TA'RIF
Karbonat angidrid(karbonat angidrid, karbonat angidrid, karbonat angidrid) - uglerod oksidi (IV).
Formula - CO 2. Molyar massa– 44 g/mol.
Karbonat angidridning kimyoviy xossalari
Karbonat angidrid kislotali oksidlar sinfiga kiradi, ya'ni. Suv bilan o'zaro ta'sirlashganda, u karbonat kislota deb ataladigan kislota hosil qiladi. Karbon kislotasi kimyoviy jihatdan beqaror va hosil bo'lish vaqtida u darhol uning tarkibiy qismlariga bo'linadi, ya'ni. Karbonat angidrid va suv o'rtasidagi reaktsiya teskari:
CO 2 + H 2 O ↔ CO 2 × H 2 O (eritma) ↔ H 2 CO 3.
Isitilganda karbonat angidrid uglerod oksidi va kislorodga parchalanadi:
2CO 2 = 2CO + O 2.
Barcha kislotali oksidlar singari, karbonat angidrid ham asosiy oksidlar (faqat faol metallar tomonidan hosil qilingan) va asoslar bilan o'zaro ta'sir qilish reaktsiyalari bilan tavsiflanadi:
CaO + CO 2 = CaCO 3;
Al 2 O 3 + 3CO 2 = Al 2 (CO 3) 3;
CO 2 + NaOH (suyultirilgan) = NaHCO 3;
CO 2 + 2NaOH (konc) = Na 2 CO 3 + H 2 O.
Karbonat angidrid yonishni qo'llab-quvvatlamaydi, unda faqat faol metallar yonadi:
CO 2 + 2Mg = C + 2MgO (t);
CO 2 + 2Ca = C + 2CaO (t).
Karbonat angidrid bilan reaksiyaga kirishadi oddiy moddalar vodorod va uglerod kabi:
CO 2 + 4H 2 = CH 4 + 2H 2 O (t, kat = Cu 2 O);
CO 2 + C = 2CO (t).
Karbonat angidrid faol metallarning peroksidlari bilan reaksiyaga kirishganda, karbonatlar hosil bo'ladi va kislorod chiqariladi:
2CO 2 + 2Na 2 O 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2.
Karbonat angidridga sifatli reaktsiya uning ohak suvi (sut) bilan o'zaro ta'sirining reaktsiyasi, ya'ni. kaltsiy gidroksid bilan, unda cho'kma hosil bo'ladi oq- kaltsiy karbonat:
CO 2 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O.
Karbonat angidridning fizik xossalari
Karbonat angidrid rangsiz va hidsiz gazsimon moddadir. Havodan og'irroq. Termal barqaror. Siqilgan va sovutilganda, u osonlikcha suyuq va qattiq holatga aylanadi. Qattiq agregat holatidagi karbonat angidrid "quruq muz" deb ataladi va xona haroratida osongina sublimatsiyalanadi. Karbonat angidrid suvda yomon eriydi va u bilan qisman reaksiyaga kirishadi. Zichlik - 1,977 g/l.
Karbonat angidridni ishlab chiqarish va ishlatish
Karbonat angidridni ishlab chiqarish uchun sanoat va laboratoriya usullari mavjud. Shunday qilib, sanoatda ohaktoshni yoqish orqali (1), laboratoriyada esa kuchli kislotalarning karbonat kislota tuzlariga (2) ta'sirida olinadi:
CaCO 3 = CaO + CO 2 (t) (1);
CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + CO 2 + H 2 O (2).
Karbonat angidrid oziq-ovqat (limonadni karbonatlash), kimyoviy (sintetik tolalar ishlab chiqarishda haroratni nazorat qilish), metallurgiya (himoya) sanoatida qo'llaniladi. muhit, masalan, yotqizish jigarrang gaz) va boshqa sanoat tarmoqlari.
Muammoni hal qilishga misollar
MISOL 1
| Mashq qilish | Kislotalarda erimaydigan 8% aralashmalar bo'lgan 90 g kaltsiy karbonatga 200 g 10% li nitrat kislota eritmasi ta'sirida qanday hajmdagi karbonat angidrid ajralib chiqadi? |
| Yechim | Jadval yordamida hisoblangan nitrat kislota va kaltsiy karbonatning molyar massalari kimyoviy elementlar DI. Mendeleyev - mos ravishda 63 va 100 g / mol. Ohaktoshning nitrat kislotada erishi tenglamasini yozamiz: CaCO 3 + 2HNO 3 → Ca(NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O. ō(CaCO 3) cl = 100% - ō aralashmasi = 100% - 8% = 92% = 0,92. Keyin, sof kaltsiy karbonatning massasi: m(CaCO 3) cl = m ohaktosh × ʼn(CaCO 3) cl / 100%; m (CaCO 3) cl = 90 × 92 / 100% = 82,8 g. Kaltsiy karbonat moddasining miqdori quyidagilarga teng: n(CaCO 3) = m (CaCO 3) cl / M (CaCO 3); n (CaCO 3) = 82,8 / 100 = 0,83 mol. Eritmadagi nitrat kislotaning massasi quyidagilarga teng bo'ladi: m(HNO 3) = m(HNO 3) eritma × ō(HNO 3) / 100%; m (HNO 3) = 200 × 10 / 100% = 20 g. Kaltsiy nitrat kislota miqdori quyidagilarga teng: n(HNO 3) = m (HNO 3) / M (HNO 3); n (HNO 3) = 20 / 63 = 0,32 mol. Reaksiyaga kirgan moddalar miqdorini solishtirib, biz nitrat kislota yetishmasligini aniqlaymiz, shuning uchun nitrat kislota yordamida keyingi hisob-kitoblar amalga oshiriladi. Reaksiya tenglamasiga ko'ra n (HNO 3): n (CO 2) = 2: 1, shuning uchun n (CO 2) = 1/2 × n (HNO 3) = 0,16 mol. Keyin, karbonat angidrid miqdori teng bo'ladi: V(CO 2) = n(CO 2)×V m; V (CO 2) = 0,16 × 22,4 = 3,58 g. |
| Javob | Karbonat angidridning hajmi 3,58 g. |
O'ylab ko'rishdan oldin Kimyoviy xossalari karbonat angidrid, keling, ushbu birikmaning ba'zi xususiyatlarini bilib olaylik.
Umumiy ma'lumot
Bu gazlangan suvning eng muhim tarkibiy qismidir. Aynan shu narsa ichimliklarga tazelik va ko'pikli sifat beradi. Bu birikma kislotali, tuz hosil qiluvchi oksiddir. karbonat angidrid 44 g/mol. Bu gaz havodan og'irroq, shuning uchun u xonaning pastki qismida to'planadi. Bu birikma suvda yomon eriydi.
Kimyoviy xossalari
Keling, karbonat angidridning kimyoviy xossalarini qisqacha ko'rib chiqaylik. Suv bilan o'zaro ta'sirlashganda zaif karbon kislotasi hosil bo'ladi. U hosil bo'lgandan so'ng deyarli darhol vodorod kationlariga va karbonat yoki bikarbonat anionlariga ajraladi. Olingan birikma faol metallar, oksidlar, shuningdek ishqorlar bilan reaksiyaga kirishadi.
Karbonat angidridning asosiy kimyoviy xossalari qanday? Reaksiya tenglamalari bu birikmaning kislotaliligini tasdiqlaydi. (4) asosiy oksidlar bilan karbonat hosil qilish qobiliyatiga ega.
Jismoniy xususiyatlar
Oddiy sharoitlarda bu ulanish mavjud gazsimon holat. Bosim oshganda, u suyuq holatga o'tishi mumkin. Bu gaz rangsiz, hidsiz va ozgina nordon ta'mga ega. Suyultirilgan karbonat angidrid rangsiz, shaffof, juda harakatchan, tashqi ko'rsatkichlari bo'yicha efir yoki spirtga o'xshash kislotadir.
Qarindosh molekulyar massa karbonat angidrid 44 g/mol. Bu havodan deyarli 1,5 baravar ko'p.
Agar harorat -78,5 darajaga tushsa, hosil bo'ladi.U qattiqligi bo'yicha bo'rga o'xshaydi. Bu modda bug'langanda uglerod oksidi gazi hosil bo'ladi (4).
Sifatli reaktsiya
Karbonat angidridning kimyoviy xossalarini ko'rib chiqishda uning sifatli reaktsiyasini ta'kidlash kerak. Ushbu kimyoviy ohak suvi bilan o'zaro ta'sirlashganda, kaltsiy karbonatning bulutli cho'kmasi hosil bo'ladi.
Kavendish bunday xususiyatni kashf etishga muvaffaq bo'ldi jismoniy xususiyatlar uglerod oksidi (4), ham suvda eruvchanligi, ham yuqori solishtirma og'irligi.
Lavoisier tadqiqot o'tkazdi, unda u qo'rg'oshin oksididan toza metallni ajratib olishga harakat qildi.
Bunday tadqiqotlar natijasida aniqlangan karbonat angidridning kimyoviy xossalari ushbu birikmaning qaytaruvchi xususiyatlarining tasdig'i bo'ldi. Lavuazye qo'rg'oshin oksidini uglerod oksidi (4) bilan kaltsiylash orqali metall olishga muvaffaq bo'ldi. Ikkinchi moddaning uglerod oksidi (4) ekanligiga ishonch hosil qilish uchun u gaz orqali ohak suvini o'tkazdi.
Karbonat angidridning barcha kimyoviy xossalari bu birikmaning kislotaliligini tasdiqlaydi. IN yer atmosferasi bu birikma etarli miqdorda mavjud. Ushbu birikmaning er atmosferasida muntazam o'sishi bilan jiddiy iqlim o'zgarishi (global isish) mumkin.
Bu tirik tabiatda muhim rol o'ynaydigan karbonat angidriddir, chunki u Kimyoviy modda tirik hujayralar almashinuvida faol ishtirok etadi. Aynan shu kimyoviy birikma tirik organizmlarning nafas olishi bilan bog'liq turli oksidlanish jarayonlarining natijasidir.
Yer atmosferasidagi karbonat angidrid tirik o'simliklar uchun uglerodning asosiy manbai hisoblanadi. Fotosintez jarayonida (yorug'likda) fotosintez jarayoni sodir bo'ladi, bu glyukoza hosil bo'lishi va atmosferaga kislorod chiqishi bilan birga keladi.
Karbonat angidrid zaharli emas va nafas olishni qo'llab-quvvatlamaydi. Ushbu moddaning atmosferada kontsentratsiyasining oshishi bilan odam nafasni ushlab turish va kuchli bosh og'rig'ini boshdan kechiradi. Tirik organizmlarda karbonat angidrid muhim fiziologik ahamiyatga ega, masalan, qon tomir tonusini tartibga solish uchun zarurdir.
Qabul qilish xususiyatlari
Sanoat miqyosida karbonat angidridni tutun gazidan ajratish mumkin. Bundan tashqari, CO2 dolomit va ohaktoshning parchalanishining yon mahsulotidir. Karbonat angidrid ishlab chiqarish uchun zamonaviy qurilmalar tutun gazida mavjud bo'lgan gazni adsorbsiya qiluvchi etanaminning suvli eritmasidan foydalanishni o'z ichiga oladi.
Laboratoriyada karbonat yoki bikarbonatlarning kislotalar bilan reaksiyaga kirishishi natijasida karbonat angidrid chiqariladi.
Karbonat angidridni qo'llash
The kislota oksidi sanoatda xamirturush yoki konservant sifatida ishlatiladi. Mahsulot qadoqlarida bu birikma E290 sifatida ko'rsatilgan. Suyuq shaklda karbonat angidrid yong'inni o'chirish uchun o't o'chirgichlarda ishlatiladi. Uglerod oksidi (4) gazlangan suv va limonadli ichimliklar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Uglerodning karbonat angidrid bilan o'zaro ta'siri reaksiyaga ko'ra davom etadi
Ko'rib chiqilayotgan tizim ikki fazadan iborat - qattiq uglerod va gaz (f = 2). O'zaro ta'sir qiluvchi uchta modda bir reaksiya tenglamasi bilan o'zaro bog'langan, shuning uchun mustaqil komponentlar soni k = 2. Gibbs faza qoidasiga ko'ra, tizimning erkinlik darajalari soni teng bo'ladi.
C = 2 + 2 – 2 = 2.
Bu shuni anglatadiki, CO va CO 2 ning muvozanat kontsentratsiyasi harorat va bosim funktsiyalari hisoblanadi.
Reaksiya (2.1) endotermikdir. Shuning uchun, Le Shatelier printsipiga ko'ra, haroratning oshishi reaktsiya muvozanatini qo'shimcha CO ning hosil bo'lish yo'nalishiga siljitadi.
Reaksiya (2.1) sodir bo'lganda, normal sharoitda 22400 sm 3 hajmga ega bo'lgan 1 mol CO 2 va hajmi 5,5 sm 3 bo'lgan 1 mol qattiq uglerod sarflanadi. Reaksiya natijasida 2 mol CO hosil bo'ladi, uning hajmi normal sharoitda 44800 sm 3 ni tashkil qiladi.
Reaktsiya paytida (2.1) reagentlar hajmining o'zgarishi haqidagi yuqoridagi ma'lumotlardan quyidagicha:
- Ko'rib chiqilayotgan transformatsiya o'zaro ta'sir qiluvchi moddalar hajmining oshishi bilan birga keladi. Shuning uchun, Le Chatelier printsipiga muvofiq, bosimning oshishi CO 2 hosil bo'lishiga qaratilgan reaktsiyaga yordam beradi.
- Qattiq faza hajmining o'zgarishi gaz hajmining o'zgarishiga nisbatan ahamiyatsiz. Demak, gazsimon moddalar ishtirokidagi geterogen reaksiyalar uchun biz yetarlicha aniqlik bilan taxmin qilishimiz mumkinki, oʻzaro taʼsir qiluvchi moddalar hajmining oʻzgarishi reaksiya tenglamasining oʻng va chap tomonidagi gazsimon moddalarning mollari sonigagina aniqlanadi.
(2.1) ifodadan reaksiyaning muvozanat konstantasi aniqlanadi
Agar uglerodning faolligini aniqlashda standart holat sifatida grafitni olsak, u holda a C = 1 bo'ladi
Raqamli qiymat(2.1) reaksiyaning muvozanat konstantalarini tenglamadan aniqlash mumkin
Reaksiya muvozanat konstantasining qiymatiga haroratning ta’siri haqidagi ma’lumotlar 2.1-jadvalda keltirilgan.
2.1-jadval– Har xil haroratlarda reaksiyaning muvozanat konstantasi (2.1) qiymatlari
Berilgan ma'lumotlardan ko'rinib turibdiki, taxminan 1000K (700 o C) haroratda reaksiyaning muvozanat konstantasi birlikka yaqin. Bu shuni anglatadiki, o'rtacha harorat mintaqasida reaktsiya (2.1) deyarli butunlay teskari bo'ladi. Yuqori haroratlarda reaktsiya CO ning hosil bo'lishi tomon qaytarib bo'lmaydigan tarzda boradi va at past haroratlar qarama-qarshi yo'nalishda.
Agar gaz fazasi faqat CO va CO 2 dan iborat bo'lsa, o'zaro ta'sir qiluvchi moddalarning qisman bosimlarini ularning hajm konsentratsiyasida ifodalash orqali (2.4) tenglamani shaklga keltirish mumkin.
Sanoat sharoitida CO va CO 2 kislorod bilan boyitilgan havo yoki portlashda uglerodning kislorod bilan o'zaro ta'siri natijasida olinadi. Shu bilan birga, tizimda yana bir komponent paydo bo'ladi - azot. Gaz aralashmasiga azotning kiritilishi bosimning pasayishiga o'xshash tarzda CO va CO 2 ning muvozanat konsentratsiyasining nisbatiga ta'sir qiladi.
(2.6) tenglamadan ko'rinib turibdiki, muvozanat gaz aralashmasining tarkibi harorat va bosim funktsiyasidir. Shuning uchun (2.6) tenglamaning yechimi in sirti yordamida grafik talqin qilinadi uch o'lchamli bo'shliq T, Ptot va (%CO) koordinatalarida. Bunday qaramlikni idrok etish qiyin. Uni gazlarning muvozanat aralashmasi tarkibining o'zgaruvchilardan biriga bog'liqligi ko'rinishida tasvirlash ancha qulayroq, bunda tizim parametrlarining ikkinchisi doimiy bo'ladi. Misol tariqasida, 2.1-rasmda Ptot = 10 5 Pa da muvozanat gaz aralashmasi tarkibiga haroratning ta'siri haqidagi ma'lumotlar keltirilgan.
Gaz aralashmasining ma'lum boshlang'ich tarkibini hisobga olgan holda, reaksiya yo'nalishini (2.1) tenglamadan foydalanib aniqlash mumkin.
Agar tizimdagi bosim o'zgarishsiz qolsa, (2.7) munosabatni shaklga keltirish mumkin
2.1-rasm– C + CO 2 = 2CO reaktsiyasi uchun gaz fazasining muvozanat tarkibining P CO + P CO 2 = 10 5 Pa da haroratga bog'liqligi.
Tarkibi 2.1-rasmdagi a nuqtaga mos keladigan gaz aralashmasi uchun. Qayerda
va G > 0. Shunday qilib, muvozanat egri chizig'i ustidagi nuqtalar termodinamik muvozanat holatiga yondashuvi reaksiya orqali davom etadigan tizimlarni tavsiflaydi.
Xuddi shunday, muvozanat egri chizig'i ostidagi nuqtalar muvozanat holatiga reaktsiya orqali yaqinlashadigan tizimlarni tavsiflashini ko'rsatish mumkin.
Entsiklopedik YouTube
-
1 / 5
Uglerod (IV) oksidi yonishni qo'llab-quvvatlamaydi. Unda faqat ba'zi faol metallar yonadi:
2 M g + C O 2 → 2 M g O + C (\displaystyle (\mathsf (2Mg+CO_(2)\o‘ng strelka 2MgO+C))))Faol metal oksidi bilan o'zaro ta'siri:
C a O + C O 2 → C a C O 3 (\displaystyle (\mathsf (CaO+CO_(2)\o‘ng strelka CaCO_(3))))Suvda eriganida karbonat kislota hosil qiladi:
C O 2 + H 2 O ⇄ H 2 C O 3 (\displaystyle (\mathsf (CO_(2)+H_(2)O\o‘ng chap strelkalar H_(2)CO_(3))))Karbonatlar va bikarbonatlar hosil qilish uchun ishqorlar bilan reaksiyaga kirishadi:
C a (O H) 2 + C O 2 → C a C O 3 ↓ + H 2 O (\displaystyle (\mathsf (Ca(OH)_(2)+CO_(2)\o‘ngga o‘q CaCO_(3)\pastga +H_() 2)O)))(karbonat angidridga sifatli reaktsiya) K O H + C O 2 → K H C O 3 (\displaystyle (\mathsf (KOH+CO_(2)\o‘ng strelka KHCO_(3))))Biologik
Inson tanasi kuniga taxminan 1 kg karbonat angidrid chiqaradi.
Bu karbonat angidrid to'qimalardan tashiladi, u erda metabolizmning yakuniy mahsulotlaridan biri sifatida hosil bo'ladi, venoz tizim orqali va keyin o'pka orqali chiqariladi. Shunday qilib, qondagi karbonat angidridning miqdori venoz tizimda yuqori bo'lib, o'pkaning kapillyar tarmog'ida kamayadi va arterial qonda past bo'ladi. Qon namunasidagi karbonat angidrid miqdori ko'pincha qisman bosim bilan ifodalanadi, ya'ni qon namunasi tarkibidagi ma'lum miqdordagi karbonat angidridning o'zi qon namunasining butun hajmini egallaganida bo'ladigan bosim.
Karbonat angidrid (CO 2) qonda uch tomonidan tashiladi turli yo'llar bilan(bularning har birining aniq nisbati uchta yo'l tashish qonning arterial yoki venoz ekanligiga bog'liq).
Qizil qon hujayralarining asosiy kislorod tashuvchi oqsili bo'lgan gemoglobin ham kislorod, ham karbonat angidridni tashishga qodir. Biroq, karbonat angidrid gemoglobin bilan kislorodga qaraganda boshqa joyda bog'lanadi. U gem bilan emas, balki globin zanjirlarining N-terminal uchlari bilan bog'lanadi. Biroq, bog'langanda gemoglobin molekulasi konfiguratsiyasining o'zgarishiga olib keladigan allosterik ta'sirlar tufayli karbonat angidridning bog'lanishi kislorodning ma'lum qisman bosimida kislorodning unga ulanish qobiliyatini pasaytiradi va aksincha - kislorodning gemoglobin bilan bog'lanishi, karbonat angidridning ma'lum bir qisman bosimida karbonat angidridning unga bog'lanish qobiliyatini pasaytiradi. Bundan tashqari, gemoglobinning kislorod yoki karbonat angidrid bilan afzal bog'lanish qobiliyati ham atrof-muhitning pH darajasiga bog'liq. Bu xususiyatlar kislorodni o'pkadan to'qimalarga muvaffaqiyatli qabul qilish va tashish va to'qimalarga muvaffaqiyatli chiqishi, shuningdek, karbonat angidridni to'qimalardan o'pkaga muvaffaqiyatli qabul qilish va tashish va u erda ajralib chiqish uchun juda muhimdir.
Karbonat angidrid qon oqimining avtoregulyatsiyasining eng muhim vositachilaridan biridir. Bu kuchli vazodilatator. Shunga ko'ra, agar to'qimalarda yoki qonda karbonat angidrid miqdori oshsa (masalan, intensiv metabolizm tufayli - aytaylik, jismoniy mashqlar, yallig'lanish, to'qimalarning shikastlanishi yoki qon oqimining to'sqinlik qilishi, to'qimalar ishemiyasi tufayli), u holda kapillyarlar kengayadi. , bu qon oqimining kuchayishiga va shunga mos ravishda kislorodni to'qimalarga etkazib berishni va to'plangan karbonat angidridni to'qimalardan tashishni oshirishga olib keladi. Bundan tashqari, karbonat angidrid ma'lum konsentratsiyalar(ko'tarilgan, ammo hali toksik qiymatlarga etmagan) miyokardga ijobiy inotrop va xronotrop ta'sir ko'rsatadi va uning adrenalinga sezgirligini oshiradi, bu yurak qisqarishining kuchi va chastotasi, yurak chiqishi va natijada insultning kuchayishiga olib keladi. va daqiqali qon hajmi. Bu, shuningdek, to'qimalarning gipoksiyasini va giperkapniyasini (karbonat angidrid darajasining oshishi) tuzatishga yordam beradi.
Bikarbonat ionlari qon pH darajasini tartibga solish va normal kislota-baz muvozanatini saqlash uchun juda muhimdir. Nafas olish tezligi qondagi karbonat angidrid miqdoriga ta'sir qiladi. Zaif yoki sekin nafas olish respirator atsidozni keltirib chiqaradi, tez va haddan tashqari chuqur nafas olish giperventiliyaga va nafas olish alkalozining rivojlanishiga olib keladi.
Bundan tashqari, karbonat angidrid nafas olishni tartibga solishda ham muhimdir. Bizning tanamiz metabolizmni qo'llab-quvvatlash uchun kislorodga muhtoj bo'lsa-da, qon yoki to'qimalarda past kislorod miqdori odatda nafas olishni rag'batlantirmaydi (to'g'rirog'i, kislorod etishmasligining nafas olishda ogohlantiruvchi ta'siri juda zaif va kech "yoqiladi". past darajalar qondagi kislorod, bunda odam tez-tez ongni yo'qotadi). Odatda, nafas olish qondagi karbonat angidrid darajasining oshishi bilan rag'batlantiriladi. Nafas olish markazi kislorod etishmasligidan ko'ra karbonat angidrid miqdorining ko'payishiga ko'proq sezgir. Natijada, juda nozik havo (kislorodning qisman bosimi past) yoki tarkibida kislorod bo'lmagan gaz aralashmasi (masalan, 100% azot yoki 100% azot oksidi) bilan nafas olish tezda ongni yo'qotishiga olib kelishi mumkin. havo etishmasligidan (chunki qonda karbonat angidrid darajasi oshmaydi, chunki uning ekshalatsiyasiga hech narsa to'sqinlik qilmaydi). Bu, ayniqsa, baland balandlikda uchadigan harbiy samolyotlarning uchuvchilari uchun xavflidir (salbozdagi favqulodda bosim o'tkazilsa, uchuvchilar tezda hushini yo'qotishi mumkin). Nafas olishni tartibga solish tizimining bu xususiyati, shuningdek, samolyotlarda styuardessalar yo'lovchilarga samolyot salonidagi bosimni pasaytirishda, birinchi navbatda, boshqalarga yordam berishga urinishdan oldin kislorod niqobini kiyishni buyuradilar. , yordamchi o'zini tezda hushini yo'qotish xavfini tug'diradi va hatto oxirgi daqiqagacha hech qanday noqulaylik yoki kislorodga ehtiyoj sezmaydi.
Insonning nafas olish markazi arterial qondagi karbonat angidridning qisman bosimini 40 mmHg dan yuqori bo'lmagan holda ushlab turishga harakat qiladi. Ongli giperventiliya bilan arterial qondagi karbonat angidrid miqdori 10-20 mmHg gacha kamayishi mumkin, qondagi kislorod miqdori deyarli o'zgarmaydi yoki biroz ko'payadi va pasayish natijasida yana nafas olish zarurati kamayadi. karbonat angidridning nafas olish markazining faoliyatiga ogohlantiruvchi ta'sirida. Shu sababli, ongli ravishda giperventiliya davridan keyin nafasni uzoq vaqt ushlab turish avvalgi giperventiliyasiz nafas olishdan ko'ra osonroqdir. Bu qasddan giperventiliya, so'ngra nafasni ushlab turish, odam nafas olish zarurligini his qilishdan oldin ongni yo'qotishiga olib kelishi mumkin. Xavfsiz muhitda bunday ongni yo'qotish hech qanday maxsus narsaga tahdid solmaydi (hushini yo'qotgan odam o'zini nazorat qilishni yo'qotadi, nafasini ushlab turishni to'xtatadi va nafas oladi, nafas oladi va shu bilan miyaga kislorod etkazib beriladi. tiklanadi, keyin esa ong tiklanadi). Biroq, boshqa holatlarda, masalan, sho'ng'in oldidan, bu xavfli bo'lishi mumkin (chuqurlikda ongni yo'qotish va nafas olish zarurati paydo bo'ladi va ongli nazoratsiz suv nafas olish yo'llariga kiradi, bu esa cho'kishga olib kelishi mumkin). Shuning uchun sho'ng'in oldidan giperventilatsiya xavfli va tavsiya etilmaydi.
Kvitansiya
Sanoat miqdorida karbonat angidrid tutun gazlaridan yoki kimyoviy jarayonlarning yon mahsuloti sifatida, masalan, tabiiy karbonatlarning (ohaktosh, dolomit) parchalanishi yoki spirtli ichimliklarni ishlab chiqarish (spirtli fermentatsiya) paytida chiqariladi. Olingan gazlar aralashmasi karbonat angidridni o'zlashtiradigan, bikarbonatga aylanadigan kaliy karbonat eritmasi bilan yuviladi. Bikarbonat eritmasi qizdirilganda yoki past bosim ostida parchalanib, karbonat angidridni chiqaradi. Karbonat angidrid ishlab chiqarish uchun zamonaviy qurilmalarda, bikarbonat o'rniga, monoetanolaminning suvli eritmasi ko'proq qo'llaniladi, u ma'lum sharoitlarda chiqindi gazida mavjud bo'lgan CO₂ ni o'zlashtirishga va qizdirilganda uni chiqarishga qodir; Bu tayyor mahsulotni boshqa moddalardan ajratib turadi.
Karbonat angidrid, shuningdek, havo ajratish zavodlarida toza kislorod, azot va argon ishlab chiqarishning yon mahsuloti sifatida ishlab chiqariladi.
IN laboratoriya sharoitlari oz miqdorda karbonatlar va bikarbonatlarni marmar, bo'r yoki soda kabi kislotalar bilan, masalan, Kipp apparati yordamida xlorid kislota bilan reaksiyaga kiritish orqali olinadi. Oltingugurt kislotasining bo'r yoki marmar bilan reaktsiyasini qo'llash natijasida ozgina eriydigan kaltsiy sulfat hosil bo'ladi, bu reaktsiyaga to'sqinlik qiladi va kislotaning sezilarli darajada ko'pligi bilan chiqariladi.
Ichimliklarni tayyorlash uchun limon kislotasi yoki nordon limon sharbati bilan pishirish soda reaktsiyasidan foydalanish mumkin. Aynan shu shaklda birinchi gazlangan ichimliklar paydo bo'ldi. Ularni ishlab chiqarish va sotish bilan farmatsevtlar shug'ullangan.
Ilova
Oziq-ovqat sanoatida karbonat angidrid konservant va xamirturush sifatida ishlatiladi va qadoqda kod bilan ko'rsatilgan. E290.
Akvariumga karbonat angidridni etkazib berish uchun qurilma gaz rezervuarini o'z ichiga olishi mumkin. Karbonat angidrid ishlab chiqarishning eng oddiy va eng keng tarqalgan usuli alkogolli ichimlikni pyuresi tayyorlash dizayniga asoslangan. Fermentatsiya paytida chiqarilgan karbonat angidrid akvarium o'simliklarini oziqlantirishni yaxshi ta'minlaydi
Karbonat angidrid limonad va gazlangan suvni karbonatlash uchun ishlatiladi. Karbonat angidrid simli payvandlashda himoya vositasi sifatida ham ishlatiladi, lekin yuqori haroratda u parchalanadi va kislorod chiqaradi. Chiqarilgan kislorod metallni oksidlaydi. Shu munosabat bilan, marganets va kremniy kabi deoksidlovchi moddalarni payvandlash paychalarining ichiga kiritish kerak. Oksidlanish bilan bog'liq bo'lgan kislorod ta'sirining yana bir oqibati sirt tarangligining keskin pasayishi bo'lib, bu boshqa narsalar qatorida inert muhitda payvandlashdan ko'ra kuchliroq metall sochilishiga olib keladi.
Karbonat angidridni po'lat tsilindrda suyultirilgan holatda saqlash gaz shaklidan ko'ra foydaliroqdir. Karbonat angidrid nisbatan past kritik haroratga ega - +31 ° C. Taxminan 30 kg suyultirilgan karbonat angidrid standart 40 litrli silindrga quyiladi va xona haroratida silindrda suyuqlik fazasi bo'ladi va bosim taxminan 6 MPa (60 kgf / sm²) bo'ladi. Agar harorat +31 ° C dan yuqori bo'lsa, u holda karbonat angidrid 7,36 MPa dan yuqori bosim bilan superkritik holatga o'tadi. Oddiy 40 litrli silindr uchun standart ish bosimi 15 MPa (150 kgf / sm²), lekin u 1,5 baravar yuqori, ya'ni 22,5 MPa bosimga ishonchli tarzda bardosh berishi kerak, shuning uchun bunday silindrlar bilan ishlash juda xavfsiz deb hisoblanishi mumkin.
Qattiq karbonat angidrid - "quruq muz" - sovutgich sifatida ishlatiladi laboratoriya tadqiqotlari, chakana savdoda, asbob-uskunalarni ta'mirlashda (masalan: press-fit paytida juftlashuvchi qismlardan birini sovutish) va hokazo. Karbonat angidrid birliklari karbonat angidridni suyultirish va quruq muz ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Ro'yxatdan o'tish usullari
Karbonat angidridning qisman bosimini o'lchash texnologik jarayonlarda talab qilinadi tibbiy ilovalar- sun'iy shamollatish paytida va yopiq hayotni ta'minlash tizimlarida nafas olish aralashmalarini tahlil qilish. Atmosferadagi CO 2 kontsentratsiyasini tahlil qilish ekologik va ilmiy tadqiqot, issiqxona effektini o'rganish. Karbonat angidrid infraqizil spektroskopiya va boshqa gaz o'lchash tizimlari printsipiga asoslangan gaz analizatorlari yordamida qayd etiladi. Ekshalatsiyalangan havodagi karbonat angidrid miqdorini qayd etish uchun tibbiy gaz analizatori kapnograf deb ataladi. Texnologik gazlarda yoki atmosfera havosida CO 2 ning past konsentratsiyasini (shuningdek) o'lchash uchun metanator va olovni ionlash detektorida ro'yxatga olish bilan gaz xromatografik usulidan foydalanish mumkin.
Tabiatdagi karbonat angidrid
Sayyoradagi atmosfera karbonat angidrid kontsentratsiyasining yillik tebranishlari asosan Shimoliy yarim sharning o'rta kengliklari (40-70 °) o'simliklari bilan belgilanadi.
Ko'p miqdorda karbonat angidrid okeanda erigan.
Karbonat angidrid quyosh tizimidagi ba'zi sayyoralar: Venera, Mars atmosferalarining muhim qismini tashkil qiladi.
Toksiklik
Karbonat angidrid zaharli emas, lekin uning havodagi kontsentratsiyasining ko'payishi havo bilan nafas oluvchi tirik organizmlarga ta'siri tufayli u asfiksiyali gaz sifatida tasniflanadi. (inglizcha) rus. Bino ichida 2-4% gacha konsentratsiyaning biroz oshishi odamlarda uyquchanlik va zaiflikka olib keladi. Xavfli kontsentratsiyalar taxminan 7-10% daraja deb hisoblanadi, bunda bo'g'ilish rivojlanadi, bosh og'rig'i, bosh aylanishi, eshitish qobiliyatini yo'qotishi va ongni yo'qotishi (balandlik kasalligi belgilariga o'xshash alomatlar) kontsentratsiyasiga qarab, bir necha vaqt oralig'ida. daqiqadan bir soatgacha. Agar gazning yuqori konsentratsiyasi bo'lgan havo nafas olinsa, bo'g'ilishdan o'lim juda tez sodir bo'ladi.
Garchi, aslida, hatto 5-7% CO 2 konsentratsiyasi ham halokatli bo'lmasa-da, allaqachon 0,1% kontsentratsiyada (karbonat angidridning bu darajasi megapolislar havosida kuzatiladi) odamlar o'zlarini zaif va uyquchan his qila boshlaydilar. Bu shuni ko'rsatadiki, yuqori kislorod darajasida ham CO 2 ning yuqori konsentratsiyasi farovonlikka kuchli ta'sir qiladi.
Ushbu gazning yuqori konsentratsiyasi bilan havoni inhalatsiyalash uzoq muddatli sog'liq muammolariga olib kelmaydi va jabrlanuvchini ifloslangan atmosferadan olib tashlaganidan so'ng, sog'lig'ining to'liq tiklanishi tezda sodir bo'ladi.
Uglerod
Uglerod 6 C elementi 2-davrda, PS IV guruhning asosiy kichik guruhida.
Valentlik imkoniyatlari uglerod yerdagi va qo'zg'atilgan holatlardagi atomining tashqi elektron qatlamining tuzilishi bilan belgilanadi:
Asosiy holatda bo'lgan uglerod atomi ikkita hosil qilishi mumkin kovalent aloqalar almashish mexanizmi va bitta donor-akseptor bog'lanishiga ko'ra, erkin orbital yordamida. Biroq, ko'pgina birikmalarda uglerod atomlari qo'zg'aluvchan holatda bo'lib, valentlikni IV ko'rsatadi.
Uglerodning eng xarakterli oksidlanish darajalari quyidagilardir: elektron manfiy elementlar ko'proq bo'lgan birikmalarda +4 (kamroq +2); elektron manfiy elementlar kamroq bo'lgan birikmalarda -4.
Tabiatda bo'lish
Uglerod tarkibi er qobig'i og'irligi bo'yicha 0,48%. Erkin uglerod olmos va grafit shaklida uchraydi. Uglerodning asosiy qismi tabiiy karbonatlar shaklida, shuningdek, qazib olinadigan yoqilg'ida: torf, ko'mir, neft, tabiiy gaz (metan aralashmasi va uning eng yaqin gomologlari) mavjud. Atmosfera va gidrosferada uglerod karbonat angidrid CO 2 (havoda 0,046% massa) shaklida mavjud.
CaCO 3 - ohaktosh, bo'r, marmar, Islandiya shpati
CaCO 3 ∙MgCO 3 – dolomit
SiC - karborund
CuCO 3 ∙Cu(OH) 2 – malaxit
Jismoniy xususiyatlar
Olmos atomga ega kristall panjara, atomlarning kosmosda tetraedral joylashishi ( bog'lanish burchagi 109° ga teng), juda qattiq, oʻtga chidamli, dielektrik, rangsiz, shaffof, issiqlikni yomon oʻtkazadi.
Grafit atomik kristall panjaraga ega, uning atomlari muntazam olti burchakli burchaklar cho'qqilarida qatlamlarda joylashgan (bog'lanish burchagi 120 °), quyuq kulrang, noaniq, metall yorqin, yumshoq, teginish uchun yog'li, issiqlik va elektr toki, olmos kabi, juda yuqori erish nuqtalari (3700 ° C) va qaynash nuqtalari (4500 ° C) mavjud. Olmosdagi uglerod-uglerod aloqasining uzunligi (0,537 nm) grafitga (0,142 nm) qaraganda uzunroqdir. Olmosning zichligi grafitnikidan kattaroqdir.
Karbin – chiziqli polimer, ikki xil zanjirdan iborat: –C≡C–C≡C– yoki =C=C=C=C=, bog’lanish burchagi 180°, qora kukun, yarim o’tkazgich.
Fullerenlar – kristalli moddalar qora rangli, metall yaltiroq, C 60, C 70 va boshqalar tarkibidagi ichi bo'sh sharsimon molekulalardan (molekulyar tuzilishga ega) iborat. Molekulalar yuzasida joylashgan uglerod atomlari o'zaro bog'langan. muntazam beshburchaklar va olti burchakli.
Olmosli grafit Fullerenlar
Kimyoviy xossalari
Uglerod faol emas va sovuqda faqat ftor bilan reaksiyaga kirishadi; kimyoviy faollik yuqori haroratlarda sodir bo'ladi.
Uglerod oksidlari
Uglerod tuz hosil qilmaydigan oksidi CO va tuz hosil qiluvchi oksidi CO 2 hosil qiladi.
Uglerod oksidi (II) CO, uglerod oksidi, uglerod oksidi– rangsiz va hidsiz gaz, suvda ozgina eriydi, zaharli. Molekuladagi bog'lanish uch va juda kuchli. Uchun uglerod oksidi oddiy va murakkab moddalar bilan reaksiyalarda xossalarni kamaytirish bilan tavsiflanadi.
CuO + CO = Cu + CO 2
Fe 2 O 3 + 3CO = 2FeO + 3CO 3
2CO + O 2 = 2CO 2
CO + Cl 2 = COCl 2
CO + H 2 O = H 2 + CO 2
Uglerod oksidi (II) H2, NaOH va metanol bilan reaksiyaga kirishadi:
CO + 2H 2 = CH 3 OH
CO + NaOH = HCOONa
CO + CH 3 OH = CH 3 COOH
Uglerod oksidi ishlab chiqarish
1) Sanoatda (gaz generatorlarida):
C + O 2 = CO 2 + 402 kJ, keyin CO 2 + C = 2CO - 175 kJ
C + H 2 O = CO + H 2 - Q,
2) Laboratoriyada- chumoli yoki oksalat kislotaning H 2 SO4 (konk.) ishtirokida termik parchalanishi:
HCOOH → H2O + CO
H 2 C 2 O 4 → CO + CO 2 + H2O
Uglerod oksidi (IV) CO 2, karbonat angidrid, karbonat angidrid- rangsiz, hidsiz va ta'msiz, suvda eriydigan, ko'p miqdorda bo'g'ilishga olib keladi, bosim ostida u oq qattiq massaga aylanadi - tez buziladigan ovqatlarni sovutish uchun ishlatiladigan "quruq muz".
CO 2 molekulasi qutbsiz va O=C=O chiziqli tuzilishga ega.
Kvitansiya
1. Karbonat kislota tuzlarining (karbonatlarning) termik parchalanishi. Ohaktoshni yoqish - sanoatda:
CaCO 3 → CaO + CO 2
2. Kuchli kislotalarning karbonatlar va bikarbonatlarga ta'siri - laboratoriyada:
CaCO 3 (marmar) + 2HCl → CaCl 2 + H 2 O + CO 2
NaHCO 3 + HCl → NaCl + H 2 O + CO 2
Yig'ish usullari
havo almashinuvi
3. Uglerodli moddalarning yonishi:
CH 4 + 2O 2 → 2H 2 O + CO 2
4. Biokimyoviy jarayonlarda sekin oksidlanish bilan (nafas olish, chirish, fermentatsiya)
Kimyoviy xossalari
1) Suv bilan u kuchsiz karbonat kislotasini beradi:
CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3
2) Asosiy oksidlar va asoslar bilan reaksiyaga kirishib, karbonat kislota tuzlarini hosil qiladi
Na 2 O + CO 2 → Na 2 CO 3
2NaOH + CO 2 → Na 2 CO 3 + H 2 O
NaOH + CO 2 (ortiqcha) → NaHCO 3
3) Yuqori haroratlarda u oksidlovchi xususiyatni namoyon qilishi mumkin - metallarni oksidlaydi
CO 2 + 2Mg → 2MgO + C
4) Peroksidlar va superoksidlar bilan reaksiyaga kirishadi:
2Na 2 O 2 + 2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2
4KO 2 + 2CO 2 = 2K 2 CO 3 + 2O 2
Sifatli reaktsiya karbonat angidrid uchun
Ohak suvining Ca(OH) 2 loyqaligi oq cho'kma - erimaydigan tuz CaCO 3 hosil bo'lishi sababli:
Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 ↓+ H 2 O
Karbon kislotasi
H 2 CO 3 faqat eritmalarda bo'ladi, beqaror, kuchsiz, ikki asosli, bosqichma-bosqich dissotsilanadi, o'rta (karbonatlar) va kislotali (gidrokarbonatlar) tuzlar hosil qiladi, CO 2 ning suvdagi eritmasi lakmusni qizil emas, balki pushti rangga aylantiradi.
Kimyoviy xossalari
1) faol metallar bilan
H 2 CO 3 + Ca = CaCO 3 + H 2
2) asosiy oksidlar bilan
H 2 CO 3 + CaO = CaCO 3 + H 2 O
3) asoslar bilan
H 2 CO 3 (g) + NaOH = NaHCO 3 + H 2 O
H 2 CO 3 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + 2H 2 O
4) Juda kuchsiz kislota - parchalanadi
H 2 CO 3 = H 2 O + CO 2
Karbonat kislota tuzlari CO 2 yordamida tayyorlanadi:
CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O
CO 2 + KOH = KHCO 3
yoki almashinuv reaktsiyasi bilan:
K 2 CO 3 + BaCl 2 = 2KCl + BaCO 3
O'zaro aloqada bo'lganda suvli eritma CO 2 bilan karbonatlar bikarbonatlarga aylanadi:
Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O = 2NaHCO 3
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2
Aksincha, qizdirilganda (yoki ishqorlar ta'sirida) bikarbonatlar bikarbonatlarga aylanadi:
2NaHCO 3 = Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O
KHCO 3 + KOH = K 2 CO 3 + H 2 O
Karbonatlar ishqoriy metallar(litiydan tashqari) issiqlikka chidamli; boshqa metallarning karbonatlari qizdirilganda parchalanadi:
MgCO = MgO + CO 2
Karbonat kislotaning ammoniy tuzlari ayniqsa oson parchalanadi:
(NH 4) 2 CO 3 = 2NH 3 + CO 2 + H 2 O
NH 4 HCO 3 = NH 3 + CO 2 + H 2 O
Ilova
Uglerod rudalardan kuyikish, koks, metallar olish, moylash materiallari, tibbiyotda gaz yutuvchi sifatida, burgʻulash uchlari (olmos) tayyorlash uchun ishlatiladi.
Na 2 CO 3 ∙10H 2 O – kristalli soda (sodali suv); sovun, shisha, bo'yoqlar, natriy birikmalarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi;
NaHCO 3 - pishirish soda; oziq-ovqat sanoatida qo'llaniladi;
CaCO 3 qurilishda CO 2, CaO ishlab chiqarish uchun ishlatiladi;
K 2 CO 3 - kaliy; shisha, sovun, o'g'it ishlab chiqarish uchun ishlatiladi;
CO - kamaytiruvchi vosita sifatida, yoqilg'i;
CO 2 - oziq-ovqat mahsulotlarini saqlash, gazlangan suv, soda, shakar ishlab chiqarish uchun.
