Вуглекислий газ формула: Углекислый газ (CO2) – это бесцветный, не имеющий запаха, негорючий и слабокислотный сжиженный газ

Вуглекислий газ хімія — legoshonok.ru

Скачать вуглекислий газ хімія rtf

Углекислый газ. Мы собрали для Вас самую интересную информацию об одном из самых важных химических соединений на Земле.  Газировка, вулкан, Венера, рефрижератор – что между ними общего? Углекислый газ. Мы собрали для Вас самую интересную информацию об одном из самых важных химических соединений на Земле. Содержание: Что такое диоксид углерода.

Свойства углекислого газа. Углекислый газ в природе: естественные источники. Перш ніж розглядати хімічні властивості вуглекислого газу, з’ясуємо деякі характеристики даного з’єднання. Загальні відомості. Вуглекислий газ є найважливішим компонентом газованої води. Саме він надає напоїв свіжість, грайливість. Ця сполука є кислотним, солеобразующим оксидом. Відносна молекулярна маса вуглекислого газу становить 44 г/моль.

Цей газ важчий за повітря, тому накопичується в нижній частині приміщення. Вуглекислий газ на їжу перетворює ужгородський учений. Сегодня. มุมมอง หลายเดือนก่อน. Досліди з повітрям. Вуглекислий газ є складовою повітря. Алла Шахназарова. มุมมอง ปีที่แล้ว.  Добування вуглекислого газу взаємодією крейди з кислотою. Вуглекислий газ не підтримує горіння. Тераформування. Общие химические свойства углекислого газа: CO2 инертен, то есть химически не активен; при попадании в водный раствор легко вступает в реакции.

Большинство кислотных оксидов устойчивы к высоким температурам, но углекислота при их воздействии восстанавливается. Взаимодействие с другими веществами: 1) Углекислота относится к кислотным оксидам, то есть в сочетании с водой образуется кислота. Однако угольная кислота неустойчива и распадается сразу. Углекислый газ – бинарное химическое соединение углерода и кислорода, имеющее формулу CO2. Углекислый газ, формула, молекула, строение, состав, вещество.

Физические свойства углекислого газа. Сухой лёд. Получение углекислого газа. Химические свойства углекислого газа. Химические реакции (уравнения) углекислого газа. Применение углекислого газа. Цена на CO2.

Углекислый газ – бинарное химическое соединение углерода и кислорода, имеющее формулу CO2. Углекислый газ, формула, молекула, строение, состав, вещество. Физические свойства углекислого газа. Сухой лёд. Получение углекислого газа.

Химические свойства углекислого газа. Химические реакции (уравнения) углекислого газа. Применение углекислого газа. Цена на CO2. Углекислый газ или СО2 обладает большим количеством качеств, которые не могут не использоваться в химической промышленности и быту. Что такое углекислый газ. Оксид углерода (IV) представляет собой тяжёлый газ.  Углекислый газ не окисляется, но может поддерживать горение некоторых металлов.

В среде углекислоты, при определённых условиях, могут возгораться такие активные элементы как магний, кальций и барий. Углекислый газ состоит из углерода и кислорода. Формула углекислого газа выглядит так – CO₂. В природе он образуется при сжигании или гниении органических веществ.

В воздухе и минеральных источниках содержание газа также достаточно велико. кроме того люди и животные также выделяют диоксид углерода при выдыхании. Рис. 1. Молекула углекислого газа. Диоксид углерода является абсолютно бесцветным газом, его невозможно увидеть. Также он не имеет и запаха.

rtf, EPUB, doc, fb2

Похожее:

Пометун о.і історія україни вступ до історії 5 клас

Теорія розподілу влад історія та сучасність

Інформатика підручник для 6 класу за новою програмою

Упатова клас 10 біологія

Історія іграшок забуті часом українською

Інтертекстуальність курсова

Кросворди для правознавство

ЗНАТИ МОЛЕКУЛЯРНУ ФОРМУЛУ ВУГЛЕКИСЛОГО ГАЗУ — НАУКИ

Двоокис вуглецю зазвичай утворюється у вигляді безбарвного газу. У твердому вигляді його називають сухим льодом. Хімічною або молекулярною формулою діоксиду вуглецю є CO2. Центральний атом вуглецю з&

Зміст:

Двоокис вуглецю зазвичай утворюється у вигляді безбарвного газу. У твердому вигляді його називають сухим льодом. Хімічною або молекулярною формулою діоксиду вуглецю є CO₂. Центральний атом вуглецю з’єднаний з двома атомами кисню ковалентними подвійними зв’язками. Хімічна структура є центросиметричною та лінійною, тому вуглекислий газ не має електричного диполя.

Основні висновки: Хімічна формула вуглекислого газу

• Хімічна формула діоксиду вуглецю — СО₂. Кожна молекула вуглекислого газу містить один атом вуглецю та два атоми кисню, зв’язані між собою ковалентними зв’язками.
• При кімнатній температурі та тиску вуглекислий газ є газом.
• Молекула вуглекислого газу лінійна.

Двоокис вуглецю розчинний у воді, де він діє як дипротонова кислота, спочатку дисоціюючи, утворюючи іон бікарбонату, а потім карбонат. Поширеною помилкою є те, що весь розчинений вуглекислий газ утворює вугільну кислоту. Більшість розчинених діоксидів вуглецю залишається у молекулярній формі.

Чому вода згинається, а вуглекислий газ — лінійний

Обидві води (H₂O) та вуглекислий газ (CO₂) складається з атомів, з’єднаних полярними ковалентними зв’язками. Однак вода є полярною молекулою, тоді як вуглекислий газ є неполярним. Полярність хімічних зв’язків у молекулі недостатня, щоб зробити молекулу полярною. Кожна молекула води має зігнуту форму через одиноку електронну пару на атомі кисню. Кожен зв’язок C = O в діоксиді вуглецю є полярним, атом кисню тягне електрони з вуглецю до себе. Заряди рівні за величиною, але протилежні за напрямком, тому чистий ефект полягає у виробленні неполярної молекули.

ГОСТ 8050-85 Двуокись углерода газообразная и жидкая. Технические условия (с Изменениями N 1, 2, с Поправкой)

ГОСТ 8050-85

Группа Л11

ОКП 21 1451

Дата введения 1987-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственной ассоциацией «Агрохим»

РАЗРАБОТЧИКИ:

В.С.Соболевский, Г.А.Шестакова, Э.В.Горожанкин, А.М.Королева

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 29.07.85 N 2423

3. ВЗАМЕН ГОСТ 8050-76

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. Ограничение срока действия снято Постановлением Госстандарта от 25.10.91 N 1655

6. ПЕРЕИЗДАНИЕ (октябрь 1994 г.) с Изменением N 1, утвержденным в октябре 1991 г. (ИУС 1-92)


ВНЕСЕНО Изменение N 2, принятое Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 8 от 12.10.95). Государство-разработчик Россия. Постановлением Госстандарта России от 04.04.96 N 254 введено на территории Российской Федерации с 01.07.96. (ИУС N 7, 1996 г.).

Изменение внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 7, 1996 г.

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 9, 2011 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

Настоящий стандарт распространяется на газообразную и жидкую двуокись углерода (диоксид углерода, углекислый газ) высокого давления и низкотемпературную, получаемую из отбросных газов производств аммиака, спиртов, а также на базе специального сжигания топлива и других производств. Двуокись углерода выпускается жидкая низкотемпературная, жидкая высокого давления и газообразная.

Двуокись углерода всех сортов применяется: для создания защитной среды при сварке металлов; для пищевых целей в производстве газированных напитков, сухого льда, для охлаждения, замораживания и хранения пищевых продуктов при прямом и косвенном контакте с ними; для сушки литейных форм; для пожаротушения и других целей во всех отраслях промышленности. Жидкая двуокись углерода высшего и первого сортов применяется преимущественно для нужд сварочного производства.

Формула CO.

Молекулярная масса (по международным массам 1977 г.) — 44,009.

Обязательные требования к качеству продукции, обеспечивающие безопасность для жизни, здоровья и имущества населения, охраны окружающей среды, изложены в пп. 2-8, 11,12 таблицы 2.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Жидкая и газообразная двуокись углерода должна быть изготовлена в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

1.2. Коды ОКП газообразной и жидкой двуокиси углерода приведены в табл. 1.

Таблица 1

Наименование продукта	Код ОКП
Жидкая низкотемпературная двуокись углерода:	21 1451 0100
высший сорт	21 1451 0120
1-й сорт	21 1451 0130
2-й сорт	21 1451 0140
Жидкая двуокись углерода высокого давления:	21 1451 0300
высший сорт	21 1451 0320
1-й сорт	21 1451 0330
2-й сорт	21 1451 0340
Газообразная двуокись углерода:	21 1453 0100
высший сорт	21 1453 0120
1-й сорт	21 1453 0130
2-й сорт	21 1453 0140

1. 3. По физико-химическим показателям газообразная и жидкая двуокись углерода должна соответствовать нормам, указанным в табл. 2.

Таблица 2

Наименование показателя	Норма
	Высший сорт	1-й сорт	2-й сорт
1. Объемная доля двуокиси углерода (CO), %, не менее	99,8	99,5	98,8
2. Объемная доля окиси углерода (СО)	Должна выдерживать испытание по п.4.4
3. Массовая концентрация минеральных масел и механических примесей, мг/кг, не более	0,1	0,1	Должна выдерживать испытание по п.4.5.1
4. Наличие сероводорода	Должна выдерживать испытание по п.4.6
5. Наличие соляной кислоты	Должна выдерживать испытание по п.4.7
6. Наличие сернистой и азотистой кислот и органических соединений (спиртов, эфиров, альдегидов и органических кислот)	Должна выдерживать испытание по п.4.8
7. Наличие аммиака и этаноламинов	Должна выдерживать испытание по п.4.9
8. Наличие запаха и вкуса	Должна выдерживать испытание по п. 4.10
9. Массовая доля воды, % не более	Должна выдерживать испытание по п.4.11		0,1
10. Массовая концентрация водяных паров при температуре 20 °С и давлении 101,3 кПа (760 мм рт. ст.), г/м, не более	0,037	0,184	Не нормируется
что соответствует температуре насыщения двуокиси углерода водяными парами при давлении 101,3 кПа (760 мм рт. ст.) при температуре 20 °С, не выше	Минус 48	Минус 34	Не нормируется
11. Наличие ароматических углеводородов	Должна выдерживать испытание по п.4.13
12. Наличие оксидов ванадия	Должна выдерживать испытание по п.4.14

Примечания:

1. Для жидкой двуокиси углерода, получаемой при спиртовом и ацетоно-бутиловом брожении, наличие примесей, указанных в пп.2, 5, 7, не нормируется.

2. Для предприятий, изготавливающих двуокись углерода из экспанзерного газа очистки коксового газа, из дымовых газов прокалки нефтяного кокса в камерных печах и установок термического крекинга с использованием высокосернистого топлива и других отбросных газов, содержащих окись углерода, допускается выпуск двуокиси углерода только для технических целей, кроме сварки, с объемной долей СО не более 0,05%.

3. Оксиды ванадия в соответствии с п.12 следует определять только предприятиям, изготавливающим двуокись углерода для пищевых целей из отбросных газов производства аммиака, где в качестве ингибитора в растворах очистки применяется оксид ванадия.

(Измененная редакция, Изм. N 1)

2. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

2.1. Требования безопасности

2.1.1. Газообразная двуокись углерода — газ без цвета и запаха при температуре 20 °С и давлении 101,3 кПа (760 мм рт. ст.), плотность — 1,839 кг/м.

Жидкая двуокись углерода — бесцветная жидкость без запаха.

Жидкую двуокись углерода выпускают двух видов: высокого давления от 3482 до 7383 кПа (критическое давление) при температуре от 0 до 31,05 °С; низкотемпературную — от 3482 до 518,6 кПа (тройная точка) при температурах от 0 до минус 56,5 °С.

Двуокись углерода нетоксична, невзрывоопасна.

2.1.2. Предельно допустимая концентрация двуокиси углерода в воздухе рабочей зоны не установлена, при оценке этой концентрации можно ориентироваться на нормативы для угольных и озокеритовых шахт, установленные в пределах 0,5% (об.) или 9,2 г/м.

По степени воздействия на организм человека двуокись углерода относится к 4-му классу опасности по ГОСТ 12.1.007-76.

При концентрациях более 5% (92 г/м) двуокись углерода оказывает вредное влияние на здоровье человека, так как она тяжелее воздуха в полтора раза и может накапливаться в слабопроветриваемых помещениях у пола и в приямках, а также во внутренних объемах оборудования для получения, хранения и транспортирования газообразной, жидкой и твердой двуокиси углерода. При этом снижается объемная доля кислорода в воздухе, что может вызвать явление кислородной недостаточности и удушья.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.1.3. Жидкая двуокись углерода при снижении давления до атмосферного превращается в газ и снег температурой минус 78,5 °С, которые вызывают обмораживание кожи и поражение слизистой оболочки глаз.

2.1.4. При отборе проб жидкой двуокиси углерода необходимо работать в защитных очках и рукавицах.

При осмотре внутреннего сосуда бывшей в эксплуатации цистерны для транспортирования и хранения жидкой двуокиси углерода цистерна должна быть отогрета до температуры окружающей среды, внутренний сосуд провентилирован или продут воздухом. Работа должна проводиться в шланговом противогазе.

Работать без противогаза разрешается только после того, как объемная доля двуокиси углерода внутри оборудования будет ниже 0,5%.

2.1.5. Помещения для производства двуокиси углерода должны быть оборудованы общеобменной приточно-вытяжной и аварийной вентиляцией.

2.1.6. Для определения и регистрации концентрации двуокиси углерода в воздухе производственных помещений используют стационарные автоматические или переносные газоанализаторы.

3. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

3.1. Газообразную или жидкую двуокись углерода принимают партиями.

В партию включают любое количество однородной по показателям качества газообразной или жидкой двуокиси углерода, сопровождаемой одним документом о качестве.

При транспортировании по трубопроводу партией считают любое количество двуокиси углерода, направленное потребителю за 24 ч.

При транспортировании двуокиси углерода в цистернах за партию принимают каждую цистерну.

Документ о качестве должен содержать:

наименование и товарный знак предприятия-изготовителя;

наименование, сорт продукта;

номер партии;

дату изготовления продукта;

объем газообразной двуокиси углерода в кубических метрах и массу жидкой двуокиси углерода в тоннах или килограммах;

результаты проведенных анализов;

штамп технического контроля;

обозначение настоящего стандарта.

3.2. Для проверки качества двуокиси углерода в баллонах отбирают 2% баллонов от партии, но не менее чем два баллона при малых партиях.

Пробу двуокиси углерода, поставляемой по трубопроводу, отбирают не менее двух раз за смену из рабочего трубопровода.

При наличии у изготовителя накопительной емкости пробу жидкой двуокиси углерода в количестве 5 дм отбирают из емкости. Результаты испытаний относятся ко всем транспортным цистернам, которые заполняются из этого накопителя. При отсутствии накопительной емкости пробы отбирают из транспортной емкости.

Допускается отбирать пробы из трубопровода наполнения цистерн, спецтары и баллонов. При этом пробы отбирают два раза в смену. Результаты анализа распространяются на весь продукт, полученный в течение смены.

3.3. Вкус и запах двуокиси углерода, выпускаемой для технических целей согласно примечанию 2 табл. 2, не определяются.

3.4. При получении неудовлетворительных результатов анализа хотя бы по одному из показателей проводят повторный анализ на удвоенной выборке от той же партии. Результаты повторного анализа распространяются на всю партию.

При отборе проб из трубопровода — наполнителя цистерн и баллонов и получении неудовлетворительных результатов хотя бы по одному из показателей повторный отбор проб проводится из цистерн и баллонов. Результаты повторного анализа распространяются на всю партию.

3.2-3.4. (Измененная редакция, Изм. N 1).

4. МЕТОДЫ АНАЛИЗА

4.1. Общие указания по проведению анализов — по ГОСТ 27025-86.

4.2. Отбор проб

4.2.1. Для проверки качества жидкой двуокиси углерода в баллонах пробу отбирают из направленного вниз вентиля вертикально или наклонно расположенного баллона, в изотермических емкостях — из жидкостного трубопровода.

При определении объемной доли окиси углерода и двуокиси углерода, наличия сероводорода и массовой концентрации водяных паров пробу отбирают из газовой фазы вертикально расположенного вентилем вверх баллона.

Допускается не проводить определение массовой концентрации минеральных масел и механических примесей изготовителем, если применяются бессмазочные компрессоры или перед конденсатором установлена адсорбционная осушка газа, обеспечивающая концентрацию водяных паров (см. табл. 2).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4. 2.2. Для проверки качества газообразной двуокиси углерода пробу отбирают из рабочего трубопровода.

4.2.3. Пробы жидкой двуокиси углерода для анализа по всем показателям отбирают из баллона, трубопровода, накопительной емкости и цистерны через пробоотборную установку (черт.1), которая включает:

манометр U-образный стеклянный по ТУ 92-891.026-91;

пароперегреватель змеевиковый, погруженный в сосуд с нагретой до 70-80 °С водой (или пароперегреватель любой другой конструкции), обеспечивающий превращение жидкой двуокиси углерода в газ и температуру газа 20-30 °С после дросселирования до атмосферного давления;

Черт. 1

1 — баллон с жидкой двуокисью углерода; 2 — вентиль баллонный по ГОСТ 699-75 марки ВК-74; 3 — установка пробоотборная, включающая; 4 — пароперегреватель; 5 — редуктор; 6 — гидрозатвор; 7 — манометр водяной U-образный; 8 — термометр;
9 — резиновую трубку

Черт. 1

редуктор углекислотный или кислородный баллонный одноступенчатый типа БКО-50 по ГОСТ 13861-89;

термометр стеклянный по ГОСТ 28498-90 с пределами измерения от 0 до 100 °С;

трубку резиновую;

затвор гидравлический из медной трубки, монтируемой в случае использования стеклянных приборов.

Перед отбором пробы для определения концентрации водяных паров пароперегреватель предварительно высушивают.

Для получения равномерного слабого потока газа и предупреждения разрыва стеклянного оборудования давление газа с помощью редуктора снижают до 0,098 кПа (10 мм вод.ст. избыточного).

Допускается применять другие пробоотборные установки, обеспечивающие аналогичные безопасные условия отбора проб.

Установка для отбора пробы от точки отбора до прибора для анализа перед проведением испытания в течение 10-15 мин должна быть продута анализируемой двуокисью углерода.

Допускается отбор проб в пробоотборный баллон по ГОСТ 949-73 вместимостью до 5 дм, предварительно очищенный от масла четыреххлористым углеродом (или другим аналогичным веществом) и продутый двуокисью углерода.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.3. Определение объемной доли двуокиси углерода

4.3.1. Аппаратура, реактивы

Бюретка специальная для измерения объема газов (черт. 2) или бюретка специальная газовая БСГ.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

Калия гидроокись по ГОСТ 24363-80, раствор с массовой долей 30%.

Черт. 2

1 — приемный резервуар; 2, 4 — краны; 3 — бюретка; 5 — подставка

Черт. 2

(Измененная редакция, Изм. N 2).

4.3.2. Проведение анализа

Конец бюретки, поставленной в вертикальное положение (при открытых кранах), соединяют резиновой трубкой с установкой для отбора пробы и пропускают через бюретку двуокись углерода в течение 4-5 мин, промывая прибор двуокисью углерода. Закрывают сначала кран 2, потом кран 4 и отсоединяют прибор от редуктора.

Для уравнивания давления в бюретке и атмосферного несколько раз быстро открывают и закрывают кран 2, после чего бюретку ставят в горизонтальное положение.

В приемный резервуар наливают до метки 105 см раствора гидроокиси калия и постепенно открывают кран 2 так, чтобы пузырьки двуокиси углерода не прорывались через раствор. При этом по мере поглощения двуокиси углерода бюретка быстро заполняется раствором гидроокиси калия. Для полного поглощения двуокиси углерода аппарат в конце анализа слегка встряхивают, чтобы полностью смыть стенки бюретки раствором гидроокиси калия.

Когда уровень раствора гидроокиси калия в приемном резервуаре перестанет понижаться, закрывают кран, переводят бюретку в вертикальное положение так, чтобы кран 4 находился вверху и по делениям бюретки отсчитывают объем раствора гидроокиси калия, который соответствует объемной доле двуокиси углерода.

За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 0,1% при доверительной вероятности Р = 0,95.

Допускается определять объемную долю двуокиси углерода с помощью аналогичных приборов газового анализа.

При разногласиях в оценке объемной доли двуокиси углерода анализ проводят по методу, приведенному в п.4.3.

4.3.1, 4.3.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

4.4. Определение объемной доли окиси углерода

4.4.1. Аппаратура, материалы, реактивы

Установка для определения окиси углерода (черт. 3), состоящая из электрической печи или масляной бани; склянок по ГОСТ 25336-82; сетки N 1-0,5 по ГОСТ 3826-82; трубки соединительной стеклянной типа TX-VIII 100 по ГОСТ 25336-82; банки из темного стекла вместимостью 1 дм или другой затемненной с помощью асбестового волокна и пригодной для испытания при 250 °С; сушильного электрошкафа или другого электронагревательного прибора, обеспечивающего нагрев до 250-300 °С; насоса водоструйного по ГОСТ 25336-82.

Черт. 3

1 — склянка с серной кислотой; 2 — склянка с силикагелем; 3 — трубка соединительная стеклянная реакционная;
4 — электропечь или масляная баня; 5 — склянка с поглотителем

Черт. 3

Весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104-88 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г и ценой деления 0,1 мг или другие с аналогичной метрологической характеристикой.

Термометр стеклянный по ГОСТ 28498-90 с пределами измерения от 0 до 250 °С.

Фарфоровые чашки по ГОСТ 9147-80.

Вата стеклянная.

Ангидрид йодноватый (сухой) кристаллический.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

Калий йодистый по ГОСТ 4232-74, растворы с массовой долей 0,2 и 20%, не содержащие свободного йода.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, ч. д. а.

Крахмал растворимый по

Норма углекислого газа СО2. Его роль и значение в нашей повседневной жизни

Без СО2 наша жизнь невозможна.

Он необходим не меньше кислорода, так как укрепляет иммунитет, помогает лучше справляться со стрессовыми нагрузками, но только в допустимых дозах. При превышении оптимальной нормы он уже оказывает крайне негативное влияние на наш организм.

Почему углекислый газ вреден для здоровья?

В малых дозах углекислый газ (или двуокись углерода) безвреден и даже полезен.

Но при большой концентрации уже негативно влияет на наше здоровье. Поэтому его и относят к особо вредным газам.

Наверняка вы не раз испытывали чувство духоты в помещении и побочные симптомы в виде усталости или сонливости. Их связывают с нехваткой кислорода, но причина тут – в избыточном количестве СО2.

В любой комнате, где есть люди, состав воздуха всегда ухудшается. Ведь во время дыхания через нашу кожу выделяются газообразные вещества. В том числе и СО2.

Интересный факт: мы дышим воздухом, содержащим 20% кислорода и 0,04% СО2. А выдыхаем воздушную смесь, в которой около 16% кислорода и 4% углекислого газа. То есть, концентрация СО2  увеличивается в сотню раз!

Понятно, что со временем углекислый газ накапливается и становится опасным. Особенно, если сидеть в комнате долгое время.

В отличие от других газообразных веществ, он тяжелее, а потому скапливается внизу комнаты. А кроме него там еще пыль, микробы, бактерии, которые ухудшают и без того плачевную картину…. Хотя от всего этого поможет избавиться обычный очиститель воздуха.

Допустимая концентрация СО2

Концентрация СО2 в воздухе рассчитывается в ppm. Например, 800 ppm означает, что его доля в общем объеме воздушной смеси составляет 0,08%.

Свежий воздух на море или за городом содержит 0,03-0,04% СО2. Это оптимальное значение. Для помещений предельно допустимым считается показатель в 0,1-0,15%. Согласно проведенных в Англии исследований, если в офисе уровень СО2 в воздухе равен 0,1% (т.е. вдвое больше по сравнению с нормой), то у работников начинает болеть голова, они чувствуют усталость, теряют концентрацию внимания. То есть, это уже высокий показатель, хоть и допустимый. В итоге падает их продуктивность, плюс люди часто вынуждены брать больничный.

Еще одни исследования доказали, что даже небольшая концентрация СО2 (всего 0,06%) может быть токсичной. Ведь уже в таком количестве он вызывает биохимические изменения в крови людей. К примеру, ацидоз, который нарушает кислотно-щелочной баланс в организме. А при длительном ацидозе проблем появляется еще больше: снижается иммунитет, появляются боли в суставах, общая слабость и, возможны, даже заболевания почек или сердечно-сосудистой системы.

Особо остро стоит проблема избыточного СО2  в фитнес-центрах и тренажерных залах. Ведь во время тренировок уровень углекислоты в крови и так сильно повышается. А если зал плохо проветривается – то высокая вероятность появления признаков гиперкапнии (от избытка СО2).

Как углекислый газ влияет на самочувствие?

При избыточном количестве СО2 возникают следующие симптомы:

• ощущение духоты;
• учащение пульса;
• увеличение утомляемости;
• проблемы с концентрацией внимания;
• падение продуктивности труда;
• обмороки;
• тошнота;
• головные боли;
• синдром хронической усталости.

Конкретные симптомы зависят от качества воздуха. А точнее – от уровня СО2, содержащегося в нем:

Уровень СО2 (ppm)	Какое влияние оказывает
300-400 ppm	Оптимальное значение. Никакого вреда для организма нет, наоборот – дышать таким воздухом одно удовольствие!
400-600 ppm	Норма для работы в офисе без снижения продуктивности труда. На организм никак не влияет.
До 600 ppm	Норма для спальни, детского сада и школы.
600-1000 ppm	Начинает болеть голова. Падает производительность труда, сложнее концентрировать внимание и воспринимать информацию.
1000-1500 ppm	Человек становится вялым, апатичным. Сильно падает концентрация внимания, сложнее принимать решения, увеличивается количество ошибок в работе. Есть риск развития хронической усталости.
От 1500 ppm	Сильно болит голова. Пропадает желание работать.

Как добиться оптимального уровня СО2 в помещении?

Любое помещение надо проветривать и еще раз проветривать. Это предельно простое правило, о котором знают все. Да, проветривание действительно помогает решить проблему с избыточным количеством углекислого газа. Ведь при открытых окнах он удаляется, а вместе с тем в помещение поступает чистый свежий воздух. Хотя не всегда.

Если ваш дом, квартира, офис находится в центре города или возле шумной магистрали, открывать окна — себе дороже. При этом естественная вентиляция со своей задачей вряд ли справится – особенно, если в помещении стоят герметичные стеклопакеты.

Что делать в таком случае? Организовать принудительную вентиляцию. Вариантов на современном рынке достаточно, так что выбрать есть из чего.

Бытовой рекуператор

Одним из лучших решений для создания приточно-вытяжной системы является бытовой рекуператор. Он представляет собой компактное устройство, которое монтируется в стену. Зачастую его видно даже меньше, чем внутренний блок кондиционера. Зато в отличие от климатической техники, которая просто охлаждает воздух, рекуператор лучше по всем пунктам.

Он эффективно удаляет воздух из помещения, а затем подает с улицы чистый и свежий воздушный поток. Причем делает это при закрытых окнах и дверях, так что открывать их вовсе не обязательно. Особенно актуально это зимой, когда на улице слишком холодно, чтобы проветривать помещение. Рекуператор все так же будет удалять комнатный воздух и подавать свежий, выдерживая комфортную температуру. Это не только позволит избавиться от избыточной концентрации углекислого газа, но и предотвратит потери тепла. Для его стабильной работы нужно только одно – грамотный монтаж рекуператора. Если все сделано на совесть, никаких проблем не будет. И вы сможете дышать чистым свежим воздухом в любое время суток, даже не открывая окна.

Рекуператор – штука универсальная, поэтому подходит для квартир, частных домов, офисов, школ и т.д. Разнообразие таких приборов на рынке огромное, так что подобрать подходящий по функционалу и цене вариант будет несложно.

Например, в данном случае прекрасным решением будет модель Prana Eco Life. У нее есть то, чего нет у других – датчик углекислого газа СО2. По нему вы можете отслеживать концентрацию двуокиси углерода и включать рекуператор в нужный момент.

Вытяжной вентилятор

Вытяжной вентилятор – более дешевый, но тоже весьма эффективный способ борьбы с избыточной концентрацией СО2. Он удаляет из помещения загрязненный воздух, а вместе с ним – неприятные запахи, пыль, избыточную влажность и, конечно же, углекислый газ.

Установка вытяжного вентилятора помогает решить проблему с естественной вентиляцией. Если она не справляется со своей прямой задачей – значит, нужно другое решение. Таковым как раз и является вытяжной вентилятор. Стоит он на порядок дешевле рекуператора, монтируется тоже проще. Причем на выбор предлагаются разнообразные модели:

• осевые;
• бесшумные;
• настенные, потолочные и оконные;
• с автоматическими жалюзи;
• с датчиком влажности и т.д.

При наличии соответствующих навыков, его можно установить самостоятельно. Но желательно все же, чтобы закладка системы вентиляции выполнялась профессионалами. Это позволит избежать ненужных проблем в будущем.

Бризер

Бризер – еще одно эффективное решение для удаления СО2. Представляет собой приточную вентиляцию с подогревом и очисткой воздуха. Предназначен для круглосуточного проветривания помещения в любое время года.

То есть, данный прибор подает в комнату свежий и предварительно очищенный воздушный поток с улицы. Тем самым обеспечивается качественное проветривание помещения при закрытых окнах. Использовать его можно даже зимой, ведь бризер нагревает уличный воздух, прежде чем подавать его в комнату.

Следите за уровнем концентрации углекислого газа!

Подытожим. Углекислый газ – жизненно необходим каждому из нас, но в избыточном количестве углекислый газ вредит нам, ухудшает самочувствие и негативно влияет на здоровье.

Чтобы этого не допустить – следите за уровнем концентрации СО2! Обязательно проветривайте помещение, в котором вы находитесь, благо это не требует особых усилий.

Но для поддержания комфортного микроклимата в комнате нужно позаботиться о нормальной вентиляции воздуха. На выбор предлагаются разные решения: рекуператор, вытяжной вентилятор, бризер. Что приобрести – зависит от вашего бюджета и типа помещения. Ведь если для небольшой спальни или детской комнаты хватит обычного вытяжного вентилятора, то для школьного класса или большого офиса понадобится уже мощный и функциональный рекуператор. Впрочем, цена вопроса не столь важна, ведь главное – дышать чистым, свежим и полезным для здоровья воздухом. На этом не экономят.

Углекислый газ в теплице | Accord Углекислый газ в теплице

Углекислый газ в теплице

Необходимость подавать углекислый газ в теплицу наглядно демонстрирует общая формула фотосинтеза:

6СО2 +6Н2О+энергия света=С6Н12О6 +6О2↑
Здесь видно, что глюкоза (основное органическое вещество, источник энергии для растений) образуется из углекислого газа и воды при участии энергии света. Получается, что СО2 служит одним из важнейших кирпичиков в обменных процессах.
Иногда можно услышать мнение, что СО2 в теплицу подавать не следует. Некоторые объясняют это тем, что углекислота выделяется как продукт распада и результат жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, а другие – тем, что конструкция теплицы сама по себе не герметична, и нужные вещества поступают из атмосферного воздуха. Однако на практике оказывается, что эти утверждения могут быть справедливы только для частных домохозяйств, где не используются стерильные искусственные субстраты, а сами теплицы построены с нарушениями герметичности. В новых аграрных комплексах вполне реальна ситуация, когда содержание углекислого газа внутри теплицы в 4 раза меньше, чем в атмосфере, а это приводит к замедлению роста растений.
Подача СО2 в теплицы: когда и почему это необходимо
Растения в сухом остатке на 95% состоят из углерода, причем черпают его они из атмосферы. В каждом кубическом метре воздуха содержится 0,56 грамм диоксида углерода. Но растения способы усвоить в 4 раза больше. В стандартных условиях концентрация СО2 составляет 0,03-0,04% от общего объема воздуха. Агрохимики рекомендуют увеличивать концентрацию углекислого газа до 0,1-0,15%, то есть в 3-5 раз по сравнению с атмосферным воздухом. Особенно оправданно это в условиях усиленного рассеянного освещения, когда потребление СО2 возрастает многократно. Соответственно, это позволит увеличить концентрацию диоксида углерода до 0,2-0,6%, в результате чего существенно ускорится процесс фотосинтеза.
А это, в свою очередь, сокращает сроки созревания плодов на 7-12 дней в среднем. Также растет и урожайность – по статистике, в теплицах, где углекислый газ подается дополнительно, она на 15-40% выше (в зависимости от вида культур). Но не стоит допускать, чтобы концентрация СО2 превышала 0,6%, поскольку в этом случае рост культур может замедлиться. Соответственно, нужно знать, как увеличить содержание углекислого газа в теплице и что делать, если обнаружено повышенное СО2. Чтобы иметь возможность проконтролировать эти показатели в нужные моменты времени, устанавливают специальные датчики.
Почему важно контролировать количество СО2 в теплицах?
Подача углекислого газа в теплицу может осуществляться тремя способами:
* Ввод отработанных газов из котельной;
* Прямая газация путем установки плазменной горелки;
* Установка газовой пушки или подача углекислоты напрямую из баллона.
При подаче газа как отработанного продукта горения из котельных его нужно предварительно охладить. Однако вопрос чистоты поставляемой газовой смеси все равно остается открытым: побочные продукты, содержащиеся в ней, могут негативно влиять на температурный и влажностной режимы внутри теплицы. Также в смеси содержится угарный газ, а он опасен не только для человека, но и для растений.
Более безопасным считается использование баллонов с очищенным углекислым газом (чистота газовой смеси – 99,8%, вредных веществ в составе не содержится. В этом случае можно организовать централизованную подачу углекислоты. В перечень необходимого оборудования в этом случае входят и приборы для измерения СО2 в теплице – контрольно-измерительная аппаратура, способная поддерживать необходимую концентрацию диоксида углерода и изменять ее при необходимости.

izmercon.ru

Вуглекислий газ — формула, молярна маса, фізичні властивості

Діоксид вуглецю, оксид вуглецю, вуглекислота – всі ці назви однієї і тієї ж речовини, відомої нам як вуглекислий газ. Так якими ж властивостями володіє цей газ, і які сфери його застосування?

Вуглекислий газ і його фізичні властивості

Вуглекислий газ складається з вуглецю і кисню. Формула вуглекислого газу виглядає так

CO₂

У природі він утворюється при спалюванні або гнитті органічних речовин. В повітрі і мінеральних джерелах вміст газу також досить великий. Крім того люди і тварини також виділяють діоксид вуглецю при видихання.

Діоксид вуглецю є абсолютно безбарвним газом, його неможливо побачити. Також він не має і запаху. Однак при його великій концентрації у людини може розвинутися гіперкапнія, тобто задуха. Нестача вуглекислого газу також може заподіяти проблеми зі здоров’ям. В результаті нестачі цього газу може розвинутися зворотний стан до задухи – гіпокапнія.

Якщо помістити вуглекислий газ в умови низької температури, то при -72 градусах він кристалізується і стає схожий на сніг. Тому вуглекислий газ в твердому стані називають «сухий сніг».

Вуглекислий газ щільніший за повітря в 1,5 рази.

Його щільність становить 1,98 кг/м³. Хімічний зв’язок в молекулі вуглекислого газу ковалентно-полярний. Полярний він (зв’язок) є через те, що у кисню більше значення електронегативності.

Важливим поняттям при вивченні речовин є молекулярна і молярна маса.

Молярна маса вуглекислого газу дорівнює 44.

Це число формується з суми відносних атомних мас атомів, які входять до складу молекули. Значення відносних атомних мас беруться з таблиці Д. І. Менделєєва і округлюються до цілих чисел.

Відповідно, молярна маса CO₂ = 12 + 2 * 16.

Щоб обчислити масові частки елементів в вуглекислому газі необхідно слідувати формі розрахунку масових часток кожного хімічного елемента в речовині.

w = n * Ar/Mr

де

• n – число атомів або молекул;
• Ar – відносна атомна маса хімічного елемента;
• Mr – відносна молекулярна маса речовини.

Розрахуємо відносну молекулярну масу вуглекислого газу.

Mr (CO₂) = 14 + 16 * 2 = 44 w (C) = 1 * 12/44 = 0,27 або 27%

Так як в формулу вуглекислого газу входить два атома кисню, то

n = 2 w (O) = 2 * 16/44 = 0,73 або 73%

Відповідь: w (C) = 0,27 або 27%; w (O) = 0,73 або 73%

Хімічні і біологічні властивості вуглекислого газу

Вуглекислий газ має кислотні властивості, так як є кислотним оксидом, і при розчиненні у воді утворює вугільну кислоту:

CO₂ + H₂O = H₂CO₃

Вуглекислий газ вступає в реакцію з лугами, в результаті чого утворюються:

• карбонати;
• гідрокарбонати.

Цей газ не схильний до горіння. У ньому горять тільки деякі активні метали, наприклад, магній.

При нагріванні вуглекислий газ розпадається на чадний газ і кисень:

2CO₃ = 2CO + O₃.

Як і інші кислотні оксиди, даний газ легко вступає в реакцію з іншими оксидами:

СaO + Co₃ = CaCO₃.

Вуглекислий газ входить до складу всіх органічних речовин. Кругообіг цього газу в природі здійснюється за допомогою:

• продуцентів;
• консументів;
• редуцентів.

У процесі життєдіяльності людина виробляє приблизно 1 кг. вуглекислого газу на добу.

При вдиху ми отримуємо кисень, проте в цей момент в альвеолах утворюється вуглекислий газ. У цей момент відбувається обмін: кисень потрапляє в кров, а вуглекислий газ виходить назовні.

Отримання вуглекислого газу відбувається при виробництві алкоголю. Також цей газ є побічним продуктом при отриманні:

• азоту;
• кисню;
• аргону.

Застосування вуглекислого газу необхідно в харчовій промисловості, де вуглекислий газ виступає в якості консерванту, а також вуглекислий газ у вигляді рідини міститься в вогнегасниках.

Що ми дізналися?

Вуглекислий газ – це речовина, яка в нормальних умовах не має кольору і запаху. Крім своєї звичайної назви – вуглекислий газ, його також називають:

• оксид вуглецю;
• діоксид вуглецю.

Вуглекислий газ хімія — 222uiopogsd.ru

Скачать вуглекислий газ хімія djvu

Углекислый газ — это «одеяло» Земли. Он легко пропускает ультрафиолетовые лучи, которые обогревают нашу планету, и отражает инфракрасные, излучаемые с ее поверхности в космическое пространство. И если вдруг углекислый газ исчезнет из атмосферы, то это в первую очередь скажется на климате. На Земле станет гораздо прохладнее, дожди будут выпадать очень редко.

К чему это в конце концов приведет, догадаться нетрудно. Вплив вуглекислого газу на організм людини. До сумарних викидів вуглекислого газу чималий внесок робить автотранспорт – 47%. Навіть така невелика країна, як Японія, створює викиди вуглекислого газу завдяки автомобілям в тонн/рік. На другому місці за розмірами викидів вуглекислого газу знаходиться паливне енергоустаткування. У сукупності антропогенні викиди вуглекислого газу привели до того, що за останні років його кількість в атмосфері зросла на 20%.

Смотреть видео урока по химии 8 класс об углекислом газе.  Данный урок посвящен изучению одного из сложных веществ – углекислого газа. Из материалов урока вы узнаете, какие еще названия есть у данного вещества, а также познакомитесь с его физическими и химическими свойствами. Вы узнаете, как получают углекислый газ и где его используют. Химическая формула и названия. Центр образования.

Углекислый газ состоит из углерода и кислорода. Формула углекислого газа выглядит так – CO₂. В природе он образуется при сжигании или гниении органических веществ. В воздухе и минеральных источниках содержание газа также достаточно велико. кроме того люди и животные также выделяют диоксид углерода при выдыхании.

Рис. 1. Молекула углекислого газа. Диоксид углерода является абсолютно бесцветным газом, его невозможно увидеть. Также он не имеет и запаха. Фізичні властивості вуглекислого газу. Вуглекислий газ (оксид вуглецю (IV) чи вугільний ангідрид) – безбарвний газ, має слабокислый запах та смак, в 1,5 разу тяжчий за кисню, тому її переливати зі склянки в склянку. r = 1,98 г/л. У першому обсязі води при 20°З розчиняється 0,88 обсягу CO2.  У хімічних лабораторіях або користуються готовими балонами з рідким вугільним ангідридом, або отримують двоокис вуглецю в апаратах Киппа дією соляної кислоти на шматки мармуру.

Углекислый газ – вещество, которое имеет множество названий: оксид углерода (IV), диоксид углерода или же двуокись углерода. Также его еще называют угольным ангидридом. Он является совершенно бесцветным газом, который не имеет запаха, с кисловатым вкусом.  Углекислый газ – вещество, которое имеет множество названий: оксид углерода (IV), диоксид углерода или же двуокись углерода.

Также его еще называют угольным ангидридом. В молекуле угарного газа атом углерода принимает валентность 3, но степень окисления +2. По этой причине, для оксида углерода CO(II) характерны реакции присоединения, в которых он играет роль восстановителя: на воздухе оксид углерода CO(II) горит, образуя углекислый газ: 2C+2O+O20 = 2C+4O2↑+Q. восстановительные свойства угарного газа нашли широкое применение в металлургических процессах получения металлов из их оксидов (руд): CO+FeO = CO2↑+Fe CO+CuO = CO2↑+Cu.

Углекислый газ состоит из углерода и кислорода. Формула углекислого газа выглядит так – CO₂. В природе он образуется при сжигании или гниении органических веществ. В воздухе и минеральных источниках содержание газа также достаточно велико.

кроме того люди и животные также выделяют диоксид углерода при выдыхании. Рис. 1. Молекула углекислого газа. Диоксид углерода является абсолютно бесцветным газом, его невозможно увидеть.

Также он не имеет и запаха.

djvu, EPUB, rtf, EPUB

Похожее:

Історія філософії культури

Директорська контрольна робота з історії україни 10 клас

Гдз 11 клас фізика 2011 сиротюк

Усі готові домашні завдання 9 клас німецька мова надія басай

Правознавство зно 2015

О двуокиси углерода

[править] Химические и физические свойства

Двуокись углерода — это бесцветный газ без запаха. При вдыхании в концентрациях, намного превышающих обычные атмосферные уровни, он может вызывать кислый привкус во рту и покалывание в носу и горле. Эти эффекты возникают в результате растворения газа в слизистых оболочках и слюне с образованием слабого раствора угольной кислоты. Это ощущение может также возникнуть при попытке подавить отрыжку после употребления газированного напитка.Количества выше 5000 ppm считаются очень вредными для здоровья, а уровни выше примерно 50 000 ppm (равных 5% по объему) считаются опасными для жизни животных. ^[3]

При стандартной температуре и давлении плотность углекислого газа составляет около 1,98 кг / м ³ , что примерно в 1,5 раза больше плотности воздуха. Молекула углекислого газа (O = C = O) содержит две двойные связи и имеет линейную форму. У него нет электрического диполя, и, поскольку он полностью окислен, он умеренно реактивен и негорючий, но поддерживает горение металлов, таких как магний.

Небольшие гранулы сухого льда, возгоняемые на воздухе. Кристаллическая структура сухого льда

При -78,51 ° C или -109,3 ° F диоксид углерода непосредственно переходит из твердой фазы в газообразную в результате сублимации или из газообразной в твердую в результате осаждения. Твердый диоксид углерода обычно называют «сухим льдом», общим товарным знаком. Впервые он был обнаружен в 1825 году французским химиком Шарлем Тилорье. Сухой лед обычно используется в качестве охлаждающего агента, и он относительно недорог.Удобное свойство для этой цели состоит в том, что твердый диоксид углерода сублимируется непосредственно в газовую фазу, не оставляя жидкости. Его часто можно найти в продуктовых магазинах и лабораториях, а также в судоходной отрасли. Самым большим применением сухого льда без охлаждения является струйная очистка. Жидкая двуокись углерода образуется только при давлении выше 5,1 атм; тройная точка диоксида углерода составляет около 518 кПа при -56,6 ° C (см. фазовую диаграмму выше). Критическая точка составляет 7,38 МПа при 31,1 ° C. [4] Возможна альтернативная форма твердого диоксида углерода, аморфная стеклообразная форма, но не при атмосферном давлении. [5] Стекло этой формы, получившее название carbonia , было произведено путем переохлаждения нагретого CO 2 при экстремальном давлении (40–48 ГПа или около 400 000 атмосфер) в алмазной наковальне. Это открытие подтвердило теорию о том, что диоксид углерода может существовать в стеклянном состоянии, как и другие члены его элементного семейства, такие как кремний (кварцевое стекло) и германий. Однако, в отличие от кварцевых и германиевых стекол, карбониевое стекло нестабильно при нормальном давлении и снова превращается в газ при сбросе давления. См. Также: Сверхкритический диоксид углерода и сухой лед

[править] История человеческого понимания

Углекислый газ был одним из первых газов, который был описан как вещество, отличное от воздуха. В семнадцатом веке фламандский химик Ян Баптист ван Гельмонт заметил, что когда он сжигал древесный уголь в закрытом сосуде, масса образовавшегося пепла была намного меньше, чем масса исходного древесного угля. Его интерпретация заключалась в том, что остальная часть древесного угля была преобразована в невидимое вещество, которое он назвал «газом» или «диким духом» ( spiritus sylvestre ).

Свойства углекислого газа более тщательно изучил в 1750-х годах шотландский врач Джозеф Блэк. Он обнаружил, что известняк (карбонат кальция) можно нагреть или обработать кислотами, чтобы получить газ, который он назвал «неподвижным воздухом». Он заметил, что неподвижный воздух был плотнее воздуха и не поддерживал ни пламя, ни жизнь животных. Блэк также обнаружил, что при пропускании через водный раствор извести (гидроксид кальция) осаждается карбонат кальция. Он использовал это явление, чтобы проиллюстрировать, что углекислый газ вырабатывается дыханием животных и микробной ферментацией.В 1772 году английский химик Джозеф Пристли опубликовал статью под названием « Пропитка воды фиксированным воздухом », в которой он описал процесс нанесения серной кислоты (или купоросного масла , как знал Пристли) на мел с целью получения углекислого газа, и заставить газ раствориться путем перемешивания емкости с водой, контактирующей с газом. ^[6]

Диоксид углерода был впервые сжижен (при повышенном давлении) в 1823 году Хамфри Дэви и Майклом Фарадеем. ^[7] Самое раннее описание твердого диоксида углерода было дано Шарлем Тилорье, который в 1834 году открыл герметичный контейнер с жидким диоксидом углерода, только чтобы обнаружить, что охлаждение, вызванное быстрым испарением жидкости, дает «снег» твердый CO ₂ . ^[8]

[править] Изоляция и производство

Двуокись углерода может быть получена путем воздушной дистилляции. Однако это дает только очень небольшие количества CO ₂ . Диоксид углерода образуется в результате множества химических реакций, таких как реакция между большинством кислот и карбонатами металлов. Например, реакция между соляной кислотой и карбонатом кальция (известняк или мел) изображена ниже:

2 HCl + CaCO ₃ → CaCl ₂ + H ₂ CO ₃

H ₂ CO ₃ затем разлагается на воду и CO ₂ .Такие реакции сопровождаются вспениванием или выделением пузырьков, либо и тем, и другим. В промышленности такие реакции широко распространены, поскольку их можно использовать для нейтрализации отработанных кислотных потоков.

При производстве негашеной извести (CaO) широко применяемого химического вещества из известняка путем нагревания примерно до 850 ° C также образуется CO ₂ :

CaCO ₃ → CaO + CO ₂

при сжигании всего углеродсодержащего топлива, такого как метан (природный газ), нефтяных дистиллятов (бензин, дизельное топливо, керосин, пропан), а также угля и древесины, образуется диоксид углерода и, в большинстве случаев, вода.В качестве примера ниже приводится химическая реакция между метаном и кислородом.

CH ₄ + 2 O ₂ → CO ₂ + 2 H ₂ O

Железо восстанавливается из собственных оксидов с помощью кокса в доменной печи с получением чугуна и диоксида углерода:

2 Fe ₂ O ₃ + 3 C → 4 Fe + 3 CO ₂

Дрожжи метаболизируют сахар с образованием диоксида углерода и этанола, также известного как алкоголь, при производстве вин, пива и др. спиртов, но также и при производстве биоэтанола:

C ₆ H ₁₂ O ₆ → 2 CO ₂ + 2 C ₂ H ₅ OH

Все аэробные организмы производят CO ₂ , когда они окисляют углеводы, жирные кислоты и белки в митохондриях клеток.Большое количество вовлеченных реакций чрезвычайно сложны и нелегко описать. См. (Клеточное дыхание, анаэробное дыхание и фотосинтез). Фотоавтотрофы (т. Е. Растения, цианобактерии) используют другой способ действия : растения поглощают CO ₂ из воздуха и вместе с водой реагируют с образованием углеводов:

n CO ₂ + n H ₂ O → (CH ₂ O) _n + n O ₂

Двуокись углерода растворяется в воде, в которой он самопроизвольно превращается между CO ₂ и H ₂ CO ₃ (угольная кислота).Относительные концентрации CO ₂ , H ₂ CO ₃ и депротонированных форм HCO ₃ ^— (бикарбонат) и CO ₃ ^2- (карбонат) зависят от pH. В нейтральной или слабощелочной воде (pH> 6,5) бикарбонатная форма преобладает (> 50%), становясь наиболее распространенной (> 95%) при pH морской воды, а в очень щелочной воде (pH> 10,4) преобладающей (> 50%) форма карбонатная. Бикарбонатная и карбонатная формы очень растворимы, например, океанская вода, уравновешенная воздухом (слабощелочная с типичным pH = 8.2-8,5) содержит около 120 мг бикарбоната на литр.

Пузырьки двуокиси углерода в безалкогольном напитке.

Двуокись углерода используется в пищевой, нефтяной и химической промышленности. ^[9] Он используется во многих потребительских товарах, для которых требуется сжатый газ, потому что он недорогой и негорючий, а также потому, что он претерпевает фазовый переход из газа в жидкость при комнатной температуре и достижимом давлении примерно 60 бар (870 фунтов на квадратный дюйм, 59 атм), позволяя гораздо большему количеству углекислого газа поместиться в данном контейнере, чем в противном случае.Спасательные жилеты часто содержат баллончики с углекислым газом под давлением для быстрого надувания. Алюминиевые капсулы также продаются в качестве запаса сжатого газа для пневматического оружия, маркеров для пейнтбола, для накачивания велосипедных шин и для приготовления сельтерской воды. Быстрое испарение жидкой двуокиси углерода используется для взрывных работ на угольных шахтах. Высокие концентрации углекислого газа также можно использовать для уничтожения вредителей, таких как обыкновенная моль.

[править] Напитки

Двуокись углерода используется для производства газированных безалкогольных напитков и газированной воды.Традиционно карбонизация пива и игристого вина происходит в результате естественного брожения, но некоторые производители газируют эти напитки искусственно.

[править] Foods

Конфета, названная Pop Rocks, находится под давлением углекислого газа под давлением около 40 бар (600 фунтов на квадратный дюйм). При помещении в рот он растворяется (как и другие леденцы) и выпускает пузырьки газа с слышимым хлопком.

Разрыхлители выделяют углекислый газ, вызывающий подъем теста. Пекарские дрожжи производят углекислый газ путем ферментации сахаров в тесте, в то время как химические разрыхлители, такие как разрыхлитель и пищевая сода, выделяют углекислый газ при нагревании или при воздействии кислот.

[править] Пневматические системы

Двуокись углерода — наиболее часто используемый сжатый газ для пневматических систем переносных инструментов, работающих под давлением, и боевых роботов.

[править] Огнетушитель

Двуокись углерода тушит пламя, а некоторые огнетушители, особенно предназначенные для электрических пожаров, содержат жидкий углекислый газ под давлением. Углекислый газ также широко используется в качестве огнетушащего вещества в стационарных системах противопожарной защиты для полного затопления защищаемого пространства (код 12 Национальной ассоциации противопожарной защиты).Стандарты Международной морской организации также признают системы двуокиси углерода для противопожарной защиты судовых трюмов и машинных отделений. Системы противопожарной защиты на основе углекислого газа были связаны с несколькими смертельными случаями. Обзор систем CO2 (Углекислый газ как средство пожаротушения: изучение рисков, Агентство по охране окружающей среды США) выявил 51 инцидент в период с 1975 года до даты отчета, в результате чего 72 человека погибли и 145 получили травмы.

[править] Сварка

Углекислый газ также находит применение в качестве атмосферы для сварки, хотя в сварочной дуге он реагирует на окисление большинства металлов.Использование в автомобильной промышленности является обычным явлением, несмотря на значительные доказательства того, что сварные швы, выполненные в диоксиде углерода, более хрупкие, чем сварные швы, выполненные в более инертной атмосфере, и что такие сварные соединения со временем ухудшаются из-за образования углекислоты. Он используется в качестве сварочного газа в первую очередь потому, что он намного дешевле, чем более инертные газы, такие как аргон или гелий.

[править] Удаление кофеина

Жидкая двуокись углерода является хорошим растворителем для многих липофильных органических соединений и используется для удаления кофеина из кофе.Сначала зеленые кофейные зерна замачивают в воде. Бобы помещаются в верхнюю часть колонны высотой семьдесят футов (21 метр). Затем в нижнюю часть колонны входит углекислый газ в жидкой форме при температуре около 93 градусов Цельсия. Кофеин диффундирует из зерен в углекислый газ.

[править] Фармацевтическая и другая химическая обработка

Углекислый газ начал привлекать внимание в фармацевтической и других отраслях химической промышленности как менее токсичная альтернатива более традиционным растворителям, таким как хлорорганические соединения.По этой причине его используют некоторые химчистки. (См. Зеленую химию.)

В химической промышленности диоксид углерода используется для производства мочевины, карбонатов и бикарбонатов, а также салицилата натрия.

[править] Биологические приложения

Растениям требуется углекислый газ для проведения фотосинтеза, а теплицы могут обогащать свою атмосферу дополнительным CO ₂ для ускорения роста растений, поскольку его низкая современная концентрация в атмосфере чуть выше уровня «удушья» для зеленых растений.Связанное с фотосинтезом падение концентрации углекислого газа в теплице может убить зеленые растения. В высоких концентрациях углекислый газ токсичен для животных, поэтому повышение концентрации до 10 000 частей на миллион (1%) на несколько часов может уничтожить вредителей, таких как белокрылки и паутинные клещи в теплице.

Было предложено барботировать углекислый газ от производства электроэнергии в пруды для выращивания водорослей, которые затем можно было бы преобразовать в биодизельное топливо. ^[10] Двуокись углерода уже все чаще используется в теплицах в качестве основного источника углерода для водорослей спирулины.В медицине к чистому кислороду добавляют до 5% углекислого газа для стимуляции дыхания после апноэ и стабилизации баланса O ₂ / CO ₂ в крови.

[править] Лазеры

Распространенным типом промышленных газовых лазеров является углекислый лазер.

[править] Полимеры и пластмассы

Углекислый газ можно также комбинировать с оксидом лимонена из апельсиновой корки или другими эпоксидами для создания полимеров и пластмасс. ^[11]

[править] Добыча нефти

Углекислый газ используется для увеличения нефтеотдачи, когда он закачивается в добывающие нефтяные скважины или рядом с ними, обычно в сверхкритических условиях.Он действует как агент повышения давления и, будучи растворенным в подземной сырой нефти, значительно снижает ее вязкость, позволяя нефти быстрее течь через землю к скважине для удаления. ^[12] На зрелых месторождениях нефти используются разветвленные трубопроводные сети для транспортировки углекислого газа к точкам закачки.

[править] В качестве хладагентов

Жидкий и твердый диоксид углерода являются важными хладагентами, особенно в пищевой промышленности, где они используются при транспортировке и хранении мороженого и других замороженных продуктов.Твердая двуокись углерода называется «сухим льдом» и используется для небольших грузов, где холодильное оборудование нецелесообразно.

Жидкая двуокись углерода (промышленная номенклатура R744 / R-744) использовалась в качестве хладагента до открытия R-12. Его физические свойства очень подходят для целей охлаждения, охлаждения и нагрева, имея высокую объемную охлаждающую способность. Из-за того, что системы CO ₂ работают при давлении до 130 бар, требуются высокопрочные компоненты, которые уже были разработаны для серийного производства во многих секторах.

Его экологические преимущества (ПГП, равный 1, не разрушающий озоновый слой, нетоксичный, невоспламеняющийся) могут сделать его будущей рабочей жидкостью для замены нынешних ГФУ в автомобилях, супермаркетах, тепловых насосах для горячего водоснабжения и т. Д. Некоторые области применения: Coca-Cola представила охладители напитков на основе CO ₂ , а армия США заинтересована в технологии охлаждения и нагрева CO ₂ . ^{[13] [14]}

Ожидается, что к концу 2007 года мировая автомобильная промышленность примет решение о применении хладагента нового поколения для автомобильного кондиционирования воздуха.CO ₂ — один из обсуждаемых вариантов. (См. «Холодная война»)

[править] Извлечение метана из угольных пластов

При улучшенном извлечении метана из угольных пластов в угольный пласт закачивается углекислый газ для вытеснения метана. ^[15]

[править] Виноделие

Углекислый газ в форме сухого льда часто используется в процессе виноделия для быстрого охлаждения гроздей винограда после сбора, чтобы предотвратить спонтанное брожение дикими дрожжами. Преимущество использования сухого льда перед обычным водяным льдом заключается в том, что он охлаждает виноград без добавления дополнительной воды, которая может снизить концентрацию сахара в виноградном сусле и, следовательно, также снизить концентрацию алкоголя в готовом вине.

Сухой лед также используется во время фазы выдержки в холоде в процессе изготовления вина, чтобы виноград оставался прохладным. Углекислый газ, образующийся в результате сублимации сухого льда, имеет тенденцию оседать на дно резервуаров, потому что он тяжелее обычного воздуха. Осевший углекислый газ создает кислородную среду, которая помогает предотвратить рост бактерий на винограде до тех пор, пока не придет время начать ферментацию с желаемым штаммом дрожжей.

Двуокись углерода также используется для создания гипоксической среды для угольной мацерации, процесса, используемого для производства вина Божоле.

Углекислый газ иногда используется для доливки винных бутылок или других емкостей для хранения, таких как бочки, для предотвращения окисления, хотя у него есть проблема, заключающаяся в том, что он может растворяться в вине, делая ранее неподвижное вино слегка газированным. По этой причине профессиональные виноделы предпочитают другие газы, такие как азот или аргон.

[править] В атмосфере Земли

Основная статья: Углекислый газ в атмосфере Земли

Углекислый газ в атмосфере Земли считается следовым газом, который в настоящее время встречается в средней концентрации около 385 частей на миллион по объему или 582 частей на миллион по массе. ^[16] Масса атмосферы Земли составляет 5,14 × 10 ¹⁸ кг ^[17] , поэтому общая масса атмосферного углекислого газа составляет 3,0 × 10 ¹⁵ кг (3000 гигатонн). Концентрации углекислого газа в атмосфере незначительно колеблются в зависимости от времени года, что обусловлено, главным образом, сезонным ростом растений в Северном полушарии. Концентрация углекислого газа падает в течение северной весны и лета, когда растения потребляют газ, и повышается в течение северной осени и зимы, когда растения переходят в состояние покоя, умирают и разлагаются (см. График справа).Концентрации также значительно различаются в зависимости от региона: в городских районах она обычно выше, а в помещениях может достигать 10-кратной фоновой концентрации в атмосфере.

Двуокись углерода — это парниковый газ. См. Парниковый эффект для получения дополнительной информации.

Ежегодное увеличение выбросов CO в атмосфере ₂ : В 1960-е годы среднегодовое увеличение составляло 37% от среднего уровня за 2000–2007 годы. ^[18]

Из-за деятельности человека, такой как сжигание ископаемого топлива и вырубка лесов, концентрация углекислого газа в атмосфере увеличилась примерно на 35% с начала эпохи индустриализации. ^[19] В 1999 году 2 244 804 000 (= ~ 2,2 × 10 ⁹ ) метрических тонн CO ₂ было произведено в США в результате производства электроэнергии. Это выходная мощность 0,6083 кг (1,341 фунта) на кВтч. ^[20]

Пятьсот миллионов лет назад углекислый газ был в 20 раз более распространен, чем сегодня, уменьшившись до 4–5 раз в юрский период, а затем сохранял медленный спад вплоть до промышленной революции, причем особенно быстро. миллион лет назад. ^{[21] [22]}

До 40% газа, выделяемого некоторыми вулканами во время субаэральных извержений вулканов, составляет двуокись углерода. ^[23] По наиболее точным оценкам, вулканы ежегодно выбрасывают в атмосферу около 130-230 миллионов тонн (145-255 миллионов тонн) CO ₂ . Углекислый газ также вырабатывается горячими источниками, такими как те, что на участке Босолето недалеко от Раполано-Терме в Тоскане, Италия. Здесь, в чашеобразной впадине диаметром около 100 м, локальные концентрации CO ₂ за ночь повышаются до более 75%, что достаточно для уничтожения насекомых и мелких животных, но быстро нагревается при солнечном свете и рассеивается конвекцией в течение дня ^{[ 24]} Локально высокие концентрации CO ₂ , вызванные нарушением вод глубокого озера, насыщенного CO ₂ , предположительно стали причиной 37 погибших на озере Монун, Камерун в 1984 году и 1700 жертв на озере Ниос, Камерун в 1986 году. ^[25] Однако выбросы CO ₂ в результате деятельности человека в настоящее время более чем в 130 раз превышают количество, выбрасываемое вулканами, и составляют около 27 миллиардов тонн в год. ^[26]

[править] В океанах

В океанах примерно в 50 раз больше углерода, растворенного в форме продуктов гидратации CO ₂ и CO ₂ , чем существует в атмосфере. Океаны действуют как огромный поглотитель углерода, «поглотив на сегодняшний день около одной трети всех выбросов CO ₂ , произведенных человеком.» ^[27] Как правило, растворимость газа уменьшается с увеличением температуры воды. Соответственно, способность океанов поглощать углекислый газ из атмосферы уменьшается с повышением температуры океана.

Большая часть CO ₂ , поглощаемая океаном, образует углекислота. Часть из них потребляется в процессе фотосинтеза организмами в воде, а небольшая часть этого количества поглощается углеродным циклом и покидает его. Существует серьезная обеспокоенность по поводу того, что в результате увеличения содержания CO ₂ в атмосфере кислотность морской воды снизилась. увеличивается и может отрицательно повлиять на организмы, живущие в воде.В частности, с повышением кислотности снижается доступность карбонатов для образования раковин. ^[28]

[править] Биологическая роль

Углекислый газ — это конечный продукт в организмах, которые получают энергию от расщепления сахаров, жиров и аминокислот кислородом в процессе их метаболизма в процессе, известном как клеточное дыхание. Сюда входят все растения, животные, многие грибы и некоторые бактерии. У высших животных углекислый газ перемещается с кровью из тканей тела в легкие, где он выдыхается.У растений, использующих фотосинтез, углекислый газ поглощается из атмосферы.

[править] Роль в фотосинтезе

Растения удаляют углекислый газ из атмосферы посредством фотосинтеза, также называемого ассимиляцией углерода, при котором световая энергия используется для производства органических растительных материалов (целлюлозы) путем объединения углекислого газа и воды. Свободный кислород выделяется в виде газа при разложении молекул воды, а водород расщепляется на протоны и электроны и используется для выработки химической энергии посредством фотофосфорилирования.Эта энергия требуется для фиксации углекислого газа в цикле Кальвина с образованием сахаров. Затем эти сахара можно использовать для роста растений посредством дыхания.

Даже при вентиляции, углекислый газ необходимо вводить в теплицы для поддержания роста растений, так как концентрация углекислого газа может упасть в дневное время до 200 ppm. При концентрации 1000 ppm CO ₂ растения потенциально могут расти на 50 процентов быстрее по сравнению с окружающими условиями. ^[29]

Растения также выделяют CO ₂ во время дыхания, поэтому только на стадии роста растения являются чистыми поглотителями. Например, растущий лес будет поглощать много тонн CO ₂ каждый год, однако зрелый лес будет производить столько же CO ₂ за счет дыхания и разложения мертвых образцов (например, упавших веток), сколько используется в биосинтезе растущих растений. ^[30] Несмотря на это, зрелые леса по-прежнему являются ценными поглотителями углерода, помогая поддерживать баланс в атмосфере Земли.Кроме того, что крайне важно для жизни на Земле, фотосинтез фитопланктона поглощает растворенный CO ₂ в верхних слоях океана и тем самым способствует поглощению CO ₂ из атмосферы. ^[31]

[править] Токсичность

Содержание углекислого газа в свежем воздухе (среднее между уровнем моря и уровнем 10 гПа, т. Е. На высоте около 30 км) варьируется от 0,036% (360 частей на миллион) до 0,039% (390 частей на миллион). ), в зависимости от местоположения (см. графическую карту CO ₂ ).

Согласно данным Управления морской безопасности Австралии, «длительное воздействие умеренных концентраций может вызвать ацидоз и неблагоприятное воздействие на метаболизм фосфора кальция, что приводит к увеличению отложений кальция в мягких тканях.Двуокись углерода токсична для сердца и вызывает снижение сократительной силы. При концентрации в воздухе 3% по объему он обладает слабым наркотическим действием и вызывает повышение артериального давления и частоты пульса, а также снижение слуха. В концентрациях около пяти процентов по объему он вызывает раздражение дыхательного центра, головокружение, спутанность сознания и затруднение дыхания, сопровождающееся головной болью и одышкой. При концентрации около восьми процентов он вызывает головную боль, потоотделение, затуманенное зрение, тремор и потерю сознания после воздействия в течение от пяти до десяти минут.» ^[32]

Стихийное бедствие, связанное с отравлением CO ₂ произошло во время лимнических извержений в богатых CO ₂ озерах Монун и Ньос в хребте Окун на северо-западе Камеруна: газ был сильно вытеснен из горных озер и просочился в окружающие долины, в результате чего погибло большинство животных. Во время трагедии на озере Ньос в 1986 году погибло 1700 сельских жителей и 3500 голов скота. ^[33]

Из-за рисков для здоровья, связанных с воздействием углекислого газа, U.Администрация по безопасности и гигиене труда утверждает, что среднее воздействие на здоровых взрослых в течение восьмичасового рабочего дня не должно превышать 5 000 частей на миллион (0,5%). Максимально безопасный уровень для младенцев, детей, пожилых людей и людей с сердечно-легочными проблемами значительно ниже. Для кратковременного (менее десяти минут) воздействия предел, установленный Национальным институтом безопасности и гигиены труда США (NIOSH) и Американской конференцией государственных гигиенистов (ACGIH), составляет 30 000 частей на миллион (3%).NIOSH также заявляет, что концентрация углекислого газа, превышающая 4%, представляет непосредственную опасность для жизни и здоровья. ^[34]

Адаптация к повышенным уровням CO ₂ происходит у людей. Непрерывное вдыхание CO ₂ допускается при трехпроцентной концентрации во вдыхаемом воздухе в течение по крайней мере одного месяца и четырехпроцентной концентрации во вдыхаемом воздухе в течение более недели. Было предложено использовать 2,0% вдыхаемых концентраций для закрытых воздушных пространств (например, подводных лодок), поскольку адаптация является физиологической и обратимой.Снижения работоспособности или нормальной физической активности на этом уровне не происходит. ^{[35] [36]}

Эти цифры действительны для чистого диоксида углерода. В закрытых помещениях, где живут люди, концентрация углекислого газа будет выше, чем в чистом наружном воздухе. Концентрации выше 1000 ppm вызовут дискомфорт более чем у 20% пассажиров, и дискомфорт будет усиливаться с увеличением концентрации CO ₂ . Дискомфорт будет вызван различными газами, исходящими от дыхания и потоотделения человека, а не только CO ₂ .При 2000 промилле большинство пассажиров будет чувствовать значительный дискомфорт, а у многих появятся тошнота и головные боли. Концентрация CO ₂ от 300 до 2500 ppm используется в качестве индикатора качества воздуха в помещении.

Острая токсичность углекислого газа иногда известна по названиям, данным ему шахтерами: blackdamp (также называемый choke damp или stythe ). Шахтеры пытались предупредить себя об опасном уровне углекислого газа в шахте, беря с собой канарейку в клетке во время работы.Канарейка неизбежно умрет до того, как CO ₂ достигнет уровня, токсичного для людей. (Канарейка также может указывать опасные уровни метана и других газов по тому же принципу.)

Уровни содержания углекислого газа в промилле (CDPL) являются суррогатом для измерения содержания в помещении загрязнителей, которые могут вызвать сонливость, головную боль или снижение активности. уровни активности. Чтобы устранить большинство жалоб на качество воздуха в помещении, общий показатель CDPL в помещении должен быть снижен до менее 600. NIOSH считает, что концентрация в воздухе в помещении, превышающая 1000, является признаком недостаточной вентиляции.ASHRAE рекомендует не превышать 1000 в пространстве.

[править] Физиология человека

См. Также: Газ артериальной крови

CO ₂ переносится в крови тремя различными способами. (Точные проценты варьируются в зависимости от того, артериальная это кровь или венозная).

• Большая его часть (около 70% — 80%) превращается в ионы бикарбоната HCO ₃ ^— ферментом карбоангидразой в красных кровяных тельцах, ^[37] по реакции CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃ → H ⁺ + HCO ₃ ^— .

Гемоглобин, основная молекула, переносящая кислород в красных кровяных тельцах, переносит как кислород, так и углекислый газ. Однако CO ₂ , связанный с гемоглобином, не связывается с тем же участком, что и кислород. Вместо этого он соединяется с N-концевыми группами на четырех цепях глобина. Однако из-за аллостерических эффектов на молекулу гемоглобина связывание CO ₂ снижает количество кислорода, связанного при данном парциальном давлении кислорода. Снижение связывания углекислого газа в крови из-за повышенного уровня кислорода известно как эффект Холдейна и играет важную роль в транспортировке углекислого газа из тканей в легкие.И наоборот, повышение парциального давления CO ₂ или более низкий pH вызовет выгрузку кислорода из гемоглобина, что известно как эффект Бора.

Углекислый газ — один из медиаторов местной ауторегуляции кровоснабжения. Если его уровень высок, капилляры расширяются, обеспечивая больший приток крови к этой ткани.

Бикарбонат-ионы имеют решающее значение для регулирования pH крови. Частота дыхания человека влияет на уровень CO ₂ в его крови. Слишком медленное или поверхностное дыхание вызывает респираторный ацидоз, а слишком быстрое дыхание приводит к гипервентиляции, что может вызвать респираторный алкалоз.

Хотя организму необходим кислород для обмена веществ, низкий уровень кислорода не стимулирует дыхание. Скорее, дыхание стимулируется повышенным уровнем углекислого газа. В результате вдыхание воздуха низкого давления или газовой смеси без кислорода (например, чистого азота) может привести к потере сознания без какого-либо чувства голода. Мартини, М. Ханнан, Джерри. «Ваша роль в« парниковом эффекте »». Проверено 19 апреля 2006.

[править] Внешние ссылки

---

Авторские права

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы ​​установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с вашим системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Двуокись углерода | Центр естественнонаучного образования UCAR

Четыре представления, которые химики используют для углекислого газа. В цветных моделях углерод имеет светло-серый цвет, а кислород — красный.
Предоставлено: Рэнди Рассел (© 2006 NESTA)

Двуокись углерода — бесцветный и негорючий газ при нормальной температуре и давлении. Хотя двуокись углерода гораздо менее распространена, чем азот и кислород в атмосфере Земли, она является важным компонентом воздуха на нашей планете. Молекула диоксида углерода (CO ₂ ) состоит из одного атома углерода и двух атомов кислорода.

Двуокись углерода — важный парниковый газ, который помогает удерживать тепло в нашей атмосфере. Без него наша планета была бы неприветливо холодной. Однако постепенное увеличение концентрации CO ₂ в атмосфере Земли способствует глобальному потеплению, угрожая нарушить климат нашей планеты, поскольку средние глобальные температуры постепенно повышаются.

Двуокись углерода — четвертый по распространенности компонент сухого воздуха. Его концентрация в атмосфере Земли составляет около 400 ppmv (частей на миллион по объему).По оценкам ученых, до начала промышленной деятельности человека концентрация CO ₂ составляла около 270 ppmv. Таким образом, с начала индустриализации человечества уровни углекислого газа в нашей атмосфере выросли примерно на 40%, и ожидается, что это будет играть тревожную роль в повышении глобальной температуры. Концентрации углекислого газа в атмосфере существенно менялись в дочеловеческой истории нашей планеты и оказывали глубокое влияние на глобальные температуры в прошлом.

Углекислый газ играет ключевую роль в углеродном цикле Земли, в совокупности процессов, которые приводят в цикл углерод во многих формах в нашей окружающей среде.Выделение газов из вулканов и лесные пожары являются двумя важными естественными источниками CO ₂ в атмосфере Земли. Дыхание, процесс, при котором организмы высвобождают энергию из пищи, выделяет углекислый газ. Когда вы выдыхаете, вы выдыхаете углекислый газ (среди других газов). При сгорании, будь то под видом лесных пожаров, в результате подсечно-огневых методов ведения сельского хозяйства или в двигателях внутреннего сгорания, образуется углекислый газ.

Фотосинтез, биохимический процесс, с помощью которого растения и некоторые микробы создают пищу, расходует углекислый газ.Фотосинтезирующие организмы объединяют CO ₂ и воду (H ₂ O) для производства углеводов (например, сахаров) и выделения кислорода в качестве побочного продукта. Такие места, как леса и районы океана, которые поддерживают фотосинтезирующие микробы, поэтому действуют как массивные «стоки» углерода, удаляя углекислый газ из атмосферы посредством фотосинтеза. Ранняя атмосфера Земли имела гораздо более высокие уровни CO ₂ и почти не содержала кислорода; рост фотосинтезирующих организмов привел к увеличению количества кислорода, что сделало возможным развитие дышащих кислородом существ, таких как мы!

При сжигании образуется CO ₂ , хотя при неполном сгорании из-за ограниченного поступления кислорода или избытка углерода также может образовываться окись углерода (CO).Окись углерода, опасный загрязнитель, в конечном итоге окисляется до двуокиси углерода.

Маленькие канистры с CO под давлением ₂ используются для накачивания велосипедных шин и спасательных жилетов, а также для питания пейнтбольных ружей. «Шипение» в газировке осуществляется за счет углекислого газа. Углекислый газ также выделяется дрожжами во время брожения, придавая пиву пышность и делая шампанское игристым. Поскольку он негорючий, CO ₂ используется в некоторых огнетушителях. Двуокись углерода при растворении в воде образует слабую кислоту, называемую угольной кислотой (H ₂ CO ₃ ).

Углекислый газ — самый распространенный газ в атмосферах Марса и Венеры. Твердая замороженная двуокись углерода называется «сухим льдом». Полярные ледяные шапки Марса представляют собой смесь обычного водяного льда и сухого льда. Жидкий CO ₂ образуется только при давлении, превышающем примерно в 5 раз атмосферное давление на Земле на уровне моря, поэтому во многих случаях сухой лед не тает в жидкую форму. Вместо этого он переходит непосредственно из твердого состояния в газообразное в процессе, называемом сублимацией.

Распад молекул углекислого газа в микроволновой плазменной горелке

Распад молекул углекислого газа при высоких температурах

Молекулы углекислого газа проходят через чрезвычайно высокотемпературный резак, где для T> 2000K предполагается локальное термодинамическое равновесие (ЛТР).Затем они могут распадаться на различные химические соединения. Однако мы предполагаем распад молекул углекислого газа на атомы окиси углерода и кислорода, то есть CO ₂ → CO + O для простоты в первоначальной аналитической попытке. Изменения энтальпии и энтропии, обусловленные этой реакцией, находятся из таблицы ²⁶ и составляют ∆ H = 530 кДж моль ⁻¹ и ∆ S = 147 Дж моль ⁻¹ градусов ⁻¹ , соответственно. Свободная энергия Гиббса самопроизвольного распада определяется как G = ∆ H — T ∆ S ; поэтому рассчитанная температура распада молекул углекислого газа на атомы окиси углерода и кислорода составляет примерно T = ∆ H / ∆ S = 3600K.

На самом деле разложение диоксида углерода намного сложнее, чем приведенный выше анализ свободной энергии Гиббса. Доминирующими частицами после разложения диоксида углерода являются C, O , CO , C ₂ , O ₂ и CO ₂ . Таким образом, всего ожидается 19 реакций. Однако модельный расчет в газовой кинетике сосредоточен на доминирующих реакциях в горячей камере с температурой, превышающей 2000 К.Первое соображение — это разложение диоксида углерода, представленное химическими реакциями

с их реакционными константами ^12,19 k _CO21 = 2,14 × 10 ⁻¹⁰ ( T _r / T ) ^0,5 exp (−52315 / T ) см ³ молекул ⁻¹ с ⁻¹ и k _CO2 = 2,81 × 10 ⁻¹¹ exp (−26458 / T ) см ³ молекул ⁻¹ с ⁻¹ , где T — температура газа в Кельвинах, а T _r = 298 K представляет комнатную температуру.Константа реакции ¹² k _CO2 была получена при температуре газа T в диапазоне 300 K < T <2500K. Константа k _CO2 оценивается как k _CO2 = 7 × 10 ⁻¹⁶ см ³ молекул ⁻¹ с ⁻¹ при T = 2500K . С другой стороны, константа реакции ²⁷ этой реакции в уравнении (1) равна k _CO2 = 6.4 × 10 ⁻¹⁵ exp (−0084 / T ) см ³ молекул ⁻¹ с ⁻¹ в другом наборе данных, что оценивается как k _CO2 = 2,06 × 10 ⁻¹⁸ см ³ молекул ⁻¹ с ⁻¹ при T = 2500K. Константы реакции в этих двух наборах экспериментальных данных сильно отличаются друг от друга, даже с учетом различных экспериментальных условий. Следовательно, в этом случае может быть сложно использовать какие-либо данные.В связи с этим мы принимаем константу реакции равной k _CO2 = 3,56 × 10 ⁻¹² exp (−26458 / T ) см ³ молекул ⁻¹ с ⁻¹ , который обеспечивает распад молекул углекислого газа при T = 3600 K, что согласуется с простым анализом свободной энергии Гиббса и, таким образом, является разумным представлением константы реакции в последующем модельном расчете кинетики газа. Тем не менее, вторая реакция в уравнении (1) доминирует над первой реакцией в процессе диссоциации диоксида углерода, как будет показано позже.

Распад диоксида углерода через реакции в уравнении (1) может быть уравновешен регенерацией диоксида углерода через реакцию

с их реакционными константами ²⁸ k _CO = 1,18 × 10 ⁻¹³ ( T _r / T ) exp (−3610 / T ) см ³ молекул ⁻¹ с ⁻¹ . Реакции уравнений (1) и (2) в квазиравновесном состоянии плотности углекислого газа, характеризуемого d n _CO2 / dt ≈ 0, приводят к

, где n _CO2 и n _CO — плотности молекул диоксида углерода и монооксида соответственно.Здесь квазиравновесие указывает, что реакции в уравнениях (1) и (2) уравновешивают количество молекул диоксида углерода в локальном тепловом равновесии.

Второе соображение — образование атомарного углерода и его исчезновение с химическими реакциями, выраженными как

с реакционными константами ^29,30,31 из k _C2 = 2,25 × 10 ⁻¹¹ ( T / T _r ) см ³ молекул ⁻¹ s ⁻¹ и k _C = 5.1 × 10 ⁻¹¹ ( T _r / T ) ^0,3 см ³ молекул ⁻¹ с ⁻¹ . Опять же, эти реакции в квазиравновесном состоянии для числа атомов углерода приводят к

, где n _C2 и n _O2 — это молекулярные плотности углерода и кислорода, а γ = n. _O / n _C — отношение плотности атомов кислорода n _O к плотности атомов углерода n _C .Отношение γ будет больше единицы во всем диапазоне температур газа. Число молекул углерода в уравнении (5) обычно на порядок меньше числа молекул кислорода при высокой температуре газа T> 2000K.

Третье соображение — образование молекулярного кислорода и его исчезновение с химическими реакциями, выраженными как

с константами реакции ^31,32 k _CO2 = 3,56 × 10 ⁻¹² эксп. (−22848/ T ) см ³ молекул ⁻¹ с ⁻¹ , k _C = 5.1 × 10 ⁻¹¹ ( T _r / T ) ^0,3 см ³ молекул ⁻¹ с ⁻¹ и k _C21 = 1,1 × 10 ⁻¹¹ exp (−381 / T) см ³ молекул ⁻¹ с ⁻¹ . Реакции в квазиравновесном состоянии для числа молекулярного кислорода приводят к k _CO2 n _CO2 n _O = k _C n _C n _O2 + k _C21 n _C2 n _O2 , что далее выражается как

путем идентификации k _C n _C n _O2 = k _C2 n _C2 n _O в уравнении (4).Следующее рассмотрение — образование молекулярного углерода и его диссоциация с химическими реакциями, выраженными как

с константами реакции ³³ = 1,47 × 10 ⁻¹¹ ( T _r / T ) ^2,6 см ³ молекул ⁻¹ с ⁻¹ , k _C2 = 2,25 × 10 ⁻¹¹ ( T / T _r ) см ³ молекул ⁻¹ с ⁻¹ и k _C21 = 1.1 × 10 ⁻¹¹ exp (−381 / T) см ³ молекул ⁻¹ с ⁻¹ . Реакции в квазиравновесном состоянии для молекулярного числа атомов углерода приводят к

, где параметр γ = n _O / n _C представляет собой отношение плотностей атомарного кислорода и углерода.

Молекулы углекислого газа могут распадаться на пять других частиц, включая атомарный кислород и углерод. Как будет показано позже, атомные номера углерода и кислорода при температуре газа T выше 2000 К более чем на три порядка выше, чем у молекул.Следовательно, молекулы углекислого газа распадаются в основном на атомы кислорода O и углерода C и молекулы окиси углерода CO . В связи с этим количество распадающихся молекул углекислого газа n _D может быть связано с числами, n _O и n _CO , кислорода и окиси углерода. молекул согласно

из уравнений (3) и (9).Точно так же число n _D распавшихся молекул углекислого газа также может быть связано с числами, n _C и n _CO , атомов углерода и молекул окиси углерода. по

, что также обеспечивает сохранение количества атомов углерода. Решение отношения γ ² + 2γ — α / δ = 0 из уравнения. (10) и (11) равно

, что определяет отношение γ = n _O / n _C в терминах температуры газа T .Мы наблюдаем из уравнения. (12) видно, что отношение γ = n _O / n _C уменьшается с большого значения до двух по мере увеличения температуры газа от комнатной до бесконечности, как и ожидалось. Это указывает на то, что все молекулы углекислого газа распадаются на атомы углерода и кислорода при чрезвычайно высокой температуре.

На этом этапе мы возвращаемся к уравнению (7), тщательно проверяя относительную силу членов. Значение k _C2 n _O + k _C21 n _O2 в правой части уравнения (7) можно выразить как ( k _C2 γ ² δ + k _C21 n _O2 / n _CO2 ) n _CO2 .Константа реакции k _C2 обычно на порядок выше, чем k _C21 при практической температуре газа T в диапазоне 2000 K 2 δ намного больше единицы в этом диапазоне температур газа. Отношение плотностей n _O2 / n _CO2 намного меньше единицы, как будет показано позже.Членом, пропорциональным k _C21 n _O2 в правой части уравнения (7), можно пренебречь. В этом контексте уравнение (7) упрощается до

, которое связано с плотностью от n _C2 до n _CO2 . Уравнения (3), (5), (9), (12) и (13) дополняют значения относительной плотности компонентов газа.

Поучительно оценить отношение молекулярной плотности к атомной плотности для углерода и кислорода.Используя уравнения (5), (9) и (13), определяется отношение плотности,

, которое указывает, что отношение n _C2 / n _C равно 10 ⁻⁴ или менее при температуре газа на Т выше 2000 К. Точно так же из уравнений (5) и (14) мы также находим, что отношение плотностей n _O2 / n _O составляет 10 ^-3 или меньше при высокой температуре газа.Таким образом, вывод отношения плотностей γ из уравнений (10) и (11) вполне оправдан. Таким образом, мы заключаем, что большинство газовых частиц в микроволновом плазменном факеле с газообразным диоксидом углерода представляют собой молекулы CO ₂ и CO с атомами C и O .

Молекулы углекислого газа распадаются на атомные или двухатомные молекулы, увеличивая количество частиц. Обозначая n ₀ как плотность углекислого газа перед стадией дезинтеграции, она отображается как n ₀ = n _CO2 + n _D = n _CO2 + n _CO + n _C из уравнения (11).С другой стороны, общая нейтральная плотность n _N может быть приблизительно равна n _N = n ₀ + n _O = n _CO2 + n _CO + n _C + n _O , пренебрегая молекулярными плотностями. Молекулярная плотность углекислого газа без какого-либо распада — это нейтральная плотность n ₀ = n _N .Следовательно, диссоциация углекислого газа увеличивает общее количество частиц и объем газа. Однако плотность нейтрального числа определяется температурой газа только для горелки с давлением в одну атмосферу. Согласно закону идеального газа, общая нейтральная плотность n _N также может быть выражена как n _N = 2,6 × 10 ¹⁹ ( T _r / T ) частиц см ⁻³ .Эта общая нейтральная плотность n _N может быть эквивалентно выражена как n _N = n _CO2 [1 + α + (1 + γ) γδ] с использованием уравнения (3) и (9). Плотность всех видов газа в конечном итоге может быть выражена как

, где символы α, β, δ и ε определены в уравнениях (3), (5), (9) и (13) соответственно. Уравнение (15) определяет плотности всех компонентов в плазменной горелке с точки зрения температуры газа T , что является одним из основных результатов данной статьи.

Мы пренебрегли первой реакцией в уравнении (1) при выводе уравнения (3), предполагая, что вторая реакция в уравнении (1) доминирует. Справедливость этого предположения демонстрируется путем оценки значения k _CO21 n _N / k _CO2 n _O , где k _CO21 и k _CO2 определены в уравнении (1).После выполнения прямого вычисления оно отображается как

, что меньше 10 ⁻² , что обеспечивает обоснованность предположения, сделанного для вывода уравнения (3). В этом отношении уравнение (15) предоставит достаточно точную информацию о газах с точки зрения температуры пламени T горелки в диапазоне 2000K < T <7000K. Программные инструменты моделирования под названием Chemical WorkBench (CWB), которые были нацелены на кинетическое моделирование гомогенной газовой фазы в масштабе реактора, использовались для расчета концентрации компонентов.Этот программный инструмент может быть эффективно использован для моделирования, оптимизации и проектирования широкого спектра процессов с высокой химической нагрузкой, в том числе при очень высоких температурах. Код CWB разработан и распространяется Kintech Lab, Россия ³⁴ . Аналитические результаты уравнения (15) можно сравнить с численными результатами кода CWB для сравнения. Плотность молекул углекислого газа перед разложением составляет n ₀ , по оценке n ₀ = n _CO2 + n _CO + № _С .Если молекулы углекислого газа начинают диссоциировать при высокой температуре, нейтральная плотность увеличивается с n ₀ до n _N . На рисунке 1 показан график зависимости отношения плотностей n _CO2 / n ₀ от температуры газа T в градусах Кельвина, полученной из уравнения (15) (сплошная кривая) и кода CWB. (штриховая кривая). Аналитические результаты на рис. 1 показывают, что молекулы диоксида углерода начинают диссоциировать при температуре около 2400 К и что половина молекул диссоциирует при Т, = 3600 К, как и ожидалось из анализа дезинтеграции свободной энергии Гиббса.Почти все молекулы углекислого газа диссоциируют при T = 7000K, за исключением нескольких процентов. С другой стороны, численные результаты кода CWB на рис. 1 показывают, что половина молекул диссоциирует около T = 3100 K, что значительно ниже, чем T = 3600 K температуры спонтанной диссоциации по свободной энергии Гиббса. Это несоответствие может быть вызвано различиями между константами химической реакции, используемыми в аналитических расчетах и ​​численных расчетах.В целом результаты кода указывают на более легкую диссоциацию диоксида углерода, чем результаты анализа. В остальном динамика аналитических результатов по температуре пламени достаточно хорошо согласуется с численными данными.

Рисунок 1

Графики отношения плотностей n _CO2 / n ₀ в зависимости от температуры газа T в Кельвинах, полученной из уравнения (15) (сплошная кривая) из кода CWB (штриховая кривая).

Аналитические результаты на рис. 1 показывают, что молекулы диоксида углерода начинают диссоциировать при температуре около 2400K, а половина молекул диссоциирует при T = 3600K, как и ожидалось из анализа распада свободной энергии Гиббса. Почти все молекулы углекислого газа диссоциируют при T = 7000K, за исключением нескольких процентов. С другой стороны, численные результаты кода CWB на рис. 1 показывают, что половина молекул диссоциирует около T = 3100 K, что значительно ниже, чем T = 3600 K температуры спонтанной диссоциации по свободной энергии Гиббса.

На рис. зависимости плотности от температуры газа T . Отношение γ = n _O / n _C получается из уравнения (12) и нормализованного начального ( n ₀ / n _N ) и диоксида углерода ( n _CO2 / n _N ) молекулярные плотности получают из уравнения (15).Отношение γ уменьшается примерно до 2 при повышении температуры газа T . Из рисунка 2 также следует, что нормализованная начальная плотность n ₀ / n _N приближается к 1/3, когда температура газа становится чрезвычайно высокой, что указывает на полное разрушение CO ₂ на атомы C и O в конечном итоге увеличивает нейтральное число n _N , пока оно не станет в три раза больше исходного числа n ₀ .

Рисунок 2

Графики отношения γ = n _O / n _C , n ₀ / n _N и n _CO2 / n _N в зависимости от температуры газа T в Кельвинах.

Графики зависимости отношения γ = n _O / n _C , нормализованной начальной ( n ₀ ) молекулярной плотности углекислого газа от температуры газа T .Отношение γ = n _O / n _C получается из уравнения (12) и нормализованного начального ( n ₀ / n _N ) и диоксида углерода ( n _CO2 / n _N ) молекулярные плотности получают из уравнения (15). Из рисунка 2 также следует, что нормализованная начальная плотность n ₀ / n _N приближается к 1/3, когда температура газа становится чрезвычайно высокой, что указывает на полное разрушение CO ₂ на атомы C и O в конечном итоге увеличивает нейтральное число n _N , пока оно не станет в три раза больше исходного числа n ₀ .

Плотность атомов кислорода и углерода резко возрастает, когда температура газа превышает T = 4200 K из-за диссоциации монооксида углерода. На рис. 3 представлены графики зависимости плотности атомов кислорода и углерода от температуры газа T , полученные из уравнения (15). Нормализованная молекула окиси углерода также представлена ​​на рис. 3 для сравнения с другими видами. На рис. 3 следует отметить несколько моментов. Во-первых, плотности атомов кислорода и углерода составляют существенные доли нейтральной плотности при высокой температуре.Например, нормализованные плотности частиц при T = 4500K даются как n _O / n _N = 0,55, n _C / n _N = 0,175 и n _CO / n _N = 0,2, что также удовлетворяет условию n _O + n _CO = 2 ( n _C + n _CO ), чтобы сохранить кислородное и углеродное числа.Секунды, плотность атомов кислорода менее чем в три раза превышает плотность атомов углерода во всем высокотемпературном диапазоне ( T > 4500 K), что указывает на диссоциацию значительной части молекул монооксида углерода. В-третьих, плотность атомов кислорода всегда выше плотности окиси углерода во всем диапазоне температур газа. Диссоциация монооксида углерода является выдающейся при температурах газа выше Т = 4800К, за пределами которых даже плотность атомов углерода преобладает над плотностью оксида углерода.Наконец, мы также отмечаем из численных данных, полученных из уравнения (15), что плотности атома кислорода и монооксида углерода остаются высокими даже при относительно низких температурах. Например, плотности атома кислорода и монооксида углерода при T = 1500 K даются как n _O = 2,41 × 10 ¹⁴ молекул см ⁻³ и n _CO = 1.98 × 10 ¹⁴ молекул см ⁻³ , обеспечивающих активные химические реакции в этом диапазоне температур.На рис. 4 показаны графики нормированных молекулярных плотностей кислорода и углерода в зависимости от температуры газа T , полученные из уравнения (15). Как и ожидалось из уравнения (14), молекулярные плотности кислорода и углерода на несколько порядков ниже, чем плотности атомов кислорода и углерода. На рис. 4 также видно, что молекулярные плотности кислорода и углерода уменьшаются по мере увеличения температуры газа T от T = 4000 K, что указывает на диссоциацию молекул при высокой температуре.

Рис. 3

Графики зависимости плотности атомов кислорода и углерода от температуры газа T , полученные из уравнения (15).

Плотность атомов кислорода и углерода резко возрастает, когда температура газа превышает T = 4200 K из-за диссоциации монооксида углерода. Здесь также представлена ​​нормализованная молекула окиси углерода для сравнения с другими видами. На рис. 3 следует отметить несколько моментов. Во-первых, плотности атомов кислорода и углерода составляют существенные доли нейтральной плотности при высокой температуре.Секунды, плотность атомов кислорода менее чем в три раза превышает плотность атомов углерода во всем высокотемпературном диапазоне ( T > 4500 K), что указывает на диссоциацию значительной части молекул монооксида углерода. В-третьих, плотность атомов кислорода всегда выше плотности окиси углерода во всем диапазоне температур газа.

Рис. 4

Графики нормированных молекулярных плотностей кислорода и углерода в зависимости от температуры газа T , полученные из уравнения (15).

Молекулярные плотности кислорода и углерода на несколько порядков ниже, чем плотности атомов кислорода и углерода. На рис. 4 также видно, что молекулярные плотности кислорода и углерода уменьшаются по мере увеличения температуры газа T от T = 4000 K, что указывает на диссоциацию молекул при высокой температуре.

Плотность n _CO молекул монооксида углерода для заданного значения n _CO / n _N в уравнении (15), например, пропорциональна нейтральной плотности n _N , которая обратно пропорциональна температуре газа T согласно уравнению состояния для идеального газа.Здесь мы предположили, что все химические частицы находятся в состоянии излучения черного тела. Следовательно, плотность окиси углерода выражается как n _CO = n _N0 ( x / x ₀ ) ( T ₀ / T ), где x ₀ и n _N0 — нормализованная CO и нейтральная плотности соответственно при произвольной температуре T ₀ .Здесь x = n _CO / n _N . Предполагая локальное тепловое равновесие, суммарная интенсивность света, излучаемого на характерной длине волны молекул монооксида углерода, пропорциональна средней плотности энергии u _CO фотона ³⁵ , что пропорционально T ⁴ . Средняя плотность энергии u _CO фотона на этой характеристической длине волны также может быть пропорциональна плотности окиси углерода n _CO .Таким образом, нормализованная интенсивность света I _CO может быть выражена как I _CO = ( x / x ₀ ) ( T / T ₀ ) ³ , которая нормирована на интенсивность света при температуре T ₀ . Используя нормированные плотности, мы можем оценить нормированные интенсивности излучения света всех разновидностей газа, полученные из уравнения (15).

Интенсивность излучения света можно рассчитать относительно излучения света при T = T ₀ . Нормированные интенсивности света I _CO на характеристической длине волны, например, монооксида углерода, могут быть рассчитаны с точки зрения температуры газа на рис. 5b. На рис. 5 показаны рассчитанные теоретически интенсивности излучения света в зависимости от температуры газа T в Кельвинах.Интенсивности света нормированы на те, при которых температура T ₀ равна 6000 К. Из рис. 5 следует обратить внимание на несколько моментов. Во-первых, интенсивность выброса углекислого газа резко возрастает, достигает своего пика примерно при T = 3000 K, а затем уменьшается по мере увеличения температуры газа T от 1000 K. Уменьшение светового излучения CO ₂ при высокой температуре вызвано уменьшением молекулярной плотности диоксида углерода из-за диссоциации при высокой температуре.Во-вторых, световое излучение всех других частиц увеличивается с увеличением температуры газа T , потому что их плотность увеличивается. В-третьих, интенсивности излучения молекул кислорода и углерода относительно медленно увеличиваются при высокой температуре газа, превышающей T = 3500 K, по мере увеличения температуры газа.

Рисунок 5

Графики интенсивности излучения света (а) I _CO2 , (б) I _CO , I _O и I _C и (c) I _C2 и I _O2 в зависимости от температуры газа T в Кельвинах.

Интенсивности света нормированы на значения при температуре T ₀ 6000 К. Из рис. 5 следует обратить внимание на несколько моментов. Во-первых, интенсивность выброса углекислого газа резко возрастает, достигает своего пика примерно при T = 3000 K, а затем уменьшается по мере увеличения температуры газа T от 1000 K. Уменьшение светового излучения CO ₂ при высокой температуре вызвано уменьшением молекулярной плотности диоксида углерода из-за диссоциации при высокой температуре.Во-вторых, световое излучение всех других частиц увеличивается с увеличением температуры газа T , потому что их плотность увеличивается. В-третьих, интенсивности излучения молекул кислорода и углерода относительно медленно увеличиваются при высокой температуре газа выше T = 3500 K по мере увеличения температуры газа.

Химия СО2

Химия СО2

18.2 Химия CO

₂

---

Демонстрация химической концепции: Химия CO ₂

Демонстрация:

Три стакана содержат известковую воду (Ca (OH) 2 ). Студент дует соломинкой в ​​первый стакан. Во второй стакан добавляют сухой лед. Клубная газировка добавлена ​​в третью Сравнить.

Наблюдения:

1. Образуется мутный белый осадок.
2. и 3. Сначала в стакане образуется осадок. При дополнительной сушке Добавляют лед и содовую, осадок снова растворяется.

Пояснения (включая важные химические уравнения):

Двуокись углерода растворяется в воде и медленно реагирует с водой с образованием производят угольную кислоту.

CO ₂ (г) + H ₂ O (л) <=> H ₂ CO ₃ (водн.)

Мутный белый раствор, наблюдаемый при барботировании CO ₂ в известковую воду является результатом реакции между Ca (OH) ₂ и CO ₂ или _{H 2 CO 3 с образованием нерастворимого осадка карбоната кальция.}

Ca (OH) ₂ (водн.) + H ₂ CO ₃ (водн.) <=> CaCO ₃ (т) + 2 H ₂ O (л) K _sp = 2,8 x 10 ^-9

Избыток CO ₂ или _{H 2 CO 3 , однако реагирует с ионом CO 3 ^2- в этом растворе с образованием HCO 3 ^—.}

H ₂ CO ₃ (водн.) + CO ₃ ^2- (водн.) <=> 2 HCO ₃ ^— (водн.)

Поскольку бикарбонат кальция растворим в воде, CaCO ₃ выпадает в осадок. растворяется в присутствии избытка угольной кислоты.

CaCO ₃ (s) + H ₂ CO ₃ (водн.) <=> Ca ²⁺ (водн.) + 2 HCO ₃ ^— (водн.)

Углекислый газ — обзор

Человек

Углекислый газ — это простое удушающее средство, которое вытесняет кислород из дыхательной атмосферы, что приводит к гипоксии. Описаны четыре стадии (в зависимости от насыщения артериальной крови кислородом): (1) индифферентная стадия, 90% -ное насыщение кислородом; (2) компенсаторная стадия, кислородное насыщение 82–90%; (3) стадия нарушения, насыщение кислородом 64–82%; и (4) критическая стадия, насыщение кислородом 60–70% или меньше.

После воздействия удушающих средств отмечаются сердечно-сосудистые эффекты, такие как тахикардия, аритмии и ишемия. Углекислый газ оказывает прямое токсическое действие на сердце, что приводит к снижению сократительной силы. Это также вазодилататор и самый мощный из известных цереброваскулярных расширителей. Также отмечаются респираторные эффекты, такие как гипервентиляция, цианоз и отек легких. Могут возникнуть различные неврологические эффекты, такие как головокружение, головные боли, сонливость и спутанность сознания. Длительная гипоксия может привести к потере сознания; судороги могут наблюдаться во время серьезных случаев асфиксии.Могут возникать желудочно-кишечные эффекты, такие как тошнота и рвота, но обычно они проходят в течение 24–48 часов после прекращения воздействия. Снижение зрения и повышение внутриглазного давления можно увидеть при вдыхании 10% углекислого газа. Комбинированный респираторный и метаболический ацидоз наблюдался при серьезном контакте с сухим льдом. Катастрофа на озере Ниос в августе 1986 года была постулирована как результат выброса углекислого газа из поднимающихся холодных глубинных вод, образующих смертоносное облако газа. У пострадавших были отмечены кашель, головная боль, лихорадка, недомогание, отек конечностей и потеря сознания.Вдыхание углекислого газа является тератогенным и вызывает неблагоприятные репродуктивные последствия как у самцов, так и у самок у грызунов. У людей отмечалось усиление шевеления плода после вдыхания 5% углекислого газа в воздухе.

Самая низкая смертельная концентрация (при вдыхании) для человека составляет 100000 частей на миллион в течение 1 мин. Концентрация углекислого газа 20–30% может вызвать судороги и кому в течение 1 мин. Потеря сознания может возникнуть при вдыхании концентрации 12% в течение 8–23 мин. Вдыхание 6–10% вызывает одышку, головную боль, головокружение, потливость и беспокойство.

диоксид углерода | Infoplease

углекислый газ, химическое соединение , CO ₂ , бесцветный, без запаха и вкуса газ, который примерно в полтора раза плотнее воздуха при обычных условиях температуры и давления. Он не горит, при нормальных условиях стабилен, инертен и нетоксичен. Однако он будет поддерживать горение магния с образованием оксида магния и углерода. Хотя это не яд, он может вызвать смерть от удушья при вдыхании в больших количествах.Это довольно стабильное соединение, но при очень высоких температурах оно разлагается на углерод и кислород. Он хорошо растворяется в воде, один ее объем растворяется в равном объеме воды при комнатной температуре и давлении; образующийся слабокислый водный раствор называется угольной кислотой. Газ легко сжижается путем сжатия и охлаждения. Если жидкий углекислый газ быстро разжимается, он быстро расширяется, и часть его испаряется, отводя достаточно тепла, чтобы остальная часть остывала в твердый снег из двуокиси углерода . Стандартным тестом на присутствие диоксида углерода является его реакция с известковой водой (насыщенный водный раствор гидроксида кальция) с образованием молочно-белого осадка гидроксида кальция.

Двуокись углерода встречается в природе как в свободном виде, так и в сочетании (например, в карбонатах). Это часть атмосферы, составляющая около 1% от объема сухого воздуха. Поскольку это продукт сгорания углеродсодержащего топлива (например, угля, кокса, мазута, бензина и кухонного газа), его обычно больше в городском воздухе, чем в загородном.В течение последних 800000 лет содержание углекислого газа в атмосфере колебалось в течение десятков тысяч лет от 180 до 280 частей на миллион (ppm), но после промышленной революции оно неуклонно увеличивалось выше 280 ppm за относительно короткое время, достигнув 400. ppm в 2013 году. Этот дополнительный углекислый газ подпитывает парниковый эффект, нагревая атмосферу и еще больше нарушая естественный цикл углекислого газа (см. глобальное потепление), а контроль углекислого газа, производимого в результате деятельности человека, является ключом к ограничению глобального потепления и разрушительных последствий изменение климата.

В различных частях мира, особенно в Италии, на Яве и в Йеллоустонском национальном парке в США, углекислый газ образуется под землей и выходит из трещин в земле. Природные минеральные воды, такие как вода Виши, сверкают (шипят), потому что избыток углекислого газа, растворенный в них под давлением, собирается в пузырьки и улетучивается при сбросе давления. Дроссельная заслонка (см. Сырость) шахт, карьеров и старых неиспользуемых колодцев в основном состоит из углекислого газа. Углекислый газ является сырьем для фотосинтеза зеленых растений и продуктом дыхания животных.Это также продукт распада органических веществ.

Двуокись углерода используется в различных коммерческих целях. Наибольшее его использование в качестве химического вещества — в производстве газированных напитков; он придает блеск газированным напиткам, таким как газированная вода. Образовавшийся под действием дрожжей или разрыхлителя углекислый газ вызывает подъем хлебного теста. Компаунд также используется для смягчения воды, при производстве аспирина и свинцовых красок, а также в процессе Solvay для получения карбоната натрия.