Kooldioxide

Koolmonoxide, waarvan een molecuul bestaat uit één C-atoom en twee O-atomen (dat wil zeggen de mate van koolstofoxidatie in het is +4) heet kooldioxide (andere namen: kooldioxide, koolzuuranhydride, kooldioxide). Deze stof wordt gewoonlijk opgeschreven door de moleculaire formule van CO2. De molmassa bedraagt 44,01 g / mol. Bij normale omstandigheden is koolzuuranhydride een kleurloos gas. Bij lage concentraties heeft het geen geur, bij hogere concentraties krijgt het een scherpe, zure geur.

Voor deze chemische stof zijn drie aggregaatstaten mogelijk, die gekenmerkt worden door verschillende dichtheidswaarden:

• Vast (droogijs); Bij een druk van 1 atm. En een temperatuur van -78,5 ° C - 1562 kg / m³;
• Vloeistof (koolzuur); Bij een druk van 56 atm. En temperatuur +20 ° C - 770 kg / m³;
• gassen; Bij een druk van 1 atm. En temperatuur 0 ° С - 1.977 kg / m³.

Het smeltpunt van kooldioxide is -78 ° C, het kookpunt is -57 ° C. De stof lost zich in water op: bij 25 ° C en een druk van 100 kPa, is de oplosbaarheid 1,45 g / l.

Kooldioxide is een natuurlijke chemische verbinding waarin een molecuul zuurstofatomen met een koolstofatoom door een covalente binding worden verbonden. Het kooldioxide molecuul is lineair en centrosymmetrisch. Beide bindingen tussen koolstof en twee zuurstofatomen zijn gelijkwaardig (in feite zijn ze dubbel). Het molecuul is symmetrisch over zijn centrum, dus het heeft geen elektrisch dipoolmoment.

Kooldioxide was een van de eerste gasvormige chemische verbindingen die opgehouden werden om met lucht te worden geïdentificeerd. In de zeventiende eeuw merkte de Vlaamse chemicus Jan Baptista van Helmont op dat toen hij steenkool in een gesloten vaartuig verbrandde, de massa van de resulterende as veel minder is dan die van gewone houtskool. De eigenschappen van kooldioxide werden in 1750 grondiger bestudeerd door de Schotse arts Joseph Black.

Kooldioxide bij standaarddruk en temperatuur ligt in de atmosfeer van de aarde in een hoeveelheid van ongeveer 0,04% volumetrisch. Binnen de koolstofcyclus, bekend als fotosynthese, kooldioxide wordt geabsorbeerd door planten, algen, cyanobacteriën. Als gevolg hiervan worden water en koolhydraten gevormd, maar dit proces treedt alleen onder invloed van licht op. Kooldioxide wordt ook gevormd door kolen of koolwaterstoffen te verbranden, vloeistoffen te fermenteren en lucht door mensen en dieren te ademen. Daarnaast wordt het uitgezet uit vulkanen, warmwaterbronnen, geisers.

In de atmosfeer van de Aarde speelt kooldioxide een belangrijke rol (het absorbeert en emitteert straling in het thermische infraroodbereik). Ook deze chemische verbinding is een van de belangrijkste bronnen om de pH van de oceaan te verminderen: in water ontdoen, vormt het een zwak koolzuur: CO2 + H2O ↔ H2CO3, niet in staat om volledig in ionen te dissociëren.

Kooldioxide ondersteunt geen verbranding en ademhaling. De verlichte balk in zijn atmosfeer gaat uit. Dieren en mensen met een hoge concentratie van CO2 verstikken. Bij 3% concentratie in de lucht, ademhaling versnelt, bij 10% is er een verlies van bewustzijn en snelle dood, en een 20% inhoud veroorzaakt onmiddellijke verlamming.

Kooldioxide is een anhydride van koolzuur, dus wordt het gekenmerkt door de eigenschappen van een zuuroxide. Onder laboratoriumomstandigheden wordt het verkregen door de interactie van krijt met zoutzuur in het Kipp-apparaat: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H20. In de industrie wordt het geproduceerd door de thermische afbraak van kalksteen of krijt (minder vaak magnesiet of dolomiet): CaCO3 → CaO + CO2. De productie van kooldioxide is een bijproduct van de lage temperatuur scheiding van lucht in stikstof en zuurstof. Tegenwoordig worden speciale generatoren geproduceerd voor het verkrijgen van kooldioxide uit de lucht. Dergelijke generatoren worden gebruikt om CO2 aan kassen te leveren om een gunstige omgeving te creëren voor planten.

Kooldioxide heeft een brede toepassing in de chemische industrie. Het wordt gebruikt voor de productie van soda, voor de synthese van organische zuren, voor de productie van alcoholvrije dranken. Droogijs wordt gebruikt als koelmiddel, bijvoorbeeld bij wijnbereiding. De kooldioxide atmosfeer wordt gecreëerd om te voorkomen dat voedselproducten, dezelfde druiven na het oogsten en voor de productie van wijn worden voorkomen.

De productie van kooldioxide of vloeibaar kooldioxide wordt uitgevoerd om ze te vullen met kooldioxide brandblussers, die worden gebruikt om brand te blussen. Ze kunnen echter geen persoon blussen, aangezien een aanzienlijk deel van de vloeibare CO2-jet verdampt, terwijl de temperatuur scherp druppelt (wat frostbiet kan veroorzaken) en CO2 in droogijs wordt. Koolstofdioxide wordt meestal gedoofd door brandbare vloeistoffen en elektrische bedrading. Het mechanisme is om de toegang van zuurstof uit de lucht tot de ontstekingsbron te stoppen.