพื่อ "เริ่มต้น" ระบบทางเดินหายใจ

คาร์บอนไดออกไซด์และเรา: ทำไม CO2 ถึงเป็นอันตราย

จำเป็นต้องมีคาร์บอนไดออกไซด์ ต่อร่างกายมนุษย์เช่นเดียวกับออกซิเจน แต่เช่นเดียวกับออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ที่มากเกินไปก็ส่งผลเสียต่อความเป็นอยู่ที่ดีของเรา

ความเข้มข้นของ CO2 ในอากาศสูงทำให้ร่างกายมึนเมาและทำให้เกิดภาวะไขมันในเลือดสูง เมื่อมีภาวะไขมันในเลือดสูง บุคคลจะหายใจลำบาก คลื่นไส้ ปวดหัว และอาจถึงขั้นหมดสติได้ หากปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ไม่ลดลง จะเกิดภาวะขาดออกซิเจน ความจริงก็คือทั้งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และออกซิเจนเคลื่อนที่ไปทั่วร่างกายด้วย "การขนส่ง" เดียวกัน - เฮโมโกลบิน โดยปกติแล้วพวกมันจะ "เดินทาง" ด้วยกันและไปเกาะที่ตำแหน่งต่างๆ บนโมเลกุลฮีโมโกลบิน อย่างไรก็ตาม ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดที่เพิ่มขึ้นจะลดความสามารถของออกซิเจนในการจับกับฮีโมโกลบิน ปริมาณออกซิเจนในเลือดลดลงและเกิดภาวะขาดออกซิเจน

ผลที่ตามมาที่ไม่ดีต่อสุขภาพดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่อสูดอากาศที่มีปริมาณ CO2 มากกว่า 5,000 ppm (เช่น อาจเป็นอากาศในเหมือง เป็นต้น) เพื่อความยุติธรรมใน ชีวิตธรรมดาเราแทบไม่เคยเจออากาศแบบนี้เลย อย่างไรก็ตาม ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ที่ต่ำกว่ามากไม่ได้ส่งผลดีต่อสุขภาพมากที่สุด

จากการค้นพบบางอย่าง แม้แต่ CO2 1,000 ppm ก็ทำให้เกิดความเหนื่อยล้าและปวดหัวในอาสาสมัครครึ่งหนึ่ง หลายๆ คนเริ่มรู้สึกอึดอัดและไม่สบายตั้งแต่เนิ่นๆ ด้วยความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นอีกเป็น 1,500 – 2,500 ppm ในช่วงวิกฤต สมองจะ “ขี้เกียจ” ที่จะริเริ่ม ประมวลผลข้อมูล และตัดสินใจ

และหากระดับ 5,000 ppm แทบจะเป็นไปไม่ได้เลย ชีวิตประจำวันจากนั้น 1,000 และแม้แต่ 2,500 ppm ก็สามารถเป็นส่วนหนึ่งของความเป็นจริงได้อย่างง่ายดาย คนทันสมัย- ผลการวิจัยของเราแสดงให้เห็นว่าในห้องเรียนที่ไม่ค่อยมีการระบายอากาศ ระดับ CO2 จะยังคงสูงกว่า 1,500 ppm โดยส่วนใหญ่ และบางครั้งก็สูงกว่า 2,000 ppm มีเหตุผลทุกประการที่เชื่อได้ว่าสถานการณ์จะคล้ายคลึงกันในสำนักงานและอพาร์ตเมนต์หลายแห่ง

นักสรีรวิทยาพิจารณาว่า 800 ppm เป็นระดับคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปลอดภัยสำหรับความเป็นอยู่ที่ดีของมนุษย์

การศึกษาอื่นพบความเชื่อมโยงระหว่างระดับ CO2 และความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่น ยิ่งระดับคาร์บอนไดออกไซด์สูงเท่าไร เราก็ยิ่งต้องทนทุกข์ทรมานจากความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่น ซึ่งทำลายเซลล์ของร่างกายเรามากขึ้น

คาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศของโลก

มี CO2 เพียงประมาณ 0.04% ในชั้นบรรยากาศของโลกของเรา (ซึ่งก็คือประมาณ 400 ppm) และยิ่งน้อยลงไปอีก: ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เกินเครื่องหมาย 400 ppm ในฤดูใบไม้ร่วงปี 2559 เท่านั้น นักวิทยาศาสตร์เชื่อมโยงระดับ CO2 ที่เพิ่มขึ้นในชั้นบรรยากาศกับการพัฒนาอุตสาหกรรม: กลางศตวรรษที่ 18ศตวรรษ ก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรม มีค่าเพียงประมาณ 270 ppm

คาร์บอนไดออกไซด์ (คาร์บอนไดออกไซด์)เรียกอีกอย่างว่าคาร์บอนไดออกไซด์เป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดในเครื่องดื่มอัดลม โดยจะกำหนดรสชาติและความเสถียรทางชีวภาพของเครื่องดื่ม ทำให้เครื่องดื่มมีคุณสมบัติเป็นประกายและสดชื่น

คุณสมบัติทางเคมี. ใน ทางเคมีคาร์บอนไดออกไซด์มีความเฉื่อย เกิดขึ้นพร้อมกับการหลั่ง ปริมาณมากความร้อนเนื่องจากเป็นผลจากการเกิดออกซิเดชันของคาร์บอนโดยสมบูรณ์จึงมีความทนทานสูง ปฏิกิริยาการลดคาร์บอนไดออกไซด์จะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงเท่านั้น ตัวอย่างเช่น เมื่อทำปฏิกิริยากับโพแทสเซียมที่อุณหภูมิ 230° C คาร์บอนไดออกไซด์จะลดลงเป็นกรดออกซาลิก:

กำลังเข้า ปฏิกิริยาเคมีด้วยน้ำก๊าซในปริมาณไม่เกิน 1% ของเนื้อหาในสารละลายจะก่อให้เกิดกรดคาร์บอนิกซึ่งแยกตัวออกเป็น H +, HCO 3 -, CO 2 3- ไอออน ใน สารละลายที่เป็นน้ำคาร์บอนไดออกไซด์เข้าสู่ปฏิกิริยาเคมีได้ง่ายทำให้เกิดเกลือคาร์บอนไดออกไซด์ต่างๆ ดังนั้นสารละลายคาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นน้ำจึงมีฤทธิ์รุนแรงต่อโลหะและยังส่งผลเสียต่อคอนกรีตด้วย

คุณสมบัติทางกายภาพสำหรับเครื่องดื่มคาร์บอเนตจะใช้คาร์บอนไดออกไซด์เข้าไป สถานะของเหลวการบีบอัดจนถึงแรงดันสูง คาร์บอนไดออกไซด์อาจอยู่ในสถานะก๊าซหรือของแข็งก็ได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน อุณหภูมิและความดันที่สอดคล้องกับสิ่งนี้ สถานะของการรวมตัวแสดงในแผนภาพสมดุลเฟส (รูปที่ 13)

ที่อุณหภูมิลบ 56.6 ° C และความดัน 0.52 Mn/m 2 (5.28 กก./ซม. 2) ซึ่งสอดคล้องกับจุดสามจุด คาร์บอนไดออกไซด์สามารถอยู่ในสถานะก๊าซ ของเหลว และของแข็งได้พร้อมกัน ที่อุณหภูมิและความดันสูงขึ้น คาร์บอนไดออกไซด์จะอยู่ในสถานะของเหลวและก๊าซ ที่อุณหภูมิและความดันต่ำกว่าค่าเหล่านี้ ก๊าซซึ่งผ่านสถานะของเหลวโดยตรงจะผ่านเข้าสู่สถานะก๊าซ (ระเหิด) ที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิวิกฤติที่ 31.5° C ไม่มีแรงดันเท่าใดที่สามารถกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในรูปของเหลวได้

ในสถานะก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และมีรสเปรี้ยวเล็กน้อย ที่อุณหภูมิ 0° C และความดันบรรยากาศ ความหนาแน่นของคาร์บอนไดออกไซด์คือ 1.9769 กิโลกรัม/เอฟ 3 ; หนักกว่าอากาศ 1.529 เท่า ที่อุณหภูมิ 0°C และความดันบรรยากาศ ก๊าซ 1 กิโลกรัมมีปริมาตร 506 ลิตร ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตร อุณหภูมิ และความดันของคาร์บอนไดออกไซด์แสดงได้ด้วยสมการ:

โดยที่ V คือปริมาตรของก๊าซ 1 กิโลกรัมในหน่วย m 3 /กก. T - อุณหภูมิของก๊าซใน° K; P - แรงดันแก๊สใน N/m 2; R - ค่าคงที่ของแก๊ส A คือค่าเพิ่มเติมที่คำนึงถึงความเบี่ยงเบนจากสมการสถานะของก๊าซในอุดมคติ

คาร์บอนไดออกไซด์เหลว- ของเหลวไม่มีสี โปร่งใส เคลื่อนที่ได้ง่าย ชวนให้นึกถึงแอลกอฮอล์หรืออีเทอร์ ความหนาแน่นของของเหลวที่อุณหภูมิ 0°C คือ 0.947 ที่อุณหภูมิ 20°C ก๊าซเหลวจะถูกเก็บไว้ภายใต้ความดัน 6.37 Mn/m2 (65 กก./ซม.2) ในถังเหล็ก เมื่อของเหลวไหลออกจากกระบอกสูบอย่างอิสระ จะระเหยและดูดซับความร้อนจำนวนมาก เมื่ออุณหภูมิลดลงถึงลบ 78.5° C ของเหลวบางส่วนจะแข็งตัวและกลายเป็นน้ำแข็งแห้ง น้ำแข็งแห้งมีความแข็งใกล้เคียงกับชอล์กและมีสีขาวด้าน น้ำแข็งแห้งระเหยช้ากว่าของเหลว และเปลี่ยนเป็นสถานะก๊าซทันที

ที่อุณหภูมิลบ 78.9 ° C และความดัน 1 กก./ซม. 2 (9.8 MN/m 2) ความร้อนของการระเหิดของน้ำแข็งแห้งคือ 136.89 kcal/kg (573.57 kJ/kg)

YouTube สารานุกรม

• 1 / 5

  คาร์บอน (IV) มอนอกไซด์ไม่สนับสนุนการเผาไหม้ มีเพียงไม่กี่การเผาไหม้ในนั้น โลหะที่ใช้งานอยู่: :

  2 M g + C O 2 → 2 M g O + C (\displaystyle (\mathsf (2Mg+CO_(2)\rightarrow 2MgO+C)))

  ปฏิสัมพันธ์กับโลหะออกไซด์ที่ใช้งานอยู่:

  C a O + C O 2 → C a C O 3 (\displaystyle (\mathsf (CaO+CO_(2)\rightarrow CaCO_(3))))

  เมื่อละลายน้ำจะเกิดกรดคาร์บอนิก:

  C O 2 + H 2 O ⇄ H 2 C O 3 (\displaystyle (\mathsf (CO_(2)+H_(2)O\rightleftarrows H_(2)CO_(3))))

  ทำปฏิกิริยากับด่างเพื่อสร้างคาร์บอเนตและไบคาร์บอเนต:

  C a (O H) 2 + C O 2 → C a C O 3 ↓ + H 2 O (\displaystyle (\mathsf (Ca(OH)_(2)+CO_(2)\rightarrow CaCO_(3)\downarrow +H_( 2)โอ)))(ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่อคาร์บอนไดออกไซด์) K O H + C O 2 → K H C O 3 (\displaystyle (\mathsf (KOH+CO_(2)\rightarrow KHCO_(3))))

  ทางชีวภาพ

  ร่างกายมนุษย์ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 1 กิโลกรัมต่อวัน

  คาร์บอนไดออกไซด์นี้ถูกขนส่งจากเนื้อเยื่อ ซึ่งก่อตัวเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์สุดท้ายของกระบวนการเมแทบอลิซึม ผ่านระบบหลอดเลือดดำ และถูกขับออกมาในอากาศที่หายใจออกผ่านทางปอด ดังนั้นปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดจึงอยู่ในระบบหลอดเลือดดำสูง และลดลงในเครือข่ายเส้นเลือดฝอยของปอด และมีในเลือดแดงต่ำ ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในตัวอย่างเลือดมักแสดงออกมาในรูปของความดันบางส่วน กล่าวคือ ความดันที่ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีอยู่ในตัวอย่างเลือดจะมีได้หากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์นั้นครอบครองปริมาตรทั้งหมดของตัวอย่างเลือด

  การขนส่งคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ในเลือดด้วยวิธีที่แตกต่างกันสามวิธี (สัดส่วนที่แน่นอนของวิธีการขนส่งทั้งสามวิธีขึ้นอยู่กับว่าเลือดเป็นหลอดเลือดแดงหรือหลอดเลือดดำ)

  เฮโมโกลบินซึ่งเป็นโปรตีนหลักในการลำเลียงออกซิเจนของเซลล์เม็ดเลือดแดง สามารถขนส่งทั้งออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ได้ อย่างไรก็ตาม คาร์บอนไดออกไซด์จับกับฮีโมโกลบินที่ตำแหน่งอื่นที่ไม่ใช่ออกซิเจน มันจับกับปลาย N ของสายโกลบิน แทนที่จะจับกับฮีม อย่างไรก็ตามเนื่องจากผลกระทบของอัลโลสเตอริกซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงการกำหนดค่าของโมเลกุลฮีโมโกลบินเมื่อจับกันการจับของคาร์บอนไดออกไซด์จะลดความสามารถของออกซิเจนในการจับกับมันที่ความดันบางส่วนของออกซิเจนที่กำหนดและในทางกลับกัน - การจับกันของออกซิเจนกับเฮโมโกลบินจะช่วยลดความสามารถของคาร์บอนไดออกไซด์ในการจับกับมันที่ความดันบางส่วนของคาร์บอนไดออกไซด์ที่กำหนด นอกจากนี้ความสามารถของเฮโมโกลบินในการจับกับออกซิเจนหรือคาร์บอนไดออกไซด์เป็นพิเศษยังขึ้นอยู่กับค่า pH ของสิ่งแวดล้อมด้วย คุณสมบัติเหล่านี้มีความสำคัญมากสำหรับการดูดซึมและการขนส่งออกซิเจนจากปอดสู่เนื้อเยื่อได้สำเร็จ และการปล่อยออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อได้สำเร็จ เช่นเดียวกับความสำเร็จในการดูดซึมและขนส่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากเนื้อเยื่อเข้าสู่ปอดและปล่อยออกมาที่นั่น

  คาร์บอนไดออกไซด์เป็นหนึ่งในสื่อกลางที่สำคัญที่สุดในการควบคุมการไหลเวียนของเลือดอัตโนมัติ เป็นยาขยายหลอดเลือดอันทรงพลัง ดังนั้นหากระดับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในเนื้อเยื่อหรือเลือดเพิ่มขึ้น (เช่น เนื่องจากการเผาผลาญที่รุนแรง - เกิดจากการพูด การออกกำลังกาย การอักเสบ ความเสียหายของเนื้อเยื่อ หรือเนื่องจากการอุดตันของการไหลเวียนของเลือด เนื้อเยื่อขาดเลือด) เส้นเลือดฝอยจะขยายตัว ซึ่งนำไปสู่การไหลเวียนของเลือดที่เพิ่มขึ้นและส่งผลให้การส่งออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อเพิ่มขึ้นและการขนส่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่สะสมออกจากเนื้อเยื่อ นอกจากนี้คาร์บอนไดออกไซด์ในระดับความเข้มข้นที่แน่นอน (เพิ่มขึ้น แต่ยังไม่ถึงค่าที่เป็นพิษ) มีผลเชิงบวกต่อกล้ามเนื้อหัวใจตายและ chronotropic และเพิ่มความไวต่ออะดรีนาลีนซึ่งนำไปสู่การเพิ่มความแข็งแกร่งและความถี่ของการหดตัวของหัวใจ เอาท์พุตและผลที่ตามมาคือ , ปริมาตรเลือดในหลอดเลือดสมองและนาที นอกจากนี้ยังช่วยแก้ไขภาวะขาดออกซิเจนของเนื้อเยื่อและภาวะแคปเนียสูง (เพิ่มระดับคาร์บอนไดออกไซด์)

  ไอออนของไบคาร์บอเนตมีความสำคัญมากในการควบคุม pH ของเลือดและรักษาสมดุลของกรดเบสให้เป็นปกติ อัตราการหายใจส่งผลต่อปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือด การหายใจที่อ่อนแอหรือช้าทำให้เกิดภาวะความเป็นกรดในทางเดินหายใจ ในขณะที่การหายใจเร็วและลึกมากเกินไปจะนำไปสู่การหายใจเร็วเกินปกติและการพัฒนาของภาวะความเป็นด่างของระบบทางเดินหายใจ

  นอกจากนี้คาร์บอนไดออกไซด์ยังมีความสำคัญในการควบคุมการหายใจอีกด้วย แม้ว่าร่างกายของเราต้องการออกซิเจนเพื่อรองรับการเผาผลาญ แต่ระดับออกซิเจนในเลือดหรือเนื้อเยื่อต่ำมักจะไม่กระตุ้นการหายใจ (หรือค่อนข้างจะกระตุ้นผลจากการขาดออกซิเจนต่อการหายใจนั้นอ่อนแอเกินไปและ "เปิด" ช้าในเวลามาก ระดับต่ำออกซิเจนในเลือดซึ่งบุคคลมักหมดสติ) โดยปกติการหายใจจะถูกกระตุ้นโดยการเพิ่มระดับคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือด ศูนย์ทางเดินหายใจมีความไวต่อระดับคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นมากกว่าการขาดออกซิเจน ผลที่ตามมาก็คือ การหายใจเอาอากาศที่บางมาก (โดยมีความดันออกซิเจนบางส่วนต่ำ) หรือส่วนผสมของก๊าซที่ไม่มีออกซิเจนเลย (เช่น ไนโตรเจน 100% หรือไนตรัสออกไซด์ 100%) อาจทำให้หมดสติได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ทำให้เกิดความรู้สึก ขาดอากาศ (เพราะระดับคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดไม่เพิ่มขึ้นเพราะไม่มีอะไรขัดขวางการหายใจออก) สิ่งนี้เป็นอันตรายอย่างยิ่งสำหรับนักบินเครื่องบินทหารที่บินอยู่ ระดับความสูง(ในกรณีที่ห้องโดยสารตกฉุกเฉิน นักบินอาจหมดสติได้อย่างรวดเร็ว) คุณลักษณะของระบบควบคุมการหายใจนี้เป็นเหตุผลว่าทำไมพนักงานต้อนรับบนเครื่องบินจึงแนะนำให้ผู้โดยสารในกรณีที่มีแรงกดดันในห้องโดยสารของเครื่องบิน ก่อนอื่นให้สวมหน้ากากออกซิเจนด้วยตนเองก่อนที่จะพยายามช่วยเหลือผู้อื่น - โดยการทำเช่นนี้ ผู้ช่วยเสี่ยงที่จะหมดสติอย่างรวดเร็วและถึงแม้จะไม่รู้สึกตัวก็ตาม วินาทีสุดท้ายรู้สึกไม่สบายและต้องการออกซิเจน

  ศูนย์ทางเดินหายใจของมนุษย์พยายามรักษาความดันบางส่วนของคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดแดงให้ไม่เกิน 40 mmHg ด้วยการหายใจเร็วอย่างมีสติ ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดแดงสามารถลดลงเหลือ 10-20 mmHg ในขณะที่ปริมาณออกซิเจนในเลือดจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลงหรือเพิ่มขึ้นเล็กน้อย และความจำเป็นในการหายใจอีกครั้งจะลดลงอันเป็นผลมาจากการลดลง ในการกระตุ้นคาร์บอนไดออกไซด์ต่อกิจกรรม ศูนย์ทางเดินหายใจ- นี่คือเหตุผลว่าทำไม หลังจากมีการหายใจเร็วเกินอย่างมีสติเป็นระยะเวลาหนึ่ง คุณจะกลั้นหายใจได้เป็นเวลานานได้ง่ายกว่าเมื่อไม่มีการหายใจเร็วเกินครั้งก่อน การจงใจหายใจเร็วเกินเหตุตามด้วยการกลั้นหายใจอาจทำให้หมดสติก่อนที่บุคคลนั้นจะรู้สึกว่าจำเป็นต้องหายใจ ในสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัยการหมดสติดังกล่าวไม่ได้คุกคามสิ่งใดเป็นพิเศษ (เมื่อหมดสติบุคคลจะสูญเสียการควบคุมตัวเองหยุดกลั้นหายใจและหายใจเข้าหายใจและด้วยออกซิเจนที่ส่งไปยังสมองก็จะเป็น ฟื้นแล้วจิตก็จะกลับคืนมา) อย่างไรก็ตาม ในสถานการณ์อื่นๆ เช่น ก่อนดำน้ำ สิ่งนี้อาจเป็นอันตรายได้ (การสูญเสียสติและจำเป็นต้องหายใจจะเกิดขึ้นที่ระดับความลึก และหากไม่มีการควบคุมสติ น้ำจะเข้าสู่ทางเดินหายใจ ซึ่งอาจนำไปสู่การจมน้ำได้) นี่คือเหตุผลว่าทำไมการหายใจเร็วเกินไปก่อนดำน้ำจึงเป็นอันตรายและไม่แนะนำ

  ใบเสร็จ

  ในปริมาณทางอุตสาหกรรม คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกปล่อยออกมาจากก๊าซไอเสียหรือเป็นผลพลอยได้ กระบวนการทางเคมีตัวอย่างเช่นระหว่างการสลายตัวของคาร์บอเนตธรรมชาติ (หินปูน, โดโลไมต์) หรือระหว่างการผลิตแอลกอฮอล์ (การหมักแอลกอฮอล์) ส่วนผสมของก๊าซที่เกิดขึ้นจะถูกล้างด้วยสารละลายโพแทสเซียมคาร์บอเนตซึ่งดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์และกลายเป็นไบคาร์บอเนต สารละลายไบคาร์บอเนตสลายตัวเมื่อถูกความร้อนหรือภายใต้ความดันลดลง ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา ในการติดตั้งที่ทันสมัยเพื่อการผลิตคาร์บอนไดออกไซด์แทนที่จะใช้ไบคาร์บอเนตมักใช้สารละลายโมโนเอทานอลเอมีนที่เป็นน้ำซึ่งภายใต้เงื่อนไขบางประการสามารถดูดซับCO₂ที่มีอยู่ในก๊าซไอเสียและปล่อยออกมาเมื่อถูกความร้อน สิ่งนี้จะแยกผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปออกจากสารอื่น

  นอกจากนี้ คาร์บอนไดออกไซด์ยังถูกผลิตขึ้นในโรงแยกอากาศโดยเป็นผลพลอยได้จากการผลิตออกซิเจน ไนโตรเจน และอาร์กอนบริสุทธิ์

  ในห้องปฏิบัติการ จะได้ปริมาณเล็กน้อยจากการทำปฏิกิริยาคาร์บอเนตและไบคาร์บอเนตกับกรด เช่น หินอ่อน ชอล์ก หรือโซดา กับกรดไฮโดรคลอริก โดยใช้อุปกรณ์ Kipp เป็นต้น การใช้ปฏิกิริยาของกรดซัลฟิวริกกับชอล์กหรือหินอ่อนทำให้เกิดแคลเซียมซัลเฟตที่ละลายน้ำได้เล็กน้อย ซึ่งจะรบกวนปฏิกิริยา และถูกกำจัดออกไปด้วยกรดส่วนเกินที่มีนัยสำคัญ

  ในการเตรียมเครื่องดื่มคุณสามารถใช้ปฏิกิริยาของเบกกิ้งโซดากับกรดซิตริกหรือน้ำมะนาวเปรี้ยวได้ ในรูปแบบนี้เครื่องดื่มอัดลมตัวแรกปรากฏขึ้น เภสัชกรมีส่วนร่วมในการผลิตและจำหน่าย

  แอปพลิเคชัน

  ใน อุตสาหกรรมอาหารคาร์บอนไดออกไซด์ถูกใช้เป็นสารกันบูดและหัวเชื้อตามที่ระบุไว้บนบรรจุภัณฑ์พร้อมรหัส E290.

  อุปกรณ์สำหรับจ่ายก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ให้กับตู้ปลาอาจรวมถึงถังเก็บก๊าซด้วย วิธีการผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ง่ายและแพร่หลายที่สุดนั้นมาจากการออกแบบสำหรับทำเครื่องดื่มผสมแอลกอฮอล์ ในระหว่างการหมัก คาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาอาจให้สารอาหารแก่พืชในตู้ปลาได้เป็นอย่างดี

  คาร์บอนไดออกไซด์ถูกใช้ในการทำน้ำมะนาวคาร์บอเนตและน้ำอัดลม คาร์บอนไดออกไซด์ยังใช้เป็นสื่อในการป้องกันในการเชื่อมลวด แต่ที่อุณหภูมิสูงจะสลายตัวและปล่อยออกซิเจนออกมา ออกซิเจนที่ปล่อยออกมาจะทำให้โลหะออกซิไดซ์ ในเรื่องนี้จำเป็นต้องใส่สารกำจัดออกซิไดซ์เช่นแมงกานีสและซิลิคอนเข้าไปในลวดเชื่อม ผลที่ตามมาอีกประการหนึ่งของอิทธิพลของออกซิเจนซึ่งสัมพันธ์กับการเกิดออกซิเดชันก็คือแรงตึงผิวลดลงอย่างมากซึ่งนำไปสู่การกระเด็นของโลหะที่รุนแรงกว่าเมื่อทำการเชื่อมในสภาพแวดล้อมเฉื่อย

  การจัดเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในถังเหล็กที่มีสถานะเป็นของเหลวจะให้ผลกำไรมากกว่าในรูปของก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์มีอุณหภูมิวิกฤติค่อนข้างต่ำที่ +31°C คาร์บอนไดออกไซด์เหลวประมาณ 30 กิโลกรัมถูกเทลงในกระบอกสูบมาตรฐานขนาด 40 ลิตร และที่อุณหภูมิห้องจะมีสถานะเป็นของเหลวในกระบอกสูบ และความดันจะอยู่ที่ประมาณ 6 MPa (60 kgf/cm²) หากอุณหภูมิสูงกว่า +31°C คาร์บอนไดออกไซด์จะเข้าสู่สถานะวิกฤตยิ่งยวดโดยมีความดันสูงกว่า 7.36 MPa แรงดันใช้งานมาตรฐานสำหรับกระบอกสูบขนาด 40 ลิตรปกติคือ 15 MPa (150 กก./ซม.²) แต่ต้องทนแรงดันได้สูงกว่า 1.5 เท่าอย่างปลอดภัย ซึ่งก็คือ 22.5 MPa ดังนั้นการทำงานกับกระบอกสูบดังกล่าวจึงถือว่าค่อนข้างปลอดภัย

  คาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นของแข็ง - “น้ำแข็งแห้ง” - ใช้เป็นสารทำความเย็นในการวิจัยในห้องปฏิบัติการ ในการค้าปลีก ระหว่างการซ่อมแซมอุปกรณ์ (เช่น การทำความเย็นชิ้นส่วนผสมพันธุ์ชิ้นหนึ่งในระหว่างการกดพอดี) เป็นต้น คาร์บอนไดออกไซด์ถูกใช้เพื่อทำให้เป็นของเหลว คาร์บอนไดออกไซด์และผลิตน้ำแข็งแห้ง

  วิธีการลงทะเบียน

  จำเป็นต้องมีการวัดความดันบางส่วนของคาร์บอนไดออกไซด์ กระบวนการทางเทคโนโลยีในการใช้งานทางการแพทย์ - การวิเคราะห์สารผสมทางเดินหายใจระหว่างการช่วยหายใจแบบประดิษฐ์และในระบบช่วยชีวิตแบบปิด การวิเคราะห์ความเข้มข้นของ CO 2 ในบรรยากาศใช้เพื่อสิ่งแวดล้อมและ การวิจัยทางวิทยาศาสตร์เพื่อศึกษาปรากฏการณ์เรือนกระจก คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกบันทึกโดยใช้เครื่องวิเคราะห์ก๊าซตามหลักการอินฟราเรดสเปกโทรสโกปีและระบบตรวจวัดก๊าซอื่นๆ เครื่องวิเคราะห์ก๊าซทางการแพทย์สำหรับบันทึกปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศที่หายใจออกเรียกว่าแคปโนกราฟ สำหรับการวัดความเข้มข้นต่ำของ CO 2 (รวมถึง ) ในก๊าซในกระบวนการหรือใน อากาศในชั้นบรรยากาศคุณสามารถใช้วิธีแก๊สโครมาโตกราฟีกับมีเทนเนเตอร์และลงทะเบียนบนเครื่องตรวจจับไอออไนเซชันด้วยเปลวไฟ

  คาร์บอนไดออกไซด์ในธรรมชาติ

  ความผันผวนของความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศบนโลกในแต่ละปีนั้นถูกกำหนดโดยพืชพรรณในละติจูดกลาง (40-70°) ของซีกโลกเหนือเป็นหลัก

  คาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมากถูกละลายในมหาสมุทร

  คาร์บอนไดออกไซด์เป็นส่วนสำคัญของบรรยากาศของดาวเคราะห์บางดวงในระบบสุริยะ ได้แก่ ดาวศุกร์ ดาวอังคาร

  ความเป็นพิษ

  คาร์บอนไดออกไซด์ไม่เป็นพิษ แต่เนื่องจากผลของความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นในอากาศต่อสิ่งมีชีวิตที่หายใจด้วยอากาศ จึงจัดเป็นก๊าซที่ทำให้หายใจไม่ออก (ภาษาอังกฤษ)ภาษารัสเซีย- ความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยภายในอาคารสูงถึง 2-4% ทำให้เกิดอาการง่วงนอนและอ่อนแอในผู้คน ความเข้มข้นที่เป็นอันตรายถือเป็นระดับประมาณ 7-10% ซึ่งอาการหายใจไม่ออกจะเกิดขึ้น โดยแสดงออกมาด้วยอาการปวดศีรษะ เวียนศีรษะ สูญเสียการได้ยิน และหมดสติ (อาการคล้ายกับอาการเจ็บป่วยจากที่สูง) ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นในช่วงระยะเวลาหนึ่ง นาทีถึงหนึ่งชั่วโมง หากสูดอากาศที่มีก๊าซความเข้มข้นสูงเข้าไป การเสียชีวิตจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วจากการหายใจไม่ออก

  แม้ว่าในความเป็นจริงแม้ความเข้มข้นของ CO 2 5-7% ก็ไม่เป็นอันตรายถึงตาย แต่ที่ความเข้มข้น 0.1% แล้ว (ระดับคาร์บอนไดออกไซด์นี้สังเกตได้ในอากาศของมหานคร) ผู้คนเริ่มรู้สึกอ่อนแอและง่วงนอน นี่แสดงให้เห็นว่าแม้ในระดับออกซิเจนสูง แต่ความเข้มข้นของ CO 2 ในระดับสูงก็ส่งผลอย่างมากต่อความเป็นอยู่ที่ดี

  การสูดดมอากาศด้วยความเข้มข้นของก๊าซที่เพิ่มขึ้นไม่นำไปสู่ปัญหาสุขภาพในระยะยาวและหลังจากนำเหยื่อออกจากบรรยากาศที่ปนเปื้อนแล้ว การฟื้นฟูสุขภาพที่สมบูรณ์จะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว

  คาร์บอน

  ธาตุคาร์บอน 6 C อยู่ในคาบที่ 2 ใน กลุ่มย่อยหลัก PS กลุ่มที่ 4

  ความสามารถของความจุของคาร์บอนถูกกำหนดโดยโครงสร้างของชั้นอิเล็กทรอนิกส์ด้านนอกของอะตอมในพื้นดินและสภาวะตื่นเต้น:

  เมื่ออยู่ในสถานะพื้นดิน อะตอมของคาร์บอนสามารถก่อตัวเป็นสองอะตอมได้ พันธะโควาเลนต์โดยกลไกการเผาผลาญและอีกอย่างหนึ่ง พันธบัตรผู้บริจาคและผู้รับฉันใช้วงโคจรว่าง อย่างไรก็ตาม ในสารประกอบส่วนใหญ่ อะตอมของคาร์บอนจะอยู่ในสถานะตื่นเต้นและมีวาเลนซ์ IV

  สถานะออกซิเดชันที่มีลักษณะเฉพาะที่สุดของคาร์บอนคือ: ในสารประกอบที่มีธาตุอิเล็กโทรเนกาติตีมากกว่า +4 (น้อยกว่า +2); ในสารประกอบที่มีธาตุอิเล็กโทรเนกาติวีตน้อยกว่า -4

  อยู่ในธรรมชาติ

  ปริมาณคาร์บอนใน เปลือกโลก 0.48% โดยน้ำหนัก คาร์บอนอิสระพบได้ในรูปของเพชรและกราไฟท์ คาร์บอนส่วนใหญ่พบได้ในรูปของคาร์บอเนตธรรมชาติ เช่นเดียวกับในเชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น พีท ถ่านหิน น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ (ส่วนผสมของมีเธนและคล้ายคลึงกันที่ใกล้เคียงที่สุด) ในบรรยากาศและไฮโดรสเฟียร์ คาร์บอนจะพบอยู่ในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์ CO 2 (ในอากาศ 0.046% โดยมวล)

  CaCO 3 – หินปูน ชอล์ก หินอ่อน สปาร์ไอซ์แลนด์

  CaCO 3 ∙MgCO 3 – โดโลไมต์

  SiC – คาร์บอรันดัม

  CuCO 3 ∙Cu(OH) 2 – มาลาไคต์

  คุณสมบัติทางกายภาพ

  เพชรมีอะตอม ตาข่ายคริสตัล, การจัดเรียงอะตอมแบบจัตุรมุขในอวกาศ (มุมพันธะคือ 109°), แข็งมาก, ทนไฟ, เป็นฉนวน, ไม่มีสี, โปร่งใส, นำความร้อนได้ไม่ดี

  กราไฟท์มีโครงตาข่ายคริสตัลอะตอม อะตอมเรียงตัวกันเป็นชั้นๆ ที่จุดยอดของรูปหกเหลี่ยมปกติ (มุมพันธะ 120°) สีเทาเข้ม ทึบแสง มีความแวววาวของโลหะ นุ่ม น่าสัมผัส เป็นมัน นำความร้อนและ กระแสไฟฟ้าเหมือนเพชรมีมาก อุณหภูมิสูงการละลาย (3700°C) และการเดือด (4500°C) ความยาวพันธะคาร์บอน-คาร์บอนในเพชร (0.537 นาโนเมตร) ยาวกว่ากราไฟท์ (0.142 นาโนเมตร) ความหนาแน่นของเพชรมากกว่ากราไฟท์

  คาร์บิน – โพลีเมอร์เชิงเส้นประกอบด้วยโซ่สองประเภท: –C≡C–C≡C– หรือ =C=C=C=C= มุมพันธะคือ 180° ผงสีดำ สารกึ่งตัวนำ

  
  
  

  ฟูลเลอรีน – สารที่เป็นผลึกสีดำมีเงาโลหะประกอบด้วยโมเลกุลทรงกลมกลวง (มี โครงสร้างโมเลกุล) องค์ประกอบ C 60, C 70 เป็นต้น อะตอมของคาร์บอนบนพื้นผิวของโมเลกุลเชื่อมต่อกันใน รูปห้าเหลี่ยมปกติและรูปหกเหลี่ยม

  ไดมอนด์ กราไฟท์ ฟูลเลอรีน

  คุณสมบัติทางเคมี

  คาร์บอนไม่ทำงานและทำปฏิกิริยากับฟลูออรีนในช่วงเย็นเท่านั้น กิจกรรมทางเคมีปรากฏที่อุณหภูมิสูง

  คาร์บอนออกไซด์

  คาร์บอนเกิดออกไซด์ที่ไม่ก่อให้เกิดเกลือ CO และออกไซด์ที่เกิดเกลือ CO 2

  คาร์บอนมอนอกไซด์ (II) CO, คาร์บอนมอนอกไซด์, คาร์บอนมอนอกไซด์– ก๊าซไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ละลายในน้ำได้เล็กน้อย มีพิษ พันธะในโมเลกุลนั้นมีสามเท่าและแข็งแกร่งมาก คาร์บอนมอนอกไซด์มีลักษณะเฉพาะคือ คุณสมบัติการบูรณะในการทำปฏิกิริยากับสารเชิงเดี่ยวและสารเชิงซ้อน

  CuO + CO = Cu + CO 2

  เฟ 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

  คาร์บอนมอนอกไซด์ (II) ทำปฏิกิริยากับ H2, NaOH และเมทานอล:

  CO + 2H 2 = CH 3 โอ้

  CO + NaOH = HCOONa

  CO + CH 3 OH = CH 3 COOH

  การผลิตก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์

  1) ในอุตสาหกรรม (ในเครื่องกำเนิดก๊าซ):

  C + O 2 = CO 2 + 402 กิโลจูล จากนั้น CO 2 + C = 2CO – 175 กิโลจูล

  C + H 2 O = CO + H 2 – Q,

  2) ในห้องปฏิบัติการ- การสลายตัวเนื่องจากความร้อนของกรดฟอร์มิกหรือออกซาลิกเมื่อมี H 2 SO4 (เข้มข้น):

  HCOOH → H2O + CO

  H 2 C 2 O 4 → CO + CO 2 + H2O

  คาร์บอนมอนอกไซด์ (IV) CO 2, คาร์บอนไดออกไซด์, คาร์บอนไดออกไซด์- ก๊าซไม่มีสีไม่มีกลิ่นและไม่มีรสละลายในน้ำในปริมาณมากทำให้หายใจไม่ออกภายใต้ความกดดันมันจะกลายเป็นมวลของแข็งสีขาว - "น้ำแข็งแห้ง" ซึ่งใช้เพื่อทำให้อาหารที่เน่าเสียง่ายเย็นลง

  โมเลกุล CO 2 ไม่มีขั้วและมีโครงสร้างเชิงเส้น O=C=O

  ใบเสร็จ

  1. การสลายตัวด้วยความร้อนเกลือของกรดคาร์บอนิก (คาร์บอเนต) การเผาหินปูน – ในอุตสาหกรรม:

  CaCO 3 → CaO + CO 2

  2. การกระทำ กรดแก่สำหรับคาร์บอเนตและไบคาร์บอเนต - ในห้องปฏิบัติการ:

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

  NaHCO 3 + HCl → NaCl + H 2 O + CO 2

  วิธีการรวบรวม

  การกระจัดของอากาศ

  3. การเผาไหม้ของสารที่มีคาร์บอน:

  CH 4 + 2O 2 → 2H 2 O + CO 2

  4. มีปฏิกิริยาออกซิเดชั่นช้าในกระบวนการทางชีวเคมี (การหายใจ การเน่าเปื่อย การหมัก)

  คุณสมบัติทางเคมี

  1) ด้วยน้ำจะให้กรดคาร์บอนิกอ่อน:

  CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3

  2) ทำปฏิกิริยากับออกไซด์และเบสพื้นฐานทำให้เกิดเกลือของกรดคาร์บอนิก

  นา 2 O + CO 2 → นา 2 CO 3

  2NaOH + CO 2 → นา 2 CO 3 + H 2 O

  NaOH + CO 2 (ส่วนเกิน) → NaHCO 3

  3) ที่อุณหภูมิสูงอาจแสดงออกมา คุณสมบัติออกซิไดซ์– ออกซิไดซ์โลหะ

  CO 2 + 2Mg → 2MgO + C

  4) ทำปฏิกิริยากับเปอร์ออกไซด์และซูเปอร์ออกไซด์:

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

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

  ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพสำหรับคาร์บอนไดออกไซด์

  ความขุ่นของน้ำมะนาว Ca(OH) 2 เนื่องจากการก่อตัวของตะกอนสีขาว - เกลือที่ไม่ละลายน้ำ CaCO 3:

  Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 ↓+ H 2 O

  กรดคาร์บอนิก

  H 2 CO 3 มีอยู่ในสารละลายเท่านั้นไม่เสถียรอ่อนแอ dibasic แยกตัวเป็นขั้นตอนก่อตัวเป็นเกลือขนาดกลาง (คาร์บอเนต) และเกลือที่เป็นกรด (ไฮโดรคาร์บอเนต) สารละลายของ CO 2 ในน้ำจะเปลี่ยนสารลิตมัสไม่ใช่สีแดง แต่เป็นสีชมพู

  คุณสมบัติทางเคมี

  1) ด้วยโลหะที่ใช้งานอยู่

  เอช 2 CO 3 + Ca = CaCO 3 + H 2

  2) ด้วยออกไซด์พื้นฐาน

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

  3) มีฐาน

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

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

  4) กรดอ่อนมาก - สลายตัว

  เอช 2 CO 3 = เอช 2 โอ + คาร์บอนไดออกไซด์ 2

  เกลือของกรดคาร์บอนิกเตรียมโดยใช้ CO 2:

  CO 2 + 2NaOH = นา 2 CO 3 + H 2 O

  CO 2 + KOH = KHCO 3

  หรือโดยปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน:

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

  เมื่อทำปฏิกิริยากับ CO 2 ในสารละลายที่เป็นน้ำ คาร์บอเนตจะถูกแปลงเป็นไบคาร์บอเนต:

  นา 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O = 2NaHCO 3

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

  ในทางตรงกันข้าม เมื่อถูกความร้อน (หรือภายใต้อิทธิพลของด่าง) ไบคาร์บอเนตจะถูกแปลงเป็นไบคาร์บอเนต:

  2NaHCO 3 = นา 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O

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

  คาร์บอเนต โลหะอัลคาไล(ยกเว้นลิเธียม) ทนทานต่อความร้อนคาร์บอเนตของโลหะอื่นสลายตัวเมื่อถูกความร้อน:

  MgCO = MgO + CO 2

  เกลือแอมโมเนียมของกรดคาร์บอนิกสลายตัวได้ง่ายเป็นพิเศษ:

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

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

  แอปพลิเคชัน

  คาร์บอนใช้เพื่อให้ได้เขม่า โค้ก โลหะจากแร่ น้ำมันหล่อลื่น ในทางการแพทย์ เป็นตัวดูดซับก๊าซ สำหรับการผลิตปลายสว่าน (เพชร)

  Na 2 CO 3 ∙10H 2 O – โซดาคริสตัล (โซดาแอช)- ใช้ในการผลิตสบู่ แก้ว สีย้อม สารประกอบโซเดียม

  NaHCO 3 – เบกกิ้งโซดา- ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร

  CaCO 3 ใช้ในการก่อสร้างเพื่อผลิต CO 2, CaO;

  K 2 CO 3 – โปแตช;ใช้ผลิตแก้ว สบู่ ปุ๋ย

  CO – เป็นตัวรีดิวซ์เชื้อเพลิง

  CO 2 – สำหรับเก็บอาหาร น้ำอัดลม ผลิตโซดา น้ำตาล

  กระบวนการที่พบบ่อยที่สุดสำหรับการก่อตัวของสารประกอบนี้คือการเน่าเปื่อยของซากสัตว์และพืชการเผาไหม้ ประเภทต่างๆเชื้อเพลิง การหายใจของสัตว์และพืช ตัวอย่างเช่น คนหนึ่งปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณหนึ่งกิโลกรัมสู่ชั้นบรรยากาศต่อวัน คาร์บอนมอนอกไซด์และไดออกไซด์ก็สามารถเกิดขึ้นได้เช่นกัน ธรรมชาติที่ไม่มีชีวิต- คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกปล่อยออกมาระหว่างการระเบิดของภูเขาไฟและยังสามารถผลิตจากแหล่งน้ำแร่ได้อีกด้วย คาร์บอนไดออกไซด์พบได้ในปริมาณเล็กน้อยในชั้นบรรยากาศของโลก

  ลักษณะเฉพาะ โครงสร้างทางเคมีสารประกอบนี้ช่วยให้สามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมีหลายอย่างซึ่งมีคาร์บอนไดออกไซด์เป็นพื้นฐาน

  สูตร

  ในสารประกอบของสารนี้จะเกิดอะตอมของคาร์บอนเตตระวาเลนต์ การเชื่อมต่อเชิงเส้นด้วยออกซิเจนสองโมเลกุล รูปร่างโมเลกุลดังกล่าวสามารถแสดงได้ดังนี้:

  

  ทฤษฎีการผสมพันธุ์อธิบายโครงสร้างของโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์ดังนี้ พันธะซิกมาสองตัวที่มีอยู่เกิดขึ้นระหว่างวงโคจร sp ของอะตอมคาร์บอนและวงโคจรออกซิเจน 2p ทั้งสองวง p-ออร์บิทัลของคาร์บอนซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการผสมพันธุ์จะถูกพันธะร่วมกับออร์บิทัลของออกซิเจนที่คล้ายกัน ใน ปฏิกิริยาเคมีคาร์บอนไดออกไซด์เขียนเป็น: CO 2

  คุณสมบัติทางกายภาพ

  ภายใต้สภาวะปกติจะมีคาร์บอนไดออกไซด์อยู่ ก๊าซไม่มีสีไม่มีกลิ่น มันหนักกว่าอากาศ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้คาร์บอนไดออกไซด์มีพฤติกรรมเหมือนของเหลวได้ ตัวอย่างเช่นสามารถเทจากภาชนะหนึ่งไปอีกภาชนะหนึ่งได้ สารนี้สามารถละลายได้ในน้ำเล็กน้อย - CO 2 ประมาณ 0.88 ลิตรละลายในน้ำหนึ่งลิตรที่อุณหภูมิ 20 ⁰C อุณหภูมิที่ลดลงเล็กน้อยทำให้สถานการณ์เปลี่ยนแปลงไปอย่างสิ้นเชิง - CO 2 1.7 ลิตรสามารถละลายในน้ำลิตรเดียวกันที่อุณหภูมิ17⁰C ด้วยการทำความเย็นที่รุนแรงสารนี้จะตกตะกอนในรูปของเกล็ดหิมะซึ่งเรียกว่า "น้ำแข็งแห้ง" ชื่อนี้มาจากข้อเท็จจริงที่ว่าที่ความดันปกติสารซึ่งผ่านสถานะของเหลวจะกลายเป็นก๊าซทันที คาร์บอนไดออกไซด์เหลวเกิดขึ้นที่ความดันมากกว่า 0.6 MPa และที่อุณหภูมิห้อง

  

  คุณสมบัติทางเคมี

  เมื่อทำปฏิกิริยากับสารออกซิไดซ์ที่แรง 4 คาร์บอนไดออกไซด์จะแสดงคุณสมบัติออกซิไดซ์ ปฏิกิริยาโดยทั่วไปของการโต้ตอบนี้คือ:

  C + CO 2 = 2CO

  ดังนั้นด้วยความช่วยเหลือของถ่านหินคาร์บอนไดออกไซด์จึงลดลงไปสู่การดัดแปลงแบบไดวาเลนท์ - คาร์บอนมอนอกไซด์

  ภายใต้สภาวะปกติ คาร์บอนไดออกไซด์จะเฉื่อย แต่โลหะที่มีฤทธิ์บางชนิดสามารถเผาไหม้ในนั้น โดยดึงออกซิเจนออกจากสารประกอบและปล่อยก๊าซคาร์บอนออกมา ปฏิกิริยาทั่วไปคือการเผาไหม้ของแมกนีเซียม:

  2Mg + CO 2 = 2MgO + C

  ในระหว่างปฏิกิริยาจะเกิดแมกนีเซียมออกไซด์และคาร์บอนอิสระ

  

  ใน สารประกอบเคมี CO 2 มักแสดงคุณสมบัติทั่วไป กรดออกไซด์- ตัวอย่างเช่น มันทำปฏิกิริยากับเบสและออกไซด์พื้นฐาน ผลลัพธ์ของปฏิกิริยาคือเกลือของกรดคาร์บอนิก

  ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาของสารประกอบโซเดียมออกไซด์กับคาร์บอนไดออกไซด์สามารถแสดงได้ดังนี้:

  นา 2 O + CO 2 = นา 2 CO 3;

  2NaOH + CO 2 = นา 2 CO 3 + H 2 O;

  NaOH + CO 2 = NaHCO 3

  กรดคาร์บอนิกและสารละลาย CO 2

  คาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำจะเกิดเป็นสารละลายโดยมีการแยกตัวออกเล็กน้อย สารละลายคาร์บอนไดออกไซด์นี้เรียกว่ากรดคาร์บอนิก ไม่มีสี แสดงออกได้ไม่ดีนัก และมีรสเปรี้ยว

  การบันทึกปฏิกิริยาเคมี:

  CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3

  สมดุลถูกเลื่อนไปทางซ้ายค่อนข้างแรง - เพียงประมาณ 1% ของคาร์บอนไดออกไซด์เริ่มต้นเท่านั้นที่ถูกแปลงเป็นกรดคาร์บอนิก ยิ่งอุณหภูมิสูง โมเลกุลของกรดคาร์บอนิกในสารละลายก็จะน้อยลง เมื่อสารประกอบเดือด จะหายไปอย่างสมบูรณ์ และสารละลายจะสลายตัวเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ สูตรโครงสร้างกรดคาร์บอนิกแสดงไว้ด้านล่าง

  

  คุณสมบัติของกรดคาร์บอนิก

  กรดคาร์บอนิกอ่อนมาก ในสารละลายจะแตกตัวเป็นไฮโดรเจนไอออน H + และสารประกอบ HCO 3 - CO 3 - ไอออนเกิดขึ้นในปริมาณที่น้อยมาก

  กรดคาร์บอนิกเป็นกรดไดเบสิก ดังนั้นเกลือที่เกิดขึ้นจากกรดคาร์บอนิกจึงมีความเป็นกรดปานกลางและเป็นกรดได้ ตามธรรมเนียมทางเคมีของรัสเซีย เกลือปานกลางเรียกว่าคาร์บอเนต และเกลือเข้มข้นเรียกว่าไบคาร์บอเนต

  ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพ

  วิธีหนึ่งที่เป็นไปได้ในการตรวจจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์คือการเปลี่ยนความใสของปูนขาว

  Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O

  ประสบการณ์นี้รู้ได้จาก หลักสูตรของโรงเรียนเคมี. ที่จุดเริ่มต้นของปฏิกิริยา จะเกิดตะกอนสีขาวจำนวนเล็กน้อย ซึ่งต่อมาจะหายไปเมื่อคาร์บอนไดออกไซด์ไหลผ่านน้ำ การเปลี่ยนแปลงความโปร่งใสเกิดขึ้นเนื่องจากในระหว่างกระบวนการโต้ตอบ สารประกอบที่ไม่ละลายน้ำ - แคลเซียมคาร์บอเนต - จะถูกแปลงเป็นสารที่ละลายได้ - แคลเซียมไบคาร์บอเนต ปฏิกิริยาเกิดขึ้นตามเส้นทางนี้:

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

  การผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

  หากคุณต้องการได้รับ CO2 ในปริมาณเล็กน้อย คุณสามารถเริ่มปฏิกิริยาของกรดไฮโดรคลอริกกับแคลเซียมคาร์บอเนต (หินอ่อน) ได้ สัญกรณ์เคมีสำหรับปฏิกิริยานี้มีลักษณะดังนี้:

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

  เพื่อจุดประสงค์นี้ จะใช้ปฏิกิริยาการเผาไหม้ของสารที่มีคาร์บอน เช่น อะเซทิลีน:

  CH 4 + 2O 2 → 2H 2 O + CO 2 -

  อุปกรณ์ Kipp ใช้ในการรวบรวมและจัดเก็บสารที่เป็นก๊าซ

  สำหรับความต้องการของภาคอุตสาหกรรมและ เกษตรกรรมขนาดการผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ต้องมีขนาดใหญ่ วิธีการยอดนิยมสำหรับปฏิกิริยาขนาดใหญ่นี้คือการเผาหินปูนซึ่งก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ สูตรปฏิกิริยาแสดงไว้ด้านล่าง:

  CaCO 3 = CaO + CO 2

  การประยุกต์คาร์บอนไดออกไซด์

  หลังจากการผลิต "น้ำแข็งแห้ง" จำนวนมาก อุตสาหกรรมอาหารได้เปลี่ยนมาใช้พื้นฐาน วิธีการใหม่การเก็บอาหาร เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการผลิตเครื่องดื่มอัดลมและน้ำแร่ ปริมาณ CO 2 ในเครื่องดื่มช่วยให้สดชื่นและยืดอายุการเก็บรักษาได้อย่างมาก และการทำให้น้ำแร่มีคาร์บอนช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงความเหม็นอับและรสชาติที่ไม่พึงประสงค์

  

  ในการปรุงอาหารมักใช้วิธีดับกรดซิตริกด้วยน้ำส้มสายชู ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาจะทำให้ผลิตภัณฑ์ขนมมีความฟูและเบา

  สารประกอบนี้มักใช้เป็น วัตถุเจือปนอาหาร,เพิ่มอายุการเก็บรักษา ผลิตภัณฑ์อาหาร- ตามมาตรฐานสากลสำหรับการจำแนกประเภทของสารเคมีเจือปนในผลิตภัณฑ์รหัส E 290

  ผงคาร์บอนไดออกไซด์เป็นหนึ่งในสารยอดนิยมที่รวมอยู่ในสารผสมดับเพลิง สารนี้ยังพบได้ในโฟมดับเพลิง

  ทางที่ดีควรขนส่งและเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ไว้ในถังโลหะ ที่อุณหภูมิสูงกว่า 31⁰C ความดันในกระบอกสูบอาจถึงขั้นวิกฤติ และ CO 2 ของเหลวจะกลายเป็น สถานะเหนือวิกฤตด้วยแรงดันใช้งานเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเป็น 7.35 MPa กระบอกโลหะสามารถทนแรงดันภายในได้สูงสุด 22 MPa ดังนั้นช่วงความดันที่อุณหภูมิสูงกว่าสามสิบองศาจึงถือว่าปลอดภัย