Вуглекислий газ. Властивості, отримання, застосування

Вуглекислий газ - речовина, яка має безліч назв: оксид вуглецю (IV), діоксид вуглецю або ж двоокис вуглецю. Також його ще називають вугільним ангідридом. Він є абсолютно безбарвним газом, який не має запаху, з кислуватим смаком. Вуглекислий газ важчий за повітря і погано розчиняється у воді. При температурі нижче - 78 градусів Цельсія кристалізується і стає схожим на сніг.

З газоподібного стану ця речовина переходить в твердий, оскільки не може існувати в рідкому стані в умовах атмосферного тиску. Щільність вуглекислого газу в нормальних умовах складає 1,97 кг / м3 - в 1,5 рази вище щільності повітря. Діоксид вуглецю в твердому вигляді називається «сухий лід». У рідкий стан, в якому його можна зберігати тривалий час, він переходить при підвищенні тиску. Розглянемо докладніше дана речовина і його хімічну будову.

Вуглекислий газ, формула якого CO2, складається з вуглецю і кисню, а виходить він у результаті спалювання або гниття органічних речовин. Оксид вуглецю міститься в повітрі і підземних мінеральних джерелах. Люди і тварини теж виділяють вуглекислий газ при видиханні повітря. Рослини без освітлення виділяють його, а під час фотосинтезу інтенсивно поглинають. Завдяки процесу метаболізму клітин всіх живих істот оксид вуглецю є одним з головних складових навколишньої природи.

Цей газ не токсичний, але якщо він накопичується у великій концентрації, може початися задуха (гіперкапнія), а при його нестачі розвивається протилежний стан - гіпокапнія. Діоксид вуглецю пропускає ультрафіолетові промені і відображає інфрачервоні. Він є парниковим газом, який безпосередньо впливає на глобальне потепління. Це відбувається через те, що рівень його вмісту в атмосфері постійно зростає, що і призводить до парникового ефекту.

Діоксид вуглецю отримують промисловим шляхом з димних або пічних газів, або ж шляхом розкладання карбонатів доломіту і вапняку. Суміш цих газів ретельно промивається спеціальним розчином, що складається з карбонату калію. Далі вона переходить в гідрокарбонат і при нагріванні розкладається, внаслідок чого вивільняється вуглекислота. Вуглекислота (H2CO3) утворюється з вуглекислого газу, розчиненого у воді, але в сучасних умовах отримують її та іншими, більш прогресивними методами. Після того як вуглекислий газ очищений, його стискають, охолоджують і закачують в балони.

У промисловості ця речовина широко і повсюдно застосовується. Харчовики використовують його як розпушувач (наприклад, для приготування тіста) або як консервант (Е290). За допомогою вуглекислого газу виробляють різні тонізуючі напої та газованої води, які так улюблені не тільки дітьми, а й дорослими. Діоксид вуглецю використовують при виготовленні харчової соди, пива, цукру, шипучих вин.

Вуглекислий газ застосовується і при виробництві ефективних вогнегасників. За допомогою вуглекислого газу створюється активне середовище, необхідна при зварюванні дротом. При високій температурі зварювальної дуги вуглекислий газ розпадається на кисень і чадний газ. Кисень взаємодіє з рідким металом і окисляє його. Вуглекислота в балончиках застосовується в пневматичних рушницях і пістолетах.

Авіамоделісти використовують цю речовину в якості палива для своїх моделей. За допомогою вуглекислого газу можна значно підвищити врожайність культур, що вирощуються в оранжереї. Також в промисловості широко використовується сухий лід, в якому продукти харчування зберігаються значно краще. Його застосовують як холодоагент в холодильниках, морозильних камерах, електричних генераторах та інших теплоенергетичних установках.