Вуглекислий газ, відомий також як оксид вуглецю 4 реагує з рядом речовин, утворюючи різні за своїм складом і хімічними властивостями сполуки. Складається з неполярних молекул, він має дуже слабкі міжмолекулярні зв'язки і може знаходитися тільки в вигляді газу, якщо температура вище, ніж 31 градус за Цельсієм. Вуглекислий газ являє собою хімічна сполука, що складається з одного атома вуглецю і двох атомів кисню.

Оксид вуглецю 4: формула і основна інформація

Вуглекислий газ присутня в атмосфері Землі при низькій концентрації і діє як парниковий газ. Його хімічна формула ЗІ 2 . При високій температурі він може існувати виключно в газоподібному стані. У своєму твердому стан його називають сухим льодом.


Вуглекислий газ є важливим компонентом вуглецевого циклу. Він виходить з безлічі природних джерел, включаючи вулканічну дегазацію, спалювання органічного речовини і дихальні процеси живих аеробних організмів. Антропогенні джерела вуглекислого газу в основному пов'язані з спалюванням різних викопних видів палива для виробництва електроенергії і транспорту. Він також продукується різними мікроорганізмами з ферментації і клітинного дихання. Рослини перетворюють вуглекислий газ в кисень під час процесу, званого фотосинтезом, використовуючи як вуглець, так і кисень для утворення вуглеводів. Крім того, рослини також виділяють кисень в атмосферу, який потім використовується для дихання гетеротрофними організмами.

Вуглекислий газ (СО2) в організмі

Оксид вуглецю 4 реагує з різними речовинами і є газоподібним продуктом відходів від метаболізму. Існує більш ніж 90% його в крові у формі бікарбонату (НСТ 3 ). Решта - це або розчинений З 2 або вугільна кислота (H2CO 3 ). За балансування цих сполук у крові відповідають такі органи, як печінка і нирки. Бікарбонат - це хімічна речовина, яка діє як буфер. Вона утримує рівень рН крові на необхідному рівні, уникаючи підвищення кислотності.

Структура і властивості вуглекислого газу

Двоокис вуглецю (CO 2 ) являє собою хімічне з'єднання, яке є газом при кімнатній температурі і вище. Він складається з одного атома вуглецю і двох атомів кисню. Люди і тварини виділяють вуглекислий газ, коли видихають. Крім того, він утворюється завжди, коли щось органічне спалюється. Рослини використовують вуглекислий газ для виробництва продуктів харчування. Цей процес називається фотосинтезом. Властивості вуглекислого газу вивчалися шотландським вченим Джозефом Блеком ще в 1750-х роках. Це парниковий газ, здатний вловлювати теплову енергію і чинити вплив на клімат і погоду на нашій планеті. Саме він є причиною глобального потепління і підвищення температури поверхні Землі.

Біологічна роль

Оксид вуглецю 4 реагує з різними речовинами і є кінцевим продуктом в організмах, які отримують енергію від руйнування цукрів, жирів і амінокислот. Цей процес відомий як клітинне дихання, характерне для всіх рослин, тварин, багатьох грибів і деяких бактерій. У вищих тварин вуглекислий газ переміщується в крові з тканин тіла в легені, де він видихається. Рослини отримують його з атмосфери для використання при фотосинтезі.

Сухий лід

Сухий лід або твердий діоксид вуглецю являє собою твердий стан газу CO 2 з температурою -785 °C. У природному вигляді ця речовина не зустрічається в природі, але виробляється людиною. Воно безбарвне і може використовуватися для приготування газованих напоїв, як охолоджувальний елемент в ємностях з морозивом і в косметології, наприклад для заморожування бородавок. Пари сухого льоду викликають задуху і можуть призвести до смерті. При використанні сухого льоду варто проявляти обережність і професіоналізм. При звичайному тиску він не буде плавитися з твердого речовини в рідину, а замість цього переходить безпосередньо з твердого речовини в газ. Це називається сублімацією. Він буде змінюватися безпосередньо від твердого тіла до газу при будь-якій температурі, що перевищує екстремально низькі температури. Сухий лід сублімується при нормальній температурі повітря. При цьому виділяється вуглекислий газ, який не має запаху і кольору. Двоокис вуглецю може бути сжижена при тиску вище 51 атм. Газ, який виділяється із сухого льоду, настільки холодний, що при змішуванні з повітрям він охолоджує водяна пара в повітрі до туману, який виглядає як густий білий дим.

Отримання, хімічні властивості та реакції

У промисловості оксид вуглецю 4 отримують двома способами:

Шляхом спалювання палива (C + O 2 = CO 2 ).

Шляхом термічного розкладання вапняку (CaCO 3 = CaO + CO 2 ).

Отриманий об'єм оксиду вуглецю 4 піддається очищенню, зріджується і закачується в спеціальні балони. Будучи кислотним, оксид вуглецю 4 реагує з такими речовинами, як:

Вода. При розчиненні утворюється вугільна кислота (H 2 CO 3 ).

Лужні розчини. Оксид вуглецю 4 (формула CO 2 ) вступає в реакцію з лугами. При цьому утворюються середні і кислі солі (NaHCO 3 ).

Основні оксиди. При цих реакціях утворюються солі карбонати (CaCO 3 і Na 2 CO 3 ).

Вуглець. Коли оксид вуглецю 4 реагує з гарячим вугіллям, утворюється оксид вуглецю 2 (чадний газ), який може викликати отруєння. (CO 2 + C = 2CO).

Магній. Як правило, вуглекислий газ не підтримує горіння, тільки при дуже високих температурах він може реагувати з деякими металами. Наприклад, запалений магній буде продовжувати горіти в CO 2 під час окислювально-відновної реакції (2Mg + CO 2 = 2MgO + C).

Якісна реакція оксиду вуглецю 4 проявляється при пропусканні його через вапнякову воду (Ca(OH) 2 або через баритовий воду (Ba(OH) 2. Можна спостерігати помутніння та випадання осаду. Якщо після цього продовжувати далі пропускати вуглекислий газ, вода знову стане прозорою, так як нерозчинні карбонати перетворюються в розчинні гідрокарбонати (кислі солі вугільної кислоти). Двоокис вуглецю також утворюється при спалюванні всього містять вуглець палива, такого, як метан (природний газ), нафтові дистиляти (бензин, дизельне паливо, гас, пропан), вугілля або деревина. В більшості випадків вода також виділяється. Вуглекислий газ (двоокис вуглецю) складається з одного атома вуглецю і двох атомів кисню, які утримуються разом ковалентними зв'язками (або розподілом електронів). Чистий вуглець дуже рідкісний. Він зустрічається в природі тільки у вигляді мінералів, графіту і алмазу. Незважаючи на це, він є будівельним блоком життя, який у поєднанні з воднем і киснем утворює основні сполуки, з яких складається все на планеті. Такі вуглеводні, як вугілля, нафта і природний газ - це сполуки, що складаються з водню і вуглецю. Цей елемент міститься в кальците (CaCo 3 ), мінералах в осадових і метаморфічних породах, вапняку і мармурі. Це елемент, який містить всі органічні речовини - від викопного палива до ДНК.