Главная » WIKI

Углекислый газ

На чтение 4 мин. Просмотров 1.6k. Опубликовано

Неотъемлемая часть атмосферы, основное сырье для процесса фотосинтеза зеленых растений, продукт жизнедеятельности живых организмов.

Согласно международной систематической номенклатуре (IUPAC) вещество с формулой CO2 называлось окисью углерода (IV). Тривиальные (общие названия): двуокись углерода или двуокись углерода, двуокись углерода (солеобразующий оксид с кислотными свойствами).

Формула углекислого газа

СО2

Молекула углекислого газа состоит из двух атомов кислорода и одного атома углерода. Структурная формула O=C=O. Валентность углерода равна 4. Степень окисления (+4). Тип связи – ковалентная полярная.

Содержание
  1. Получение углекислого газа
  2. Природные источники углекислого газа
  3. Лабораторные способы получения
  4. Промышленные способы получения
  5. Свойства углекислого газа
  6. Физические свойства
  7. Химические свойства
  8. Применение углекислого газа
  9. Примеры решения задач
  10. Задача 1
  11. Задача 2

Получение углекислого газа

Природные источники углекислого газа

Углекислый газ образуется при медленном окислении в процессах дыхания, брожения и разложения органических веществ. Он выделяется при разложении природных карбонатов, сжигании топлива, образовании дымовых газов. Содержание в воздухе, минеральных источниках.

Организм человека выделяет 1 кг СО2 в сутки. Воздух содержит 0,03% углекислого газа.

Лабораторные способы получения

В лаборатории газ можно получить путем взаимодействия соляной кислоты с мелом, мрамором и содой. Газ собирается вытеснением воздуха.

CaCO3 + 2HCl → CaCl2+ H2O + CO2,

NaHCO3+ HCl → NaCl + H2O + CO2.

Промышленные способы получения

  1. Обжиг известняка: CaCO3 → CaO + CO2.
  2. Как побочный продукт разделения воздуха при производстве кислорода, азота, аргона.

Свойства углекислого газа

Физические свойства

Вещество нетоксичное, негорючее.

Имущество Описание
Статус добавлен в нет Газ
Цвет Бесцветный
Запах Без запаха
Температура плавления -750°С
Температура кипения -56,50°С
Растворимость воды Частично растворяется. При t +150°С в 1 л воды можно растворить 1,7 л углекислого газа
Плотность 1,977 г/л
Молярная масса 44 г/моль

Вещество в твердом агрегатном состоянии называют «сухим льдом».

Высокую концентрацию углекислого газа можно определить органолептически: во рту появляется кисловатый привкус на языке. Повышенное содержание опасно для организма: вызывает удушье.

Химические свойства

  1. Качественная реакция: При взаимодействии углекислого газа с известковым молоком (гидроксидом кальция) образуется карбонат кальция — белый осадок.

СО2 + Са(ОН)2 = СаСО3↓ + Н2О.

  1. CO2, как оксид кислоты, реагирует с водой с образованием угольной кислоты. Эта кислота является нестабильным соединением, которое легко распадается на углекислый газ и воду. Тип реакции – обратимая, комбинированная реакция.

СО2 + Н2О ↔ Н2СО3.

  1. При нагревании разлагается на окись углерода (II) и воду: 2CO2 = 2CO + O2.

  2. Взаимодействует с основными оксидами, с образованием солей:

СаО + СО2 = СаСО3; Al2O3 + 3CO2 = Al2(CO3)3.

Тип реакции – реакция соединения.

  1. Взаимодействует со щелочами, с образованием кислых и средних солей:

СО2 + NaOH = NaHCO3;

СО2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O.

Средняя соль образуется при избытке щелочи. Кислая соль образуется при соотношении количеств вещества оксида и щелочи 1:1.

  1. Реагирует с активными металлами при температуре:

СО2 + 2Mg = С + 2MgO

Углекислый газ в первую очередь проявляет восстановительные свойства, но при взаимодействии с активными металлами является окислителем.

  1. Вступает в реакции взаимодействия с простыми веществами:

CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O (условия реакции — высокая температура, катализатор Cu2O).

Применение углекислого газа

В пищевой промышленности:

  • используется в производстве минеральной воды и газированных напитков;
  • как пищевая добавка (Е290) увеличивает срок годности продуктов;
  • в качестве разрыхлителя придает легкость и пышность кондитерским изделиям;
  • как хладагент;
  • для удаления кофеина из кофе.

В авиамоделях используется как источник энергии для двигателей; используется в пневматическом оружии; как заправочная станция для углекислотных огнетушителей. Используется в качестве защитной среды при сварке.

Углекислый газ применяют и в медицине: его используют для криодеструкции новообразований, он служит стимулятором глубокого дыхания.

В химической промышленности газ используется при синтезе химических продуктов, производстве солей углекислоты, сушке и очистке полимеров, волокон растительного и животного происхождения. Применяется для очистки сточных вод, повышает электропроводность сверхчистой воды.

Примеры решения задач

Задача 1

Найдите массовую долю углерода в углекислом газе.

Решение

М(СО2) = 12 + 2х16 = 44 г/моль.

Ar(C) = 12 г/моль.

W(C) = 12/44 = 0,27 или 27%

Ответ: Массовая доля углерода в углекислом газе составляет 27%.

Задача 2

Рассчитайте объем углекислого газа, выделившегося при взаимодействии соляной кислоты с мрамором массой 100 г.

Решение

300г-XL

CaCO3 + 2HCl → CaCl2+ H2O + CO2

1 моль — 1 моль

100г/моль — 22,4л/моль

100 г — 22,4 л

х (СО2) = 300х22,4/100 = 67,2 (л).

Ответ: Объем углекислого газа равен 67,2 литра.

Оцените статью