Химични и физични свойства на въглеродния диоксид. Въглероден двуокис

Въглеродният диоксид, или въглеродният диоксид, или CO 2 е един от най-често срещаните на Земята газообразни вещества. То ни заобикаля през целия ни живот. Въглеродният диоксид е без цвят, вкус и мирис и не може да бъде усетен от хората по никакъв начин.

Той е важен участник в метаболизма на живите организми. Самият газ не е отровен, но не поддържа дишането, така че превишаването на концентрацията му води до влошаване на доставката на кислород в тъканите на тялото и до задушаване. Въглеродният диоксид се използва широко в бита и промишлеността.

Какво е въглероден диоксид

При атмосферно наляганеа при стайна температура въглеродният диоксид е в газообразно състояние. Това е най-често срещаната му форма, в която участва в процесите на дишане, фотосинтеза и метаболизъм на живите организми.

Когато се охлади до -78 °C, той, заобикаляйки течната фаза, кристализира и образува така наречения "сух лед", широко използван като безопасен хладилен агент в храните и химическа индустрияи в уличния вендинг и хладилния транспорт.

При специални условия - налягане от десетки атмосфери - въглеродният диоксид преминава в течно агрегатно състояние. Това се случва на морското дъно, на дълбочина над 600 m.

Свойства на въглеродния диоксид

През 17 век Жан-Батист Ван Хелмонт от Фландрия открива въглеродния диоксид и определя формулата му. Подробно проучване и описание е направено век по-късно от шотландеца Джоузеф Блек. Той проучи имотите въглероден двуокиси провежда серия от експерименти, в които доказва, че се отделя по време на дишането на животните.

Молекулата на веществото съдържа един въглероден атом и два кислородни атома. Химичната формула на въглеродния диоксид се записва като CO2

IN нормални условияняма вкус, цвят или мирис. Само при вдишване на голямо количество от него човек усеща кисел вкус. Произвежда се от въглеродна киселина, която се образува в малки дози, когато въглеродният диоксид се разтваря в слюнката. Тази функция се използва за приготвяне на газирани напитки. Мехурчетата в шампанското, просеко, бирата и лимонадата са въглероден диоксид, образуван в резултат на естествени процеси на ферментация или добавен изкуствено към напитката.

Въглеродният диоксид е по-плътен от въздуха, така че при липса на вентилация се натрупва отдолу. Не поддържа окислителни процеси, като дишане и изгаряне.

Поради това въглеродният диоксид се използва в пожарогасителите. Това свойство на въглеродния диоксид е илюстрирано с трик - горяща свещ се спуска в "празна" чаша, където изгасва. В действителност стъклото е пълно с CO 2 .

Въглероден двуокис в природата естествени източници

Тези източници включват окислителни процеси с различна интензивност:

• Дишане на живи организми. от училищен курсвсички химици и ботаници помнят, че по време на фотосинтеза растенията абсорбират въглероден диоксид и отделят кислород. Но не всеки помни, че това се случва само през деня, при достатъчно ниво на осветление. На тъмно растенията, напротив, абсорбират кислород и отделят въглероден диоксид. Така че опитът да подобрите качеството на въздуха в една стая, като я превърнете в гъсталаци от фикус и здравец, може да изиграе жестока шега.
• Изригвания и друга вулканична дейност. CO 2 се отделя от дълбините на земната мантия заедно с вулканичните газове. В долините близо до източниците на изригвания има толкова много газ, че, натрупвайки се в низините, причинява задушаване на животни и дори хора. Има няколко известни случая в Африка, когато цели села са били задушени.
• Изгаряне и гниене на органични вещества. Изгарянето и гниенето са една и съща окислителна реакция, но протичат с различна скорост. Богатата на въглерод гниеща органична материя от растения и животни, горски пожари и тлеещи торфища са източници на въглероден диоксид.
• Най-големият естествен резервоар на CO 2 са водите на световния океан, в които той е разтворен.

В продължение на милиони години на еволюция на въглеродния живот на Земята, много милиарди тонове въглероден диоксид са се натрупали в различни източници. Незабавното му изпускане в атмосферата ще доведе до смъртта на целия живот на планетата поради невъзможността за дишане. Добре е, че вероятността от такова еднократно освобождаване клони към нула.

Иизкуствени източници на въглероден диоксид

Въглеродният диоксид също навлиза в атмосферата в резултат на човешката дейност. Най-активните източници в наше време се считат за:

• Промишлени емисии, възникващи при изгаряне на гориво в електроцентрали и технологични инсталации
• Изгорели газове от двигатели с вътрешно горене на превозни средства: автомобили, влакове, самолети и кораби.
• Селскостопански отпадъци - гниещ оборски тор в големи животновъдни комплекси

Освен преките емисии има и непряко човешко въздействие върху съдържанието на CO 2 в атмосферата. Това е масово обезлесяване в тропическите и субтропичните зони, предимно в басейна на Амазонка.

Въпреки факта, че атмосферата на Земята съдържа по-малко от процент въглероден диоксид, той има нарастващ ефект върху климата и природен феномен. Въглеродният диоксид допринася за така наречения парников ефект, като абсорбира топлинното излъчване на планетата и задържа тази топлина в атмосферата. Това води до постепенно, но много заплашително повишаване на средната годишна температура на планетата, топене на планински ледници и полярни ледени шапки, покачване на морското равнище, наводняване на крайбрежните райони и влошаване на климата в страните, далеч от морето.

Показателно е, че на фона на общото затопляне на планетата се наблюдава значително преразпределение на въздушните маси и морските течения, като в някои региони средната годишна температура не се повишава, а намалява. Това дава коз на критиците на теорията за глобалното затопляне, които обвиняват нейните привърженици във фалшифициране на факти и манипулиране на общественото мнение в полза на определени политически центрове на влияние и финансово-икономически интереси.

Човечеството се опитва да поеме контрола върху съдържанието на въглероден диоксид във въздуха, бяха подписани протоколите от Киото и Париж, които налагат определени задължения на националните икономики. Освен това много водещи автомобилни производители обявиха, че постепенно ще премахнат моделите с двигатели с вътрешно горене до 2020-25 г. и ще преминат към хибриди и електрически превозни средства. Някои от водещите световни икономики, като Китай и Съединените щати, обаче не бързат да изпълняват стари и да поемат нови задължения, като се позовават на заплаха за стандарта на живот в техните страни.

Въглеродният диоксид и ние: защо CO 2 е опасен

Въглеродният диоксид е един от метаболитните продукти в човешкото тяло. Той играе голяма роля в контролирането на дишането и кръвоснабдяването на органите. Увеличаването на съдържанието на CO 2 в кръвта кара кръвоносните съдове да се разширяват, като по този начин могат да транспортират повече кислород до тъканите и органите. По същия начин, дихателната система е принудена да стане по-активна, ако концентрацията на въглероден диоксид в тялото се увеличи. Това свойство се използва във вентилаторите за стимулиране на собствените дихателни органи на пациента към по-голяма активност.

В допълнение към споменатите ползи, превишаването на концентрацията на CO 2 може да причини и вреда на тялото. Повишено съдържаниевъв вдишания въздух води до гадене, главоболие, задушаване и дори загуба на съзнание. Тялото протестира срещу въглеродния диоксид и изпраща сигнали на човека. При по-нататъшно повишаване на концентрацията се развива кислородно гладуване или хипоксия. Co 2 пречи на кислорода да се присъедини към молекулите на хемоглобина, които движат свързаните газове през кръвоносната система. Кислородният глад води до намалена работоспособност, отслабени реакции и способности за анализ на ситуацията и вземане на решения, апатия и може да доведе до смърт.

Такива концентрации на въглероден диоксид, за съжаление, са постижими не само в тесни мини, но и в лошо вентилирани училищни класни стаи, концертни зали, офиси и превозни средства - навсякъде в затворено пространство без достатъчен обмен на въздух с заобикаляща средасъбират се голям брой хора.

Основно приложение

CO 2 се използва широко в промишлеността и бита - в пожарогасители и за производство на сода, за охлаждане на продукти и за създаване на инертна среда при заваряване.

Използването на въглероден диоксид е отбелязано в такива отрасли като:

• за почистване на повърхности със сух лед.

Фармацевтични продукти

• за химичен синтез на лекарствени компоненти;
• създаване на инертна атмосфера;
• нормализиране на индекса на pH на производствените отпадъци.

Хранително-вкусовата промишленост

• производство на газирани напитки;
• опаковане на храна в инертна атмосфера за удължаване на срока на годност;
• декофеинизиране на кафе на зърна;
• замразяване или охлаждане на храна.

Медицина, тестове и екология

• Създаване на защитна атмосфера по време на коремни операции.
• Включване в дихателни смеси като дихателен стимулант.
• При хроматографски анализи.
• Поддържане на нивото на pH в течните промишлени отпадъци.

електроника

• Охлаждане на електронни компоненти и устройства по време на изпитване на температурна устойчивост.
• Абразивно почистване в микроелектрониката (в твърда фаза).
• Почистващо средство при производството на силициеви кристали.

Химическа индустрия

Широко използван в химическия синтез като реагент и като регулатор на температурата в реактор. CO 2 е отличен за дезинфекция на течни отпадъци с нисък pH индекс.

Използва се също за сушене на полимерни вещества, материали от растителни или животински влакна, в производството на целулоза за нормализиране на нивото на pH както на компонентите на основния процес, така и на отпадъците от него.

Металургична индустрия

В металургията CO 2 служи главно за каузата на екологията, защитавайки природата от вредни емисии, като ги неутрализира:

• В черната металургия - за неутрализиране на топилните газове и за долно смесване на стопилката.
• В цветната металургия при производството на олово, мед, никел и цинк - за неутрализиране на газове при транспортиране на кофа със стопилка или горещи блокове.
• Като редуциращ агент при организиране на циркулацията на кисели руднични води.

Заваряване с въглероден диоксид

Вид заваряване под флюс е заваряване в среда на въглероден диоксид. Заваръчните операции с въглероден диоксид се извършват с консумативен електрод и са често срещани в процеса на монтажни работи, отстраняване на дефекти и ремонт на части с тънки стени.

Таблицата показва термофизичните свойства на въглеродния диоксид CO 2 в зависимост от температурата и налягането. Свойствата в таблицата са посочени при температури от 273 до 1273 K и налягания от 1 до 100 atm.

Нека разгледаме такова важно свойство на въглеродния диоксид като.
Плътността на въглеродния диоксид е 1,913 kg/m3при нормални условия (при N.S.). Според таблицата се вижда, че плътността на въглеродния диоксид значително зависи от температурата и налягането - с увеличаване на налягането плътността на CO 2 се увеличава значително, а с повишаване на температурата на газа тя намалява. Така при нагряване с 1000 градуса плътността на въглеродния диоксид намалява 4,7 пъти.

Въпреки това, когато налягането на въглеродния диоксид се увеличава, неговата плътност започва да се увеличава, много повече, отколкото намалява при нагряване. Например, при налягане и температура от 0°C, плътността на въглеродния диоксид вече се увеличава до стойност от 20,46 kg/m 3.

Трябва да се отбележи, че увеличаването на налягането на газа води до пропорционално увеличение на стойността на неговата плътност, тоест при 10 атм. специфично тегловъглеродният диоксид е 10 пъти повече, отколкото при нормално атмосферно налягане.

Таблицата показва следните термофизични свойства на въглеродния диоксид:

• плътност на въглеродния диоксид в kg/m3;
• специфичен топлинен капацитет, kJ/(kg deg);
• , W/(m deg);
• динамичен вискозитет, Pa s;
• топлопроводимост, m 2 / s;
• кинематичен вискозитет, m 2 / s;
• Числото на Прандтл.

Забележка: Бъдете внимателни! Топлинната проводимост в таблицата е посочена на степен 10 2. Не забравяйте да разделите на 100!

Топлофизични свойства на въглеродния диоксид CO 2 при атмосферно налягане

Таблицата показва термофизичните свойства на въглеродния диоксид CO 2 в зависимост от температурата (в диапазона от -75 до 1500 ° C) при атмосферно налягане. Дадени са следните термофизични свойства на въглеродния диоксид:

• , Pas·s;
• коефициент на топлопроводимост, W/(m deg);
• Числото на Прандтл.

Таблицата показва, че с повишаване на температурата топлопроводимостта и динамичният вискозитет на въглеродния диоксид също се увеличават. Забележка: Бъдете внимателни! Топлинната проводимост в таблицата е посочена на степен 10 2. Не забравяйте да разделите на 100!

Топлинна проводимост на въглероден диоксид CO 2 в зависимост от температурата и налягането

топлопроводимост на въглероден диоксид CO2в температурен диапазон от 220 до 1400 K и при налягане от 1 до 600 atm. Данните по-горе в таблицата се отнасят за течен CO 2 .

трябва да бъде отбелязано че Топлинната проводимост на втечнения въглероден диоксид намалява с повишаване на температурата, а с увеличаване на налягането се увеличава. Въглеродният диоксид (в газовата фаза) става по-топлопроводим както с повишаване на температурата, така и с повишаване на налягането.

Топлопроводимостта в таблицата е дадена в размер W/(m deg). Бъди внимателен! Топлинната проводимост в таблицата е посочена на степен 10 3. Не забравяйте да разделите на 1000!

Топлинна проводимост на въглероден диоксид CO 2 в критичната област

Таблицата показва стойностите на топлопроводимостта на въглеродния диоксид CO 2 в критичната област в температурния диапазон от 30 до 50 ° C и при налягане.
Забележка: Бъдете внимателни! Топлинната проводимост в таблицата е посочена на степен 10 3. Не забравяйте да разделите на 1000! Топлинната проводимост в таблицата е посочена във W/(m deg).

Топлинна проводимост на дисоцииран въглероден диоксид CO 2 при високи температури

Таблицата представя стойностите на топлопроводимостта на дисоциирания въглероден диоксид CO 2 в температурния диапазон от 1600 до 4000 K и при налягане от 0,01 до 100 atm. Бъди внимателен! Топлинната проводимост в таблицата е посочена на степен 10 3. Не забравяйте да разделите на 1000!

Таблицата показва стойностите топлопроводимост на течен въглероден диоксид CO2на линията на насищане в зависимост от температурата.
Забележка: Бъдете внимателни! Топлинната проводимост в таблицата е посочена на степен 10 3. Не забравяйте да разделите на 1000!
Топлинната проводимост в таблицата е посочена във W/(m deg).

Въглероден диоксид (въглероден диоксид),наричан още въглероден диоксид - съществен компонентв газираните напитки. Определя вкуса и биологичната стабилност на напитките, придава им пенливи и освежаващи свойства.

Химични свойства.Химически въглеродният диоксид е инертен. Образуван с отделянето на голямо количество топлина, той, като продукт на пълно окисляване на въглерода, е много стабилен. Реакциите на редукция на въглероден диоксид протичат само при високи температури. Така например, взаимодействайки с калий при 230 ° C, въглеродният диоксид се редуцира до оксалова киселина:

влизане химическа реакцияс вода, газът, в количество не повече от 1% от съдържанието му в разтвор, образува въглеродна киселина, която се дисоциира на H +, HCO 3 -, CO 2 3- йони. Във воден разтвор въглеродният диоксид лесно влиза химична реакция, образувайки различни соли на въглероден диоксид. Следователно водният разтвор на въглероден диоксид е силно агресивен към металите и има разрушителен ефект върху бетона.

Физични свойства.За газиране на напитки се използва въглероден диоксид, доведен до течно състояние чрез компресия до високо налягане. В зависимост от температурата и налягането въглеродният диоксид може да бъде в газообразно или твърдо състояние. Температура и налягане, съответстващи на това агрегатно състояние, показано на диаграмата фазово равновесие(фиг. 13).

При температура от минус 56,6 ° C и налягане от 0,52 Mn/m 2 (5,28 kg/cm 2), съответстващо на тройната точка, въглеродният диоксид може да бъде едновременно в газообразно, течно и твърдо състояние. С повече високи температурии налягане, въглеродният диоксид е в течно и газообразно състояние; при температури и налягания под тези стойности газът, директно заобикаляйки течната фаза, преминава в газообразно състояние (сублимира). При температури над критична температура 31,5°C, никакво налягане не може да задържи въглеродния диоксид в течна форма.

В газообразно състояние въглеродният диоксид е безцветен, без мирис и има леко кисел вкус. При температура 0° C и атмосферно налягане плътността на въглеродния диоксид е 1,9769 kg/f 3 ; той е 1,529 пъти по-тежък от въздуха. При 0°C и атмосферно налягане 1 kg газ заема обем от 506 литра. Връзката между обема, температурата и налягането на въглеродния диоксид се изразява с уравнението:

където V е обемът на 1 kg газ в m 3 /kg; T - температура на газа в ° K; P - налягане на газа в N/m 2; R - газова константа; A е допълнителна стойност, която отчита отклонението от уравнението на състоянието на идеален газ;

Втечнен въглероден диоксид- безцветна, прозрачна, лесно подвижна течност, наподобяваща външен видалкохол или етер. Плътността на течността при 0°C е 0,947. При температура 20°C втечненият газ се съхранява под налягане 6,37 Mn/m2 (65 kg/cm2) в стоманени бутилки. Когато течността тече свободно от цилиндъра, тя се изпарява, абсорбирайки голямо количество топлина. Когато температурата падне до минус 78,5° C, част от течността замръзва, превръщайки се в така наречения сух лед. Сухият лед е близо до креда по твърдост и има матов бял цвят. Сухият лед се изпарява по-бавно от течността и веднага преминава в газообразно състояние.

При температура от минус 78,9 ° C и налягане от 1 kg / cm 2 (9,8 MN / m 2), топлината на сублимация на сух лед е 136,89 kcal / kg (573,57 kJ / kg).

Сода, вулкан, Венера, хладилник - какво е общото между тях? Въглероден двуокис. Събрахме за вас най-много интересна информацияза един от най-важните химични съединенияНа земята.

Какво е въглероден диоксид

Въглеродният диоксид е известен главно в газообразно състояние, т.е. като въглероден диоксид с прости химична формула CO2. В тази форма той съществува при нормални условия - при атмосферно налягане и "обикновени" температури. Но при повишено налягане, над 5850 kPa (като например налягането при дълбоко мореоколо 600 m), този газ се превръща в течност. А при силно охлаждане (минус 78,5°C) кристализира и се превръща в така наречения сух лед, който се използва широко в търговията за съхранение на замразени храни в хладилници.

Произвеждат се и се използват течен въглероден диоксид и сух лед човешка дейност, но тези форми са нестабилни и лесно се разпадат.

Но въглеродният диоксид се разпространява навсякъде: той се отделя по време на дишането на животни и растения и е важен компонент на химичен съставатмосфера и океан.

Свойства на въглеродния диоксид

Въглеродният диоксид CO2 е без цвят и мирис. При нормални условия няма вкус. Въпреки това, ако вдишвате високи концентрации на въглероден диоксид, може да почувствате кисел вкус в устата си, причинен от разтварянето на въглеродния диоксид върху лигавиците и в слюнката, образувайки слаб разтвор на въглена киселина.

Между другото, способността на въглеродния диоксид да се разтваря във вода се използва за производството на газирана вода. Мехурчетата от лимонада са същия въглероден диоксид. Първият апарат за насищане на вода с CO2 е изобретен през 1770 г., а още през 1783 г. предприемчивият швейцарец Якоб Швеп започва промишлено производствосода (марката Schweppes все още съществува).

Въглеродният диоксид е 1,5 пъти по-тежък от въздуха, така че има тенденция да се „утаява“ в долните му слоеве, ако помещението е лошо вентилирано. Известен е ефектът „кучешка пещера“, при който CO2 се отделя директно от земята и се натрупва на височина около половин метър. Възрастен, влизайки в такава пещера, на върха на растежа си не усеща излишъка от въглероден диоксид, но кучетата се оказват директно в дебел слой въглероден диоксид и се отравят.

CO2 не поддържа горенето, поради което се използва в пожарогасители и системи за гасене на пожар. Трикът за гасене на горяща свещ със съдържанието на уж празна чаша (но всъщност въглероден диоксид) се основава именно на това свойство на въглеродния диоксид.

Въглероден диоксид в природата: естествени източници

Въглеродният диоксид се образува в природата от различни източници:

• Дишане на животни и растения.
  Всеки ученик знае, че растенията абсорбират въглероден диоксид CO2 от въздуха и го използват в процесите на фотосинтеза. Някои домакини се опитват да компенсират недостатъците с изобилие от стайни растения. Растенията обаче не само абсорбират, но и отделят въглероден диоксид при липса на светлина - това е част от процеса на дишане. Следователно джунгла в лошо вентилирана спалня не е добра идея: нивата на CO2 ще се повишат още повече през нощта.
• Вулканична дейност.
  Въглеродният диоксид е част от вулканичните газове. В райони с висока вулканична активност CO2 може да се отделя директно от земята - от пукнатини и пукнатини, наречени мофети. Концентрацията на въглероден диоксид в долините с мофети е толкова висока, че много малки животни умират, когато стигнат до там.
• Разлагане на органични вещества.
  Въглеродният диоксид се образува по време на изгарянето и гниенето на органичните вещества. Големи естествени емисии на въглероден диоксид съпътстват горските пожари.

Въглеродният диоксид се „съхранява“ в природата под формата на въглеродни съединения в минерали: въглища, нефт, торф, варовик. Огромни запаси от CO2 се намират в разтворена форма в световните океани.

Изпускането на въглероден диоксид от открит резервоар може да доведе до лимнологична катастрофа, както се случи например през 1984 и 1986 г. в езерата Манун и Ниос в Камерун. И двете езера са се образували на мястото на вулканични кратери - сега те са изчезнали, но в дълбините вулканичната магма все още отделя въглероден диоксид, който се издига до водите на езерата и се разтваря в тях. В резултат на редица климатични и геоложки процеси концентрацията на въглероден диоксид във водите надхвърли критична стойност. Огромно количество въглероден диоксид беше изпуснато в атмосферата, което се спусна по планинските склонове като лавина. Около 1800 души станаха жертви на лимнологични бедствия в камерунските езера.

Изкуствени източници на въглероден диоксид

Основните антропогенни източници на въглероден диоксид са:

• промишлени емисии, свързани с горивни процеси;
• автомобилен транспорт.

Въпреки факта, че делът на екологичния транспорт в света нараства, по-голямата част от световното население няма скоро да има възможност (или желание) да премине към нови автомобили.

Активното обезлесяване за промишлени цели също води до повишаване на концентрацията на въглероден диоксид CO2 във въздуха.

CO2 е един от крайните продукти на метаболизма (разграждането на глюкозата и мазнините). Секретира се в тъканите и се транспортира от хемоглобина до белите дробове, през които се издишва. Въздухът, издишан от човек, съдържа около 4,5% въглероден диоксид (45 000 ppm) - 60-110 пъти повече, отколкото във вдишания въздух.

Въглеродният диоксид играе голяма роля в регулирането на кръвния поток и дишането. Повишаването на нивата на CO2 в кръвта кара капилярите да се разширяват, което позволява преминаването на повече кръв, което доставя кислород до тъканите и премахва въглеродния диоксид.

Дихателната система също се стимулира от увеличаването на въглеродния диоксид, а не от липсата на кислород, както може да изглежда. В действителност липсата на кислород дълго време не се усеща от организма и е напълно възможно при разредения въздух човек да загуби съзнание, преди да усети липсата на въздух. Стимулиращото свойство на CO2 се използва в устройства за изкуствено дишане: където въглеродният диоксид се смесва с кислород, за да „стартира“ дихателната система.

Въглеродният диоксид и ние: защо CO2 е опасен

Въглеродният диоксид е необходим на човешкото тяло също като кислорода. Но точно както при кислорода, излишъкът от въглероден диоксид вреди на нашето благосъстояние.

Високата концентрация на CO2 във въздуха води до интоксикация на организма и причинява състояние на хиперкапния. При хиперкапния човек изпитва затруднено дишане, гадене, главоболиеи дори може да загуби съзнание. Ако съдържанието на въглероден диоксид не намалее, тогава настъпва кислороден глад. Факт е, че както въглеродният диоксид, така и кислородът се движат в тялото с един и същ „транспорт“ - хемоглобин. Обикновено те „пътуват“ заедно, прикрепвайки се към различни места в молекулата на хемоглобина. Повишените концентрации на въглероден диоксид в кръвта обаче намаляват способността на кислорода да се свързва с хемоглобина. Количеството кислород в кръвта намалява и настъпва хипоксия.

Такива нездравословни последици за организма възникват при вдишване на въздух със съдържание на CO2 над 5000 ppm (това може да бъде например въздухът в мините). Честно казано, в обикновения живот ние практически никога не срещаме такъв въздух. Много по-ниската концентрация на въглероден диоксид обаче няма най-добър ефект върху здравето.

Според някои открития дори 1000 ppm CO2 причинява умора и главоболие при половината от субектите. Много хора започват да усещат задух и дискомфорт още по-рано. При допълнително увеличениеконцентрациите на въглероден диоксид до 1500 – 2500 ppm са критични, мозъкът е „мързелив“ да поеме инициативата, да обработва информация и да взема решения.

И ако ниво от 5000 ppm е почти невъзможно в Ежедневието, тогава 1000 и дори 2500 ppm лесно могат да бъдат част от реалността модерен човек. Нашите показаха, че в рядко вентилирани училищни класни стаи нивата на CO2 остават над 1500 ppm през повечето време и понякога скачат над 2000 ppm. Има всички основания да се смята, че ситуацията е подобна в много офиси и дори апартаменти.

Физиолозите смятат, че 800 ppm е безопасно ниво на въглероден диоксид за човешкото благосъстояние.

Друго проучване установи връзка между нивата на CO2 и оксидативния стрес: колкото по-високо е нивото на въглероден диоксид, толкова повече страдаме от оксидативен стрес, който уврежда клетките на тялото ни.

Въглероден диоксид в земната атмосфера

В атмосферата на нашата планета има само около 0,04% CO2 (това е приблизително 400 ppm), а наскоро беше още по-малко: въглеродният диоксид премина границата от 400 ppm едва през есента на 2016 г. Учените отдават повишаването на нивата на CO2 в атмосферата на индустриализацията: в средата на 18 век, в навечерието на индустриалната революция, то е било само около 270 ppm.

Вече знаете, че когато издишвате, въглеродният диоксид излиза от дробовете ви. Но какво знаете за това вещество? Вероятно малко. Днес ще отговоря на всички ваши въпроси относно въглеродния диоксид.

Определение

Това вещество при нормални условия е безцветен газ. В много източници може да се нарече по различен начин: въглероден оксид (IV) и въглероден анхидрид, и въглероден диоксид, и въглероден диоксид.

Имоти

Въглеродният диоксид (формула CO 2) е безцветен газ, има кисел мирис и вкус и е разтворим във вода. Ако се охлади правилно, образува снежна маса, наречена сух лед (снимката по-долу), която сублимира при температура от -78 o C.

Това е един от продуктите на гниене или изгаряне на всяка органична материя. Разтваря се във вода само при температура 15 o C и само ако съотношението вода:въглероден диоксид е 1:1. Плътността на въглеродния диоксид може да варира, но при стандартни условия е равна на 1,976 kg/m3. Това е, ако е в газообразна форма, а в други състояния (течно/газообразно) стойностите на плътността също ще бъдат различни. Това вещество е киселинен оксид; добавянето му към вода произвежда въглеродна киселина. Ако комбинирате въглероден диоксид с някаква основа, последващата реакция води до образуването на карбонати и бикарбонати. Този оксид не може да поддържа горене, с някои изключения. Това активни метали, и при този тип реакция те отнемат кислород от него.

Касова бележка

Въглероден диоксид и някои други газове големи количестваотделя се при производството на алкохол или при разлагането на естествените карбонати. След това получените газове се промиват с разтворен калиев карбонат. Това е последвано от тяхното абсорбиране на въглероден диоксид, продуктът на тази реакция е бикарбонат, при нагряване на разтвора от който се получава желаният оксид.

Но сега той успешно се заменя с етаноламин, разтворен във вода, който абсорбира въглеродния окис, съдържащ се в димните газове, и го освобождава при нагряване. Този газ също е страничен продукт от тези реакции, които произвеждат чист азот, кислород и аргон. В лабораторията се получава известно количество въглероден диоксид, когато карбонатите и бикарбонатите реагират с киселини. Образува се и при реакция на сода за хляб и лимонов сок или същия натриев бикарбонат и оцет (снимка).

Приложение

Хранителната промишленост не може без използването на въглероден диоксид, където той е известен като консервант и набухвател, код Е290. Всеки пожарогасител го съдържа в течна форма.

Освен това четиривалентният въглероден оксид, който се отделя по време на процеса на ферментация, служи като добра храна за аквариумните растения. Съдържа се и в добре познатата газирана напитка, която много хора често купуват от хранителния магазин. Заваряването на тел се извършва в среда на въглероден диоксид, но ако температурата на този процес е много висока, тогава се придружава от дисоциация на въглероден диоксид, който освобождава кислород, който окислява метала. Тогава заваряването не може да се извърши без дезоксидиращи агенти (манган или силиций). Въглеродният диоксид се използва за надуване на колела на велосипеди, присъства и в кутиите на въздушните пистолети (този тип се нарича газов цилиндър). Освен това този оксид в твърдо състояние, наречен сух лед, е необходим като хладилен агент в търговията, научно изследванеи при ремонт на някои съоръжения.

Ето колко полезен е въглеродният диоксид за хората. И не само в индустрията, той също играе важна роля биологична роля: Без него не могат да протичат газообмен, регулиране на съдовия тонус, фотосинтеза и много други естествени процеси. Но неговият излишък или недостиг във въздуха за известно време може да повлияе негативно на физическото състояние на всички живи организми.