واکنش با دی اکسید کربن خواص فیزیکی و شیمیایی دی اکسید کربن واکنش کیفی به دی اکسید کربن

اهداف آموزشی: - بررسی اثر اسیدها بر کربنات ها و نتیجه گیری کلی.

آزمایش دی اکسید کربن با کیفیت را درک کرده و انجام دهید.

نتایج مورد انتظار: دانش آموزان از طریق یک آزمایش شیمیایی، بر اساس مشاهدات و تجزیه و تحلیل نتایج تجربی، در مورد روش های تولید دی اکسید کربن، خواص آن و تأثیر دی اکسید کربن بر آب آهک نتیجه گیری می کنند. با مقایسه روش های تولید هیدروژن و دی اکسید کربن با اثر اسیدهای رقیق بر روی فلزات و کربنات ها،دانش آموزان در مورد فرآورده های مختلف واکنش های شیمیایی حاصل از عمل اسیدهای رقیق نتیجه گیری می کنند.

پیشرفت درس:

نکته سازمانی: 1) سلام. 2) تعیین غایب. 3) بررسی آمادگی دانش آموزان و کلاس درس برای درس

نظرسنجی تکالیف: ارائه ویدئویی با موضوع:واکنش های شیمیایی ساده، هیدروژن."انجام ارزیابی متقابل تکالیف، تکنیک "دو ستاره و یک آرزو". هدف: ارزیابی همتایان، تکرار مطالب مورد مطالعه در موضوع واکنش های شیمیایی ساده. روش ها و خواص تولید هیدروژن

تقسیم کلاس به گروه. استراتژی: با شمارش

یادگیری مطالب جدید . کار را به صورت گروهی برای مطالعه منابع نظری با موضوع واکنش های شیمیایی ساده - دی اکسید کربن، تولید و مطالعه خواص دی اکسید کربن سازمان می دهد. معلم کنترل متقابل آموخته ها را سازمان می دهد،FO – تکنیک - یک جمله بنویسید که در آن لازم است پاسخ سوال مطرح شده توسط معلم بیان شود.

- چه چیز جدیدی در مورد خواص اسیدها آموخته اید؟

در مورد دی اکسید کربن چه آموخته اید؟

هدف: oاز کیفیت هر پاسخ به سرعت و به طور کلی قدردانی کنید.توجه داشته باشید که آیا دانش آموزان مفاهیم اصلی مطالب تحت پوشش و روابط آنها را شناسایی می کنند یا خیر.

1. معلم هنگام کار با اسیدها و مواد قلیایی (آب آهک) تکرار قوانین ایمنی را سازماندهی می کند - دیکته شیمیایی - 4 دقیقه.FO – تکنیک – خودکنترلی طبق مدل – درج کلمات گمشده، کار با متن. هدف آزمایش سطح دانش قوانین برای انجام یک آزمایش ایمن است.

دیکته

ایمنی عملیات با اسیدها

اسیدها شیمیایی ایجاد کند ………………….پوستو پارچه های دیگر

با توجه به سرعت عمل و سرعت تخریب بافت‌های بدن، اسیدها به ترتیب زیر مرتب می‌شوند که از بیشترین شروع می‌شود.قوی:…………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………

هنگام رقیق کردن اسیدها، ………………… داخل یک چوب ………………… با یک حلقه لاستیکی ایمنی در پایین ریخته می‌شود.

بطری اسید مجاز نیست………………دست به سینه، زیرا شاید…………………………………………..

کمک های اولیه ناحیه ای از پوست تحت تاثیر اسید……….جت سرد …………….. برای ……………………. دقیقه پوزle …………………… آب خیس شده به ناحیه سوخته زده می شودراه حل …………. باند گاز یا پشم پنبهتامپون جدید بعد از 10 دقیقه بانداژ………..، پوست…………….,و برای کاهش درد با گلیسیرین روغن کاری می شودشنیا

1. انجام آزمایش آزمایشگاهی: «به دست آوردن دی اکسید کربن و بررسی خواص آن».

دانش آموزان آزمایشی را انجام می دهندجدول مشاهدات و نتیجه گیری را پر کنید،ضبط مشاهدات ویدئویی برای قرار دادن دریوتیوبتا والدینشان بتوانند آنها را ببینند.

انعکاس درس: معلممی خواهد نگرش خود را نسبت به اشکال برگزاری درس بیان کند، خواسته های خود را برای درس بیان کند.دانش آموزان برچسب های رنگی را پر می کنند - "چراغ راهنمایی"

"قرمز" - موضوع برای من روشن نیست، سوالات زیادی باقی می ماند.

"زرد" - موضوع برای من روشن است، اما من هنوز سوالاتی دارم.

"سبز" موضوعی است که من می فهمم.

مشق شب : منبع نظری را مطالعه کنید. نتایج حاصل از اثر اسیدهای رقیق بر روی فلزات و کربنات ها را به صورت نوشتاری مقایسه کنید، گازهای هیدروژن و دی اکسید کربن را مقایسه کنید - مینی مقاله.یک ویدیو ایجاد کنید و آن را در آن پست کنیدیوتیوب. گروه ها ویدئوهای سایر دانش آموزان را ارزیابی می کنندFO – تکنولوژی – "دو ستاره و یک آرزو."

ادبیات مورد استفاده:

روش های تدریس و یادگیری فعالWWW. CPM. KZ

ارزشیابی تکوینی در مدارس ابتدایی.راهنمای عملی برای معلمان / Comp. O. I. Dudkina، A. A. Burkitova، R. Kh. – ب.: «بیلیم»، 1391. – 89 ص.

ارزیابی پیشرفت تحصیلی دانش آموزان.کتابچه راهنمای روش/ تالیف ر. خ.شاکیروف، ع.ا. بورکیتووا، O.I. دودکینا. – ب.: «بیلیم»، 1391. – 80 ص.

پیوست 1

منبع نظری

دی اکسید کربن

مولکول CO 2

خواص فیزیکی

مونوکسید کربن (IV) - دی اکسید کربن، گازی بی رنگ و بی بو، سنگین تر از هوا، محلول در آب، و پس از سرد شدن قوی، به شکل یک توده برف مانند سفید - "یخ خشک" متبلور می شود. در فشار اتمسفر ذوب نمی شود،و تبخیر می شود، با دور زدن حالت مایع تجمع - این پدیده نامیده می شود تصعید ، دمای تصعید -78 درجه سانتی گراد. دی اکسید کربن زمانی تشکیل می شود که مواد آلی پوسیده و می سوزند. موجود در هوا و چشمه های معدنی که در طی تنفس حیوانات و گیاهان آزاد می شود. کمی محلول در آب (1 حجم دی اکسید کربن در یک حجم آب در دمای 15 درجه سانتیگراد).

رسید

دی اکسید کربن از اثر اسیدهای قوی بر روی کربنات ها تولید می شود:

کربنات فلزی+ اسید →یک نمک + دی اکسید کربن + آب

CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + CO 2 +H 2 O

کربناتکلسیم + نمکاسید = کربنیگاز + آب

کربنات کلسیم + اسید کلریدریک→ کلرید کلسیم + دی اکسید کربن + آب

Na 2 CO 3 + 2HCl = 2 NaCl + CO 2 +H 2 O

کربناتسدیم + نمکاسید = کربنیگاز + آب

کربنات سدیم + اسید کلریدریک→ کلرید سدیم + دی اکسید کربن + آب

خواص شیمیایی

واکنش کیفی

یک واکنش کیفی برای تشخیص دی اکسید کربن کدورت آب آهک است:

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ +H 2 O.

آب آهک + دی اکسید کربن = + آب

در ابتدای واکنش، رسوب سفید رنگی تشکیل می شود که با عبور طولانی مدت CO ناپدید می شود. 2 از طریق آب آهک، زیرا کربنات کلسیم نامحلول به بی کربنات محلول تبدیل می شود:

CaCO 3 +H 2 O+CO 2 = با a (HCO 3 ) 2 .

پیوست 2

آزمایش آزمایشگاهی شماره 7

تولید دی اکسید کربن و شناخت آن

هدف کار: به طور تجربی دی اکسید کربن را بدست آورید و آزمایشی را انجام دهید که ویژگی های آن را مشخص می کند.

تجهیزات و معرف ها: قفسه با لوله آزمایش، قفسه آزمایشگاهی، لوله آزمایش، لوله خروجی گاز با درپوش لاستیکی، دستگاه تولید دی اکسید کربن، گچ (کربنات کلسیم)، کربنات مس ( II )، کربنات سدیم، محلول اسید استیک، آب آهک.

پیشرفت کار:

یک لوله آزمایش با 3 میلی لیتر آب آهک از قبل آماده کنید.

دستگاه تولید گاز را مونتاژ کنید (همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است). چند تکه گچ را در یک لوله آزمایش قرار دهید، تا 1/3 حجم لوله آزمایش را با اسید استیک پر کنید و با یک درپوش با لوله خروجی گاز که انتهای آن به سمت پایین است، ببندید. نتیجه گیری در مورد روش تولید دی اکسید کربن (_______________________?) .

لوله خروجی گاز را در لوله آزمایش با آب آهک فرو کنید تا انتهای لوله خروجی گاز زیر سطح محلول باشد. دی اکسید کربن را عبور دهید تا رسوب تشکیل شود. اگر به دفع دی اکسید کربن ادامه دهید، رسوبات ناپدید می شوند. در مورد خواص شیمیایی دی اکسید کربن نتیجه گیری کنید.

بر اساس نتایج آزمایشات، جدول را پر کنید و نتیجه بگیرید.

نمونه کار

دستگاهی برای تولید دی اکسید کربن مونتاژ کردیم، تکه های گچ را در لوله آزمایش قرار دادیم و اسید کلریدریک اضافه کردیم. مشاهده می کنم: آزاد شدن حباب های گاز.

دی اکسید کربن را می توان با اثر اسید استیک در موارد زیر تولید کرد:

گچ (کربنات نتیجه گیری: دی اکسید کربن به دست آوردیم و خواص آن را مطالعه کردیم.

یوتیوب دایره المعارفی

• 1 / 5

  مونوکسید کربن (IV) از احتراق پشتیبانی نمی کند. فقط برخی از فلزات فعال در آن می سوزند:

  2 Mg + C O 2 → 2 Mg O + C (\displaystyle (\mathsf (2Mg+CO_(2)\ فلش سمت راست 2MgO+C)))

  برهمکنش با اکسید فلز فعال:

  C a O + C O 2 → C a C O 3 (\displaystyle (\mathsf (CaO+CO_(2)\ فلش سمت راست CaCO_(3)))

  هنگامی که در آب حل می شود، اسید کربنیک تشکیل می دهد:

  C O 2 + H 2 O ⇄ H 2 C O 3 (\displaystyle (\mathsf (CO_(2)+H_(2)O\ فلش سمت چپ H_(2)CO_(3))))

  با مواد قلیایی واکنش می دهد و کربنات و بی کربنات تشکیل می دهد:

  C a (O H) 2 + C O 2 → C a C O 3 ↓ + H 2 O (\displaystyle (\mathsf (Ca(OH)_(2)+CO_(2)\ فلش سمت راست CaCO_(3)\ رو به پایین +H_( 2) O)))(واکنش کیفی به دی اکسید کربن) K O H + C O 2 → K H C O 3 (\displaystyle (\mathsf (KOH+CO_(2)\arrow KHCO_(3))))

  بیولوژیکی

  بدن انسان تقریباً 1 کیلوگرم دی اکسید کربن در روز منتشر می کند.

  این دی اکسید کربن از بافت ها منتقل می شود، جایی که به عنوان یکی از محصولات نهایی متابولیسم تشکیل می شود، از طریق سیستم وریدی و سپس در هوای بازدمی از طریق ریه ها دفع می شود. بنابراین، محتوای دی اکسید کربن خون در سیستم وریدی زیاد است و در شبکه مویرگی ریه ها کاهش می یابد و در خون شریانی کم است. محتوای دی اکسید کربن یک نمونه خون اغلب بر حسب فشار جزئی بیان می شود، یعنی فشاری که مقدار معینی از دی اکسید کربن موجود در یک نمونه خون اگر به تنهایی کل حجم نمونه خون را اشغال کند، خواهد داشت.

  دی اکسید کربن (CO2) به سه روش مختلف در خون منتقل می شود (نسبت دقیق هر یک از این سه روش انتقال به شریانی یا وریدی بودن خون بستگی دارد).

  هموگلوبین، پروتئین اصلی انتقال دهنده اکسیژن گلبول های قرمز، قادر به انتقال اکسیژن و دی اکسید کربن است. با این حال، دی اکسید کربن در محل متفاوتی از اکسیژن به هموگلوبین متصل می شود. به جای هِم، به انتهای N-ترمینال زنجیره های گلوبین متصل می شود. با این حال، به دلیل اثرات آلوستریک، که منجر به تغییر در پیکربندی مولکول هموگلوبین در هنگام اتصال می شود، اتصال دی اکسید کربن توانایی اتصال اکسیژن به آن را در فشار جزئی اکسیژن کاهش می دهد و بالعکس - اتصال اکسیژن به هموگلوبین باعث کاهش توانایی دی اکسید کربن برای اتصال به آن در فشار جزئی دی اکسید کربن می شود. علاوه بر این، توانایی هموگلوبین برای اتصال ترجیحی با اکسیژن یا دی اکسید کربن نیز به pH محیط بستگی دارد. این ویژگی ها برای جذب و انتقال موفقیت آمیز اکسیژن از ریه ها به بافت ها و آزادسازی موفقیت آمیز آن در بافت ها و همچنین برای جذب و انتقال موفقیت آمیز دی اکسید کربن از بافت ها به داخل ریه ها و آزادسازی آن در آنجا بسیار مهم است.

  دی اکسید کربن یکی از مهم ترین واسطه های خودتنظیمی جریان خون است. این یک گشاد کننده عروق قوی است. بر این اساس، اگر سطح دی اکسید کربن در بافت یا خون افزایش یابد (مثلاً به دلیل متابولیسم شدید - ناشی از مثلاً ورزش، التهاب، آسیب بافتی یا به دلیل انسداد جریان خون، ایسکمی بافتی)، مویرگ ها گشاد می شوند. که منجر به افزایش جریان خون و بر این اساس، افزایش اکسیژن رسانی به بافت ها و انتقال دی اکسید کربن انباشته شده از بافت ها می شود. علاوه بر این، دی اکسید کربن در غلظت های خاص (افزایش یافته، اما هنوز به مقادیر سمی نرسیده است) اثر اینوتروپیک و کرونوتروپیک مثبت بر روی میوکارد دارد و حساسیت آن به آدرنالین را افزایش می دهد که منجر به افزایش قدرت و تعداد دفعات انقباضات قلبی، قلبی می شود. خروجی و در نتیجه، سکته مغزی و حجم دقیقه خون. این همچنین به اصلاح هیپوکسی بافتی و هیپرکاپنی (افزایش سطح دی اکسید کربن) کمک می کند.

  یون های بی کربنات برای تنظیم pH خون و حفظ تعادل طبیعی اسید و باز بسیار مهم هستند. سرعت تنفس بر محتوای دی اکسید کربن در خون تأثیر می گذارد. تنفس ضعیف یا آهسته باعث اسیدوز تنفسی می شود، در حالی که تنفس سریع و بیش از حد عمیق منجر به هیپرونتیلاسیون و ایجاد آلکالوز تنفسی می شود.

  علاوه بر این، دی اکسید کربن نیز در تنظیم تنفس مهم است. اگرچه بدن ما برای متابولیسم به اکسیژن نیاز دارد، سطوح پایین اکسیژن در خون یا بافت‌ها معمولاً تنفس را تحریک نمی‌کند (یا بهتر بگوییم، اثر تحریک‌کننده اکسیژن کم بر تنفس بسیار ضعیف است و دیر «روشن» می‌شود، در سطوح بسیار پایین اکسیژن در خونی که در آن فرد اغلب در حال از دست دادن هوشیاری است). به طور معمول، تنفس با افزایش سطح دی اکسید کربن در خون تحریک می شود. مرکز تنفسی نسبت به افزایش سطح دی اکسید کربن بسیار حساس تر از کمبود اکسیژن است. در نتیجه، تنفس هوای بسیار رقیق (با فشار جزئی کم اکسیژن) یا مخلوط گازی که اصلاً حاوی اکسیژن نیست (مثلاً 100٪ نیتروژن یا 100٪ اکسید نیتروژن) می تواند به سرعت منجر به از دست دادن هوشیاری بدون ایجاد احساس شود. کمبود هوا (زیرا سطح دی اکسید کربن در خون افزایش نمی یابد، زیرا هیچ چیز مانع بازدم آن نمی شود). این امر به ویژه برای خلبانان هواپیماهای نظامی که در ارتفاعات بالا پرواز می کنند خطرناک است (در صورت کاهش فشار اضطراری کابین، خلبانان می توانند به سرعت هوشیاری خود را از دست بدهند). این ویژگی سیستم تنظیم تنفسی همچنین دلیلی است که مهمانداران هواپیما در هواپیما به مسافران دستور می دهند در صورت کاهش فشار کابین هواپیما، اول از همه، قبل از تلاش برای کمک به دیگران، خودشان ماسک اکسیژن بگذارند - با این کار، کمک کننده در خطر از دست دادن سریع هوشیاری خود و حتی بدون احساس ناراحتی یا نیاز به اکسیژن تا آخرین لحظه است.

  مرکز تنفسی انسان سعی می کند فشار جزئی دی اکسید کربن در خون شریانی را بیش از 40 میلی متر جیوه حفظ کند. با هیپرونتیلاسیون آگاهانه، محتوای دی اکسید کربن در خون شریانی می تواند به 10-20 میلی متر جیوه کاهش یابد، در حالی که محتوای اکسیژن در خون تقریباً بدون تغییر باقی می ماند یا کمی افزایش می یابد، و نیاز به نفس کشیدن دوباره در نتیجه کاهش کاهش می یابد. در اثر محرک دی اکسید کربن بر فعالیت مرکز تنفسی. به همین دلیل است که پس از یک دوره هیپرونتیلاسیون آگاهانه، نگه داشتن نفس برای مدت طولانی آسان تر از بدون هیپرونتیلاسیون قبلی است. این هیپرونتیلاسیون عمدی و به دنبال آن حبس نفس می تواند منجر به از دست دادن هوشیاری قبل از احساس نیاز به نفس در فرد شود. در یک محیط امن، چنین از دست دادن هوشیاری چیز خاصی را تهدید نمی کند (با از دست دادن هوشیاری، فرد کنترل خود را از دست می دهد، نفس خود را حبس نمی کند و نفس می کشد، تنفس می کند و با آن اکسیژن رسانی به مغز کاهش می یابد. ترمیم می شود، و سپس هوشیاری بازیابی می شود). اما در شرایط دیگر، مانند قبل از غواصی، این می تواند خطرناک باشد (از دست دادن هوشیاری و نیاز به نفس کشیدن در عمق رخ می دهد و بدون کنترل آگاهانه، آب وارد مجاری تنفسی می شود که می تواند منجر به غرق شدن شود). به همین دلیل است که هیپرونتیلاسیون قبل از غواصی خطرناک است و توصیه نمی شود.

  رسید

  در مقادیر صنعتی، دی اکسید کربن از گازهای دودکش آزاد می شود، یا به عنوان محصول جانبی فرآیندهای شیمیایی، به عنوان مثال، در طی تجزیه کربنات های طبیعی (سنگ آهک، دولومیت) یا در طی تولید الکل (تخمیر الکلی). مخلوط گازهای حاصل با محلول کربنات پتاسیم شسته می شود که دی اکسید کربن را جذب می کند و به بی کربنات تبدیل می شود. محلول بی کربنات در اثر حرارت یا تحت فشار کاهش یافته تجزیه می شود و دی اکسید کربن آزاد می شود. در تاسیسات مدرن برای تولید دی اکسید کربن، به جای بی کربنات، بیشتر از محلول آبی مونو اتانول آمین استفاده می شود که تحت شرایط خاصی قادر به جذب CO2 موجود در گاز دودکش است و هنگام گرم شدن آن را آزاد می کند. این محصول نهایی را از سایر مواد جدا می کند.

  دی اکسید کربن نیز در کارخانه های جداسازی هوا به عنوان محصول جانبی تولید اکسیژن خالص، نیتروژن و آرگون تولید می شود.

  در آزمایشگاه، مقادیر کمی از واکنش کربنات ها و بی کربنات ها با اسیدهایی مانند سنگ مرمر، گچ یا سودا با اسید هیدروکلریک، برای مثال، با استفاده از دستگاه کیپ به دست می آید. استفاده از واکنش اسید سولفوریک با گچ یا سنگ مرمر منجر به تشکیل سولفات کلسیم کمی محلول می شود که در واکنش اختلال ایجاد می کند و با مقدار زیادی اسید حذف می شود.

  برای تهیه نوشیدنی می توان از واکنش جوش شیرین با اسید سیتریک یا آب لیمو ترش استفاده کرد. در این شکل بود که اولین نوشیدنی های گازدار ظاهر شد. داروسازان به تولید و فروش آنها مشغول بودند.

  برنامه

  در صنایع غذایی از دی اکسید کربن به عنوان نگهدارنده و خمیرکننده استفاده می شود و روی بسته بندی با کد مشخص می شود. E290.

  دستگاه برای تامین دی اکسید کربن آکواریوم ممکن است شامل یک مخزن گاز باشد. ساده ترین و متداول ترین روش تولید دی اکسید کربن بر اساس طرحی است که برای تهیه مش نوشیدنی الکلی استفاده می شود. در طول تخمیر، دی اکسید کربن آزاد شده ممکن است به خوبی برای گیاهان آکواریومی تغذیه کند

  دی اکسید کربن برای کربناته کردن لیموناد و آب گازدار استفاده می شود. دی اکسید کربن نیز به عنوان یک محیط محافظ در جوشکاری سیم استفاده می شود، اما در دمای بالا تجزیه شده و اکسیژن آزاد می کند. اکسیژن آزاد شده فلز را اکسید می کند. در این راستا لازم است مواد اکسیدکننده مانند منگنز و سیلیکون وارد سیم جوش شود. یکی دیگر از پیامدهای تأثیر اکسیژن، که با اکسیداسیون نیز همراه است، کاهش شدید کشش سطحی است که از جمله موارد دیگر، منجر به پاشش فلز شدیدتر از جوشکاری در یک محیط بی اثر می شود.

  ذخیره دی اکسید کربن در سیلندر فولادی در حالت مایع سود بیشتری نسبت به گاز دارد. دی اکسید کربن دارای دمای بحرانی نسبتاً پایین 31+ درجه سانتیگراد است. حدود 30 کیلوگرم دی اکسید کربن مایع در یک سیلندر 40 لیتری استاندارد ریخته می شود و در دمای اتاق یک فاز مایع در سیلندر وجود دارد و فشار آن تقریباً 6 مگاپاسکال (60 کیلوگرم بر سانتی متر مربع) خواهد بود. اگر دما بالای 31+ درجه سانتیگراد باشد، دی اکسید کربن با فشار بالای 7.36 مگاپاسکال به حالت فوق بحرانی می رود. فشار کاری استاندارد برای یک سیلندر 40 لیتری معمولی 15 مگاپاسکال (150 کیلوگرم در سانتی متر مربع) است، اما باید با خیال راحت فشار 1.5 برابر بالاتر، یعنی 22.5 مگاپاسکال را تحمل کند، بنابراین کار با چنین سیلندرهایی را می توان کاملاً ایمن در نظر گرفت.

  دی اکسید کربن جامد - "یخ خشک" - به عنوان مبرد در تحقیقات آزمایشگاهی، در تجارت خرده فروشی، در هنگام تعمیر تجهیزات (به عنوان مثال: خنک کردن یکی از قطعات جفت گیری در هنگام پرس) و غیره استفاده می شود. دی اکسید کربن برای مایع سازی استفاده می شود. دی اکسید کربن و تولید یخ خشک

  روش های ثبت نام

  اندازه گیری فشار جزئی دی اکسید کربن در فرآیندهای تکنولوژیکی، در کاربردهای پزشکی - تجزیه و تحلیل مخلوط های تنفسی در طول تهویه مصنوعی و در سیستم های پشتیبانی زندگی بسته مورد نیاز است. تجزیه و تحلیل غلظت CO 2 در جو برای تحقیقات زیست محیطی و علمی، برای مطالعه اثر گلخانه ای استفاده می شود. دی اکسید کربن با استفاده از آنالایزرهای گاز بر اساس اصل طیف سنجی مادون قرمز و سایر سیستم های اندازه گیری گاز ثبت می شود. آنالایزر گازهای پزشکی برای ثبت میزان دی اکسید کربن در هوای بازدمی کاپنوگراف نامیده می شود. برای اندازه گیری غلظت های پایین CO 2 (و همچنین) در گازهای فرآیند یا هوای اتمسفر، می توان از روش کروماتوگرافی گازی با متاناتور و ثبت بر روی آشکارساز یونیزاسیون شعله استفاده کرد.

  دی اکسید کربن در طبیعت

  نوسانات سالانه غلظت دی اکسید کربن اتمسفر در این سیاره عمدتاً توسط پوشش گیاهی عرض های جغرافیایی میانی (40-70 درجه) نیمکره شمالی تعیین می شود.

  مقدار زیادی دی اکسید کربن در اقیانوس حل می شود.

  دی اکسید کربن بخش قابل توجهی از جو برخی از سیارات منظومه شمسی را تشکیل می دهد: زهره، مریخ.

  سمیت

  دی اکسید کربن غیر سمی است، اما به دلیل تأثیر افزایش غلظت آن در هوا بر موجودات زنده تنفسی، به عنوان گاز خفگی طبقه بندی می شود. (انگلیسی)روسی. افزایش جزئی تمرکز تا 2 تا 4 درصد در داخل خانه منجر به خواب آلودگی و ضعف در افراد می شود. غلظت‌های خطرناک سطوحی در حدود 7-10 درصد در نظر گرفته می‌شوند که در آن خفگی ایجاد می‌شود و خود را به صورت سردرد، سرگیجه، از دست دادن شنوایی و از دست دادن هوشیاری (علائم مشابه بیماری ارتفاع) نشان می‌دهد، بسته به غلظت، در طی یک دوره چندگانه. دقیقه تا یک ساعت هنگامی که هوا با غلظت بالای گاز استنشاق می شود، مرگ بسیار سریع در اثر خفگی اتفاق می افتد.

  اگرچه، در واقع، حتی غلظت 5-7٪ CO 2 کشنده نیست، در حال حاضر در غلظت 0.1٪ (این سطح از دی اکسید کربن در هوای کلان شهرها مشاهده می شود) مردم شروع به احساس ضعف و خواب آلودگی می کنند. این نشان می دهد که حتی در سطوح بالای اکسیژن، غلظت بالای CO 2 تأثیر قوی بر رفاه دارد.

  استنشاق هوا با غلظت زیاد این گاز منجر به مشکلات سلامتی درازمدت نمی شود و پس از خارج کردن قربانی از فضای آلوده به سرعت احیای کامل سلامتی رخ می دهد.

  دی اکسید کربن (دی اکسید کربن)،دی اکسید کربن نیز نامیده می شود، مهمترین جزء در نوشیدنی های گازدار است. طعم و ثبات بیولوژیکی نوشیدنی ها را تعیین می کند، به آنها خواص درخشان و طراوت می بخشد.

  خواص شیمیایی.از نظر شیمیایی، دی اکسید کربن بی اثر است. با آزاد شدن مقدار زیادی گرما، به عنوان محصول اکسیداسیون کامل کربن، بسیار پایدار است. واکنش های کاهش دی اکسید کربن تنها در دماهای بالا رخ می دهد. بنابراین، برای مثال، در تعامل با پتاسیم در دمای 230 درجه سانتیگراد، دی اکسید کربن به اسید اگزالیک کاهش می یابد:

  گاز با وارد شدن به یک برهمکنش شیمیایی با آب، به مقدار بیش از 1٪ محتوای آن در محلول، اسید کربنیک را تشکیل می دهد که به یون های H +، HCO 3 -، CO 2 3- تجزیه می شود. در یک محلول آبی، دی اکسید کربن به راحتی وارد واکنش های شیمیایی می شود و نمک های دی اکسید کربن مختلف را تشکیل می دهد. بنابراین محلول آبی دی اکسید کربن نسبت به فلزات بسیار تهاجمی بوده و همچنین اثر مخربی بر بتن دارد.

  خواص فیزیکیبرای کربناته کردن نوشیدنی ها از دی اکسید کربن استفاده می شود که با فشرده سازی تا فشار بالا به حالت مایع می رسد. بسته به دما و فشار، دی اکسید کربن می تواند به صورت گازی یا جامد نیز باشد. دما و فشار مربوط به این حالت تجمع در نمودار تعادل فاز نشان داده شده است (شکل 13).

  
  

  در دمای منفی 56.6 درجه سانتیگراد و فشار 0.52 Mn/m 2 (5.28 کیلوگرم بر سانتی متر مربع)، مربوط به نقطه سه گانه، دی اکسید کربن می تواند به طور همزمان در حالت گاز، مایع و جامد باشد. در دماها و فشارهای بالاتر، دی اکسید کربن در حالت مایع و گاز است. در دماها و فشارهایی که کمتر از این مقادیر هستند، گاز با دور زدن مستقیم فاز مایع، به حالت گازی می رود (تعید). در دماهای بالاتر از دمای بحرانی 31.5 درجه سانتیگراد، هیچ فشاری نمی تواند دی اکسید کربن را به صورت مایع نگه دارد.

  در حالت گاز، دی اکسید کربن بی رنگ، بی بو و طعم ترش ملایمی دارد. در دمای 0 درجه سانتیگراد و فشار اتمسفر، چگالی دی اکسید کربن 1.9769 کیلوگرم بر f 3 است. 1.529 بار سنگین تر از هوا است. در دمای 0 درجه سانتی گراد و فشار اتمسفر، 1 کیلوگرم گاز حجم 506 لیتر را اشغال می کند. رابطه بین حجم، دما و فشار دی اکسید کربن با معادله زیر بیان می شود:

  

  که در آن V حجم 1 کیلوگرم گاز در متر 3 بر کیلوگرم است. T - دمای گاز در ° K؛ P - فشار گاز در N/m 2؛ R - ثابت گاز؛ A یک مقدار اضافی است که انحراف از معادله حالت یک گاز ایده آل را در نظر می گیرد.

  

  دی اکسید کربن مایع- مایعی بی رنگ، شفاف، به راحتی متحرک، که از نظر ظاهری یادآور الکل یا اتر است. چگالی مایع در 0 درجه سانتیگراد 0.947 است. در دمای 20 درجه سانتی گراد، گاز مایع تحت فشار 6.37 Mn/m2 (65 kg/cm2) در سیلندرهای فولادی ذخیره می شود. هنگامی که مایع آزادانه از سیلندر جریان می یابد، تبخیر می شود و مقدار زیادی گرما را جذب می کند. هنگامی که دما به منفی 78.5 درجه سانتیگراد می رسد، بخشی از مایع یخ می زند و به اصطلاح به یخ خشک تبدیل می شود. یخ خشک از نظر سختی نزدیک به گچ است و رنگ سفید مات دارد. یخ خشک کندتر از مایع تبخیر می شود و بلافاصله به حالت گاز تبدیل می شود.

  در دمای منفی 78.9 درجه سانتیگراد و فشار 1 kg/cm 2 (9.8 MN/m2) گرمای تصعید یخ خشک 136.89 کیلو کالری بر کیلوگرم (573.57 کیلوژول بر کیلوگرم) است.

  دی اکسید کربن، مونوکسید کربن، دی اکسید کربن - همه اینها نام یک ماده است که برای ما به عنوان دی اکسید کربن شناخته می شود. بنابراین این گاز چه خواصی دارد و در چه زمینه هایی کاربرد دارد؟

  دی اکسید کربن و خواص فیزیکی آن

  دی اکسید کربن از کربن و اکسیژن تشکیل شده است. فرمول دی اکسید کربن به این صورت است - CO2. در طبیعت، در طی احتراق یا پوسیدگی مواد آلی تشکیل می شود. میزان گاز موجود در هوا و چشمه های معدنی نیز بسیار زیاد است. علاوه بر این، انسان و حیوانات نیز هنگام بازدم دی اکسید کربن منتشر می کنند.

  

  برنج. 1. مولکول دی اکسید کربن.

  دی اکسید کربن یک گاز کاملا بی رنگ است و دیده نمی شود. همچنین بویی ندارد. با این حال، با غلظت های بالا، فرد ممکن است دچار هیپرکاپنی، یعنی خفگی شود. کمبود دی اکسید کربن نیز می تواند باعث مشکلات سلامتی شود. در نتیجه کمبود این گاز، شرایط مخالف خفگی ایجاد می شود - هیپوکاپنی.

  اگر دی اکسید کربن را در شرایط دمای پایین قرار دهید، در دمای 72- درجه کریستال می شود و مانند برف می شود. بنابراین، دی اکسید کربن جامد را "برف خشک" می نامند.

  

  برنج. 2. برف خشک – دی اکسید کربن.

  دی اکسید کربن 1.5 برابر چگالی هوا است. چگالی آن 1.98 کیلوگرم بر مترمربع است. پیوند شیمیایی موجود در مولکول دی اکسید کربن، کووالانسی قطبی است. قطبی است زیرا اکسیژن دارای ارزش الکترونگاتیوی بالاتری است.

  مفهوم مهم در مطالعه مواد جرم مولکولی و مولی است. جرم مولی دی اکسید کربن 44 است. این عدد از مجموع جرم اتمی نسبی اتم های تشکیل دهنده مولکول به دست می آید. مقادیر جرم اتمی نسبی از جدول D.I گرفته شده است. مندلیف و به اعداد کامل گرد می شوند. بر این اساس، جرم مولی CO2 = 12 + 2 * 16.

  برای محاسبه کسر جرمی عناصر در دی اکسید کربن، باید از فرمول محاسبه کسر جرمی هر عنصر شیمیایی در یک ماده پیروی کرد.

  n- تعداد اتم ها یا مولکول ها
  الف r- جرم اتمی نسبی یک عنصر شیمیایی.
  آقای- جرم مولکولی نسبی ماده
  بیایید جرم مولکولی نسبی دی اکسید کربن را محاسبه کنیم.

  Mr(CO2) = 14 + 16 * 2 = 44 w(C) = 1 * 12 / 44 = 0.27 یا 27٪ از آنجایی که فرمول دی اکسید کربن شامل دو اتم اکسیژن است، پس n = 2 w(O) = 2 * 16 / 44 = 0.73 یا 73٪

  پاسخ: w(C) = 0.27 یا 27%؛ w(O) = 0.73 یا 73٪

  خواص شیمیایی و بیولوژیکی دی اکسید کربن

  دی اکسید کربن دارای خواص اسیدی است زیرا یک اکسید اسیدی است و هنگامی که در آب حل می شود اسید کربنیک تشکیل می دهد:

  CO2+H2O=H2CO3

  با مواد قلیایی واکنش می دهد و در نتیجه کربنات ها و بی کربنات ها تشکیل می شود. این گاز نمی سوزد. فقط برخی از فلزات فعال مانند منیزیم در آن می سوزند.

  با حرارت دادن، دی اکسید کربن به مونوکسید کربن و اکسیژن تجزیه می شود:

  2CO3=2CO+O3.

  مانند سایر اکسیدهای اسیدی، این گاز به راحتی با اکسیدهای دیگر واکنش می دهد:

  СaO+Co₃=CaCO3.

  دی اکسید کربن بخشی از تمام مواد آلی است. گردش این گاز در طبیعت با کمک تولیدکنندگان، مصرف کنندگان و تجزیه کننده ها انجام می شود. در فرآیند زندگی، یک فرد تقریباً 1 کیلوگرم دی اکسید کربن در روز تولید می کند. هنگام دم، اکسیژن دریافت می کنیم، اما در این لحظه دی اکسید کربن در آلوئول ها تشکیل می شود. در این لحظه، یک تبادل رخ می دهد: اکسیژن وارد خون می شود و دی اکسید کربن خارج می شود.

  دی اکسید کربن در طی تولید الکل تولید می شود. این گاز همچنین یک محصول جانبی در تولید نیتروژن، اکسیژن و آرگون است. استفاده از دی اکسید کربن در صنایع غذایی ضروری است، جایی که دی اکسید کربن به عنوان یک نگهدارنده عمل می کند و دی اکسید کربن به شکل مایع در کپسول های آتش نشانی یافت می شود.

  تعریف

  دی اکسید کربن(دی اکسید کربن، انیدرید کربنیک، دی اکسید کربن) - مونوکسید کربن (IV).

  فرمول - CO 2. جرم مولی - 44 گرم در مول.

  خواص شیمیایی دی اکسید کربن

  دی اکسید کربن متعلق به کلاس اکسیدهای اسیدی است، یعنی. هنگام تعامل با آب، اسیدی به نام اسید کربنیک تشکیل می دهد. اسید کربنیک از نظر شیمیایی ناپایدار است و در لحظه تشکیل بلافاصله به اجزای خود تجزیه می شود. واکنش بین دی اکسید کربن و آب برگشت پذیر است:

  CO 2 + H 2 O ↔ CO 2 × H 2 O (محلول) ↔ H 2 CO 3 .

  با حرارت دادن، دی اکسید کربن به مونوکسید کربن و اکسیژن تجزیه می شود:

  2CO 2 = 2CO + O 2.

  مانند تمام اکسیدهای اسیدی، دی اکسید کربن با واکنش های متقابل با اکسیدهای بازی (که فقط توسط فلزات فعال تشکیل می شوند) و بازها مشخص می شود:

  CaO + CO 2 = CaCO 3;

  Al 2 O 3 + 3CO 2 = Al 2 (CO 3) 3;

  CO 2 + NaOH (رقیق) = NaHCO 3 ;

  CO 2 + 2NaOH (conc) = Na 2 CO 3 + H 2 O.

  دی اکسید کربن از احتراق پشتیبانی نمی کند: فقط فلزات فعال در آن می سوزند:

  CO 2 + 2Mg = C + 2MgO (t);

  CO 2 + 2Ca = C + 2CaO (t).

  دی اکسید کربن با مواد ساده ای مانند هیدروژن و کربن واکنش می دهد:

  CO 2 + 4H 2 = CH 4 + 2H 2 O (t، kat = Cu 2 O).

  CO 2 + C = 2CO (t).

  هنگامی که دی اکسید کربن با پراکسیدهای فلزات فعال واکنش می دهد، کربنات ها تشکیل شده و اکسیژن آزاد می شود:

  2CO 2 + 2Na 2 O 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2.

  یک واکنش کیفی به دی اکسید کربن واکنش متقابل آن با آب آهک (شیر) است، به عنوان مثال. با هیدروکسید کلسیم، که در آن یک رسوب سفید تشکیل می شود - کربنات کلسیم:

  CO 2 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O.

  خواص فیزیکی دی اکسید کربن

  دی اکسید کربن یک ماده گازی بدون رنگ یا بو است. سنگین تر از هوا از نظر حرارتی پایدار است. هنگامی که فشرده و سرد می شود، به راحتی به حالت مایع و جامد تبدیل می شود. دی اکسید کربن در حالت جامد جامد "یخ خشک" نامیده می شود و به راحتی در دمای اتاق تصعید می شود. دی اکسید کربن در آب کم محلول است و تا حدی با آن واکنش می دهد. چگالی - 1.977 گرم در لیتر.

  تولید و استفاده از دی اکسید کربن

  روش های صنعتی و آزمایشگاهی برای تولید دی اکسید کربن وجود دارد. بنابراین، در صنعت با سوزاندن سنگ آهک (1) و در آزمایشگاه با اثر اسیدهای قوی روی نمک‌های اسید کربنیک (2) به دست می‌آید:

  CaCO 3 = CaO + CO 2 (t) (1);

  CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + CO 2 + H 2 O (2).

  دی اکسید کربن در صنایع غذایی (لیموناد کربناته)، شیمیایی (کنترل دما در تولید الیاف مصنوعی)، متالورژی (حفاظت از محیط زیست، مانند بارش گاز قهوه ای) و سایر صنایع استفاده می شود.

  نمونه هایی از حل مسئله

  مثال 1

  ورزش کنید	از اثر 200 گرم محلول 10 درصد اسید نیتریک به ازای هر 90 گرم کربنات کلسیم حاوی 8 درصد ناخالصی های نامحلول در اسید چه حجمی از دی اکسید کربن آزاد می شود؟
  راه حل	جرم مولی اسید نیتریک و کربنات کلسیم، با استفاده از جدول عناصر شیمیایی توسط D.I. مندلیف - به ترتیب 63 و 100 گرم در مول. اجازه دهید معادله انحلال سنگ آهک در اسید نیتریک را بنویسیم: CaCO 3 + 2HNO 3 → Ca(NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O. ω(CaCO 3) cl = 100% - مخلوط ω = 100% - 8% = 92% = 0.92. سپس جرم کربنات کلسیم خالص عبارت است از: m(CaCO 3) cl = m سنگ آهک × ω(CaCO 3) cl / 100%; m(CaCO 3) cl = 90 × 92 / 100٪ = 82.8 گرم. مقدار ماده کربنات کلسیم برابر است با: n (CaCO 3) = m (CaCO 3) cl / M (CaCO 3); n (CaCO 3) = 82.8 / 100 = 0.83 مول. جرم اسید نیتریک در محلول برابر با: m(HNO 3) = m(HNO 3) محلول × ω(HNO 3) / 100%؛ m(HNO 3) = 200 × 10 / 100٪ = 20 گرم. مقدار اسید نیتریک کلسیم برابر است با: n(HNO 3) = m(HNO 3) / M(HNO 3); n (HNO 3) = 20 / 63 = 0.32 مول. با مقایسه مقادیر موادی که واکنش نشان داده اند، مشخص می کنیم که اسید نیتریک کمبود دارد، بنابراین، محاسبات بیشتر با استفاده از اسید نیتریک انجام می شود. طبق معادله واکنش n(HNO 3): n(CO 2) = 2:1، بنابراین n(CO 2) = 1/2×n(HNO 3) = 0.16 مول. سپس حجم دی اکسید کربن برابر با: V(CO 2) = n(CO 2)×V m; V(CO 2) = 0.16 × 22.4 = 3.58 گرم.
  پاسخ دهید	حجم دی اکسید کربن 3.58 گرم است.