Вуглекислий газ

Діоксид вуглецю, оксид вуглецю, вуглекислота – усі ці назви однієї речовини, відомої нам як вуглекислий газ. То якими ж властивостями володіє цей газ, і які сфери його застосування?

Вуглекислий газ та його фізичні властивості

Вуглекислий газ складається з вуглецю та кисню. Формула вуглекислого газу має такий вигляд – CO₂. У природі він утворюється при спалюванні чи гниття органічних речовин. У повітрі та мінеральних джерелах вміст газу також досить великий. крім того люди та тварини також виділяють діоксид вуглецю при видиханні.

Мал. 1. Молекула вуглекислого газу.

Діоксид вуглецю є абсолютно безбарвним газом, його неможливо побачити. Також він не має запаху. Однак при його великій концентрації у людини може розвинутись гіперкапнія, тобто ядуха. Нестача вуглекислого газу також може спричинити проблеми зі здоров'ям. Внаслідок нестачі цього газу може розвинутись зворотний стан до задухи – гіпокапнія.

Якщо помістити вуглекислий газ в умови низької температури, то при -72 градусах він кристалізується і стає схожим на сніг. Тому вуглекислий газ у твердому стані називають "сухий сніг".

Вуглекислий газ щільніший за повітря в 1,5 рази. Його густина становить 1,98 кг/м³ Хімічний зв'язок у молекулі вуглекислого газу ковалентний полярний. Полярною вона є через те, що у кисню більше значення електронегативності.

Важливим поняттям щодо речовин є молекулярна і молярна маса. Молярна маса вуглекислого газу дорівнює 44. Це число формується із суми відносних атомних мас атомів, що входять до складу молекули. Значення відносних атомних мас беруться із таблиці Д.І. Менделєєва і округляються до цілих чисел.Відповідно молярна маса CO₂ = 12+2*16.

Щоб обчислити масові частки елементів у вуглекислому газі необхідно слідувати формула розрахунку масових часток кожного хімічного елемента в речовині.

n - Число атомів або молекул.
Ar - Відносна атомна маса хімічного елемента.
Mr - Відносна молекулярна маса речовини.
Розрахуємо відносну молекулярну масу вуглекислого газу.

Mr(CO₂) = 14 + 16 * 2 = 44 w(C) = 1 * 12 / 44 = 0,27 або 27 % Так як у формулу вуглекислого газу входить два атоми кисню, то n = 2 w(O) = 2 * 16/44 = 0,73 або 73%

Хімічні та біологічні властивості вуглекислого газу

Вуглекислий газ має кислотні властивості, оскільки є кислотним оксидом, і при розчиненні у воді утворює вугільну кислоту:

Вступає в реакцію з лугами, внаслідок чого утворюються карбонати та гідрокарбонати. Цей газ не схильний до горіння. У ньому горять лише деякі активні метали, наприклад, магній.

При нагріванні вуглекислий газ розпадається на чадний газ та кисень:

Як і інші кислотні оксиди, цей газ легко вступає в реакцію з іншими оксидами:

Вуглекислий газ входить до складу всіх органічних речовин. Кругообіг цього газу в природі здійснюється за допомогою продуцентів, консументів та редуцентів. У процесі життєдіяльності людина виробляє приблизно 1 кг вуглекислого газу на добу. При вдиху ми отримуємо кисень, однак у цей момент в альвеолах утворюється вуглекислий газ. У цей момент відбувається обмін: кисень потрапляє у кров, а вуглекислий газ виходить назовні.

Одержання вуглекислого газу відбувається під час виробництва алкоголю. Також цей газ є побічним продуктом при отриманні азоту, кисню та аргону.Застосування вуглекислого газу необхідно у харчовій промисловості, де вуглекислий газ виступає як консервант, а також вуглекислий газ у вигляді рідини міститься в вогнегасниках.

Що ми дізналися?

Вуглекислий газ - речовина, яка в нормальних умовах не має кольору та запаху. окрім своєї звичайної назви – вуглекислий газ, його також називають оксидом вуглецю або діоксидом вуглецю.