二氧化碳(化学式:CO2)是空气中常见的温室气体,是一种气态化合物,碳与氧反应生成其化学式为CO2,一个二氧化碳分子由两个氧原子与一个碳原子通过共价键构成。
二氧化碳常温下是一种无色无味、不助燃、不可燃的气体,密度比空气大,略溶于水,与水反应生成碳酸。
中文名 二氧化碳 英文名 carbon dioxide
别称 碳酸气,碳酸酐,干冰(固态) 化学式 CO₂
分子量 44.0095 CAS登录号 124-38-9
EINECS登录号 204-696-9 熔点 -78.45℃(194.7K)
沸点 -56.55℃(216.6K) 水溶性 1.45 g/L(25℃,100kPa)
密度 气态1.977g/L,液态1.177kg/L 外观 无色无味气体
闪点 无 应用 作灭火剂、气肥、药用等
危险性描述 酸中毒 制备方法 碳酸钙与盐酸反应
分子直径 0.33nm
理化性质
物理性质
液体状态表面张力:约3.0dyn/cm
密度:1.816kg/m3
粘度:0.064mPa·S
临界温度:31.06℃
临界压力:7.383MPa
临界体积:10.6Kmol/m3
化学性质
碳氧化物之一,是一种无机物,不可燃,通常不支持燃烧,无毒性。
和水反应
二氧化碳可以溶于水并和水反应生成碳酸,而不稳定的碳酸容易分解成水和二氧化碳:
和碱性物质反应
二氧化碳可以和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水:
该反应用于检验二氧化碳(将气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊)
当二氧化碳过量时,生成碳酸氢钙:
由于碳酸氢钙溶解性大,可发现沉淀渐渐消失(长时间往已浑浊的石灰水中通入二氧化碳,沉淀消失)。
和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,二氧化碳过量时,生成碳酸氢钠:
和活泼金属在点燃下的反应
二氧化碳本身不支持燃烧,但是会和部分活泼金属在点燃的条件下反应(如钠、钾、镁)生成相对应的金属的氧化物和碳:
配伍禁忌
尽管二氧化碳可与多种金属氧化物或还原性金属,如铝、镁、钛和锆发生剧烈的反应,但可与大多数物质配伍。与钠和钾的混合物受震时爆炸。
应用领域
在国民经济各部门,二氧化碳有着十分广泛的用途。二氧化碳产品主要是从合成氨制氢气过程气、发酵气、石灰窑气、酸中和气、乙烯氧化副反应气和烟道气等气体中提取和回收,商用产品的纯度不低于99%(体积)。
二氧化碳可注入饮料中,增加压力,使饮料中带有气泡,增加饮用时的口感,像汽水、啤酒均为此类的例子。
固态的二氧化碳(或干冰)在常温下会气化,吸收大量的热,因此可用在急速的食品冷冻。
二氧化碳的重量比空气重,不助燃,因此许多灭火器都通过产生二氧化碳,利用其特性灭火。而二氧化碳灭火器是直接用液化的二氧化碳灭火,除上述特性外,更有灭火后不会留下固体残留物的优点。
二氧化碳也可用作焊接用的保护气体,其保护效果不如其他稀有气体(如氩),但价格相对便宜许多。
二氧化碳激光是一种重要的工业激光来源。
二氧化碳可用来酿酒,二氧化碳气体创造一个缺氧的环境,有助于防止细菌在葡萄生长。
二氧化碳可控制pH值,游泳池加入二氧化碳以控制pH值,加入二氧化碳从而保持pH值不上升。
二氧化碳可用于制碱工业和制糖工业。
二氧化碳可用于塑料行业的发泡剂。
干冰可以用于人造雨、舞台的烟雾效果、食品行业、美食的特殊效果等。
干冰可以用于清理核工业设备及印刷工业的版辊等。
干冰可以用于汽车、轮船、航空、太空与电子工业。液体二氧化碳通过减压变成气体很容积和织物分离,完全省去了用传统溶剂带来的复杂后处理过程。
CO₂超临界萃取技术。二氧化碳在温度高于临界温度(Tc)31℃、压力高于临界压力(Pc)3MPa的状态下,性质会发生变化,其密度近于液体,粘度近于气体,扩散系数为液体的100倍,因而具有很强的溶解能力,用它可溶解多种物质,然后提取其中的有效成分,运用该技术可生产高附加值的产品,可提取过去用化学方法无法提取的物质,且廉价、无毒、安全、高效。它适用于化工、医药、食品等工业。