Kako nastaje CO2? Strukturna kemijska formula ugljičnog dioksida

Ugljični dioksid

Ugljen monoksid (ugljični dioksid, ugljični dioksid, ugljični dioksid, ugljični anhidrid, ugljični dioksid ) — CO2, bezbojni gas, bez mirisa, blago kiselkastog ukusa.
Koncentracija ugljični dioksid u Zemljinoj atmosferi u prosjeku iznosi 0,038%.
Nije pogodan za održavanje života. Međutim, biljke se time "hrane", pretvarajući ga u organske tvari. Osim toga, to je neka vrsta "pokrivača" za Zemlju. Kada bi ovaj gas iznenada nestao iz atmosfere, Zemlja bi postala mnogo hladnija i kiša bi praktično nestala.

"Pokrivač zemlje"

Ugljični dioksid (ugljični dioksid, ugljični dioksid, CO2 ) nastaje spajanjem dva elementa: ugljika i kisika. Nastaje prilikom sagorevanja uglja ili ugljovodoničnih jedinjenja, tokom fermentacije tečnosti, a takođe i kao produkt disanja ljudi i životinja. U malim količinama se nalazi i u atmosferi, odakle ga biljke asimiliraju, koje zauzvrat proizvode kisik.
Ugljični dioksid je bezbojan i teži od zraka. Smrzava se na -78,5°C stvarajući snijeg koji se sastoji od ugljičnog dioksida. U formi vodeni rastvor stvara ugljičnu kiselinu, ali nije dovoljno stabilna da bi se lako izolirala.
Ugljični dioksid je Zemljin pokrivač. Lako prenosi ultraljubičaste zrake koje zagrijavaju našu planetu i reflektuje infracrvene zrake koje se emituju s njegove površine u svemir. A ako ugljični dioksid iznenada nestane iz atmosfere, to će prvenstveno uticati na klimu. Na Zemlji će postati mnogo hladnije, a kiša će padati vrlo rijetko. Nije teško pogoditi kuda će to na kraju dovesti.
Istina, takva katastrofa nam još ne prijeti. Naprotiv. Burning organske materije: nafta, ugalj, prirodni gas, drvo - postepeno povećava sadržaj ugljičnog dioksida u atmosferi. To znači da s vremenom moramo očekivati ​​značajno zagrijavanje i vlaženje zemljine klime. Inače, oldtajmeri veruju da je već sada primetno toplije nego što je bilo u danima njihove mladosti...
Oslobađa se ugljični dioksid tečnost niske temperature, tečnost visokog pritiska i gasovita. Dobija se iz otpadnih gasova proizvodnje amonijaka i alkohola, kao i iz sagorevanja specijalnih goriva i drugih industrija. Gas ugljični dioksid- plin bez boje i mirisa na temperaturi od 20°C i pritisku od 101,3 kPa (760 mm Hg), gustine - 1,839 kg/m 3. Tečni ugljični dioksid- samo bezbojna tečnost bez mirisa.
Ugljični dioksid
netoksični i neeksplozivni. U koncentracijama većim od 5% (92 g/m3), ugljični dioksid štetno djeluje na zdravlje ljudi – teži je od zraka i može se akumulirati u slabo ventiliranim prostorima blizu poda. Ovo smanjuje volumni udio kisika u zraku, što može uzrokovati nedostatak kisika i gušenje.

Proizvodnja ugljičnog dioksida

U industriji se ugljični dioksid dobiva iz pećnih plinova, iz produkata raspadanja prirodnih karbonata (vapnenac, dolomit). Smjesa plinova se ispere otopinom kalijevog karbonata, koji apsorbira ugljični dioksid, pretvarajući se u bikarbonat. Kada se zagrije, otopina bikarbonata se raspada, oslobađajući ugljični dioksid. Tokom industrijske proizvodnje, gas se pumpa u boce.
IN laboratorijskim uslovima male količine se dobijaju reakcijom karbonata i bikarbonata sa kiselinama, na primer mermera sa hlorovodoničnom kiselinom.

Aplikacija

IN prehrambena industrija ugljični dioksid se koristi kao konzervans i naveden je na ambalaži pod šifrom E290
Tečni ugljični dioksid
(tečni prehrambeni ugljen-dioksid) - tečni ugljen-dioksid uskladišten pod visokim pritiskom (~ 65-70 Atm). Bezbojna tečnost. Kada se tečni ugljični dioksid ispusti iz cilindra u atmosferu, dio ispari, a drugi dio formira suhe pahuljice leda.
Cilindri s tekućim ugljičnim dioksidom
široko se koristi kao aparat za gašenje požara i za proizvodnju gazirane vode i limunade.
Ugljični dioksid
koristi se kao zaštitni medij pri zavarivanju žicom, ali kada visoke temperature do njegove disocijacije dolazi oslobađanjem kiseonika. Oslobođeni kisik oksidira metal. S tim u vezi, potrebno je u žicu za zavarivanje uvesti sredstva za deoksidaciju poput mangana i silicija. Druga posljedica utjecaja kisika, također povezana s oksidacijom, je naglo smanjenje površinske napetosti, što dovodi, između ostalog, do intenzivnijeg prskanja metala nego kod zavarivanja u argonu ili heliju.
Ugljični dioksid u limenkama
koristi se u vazdušnim puškama i kao izvor energije za motore u avionskom modelarstvu.
Čvrsti ugljen dioksid - suvi led
- koristi se u glečerima. Tečni ugljen-dioksid se koristi kao rashladno sredstvo i radni fluid u termoelektranama (hladnjaci, zamrzivači, solarni generatori itd.).

"Suhi led" i druga korisna svojstva ugljičnog dioksida

Ugljični dioksid se prilično široko koristi u svakodnevnoj praksi. Na primjer, gazirana voda s dodatkom aromatičnih esencija je divno osvježavajuće piće. U prehrambenoj industriji ugljični dioksid se također koristi kao konzervans - to je naznačeno na ambalaži pod šifrom E290 , a takođe i kao sredstvo za dizanje tijesta.
U požarima se koriste aparati za gašenje požara ugljičnim dioksidom. Biohemičari su otkrili da je gnojidba... zraka ugljičnim dioksidom vrlo efikasno sredstvo za povećanje prinosa raznih kultura. Možda ovo gnojivo ima jedan, ali značajan nedostatak: može se koristiti samo u staklenicima. U postrojenjima koja proizvode ugljični dioksid, ukapljeni plin se pakira u čelične boce i šalje potrošačima. Ako otvorite ventil, snijeg izlazi uz šištanje. Kakvo čudo?
Sve je jednostavno objašnjeno. Rad utrošen na kompresiju plina znatno je manji od onog koji je potreban za njegovo širenje. A kako bi se nekako nadoknadio nastali deficit, ugljični dioksid se oštro hladi, pretvarajući se u "suhi led". Široko se koristi za konzerviranje i konzerviranje hrane običan led ima značajne prednosti: prvo, njegov “kapacitet hlađenja” je dvostruko veći po jedinici težine; drugo, ispari bez traga.
Ugljični dioksid se koristi kao aktivni medij u zavarivanju žice, budući da se na temperaturi luka ugljični dioksid razlaže na ugljični monoksid CO i kisik, koji zauzvrat stupa u interakciju s tekućim metalom, oksidirajući ga.
Ugljični dioksid u limenkama koristi se u vazdušnim puškama i kao izvor energije za motore u modelarstvu aviona.

Pokazatelji kvaliteta ugljičnog dioksida GOST 8050-85

Naziv indikatora

Supstanca sa hemijska formula CO2 i molekulska težina 44,011 g/mol, koji može postojati u četiri fazna stanja - gasovito, tečno, čvrsto i superkritično.

Gasovito stanje CO2 se obično naziva ugljični dioksid. Pri atmosferskom pritisku to je gas bez boje, bez mirisa, na temperaturi od +20? sa gustinom od 1,839 kg/m? (1,52 puta teži od vazduha), dobro se otapa u vodi (0,88 zapremina u 1 zapremini vode), delimično interagujući u njoj sa stvaranjem ugljene kiseline. U atmosferi je u prosjeku 0,035% zapremine. Prilikom naglog hlađenja zbog ekspanzije (ekspanzije), CO2 je u stanju da se desublimira - pređe direktno u čvrsto stanje, zaobilazeći tečnu fazu.

Ugljični dioksid se ranije često skladištio u stacionarnim spremnicima za plin. Trenutno se ovaj način skladištenja ne koristi; ugljični dioksid u potrebnoj količini se dobija direktno na licu mjesta - isparavanjem tekućeg ugljičnog dioksida u rasplinjaču. Tada se plin može lako pumpati kroz bilo koji plinovod pod pritiskom od 2-6 atmosfera.

Tekuće stanje CO2 se tehnički naziva "tečni ugljični dioksid" ili jednostavno "ugljični dioksid". Ovo je bezbojna tečnost bez mirisa sa prosečnom gustinom od 771 kg/m3, koja postoji samo pod pritiskom od 3,482...519 kPa na temperaturi od 0...-56,5 stepeni C („niskotemperaturni ugljen dioksid“ ), ili pod pritiskom od 3,482...7,383 kPa na temperaturi od 0...+31,0 stepeni C („ugljični dioksid visokog pritiska“). Ugljični dioksid pod visokim pritiskom najčešće se proizvodi kompresijom ugljičnog dioksida do kondenzacijskog tlaka uz istovremeno hlađenje vodom. Ugljični dioksid niske temperature, koji je glavni oblik ugljičnog dioksida za industrijsku potrošnju, najčešće se proizvodi kroz ciklus visokog pritiska trostepenim hlađenjem i prigušivanjem u posebnim instalacijama.

Za nisku i srednju potrošnju ugljičnog dioksida (visoki pritisak), za njegovo skladištenje i transport koriste se razne čelične boce (od boca za kućne sifone do kontejnera kapaciteta 55 litara). Najčešći je cilindar od 40 litara s radnim pritiskom od 15.000 kPa, koji sadrži 24 kg ugljičnog dioksida. Čelični cilindri ne zahtijevaju dodatnu njegu Ugljični dioksid se skladišti bez gubitka dugo vremena. Boce ugljičnog dioksida visokog pritiska su obojene crnom bojom.

Za značajnu potrošnju, za skladištenje i transport niskotemperaturnog tekućeg ugljičnog dioksida koriste se izotermni rezervoari različitih kapaciteta, opremljeni servisnim rashladnim uređajima. Postoje skladišni (stacionarni) vertikalni i horizontalni rezervoari kapaciteta od 3 do 250 tona, prenosivi rezervoari kapaciteta od 3 do 18 tona zahtevaju izgradnju temelja i koriste se uglavnom u uslovima ograničenog prostora za postavljanje. Korištenje horizontalnih spremnika omogućuje smanjenje troškova temelja, posebno ako postoji zajednički okvir sa stanicom za ugljični dioksid. Rezervoari se sastoje od unutrašnje zavarene posude od niskotemperaturnog čelika i ima poliuretansku pjenu ili vakuumsku toplinsku izolaciju; vanjsko kućište od plastike, pocinčanog ili nehrđajućeg čelika; cjevovodi, armature i upravljački uređaji. Unutarnje i vanjske površine zavarene posude podvrgnute su posebnoj obradi, čime se smanjuje vjerojatnost površinske korozije metala. Kod skupih uvezenih modela, vanjsko zatvoreno kućište je izrađeno od aluminija. Upotreba rezervoara osigurava punjenje i dreniranje tekućeg ugljičnog dioksida; skladištenje i transport bez gubitka proizvoda; vizuelna kontrola težine i radnog pritiska tokom punjenja goriva, tokom skladištenja i točenja. Sve vrste rezervoara opremljene su sigurnosnim sistemom na više nivoa. Sigurnosni ventili omogućavaju pregled i popravku bez zaustavljanja i pražnjenja rezervoara.

Trenutačnim smanjenjem tlaka na atmosferski tlak, do kojeg dolazi prilikom ubrizgavanja u posebnu ekspanzionu komoru (prigušivanje), tekući ugljični dioksid se trenutno pretvara u plin i tanku masu nalik snijegu, koja se pritisne i dobije se ugljični dioksid u čvrsto stanje, koji se obično naziva "suhi led". Pri atmosferskom pritisku, to je bijela staklena masa gustine 1.562 kg/m?, temperature -78,5 C, koja na otvorenom sublimira - postepeno isparava, zaobilazeći tečno stanje. Suhi led se također može dobiti direktno iz instalacija pod visokim pritiskom koje se koriste za proizvodnju niskotemperaturnog ugljičnog dioksida iz plinskih mješavina koje sadrže CO2 u količini od najmanje 75-80%. Volumetrijski kapacitet hlađenja suhog leda je skoro 3 puta veći od vodenog leda i iznosi 573,6 kJ/kg.

Čvrsti ugljen-dioksid se najčešće proizvodi u briketima dimenzija 200×100×20-70 mm, u granulama prečnika 3, 6, 10, 12 i 16 mm, ređe u obliku najfinijeg praha („suvi sneg“). Briketi, granule i snijeg se čuvaju ne duže od 1-2 dana u stacionarnim podzemnim skladištima rudničkog tipa, podijeljenim u male odjeljke; transportuje se u posebnim izolovanim kontejnerima sa sigurnosnim ventilom. Koriste se kontejneri različitih proizvođača kapaciteta od 40 do 300 kg ili više. Gubici zbog sublimacije su, ovisno o temperaturi okoline, 4-6% ili više dnevno.

Pri pritisku iznad 7,39 kPa i temperaturi iznad 31,6 stepeni C, ugljen-dioksid je u takozvanom superkritičnom stanju, u kojem je njegova gustina kao tečnost, a viskoznost i površinski napon kao gas. Ova neobična fizička supstanca (tečnost) je odlična nepolarni rastvarač. Superkritični CO2 je sposoban potpuno ili selektivno ekstrahirati sve nepolarne sastojke s molekulskom težinom manjom od 2.000 daltona: terpene, voskove, pigmente, zasićene i nezasićene masne kiseline visoke molekularne težine, alkaloide, vitamine rastvorljive u mastima i fitosterole. Nerastvorljive supstance za superkritični CO2 su celuloza, skrob, organski i anorganski polimeri visoke molekularne težine, šećeri, glikozidne supstance, proteini, metali i soli mnogih metala. Posjedujući slična svojstva, superkritični ugljični dioksid se sve više koristi u procesima ekstrakcije, frakcioniranja i impregnacije organskih i neorganske supstance. Takođe je obećavajući radni fluid za moderne toplotne motore.

  • Specifična težina. Specifična težina ugljičnog dioksida ovisi o tlaku, temperaturi i agregacijskom stanju u kojem se nalazi.
  • Kritična temperatura ugljičnog dioksida je +31 stepen. Specifična težina ugljen-dioksida na 0 stepeni i pritisku od 760 mm Hg. jednako 1,9769 kg/m3.
  • Molekularna težina ugljičnog dioksida je 44,0. Relativna težina ugljičnog dioksida u odnosu na zrak je 1,529.
  • Tečni ugljen-dioksid na temperaturama iznad 0 stepeni. mnogo lakši od vode i može se skladištiti samo pod pritiskom.
  • Specifična težina čvrstog ugljičnog dioksida ovisi o načinu njegove proizvodnje. Tečni ugljični dioksid, kada se zamrzne, pretvara se u suhi led, koji je proziran, staklast solidan. U ovom slučaju, čvrsti ugljen-dioksid ima najveću gustoću (pri normalnom pritisku u posudi ohlađenoj na minus 79 stepeni, gustina je 1,56). Industrijski čvrsti ugljen-dioksid je bele boje, tvrdoća mu je bliska kredi,
  • njegova specifična težina varira ovisno o načinu proizvodnje u rasponu od 1,3 - 1,6.
  • Jednačina stanja. Odnos između zapremine, temperature i pritiska ugljičnog dioksida izražava se jednadžbom
  • V= R T/p - A, gdje
  • V - zapremina, m3/kg;
  • R - gasna konstanta 848/44 = 19,273;
  • T - temperatura, K stepeni;
  • p pritisak, kg/m2;
  • A je dodatni pojam koji karakterizira odstupanje od jednadžbe stanja za idealni plin. Izražava se zavisnošću A = (0,0825 + (1,225)10-7 r)/(T/100)10/3.
  • Trostruka tačka ugljičnog dioksida. Trostruku tačku karakteriše pritisak od 5,28 ata (kg/cm2) i temperatura od minus 56,6 stepeni.
  • Ugljični dioksid može postojati u sva tri stanja (čvrsto, tekuće i plinovito) samo u trostrukoj tački. Pri pritiscima ispod 5,28 ata (kg/cm2) (ili na temperaturama ispod minus 56,6 stepeni), ugljen dioksid može postojati samo u čvrstom i gasovitom stanju.
  • U području para-tečnost, tj. iznad trostruke tačke važe sledeće relacije
  • i"x + i"" y = i,
  • x + y = 1, gdje je,
  • x i y - udio supstance u tečnom i parnom obliku;
  • i" je entalpija tečnosti;
  • i"" - entalpija pare;
  • i je entalpija smjese.
  • Iz ovih vrijednosti je lako odrediti vrijednosti x i y. Shodno tome, za područje ispod trostruke tačke važiće sledeće jednačine:
  • i"" y + i"" z = i,
  • y + z = 1, gdje je,
  • i"" - entalpija čvrstog ugljen-dioksida;
  • z je udio tvari u čvrstom stanju.
  • U trostrukoj tački za tri faze također postoje samo dvije jednačine
  • i" x + i"" y + i""" z = i,
  • x + y + z = 1.
  • Poznavajući vrijednosti i," i"," i""" za trostruku tačku i koristeći gornje jednadžbe, možete odrediti entalpiju mješavine za bilo koju tačku.
  • Toplotni kapacitet. Toplotni kapacitet ugljen-dioksida na temperaturi od 20 stepeni. i 1 ata je
  • Sr = 0,202 i Sv = 0,156 kcal/kg*deg. Indeks adijabate k =1,30.
  • Toplotni kapacitet tečnog ugljen-dioksida u temperaturnom opsegu od -50 do +20 stepeni. karakteriziraju sljedeće vrijednosti, kcal/kg*deg. :
  • Deg.C -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20
  • sri, 0,47 0,49 0,515 0,514 0,517 0,6 0,64 0,68
  • Tačka topljenja. Topljenje čvrstog ugljen-dioksida se dešava na temperaturama i pritiscima koji odgovaraju trojnoj tački (t = -56,6 stepeni i p = 5,28 ata) ili iznad nje.
  • Ispod trostruke tačke, čvrsti ugljični dioksid sublimira. Temperatura sublimacije je funkcija pritiska: pri normalnom pritisku je -78,5 stepeni, u vakuumu može biti -100 stepeni. i ispod.
  • Entalpija. Entalpija pare ugljičnog dioksida u širokom rasponu temperatura i pritisaka određena je pomoću Planckove i Kuprijanovske jednačine.
  • i = 169,34 + (0,1955 + 0,000115t)t - 8,3724 p(1 + 0,007424p)/0,01T(10/3), gdje je
  • I - kcal/kg, p - kg/cm2, T - stepeni K, t - stepeni C.
  • Entalpija tekućeg ugljičnog dioksida u bilo kojoj tački može se lako odrediti oduzimanjem latentne topline isparavanja od entalpije zasićene pare. Slično, oduzimanjem latentne topline sublimacije, može se odrediti entalpija čvrstog ugljičnog dioksida.
  • Toplotna provodljivost. Toplotna provodljivost ugljičnog dioksida na 0 stepeni. iznosi 0,012 kcal/m*sat*stepen C, a na temperaturi od -78 stepeni. pada na 0,008 kcal/m*sat*deg.S.
  • Podaci o toplinskoj vodljivosti ugljičnog dioksida u 10 4 tbsp. kcal/m*sat*stepen C na pozitivnim temperaturama dati su u tabeli.
  • Pritisak, kg/cm2 10 stepeni. 20 deg. 30 deg. 40 stepeni
  • Gas ugljični dioksid
  • 1 130 136 142 148
  • 20 - 147 152 157
  • 40 - 173 174 175
  • 60 - - 228 213
  • 80 - - - 325
  • Tečni ugljični dioksid
  • 50 848 - - -
  • 60 870 753 - -
  • 70 888 776 - -
  • 80 906 795 670
    Toplotna provodljivost čvrstog ugljičnog dioksida može se izračunati pomoću formule:
    236.5/T1.216 st., kcal/m*sat*deg.S.
  • Koeficijent toplinske ekspanzije. Volumetrijski koeficijent ekspanzije a čvrstog ugljičnog dioksida izračunava se ovisno o promjeni specifične težine i temperature. Koeficijent linearne ekspanzije određen je izrazom b = a/3. U temperaturnom rasponu od -56 do -80 stepeni. koeficijenti imaju sljedeće vrijednosti: a *10*5st. = 185,5-117,0, b* 10* 5 st. = 61,8-39,0.
  • Viskoznost. Viskoznost ugljičnog dioksida 10*6st. u zavisnosti od pritiska i temperature (kg*sec/m2)
  • Pritisak, na -15 stepeni. 0 deg. 20 deg. 40 stepeni
  • 5 1,38 1,42 1,49 1,60
  • 30 12,04 1,63 1,61 1,72
  • 75 13,13 12,01 8,32 2,30
  • Dielektrična konstanta. Dielektrična konstanta tekućeg ugljičnog dioksida na 50 - 125 ati je u rasponu od 1,6016 - 1,6425.
  • Dielektrična konstanta ugljičnog dioksida na 15 stepeni. i pritisak 9,4 - 39 ati 1,009 - 1,060.
  • Sadržaj vlage ugljičnog dioksida. Sadržaj vodene pare u vlažnom ugljičnom dioksidu određuje se pomoću jednačine:
  • X = 18/44 * p’/p - p’ = 0,41 p’/p - p’ kg/kg, pri čemu je
  • p’ - parcijalni pritisak vodene pare pri 100% zasićenosti;
  • p je ukupan pritisak mešavine pare i gasa.
  • Rastvorljivost ugljičnog dioksida u vodi. Rastvorljivost gasova se meri zapreminama gasa redukovanim na normalne uslove (0 stepeni, C i 760 mm Hg) po zapremini rastvarača.
  • Rastvorljivost ugljičnog dioksida u vodi pri umjerenim temperaturama i pritiscima do 4 - 5 atm odgovara Henryjevom zakonu koji se izražava jednadžbom
  • P = N X, gdje je
  • P je parcijalni pritisak gasa iznad tečnosti;
  • X je količina plina u molovima;
  • H - Henrijev koeficijent.
  • Tečni ugljični dioksid kao rastvarač. Rastvorljivost ulja za podmazivanje u tečnom ugljen-dioksidu na temperaturi od -20 stepeni. do +25 stepeni. je 0,388 g u 100 CO2,
  • i povećava se na 0,718 g na 100 g CO2 na temperaturi od +25 stepeni. WITH.
  • Rastvorljivost vode u tečnom ugljen-dioksidu u temperaturnom opsegu od -5,8 do +22,9 stepeni. nije više od 0,05% masenog udjela.

Sigurnosne mjere

U pogledu stepena uticaja na ljudsko telo, gas ugljen-dioksida pripada 4. klasi opasnosti prema GOST 12.1.007-76 „Štetne supstance. Klasifikacija i opšti zahtevi sigurnost." Ekstremno dozvoljena koncentracija u vazduhu radnog prostora nije utvrđeno pri ocjeni ove koncentracije, treba se fokusirati na standarde za rudnike uglja i ozokerita, utvrđene u granicama od 0,5%.

Prilikom korištenja suhog leda, kada se koriste posude s tekućim niskotemperaturnim ugljičnim dioksidom, moraju se osigurati sigurnosne mjere kako bi se spriječile promrzline na rukama i drugim dijelovima tijela radnika.

Svi iz škole znamo da se ugljični dioksid emituje u atmosferu kao proizvod života ljudi i životinja, odnosno ono što izdišemo. U prilično malim količinama, biljke ga apsorbiraju i pretvaraju u kisik. Jedan od uzroka globalnog zagrijavanja je ugljični dioksid, odnosno ugljični dioksid.

Ali nije sve tako loše kao što se čini na prvi pogled, jer je čovječanstvo naučilo da ga koristi u širokom području svog djelovanja u dobre svrhe. Na primjer, ugljični dioksid se koristi u gaziranim vodama, ili u prehrambenoj industriji može se naći na etiketi pod šifrom E290 kao konzervans. Ugljični dioksid vrlo često djeluje kao sredstvo za dizanje u proizvodima od brašna, gdje ulazi tokom pripreme tijesta. Ugljični dioksid se najčešće skladišti u tekućem stanju u posebnim bocama, koji se više puta koriste i mogu se puniti. Više o tome možete saznati na web stranici https://wice24.ru/product/uglekislota-co2. Može se naći i u plinovitom stanju i u obliku suhog leda, ali skladištenje u tečnom stanju je mnogo isplativije.

Biohemičari su dokazali da je gnojenje zraka ugljičnim plinom vrlo dobar lek da dobijete velike prinose od različite kulture. Ova teorija je odavno pronađena praktična primjena. Tako u Holandiji uzgajivači cvijeća efikasno koriste ugljični dioksid za gnojidbu različitog cvijeća (gerbera, tulipana, ruža) u uslovima staklenika. A ako je prethodno potrebna klima stvorena sagorevanjem prirodnog gasa (ova tehnologija je prepoznata kao neefikasna i štetna za okruženje), danas ugljični plin do biljaka dolazi kroz posebne cijevi s rupama i koristi se u potrebnoj količini uglavnom u zimsko vrijeme.

Ugljični dioksid se također široko koristi u vatrogasnoj industriji kao dopuna za aparate za gašenje požara. Ugljični dioksid u limenkama našao se u vazdušnim puškama, a u avionskom modelarstvu služi kao izvor energije za motore.

U čvrstom stanju, CO2 ima, kao što je već spomenuto, naziv suvi led, a koristi se u prehrambenoj industriji za skladištenje hrane. Vrijedi napomenuti da u odnosu na obični led, suhi led ima niz prednosti, uključujući visok kapacitet hlađenja (2 puta veći od uobičajenog), a kada ispari, ne ostaju nusproizvodi.

I to nisu sve oblasti u kojima se ugljen-dioksid koristi efikasno i efikasno.

Ključne riječi: Gdje se koristi ugljični dioksid, upotreba ugljičnog dioksida, industrija, u svakodnevnom životu, punjenje cilindara, skladištenje ugljičnog dioksida, E290

Najčešći procesi za nastanak ovog spoja su truljenje životinjskih i biljnih ostataka, sagorijevanje raznih vrsta goriva i disanje životinja i biljaka. Na primjer, jedna osoba dnevno emituje oko kilogram ugljičnog dioksida u atmosferu. Ugljični monoksid i dioksid se također mogu formirati u neživoj prirodi. Ugljični dioksid se oslobađa tokom vulkanske aktivnosti i također se može izvući iz njega mineralne vode ny izvori. Ugljični dioksid se nalazi u malim količinama u Zemljinoj atmosferi.

Posebnosti hemijska struktura Ovaj spoj omogućava mu sudjelovanje u mnogim kemijskim reakcijama, čija je osnova ugljični dioksid.

Formula

U spoju ove tvari nastaje četverovalentni atom ugljika linearna veza sa dva molekula kiseonika. Izgled takav molekul se može predstaviti na sljedeći način:

Teorija hibridizacije objašnjava strukturu molekula ugljičnog dioksida na sljedeći način: dvije postojeće sigma veze se formiraju između sp orbitala atoma ugljika i dvije 2p orbitale kisika; P-orbitale ugljika, koje ne učestvuju u hibridizaciji, povezane su u sprezi sa sličnim orbitalama kisika. IN hemijske reakcije ugljen dioksid se piše kao: CO2.

Fizička svojstva

U normalnim uslovima, ugljen dioksid je gas bez boje i mirisa. Teži je od vazduha, zbog čega se ugljen-dioksid može ponašati kao tečnost. Na primjer, može se sipati iz jedne posude u drugu. Ova supstanca je slabo rastvorljiva u vodi - oko 0,88 litara CO 2 rastvori se u jednom litru vode na 20 ⁰C. Blago smanjenje temperature radikalno mijenja situaciju - 1,7 litara CO 2 može se otopiti u istoj litri vode na 17⁰C. S jakim hlađenjem ova tvar se taloži u obliku snježnih pahuljica - formira se takozvani "suhi led". Ovo ime dolazi od činjenice da se pri normalnom pritisku tvar, zaobilazeći tečnu fazu, odmah pretvara u plin. Tečni ugljični dioksid nastaje pri pritisku malo iznad 0,6 MPa i na sobnoj temperaturi.

Hemijska svojstva

U interakciji sa jakim oksidantima, 4-ugljični dioksid pokazuje oksidirajuća svojstva. Tipična reakcija ove interakcije je:

C + CO 2 = 2CO.

Tako se uz pomoć uglja ugljični dioksid reducira na njegovu dvovalentnu modifikaciju - ugljični monoksid.

U normalnim uslovima, ugljen dioksid je inertan. Ali neki aktivni metali mogu izgorjeti u njemu, uklanjajući kisik iz spoja i oslobađajući ugljični plin. Tipična reakcija je sagorevanje magnezijuma:

2Mg + CO 2 = 2MgO + C.

Tokom reakcije nastaju magnezijev oksid i slobodni ugljenik.

IN hemijska jedinjenja CO 2 često pokazuje svojstva tipičnog kiselog oksida. Na primjer, reagira s bazama i bazičnim oksidima. Rezultat reakcije su soli ugljične kiseline.

Na primjer, reakcija spoja natrijevog oksida s ugljičnim dioksidom može se predstaviti na sljedeći način:

Na 2 O + CO 2 = Na 2 CO 3;

2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O;

NaOH + CO 2 = NaHCO 3.

Rastvor ugljične kiseline i CO 2

Ugljični dioksid u vodi stvara otopinu s malim stupnjem disocijacije. Ova otopina ugljičnog dioksida naziva se ugljična kiselina. Bezbojan je, slabo izražen i kiselkastog je ukusa.

Snimanje hemijske reakcije:

CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3.

Ravnoteža je prilično snažno pomaknuta ulijevo - samo oko 1% početnog ugljičnog dioksida se pretvara u ugljičnu kiselinu. Što je temperatura viša, to je manje molekula ugljične kiseline u otopini. Kada spoj proključa, potpuno nestaje, a otopina se raspada na ugljični dioksid i vodu. Strukturna formula ugljična kiselina je predstavljena u nastavku.

Svojstva ugljične kiseline

Ugljena kiselina veoma slab. U rastvorima se raspada na vodikove ione H+ i jedinjenja HCO 3 -. CO 3 - joni se formiraju u vrlo malim količinama.

Ugljena kiselina je dvobazna, tako da soli koje njome nastaju mogu biti srednje i kisele. U ruskoj hemijskoj tradiciji srednje soli se nazivaju karbonati, a jake soli se nazivaju bikarbonati.

Kvalitativna reakcija

Jedan od mogućih načina za otkrivanje plina ugljičnog dioksida je promjena bistrine krečnog maltera.

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O.

Ovo iskustvo je takođe poznato iz školski kurs hemija. Na početku reakcije nastaje mala količina bijelog taloga, koji kasnije nestaje kada se ugljični dioksid propušta kroz vodu. Promjena transparentnosti nastaje jer se tokom procesa interakcije nerastvorljivo jedinjenje - kalcijum karbonat - pretvara u rastvorljivu supstancu - kalcijum bikarbonat. Reakcija se odvija ovim putem:

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca(HCO 3) 2.

Proizvodnja ugljičnog dioksida

Ako trebate dobiti malu količinu CO2, možete započeti reakciju hlorovodonične kiseline sa kalcijum karbonatom (mermerom). Hemijska oznaka za ovu interakciju izgleda ovako:

CaCO 3 + HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2.

U tu svrhu također se koriste reakcije sagorijevanja tvari koje sadrže ugljik, na primjer acetilena:

CH 4 + 2O 2 → 2H 2 O + CO 2 -.

Kipp aparat se koristi za sakupljanje i skladištenje nastale gasovite supstance.

Za potrebe industrije i poljoprivreda obim proizvodnje ugljičnog dioksida mora biti velik. Popularna metoda za ovu veliku reakciju je spaljivanje krečnjaka, koji proizvodi ugljični dioksid. Formula reakcije je data u nastavku:

CaCO 3 = CaO + CO 2.

Primjena ugljičnog dioksida

Prehrambena industrija je, nakon masovne proizvodnje „suvog leda“, prešla u koren nova metoda skladištenje hrane. Neophodan je u proizvodnji gaziranih pića i mineralne vode. Sadržaj CO 2 u pićima daje im svježinu i značajno produžava njihov vijek trajanja. A karbidizacija mineralne vode omogućava vam da izbjegnete pljesnivost i neprijatan okus.

U kulinarstvu se često koristi metoda gašenja limunske kiseline sirćetom. Ugljični dioksid koji se oslobađa tokom ovog procesa daje mekanost i lakoću konditorskim proizvodima.

Ovaj spoj se često koristi kao aditiv za hranu za produženje roka trajanja prehrambenih proizvoda. Prema međunarodnim standardima za klasifikaciju hemijskih aditiva sadržanih u proizvodima, kodiran je E 290,

Ugljični dioksid u prahu jedna je od najpopularnijih supstanci uključenih u smjese za gašenje požara. Ova supstanca se također nalazi u pjeni za gašenje požara.

Ugljični dioksid je najbolje transportirati i skladištiti u metalnim bocama. Na temperaturama iznad 31⁰C, pritisak u cilindru može dostići kritično i tečni CO 2 će preći u superkritično stanje sa naglim porastom radnog pritiska na 7,35 MPa. Metalni cilindar može izdržati unutrašnji pritisak do 22 MPa, tako da se opseg pritiska na temperaturama iznad trideset stepeni smatra sigurnim.

Ugljen-dioksid je bezbojni gas blago kiselkastog mirisa i ukusa, registrovan u međunarodnoj klasifikaciji prehrambenih aditiva pod šifrom E290. Koristi se kao konzervans, pogonsko gorivo, antioksidans i regulator kiselosti.

Opće karakteristike ugljičnog dioksida

Ugljični dioksid je težak plin bez boje i mirisa poznat kao ugljični dioksid. Posebna karakteristika ugljičnog dioksida je njegova sposobnost da se pri atmosferskom pritisku iz čvrstog stanja direktno transformira u plinovito stanje, zaobilazeći tekući stupanj (kalorizator). U svom tekućem stanju, ugljen dioksid se skladišti pod povišenim pritiskom. Čvrsto stanje ugljičnog dioksida - bijeli kristali - poznato je kao "suhi led".

Do stvaranja ugljičnog dioksida dolazi prilikom sagorijevanja i raspadanja organskih tvari, oslobađa se tijekom disanja biljaka i životinja, a prirodno se nalazi u zraku i mineralnim izvorima.

Prednosti i štete ugljičnog dioksida

Ugljični dioksid nije toksična supstanca i stoga se smatra bezopasnim za ljudski organizam. Ali, budući da je akcelerator procesa apsorpcije tvari u želučanu sluznicu, izaziva, na primjer, brzu intoksikaciju prilikom pijenja gaziranih alkoholnih pića. Ne preporučuje se da se svi koji imaju bilo kakvih problema sa gastrointestinalnim traktom zanose gaziranim pićem, jer su najbezopasnije negativne manifestacije E290 nadutost i podrigivanje.

Primjena E290

Glavna upotreba ugljičnog dioksida je njegova upotreba kao konzervansa E290 u proizvodnji gaziranih pića. Često se koristi u procesu fermentacije sirovina grožđa za kontrolu fermentacije. E290 je uključen u konzervanse za skladištenje upakovanih mesnih i mliječnih proizvoda, pekarskih proizvoda, povrća i voća. Suhi led se koristi kao sredstvo za zamrzavanje i hlađenje za očuvanje sladoleda, kao i svježe ribe i morskih plodova. Kao prašak za pecivo, E290 „radi“ u procesu pečenja hleba i peciva.

U prodaji možete pronaći E290 Ugljični dioksid u bocama ili u obliku blokova "suvog leda" u posebnim zapečaćenim pakovanjima.

Upotreba E290 ugljičnog dioksida u Rusiji

Na teritoriji Ruska Federacija Dozvoljena je upotreba aditiva za hranu E290 u prehrambenoj industriji kao konzervansa i sredstva za dizanje.

mob_info