Дыяксід вугляроду

Схема дыяксіду вугляроду

Мадэль малекулы дыяксіду вугляроду

Дыяксі́д вугляро́ду (дыяксі́д вуглятво́ру, двухво́кіс вугляро́ду, вуглякі́слы газ, аксі́д вугляро́ду (IV), ву́гальны ангідры́д, вуглекіслата́) — CO₂, бескаляровы газ са злёгку кіслявым пахам і смакам.

Канцэнтрацыя вуглякіслага газу ў атмасферы Зямлі складае 0,038 %.

Калі ласка, не блытайце з дыяксінам

Уласцівасці

Фізічныя

Шчыльнасць пры звычайных умовах 1,98 г/л. Пры атмасферным ціску дыяксід вуглярода не існуе ў вадкім стане, пераходзячы непасрэдна з цвёрдага стану ў газападобнае. Цвёрды дыяксід вуглярода завуць сухім лёдам. Пры падвышаным ціску і звычайных тэмпературах вуглякіслы газ пераходзіць у вадкасць, што выкарыстоўваецца для яго захоўвання.

Вуглякіслы газ лёгка прапускае ультрафіялетавыя прамяні і прамяні бачнай часткі спектру, якія трапляюць на Зямлю ад Сонца і абаграваюць яе. У той жа час ён паглынае выпушчаныя Зямлёй інфрачырвоныя прамяні і з’яўляецца адным з парніковых газаў, з прычыны чаго бярэ ўдзел у працэсе глабальнага пацяплення. Сталы рост узроўню ўтрымання гэтага газу ў атмасферы назіраецца з пачатку індустрыяльнай эпохі.

Хімічныя

Па хімічных уласцівасцях дыяксід вуглярода належыць кіслотным аксідам. Пры растварэнні ў вадзе ўтварае вугальную кіслату. Рэагуе са шчолачамі з утварэннем карбанатаў і гідракарбанатаў. Уступае ў рэакцыі электрафільнага замяшчэння (напрыклад, з фенолам — рэакцыя Кальбе) і нуклеафільнага далучэння (напрыклад, з магнійарганічнымі злучэннямі).

Біялагічныя

Дыяксід вуглярода мае адну з галоўных роляў у жывой прыродзе, удзельнічаючы ў шматлікіх працэсах метабалізму жывой клеткі. Дыяксід вуглярода атрымліваецца ў выніку мноства акісляльных рэакцый у жывёл, і вылучаецца ў атмасферу з дыханнем. Вуглякіслы газ атмасферы — асноўная крыніца вугляроду для раслін. Аднак, памылкай будзе сцвярджэнне, што жывёлы толькі вылучаюць вуглякіслы газ, а расліны — толькі паглынаюць яго. Расліны паглынаюць вуглякіслы газ падчас фотасінтэзу, а без асвятлення яны таксама яго вылучаюць.

Дыяксід вуглярода не таксічны, але не падтрымлівае дыханне. Вялікая канцэнтрацыя ў паветры выклікае ўдушша (гл. Гіперкапнія). Недахоп вуглякіслага газу таксама небяспечны (гл. Гіпакапнія)

Вуглякіслы газ у арганізмах жывёл мае і фізіялагічнае значэнне, напрыклад, удзельнічае ў рэгуляцыі сасудзістага тонусу (гл. Артэрыёлы).

Атрыманне

У прамысловасці атрымліваюць з печкавых газаў, з прадуктаў раскладання прыродных карбанатаў (вапняк, даламіт). Сумесь газаў прамываюць растворам карбанату калію, які паглынае вуглякіслы газ, пераходзячы ў гідракарбанат. Раствор гідракарбанату падчас награвання раскладаецца, вызваляючы вуглекіслату. Пры прамысловай вытворчасці запампоўваецца ў балоны.

У лабараторных умовах невялікія колькасці атрымліваюць узаемадзеяннем карбанатаў і гідракарбанатаў з кіслотамі, напрыклад мармуру з салянай кіслатой.

Ужыванне

У харчовай прамысловасці дыяксід вуглярода выкарыстоўваецца як кансервант і пазначаецца на пакаванні пад кодам Е290, а таксама ў якасці разрыхляльніка цеста.

Вадкая вуглекіслата (вадкая харчовая вуглекіслата) — звадкаваны вуглякіслы газ, які захоўваецца пад высокім ціскам (~ 65-70 Атм). Бескаляровая вадкасць. Пры выпуску вадкай вуглекіслаты з балона ў атмасферу частка яе выпараецца, а іншая частка ўтварае шматкі сухога лёду.

Балоны з вадкай вуглекіслатой шырока ўжываюцца ў якасці вогнетушыцеляў і для вытворчасці напояў з газіраванай вады і ліманаду. Вуглякіслы газ выкарыстоўваецца ў якасці актыўнага асяроддзя пры зварцы дротам, бо пры тэмпературы дугі вуглекіслата раскладаецца на ўгарны газ CO і кісларод, які, у сваю чаргу, і ўваходзіць ва ўзаемадзеянне з вадкім металам, акісляючы яго. Вуглекіслата ў балончыках ужываецца ў пнеўматычнай зброі і ў якасці крыніцы энергіі для рухавікоў у авіямадэляванні.

Цвёрдая вуглекіслата — сухі лёд — выкарыстоўваецца ў якасці холадагенту ў ледавіках і маразільных усталёўках.

Метады рэгістрацыі

Вымярэнне парцыяльнага ціску вуглякіслага газу патрабуецца ў тэхналагічных працэсах, у медыцынскіх ужываннях — аналіз дыхальных сумесяў пры штучнай вентыляцыі лёгкіх і ў замкнёных сістэмах жыццезабеспячэння. Аналіз канцэнтрацыі CO₂ у атмасферы выкарыстоўваецца для экалагічных і навуковых даследаванняў, для вывучэння парніковага эфекту.

Вуглякіслы газ рэгіструюць з дапамогай газааналізатараў, заснаваных на прынцыпе інфрачырвонай спектраскапіі і іншых газавымяральных сістэм. Медыцынскі газааналізатар для рэгістрацыі ўтрымання вуглекіслаты ў выдыханым паветры завецца капнограф.

Канцэнтрацыя

• Падземная жывёла голы землякоп адрозніваецца памяркоўнасцю да вялікіх (смяротных для іншых жывёл) канцэнтрацый вуглякіслага газу.
• У шахтах здаўна трымалі канарак, якія значна адчувальней да канцэнтрацыі CO₂, чым чалавек. Калі канарка траціла прытомнасць ад удушша, трэба было тэрмінова пакідаць шахту людзям.

Гл. таксама

• Выхлапныя газы

Спасылкі

• International Chemical Safety Card 0021 (англ.)
• CID 280 з сайта PubChem (англ.)
• CO₂ Дыяксід вуглярода, уласцівасці, ужыванне (англ.)
• Фазавая дыяграма (ціск-тэмпература) для дыяксіду вуглярода Архівавана 16 лютага 2008.
• Molview from bluerhinos.co.uk Архівавана 16 лютага 2008. Дыяксід вуглярода ў 3D
• Dry Ice information (англ.)
• Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (NOAA)
• Phase Diagram of Carbon Dioxide Архівавана 22 лютага 2008. (англ.)
• Experiment 071 — Triple Point Phase Transition for Carbon Dioxide Архівавана 5 лютага 2008.
• CO₂ як прыродны рэфрэжант — FAQs Архівавана 6 кастрычніка 2007. (англ.)
• Вялікабрытанія распрацоўвае метад захавання двухвокісу вуглярода Архівавана 23 мая 2008.