二氧化碳

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  二氧化碳汉语拼音:eryanghuatan;英语:carbon dioxide),化学式CO2。无色、略带刺鼻气味和微酸性的气体。在含碳物质的燃烧、碳水化合物的发酵,以及人和动物的呼吸过程中生成。大气中含量为0.03%(体积)的二氧化碳,能部分地阻止地球所接受的太阳辐射返回空间,为温室气体之一。在动植物生命过程中起着关键作用:大气中的氧与人体、动物体内的糖作用,产生能量并释放出二氧化碳;大气中的二氧化碳被植物的叶吸收,经光合作用产生糖。每平方米热带森林每年能吸收1~2千克的二氧化碳。海洋也能溶解大量二氧化碳。以上几个过程互相调节,使得大气中的二氧化碳含量保持在0.03%(体积)。但是由于化石燃料的大量使用,大气中的二氧化碳含量增多,加强了温室效应

  性质 二氧化碳气体密度1.977克/升,约比空气重1.5倍。三相点为-56.6℃和528千帕。在水中的溶解度为0.144,9克/100克水(25℃),溶于水生成碳酸。在31℃和7,600千帕或261~296K和1,600~2,400千帕条件下,可以将CO2液化。液态二氧化碳储存在密闭的钢瓶或钢槽中运输、销售和使用。当液态二氧化碳从耐压容器中流出到大气中膨胀时,约有一半直接蒸发为气态二氧化碳,同时因吸热降温将另一部分冷冻成雪花状的干冰

  二氧化碳在常温下化学性质不活泼,但在高温下可以发生分解反应;也能被金属还原为一氧化碳

  二氧化碳和氨反应生成氨基甲酸铵NH2COONH4,它失去1分子水便生成尿素(NH2)2CO。在有水条件下,二氧化碳和生成碳酸氢铵NH4HCO3

  制法 石油天然气等燃烧时的烟道气中含有大量二氧化碳,可以用碳酸钠、碳酸钾或乙醇胺NH2CH2CH2OH溶液吸收烟道气中的二氧化碳。在制氢和制氨工厂的生产过程中,同时可得到二氧化碳。制氢时是利用甲烷等烃类化合物与水蒸气反应,产生二氧化碳。

  合成氨时是将氢与空气按一定比例混合,经催化反应生成氨,在合成氨之前需要净化氢气,除去其中的二氧化碳,因此每生产1吨氨,可制得1吨以上的二氧化碳。在煅烧石灰石制取石灰或酿酒等发酵过程中也能回收二氧化碳。实验室则常用盐酸和石灰石(或碳酸钠)反应来制取二氧化碳。

  应用 世界上年产二氧化碳以千万吨计。液态和固态二氧化碳用于食品冷冻、温室蔬菜生产、油田二次采油,以及用作灭火剂、屠宰牲畜前的窒息剂。气态二氧化碳用于生产碳酸化饮料和啤酒中。二氧化碳还用于生产尿素、碳酸氢铵、纯碱、小苏打、铅白等。利用14C标记的14CO2可以研究生物代谢过程或有机化学反应过程的机理。液态二氧化碳已成为高效无污染的萃取剂,所用的工艺称为超临界萃取,多用于制药工业。

  二氧化碳无毒,但当空气中二氧化碳含量达到5%时,人的呼吸频率就加快3倍,长时间会使人窒息,甚至死亡。