Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


Углерода двуокись

Углерода двуокись, ангидрид угольной кислоты, углекислый газ, CO2, оксид С (IV), высший окисел углерода. В 1756 Дж. Блэк показал, что при разложении карбоната магния выделяется газ — «связанный воздух» (его состав установил в 1789 А. Лавуазье). Углерода двуокись бесцветный газ, имеющий слегка кисловатые запах и вкус; плотность 0,0019 г/см3 (0 °С. 0,1 Мн/м2), tпл —56,6 °С. tkип —78,5 °С, критическая температура 31 °С, критич. давление 7,62 Мн/м2 (75,2 кгс/см2). При атмосферном давлении и —78,5 °С, минуя жидкое состояние, затвердевает в белую снегообразную массу («сухой лёд»). Жидкая углерода двуокись существует при комнатной температуре лишь при давлении больше 5,85 Мн/м2 (58,5 кгс/см2). Плотность жидкой CO2 0,771 г/см2 (20 °С), твёрдой 1,512 г/см3. Молекула газообразной углерода двуокиси имеет симметричную форму О=С=О с расстоянием С—О 1,162 Å. Твёрдая CO2 кристаллизуется в кубической гранецентрированной решётке, а=5,62 Å. Углерода двуокись термически устойчива, диссоциирует на окись углерода и кислород только при температурах выше 2000 °С. Заметно растворима в воде (по массе %): 0,335 (0 °С); 0,169 (20 °С) и частично взаимодействует с ней с образованием угольной кислоты H2CO3. Растворяется в органических растворителях: ацетоне, бензоле, хлороформе, спиртах. Энергично соединяется с основаниями, давая карбонаты. CO2 не горит и не поддерживает горения. Только очень активные металлы восстанавливают её при высоких температурах (например, магний — при 600 °С, кальций — при 700 °С). CO2 взаимодействует с раскалённым углём: CO2 + С =2СО (реакция имеет большое значение в металлургии); с аммиаком при 160— 200 °С и давлении 10—40 Мн/м2 (100—400 кгс/см2): CO2 + 2NH3 = CO (NH2)2+ + H2O; в присутствии окиси меди с водородом, образуя метан.

  Углерода двуокись входит в состав воздуха: 0,03 объёмных %, общее содержание 2,3×1012 т, в гидросфере, находящейся в равновесии с атмосферой, 1,4×1014 т. CO2 образуется и поступает в атмосферу при горении топлив, гниении органических остатков, брожении, дыхании животных и человека. В результате индустриальных загрязнений содержание углерода двуокиси в атмосфере промышленных городов намного превышает предельно допустимые нормы. Поэтому в ряде технически развитых стран (в том числе и в СССР) осуществляются мероприятия по снижению содержания углерода двуокиси в атмосферном воздухе (см. Охрана природы). Углерода двуокись необходима для развития растений, поглощающих её из атмосферы в процессе фотосинтеза. Атмосферы планет Марса и Венеры содержат углерода двуокись в качестве основного компонента.

  Получают углерода двуокись в промышленности главным образом при обжиге известняка (900—1300 °С) с одновременным получением извести; очистку 002 осуществляют поглощением её растворами соды, поташа или этаноламина. Хранят и перевозят углерода двуокись в сжиженном состоянии под давлением 6 Мн/м2 (60 кгс/см2) в стальных баллонах. В лаборатории CO2 обычно получают взаимодействием соляной кислоты с мрамором.

  Применяется углерода двуокись в производстве газированных вод, пива и сахара. CO2 идёт на изготовление «сухого льда», который служит для хранения и перевозки скоропортящихся пищевых продуктов. В химической промышленности CO2 расходуется на получение соды, мочевины, оксикарбоновых кислот, применяется также как теплоноситель в графитовых реакторах. Углерода двуокись используется для тушения пожаров и при перевозке огнеопасных веществ.

  Б. А. Поповкин.

  В сельском хозяйстве углерода двуокись используют как удобрение. Недостаток её в воздухе, что часто наблюдается в условиях защищенного грунта, особенно при гидропонной культуре (см. Гидропоника), снижает интенсивность фотосинтеза и урожай. Для улучшения углеродного питания растений в теплицах и парниках проводят газацию, то есть в дневное время подают в них газообразную углерода двуокись (из баллонов) или очищенные продукты каталитического горения природного горючего газа и твёрдого топлива (содержат до 15% CO2). Источником газообразной углерода двуокиси может быть твёрдая углерода двуокись («сухой лед»), куски которой раскладывают в помещении, а также органические и минеральные удобрения, выделяющие её при разложении. Эффективность удобрения углерода двуокисью зависит от условий минерального питания растений, освещённости, температуры почвы и воздуха.

  В организме человека и животных углерода двуокись вместе с бикарбонатами образует важную буферную систему крови. Повышение уровня парциального давления углерода двуокиси в крови увеличивает прочность связи кислорода с гемоглобином. Бездействуя (в том числе непосредственно) на центры продолговатого мозга, углерода двуокись участвует в регуляции дыхания и кровообращения. Смесь кислорода (95%) и углерода двуокиси (5%) — так называемый карбоген — используют для лечения отравлений наркотиками, окисью углерода и др. В больших концентрациях углерода двуокись токсична, вызывает гипоксию. Длительное (до нескольких сут) вдыхание углерода двуокиси даже при концентрации 1,5—3% вызывает головную боль, головокружение, тошноту. При концентрации выше 6% (так называемый критический уровень) теряется работоспособность, появляются сонливость, ослабление дыхания и сердечной деятельности, возникает опасность для жизни. Накопление углерода двуокиси в воздухе с одновременным снижением содержания кислорода может наблюдаться в замкнутых, плохо вентилируемых пространствах (например, в шахтах, сточных колодцах), в помещениях, где осуществляются процессы брожения (например, на пивоваренных заводах). Первая помощь: вынести пострадавшего на свежий воздух, провести искусственное дыхание. В воздухе жилых и общественных зданий накопление углерода двуокиси не достигает критических величин; её концентрация — один из санитарно-гигиенических показателей степени чистоты воздушной среды.

  В. Ф. Кириллов.

 

  Лит.: Реми Г., Курс неорганической химии, пер. с нем., т. 1, М., 1972; Некрасов Б. В., Основы общей химии, 3 изд., т. 1— 2, М., 1973: Ахметов Н. С., Неорганическая химия, 2 изд., М., 1975.

 


___

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн