Ποια είναι η ποιοτική αντίδραση στο διοξείδιο του άνθρακα. Εκπαιδευτικό και μεθοδολογικό εγχειρίδιο

Μια ποιοτική αντίδραση για την ανίχνευση διοξειδίου του άνθρακα είναι η θολότητα του ασβεστόνερου:

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O.

Στην αρχή της αντίδρασης, σχηματίζεται ένα λευκό ίζημα, το οποίο εξαφανίζεται όταν το CO2 περάσει από ασβεστόνερο για μεγάλο χρονικό διάστημα, επειδή Το αδιάλυτο ανθρακικό ασβέστιο μετατρέπεται σε διαλυτό διττανθρακικό:

CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2.

Παραλαβή.Το διοξείδιο του άνθρακα λαμβάνεται με θερμική αποσύνθεση αλάτων ανθρακικού οξέος (ανθρακικά), για παράδειγμα, με καύση ασβεστόλιθου:

CaCO3 = CaO + CO2,

ή με τη δράση ισχυρών οξέων σε ανθρακικά και διττανθρακικά:

CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2,

NaHC03 + HCl = NaCl + H2O + CO2.

Εκπομπές άνθρακα, ενώσεις θείου στην ατμόσφαιρα ως αποτέλεσμα της βιομηχανικής δραστηριότητας, της λειτουργίας των ενεργειακών και μεταλλουργικών επιχειρήσεων οδηγούν στην εμφάνιση του φαινομένου του θερμοκηπίου και της σχετικής υπερθέρμανσης του κλίματος.

Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι η υπερθέρμανση του πλανήτη χωρίς μέτρα για τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου θα κυμανθεί από 2 έως 5 βαθμούς τον επόμενο αιώνα, γεγονός που θα είναι πρωτοφανές φαινόμενο τα τελευταία δέκα χιλιάδες χρόνια. Η υπερθέρμανση του κλίματος και η αύξηση της στάθμης της θάλασσας κατά 60-80 cm έως το τέλος του επόμενου αιώνα θα οδηγήσουν σε μια περιβαλλοντική καταστροφή πρωτοφανούς κλίμακας, που απειλεί την υποβάθμιση της ανθρώπινης κοινότητας.

Ανθρακικό οξύ και τα άλατά του.Το ανθρακικό οξύ είναι πολύ ασθενές, υπάρχει μόνο σε υδατικά διαλύματα και διασπάται ελαφρά σε ιόντα. Επομένως, τα υδατικά διαλύματα CO2 έχουν ελαφρώς όξινες ιδιότητες. Δομικός τύπος ανθρακικού οξέος:

Ως διβασικό, διαχωρίζει σταδιακά: H2CO3H++HCO-3 HCO-3H++CO2-3

Όταν θερμαίνεται, αποσυντίθεται σε μονοξείδιο του άνθρακα (IV) και νερό.

Ως διβασικό οξύ, σχηματίζει δύο είδη αλάτων: μέτρια άλατα - ανθρακικά, όξινα άλατα - διττανθρακικά. Εμφανίζουν τις γενικές ιδιότητες των αλάτων. Τα ανθρακικά και τα διττανθρακικά αλκαλικά μέταλλα και το αμμώνιο είναι πολύ διαλυτά στο νερό.

Άλατα ανθρακικού οξέος- οι ενώσεις είναι σταθερές, αν και το ίδιο το οξύ είναι ασταθές. Μπορούν να ληφθούν με αντίδραση CO2 με διαλύματα βάσεων ή με αντιδράσεις ανταλλαγής:

NaOH+CO2=NaHC03

KHCO3+KOH=K2CO3+H2O

BaCl2+Na2CO3=BaCO3+2NaCl

Τα ανθρακικά άλατα των μετάλλων των αλκαλικών γαιών είναι ελαφρώς διαλυτά στο νερό. Τα υδρογονανθρακικά, από την άλλη πλευρά, είναι διαλυτά. Τα υδρογονανθρακικά σχηματίζονται από ανθρακικά, μονοξείδιο του άνθρακα (IV) και νερό:

CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2

Όταν θερμαίνονται, τα ανθρακικά άλατα των αλκαλιμετάλλων λιώνουν χωρίς να αποσυντίθενται και τα υπόλοιπα ανθρακικά, όταν θερμαίνονται, αποσυντίθενται εύκολα στο οξείδιο του αντίστοιχου μετάλλου και στο CO2:

CaCO3=CaO+CO2

Όταν θερμαίνονται, τα υδρογονανθρακικά μετατρέπονται σε ανθρακικά:

2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O

Τα ανθρακικά άλατα αλκαλιμετάλλων σε υδατικά διαλύματα έχουν μια εξαιρετικά αλκαλική αντίδραση λόγω της υδρόλυσης:

Na2CO3+H2O=NaHCO3+NaOH

Μια ποιοτική αντίδραση στο ανθρακικό ιόν C2-3 και το διττανθρακικό HCO-3 είναι η αλληλεπίδρασή τους με ισχυρότερα οξέα. Η απελευθέρωση μονοξειδίου του άνθρακα (IV) με χαρακτηριστικό «βρασμό» υποδηλώνει την παρουσία αυτών των ιόντων.

CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O

Περνώντας το εκλυόμενο CO2 μέσα από ασβεστόνερο, μπορείτε να παρατηρήσετε ότι το διάλυμα γίνεται θολό λόγω του σχηματισμού ανθρακικού ασβεστίου:

Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O

Με παρατεταμένη διέλευση CO2, το διάλυμα γίνεται ξανά διαφανές λόγω

σχηματισμός διττανθρακικών: CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2

Διοξείδιο του άνθρακα (διοξείδιο του άνθρακα),ονομάζεται επίσης διοξείδιο του άνθρακα, είναι το πιο σημαντικό συστατικό στα ανθρακούχα ποτά. Καθορίζει τη γεύση και τη βιολογική σταθερότητα των ποτών, τους προσδίδει αφρώδεις και δροσιστικές ιδιότητες.

Χημικές ιδιότητες.Χημικά, το διοξείδιο του άνθρακα είναι αδρανές. Σχηματισμένο με την απελευθέρωση μεγάλης ποσότητας θερμότητας, ως προϊόν πλήρους οξείδωσης του άνθρακα, είναι πολύ σταθερό. Οι αντιδράσεις μείωσης του διοξειδίου του άνθρακα συμβαίνουν μόνο σε υψηλές θερμοκρασίες. Έτσι, για παράδειγμα, αλληλεπιδρώντας με το κάλιο στους 230° C, το διοξείδιο του άνθρακα ανάγεται σε οξαλικό οξύ:

Εισερχόμενος σε μια χημική αλληλεπίδραση με το νερό, το αέριο, σε ποσότητα όχι μεγαλύτερη από το 1% της περιεκτικότητάς του στο διάλυμα, σχηματίζει ανθρακικό οξύ, το οποίο διασπάται σε ιόντα H +, HCO 3 -, CO 2 3-. Σε ένα υδατικό διάλυμα, το διοξείδιο του άνθρακα εισέρχεται εύκολα σε χημικές αντιδράσεις, σχηματίζοντας διάφορα άλατα διοξειδίου του άνθρακα. Επομένως, ένα υδατικό διάλυμα διοξειδίου του άνθρακα είναι ιδιαίτερα επιθετικό προς τα μέταλλα και έχει επίσης καταστροφική επίδραση στο σκυρόδεμα.

Φυσικές ιδιότητες.Για τα ανθρακικά ποτά, χρησιμοποιείται διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο φέρεται σε υγρή κατάσταση με συμπίεση σε υψηλή πίεση. Ανάλογα με τη θερμοκρασία και την πίεση, το διοξείδιο του άνθρακα μπορεί επίσης να είναι σε αέρια ή στερεά κατάσταση. Η θερμοκρασία και η πίεση που αντιστοιχούν σε αυτή την κατάσταση συσσωμάτωσης φαίνονται στο διάγραμμα ισορροπίας φάσης (Εικ. 13).

Σε θερμοκρασία μείον 56,6 ° C και πίεση 0,52 Mn/m 2 (5,28 kg/cm 2), που αντιστοιχεί στο τριπλό σημείο, το διοξείδιο του άνθρακα μπορεί ταυτόχρονα να είναι σε αέρια, υγρή και στερεή κατάσταση. Σε υψηλότερες θερμοκρασίες και πιέσεις, το διοξείδιο του άνθρακα βρίσκεται σε υγρή και αέρια κατάσταση. σε θερμοκρασίες και πιέσεις κάτω από αυτές τις τιμές, το αέριο, παρακάμπτοντας απευθείας την υγρή φάση, περνά στην αέρια κατάσταση (εξαχνώνεται). Σε θερμοκρασίες πάνω από την κρίσιμη θερμοκρασία των 31,5°C, καμία πίεση δεν μπορεί να διατηρήσει το διοξείδιο του άνθρακα σε υγρή μορφή.

Στην αέρια κατάσταση, το διοξείδιο του άνθρακα είναι άχρωμο, άοσμο και έχει ήπια ξινή γεύση. Σε θερμοκρασία 0°C και ατμοσφαιρική πίεση, η πυκνότητα του διοξειδίου του άνθρακα είναι 1,9769 kg/f 3 . είναι 1.529 φορές βαρύτερο από τον αέρα. Σε 0°C και ατμοσφαιρική πίεση, 1 kg αερίου καταλαμβάνει όγκο 506 λίτρων. Η σχέση μεταξύ όγκου, θερμοκρασίας και πίεσης του διοξειδίου του άνθρακα εκφράζεται με την εξίσωση:

όπου V είναι ο όγκος 1 kg αερίου σε m 3 /kg. T - θερμοκρασία αερίου σε ° K; P - πίεση αερίου σε N/m 2; R - σταθερά αερίου; Το Α είναι μια πρόσθετη τιμή που λαμβάνει υπόψη την απόκλιση από την εξίσωση της κατάστασης ενός ιδανικού αερίου.

Υγροποιημένο διοξείδιο του άνθρακα- ένα άχρωμο, διαφανές, εύκολα μετακινούμενο υγρό, που μοιάζει με αλκοόλ ή αιθέρα στην όψη. Η πυκνότητα του υγρού στους 0°C είναι 0,947. Σε θερμοκρασία 20°C, το υγροποιημένο αέριο αποθηκεύεται υπό πίεση 6,37 Mn/m2 (65 kg/cm2) σε χαλύβδινους κυλίνδρους. Όταν το υγρό ρέει ελεύθερα από τον κύλινδρο, εξατμίζεται, απορροφώντας μεγάλη ποσότητα θερμότητας. Όταν η θερμοκρασία πέσει στους μείον 78,5° C, μέρος του υγρού παγώνει, μετατρέποντας τον λεγόμενο ξηρό πάγο. Ο ξηρός πάγος είναι κοντά στην κιμωλία σε σκληρότητα και έχει λευκό ματ χρώμα. Ο ξηρός πάγος εξατμίζεται πιο αργά από τον υγρό και μετατρέπεται αμέσως σε αέρια κατάσταση.

Σε θερμοκρασία μείον 78,9 ° C και πίεση 1 kg/cm 2 (9,8 MN/m 2), η θερμότητα εξάχνωσης του ξηρού πάγου είναι 136,89 kcal/kg (573,57 kJ/kg).

Εγκυκλοπαιδικό YouTube

• 1 / 5

  Το μονοξείδιο του άνθρακα (IV) δεν υποστηρίζει την καύση. Μόνο μερικά ενεργά μέταλλα καίγονται σε αυτό:

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

  Αλληλεπίδραση με ενεργό οξείδιο μετάλλου:

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

  Όταν διαλύεται στο νερό, σχηματίζει ανθρακικό οξύ:

  C O 2 + H 2 O ⇄ H 2 C O 3 (\displaystyle (\mathsf (CO_(2)+H_(2)O\δεξιά αριστερά βέλη H_(2)CO_(3))))

  Αντιδρά με αλκάλια σχηματίζοντας ανθρακικά και διττανθρακικά:

  C a (O H) 2 + C O 2 → C a C O 3 ↓ + H 2 O (\displaystyle (\mathsf (Ca(OH)_(2)+CO_(2)\δεξιό βέλος CaCO_(3)\κάτω στενό +H_( 2) Ο)))(ποιοτική αντίδραση στο διοξείδιο του άνθρακα) K O H + C O 2 → K H C O 3 (\displaystyle (\mathsf (KOH+CO_(2)\δεξιό βέλος KHCO_(3))))

  Βιολογικός

  Το ανθρώπινο σώμα εκπέμπει περίπου 1 kg διοξειδίου του άνθρακα την ημέρα.

  Αυτό το διοξείδιο του άνθρακα μεταφέρεται από τους ιστούς, όπου σχηματίζεται ως ένα από τα τελικά προϊόντα του μεταβολισμού, μέσω του φλεβικού συστήματος και στη συνέχεια εκκρίνεται στον εκπνεόμενο αέρα μέσω των πνευμόνων. Έτσι, η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα στο αίμα είναι υψηλή στο φλεβικό σύστημα, και μειώνεται στο τριχοειδές δίκτυο των πνευμόνων και είναι χαμηλή στο αρτηριακό αίμα. Η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα ενός δείγματος αίματος εκφράζεται συχνά με όρους μερικής πίεσης, δηλαδή την πίεση που θα είχε μια δεδομένη ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα που περιέχεται σε ένα δείγμα αίματος εάν καταλάμβανε μόνο ολόκληρο τον όγκο του δείγματος αίματος.

  Το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) μεταφέρεται στο αίμα με τρεις διαφορετικούς τρόπους (η ακριβής αναλογία καθεμιάς από αυτές τις τρεις μεθόδους μεταφοράς εξαρτάται από το αν το αίμα είναι αρτηριακό ή φλεβικό).

  Η αιμοσφαιρίνη, η κύρια πρωτεΐνη μεταφοράς οξυγόνου των ερυθρών αιμοσφαιρίων, είναι ικανή να μεταφέρει τόσο οξυγόνο όσο και διοξείδιο του άνθρακα. Ωστόσο, το διοξείδιο του άνθρακα συνδέεται με την αιμοσφαιρίνη σε διαφορετική θέση από το οξυγόνο. Συνδέεται με τα Ν-τελικά άκρα των αλυσίδων σφαιρίνης, παρά με την αίμη. Ωστόσο, λόγω αλλοστερικών επιδράσεων, που οδηγούν σε αλλαγή στη διαμόρφωση του μορίου της αιμοσφαιρίνης κατά τη δέσμευση, η δέσμευση του διοξειδίου του άνθρακα μειώνει την ικανότητα του οξυγόνου να δεσμεύεται σε αυτό, σε μια δεδομένη μερική πίεση οξυγόνου και αντίστροφα - Η δέσμευση του οξυγόνου στην αιμοσφαιρίνη μειώνει την ικανότητα του διοξειδίου του άνθρακα να δεσμεύεται σε αυτήν, σε μια δεδομένη μερική πίεση διοξειδίου του άνθρακα. Επιπλέον, η ικανότητα της αιμοσφαιρίνης να δεσμεύεται κατά προτίμηση με οξυγόνο ή διοξείδιο του άνθρακα εξαρτάται επίσης από το pH του περιβάλλοντος. Αυτά τα χαρακτηριστικά είναι πολύ σημαντικά για την επιτυχή πρόσληψη και μεταφορά του οξυγόνου από τους πνεύμονες στους ιστούς και την επιτυχή απελευθέρωσή του στους ιστούς, καθώς και για την επιτυχή πρόσληψη και μεταφορά διοξειδίου του άνθρακα από τους ιστούς στους πνεύμονες και την απελευθέρωσή του εκεί.

  Το διοξείδιο του άνθρακα είναι ένας από τους σημαντικότερους μεσολαβητές της αυτορρύθμισης της ροής του αίματος. Είναι ένα ισχυρό αγγειοδιασταλτικό. Αντίστοιχα, εάν το επίπεδο του διοξειδίου του άνθρακα στον ιστό ή στο αίμα αυξηθεί (για παράδειγμα, λόγω έντονου μεταβολισμού - που προκαλείται, ας πούμε, από άσκηση, φλεγμονή, βλάβη ιστού ή λόγω παρεμπόδισης της ροής του αίματος, ισχαιμία ιστού), τότε τα τριχοειδή αγγεία διαστέλλονται , που οδηγεί σε αυξημένη ροή αίματος και κατά συνέπεια, στην αύξηση της παροχής οξυγόνου στους ιστούς και στη μεταφορά του συσσωρευμένου διοξειδίου του άνθρακα από τους ιστούς. Επιπλέον, το διοξείδιο του άνθρακα σε ορισμένες συγκεντρώσεις (αυξημένες, αλλά δεν έχει φτάσει ακόμη σε τοξικές τιμές) έχει θετική ινότροπη και χρονοτροπική επίδραση στο μυοκάρδιο και αυξάνει την ευαισθησία του στην αδρεναλίνη, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση της δύναμης και της συχνότητας των καρδιακών συσπάσεων, παραγωγή και, κατά συνέπεια, εγκεφαλικό επεισόδιο και ελάχιστος όγκος αίματος. Αυτό βοηθά επίσης στη διόρθωση της υποξίας των ιστών και της υπερκαπνίας (αυξημένα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα).

  Τα διττανθρακικά ιόντα είναι πολύ σημαντικά για τη ρύθμιση του pH του αίματος και τη διατήρηση της φυσιολογικής οξεοβασικής ισορροπίας. Ο ρυθμός αναπνοής επηρεάζει την περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα στο αίμα. Η αδύναμη ή αργή αναπνοή προκαλεί αναπνευστική οξέωση, ενώ η γρήγορη και υπερβολικά βαθιά αναπνοή οδηγεί σε υπεραερισμό και ανάπτυξη αναπνευστικής αλκάλωσης.

  Επιπλέον, το διοξείδιο του άνθρακα είναι επίσης σημαντικό για τη ρύθμιση της αναπνοής. Αν και το σώμα μας χρειάζεται οξυγόνο για το μεταβολισμό, τα χαμηλά επίπεδα οξυγόνου στο αίμα ή στους ιστούς συνήθως δεν διεγείρουν την αναπνοή (ή μάλλον, η διεγερτική επίδραση του χαμηλού οξυγόνου στην αναπνοή είναι πολύ αδύναμη και «ανάβει» αργά, σε πολύ χαμηλά επίπεδα οξυγόνου στην το αίμα, στο οποίο ένα άτομο συχνά χάνει ήδη τις αισθήσεις του). Κανονικά, η αναπνοή διεγείρεται από την αύξηση του επιπέδου του διοξειδίου του άνθρακα στο αίμα. Το αναπνευστικό κέντρο είναι πολύ πιο ευαίσθητο στα αυξημένα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα παρά στην έλλειψη οξυγόνου. Κατά συνέπεια, η αναπνοή πολύ λεπτού αέρα (με χαμηλή μερική πίεση οξυγόνου) ή ένα μείγμα αερίων που δεν περιέχει καθόλου οξυγόνο (για παράδειγμα, 100% άζωτο ή 100% οξείδιο του αζώτου) μπορεί γρήγορα να οδηγήσει σε απώλεια συνείδησης χωρίς να προκαλέσει αίσθηση έλλειψης αέρα (γιατί το επίπεδο του διοξειδίου του άνθρακα δεν αυξάνεται στο αίμα, γιατί τίποτα δεν εμποδίζει την εκπνοή του). Αυτό είναι ιδιαίτερα επικίνδυνο για τους πιλότους στρατιωτικών αεροσκαφών που πετούν σε μεγάλα ύψη (σε περίπτωση έκτακτης αποσυμπίεσης της καμπίνας, οι πιλότοι μπορεί να χάσουν γρήγορα τις αισθήσεις τους). Αυτό το χαρακτηριστικό του συστήματος ρύθμισης της αναπνοής είναι επίσης ο λόγος για τον οποίο οι αεροσυνοδοί στα αεροπλάνα δίνουν οδηγίες στους επιβάτες σε περίπτωση αποσυμπίεσης της καμπίνας του αεροσκάφους, πρώτα απ 'όλα, να φορέσουν οι ίδιοι μια μάσκα οξυγόνου, πριν προσπαθήσουν να βοηθήσουν οποιονδήποτε άλλον - κάνοντας αυτό , ο βοηθός κινδυνεύει να χάσει γρήγορα τις αισθήσεις του ο ίδιος, και μάλιστα χωρίς να νιώσει καμία ενόχληση ή ανάγκη για οξυγόνο μέχρι την τελευταία στιγμή.

  Το ανθρώπινο αναπνευστικό κέντρο προσπαθεί να διατηρήσει τη μερική πίεση του διοξειδίου του άνθρακα στο αρτηριακό αίμα όχι μεγαλύτερη από 40 mmHg. Με συνειδητό υπεραερισμό, η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα στο αρτηριακό αίμα μπορεί να μειωθεί στα 10-20 mmHg, ενώ η περιεκτικότητα σε οξυγόνο στο αίμα θα παραμείνει ουσιαστικά αμετάβλητη ή θα αυξηθεί ελαφρά και η ανάγκη για άλλη μια αναπνοή θα μειωθεί ως αποτέλεσμα της μείωσης. στη διεγερτική δράση του διοξειδίου του άνθρακα στη δραστηριότητα του αναπνευστικού κέντρου. Αυτός είναι ο λόγος που, μετά από μια περίοδο συνειδητού υπεραερισμού, είναι πιο εύκολο να κρατήσετε την αναπνοή σας για μεγάλο χρονικό διάστημα παρά χωρίς προηγούμενο υπεραερισμό. Αυτός ο σκόπιμος υπεραερισμός που ακολουθείται από κράτημα της αναπνοής μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια συνείδησης πριν το άτομο νιώσει την ανάγκη να πάρει μια ανάσα. Σε ένα ασφαλές περιβάλλον, μια τέτοια απώλεια συνείδησης δεν απειλεί τίποτα το ιδιαίτερο (έχοντας χάσει τις αισθήσεις του, ένα άτομο θα χάσει τον έλεγχο του εαυτού του, θα σταματήσει να κρατά την αναπνοή του και θα πάρει μια αναπνοή, θα αναπνέει και μαζί με αυτό η παροχή οξυγόνου στον εγκέφαλο θα είναι αποκατασταθεί, και μετά θα αποκατασταθεί η συνείδηση). Ωστόσο, σε άλλες καταστάσεις, όπως πριν από την κατάδυση, αυτό μπορεί να είναι επικίνδυνο (η απώλεια συνείδησης και η ανάγκη να αναπνεύσετε θα συμβεί σε βάθος και χωρίς συνειδητό έλεγχο, το νερό θα εισέλθει στους αεραγωγούς, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε πνιγμό). Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο υπεραερισμός πριν από την κατάδυση είναι επικίνδυνος και δεν συνιστάται.

  Παραλαβή

  Σε βιομηχανικές ποσότητες, το διοξείδιο του άνθρακα απελευθερώνεται από τα καυσαέρια ή ως υποπροϊόν χημικών διεργασιών, για παράδειγμα, κατά την αποσύνθεση φυσικών ανθρακικών αλάτων (ασβεστόλιθος, δολομίτης) ή κατά την παραγωγή αλκοόλης (αλκοολική ζύμωση). Το μείγμα των αερίων που προκύπτουν πλένεται με διάλυμα ανθρακικού καλίου, το οποίο απορροφά το διοξείδιο του άνθρακα, μετατρέποντας σε διττανθρακικό. Ένα διάλυμα διττανθρακικών αποσυντίθεται όταν θερμαίνεται ή υπό μειωμένη πίεση, απελευθερώνοντας διοξείδιο του άνθρακα. Σε σύγχρονες εγκαταστάσεις για την παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα, αντί για διττανθρακικό, χρησιμοποιείται συχνότερα ένα υδατικό διάλυμα μονοαιθανολαμίνης, το οποίο, υπό ορισμένες συνθήκες, είναι ικανό να απορροφά CO2 που περιέχεται στα καυσαέρια και να το απελευθερώνει όταν θερμαίνεται. Αυτό διαχωρίζει το τελικό προϊόν από άλλες ουσίες.

  Το διοξείδιο του άνθρακα παράγεται επίσης σε εγκαταστάσεις διαχωρισμού αέρα ως υποπροϊόν της παραγωγής καθαρού οξυγόνου, αζώτου και αργού.

  Στο εργαστήριο, λαμβάνονται μικρές ποσότητες με αντίδραση ανθρακικών και διττανθρακικών με οξέα, όπως μάρμαρο, κιμωλία ή σόδα με υδροχλωρικό οξύ, χρησιμοποιώντας, για παράδειγμα, μια συσκευή Kipp. Η χρήση της αντίδρασης θειικού οξέος με κιμωλία ή μάρμαρο έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό ελαφρώς διαλυτού θειικού ασβεστίου, το οποίο παρεμβαίνει στην αντίδραση και το οποίο απομακρύνεται με σημαντική περίσσεια οξέος.

  Για την παρασκευή ροφημάτων, μπορεί να χρησιμοποιηθεί η αντίδραση μαγειρικής σόδας με κιτρικό οξύ ή ξινό χυμό λεμονιού. Με αυτή τη μορφή εμφανίστηκαν τα πρώτα ανθρακούχα ποτά. Οι φαρμακοποιοί ασχολούνταν με την παραγωγή και την πώλησή τους.

  Εφαρμογή

  Στη βιομηχανία τροφίμων, το διοξείδιο του άνθρακα χρησιμοποιείται ως συντηρητικό και διογκωτικό και αναγράφεται στη συσκευασία με τον κωδικό Ε290.

  Η συσκευή για την παροχή διοξειδίου του άνθρακα στο ενυδρείο μπορεί να περιλαμβάνει μια δεξαμενή αερίου. Η απλούστερη και πιο κοινή μέθοδος παραγωγής διοξειδίου του άνθρακα βασίζεται στον σχεδιασμό για την παρασκευή του αλκοολούχου ποτού πουρέ. Κατά τη διάρκεια της ζύμωσης, το διοξείδιο του άνθρακα που απελευθερώνεται μπορεί κάλλιστα να παρέχει τροφή στα φυτά του ενυδρείου

  Το διοξείδιο του άνθρακα χρησιμοποιείται για την ανθρακοποίηση της λεμονάδας και του ανθρακούχου νερού. Το διοξείδιο του άνθρακα χρησιμοποιείται επίσης ως προστατευτικό μέσο στη συγκόλληση σύρματος, αλλά σε υψηλές θερμοκρασίες αποσυντίθεται και απελευθερώνει οξυγόνο. Το απελευθερωμένο οξυγόνο οξειδώνει το μέταλλο. Από αυτή την άποψη, είναι απαραίτητο να εισαχθούν μέσα στο σύρμα συγκόλλησης αποοξειδωτικοί παράγοντες όπως μαγγάνιο και πυρίτιο. Μια άλλη συνέπεια της επίδρασης του οξυγόνου, που σχετίζεται επίσης με την οξείδωση, είναι η απότομη μείωση της επιφανειακής τάσης, η οποία οδηγεί, μεταξύ άλλων, σε πιο έντονο πιτσίλισμα μετάλλων από ότι κατά τη συγκόλληση σε αδρανές περιβάλλον.

  Η αποθήκευση του διοξειδίου του άνθρακα σε έναν χαλύβδινο κύλινδρο σε υγροποιημένη κατάσταση είναι πιο επικερδής από ό, τι με τη μορφή αερίου. Το διοξείδιο του άνθρακα έχει σχετικά χαμηλή κρίσιμη θερμοκρασία +31°C. Περίπου 30 kg υγροποιημένου διοξειδίου του άνθρακα χύνονται σε έναν τυπικό κύλινδρο 40 λίτρων και σε θερμοκρασία δωματίου θα υπάρχει μια υγρή φάση στον κύλινδρο και η πίεση θα είναι περίπου 6 MPa (60 kgf/cm²). Εάν η θερμοκρασία είναι πάνω από +31°C, τότε το διοξείδιο του άνθρακα θα μεταβεί σε υπερκρίσιμη κατάσταση με πίεση πάνω από 7,36 MPa. Η τυπική πίεση λειτουργίας για έναν κανονικό κύλινδρο 40 λίτρων είναι 15 MPa (150 kgf/cm²), αλλά πρέπει να αντέχει με ασφάλεια πίεση 1,5 φορές υψηλότερη, δηλαδή 22,5 MPa, επομένως η εργασία με τέτοιους κυλίνδρους μπορεί να θεωρηθεί αρκετά ασφαλής.

  Το στερεό διοξείδιο του άνθρακα - "ξηρός πάγος" - χρησιμοποιείται ως ψυκτικό μέσο σε εργαστηριακή έρευνα, στο λιανικό εμπόριο, κατά την επισκευή εξοπλισμού (για παράδειγμα: ψύξη ενός από τα ζευγάρωμα κατά τη διάρκεια μιας συμπίεσης) κ.λπ. Το διοξείδιο του άνθρακα χρησιμοποιείται για την υγροποίηση διοξείδιο του άνθρακα και παράγουν ξηρό πάγο

  Μέθοδοι Εγγραφής

  Η μέτρηση της μερικής πίεσης του διοξειδίου του άνθρακα απαιτείται σε τεχνολογικές διαδικασίες, σε ιατρικές εφαρμογές - ανάλυση αναπνευστικών μιγμάτων κατά τον τεχνητό αερισμό και σε κλειστά συστήματα υποστήριξης της ζωής. Η ανάλυση της συγκέντρωσης CO 2 στην ατμόσφαιρα χρησιμοποιείται για περιβαλλοντική και επιστημονική έρευνα, για τη μελέτη του φαινομένου του θερμοκηπίου. Το διοξείδιο του άνθρακα καταγράφεται χρησιμοποιώντας αναλυτές αερίων με βάση την αρχή της υπέρυθρης φασματοσκοπίας και άλλων συστημάτων μέτρησης αερίων. Ένας αναλυτής ιατρικών αερίων για την καταγραφή της περιεκτικότητας σε διοξείδιο του άνθρακα στον εκπνεόμενο αέρα ονομάζεται κανογράφος. Για τη μέτρηση χαμηλών συγκεντρώσεων CO 2 (καθώς και) σε αέρια διεργασίας ή στον ατμοσφαιρικό αέρα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια αέρια χρωματογραφική μέθοδος με μεθανάτη και καταχώρηση σε ανιχνευτή ιονισμού φλόγας.

  Το διοξείδιο του άνθρακα στη φύση

  Οι ετήσιες διακυμάνσεις στη συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα της ατμόσφαιρας στον πλανήτη καθορίζονται κυρίως από τη βλάστηση των μεσαίων γεωγραφικών πλάτη (40-70°) του Βόρειου Ημισφαιρίου.

  Μια μεγάλη ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα διαλύεται στον ωκεανό.

  Το διοξείδιο του άνθρακα αποτελεί σημαντικό μέρος της ατμόσφαιρας ορισμένων πλανητών στο ηλιακό σύστημα: Αφροδίτη, Άρη.

  Τοξικότητα

  Το διοξείδιο του άνθρακα είναι μη τοξικό, αλλά λόγω της επίδρασης των αυξημένων συγκεντρώσεών του στον αέρα στους ζωντανούς οργανισμούς που αναπνέουν τον αέρα, ταξινομείται ως ασφυξιακό αέριο (Αγγλικά)Ρωσική. Μικρές αυξήσεις στη συγκέντρωση έως και 2-4% σε εσωτερικούς χώρους οδηγούν σε υπνηλία και αδυναμία στους ανθρώπους. Επικίνδυνες συγκεντρώσεις θεωρούνται επίπεδα περίπου 7-10%, στα οποία αναπτύσσεται ασφυξία, που εκδηλώνεται με πονοκέφαλο, ζάλη, απώλεια ακοής και απώλεια συνείδησης (συμπτώματα παρόμοια με αυτά της ασθένειας υψομέτρου), ανάλογα με τη συγκέντρωση, για μια περίοδο πολλών λεπτά έως και μία ώρα. Εάν εισπνέεται αέρας με υψηλές συγκεντρώσεις αερίου, ο θάνατος επέρχεται πολύ γρήγορα από ασφυξία.

  Αν και, στην πραγματικότητα, ακόμη και μια συγκέντρωση 5-7% CO 2 δεν είναι θανατηφόρα, ήδη σε συγκέντρωση 0,1% (αυτό το επίπεδο διοξειδίου του άνθρακα παρατηρείται στον αέρα των μεγαλουπόλεων) οι άνθρωποι αρχίζουν να αισθάνονται αδύναμοι και υπνηλία. Αυτό δείχνει ότι ακόμη και σε υψηλά επίπεδα οξυγόνου, η υψηλή συγκέντρωση CO 2 έχει ισχυρή επίδραση στην ευημερία.

  Η εισπνοή αέρα με αυξημένη συγκέντρωση αυτού του αερίου δεν οδηγεί σε μακροπρόθεσμα προβλήματα υγείας και μετά την απομάκρυνση του θύματος από τη μολυσμένη ατμόσφαιρα, συμβαίνει γρήγορα πλήρης αποκατάσταση της υγείας.

  Ας φανταστούμε αυτή την κατάσταση:

  Εργάζεστε σε ένα εργαστήριο και έχετε αποφασίσει να κάνετε ένα πείραμα. Για να το κάνετε αυτό, ανοίξατε το ντουλάπι με αντιδραστήρια και ξαφνικά είδατε την παρακάτω εικόνα σε ένα από τα ράφια. Δύο βάζα αντιδραστηρίων είχαν ξεκολλήσει τις ετικέτες τους και παρέμειναν με ασφάλεια κοντά. Ταυτόχρονα, δεν είναι πλέον δυνατό να προσδιοριστεί ακριβώς ποιο βάζο αντιστοιχεί σε ποια ετικέτα και τα εξωτερικά σημάδια των ουσιών με τα οποία θα μπορούσαν να διακριθούν είναι τα ίδια.

  Σε αυτή την περίπτωση, το πρόβλημα μπορεί να λυθεί χρησιμοποιώντας το λεγόμενο ποιοτικές αντιδράσεις.

  Ποιοτικές αντιδράσειςΠρόκειται για αντιδράσεις που καθιστούν δυνατή τη διάκριση μιας ουσίας από την άλλη, καθώς και τη διαπίστωση της ποιοτικής σύνθεσης άγνωστων ουσιών.

  Για παράδειγμα, είναι γνωστό ότι τα κατιόντα ορισμένων μετάλλων, όταν τα άλατά τους προστίθενται στη φλόγα του καυστήρα, το χρωματίζουν ένα συγκεκριμένο χρώμα:

  Αυτή η μέθοδος μπορεί να λειτουργήσει μόνο εάν οι ουσίες που διακρίνονται αλλάξουν το χρώμα της φλόγας διαφορετικά ή μια από αυτές δεν αλλάξει καθόλου χρώμα.

  Αλλά, ας πούμε, όπως θα το είχε η τύχη, οι ουσίες που προσδιορίζονται δεν χρωματίζουν τη φλόγα ή τη χρωματίζουν με το ίδιο χρώμα.

  Σε αυτές τις περιπτώσεις, θα είναι απαραίτητο να γίνει διάκριση ουσιών που χρησιμοποιούν άλλα αντιδραστήρια.

  Σε ποια περίπτωση μπορούμε να διακρίνουμε μια ουσία από την άλλη χρησιμοποιώντας οποιοδήποτε αντιδραστήριο;

  Υπάρχουν δύο επιλογές:

  • Η μία ουσία αντιδρά με το προστιθέμενο αντιδραστήριο, αλλά η δεύτερη όχι. Σε αυτήν την περίπτωση, πρέπει να είναι ξεκάθαρα ορατό ότι η αντίδραση μιας από τις πρώτες ουσίες με το προστιθέμενο αντιδραστήριο έλαβε χώρα, δηλαδή, παρατηρείται κάποιο εξωτερικό σημάδι του - σχηματίστηκε ίζημα, απελευθερώθηκε αέριο, έγινε αλλαγή χρώματος , και τα λοιπά.

  Για παράδειγμα, είναι αδύνατο να διακρίνουμε το νερό από ένα διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου χρησιμοποιώντας υδροχλωρικό οξύ, παρά το γεγονός ότι τα αλκάλια αντιδρούν καλά με τα οξέα:

  NaOH + HCl = NaCl + H2O

  Αυτό οφείλεται στην απουσία εξωτερικών ενδείξεων αντίδρασης. Ένα διαυγές, άχρωμο διάλυμα υδροχλωρικού οξέος όταν αναμιγνύεται με ένα άχρωμο διάλυμα υδροξειδίου σχηματίζει το ίδιο διαυγές διάλυμα:

  Αλλά από την άλλη πλευρά, μπορείτε να διακρίνετε το νερό από ένα υδατικό διάλυμα αλκαλίου, για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας ένα διάλυμα χλωριούχου μαγνησίου - σε αυτήν την αντίδραση σχηματίζεται ένα λευκό ίζημα:

  2NaOH + MgCl 2 = Mg(OH) 2 ↓+ 2NaCl

  2) Οι ουσίες μπορούν επίσης να διακριθούν μεταξύ τους εάν και οι δύο αντιδρούν με το προστιθέμενο αντιδραστήριο, αλλά το κάνουν με διαφορετικούς τρόπους.

  Για παράδειγμα, μπορείτε να διακρίνετε ένα διάλυμα ανθρακικού νατρίου από ένα διάλυμα νιτρικού αργύρου χρησιμοποιώντας ένα διάλυμα υδροχλωρικού οξέος.

  Το υδροχλωρικό οξύ αντιδρά με το ανθρακικό νάτριο για να απελευθερώσει ένα άχρωμο, άοσμο αέριο - διοξείδιο του άνθρακα (CO 2):

  2HCl + Na 2 CO 3 = 2NaCl + H 2 O + CO 2

  και με νιτρικό άργυρο για να σχηματιστεί ένα λευκό τυρώδες ίζημα AgCl

  HCl + AgNO 3 = HNO 3 + AgCl↓

  Οι παρακάτω πίνακες παρουσιάζουν διάφορες επιλογές για την ανίχνευση συγκεκριμένων ιόντων:

  Ποιοτικές αντιδράσεις σε κατιόντα

  Κατιόν	Αντιδραστήριο	Σημάδι αντίδρασης
  Βα 2+	SO 4 2-	Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓
  Cu 2+		1) Κατακρήμνιση μπλε χρώματος: Cu 2+ + 2OH − = Cu(OH) 2 ↓ 2) Μαύρο ίζημα: Cu 2+ + S 2- = CuS↓
  Pb 2+	S 2-	Μαύρο ίζημα: Pb 2+ + S 2- = PbS↓
  Αγ+	Cl −	Καθίζηση ενός λευκού ιζήματος, αδιάλυτο σε HNO 3, αλλά διαλυτό σε αμμωνία NH 3 · H 2 O: Ag + + Cl − → AgCl↓
  Fe 2+	2) Εξακυανοφερρικό κάλιο (III) (κόκκινο άλας αίματος) K 3	1) Καθίζηση ενός λευκού ιζήματος που γίνεται πράσινο στον αέρα: Fe 2+ + 2OH − = Fe(OH) 2 ↓ 2) Κατακρήμνιση ενός μπλε ιζήματος (Turnboole blue): K + + Fe 2+ + 3- = KFe↓
  Fe 3+	2) Εξακυανοφερρικό κάλιο (II) (κίτρινο άλας αίματος) K 4 3) Ιόν ροδανιδίου SCN −	1) Καφέ ίζημα: Fe 3+ + 3OH − = Fe(OH) 3 ↓ 2) Κατακρήμνιση μπλε ιζήματος (μπλε της Πρωσίας): K + + Fe 3+ + 4- = KFe↓ 3) Η εμφάνιση έντονου κόκκινου (κόκκινου αίματος) χρωματισμού: Fe 3+ + 3SCN − = Fe(SCN) 3
  Al 3+	Αλκάλια (αμφοτερικές ιδιότητες υδροξειδίου)	Καθίζηση ενός λευκού ιζήματος υδροξειδίου του αργιλίου όταν προστίθεται μικρή ποσότητα αλκαλίου: OH − + Al 3+ = Al(OH) 3 και η διάλυσή του σε περαιτέρω έκχυση: Al(OH) 3 + NaOH = Na
  NH4+	OH − , θέρμανση	Εκπομπή αερίου με έντονη οσμή: NH 4 + + OH − = NH 3 + H 2 O Μπλε στροφή υγρού χαρτιού λακκούβας
  Η+ (όξινο περιβάλλον)	Δείκτες: − λυχνία − πορτοκαλί μεθυλίου	Κόκκινη χρώση

  Ποιοτικές αντιδράσεις σε ανιόντα

  Ανιόν	Κρούση ή αντιδραστήριο	Σημάδι αντίδρασης. Εξίσωση αντίδρασης
  SO 4 2-	Βα 2+	Καθίζηση ενός λευκού ιζήματος, αδιάλυτου σε οξέα: Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓
  ΟΧΙ 3 −	1) Προσθέστε H 2 SO 4 (συγκ.) και Cu, θερμάνετε 2) Μίγμα H 2 SO 4 + FeSO 4	1) Σχηματισμός μπλε διαλύματος που περιέχει ιόντα Cu 2+, απελευθέρωση καφέ αερίου (NO 2) 2) Η εμφάνιση του χρώματος του θειικού νιτροζοσιδήρου (II) 2+. Το χρώμα κυμαίνεται από βιολετί έως καφέ (αντίδραση καφέ δακτυλίου)
  PO 4 3-	Αγ+	Καθίζηση ενός ανοιχτού κίτρινου ιζήματος σε ουδέτερο περιβάλλον: 3Ag + + PO 4 3- = Ag 3 PO 4 ↓
  CrO 4 2-	Βα 2+	Σχηματισμός κίτρινου ιζήματος, αδιάλυτου στο οξικό οξύ, αλλά διαλυτό σε HCl: Ba 2+ + CrO 4 2- = BaCrO 4 ↓
  S 2-	Pb 2+	Μαύρο ίζημα: Pb 2+ + S 2- = PbS↓
  CO 3 2-		1) Καθίζηση ενός λευκού ιζήματος, διαλυτού σε οξέα: Ca 2+ + CO 3 2- = CaCO 3 ↓ 2) Η απελευθέρωση άχρωμου αερίου («βράζει»), που προκαλεί θόλωση του ασβεστόνερου: CO 3 2- + 2H + = CO 2 + H 2 O
  CO2	Ασβεστόνερο Ca(OH) 2	Καθίζηση ενός λευκού ιζήματος και διάλυσή του με περαιτέρω διέλευση CO 2: Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2
  SO 3 2-	Η+	Εκπομπή αερίου SO 2 με χαρακτηριστική έντονη οσμή (SO 2): 2H + + SO 3 2- = H 2 O + SO 2
  F −	Ca2+	Λευκό ίζημα: Ca 2+ + 2F − = CaF 2 ↓
  Cl −	Αγ+	Καθίζηση ενός λευκού τυρώδους ιζήματος, αδιάλυτο σε HNO 3, αλλά διαλυτό σε NH 3 · H 2 O (συμπ.): Ag + + Cl − = AgCl↓ AgCl + 2 (NH 3 · H 2 O) = ) Δεν βρήκατε απάντηση στην ερώτησή σας; Κοιτάξτε εδώ Αλέξανδρος Πούσκιν - Αιχμάλωτος: Στίχος Περλ Χάρμπορ: αιτίες και αποτελέσματα Ιστορία της Ρωσίας από τον Ρουρίκ στον Πούτιν!