أنهيدريد الكربون. ثاني أكسيد الكربون ، E290 - آثاره على الجسم وأضراره وفوائده
المضافات الغذائية E290 (ثاني أكسيد الكربون) تستخدم في الصناعات الغذائيةكمنظم حافظة للحموضة ومضاد للأكسدة. في الحياة اليومية ، تُعرف المادة المضافة E290 باسم ثاني أكسيد الكربون.
من تلقاء نفسها الخصائص الفيزيائيةثاني أكسيد الكربون غاز عديم اللون والرائحة وله طعم حامض قليلاً. يمكن أن تذوب المادة المضافة E290 في الماء بتكوين حمض الكربونيك الضعيف. الصيغة الكيميائية لثاني أكسيد الكربون: CO 2.
على المستوى الصناعي ، يتم الحصول على ثاني أكسيد الكربون من غازات المداخن عن طريق الامتصاص مع كربونات البوتاسيوم أو أحادي إيثانول أمين. للقيام بذلك ، يتم تمرير خليط من الغازات الصناعية من خلال محلول كربونات البوتاسيوم. يمتص هذا المحلول ثاني أكسيد الكربون ، مكونًا البيكربونات. بعد ذلك ، يتم تسخين محلول البيكربونات أو تعريضه انخفاض الضغط، مما يؤدي إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون النقي.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن الحصول على ثاني أكسيد الكربون في محطات خاصة لفصل الهواء كمنتج ثانوي في استخراج الأكسجين النقي والأرجون والنيتروجين.
في لا كميات كبيرةفي ظروف المختبر ، يتم الحصول على ثاني أكسيد الكربون عن طريق تفاعل الكربونات مع الأحماض. على سبيل المثال ، أثناء تفاعل الطباشير مع حامض الهيدروكلوريكيتكون حمض الكربونيك غير المستقر ، يليه تحلله إلى ثاني أكسيد الكربون والماء:
- CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + CO 2 + H 2 O
ثاني أكسيد الكربون هو جزء من الغلاف الجوي والعديد من الخلايا الحية في أجسامنا. لهذا السبب ، يمكن تصنيف المادة المضافة E290 على أنها مضافة غذائية غير ضارة نسبيًا.
ومع ذلك ، يجب أن نتذكر أن ثاني أكسيد الكربون يعزز الامتصاص المتسارع. مواد مختلفةفي الغشاء المخاطي في المعدة. هذا هو التأثير الذي يتجلى في التسمم السريع نتيجة لاستخدام المشروبات الكحولية الغازية.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن المشروبات الغازية ليست أكثر من حمض كربونيك ضعيف. لذلك ، الاستهلاك المفرط للمشروبات مع إضافة E290 هو بطلان للأشخاص الذين يعانون من أمراض المعدة و الجهاز الهضمي(القرحة والتهاب المعدة).
هناك أيضا أكثر ضررا آثار جانبيةآثار ثاني أكسيد الكربون على الجسم. لذلك ، عند شرب المشروبات الغازية ، يعاني معظم الناس من التجشؤ و "الانتفاخ".
هناك رأي آخر بخصوص الأذى المضافات الغذائية E290. يمكن أن تساعد المشروبات عالية الغازات في طرد الكالسيوم من عظام الجسم.
في صناعة الأغذية ، يستخدم ثاني أكسيد الكربون كمادة مضافة حافظة E290 في إنتاج الكحوليات و المشروبات الغازية. حمض الكربونيك ، الذي يتكون من تفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الماء ، له تأثير مطهر ومضاد للميكروبات.
في تجارة المخبوزات ، يمكن استخدام المادة المضافة E290 كمسحوق للخبز ، مما يضفي روعة على منتجات المخابز.
يستخدم ثاني أكسيد الكربون على نطاق واسع في إنتاج منتجات النبيذ. ضبط الكمية ثاني أكسيد الكربونفي النبيذ يجب أن يتم التحكم في التخمير.
أيضا ، يمكن استخدام أول أكسيد الكربون كغاز وقائي أثناء تخزين ونقل مختلف منتجات الطعام.
استخدامات أخرى لثاني أكسيد الكربون:
- في إنتاج اللحام كجواء وقائي ؛
- في وحدات التبريد على شكل "ثلج جاف" ؛
- في أنظمة إطفاء الحريق
- في بضغط الهواء اسطوانة الغاز
تمت الموافقة على المادة المضافة E290 للاستخدام في صناعة الأغذية في جميع دول العالم تقريبًا ، بما في ذلك أوكرانيا والاتحاد الروسي.
الصودا ، البركان ، الزهرة ، الثلاجة - ما هو الشيء المشترك بينهم؟ ثاني أكسيد الكربون. لقد جمعنا لك أكثر معلومات مثيرة للاهتمامعن أحد أهم المركبات الكيميائية على الأرض.
ما هو ثاني أكسيد الكربون
يُعرف ثاني أكسيد الكربون بشكل أساسي في حالته الغازية ، i. ثاني أكسيد الكربون مع بسيط صيغة كيميائيةثاني أكسيد الكربون. في هذا الشكل يوجد في الظروف الطبيعية- عند الضغط الجوي ودرجات الحرارة "العادية". ولكن في ضغط دم مرتفع، أكثر من 5850 كيلوباسكال (على سبيل المثال ، الضغط عند عمق البحر حوالي 600 متر) ، يتحول هذا الغاز إلى سائل. ومع التبريد القوي (-78.5 درجة مئوية) ، يتبلور ويصبح ما يسمى بالثلج الجاف ، والذي يستخدم على نطاق واسع في التجارة لتخزين الأطعمة المجمدة في الثلاجات.
يتم إنتاج واستخدام ثاني أكسيد الكربون السائل والثلج الجاف النشاط البشري، لكن هذه الأشكال غير مستقرة وتتفكك بسهولة.
لكن ثاني أكسيد الكربون الغازي موجود في كل مكان: يتم إطلاقه أثناء تنفس الحيوانات والنباتات وهو جزء مهم من التركيب الكيميائيالغلاف الجوي والمحيطات.
خواص ثاني أكسيد الكربون
ثاني أكسيد الكربون CO2 عديم اللون والرائحة. في الظروف الطبيعيةليس له طعم سواء. ومع ذلك ، عند استنشاق تركيزات عالية من ثاني أكسيد الكربون ، يمكن الشعور بطعم حامض في الفم ، بسبب حقيقة أن ثاني أكسيد الكربون يذوب على الأغشية المخاطية وفي اللعاب ، مكونًا محلولًا ضعيفًا من حمض الكربونيك.
بالمناسبة ، فإن قدرة ثاني أكسيد الكربون على الذوبان في الماء هي التي تستخدم في صنع المياه الفوارة. فقاعات عصير الليمون - نفس ثاني أكسيد الكربون. تم اختراع أول جهاز لتشبع الماء بثاني أكسيد الكربون منذ عام 1770 ، وفي عام 1783 بدأ المغامر السويسري جاكوب شويب الإنتاج الصناعيالصودا (لا يزال اسم العلامة التجارية شويبس موجودًا).
ثاني أكسيد الكربون أثقل بمقدار 1.5 مرة من الهواء ، لذلك يميل إلى "الاستقرار" في طبقاته السفلية إذا كانت تهوية الغرفة سيئة. تأثير "كهف الكلب" معروف ، حيث يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الأرض ويتراكم على ارتفاع حوالي نصف متر. لا يشعر شخص بالغ ، عند دخوله إلى مثل هذا الكهف ، في ذروة ارتفاعه ، بوجود فائض من ثاني أكسيد الكربون ، لكن الكلاب تجد نفسها في طبقة سميكة من ثاني أكسيد الكربون وتتعرض للتسمم.
لا يدعم غاز ثاني أكسيد الكربون الاحتراق ، لذلك فهو يستخدم في أجهزة إطفاء الحريق وأنظمة إخماد الحرائق. تعتمد الحيلة في إطفاء شمعة مشتعلة بمحتويات زجاج فارغ مزعوم (ولكن في الواقع مع ثاني أكسيد الكربون) على وجه التحديد على خاصية ثاني أكسيد الكربون هذه.
ثاني أكسيد الكربون في الطبيعة: مصادره الطبيعية
ينتج ثاني أكسيد الكربون في الطبيعة من مصادر مختلفة:
- تنفس الحيوانات والنباتات.
يعرف كل تلميذ أن النباتات تمتص ثاني أكسيد الكربون CO2 من الهواء وتستخدمه في عملية التمثيل الضوئي. بعض ربات البيوت يحاولن بوفرة النباتات الداخليةالتكفير عن أوجه القصور في تهوية العرض. ومع ذلك ، لا تمتص النباتات ثاني أكسيد الكربون فحسب ، بل تطلقها أيضًا في غياب الضوء كجزء من عملية التنفس. لذلك ، فإن الغابة في غرفة نوم سيئة التهوية ليست جيدة جدًا فكرة جيدة: سترتفع مستويات ثاني أكسيد الكربون أكثر في الليل. - النشاط البركاني.
ثاني أكسيد الكربون جزء من الغازات البركانية. في المناطق ذات النشاط البركاني العالي ، يمكن إطلاق ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الأرض - من الشقوق والصدوع التي تسمى mofet. تركيز ثاني أكسيد الكربون في وديان الموفيت مرتفع للغاية لدرجة أن العديد من الحيوانات الصغيرة تموت عندما تصل إلى هناك. - تقسيم المواد العضوية.
يتكون ثاني أكسيد الكربون أثناء احتراق المادة العضوية وتفسخها. تصاحب حرائق الغابات الانبعاثات الحجمية الطبيعية لثاني أكسيد الكربون.
يتم "تخزين" ثاني أكسيد الكربون في الطبيعة على شكل مركبات كربون في معادن: الفحم والنفط والجفت والحجر الجيري. تم العثور على احتياطيات ضخمة من ثاني أكسيد الكربون في شكل مذاب في محيطات العالم.
يمكن أن يؤدي إطلاق ثاني أكسيد الكربون من خزان مفتوح إلى كارثة في علم الأحياء البحرية ، كما حدث ، على سبيل المثال ، في عامي 1984 و 1986. في بحيرتي مانون ونيوس في الكاميرون. تشكلت كلتا البحيرتين في موقع الفوهات البركانية - لقد انقرضت الآن ، لكن في الأعماق ، لا تزال الصهارة البركانية تنبعث منها ثاني أكسيد الكربون ، الذي يرتفع إلى مياه البحيرات ويذوب فيها. نتيجة لعدد من العمليات المناخية والجيولوجية ، تجاوز تركيز ثاني أكسيد الكربون في المياه القيمة الحرجة. أطلق في الغلاف الجوي كمية كبيرةثاني أكسيد الكربون ، الذي ، مثل الانهيار الجليدي ، نزل إلى أسفل المنحدرات الجبلية. وقع حوالي 1800 شخص ضحايا للكوارث المائية في البحيرات الكاميرونية.
المصادر الاصطناعية لثاني أكسيد الكربون
المصادر البشرية الرئيسية لثاني أكسيد الكربون هي:
- الانبعاثات الصناعية المرتبطة بعمليات الاحتراق ؛
- النقل بالسيارات.
على الرغم من حقيقة أن حصة النقل الصديق للبيئة في العالم آخذة في الازدياد ، إلا أن الغالبية العظمى من سكان العالم لن يكونوا قادرين (أو يرغبون) قريبًا في التحول إلى سيارات جديدة.
تؤدي إزالة الغابات النشطة للأغراض الصناعية أيضًا إلى زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون CO2 في الهواء.
ثاني أكسيد الكربون هو أحد المنتجات النهائية لعملية التمثيل الغذائي (تكسير الجلوكوز والدهون). يفرز في الأنسجة ويحمله الهيموجلوبين إلى الرئتين ، ويتم الزفير من خلاله. في هواء الزفير ، يوجد حوالي 4.5٪ من ثاني أكسيد الكربون (45000 جزء في المليون) - 60-110 مرة أكثر من الهواء المستنشق.
يلعب ثاني أكسيد الكربون دورًا مهمًا في تنظيم إمداد الدم والتنفس. تؤدي زيادة مستوى ثاني أكسيد الكربون في الدم إلى توسع الشعيرات الدموية ، مما يسمح بمرور المزيد من الدم ، مما يوصل الأكسجين إلى الأنسجة ويزيل ثاني أكسيد الكربون.
الجهاز التنفسييتم تحفيزها أيضًا من خلال زيادة ثاني أكسيد الكربون ، وليس بسبب نقص الأكسجين ، كما قد يبدو. في الواقع ، لا يشعر الجسم بنقص الأكسجين لفترة طويلة ، ومن الممكن تمامًا أن يفقد الشخص وعيه في الهواء المخلخل قبل أن يشعر بنقص الهواء. تُستخدم الخاصية المحفزة لثاني أكسيد الكربون في الآلات التنفس الاصطناعي: حيث يتم خلط ثاني أكسيد الكربون مع الأكسجين "لبدء" الجهاز التنفسي.
نحن وثاني أكسيد الكربون: ما سبب خطورة ثاني أكسيد الكربون؟
هناك حاجة لثاني أكسيد الكربون جسم الانسانتمامًا مثل الأكسجين. ولكن تمامًا كما هو الحال مع الأكسجين ، فإن فائض ثاني أكسيد الكربون يضر برفاهيتنا.
يؤدي التركيز العالي لثاني أكسيد الكربون في الهواء إلى تسمم الجسم ويسبب حالة من فرط ثنائي أكسيد الكربون. مع فرط ثنائي أكسيد الكربون ، يعاني الشخص من صعوبة في التنفس والغثيان ، صداع الراسوقد يفقد وعيه. إذا لم ينخفض محتوى ثاني أكسيد الكربون ، فسيأتي الدور - تجويع الأكسجين. الحقيقة هي أن كلا من ثاني أكسيد الكربون والأكسجين يتحركان حول الجسم على نفس "النقل" - الهيموجلوبين. عادة ، "يسافرون" معًا ، مرتبطين أماكن مختلفةجزيئات الهيموغلوبين. لكن زيادة التركيزيقلل ثاني أكسيد الكربون في الدم من قدرة الأكسجين على الارتباط بالهيموجلوبين. تنخفض كمية الأكسجين في الدم ويحدث نقص الأكسجة.
تحدث هذه العواقب غير الصحية على الجسم عند استنشاق هواء يحتوي على نسبة تزيد عن 5000 جزء في المليون من ثاني أكسيد الكربون (يمكن أن يكون هذا هو الهواء في المناجم ، على سبيل المثال). لكي نكون منصفين ، في الحياة العاديةنحن عمليا لا نواجه مثل هذا الهواء. ومع ذلك ، فحتى التركيز المنخفض جدًا لثاني أكسيد الكربون ليس مفيدًا للصحة.
وفقا لنتائج البعض ، بالفعل 1000 جزء في المليون من ثاني أكسيد الكربون تسبب التعب والصداع في نصف المشاركين. يبدأ الكثير من الناس في الشعور بالتقارب وعدم الراحة حتى قبل ذلك. مع زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون إلى 1500 - 2500 جزء في المليون ، يصبح الدماغ "كسولًا" لأخذ زمام المبادرة ومعالجة المعلومات واتخاذ القرارات.
وإذا كان مستوى 5000 جزء في المليون يكاد يكون مستحيلاً في الحياة اليومية، فإن 1000 وحتى 2500 جزء في المليون يمكن أن تكون جزءًا من الواقع بسهولة الإنسان المعاصر. أظهرنا أنه في الفصول الدراسية قليلة التهوية ، تظل مستويات ثاني أكسيد الكربون أعلى من 1500 جزء في المليون معظم الوقت ، وفي بعض الأحيان تقفز فوق 2000 جزء في المليون. هناك كل الأسباب للاعتقاد بأن الوضع متشابه في العديد من المكاتب وحتى الشقق.
يعتبر علماء الفسيولوجيا أن 800 جزء في المليون مستوى آمن من ثاني أكسيد الكربون لرفاهية الإنسان.
أنت تعلم بالفعل أنه عند الزفير ، يغادر ثاني أكسيد الكربون الرئتين. ماذا تعرف عن هذه المادة؟ ربما قليلا. سأجيب اليوم على جميع الأسئلة المتعلقة بثاني أكسيد الكربون.
تعريف
هذه المادة في الظروف العادية هي غاز عديم اللون. في العديد من المصادر ، يمكن تسميته بشكل مختلف: أول أكسيد الكربون (IV) ، أنهيدريد الكربون ، وثاني أكسيد الكربون ، وثاني أكسيد الكربون.
الخصائص
ثاني أكسيد الكربون (صيغة CO 2) هو غاز عديم اللون له الرائحة الحامضةوالذوق ، مادة قابلة للذوبان في الماء. إذا تم تبريده بشكل صحيح ، فإنه يشكل كتلة شبيهة بالثلج تسمى الثلج الجاف (الصورة أدناه) ، والتي تتسامي عند درجة حرارة -78 درجة مئوية. 
وهو أحد نواتج تسوس أو احتراق أي مادة عضوية. يذوب في الماء فقط عند درجة حرارة 15 درجة مئوية وفقط إذا كانت نسبة الماء: ثاني أكسيد الكربون 1: 1. يمكن أن تكون كثافة ثاني أكسيد الكربون مختلفة ، ولكن في ظل الظروف القياسية تكون 1.976 كجم / م 3. هذا إذا كان في شكل غازي ، وفي حالات أخرى (سائل / غازي) ، ستكون قيم الكثافة مختلفة أيضًا. هذه المادة عبارة عن أكسيد حمضي ، فإضافته إلى الماء يؤدي إلى إنتاج حمض الكربونيك. إذا قمت بدمج ثاني أكسيد الكربون مع أي قلوي ، فنتيجة للتفاعل اللاحق ، تتشكل الكربونات والهيدروكربونات. لا يمكن لهذا الأكسيد أن يدعم الاحتراق ، مع استثناءات قليلة. هذه معادن نشطة ، وفي هذا النوع من التفاعل ، يأخذون الأكسجين منه.
إيصال
يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون وبعض الغازات الأخرى بكميات كبيرة عند إنتاج الكحول أو تحلل الكربونات الطبيعية. ثم يتم غسل الغازات الناتجة بكربونات البوتاسيوم المذابة. يتبع ذلك امتصاصهم لثاني أكسيد الكربون ، ناتج هذا التفاعل هو الهيدروكربونات ، عن طريق تسخين المحلول الذي يتم الحصول على الأكسيد المطلوب منه. 
ولكن الآن يتم استبداله بنجاح بالإيثانولامين المذاب في الماء ، والذي يمتص أول أكسيد الكربون الموجود في غاز المداخن ويطلقه عند تسخينه. أيضًا ، هذا الغاز هو منتج ثانوي لتلك التفاعلات التي يتم فيها الحصول على النيتروجين والأكسجين والأرجون النقي. في المختبر ، ينتج بعض ثاني أكسيد الكربون عندما تتفاعل الكربونات والبيكربونات مع الأحماض. تتشكل أيضًا عند صودا الخبز و عصير ليمونأو نفس بيكربونات الصوديوم والخل (الصورة).
طلب
لا يمكن لصناعة المواد الغذائية الاستغناء عن استخدام ثاني أكسيد الكربون ، حيث يُعرف بأنه عامل حافظة وخميرة ، برمز E290. أي مطفأة حريق تحتوي عليها على شكل سائل. 
أيضًا ، أول أكسيد الكربون رباعي التكافؤ ، الذي يتم إطلاقه أثناء عملية التخمير ، يعد بمثابة ضماد جيد لنباتات أحواض السمك. يوجد أيضًا في الصودا المعروفة ، والتي يشتريها كثير من الناس من متجر البقالة. يتم لحام الأسلاك في بيئة ثاني أكسيد الكربون ، ولكن إذا كانت درجة الحرارة هذه العمليةمرتفع جدًا ، ثم يترافق مع تفكك ثاني أكسيد الكربون ، حيث يتم إطلاق الأكسجين ، مما يؤدي إلى أكسدة المعدن. ثم لا يكتمل اللحام بدون مزيلات الأكسدة (المنجنيز أو السيليكون). يتم ضخ عجلات الدراجات بثاني أكسيد الكربون ، وهي موجودة أيضًا في علب أسلحة تعمل بالهواء المضغوط (يسمى هذا التنوع بالون الغاز). أيضًا ، هذا الأكسيد في الحالة الصلبة ، المسمى بالثلج الجاف ، ضروري كمبرد في التجارة ، بحث علميوعند إصلاح بعض المعدات.
استنتاج
هذا هو مدى فائدة ثاني أكسيد الكربون للبشر. وليس فقط في الصناعة ، فهي تلعب دورًا مهمًا أيضًا دور بيولوجي: بدونها ، لا يمكن أن يحدث تبادل الغازات ، وتنظيم نغمة الأوعية الدموية ، والتمثيل الضوئي والعديد من العمليات الطبيعية الأخرى. لكن فائضه أو نقصه في الهواء لبعض الوقت يمكن أن يؤثر سلبًا الحالة الفيزيائيةكل الكائنات الحية.
يساوي +4) ، يسمى ثاني أكسيد الكربون (أسماء أخرى: ثاني أكسيد الكربون ، أنهيدريد الكربون ، ثاني أكسيد الكربون). عادة ما تتم كتابة هذه المادة بالصيغة الجزيئية CO2. كتلته المولية 44.01 جم / مول. بواسطة مظهر خارجيتحت الظروف العادية ، أنهيدريد الكربون هو غاز عديم اللون. في التركيزات المنخفضة ، يكون عديم الرائحة ، وفي التركيزات الأعلى يكتسب رائحة حامضة حادة.
لهذا المواد الكيميائيةهناك ثلاث حالات تجميع محتملة تتميز بـ معان مختلفةكثافة:
- صلب (جليد جاف) ؛ بضغط 1 atm. ودرجة الحرارة -78.5 درجة مئوية - 1562 كجم / متر مكعب ؛
- سائل (ثاني أكسيد الكربون) ؛ عند ضغط 56 ضغط جوي. ودرجة الحرارة +20 درجة مئوية - 770 كجم / متر مكعب ؛
- الغازي؛ بضغط 1 atm. ودرجة حرارة 0 درجة مئوية - 1.977 كجم / متر مكعب.
درجة انصهار ثاني أكسيد الكربون هي -78 درجة مئوية ، ونقطة الغليان هي -57 درجة مئوية. المادة قابلة للذوبان في الماء: عند 25 درجة مئوية وضغط 100 كيلو باسكال ، تكون قابليتها للذوبان 1.45 جم / لتر.
ثاني أكسيد الكربون مركب كيميائي طبيعي ترتبط فيه ذرات الأكسجين بذرة الكربون بواسطة رابطة تساهمية. جزيء ثاني أكسيد الكربون خطي ومتماثل. كل من الروابط بين الكربون واثنين من ذرات الأكسجين متكافئة (مزدوجة بشكل أساسي). الجزيء متماثل حول مركزه ، لذلك ليس لديه أي عزم كهربائي ثنائي القطب.
كان ثاني أكسيد الكربون أحد المركبات الكيميائية الغازية الأولى التي توقفت عن التعرف على الهواء. في القرن السابع عشر ، لاحظ الكيميائي الفلمنكي يان بابتيستا فان هيلمونت أنه عندما أحرق الفحم في وعاء مغلق ، كانت كتلة الرماد الناتجة أقل بكثير من كتلة الرماد. الخصائص التقليديةتمت دراسة ثاني أكسيد الكربون بشكل أكثر شمولاً في عام 1750 من قبل الطبيب الاسكتلندي جوزيف بلاك.
يوجد ثاني أكسيد الكربون عند الضغط القياسي ودرجة الحرارة في الغلاف الجوي للأرض بكمية تقارب 0.04٪ من حيث الحجم. في دورة الكربون المعروفة باسم التمثيل الضوئي ، تمتص النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء ثاني أكسيد الكربون. نتيجة لذلك ، يتم تكوين الماء والكربوهيدرات ، لكن هذه العملية تحدث فقط تحت تأثير الضوء. ينتج ثاني أكسيد الكربون أيضًا عند حرق الفحم أو الهيدروكربونات ، وعند تخمير السوائل ، وعندما ينفث الإنسان والحيوان الهواء. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إخراجها من البراكين والينابيع الساخنة والسخانات.
يلعب في ثاني أكسيد الكربون دورا هاما(يمتص ويبعث الإشعاع في نطاق الأشعة تحت الحمراء الحرارية). هذا ايضا مركب كيميائيأحد المصادر الرئيسية لخفض الرقم الهيدروجيني للمحيطات: الذوبان في الماء ، فهو يشكل حمض كربونيك ضعيف: CO2 + H2O ↔ H2CO3 ، غير قادر على الانفصال تمامًا عن الأيونات.
ثاني أكسيد الكربون لا يدعم الاحتراق أو التنفس. تنطفئ شعلة مضاءة في غلافها الجوي. تختنق الحيوانات والبشر بتركيزات عالية من ثاني أكسيد الكربون. عند تركيز 3٪ في الهواء ، يتسارع التنفس ، بنسبة 10٪ ، يحدث فقدان للوعي وموت سريع ، و 20٪ المحتوى يسبب شللًا فوريًا.
ثاني أكسيد الكربون هو أنهيدريد حمض الكربونيك ، لذلك له الخصائص المميزة للأكسيد الحمضي. في ظل ظروف المختبر ، يتم الحصول عليها عن طريق تفاعل الطباشير مع حمض الهيدروكلوريك في CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O. في الصناعة ، يتم إنتاجه عن طريق التحلل الحراري للحجر الجيري أو الطباشير (غالبًا ما يكون المغنسيت أو الدولوميت): CaCO3 → CaO + CO2. يُعد إنتاج ثاني أكسيد الكربون نتيجة ثانوية لفصل الهواء بدرجة حرارة منخفضة إلى نيتروجين وأكسجين. في الوقت الحاضر ، يتم إنتاج مولدات خاصة لإنتاج ثاني أكسيد الكربون من الهواء. تستخدم هذه المولدات لتزويد الصوبات الزراعية بثاني أكسيد الكربون من أجل خلق بيئة مواتية للنباتات.
يحتوي ثاني أكسيد الكربون تطبيق واسعفي الصناعات الكيماوية. يتم استخدامه لإنتاج الصودا ، لتخليق الأحماض العضوية ، لتصنيع المشروبات الغازية. تستخدم كمبرد ، على سبيل المثال ، في صناعة النبيذ. يتم إنشاء جو من ثاني أكسيد الكربون لمنع تعفن المنتجات الغذائية ، وهو نفس العنب بعد حصاده وقبل بدء إنتاج النبيذ.
يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون أو ثاني أكسيد الكربون المسال لملئها ، والتي تستخدم لإطفاء الحرائق. ومع ذلك ، لا يمكنهم إطفاء أي شخص ، حيث يتبخر جزء كبير من تدفق ثاني أكسيد الكربون السائل ، بينما تنخفض درجة الحرارة بشكل حاد (مما قد يتسبب في قضمة الصقيع) ويتحول ثاني أكسيد الكربون إلى جليد جاف. يشيع استخدام ثاني أكسيد الكربون لإطفاء السوائل القابلة للاشتعال والأسلاك الكهربائية. الآلية هي وقف تدفق الأكسجين من الهواء إلى مصدر الاشتعال.
ثاني أكسيد الكربون مادة لها أسماء عديدة: أول أكسيد الكربون (IV) أو ثاني أكسيد الكربون أو ثاني أكسيد الكربون. ويسمى أيضًا أنهيدريد الكربون. إنه غاز عديم اللون والرائحة مع طعم حامض قليلاً. ثاني أكسيد الكربون أثقل من الهواء ولا يذوب جيدًا في الماء. عند درجات حرارة أقل من -78 درجة مئوية ، يتبلور ويصبح مثل الثلج.
من الحالة الغازية ، تنتقل هذه المادة إلى الحالة الصلبة ، حيث لا يمكن أن توجد في حالة سائلة تحت ظروف الضغط الجوي. كثافة ثاني أكسيد الكربون في الظروف العادية هي 1.97 كجم / م 3 - أعلى بمقدار 1.5 مرة ، ويطلق على ثاني أكسيد الكربون في الحالة الصلبة اسم "الثلج الجاف". في حالة سائلة يمكن تخزينها فيها وقت طويل، يتغير مع زيادة الضغط. دعونا نلقي نظرة فاحصة مادة معينةوهيكلها الكيميائي.
يتكون ثاني أكسيد الكربون ، صيغته CO2 ، من الكربون والأكسجين ، ويتم الحصول عليه نتيجة احتراق أو تحلل المادة العضوية. يوجد أول أكسيد الكربون في الهواء والينابيع المعدنية الموجودة تحت الأرض. يطلق البشر والحيوانات أيضًا ثاني أكسيد الكربون عندما يزفرون الهواء. تقوم النباتات بدون إضاءة بإطلاقه ، وخلال عملية التمثيل الضوئي تمتصه بشكل مكثف. بفضل عملية التمثيل الغذائي الخلوي لجميع الكائنات الحية ، يعد أول أكسيد الكربون أحد المكونات الرئيسية للبيئة.
هذا الغاز ليس سامًا ، ولكن إذا تراكم بتركيز عالٍ ، فقد يبدأ الاختناق (فرط ثنائي أكسيد الكربون) ، ومع نقصه ، تتطور الحالة المعاكسة - hypocapnia. ينقل ثاني أكسيد الكربون ويعكس الأشعة تحت الحمراء. إنه غاز دفيئة يؤثر بشكل مباشر الاحتباس الحراري. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن مستوى محتواها في الغلاف الجوي يتزايد باستمرار ، مما يؤدي إلى ظاهرة الاحتباس الحراري.
يتم الحصول على ثاني أكسيد الكربون صناعيًا من غازات الدخان أو الفرن ، أو عن طريق تحلل الدولوميت وكربونات الحجر الجيري. يتم غسل خليط هذه الغازات جيدًا حل خاص، التي تتكون من التالي ، تتحول إلى بيكربونات وتتحلل عند تسخينها ، مما يؤدي إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون. يتكون ثاني أكسيد الكربون (H2CO3) من ثاني أكسيد الكربون المذاب في الماء ، ولكن في الظروف الحديثةاحصل عليه وطرق أخرى أكثر تقدمًا. بعد تنظيف ثاني أكسيد الكربون ، يتم ضغطه وتبريده وضخه في أسطوانات.
في الصناعة ، يتم استخدام هذه المادة على نطاق واسع وعالمي. يستخدمه عمال الأغذية كعامل تخمير (على سبيل المثال ، لصنع العجين) أو كمادة حافظة (E290). بمساعدة ثاني أكسيد الكربون ، يتم إنتاج العديد من المشروبات المنشطة والمشروبات الغازية ، والتي لا يحبها الأطفال فحسب ، بل وأيضًا الكبار. يستخدم ثاني أكسيد الكربون في التصنيع صودا الخبزوالبيرة والسكر والنبيذ الفوار.
يستخدم ثاني أكسيد الكربون أيضًا في إنتاج طفايات حريق فعالة. بمساعدة ثاني أكسيد الكربون ، يتم إنشاء بيئة نشطة ضرورية درجة حرارة عاليةقوس اللحام ، يتكسر ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين و أول أكسيد الكربون. يتفاعل الأكسجين مع المعدن السائل ويؤكسده. يستخدم ثاني أكسيد الكربون في العلب في بنادق الهواء والمسدسات.
يستخدم صانعو الطائرات هذه المادة كوقود لنماذجهم. بمساعدة ثاني أكسيد الكربون ، يمكنك زيادة غلة المحاصيل المزروعة في الدفيئة بشكل كبير. كما أنها تستخدم على نطاق واسع في الصناعة التي يتم فيها حفظ الطعام بشكل أفضل. يتم استخدامه كمبرد في الثلاجات والمجمدات والمولدات الكهربائية ومحطات الطاقة الحرارية الأخرى.
