化工小知识分享-二氧化碳

俗名碳酸气，也称碳酸酐或碳酐，化学式CO2。常温下无色，是一种略有酸味的气体，其密度为1.977g·cm-3。CO2分子具有直线型结构O=C=O，键长116.3pm，是非极性分子，与N3-，N2O，NO2+，OCN-等互为等电子体。液态CO2密度小，减压膨胀时，一部分液态CO2迅速蒸发，吸收大量的热使另一部分液态CO2凝固成白色雪状固体，俗称干冰。干冰是分子晶体，-78.5℃时，不经熔化即可直接升华，而且蒸发较慢，可得-80℃左右的低温，常用作冷冻剂。CO2化学性质很稳定，通常不会分解放氧，不能燃烧也不助燃，是常用的灭火剂。但CO2不能用来扑灭活泼金属(如K，Na，Mg，Zn等)的燃烧，因为它们可在CO2中燃烧，例如：

                               
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炽热的碳也可夺取一部分的氧而产生一氧化碳CO。在过量的空气内，碳和它的化合物(如木材、煤、石油及其制品、天然气等等)燃烧皆产生CO2。除此之外，动物尸体和腐烂的植物，呼吸、火山地带的裂隙及很多泉水中也放出CO2。实验室内可用大理石(或碳酸盐)和盐酸作用来制取CO2。工业上所需的大量CO2是煅烧石灰石或酒精发酵的副产品中获得的，也可由烟道气中回收CO2，CO2气中的SO2及H2S可用KMnO4及Na2CO3溶液洗去。CO2微溶于水，室温下饱和CO2溶液的浓度为0.03～0.04mol·1-1，其中大部分CO2以水合分子的形式CO2·xH2O存在，只有一小部分生成碳酸H2CO3。实验证明〔CO2〕/〔H2CO3〕=600，碳酸的“有效电离常数”，K1＝2×10-4，假定溶于水的CO2全部转化为碳酸则计算的“表观电离常数”，K1＝4.3×10-7，故碳酸是一种弱酸。水溶液中存在下列平衡：

                               
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升高温度，则平衡向左移动，CO2可全部放出。人类吸气中CO2浓度高达5%时，即可刺激呼吸中枢，会使呼吸量增加2倍。在呼吸中枢发生抑制时，可吸入CO2 (5～7%)和氧(93～95%)的混合气，作兴奋药。绿色植物吸收CO2和水后在光合作用下，可以合成有机物。CO2还可用做多种清凉饮料。CO2用于制碱、制糖、钢铸件的淬火、合成尿素、制备碳酸盐和铅白以及化学合成中的惰性介质等许多方面。