Dodaj do listy

Dwutlenek węgla

DWUTLENEK WĘGLA CO2 występuje w przyrodzie w stanie wolnym i stanie związanym. W stanie wolnym znajduje się powietrzu ( 0,03% obj. ) i w źródłach mineralnych. Spotyka się go także w wyziewach wulkanicznych. Wydzielany jest w procesach oddychania, natomiast pobierany jest w procesie fotosyntezy. W stanie związanym występuje głównie w postaci węglanów wapnia i magnezu. Tworzy się w procesach oddychania, fermentacji oraz utleniania i spalania połączeń organicznych w powietrzu.

W technice otrzymuje się CO2 spalając węgiel przy obfitym dostępie powietrza

C + O2 = CO2

oraz jako produkt Produkt dobro wytworzone w procesie produkcji rolniczej, przemysłowej i usługowej. Występuje jako dobro materialne oraz dobro niematerialne (usługa). Dobra (produkty) materialne dzielą się na produkty pracy -... Czytaj dalej Słownik geograficzny wypalania wapieni w temp. powyżej 1200 K

CaCO3 = CaO + CO2

Często wykorzystuje się także CO2, wydzielający się ze źródeł mineralnych oraz CO2 wytwarzający się w procesach fermentacyjnych prowadzonych na skalę przemysłową. W pracowni chemicznej dwutlenek węgla wywiązuje się w aparacie Kippa w wyniku działania kwasu solnego na marmur.

CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O

Dwutlenek węgla jest gazem bezbarwnym, bez zapachu, o kwaskowatym smaku, nie pali się ani też nie podtrzymuje palenia. Jego gęstość, wynosząca 1,9768 g/l w warunkach normalnych jest 1,53 razy większa od gęstości powietrza. Dwutlenek węgla rozpuszcza się dość dobrze w wodzie, daje się łatwo skroplić ze względu na stosunkowo wysoką temperaturę krytyczną (304,5 K).  Aby go skroplić w temp. 273 K należy użyć ciśnienia 3,4 MPa, natomiast w temp 223 K – ciśnienia 0,66 MPa. Skroplony CO2 jest cieczą bezbarwną, ruchliwą. Pod ciśnieniem 0,5 MPa krzepnie w temp. 216, 5 K. Zestalony CO2, biała krystaliczna masa, sublimuje pod ciśnieniem atmosferycznym w temp. 194,7 K. Skroplony CO2 jest rozprowadzany w handlu w stalowych butlach. Podczas swobodnego wypływu z butli ciecz paruje bardzo gwałtownie i oziębia się tak bardzo, że częściowo ulega zestaleniu. Otrzymany  w ten sposób tzw. suchy lód wykorzystuje się, zwłaszcza w mieszaninie z alkoholem metylowym, acetonem lub eterem jako bardzo dogodny środek oziębiający.

Cząsteczka dwutlenku węgla ma budowę liniową, atom węgla znajduje się w niej pomiędzy oboma atomami tlenu. Tego rodzaju kształt cząsteczki wskazuje na hybrydyzację digonalną sp atomu węgla. Długość wiązania C – O, wynosząca 116 pm i energia wiązania zbliżają się bardziej do odpowiednich wielkości dla wiązania potrójnego w CO niż dla wiązania podwójnego, np. w HCHO.

Dwutlenek węgla jest bezwodnikiem kwasu węglowego obecnego w małym stężeniu w roztworach wodnych tego gazu i nadającego im słabo kwaśny odczyn.

Zastosowanie:

  • Jako substrat Substrat substancja, która podlega reakcji chemicznej i przekształca się w produkt. W układach żywych substrat łączy się w nietrwały kompleks z enzymem i w tej postaci uczestniczy w reakcji. W połączeniu... Czytaj dalej Słownik biologiczny do otrzymywania sody amoniakalnej
  • Stosowany w cukrownictwie
  •  Jako substrat do otrzymywania wody sodowej i lemoniady
  • Jako substrat do otrzymywania suchego lodu
  • Jako wypełniacz gaśnic, gdyż jako gaz cięższy od powietrza, po wprowadzeniu w sferę pożaru powoduje odcięcie dostępu tlenu
  • Wyzyskiwany w chłodnictwie
  • Wyzyskiwanie ciekłego dwutlenku węgla znajduje do chłodzenia i mrożenia produktów spożywczych, m.in. makaronów, ciast, przetworów mięsnych, owoców morza, itp.
  •  wyzyskiwanie CO2 w połączeniu z wapieniem lub wapnem jako środka utwardzającego wodę, głównie dla przypadku miękkich wód powierzchniowych, przez producentów wody pitnej
  • wyzyskiwanie CO2 jako gazu ochronnego przy spawaniu niektórych rodzajów stali
  • wyzyskiwanie CO2 jako środku rozdmuchującego, który zastępuje tradycyjne, nieprzyjazne środowisku rozdmuchiwacze, z metody tej korzystają nowoczesne technologie produkujące pianki (poliuretanowe, polistyrenowe) bazujące na CO2
  • wyzyskiwanie ­ CO2 w tzw. "sprayach" stanowiący gaz napędzający, zastępujący tradycyjne gazy, w przypadku których udowodniono ich niszczący wpływ na warstwę ozonową atmosfery
  • wyzyskiwanie CO2 przez gałęzie przemysłu chemicznego do produkcji wysokowartościowych chemikaliów, takich jak sód, potas, amoniak, wodorowęglany, anilina, kaprolaktam, metionina, węglan potasu, itp.
  • Wyzyskiwanie CO2 w roztworze wodnym gdzie tworzy słaby kwas (kwas węglowy), wykorzystywany do zobojętniania ścieków alkalicznych
  • Wyzyskiwanie CO2 do wzrostu roślin, które dla odpowiedniego rozwoju  wymagają dostępności wody, światła, substancji mineralnych i CO2, które są wykorzystywane w na drodze fotosyntezy do produkcji związków organicznych
  • Wyzyskiwanie CO2 w postaci  środka gaśniczego w pożarnictwie, co jest korzystne kiedy użycie wody jest niewskazane bądź nieefektywne
  • Wyzyskiwanie CO2 obok wyżej wymienionych ważnych zastosowań również w innych dziedzinach, doceniających  duży potencjał chłodzący zarówno ciekłej jak i stałej fazy CO2 (przemysł spożywczy, metalurgiczny, recycling kriogeniczny, obróbka odpadów, itp.)
  • Wyzyskiwanie CO2 będącego odpadem z elektrowni węglowej, może służyć zamiast węgla, jako surowiec Surowiec przedmiot naturalny (powstały w naturalnym procesie genetycznym), pochodzenia mineralnego, roślinnego lub zwierzęcego, wykorzystywany do dalszego przetwarzania (w przemyśle przetwórczym) w celu uzyskania... Czytaj dalej Słownik geograficzny do produkcji paliwa.

Dwutlenek węgla powstaje na skutek różnych procesów spalania paliw stałych, ciekłych i gazowych, stanowi  także narzędzie w procesie oddychania organizmów żywych. CO2 znajdujący się w atmosferze nie stanowi bezpośredniego zagrożenia jedynie wtedy, gdy nie następuje naruszenie równowagi biologicznej, co może mieć miejsce w przypadku  nadmiernej jego emisji do atmosfery. CO2- oprócz roli naturalnego  izolatora termicznego - spełnia w przyrodzie również niezwykle istotne zadanie: stanowi budulec do budowy substancji organicznej roślin. Stanowi on podstawowe źródło węgla, które pobierają rośliny z powietrza w procesie fotosyntezy.

Zielone płuca ziemi, to szczególna nazwa wilgotnych lasów tropikalnych nadana im dlatego że  pobierają z powietrza dwutlenek węgla, i wykorzystują węgiel do budowania pni, konarów i kory. Lasy tropikalne pobierają z powietrza dwutlenek węgla w procesie fotosyntezy a oddają tlen. CO2 gromadzi się wysoko w górze, tworzy tak jakby koc pochłaniający ciepło słoneczne. Wówczas atmosfera Atmosfera powłoka gazowa otaczająca planety lub księżyce. Atmosfera ziemska to powłoka gazowa otaczająca Ziemię będąca najbardziej zewnętrzną częścią powłoki ziemskiej. Za dolną granicę atmosfery... Czytaj dalej Słownik biologiczny zawiera zbyt małe ilości tlenu, który jest potrzebny zwierzętom, to właśnie wzbudza niepokój w dwutlenku węgla. Jako jeden ze składników atmosfery dwutlenek węgla jest współodpowiedzialny za wzrost Wzrost zwiększanie rozmiarów i masy ciała. Wzrost jest cechą wszystkich żywych organizmów i następstwem pobierania substancji odżywczych z otoczenia. U jednokomórkowców wzrost wiąże się ze zwiększaniem rozmiarów... Czytaj dalej Słownik biologiczny temperatury na Ziemi.

Fakty:

  • Zanotowano przypadki zgonów ludzi kontrolujących piwnice, w których leżakuje dojrzewające wino. Śmierć nastąpiła w wyniku wydzielającego się tam CO2 co powodowało zmniejszoną ilość stężenia tlenu
  • W Psiej Grocie koło Neapolu, CO2 wydobywa się z ziemi. Jest to szczególnie niebezpieczne dla małych zwierząt, które wprowadzone do groty zdychają, ponieważ CO2 jako gaz o większej od powietrza gęstości pozostaje nisko nad ziemią
  • W 1896 roku na skutek trzęsienia ziemi w Kamerunie z błotnistego jeziora Nyos zostały uwolnione wielkie ilości CO2, powodując śmierć ludzi i zwierząt

Normalnie stężenie CO2 w powietrzu wynosi 0,03% (objętościowo) i dla prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka stężenie to nie powinno być większe. Zdolności adaptacyjne organizmu ludzkiego nie są ograniczone i po pewnym czasie organizm człowieka może przyzwyczaić się do stężenia 0,15%. Jednak słuszne jest stwierdzenie że dwutlenek węgla w większych stężeniach jest szkodliwy:

  • Dwutlenek węgla wdychany w stężeniach około 5% przez dłuższy czas powoduje zwiększenie stopniowo stopnia niedotlenienia organizmu i po 30minutach wdychania gazu mogą nastąpić duszności oraz  zaburzenia świadomości, a także drgawki,
  • Dwutlenek węgla wdychany w stężeniach około 8-10% powoduje pogłębienie oddechu, duszności, ból głowy, pobudzenie a następnie zawroty głowy, uczucie słabości, drgawki a w końcu utratę świadomości,
  • Dwutlenek węgla wdychany w stężeniach około 15% wywołuje ból i zawroty głowy, uczucie ucisku w klatce piersiowej oraz utratę przytomności. Następuje zwolnienia tętna i oddechu, występują duszności i drgawki a następnie śmierć,
  • Dwutlenek węgla wdychany w stężeniach około 30-40% powoduje  natychmiastową śmierć, zostaje porażony ośrodkowy układ oddechowy.