Dwutlenek węgla
Z Wikipedii
Dwutlenek węgla | |||||
|
|||||
Ogólne informacje | |||||
Nazwa systematyczna | tlenek węgla(IV), ditlenek węgla | ||||
Inne nazwy | dwutlenek węgla Suchy lód (stały) |
||||
Wzór sumaryczny | CO2 | ||||
SMILES | O=C=O | ||||
Masa molowa | 44,0095 g/mol | ||||
Wygląd | bezbarwny gaz | ||||
Identyfikacja | |||||
Numer CAS | 124-38-9 | ||||
Właściwości | |||||
Gęstość i stan skupienia | 0,00198 g/cm3 ; gaz | ||||
Rozpuszczalność w wodzie | 1,45 kg/m³ | ||||
Temperatura topnienia | -57 °C (216,15 K; (pod ciśnieniem)) | ||||
Temperatura wrzenia | -78 °C (195,15 K; sublimuje) | ||||
Kwasowość (pKa) | pKa1 6,35 pKa2 10,33 |
||||
Lepkość | 0,07 (-78°C) | ||||
Budowa | |||||
Typ hybrydyzacji i VSEPR | liniowy | ||||
Układ krystalograficzny | jak kwarc | ||||
Moment dipolowy | zero D | ||||
Niebezpieczeństwa | |||||
NFPA 704 | |||||
Temperatura zapłonu | niepalny | ||||
Temperatura samozapłonu | niepalny | ||||
Numer RTECS | FF6400000 | ||||
Podobne związki | |||||
Pochodne węglany | węglan sodu węglan potasu węglan wapnia |
||||
Podobne związki | tlenek węgla podtlenek węgla disiarczek węgla diselenek węgla ditlenek krzemu |
||||
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków standardowych (25°C, 1000 hPa) |
Dwutlenek węgla (CO2, nazwa systematyczna: ditlenek węgla lub tlenek węgla(IV)) - nieorganiczny związek chemiczny, tlenek węgla na IV stopniu utlenienia.
W temperaturze pokojowej jest to bezbarwny, bezwonny i niepalny gaz, dobrze rozpuszczalny w wodzie i cięższy od powietrza (ok. 1,5 razy). Pod normalnym ciśnieniem przechodzi ze stanu stałego do gazowego (sublimuje) z pominięciem fazy ciekłej w temperaturze -78,5°C. Pod zwiększonym ciśnieniem (5.1 atm) można go jednak skroplić w temperaturze - 57°C.
W naturze występuje w stanie wolnym w atmosferze i związanym (np. jako składnik CaCO3).
Dwutlenek węgla jest produktem spalania i oddychania. Jest wykorzystywany przez rośliny w procesie fotosyntezy. Tworzy się przy utlenianiu i fermentacji substancji organicznych. Występuje w kopalniach, cukrowniach, gorzelniach, wytwórniach win, silosach zbożowych, browarach i studzienkach kanalizacyjnych. W małych stężeniach nie jest trujący, w większych stężeniach dwutlenek węgla jest szkodliwy dla zdrowia a nawet zabójczy, a jego działanie powoduje powstawanie hiperkapni, a co za tym idzie kwasicy oddechowej i w następstwie obrzęku mózgu.
W czerwcu 2006 francusko-włoska grupa badawcza pod kierownictwem Mario Santoro opublikowała w Nature informację o uzyskaniu, dzięki ciśnieniu rzędu 40-48 GPa, stałego dwutlenku węgla o charakterze amorficznym[1]. Podobny charakter mają tlenki pierwiastków tej samej grupy układu okresowego: krzemu (szkło) i germanu.
Spis treści |
[edytuj] Właściwości fizyczne
Masa cząsteczkowa | 44,011 | kg/kmol |
Indywidualna stała gazowa | 0,18892 | kJ/kgK |
Temperatura krytyczna | 31,05 | °C |
Ciśnienie krytyczne | 73,771 | bar |
Gęstość krytyczna | 467,9 | kg/m³ |
Ciśnienie punktu potrójnego | 5,18 | bar |
Temperatura punktu potrójnego | -56,6 | °C |
Potencjał niszczenia warstwy ozonowej ODP | 0 | |
Potencjał tworzenia efektu cieplarnianego GWP | 1 | |
Właściwości dla temperatury nasycenia -20°C: | ||
Ciśnienie nasycenia | 16,831 | bar |
Gęstość właściwa cieczy | 1057,29 | kg/m³ |
Gęstość właściwa pary | 44,31 | kg/m³ |
Entalpia parowania (Ciepło parowania) |
289,75 | kJ/kg |
Ciepło właściwe cp cieczy | 2,154 | kJ/kgK |
Ciepło właściwe cp pary | 1,292 | kJ/kgK |
Współczynnik przewodności cieplnej cieczy | 0,0394 | W/(m·K) |
Współczynnik przewodności cieplnej pary | 0,0164 | W/(m·K) |
Lepkość dynamiczna cieczy | 124,4 | μPas |
Lepkość dynamiczna pary | 13,64 | μPas |
Lepkość kinematyczna cieczy | 0,1202 | μm²/s |
Lepkość kinematyczna pary | 0,261 | μm²/s |
Liczba Prandtla cieczy | 6,808 | |
Liczba Prandtla pary | 1,073 | |
Stała Poissona | 1,725 | |
Wykładnik izentropy | 1,292 | |
Napięcie powierzchniowe | 8,81 | mN/m |
[edytuj] Wytwarzanie
W laboratorium najłatwiej wytworzyć dwutlenek węgla działając dowolnym kwasem (np. octowym, solnym, cytrynowym) na węglan wapniowy (CaCO3) lub węglan sodu (Na2CO3) czy też wodorowęglan sodowy(NaHCO3).
W przemyśle dwutlenek węgla otrzymuje się jako wynik spalania lub wydobywa się z ziemi, a także jako produkt uboczny przy produkcji piwa.
[edytuj] Zastosowanie w przemyśle
- jako suchy lód jest wykorzystywany jako chłodziwo ;
- zawarty w powietrzu wywołuje twardnienie ; zaprawy wapiennej ;
- gazowanie napojów orzeźwiających ;
- jako atmosfera neutralna w dojrzewalniach owoców ;
- czynnik chłodniczy w obiegach nadkrytycznych ;
- czynnik roboczy w gaśnicach śniegowych i instalacjach gaśniczych ;
- w cukrownictwie - do wytrącania resztek wodorotlenku wapnia z soku buraczanego ;
- stosowany do "zasilania" markerów do gry w paintball
- stosowany również w napojach gazowanych. Jego numer jako dodatku do żywności to E290.
[edytuj] Zatrucie dwutlenkiem węgla
Do zatruć dwutlenkiem węgla dochodzi przede wszystkim w różnych zakładach przemysłowych, głównie kopalniach, jednak zatrucia są także możliwe w zamkniętych pomieszczeniach, gdzie wydzielany w wyniku fermentacji dwutlenek węgla zwiększa stężenie tego gazu w powietrzu wdechowym. Wejście do takich pomieszczeń bez sprawdzenia składu powietrza lub bez aparatów tlenowych zagraża zatruciem, a nawet śmiercią.
CO2 tworzy się przy utlenianiu i fermentacji substancji organicznych - powietrze zostaje zubożone w tlen, a zwiększa się w nim procentowa zawartość dwutlenku węgla. Dzieje się tak w cukrowniach, gorzelniach, wytwórniach win, silosach zbożowych, browarach, studzienkach kanalizacyjnych i innych podobnych. Odmienna sytuacja ma miejsce w kopalniach, gdzie nagle na wskutek prac górniczych lub ruchów górotworu zostają uwolnione znaczne ilości gazów, w tym najczęściej dwutlenku węgla.
Zatrucie CO2 ma nieco odmienny charakter od zatruć innymi gazami takimi jak tlenek węgla, siarkowodór czy cyjanowodór. Polega zwykle na połączeniu zagrażającego życiu niedotlenienia (hipoksja) i hiperkapnii, a co za tym idzie powstającej kwasicy oddechowej. Przy znacznej hiperkapnii dochodzi do obrzęku mózgu i porażenia ośrodka oddechowego.
Przy oddychaniu powietrzem zawierającym dwutlenek węgla w małych stężeniach (poniżej 5% w powietrzu wdechowym) zwiększa się jego ciśnienie parcjalne we krwi (hiperkapnia), co powoduje uczucie duszności, niepokój, pobudzenie ośrodka oddechowego i zwiększenie częstości oddechów. Przy zwiększaniu się jego stężenia dochodzi do bólów i zawrotów głowy, szumu w uszach, zaburzeń postrzegania, tachykardii, nadmiernej potliwości i przekrwienia spojówek. Przy stężeniach powyżej 10% narasta duszność i osłabienie, pojawiają się omamy i zaburzenia świadomości do śpiączki włącznie oraz drgawki. Stężenia powyżej 20% powodują śmierć w ciągu kilkunastu minut, a powyżej 30% śmierć natychmiastową. Niedotlenienie i obrzęk mózgu mogą spowodować nieodwracalne zmiany w mózgu, mimo uratowania zatrutej osoby.
Przedszpitalne postępowanie z osobą zatrutą: usunięcie z miejsca o dużym stężeniu CO2 bez narażania osób ratujących na niebezpieczeństwo, ułożenie nieprzytomnych w pozycji bezpiecznej - bocznej ustalonej, transport do szpitala. W szpitalu stosuje się intensywną tlenoterapię, a także w razie potrzeby oddech kontrolowany lub wspomagany.
[edytuj] Wykrywanie
Obecność dwutlenku węgla można stwierdzić za pomocą wody wapiennej. W zetknięciu się wody wapiennej z dwutlenkiem węgla następuję reakcja:
- CO2 + Ca(OH)2 → H2O + CaCO3
Wytrącenie się węglanu wapnia powoduje zmętnienie wody wapiennej.
[edytuj] Zobacz też
- tlenek węgla
- podtlenek węgla
- lista państw według emisji dwutlenku węgla na jednego mieszkańca
- gaz cieplarniany
- globalne ocieplenie
Przypisy
E200 • E201 • E202 • E203 • E210 • E211 • E212 • E213 • E214 • E215 • E216 • E217 • E218 • E219 • E220 • E221 • E222 • E223 • E224 • E225 • E226 • E227 • E228 • E230 • E231 • E232 • E233 • E234 • E235 • E236 • E237 • E238 • E239 • E240 • E242 • E249 • E250 • E251 • E252 • E260 • E261 • E262 • E263 • E264 • E270 • E280 • E281 • E282 • E283 • E284 • E285 • E290 • E296 • E297 •