ГДЗ Химия 9 класc Габриелян О.С. , Остроумов И.Г., Сладков С.А. 2019 §10 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕМЕТАЛЛОВ
Красным цветом приводится решение, а фиолетовым ― объяснение.
Задание 1
Чем различается строение атомов металлов и неметаллов? Атомы металлов на внешнем энергетическом уровне содержат 1-3 электрона, а неметаллов ― 4-7 электронов. По сравнению с атомами металлов атомы неметаллов той же группы или периода имеют меньший радиус атома.Укажите положение элементов-неметаллов в Периодической системе Д.И. Менделеева. Элементы-неметаллы занимают “правый фланг” элементов А-групп, они расположены справа сверху от диагонали бор―астат, проходящей по неметаллам и условно разделяющей элементы на металлы и неметаллы.
Задание 2
Какие типы кристаллических решёток вы знаете? Металлическая, атомная, молекулярная, ионная кристалические решётки.Какие из них характерны для простых веществ — неметаллов? Молекулярные и атомные кристаллические решетки.Приведите примеры неметаллов с различным типом кристаллической решётки, укажите различия в физических свойствах этих веществ.Простые вещества алмаз C, кремний Si имеют атомные кристаллические решетки, поэтому очень твёрдые, тугоплавкие, нелетучие, не растворяются в воде. Простые вещества азот N2, хлор Cl2, белый фосфор P4 имеют молекулярные кристаллические решетки, поэтому имеют небольшую твёрдость, низкие температуры плавления и кипения, летучие.Задание 3 Чем физические свойства неметаллов отличаются от физических свойств металлов? Неметаллы отличаются от металлов разнообразием окраски, отсутствием металлического блеска, обладают низкой электропроводностью (исключение графит — , кремний и германий — полупроводники)Охарактеризуйте физические свойства простых веществ кислорода, азота, водорода.Кислород при обычных условиях бесцветный газ без вкуса и запаха, малорастворим в воде, плотность 1,43 г/л, tкип.=-183°С, tпл.=-219°С; жидкий кислород — подвижная бледно-голубая жидкость, а твердый — синие кристаллы; притягиваются магнитом.Азот при обычных условиях бесцветный газ без вкуса и запаха, малорастворим в воде, плотность 1,251 г/л, tкип.=-196°С, tпл.=-210°С. Не поддерживает горение. Жидкий и твердый азот также бесцветные, плотность жидкого азота 0,81 г/мл.Водород при обычных условиях бесцветный газ без вкуса и запаха, нерастворим в воде и намного легче ее, плотность 0,089 г/л, При температуре -253°С газообразный водород переходит в жидкое агрегатное состояние, а при температуре -259°С — в твердое.
Задание 4В ядре атома химического элемента содержится 76 нейтронов, что на 24 единицы больше числа протонов. Что это за элемент?Z=N-24=76-24=52 – это теллур Те.Задание 5Запишите уравнения реакций между следующими веществами: а) бромом и сероводородом;Br2 + H2S = 2HBr + S б) углеродом и оксидом цинка;C + ZnO = Zn + CO (при t0C)в) кислородом и сульфидом меди (II).3O2 + 2CuS = 2CuO + 2SO2
Задание 7Какой объём углекислого газа образуется при сжигании 800 л (н.у.) метана СН4, содержащего 5% примесей (по объёму)?Дано: V(CH4 с прим.)=800 л, ω(прим.)=5%Найти: V(CO2)-?Решение1-й способВычисляем объём примесей:V(прим.)=V(СН4 с прим.)•ω(прим.):100%=800 л • 5%:100%=40 лВычисляем объём чистого метана:V(СН4)=V(CH4 с прим.)-V(прим.)=800 л – 40 л=760 л3. Составим химическое уравнение:CH4+ O2 = CO2 + H2OПо уравнению реакции с 1 объёма метана образуется 1 объём углекислого газа, поэтому:Вычисляем массовую долю чистого метана: Вычисляем объём чистого метана:V(СН4)=V(СН4 с прим.)•ω(СН4):100%=800 л • 95%:100%=760 л3. Составим химическое уравнение:CH4+ O2 = CO2 + H2OПо уравнению реакции с 1 объёма метана образуется 1 объём углекислого газа, поэтому:Ответ: 760 л
Задание 8Серу массой 0,8 г сожгли, полученный газ растворили в 100 г раствора гидроксида натрия с массовой долей щёлочи 4%. Рассчитайте массовые доли веществ в полученном растворе.Дано: m(S)=0,8 г, m(раствора)=100 г, w(NaOH)=4%Найти: w()—?, wКоличество вещества серы массой 0,8 г рассчитываем по формуле: n=m/M, где M ― молярная массаn(S)=m(S)/M(S)=0,8 г : 32 г/моль=0,025 моль2. Составим химическое уравнение:S + O2 = SO2По уравнению реакции c 1 моль серы образовалось 1 моль газа оксида серы (IV), количество вещества одинаковое, поэтому Вычисляем массу гидроксида натрия в растворе:Количество вещества массой 4 г рассчитываем по формуле: n=m/Mn(NaOH)=m(NaOH)/M(NaOH)=4 г : 40 г/моль=0,1 моль5. Составим химическое уравнение:2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2OПо уравнению реакции n(NaOH)/2=n(SO2)/1, подставив значения, получим 0,1гидроксид натрия взят в избытке, он реагирует не полностью, поэтому расчеты будем проводить по данным .nпрореаг.(NaОН)=2•n(SO2)=2•0,025 моль=0,05 мольпрореаг.(NaОН)=0,1 моль-0,05 моль=0,05 мольМассы всех соединений рассчитанного количества вещества находим по формуле: n=m/MM()=126 г/моль, ()M()=0,025 г 126 г/моль=3,15 г(Н2О)M(Н2О)=0,025 г 18 г/моль=0,45 гостаток()M()=0,05 г 40 г/моль=2 гРасчитываем массу полученного раствора.=100 г-4 г+3,15 г+2 г+0,45 г=101,6 г Вычисляем массовые доли сульфита натрия и остатка гидроксида натрия в полученном растворе:():mп.(раствора)•100%=3,15 г:101,6 г():mп.(раствора)•100%=2Ответ: 3,1% сульфита натрия и 1,96% гидроксида натрия.
Задание 9Подготовьте сообщение по теме «Из истории создания спичек».
Углекислый газ содержится в воздухе в небольшом количестве, но он воздействует на человека на глубинном уровне. В статье вы найдете подробное описание химических, физических и биологических свойств газа, узнаете, где применяется в промышленности и медицине.
- Что такое углекислый газ
- Углекислый газ в атмосфере
- Углекислый газ в помещении
- Свойства углекислого газа
- Физические свойства
- Химические свойства
- Получение углекислого газа
- Лабораторные способы получения
- Промышленные способы получения
- Применение углекислого газа
- Влияние углекислого газа на организм человека
- Синдром больного здания
- Респираторный ацидоз
- Состояние организма человека в зависимости от уровня СО2
- Методы регистрации
- Концентрация
- Углекислый газ и парниковый эффект
Что такое углекислый газ
Углекислый газ («диоксид углерода», «двуокись углерода», «угольный ангидрид», carbon dioxide) – газ, являющийся частью атмосферного воздуха. Форма обозначения вещества: СО2.
Его невозможно увидеть в привычных условиях, он прозрачен и пропускает ультрафиолет и видимый спектр световых волн. При значительном давлении он переходит в жидкую форму, это возможно на глубине свыше 590 метров.
Углекислый газ является частью всех мировых процессов газообмена в атмосфере, грунте и водных бассейнах. Он входит в состав всех живых организмов, а для большинства живых организмов и растений является одним из основных функциональных компонентов дыхания как жизненно важного процесса.
Человек применяет двуокись углерода в разнообразных целях, в частности – в виде защитной среды при сварке.
Углекислый газ в атмосфере
Углекислый газ в атмосфере находится в количестве до 0,045% – или порядка 800 миллиардов тонн только в виде газа. В воде и почве его ещё больше.
Сегодня это составляет порядка 400 ppm (400 миллионных частей). Для сравнения: 300-350 лет назад, до начала Великой индустриальной революции, когда в 17 веке был начато кардинальное преобразование мировой экономики в сторону индустриализации, этот параметр составлял около 250 ppm.
Интересно, что в черте города показатель доходит до 450-470 ppm, а в публичных заведениях по типу школы – 1000-1200 и более. Это говорит о негативном влиянии транспорта и скопления людей.
Несмотря на своё крошечное количество СО2 играет значительную роль для биосферы и экологии. Основная форма влияния – воздействие в качестве парникового газа:
- газ препятствует выходу инфракрасного излучения с планеты в окружающее пространство;
- температура атмосферы год за годом увеличивается;
- происходят изменения природных явлений и климата;
- текущий формат этих преобразований – ускоренное таяние ледниковых «шапок», повышение уровня Мирового океана и изменения в составе биосферы.
Учёные рассчитали, что без присутствия этого эффекта среднегодовая температура на поверхности планеты находилась бы ниже на 25-30°С.
Углекислый газ в помещении
В помещении основным источником образования СО2 являются люди. Ежечасно взрослый человек выдыхает до 20 литров (0,5 кубометров) газа в спокойном состоянии и до 35-40 литров при значительной физической активности.
В зависимости от характера комнаты диоксид углерода может дополнительно образовываться от действия газового котла и плиты.
Средняя допустимая плотность углекислого газа для помещения – от 600 ppm, в связи с чем необходимо регулярно проветривать все жилые и технические помещения, включать соответствующие системы вентиляции или просто ненадолго открывать окна.
Углекислый газ тяжелее чистого воздуха примерно в полтора раза, поэтому он скапливается в помещениях подвального и цокольного расположения.
Полезная статья – Как варить вертикальный шов электросваркой
Свойства углекислого газа
Свойства углекислого газа таковы, что в нормальных условиях его невозможно прочувствовать. Ощущения запаха и вкуса появляются только при увеличении концентрации – проявится кисловатость во рту, вызванная образованием малого количества угольной кислоты на основе влаги слизистых оболочек.
Растворимость углекислого газа в воде и сиропах широко применяется в пищевой отрасли – для создания различных напитков.
В горении газ не участвует, что закономерно привело к его применению в современных устройствах для тушения огня (к примеру, углекислотные огнетушители). Токсичность отсутствует, остальные свойства с точки зрения безопасности человека следует оценивать аккуратно.
Физические свойства
Основные свойства у углекислого газа следующие:
- превалирующее природное агрегатное состояние: газообразное;
- возможное изменение: переход в твёрдое кристаллообразное состояние (так называемый «сухой лёд») при охлаждении до минус 78°С или жидкое состояние при давлении около 60 атмосфер;
- особые признаки по вкусу и запаху в нормальном состоянии: отсутствуют;
- восприимчивость к электричеству: проводником не является, при образовании тлеющего разряда излучает светло-зелёное свечение;
- плотность: около 1,97 грамм на литр;
- растворимость в органических веществах: частичная;
- способность к горению: отсутствует, в его окружении горят редкоземельные и щелочные металлы.
Теплопроводностью почти не обладает.
Полезная статья – Сварка силумина
Химические свойства
Основные химические свойства у соединения такие:
- тип вещества: оксид кислотного класса (способен образовать угольную кислоту при наличии воды);
- термическое разложение: да, на кислород (О) и угарный газ (СО);
- химическая активность: взаимодействие с основаниями и оксидами активных металлов, с простыми веществами – при наличии катализатора;
- обнаружение: при прохождении СО2 через воду с лакмусом изменяет цвет в сторону красных оттенков, а известковая вода (растворенный гидроксид кальция) помутнеет;
- отношение к горению: вытеснение кислорода и остановка тления.
Данный оксид углерода имеет валентность IV: в молекуле присутствуют 2 атома кислорода, каждый из которых «оттягивает» на себя по 2 свободных электрона, в результате чего углерод оказывается «связан» кислородом.
Получение углекислого газа
Одной из основных проблем современной экологии является повсеместное образование углекислого газа в техногенной сфере: дымовые и топочные газы, продукты разнообразных химических реакций, функционирование транспорта и промышленности, строительная (производство цемента) и пищевая (брожение алкоголя) отрасли отличаются больше других.
Мировая общественность регулярно пишет о снижении выбросов carbon dioxide, но для науки и техники газ имеет значительное практичное значение.
Это может быть полезно – Poxipol – инструкция по применению
В естественных условиях источниками углекислоты являются:
- дыхательные газообменные процессы у растений и животных: если с бактериями и млекопитающими всё понятно, то даже зелёные организмы выделяют этот газ;
- распад органических веществ на более простые продукты: в ходе химического (так называемое «естественное разложение») и термического (сгорание) преобразования образуется много СО2, и особенно много – при пожарах в лесах;
- выбросы вулканов, подземных и подводных источников: углекислый газ является компонентом выброса таких газов в большой концентрации.
Сюда также можно отнести содержание газа в различных углеродных ископаемых – от известняка до нефти. Помимо этого, его значительное количество оказалось растворённым в водах океанов и морей.
Лабораторные способы получения
Наиболее устойчивый и эффективный (по сочетанию трудозатрат и количества продукта на выходе) способ искусственного получения – работа с аппаратом Киппа.
Устройство рассчитано на создание контролируемого воздействия жидкой среды на твёрдое. В данном случае – обработка концентрированной соляной кислотой дроблёных кусков и мелкой фракции мрамора. Также будут полезны сода и обычный мел.
Для исследовательских целей быстрее всего взять готовый газ в баллонах – он чище и будет подаваться под необходимым давлением.
Промышленные способы получения
«Сырьё» для генерирования и сбора углекислого газа дают промышленные процессы и различные химические реакции при обработке ископаемых. Углекислоту возможно получать целым спектром способов:
- термическая обработка известняка: при обжиге сырьё распадается на углекислый газ и оксид кальция;
- физическое воздействие на дымовые газы: улавливаемые смеси пропускают через карбонатный раствор калия или моноэтаноламина, в результате чего образуется гидрокарбонат – при его нагреве или понижении давления воздуха вокруг него высвобождается СО2;
- пиролиз атмосферного воздуха: разделение с помощью нагрева и электрического тока на углекислоту, чистые кислород, азот, аргон и другие компоненты;
- пиролиз газовых продуктов брожения спиртов;
Об этих и некоторых других процессах снято множество видео.
Применение углекислого газа
Что такое углекислота с практической точки зрения? Это – газовая защита от окружающего воздуха и вызываемых им процессов:
- перевозка и хранение различных пищевых продуктов (полуфабрикаты, мясо, рыба), при этом наблюдается отсутствие появления плесени и гнили органики;
- внесение в напитки для придания им полезных свойств – отмечается благоприятное действие на организм газированной минеральной или сладкой воды;
- создание пищевых добавок для повышения сроков и условий хранения пищевых продуктов (к примеру, разрыхлитель Е290);
- изготовление кофе без кофеина (участвует в технологическом процессе удаления растворенного вещества);
- организация целебных ванн с углекислотой для поддержания и восстановления здоровья сердечно-сосудистой системы;
- целый спектр специализированных задач в медицине – к примеру, работа с образованиями в тканях, стимуляция дыхания;
- проверка морозоустойчивости резинотехнических изделий (в частности – автомобильные покрышки, которые испытываются с сухим льдом);
- испытания различного оборудования, механизмов и инструментов на предмет пониженных температур;
- изготовление и перезаправка углекислотных огнетушителей (наиболее эффективное средство тушения огня на электрооборудовании и горючих жидкостях);
- рабочая среда в пневматическом оружии;
- применение в качестве реагента для химических реакций с целью синтеза и производства солей, полимеров и различных волокон;
- очистка сточных вод от загрязнений;
- защита расплавленного металла сварочной ванны.
Также интересно использование для авиационного и судостроительного моделирования как вид источника энергии для двигателей с различным объёмом (до десятков см3).
Полезная статья – Как варить нержавейку электродом
Влияние углекислого газа на организм человека
Углекислый газ наравне с кислородом обеспечивает жизнь организма. Суть его работы сводится к высвобождению связанного гемоглобином кислорода – для питания тканей и отдельных органов. Для углекислоты важен в первую очередь баланс – количественное соотношение молекул СО2 и О2.
Он является для организма вазодилататором – веществом, которое влияет на состояния кровеносных сосудов, расширяя и расслабляя их. Это напрямую связано со снабжением кислородом при физической активности:
- в спокойном состоянии номинальное поперечное сечение артерии или капилляра находится в оптимальном размере;
- при необходимости приложения физической силы (спасение жизни, полезная работа) содержание углекислоты в крови несколько повышается – это регулируется вне зависимости от желания человека;
- стенки сосудов расслабляются и смягчаются из-за специфичного действия газа;
- происходит увеличение поперечного сечения сосуда, из-за чего мощность кровотока возрастает;
- как следствие повышается количество доставляемого к тканям ценного кислорода, питающего мускулатуру, что приводит к повышению физического ресурса.
Наблюдается также явление нецелевого повышения содержания углекислоты – при воспалительных процессов, при повреждении организма, проблемах с кровеносной системой вплоть до ишемии. Это чревато атипичным составом газового обмена и нуждается в регуляции силами медицины.
Несмотря на это газ всё же является компонентом «нормального» дыхания. Он переносится кровеносной системой и присутствует в плазме крови, гемоглобине и тканях. Интересно, что находится в организме он при парциальном давлении – во всём доступном пространстве, без скопления в отдельных областях.
Синдром больного здания
Этот феномен касается тех, кто продолжительное время находится в помещении. Проявляется он в неприятном самочувствии, вялости, тяжести в голове и даже заложенности носа. Интересно, что всё это очень быстро пропадает после выхода на улицу.
Суть проблемы – в повышенном содержании углекислого газа. Незаметная сложность любого здания в отношении здоровья – концентрация СО2, резко отличающаяся от нормы. Допустимые 600-800 ppm превращаются здесь в 1000-2000 ppm – это оказывает негативное и тормозящее воздействие на человека.
Решение – в вентиляции. При низком поступлении свежего воздуха содержание углекислого газа постоянно повышается – его необходимо «вымывать» проветриванием.
Респираторный ацидоз
При избытке СО2 в воздухе в организме также повышается его содержание. Это изменяет степень кислотности крови и вызывает комплекс симптомов респираторного (дыхательного) ацидоза. Это явление характеризуется повышенным сердцебиением, упадком сил, беспокойством и сниженным порогом концентрации умственных возможностей. Наиболее критична потеря сознания.
При кратковременном нахождении в «зараженной» углекислым газом атмосфере негативные симптомы проходят при обновлении воздуха или по выходу на улицу. Хуже, если пребывать в таких условиях постоянно: развивается ацидоз хронический. При нём снижается уровень иммунитета, развиваются заболевания дыхательной и сердечно-сосудистой систем, нарушается сон, ухудшается уровень физических возможностей человека.
Суть явления – в изменении кислотно-щелочного баланса крови, измеряющегося в pH.
Состояние организма человека в зависимости от уровня СО2
«Химия» организма интересна двойственным поведением ко всем веществам. Углекислота – не исключение: в привычных, естественных, дозах она является необходимой, а при превышении концентрации в окружающем воздухе оказывается токсичной и способна вызвать смерть живого организма.
Так называемая гиперкапния (состояние, вызываемое при перенасыщении организма углекислым газом) характеризуется наличием головной боли, затруднением дыхания и необходимостью его поддержания волевыми усилиями, тошнотой и потерей сознания.
Следующая стадия – гипоксия: заметное снижение количества кислорода, критически необходимого для дыхания. Оба газа транспортируются по организму одним способом, с помощью гемоглобина. Поэтому пониженное содержание кислорода мгновенно сказывается на функционировании почти каждой клетки, что приводит к существенному ухудшению самочувствия и физических возможностей.
Эти симптомы возникают при существенной концентрации углекислоты – на уровне тысяч ppm. Но уже при одной тысяче ppm возникают переутомление и даже головная боль, подкрепляемые ощущением духоты. При двух тысячах ppm работоспособность заметно падает.
Физиологи резюмируют: высокое содержание углекислого газа в воздухе напрямую влияет на разрушающие процессы окисления, происходящие в организме.
Если у Вас появились вопросы, задавайте их в комментариях. Наши специалисты помогут вам найти ответы на них.
Диокси́д углеро́да (двуо́кись углеро́да, углеки́слый газ, окси́д углеро́да (IV), диокси́д углеро́да, у́гольный ангидрид, углекислота́) — CO2, бесцветный газ со слегка кисловатым запахом и вкусом.
Концентрация углекислого газа в атмосфере Земли составляет 0,038 %.
Не следует путать с Диоксин.
Плотность при нормальных условиях 1,98 г/л. При атмосферном давлении диоксид углерода не существует в жидком состоянии, переходя непосредственно из твёрдого состояния в газообразное. Твёрдый диоксид углерода называют сухим льдом. При повышенном давлении и обычных температурах углекислый газ переходит в жидкость, что используется для его хранения.
Углекислый газ легко пропускает ультрафиолетовые лучи и лучи видимой части спектра, которые поступают на Землю от Солнца и обогревают её. В то же время он поглощает испускаемые Землёй инфракрасные лучи и является одним из парниковых газов, вследствие чего принимает участие в процессе глобального потепления. Постоянный рост уровня содержания этого газа в атмосфере наблюдается с начала индустриальной эпохи.
По химическим свойствам диоксид углерода относится к кислотным оксидам. При растворении в воде образует угольную кислоту. Реагирует со щёлочами с образованием карбонатов и гидрокарбонатов. Вступает в реакции электрофильного замещения (например, с фенолом — реакция Кольбе) и нуклеофильного присоединения (например, с магнийорганическими соединениями).
Диоксид углерода играет одну из главных ролей в живой природе, участвуя во многих процессах метаболизма живой клетки. Диоксид углерода получается в результате множества окислительных реакций у животных, и выделяется в атмосферу с дыханием. Углекислый газ атмосферы — основной источник углерода для растений. Однако, ошибкой будет утверждение, что животные только выделяют углекислый газ, а растения — только поглощают его. Растения поглощают углекислый газ в процессе фотосинтеза, а без освещения они тоже его выделяют.
Диоксид углерода не токсичен, но не поддерживает дыхание. Большая концентрация в воздухе вызывает удушье (см. Гиперкапния). Недостаток углекислого газа тоже опасен (см. Гипокапния)
Углекислый газ в организмах животных имеет и физиологическое значение, например, участвует в регуляции сосудистого тонуса (см. Артериолы).
В промышленности получают из печных газов, из продуктов разложения природных карбонатов (известняк, доломит). Смесь газов промывают раствором карбоната калия, который поглощает углекислый газ, переходя в гидрокарбонат. Раствор гидрокарбоната при нагревании разлагается, высвобождая углекислоту. При промышленном производстве закачивается в баллоны.
В лабораторных условиях небольшие количества получают взаимодействием карбонатов и гидрокарбонатов с кислотами, например мрамора с соляной кислотой.
В пищевой промышленности диоксид углерода используется как консервант и обозначается на упаковке под кодом Е290, а также в качестве разрыхлителя теста.
Жидкая углекислота (жидкая пищевая углекислота) — сжиженный углекислый газ, хранящийся под высоким давлением (~ 65-70 Атм). Бесцветная жидкость. При выпуске жидкой углекислоты из баллона в атмосферу часть её испаряется, а другая часть образует хлопья сухого льда.
Баллоны с жидкой углекислотой широко применяются в качестве огнетушителей и для производства газированной воды и лимонада. Углекислый газ используется в качестве активной среды при сварке проволокой так как при температуре дуги углекислота разлагается на угарный газ СО и кислород который в свою очередь и входит в заимодействие с жидким металом окисляя его. Углекислота в баллончиках применяется в пневматическом оружии и в качестве источника энергии для двигателей в авиамоделировании.
Твёрдая углекислота — сухой лёд — используется в качестве хладагента в ледниках и морозильных установках.
Методы регистрации
Измерение парциального давления углекислого газа требуется в технологических процессах, в медицинских применениях — анализ дыхательных смесей при искусственной вентиляции лёгких и в замкнутых системах жизнеобеспечения. Анализ концентрации CO2 в атмосфере используется для экологических и научных исследований, для изучения парникового эффекта.
Углекислый газ регистрируют с помощью газоанализаторов основанных на принципе инфракрасной спектроскопии и других газоизмерительных систем. Медицинский газоанализатор для регистрации содержания углекислоты в выдыхаемом воздухе называется капнограф.
Концентрация
- International Chemical Safety Card 0021 (англ.)
- CID 280 с сайта PubChem (англ.)
- CO2 Диоксид углерода, свойства, применение (англ.)
- Фазовая диаграмма (давление-температура)для диоксида углерода
- Molview from bluerhinos.co.uk Диоксид углерода в 3D
- Dry Ice information (англ.)
- Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (NOAA)
- Phase Diagram of Carbon Dioxide(англ.)
- Experiment 071 — Triple Point Phase Transition for Carbon Dioxide
- CO2 как природный рефрежерант — FAQs (англ.)
- Великобритания разрабатывает метод сохранения двуокиси углерода
.
.
Оксид углерода((II)), или угарный газ
образуется при неполном сгорании топлива. Это бесцветный газ без запаха. Он плохо растворяется в воде ((2,3) см³ в (100) см³ при (20) °С). Оксид углерода((II)) очень ядовит. При вдыхании его молекулы связываются с гемоглобином крови и препятствуют переносу кислорода.
Оксид углерода((II)) относится к оксидам. При обычных условиях он не реагирует с водой, кислотами и основаниями.
Является сильным . Восстановительные свойства проявляет в реакциях с оксидами металлов и кислородом. Оксид углерода((II)) отнимает кислород от оксидов металлов. В результате реакции образуются металл и углекислый газ:
Оксид углерода((II)) горит на воздухе голубым пламенем:
В реакции выделяется большое количество тепла.
Оксид углерода((IV)), или углекислый газ
— бесцветный газ без запаха. Он примерно в (1,5) раза тяжелее воздуха. Малорастворим в воде (при комнатной температуре в (1) объёме воды растворяется (0,88) объёма
). При охлаждении и повышенном давлении углекислый газ превращается в твёрдое вещество — «сухой лёд», который способен возгоняться, т. е. из твёрдого состояния переходить сразу в газообразное.
Рис. (1). Сухой лёд
Оксид углерода((IV)) — типичный оксид. Он взаимодействует с водой, основными оксидами и щелочами. В реакции с водой образуется неустойчивая
В реакциях с основными оксидами и щелочами образуются
При взаимодействии щёлочи с избытком углекислого газа образуются :
В углекислом газе степень окисления углерода максимальная, поэтому он может проявлять свойства. Так, магний горит в атмосфере углекислого газа:
В природе углекислый газ образуется при дыхании и сгорании топлива, при гниении и тлении органических веществ, а поглощается растениями в процессе фотосинтеза.
- в качестве топлива;
- как восстановитель в производстве чугуна;
- для получения метанола.
- в производстве газированных напитков;
- для тушения пожаров;
- для охлаждения пищевых продуктов («сухой лёд»).
Высокая концентрация СO2 является причиной роста средней температуры на планете и ускорения глобального потепления
Углекислый газ (диоксид углерода, двуокись углерода) – соединение углерода с кислородом; конечный продукт окисления углерода; бесцветный газ, обладающий слегка кисловатым вкусом и запахом.
Химическая формула – CO2.
Химические свойства углекислого газа:
- углекислый газ относится к классу кислотных оксидов, т. е. при взаимодействии с водой он образует кислоту – она называется угольной (химически неустойчива и в момент образования сразу же распадается на составляющие, т.е. реакция взаимодействия углекислого газа с водой носит обратимый характер);
- при нагревании углекислый газ распадается на угарный газ и кислород (2CO2 = 2CO + O2);
- как и для всех кислотных оксидов, для углекислого газа характерны реакции взаимодействия с основными оксидами (образованными только активными металлами) и основаниями;
- не поддерживает горения, в нем горят только активные металлы;
- вступает в реакции взаимодействия с простыми веществами, такими как водород и углерод;
- при взаимодействии углекислого газа с пероксидами активных металлов образуются карбонаты и выделяется кислород;
- качественной реакцией на углекислый газ является реакция его взаимодействия с известковой водой (молоком), т. е. с гидроксидом кальция, в которой образуется осадок белого цвета – карбонат кальция.
Физические свойства углекислого газа:
- газообразное вещество,
- не имеет цвета и запаха,
- тяжелее воздуха,
- термически устойчив,
- при сжатии и охлаждении легко переходит в твердое («сухой лед») и жидкое состояния,
- плохо растворим в воде, частично реагирует с ней,
- плотность – 1,977 г/л.
Углекислый газ используется в пищевой (газирование лимонада), химической (регулировка температур при производстве синтетических волокон), металлургической (защита окружающей среды, например, осаждение бурого газа) и других отраслях промышленности.
Большая часть диоксида углерода планеты естественного происхождения (разложение органических элементов, извержения вулканов).
Однако источниками СО2 являются также промышленные предприятия и транспорт, которые обеспечивают выброс в атмосферу углекислого газа искусственного происхождения.
Высокая концентрация СO2 вредит экологии.
Она является причиной роста средней температуры на планете и соответственно ускорения глобального потепления.
Углекислый газ входит в число парниковых газам, которые при скоплении в атмосфере удерживают часть солнечной энергии и создают парниковый эффект.
Углекислый газ и парниковый эффект
Ученые из
Института биофизики клетки предложили следующую количественную оценку влияния
концентрации парниковых газов на среднепланетную температуру Земли, которая
хорошо согласуется с результатами многолетних наблюдений:
половину
длинноволнового излучения поверхности планеты.
Развитие энергетики негативно влияет на
состояние биосферы, которая формировалась на протяжении нескольких миллиардов
лет.
В этой связи, на 21-ой Международной конференции
по изменению климата принято соответствующее Парижское соглашение. Документ
закрепляет основные принципы действий всех государств на ближайший временной
период. Основной целью соглашения является сдерживание потепления на планете на
уровне менее 2 Со к 2050 году. Исходя из этого все страны мирового
сообщества, включая Россию, должны разработать собственные долгосрочные
стратегии «низкоуглеродного» развития.
Подписанное ими Соглашение реализуется в
разделении ответственности Сторон конвенции за потепление климата, а именно –
сокращение выбросов, когда все страны считаются эмиттерами углекислого газа.
Это положение является реализацией научно-обоснованного баланса углерода и
перманентно закрепляется процедурой консенсуса на всех конференциях ООН по
климату. На его основе Министерством природных ресурсов и экологии РФ и
распоряжением Президента 17 декабря 2009 года утверждена Климатическая
доктрина. В её рамках предусматривается реализовать меры, обеспечивающие:
- повышение энергетической эффективности
во всех секторах экономики; - использование возобновляемых и
альтернативных источников энергии; - сокращение рыночных диспропорций,
реализацию мер финансовой и налоговой политики, стимулирующих снижение
антропогенных выбросов парниковых газов; - защиту и повышение качества
поглотителей парниковых газов, включая рациональное ведение лесного хозяйства.