Дыяксыд вугляроду

Дыяксы́д вугляро́ду (дыяксы́д вуглятво́ру, двухво́кіс вугляро́ду, вуглякі́слы газ, аксы́д вугляро́ду (IV), ву́гальны ангідры́д, вуглекіслата́) — CO₂, бескаляровы газ са зьлёгку кісьлявым пахам і смакам.

Схема дыяксыду вугляроду

Мадэль малекулы дыяксыду вугляроду

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

Уласьцівасьці

Фізычныя

Шчыльнасьць пры звычайных умовах 1,98 г/л. Пры атмасфэрным ціску дыяксыд вугляроду не існуе ў вадкім стане, пераходзячы непасрэдна з цьвёрдага стану ў газападобнае. Цьвёрды дыяксыд вугляроду завуць сухім лёдам. Пры падвышаным ціску і звычайных тэмпэратурах вуглякіслы газ пераходзіць у вадкасць, што выкарыстоўваецца для яго захоўваньня.

Вуглякіслы газ лёгка прапускае ўльтрафіялетавыя прамяні і прамяні бачнай часткі спэктру, якія трапляюць на Зямлю ад Сонца і абаграваюць яе. У той жа час ён паглынае выпушчаныя Зямлёй інфрачырвоныя прамяні і зьяўляецца адным з парніковых газаў, з прычыны чаго бярэ ўдзел у працэсе глябальнага пацяпленьня. Сталы рост узроўню ўтрыманьня гэтага газу ў атмасфэры назіраецца з пачатку індустрыяльнай эпохі.

Хімічныя

Па хімічных уласцівасьцях дыяксыд вугляроду належыць кіслотным аксыдам. Пры растварэнні ў вадзе ўтварае вугальную кіслату. Рэагуе са шчолачамі з утварэньнем карбанатаў і гідракарбанатаў. Уступае ў рэакцыі электрафільнага замяшчэньня (напрыклад, з фэнолям - рэакцыя Кальбэ) і нуклеафільнага далучэньня (напрыклад, з магніяарганічнымі злучэньнямі).

Біялягічныя

Дыяксыд вугляроду мае адну з галоўных роляў у жывой прыродзе, удзельнічаючы ў шматлікіх працэсах мэтабалізму жывой клеткі. Дыяксыд вугляроду атрымліваецца ў выніку мноства акісьляльных рэакцый у жывёл, і вылучаецца ў атмасфэру з дыханьнем. Вуглякіслы газ атмасфэры — асноўная крыніца вугляроду для расьлін. Аднак, памылкай будзе сьцьвярджэньне, што жывёлы толькі вылучаюць вуглякіслы газ, а расьліны — толькі паглынаюць яго. Расьліны паглынаюць вуглякіслы газ падчас фотасынтэзу, а без асвятлення яны таксама яго вылучаюць.

Дыяксыд вугляроду не таксычны, але не падтрымлівае дыханьне. Вялікая канцэнтрацыя ў паветры выклікае ўдушша (гл. Гіпэркапнія). Недахоп вуглякіслага газу таксама небяспечны (гл. Гіпакапнія)

Вуглякіслы газ у арганізмах жывёл мае і фізыялагічнае значэньне, напрыклад, удзельнічае ў рэгуляцыі судзінкавага тонусу (гл. Артэрыёлы).

Атрыманьне

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

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

Ужываньне

У харчовай прамысловасьці дыяксыд вугляроду выкарыстоўваецца як кансэрвант і пазначаецца на пакаванні пад кодам Е290, а таксама ў якасьці 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 атмасфэру частка яе выпараецца, а іншая частка ўтварае шматкі сухога лёду.

Балёны з вадкай вуглекіслатой шырока ўжываюцца ў якасьці вогнетушыцеляў і для вытворчасьці напояў з газаванай вады і ліманаду. Вуглякіслы газ выкарыстоўваецца ў якасьці актыўнага асяроддзя пры зварцы дротам, бо пры тэмпэратуры дугі вуглекіслата раскладаецца на ўгарны газ CO і кісларод, які, у сваю чаргу, і ўваходзіць ва ўзаемадзеянэне з вадкім мэталам, акісляючы яго. Вуглекіслата ў балончыках ужываецца ў пнэўматычнай зброі і ў якасьці крыніцы энэргіі для рухавікоў у авіямадэляваньні.

Цьвёрдая вуглекіслата - сухі лёд - выкарыстоўваецца ў якасьці холадагенту ў ледніках і маразільных усталёўках.

Мэтады рэгістрацыі

Вымярэньне парцыяльнага ціску вуглякіслага газу патрабуецца ў тэхналягічных працэсах, у мэдыцынскіх ужываньнях - аналіз дыхальных сумесяў пры штучнай вентыляцыі лёгкіх і ў замкнёных сыстэмах жыццезабеспячэньня. Аналіз канцэнтрацыі CO₂ у атмасфэры выкарыстоўваецца для экалягічных і навуковых даследаваньняў, для вывучэньня парніковага эфэкту.

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

Канцэнтрацыя

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

Глядзіце таксама

• Выхлапныя газы

Вонкавыя спасылкі

Дыяксыд вугляроду — сховішча мультымэдыйных матэрыялаў

• International Chemical Safety Card 0021 (анг.)
• CID 280 (анг.) з сайту PubChem
• CO₂ Дыяксыд вугляроду, уласьцівасьці, ужываньне (анг.)
• Фазавая дыяграма (ціск-тэмпература) для дыяксыду вугляроду
• Molview from bluerhinos.co.uk Дыяксыд вугляроду ў 3D
• Dry Ice information (анг.)
• Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (NOAA)
• Phase Diagram of Carbon Dioxide (анг.)
• Experiment 071 - Triple Point Phase Transition for Carbon Dioxide
• CO₂ як прыродны рэфрэжант - FAQs (анг.)
• Вялікабрытанія распрацоўвае мэтад захаваньня двухвокісу вугляроду