Діоксид вуглецю

Діоксид вуглецю
Ідентифікатори
Номер CAS	124-38-9
PubChem	280
Номер EINECS	204-696-9
DrugBank	DB09157
KEGG	D00004
НазваMeSH	Carbon+dioxide
ChEBI	16526
RTECS	FF6400000
Код ATC	V03AN02
SMILES	C(=O)=O
InChI	InChI=1S/CO2/c2-1-3
Номер Бельштейна	1900390
Номер Гмеліна	989
3DMet	B01131
Властивості
Молекулярна формула	CO2
Молярна маса	44,01 г/моль
Зовнішній вигляд	Безбарвний газ
Запах	Низькі концентрації: немає Високі концентрації: різкий; кислий
Густина	1562 кг/м3(у твердому стані при 1 атм (100 кПа) і −78,5 °C) 1101 кг/м3(рідина при насиченні -37 °C) 1,977 кг/м3(газ при 1 атм (100 кПа) і 0 °C)
Тпл	−78,48 °C (сублімація при 760 мм рт.ст. )
Ткип	−56,6 °C (518 кПа)
Розчинність(вода)	1,45 г/л
Тиск насиченої пари	5720 кПа (20 °C)
Кислотність(pKa)	6,35, 10,33
Показник заломлення(nD)	1,00045
В'язкість	14,90 мкПа·с при 25 °C
Дипольний момент	0 Д
Структура
Кристалічна структура	Тригональна
Геометрія	Лінійна
Термохімія
Ст. ентальпія утворенняΔfHo 298	-394 кДж/моль
Ст. ентропіяSo 298	214 Дж·моль·K
Теплоємність,co p	37,135 Дж/(К·моль)
Небезпеки
ЛД50	LCLo:90000 мд (людина, 5 хвилин)
ГГС піктограми
NFPA 704	0 2 0 SA
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин устандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Діокси́д вуглецю́,карбон(IV) оксид,вуглекислий газ,CO₂— тривкахімічна сполука,поширена вприродних газах,що містять його в кількості від декількох відсотків до практично чистого вуглекислого газу. Безбарвний, не маєсмакуізапаху.Є кінцевим продуктом окисненнявуглецю,не горить, не підтримуєгорінняідихання.

Щільність занормальних умовстановить 1,98 кг/м³(в 1,5 рази важчий заповітря).
Токсична дія вуглекислого газу виявляється при його вмісті вповітрі3–4 % і полягає в подразненні дихальних шляхів, запамороченні,головному болі,шуміувухах,психічному збудженні, непритомному стані.

Фізичні властивості

Газ безкольоруізапаху,що є природною складовоюатмосфери.Вуглекислий газ є продуктомспалюваннявикопного палива.Він маєпарниковівластивості, тобто сприяє утриманнютеплана поверхніЗемліі робить основний внесок углобальне потепління.

При 20 °C в 1 об'ємі води розчиняється 0,88 об'ємів CO₂.Воднийрозчинйого має кислуватий смак. На відміну від монооксиду, діоксид вуглецю є солетворним оксидом — ангідридомкарбонатної кислотиH₂CO₃.

Під тиском близько 60атм.діоксид вуглецю при звичайній температурі перетворюється врідину.У зрідженому стані у сталевихбалонахйого можна зберігати і транспортувати. При сильному охолодженні він перетворюється в снігоподібну масу (сухий лід), якасублімуєпри -78,5 °С.

Діоксид вуглецю не підтримує дихання і горіння звичайних видівпалива.Але речовини, що мають більше споріднення докисню,ніж вуглець, можуть віднімати у нього кисень. Так, наприклад, запаленасвічкагасне в атмосфері CO₂,а запаленамагнієвастрічка продовжує горіти:

• ${\ce {2Mg + CO_2 -> 2MgO + C}}$

Незначні кількості CO₂нешкідливі длялюдиниітварин,але при концентрації його в повітрі понад 3 % за об'ємом він стає шкідливим, а при 10 % і більше — смертельним.

Застосування

Ународному господарствідіоксид вуглецю широко застосовується вхімічній промисловостіпри виробництвісоди,сечовинитощо, а також у виробництвіцукру,вина,пива,для виготовлення газованої води і т. д. Широко відомі природні джерела діоксиду вуглецю у виглядімінеральних вод«Нарзан»,«Боржомі»та інші. Спресований твердий CO₂під назвою«сухий лід»застосовують для охолодженням'яса,рибиі іншиххарчових продуктів,що швидко псуються. Сухий лід значно більше, ніж звичайний, знижує температуру і привипаровуванніне залишає ніякої рідини. Утехніцідіоксид вуглецю одержують розкладаннямкарбонату кальцію:

• ${\ce {CaCO_3 ->[{t}] CaO + CO_2}}$

Отримання

В лабораторних умовах його зазвичай одержують при діїхлоридної кислотинамармур: ${\ce {CaCO_{3}{+}2HCl->CaCl_{2}{+}CO_{2}\uparrow \ {+}H_{2}O}}$

У природі діоксид вуглецю постійно утворюється при найрізноманітніших процесах: горінні вугілля і інших видів палива,диханні,бродінні,гнитті тощо.

В даний час у світі використовуються три основні групи джерел сировини для отримання діоксиду вуглецю в промислових масштабах.

• До першої групи належать джерела сировини, використання яких забезпечує одержання чистого діоксиду вуглецю без спеціального обладнання для підвищення його концентрації. До цієї групи входять гази хімічних та нафтохімічних виробництв, газиспиртового бродінняна пивоварних, спиртових та гідролізних заводах із вмістом 92–99 % СО₂.
• До другої групи належать джерела сировини, використання яких забезпечує одержання діоксиду вуглецю методом фракційної конденсації. До цієї групи входять гази малопоширених хімічних виробництв, із вмістом 80–95 % СО₂.
• До третьої групи належать джерела сировини, використання яких забезпечує отримання чистого діоксиду вуглецю тільки за допомогою спеціального обладнання. До цієї групи входять продукти згоряння вуглецьвмісних речовин (природного газу, рідкого палива, коксу та інших) в котельнях, відхідні гази вапняних і цементних заводів, із вмістом 30–40 % СО₂.

У гірництві

При виділенні вуглекислого газу з підошви виробки і відсутності активного струменя повітря в нижній частині її можуть утворюватися застійні зони з високою концентрацією. В рудниковій атмосфері вуглекислий газ присутній завжди, бо утворюється у великій кількості за рахунок біохімічних та хімічних реакційокиснення,що протікають вгірничих виробках.Зазвичай виділення природного вуглекислого газу в гірничі виробки незначні, винятками є виділення вуглекислого газу магматичного походження в деяких вугільних та калійних родовищах. Граничний допустимий вміст СО₂в шахтному повітрі 0,5–1 % (за об'ємом). При 10 % наступаєнепритомність,при 20–25 % — смертельне отруєння. Перша допомога при отруєнні полягає у винесенні потерпілого на свіже повітря, проведенніштучного дихання.

Див. також

• Відбір і зберігання діоксиду вуглецю
• Карбонатна система
• Біометан

Джерела

• Деркач Ф. А.Хімія. — Львів: Львівський університет, 1968. — 312 с.
• Мала гірнича енциклопедія:у 3 т. / за ред.В. С. Білецького.—Д.:Донбас,2004. — Т. 1: А — К. — 640 с. —ISBN 966-7804-14-3.

Посилання

• Диоксид вуглецю //Словник-довідник з екології:навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон: ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 68.