Reacție calitativă la dioxid de carbon. Material didactic Următoarele proprietăți fizice și chimice ale co2 au fost găsite

Interacțiunea carbonului cu dioxidul de carbon are loc în funcție de reacție

Sistemul luat în considerare este format din două faze, carbon solid și gaz (f = 2). Trei substanțe care interacționează sunt interconectate printr-o ecuație de reacție, prin urmare, numărul componentelor independente este k = 2. Conform regulii fazei Gibbs, numărul de grade de libertate ale sistemului va fi egal cu

C \u003d 2 + 2 - 2 \u003d 2.

Aceasta înseamnă că concentrațiile de echilibru ale CO și CO 2 sunt funcții de temperatură și presiune.

Reacția (2.1) este endotermă. Prin urmare, conform principiului lui Le Chatelier, o creștere a temperaturii schimbă echilibrul reacției în direcția formării unei cantități suplimentare de CO.

Când reacția (2.1) are loc, se consumă 1 mol de CO2, care, când conditii normale are un volum de 22400 cm 3 şi 1 mol de carbon solid cu un volum de 5,5 cm 3 . Ca rezultat al reacției, se formează 2 moli de CO, al căror volum în condiții normale este de 44800 cm3.

Din datele de mai sus privind modificarea volumului de reactivi în timpul reacției (2.1), rezultă:

Transformarea luată în considerare este însoțită de o creștere a volumului de substanțe care interacționează. Prin urmare, în conformitate cu principiul lui Le Chatelier, o creștere a presiunii va favoriza reacția în direcția de formare a CO 2 .
Modificarea volumului fazei solide este neglijabilă în comparație cu modificarea volumului gazului. Prin urmare, pentru reacțiile eterogene care implică substanțe gazoase, se poate presupune cu suficientă acuratețe că modificarea volumului substanțelor care interacționează este determinată numai de numărul de moli de substanțe gazoase din părțile din dreapta și din stânga ecuației reacției.

Constanta de echilibru a reacției (2.1) se determină din expresie

Dacă grafitul este luat ca stare standard în determinarea activității carbonului, atunci a C = 1

Valoarea numerică a constantei de echilibru a reacției (2.1) poate fi determinată din ecuație

Datele privind efectul temperaturii asupra valorii constantei de echilibru a reacției sunt date în Tabelul 2.1.

Tabelul 2.1– Valorile constantei de echilibru de reacție (2.1) la diverse temperaturi

Din datele date se poate observa că la o temperatură de aproximativ 1000K (700 o C) constanta de echilibru a reacției este apropiată de unitate. Aceasta înseamnă că reacția (2.1) este aproape complet reversibilă la temperaturi moderate. La temperaturi ridicate, reacția se desfășoară ireversibil în direcția formării CO, iar la temperaturi scăzuteîn sens invers.

Dacă faza gazoasă este formată numai din CO și CO 2 , prin exprimarea presiunilor parțiale ale substanțelor care interacționează în funcție de concentrațiile lor volumetrice, ecuația (2.4) poate fi redusă la forma

În condiții industriale, CO și CO 2 se obțin ca urmare a interacțiunii carbonului cu oxigenul din aer sau explozie îmbogățite cu oxigen. În același timp, în sistem apare o altă componentă, azotul. Introducerea azotului în amestecul de gaze afectează raportul dintre concentrațiile de echilibru ale CO și CO 2 în mod similar cu o scădere a presiunii.

Ecuația (2.6) arată că compoziția amestecului de gaze de echilibru este o funcție de temperatură și presiune. Prin urmare, soluția ecuației (2.6) este interpretată grafic folosind o suprafață în spațiu tridimensional în coordonatele T, Ptot și (% CO). Percepția unei astfel de dependențe este dificilă. Este mult mai convenabil să-l reprezinte ca o dependență a compoziției unui amestec de gaze de echilibru de una dintre variabile, al doilea dintre parametrii sistemului fiind constant. Ca exemplu, Figura 2.1 prezintă date despre efectul temperaturii asupra compoziției unui amestec de gaze de echilibru la Ptot = 10 5 Pa.

Cu o compoziție inițială cunoscută a amestecului de gaze, direcția de reacție (2.1) poate fi apreciată folosind ecuația

Dacă presiunea din sistem rămâne neschimbată, relația (2.7) poate fi redusă la forma

Figura 2.1- Dependenţa compoziţiei de echilibru a fazei gazoase pentru reacţia C + CO 2 = 2CO de temperatura la P CO + P CO 2 = 10 5 Pa.

Pentru un amestec de gaze a cărui compoziție corespunde punctului a din figura 2.1, . în care

și G > 0. Astfel, punctele de deasupra curbei de echilibru caracterizează sistemele a căror abordare a stării de echilibru termodinamic are loc prin reacție

În mod similar, se poate demonstra că punctele de sub curba de echilibru caracterizează sistemele care se apropie de starea de echilibru prin reacție

YouTube enciclopedic

1 / 5
Monoxidul de carbon (IV) nu sprijină arderea. Arde doar câteva metale active: :
2 M g + C O 2 → 2 M g O + C (\displaystyle (\mathsf (2Mg+CO_(2)\rightarrow 2MgO+C)))
Interacțiunea cu oxidul de metal activ:
C a O + C O 2 → C a C O 3 (\displaystyle (\mathsf (CaO+CO_(2)\rightarrow CaCO_(3))))
Când este dizolvat în apă, formează acid carbonic:
C O 2 + H 2 O ⇄ H 2 C O 3 (\displaystyle (\mathsf (CO_(2)+H_(2)O\rightleftarrows H_(2)CO_(3))))
Reacționează cu alcalii pentru a forma carbonați și bicarbonați:
C a (O H) 2 + C O 2 → C a C O 3 ↓ + H 2 O (\displaystyle (\mathsf (Ca(OH)_(2)+CO_(2))\rightarrow CaCO_(3)\downarrow +H_( 2)O)))(răspuns calitativ la dioxid de carbon) K O H + C O 2 → K H C O 3 (\displaystyle (\mathsf (KOH+CO_(2)\rightarrow KHCO_(3))))
Biologic

Corpul uman emite aproximativ 1 kg de dioxid de carbon pe zi.
Acest dioxid de carbon este transportat departe de țesuturi, unde este produs ca unul dintre produse finale metabolism, prin sistemul venos și apoi excretat cu aerul expirat prin plămâni. Astfel, conținutul de dioxid de carbon din sânge este ridicat în sistemul venos și scade în rețeaua capilară a plămânilor și scăzut în sângele arterial. Conținutul de dioxid de carbon dintr-o probă de sânge este adesea exprimat în termeni de presiune parțială, adică presiunea pe care dioxidul de carbon conținut într-o probă de sânge într-o anumită cantitate ar avea-o dacă doar dioxidul de carbon ar ocupa întregul volum al probei de sânge.

Dioxidul de carbon (CO 2) este transportat în sânge cu trei căi diferite(Raportul exact al fiecăruia dintre aceste trei moduri de transport depinde dacă sângele este arterial sau venos.)

Hemoglobina, principala proteină care transportă oxigenul a celulelor roșii din sânge, este capabilă să transporte atât oxigenul, cât și dioxidul de carbon. Cu toate acestea, dioxidul de carbon se leagă de hemoglobină într-un alt loc decât oxigenul. Se leagă de capetele N-terminale ale lanțurilor de globine, nu de hem. Cu toate acestea, datorită efectelor alosterice, care duc la modificarea configurației moleculei de hemoglobină la legare, legarea dioxidului de carbon reduce capacitatea oxigenului de a se lega de acesta, la o anumită presiune parțială a oxigenului și invers - legarea oxigenului de hemoglobină reduce capacitatea dioxidului de carbon de a se lega de acesta, la o anumită presiune parțială a dioxidului de carbon. În plus, capacitatea hemoglobinei de a se lega preferenţial de oxigen sau dioxid de carbon depinde, de asemenea, de pH-ul mediului. Aceste caracteristici sunt foarte importante pentru captarea și transportul cu succes al oxigenului de la plămâni la țesuturi și eliberarea cu succes a acestuia în țesuturi, precum și pentru captarea și transportul cu succes a dioxidului de carbon din țesuturi la plămâni și eliberarea acestuia acolo.
Dioxidul de carbon este unul dintre cei mai importanți mediatori ai autoreglării fluxului sanguin. Este un puternic vasodilatator. În consecință, dacă nivelul de dioxid de carbon din țesut sau din sânge crește (de exemplu, din cauza metabolismului intens - cauzat, de exemplu, de exerciții fizice, inflamație, leziuni tisulare sau din cauza obstrucției fluxului sanguin, ischemiei tisulare), atunci capilarele se extind, ceea ce duce la o creștere a fluxului sanguin și, respectiv, la o creștere a livrării de oxigen către țesuturi și a transportului de dioxid de carbon acumulat din țesuturi. În plus, dioxidul de carbon în anumite concentrații (crește, dar care nu ating încă valori toxice) are un efect pozitiv inotrop și cronotrop asupra miocardului și crește sensibilitatea acestuia la adrenalină, ceea ce duce la creșterea forței și frecvenței contracțiilor cardiace, magnitudinea debitului cardiac și, ca rezultat, , accidentul vascular cerebral și volumul de sânge pe minut. De asemenea, contribuie la corectarea hipoxiei și hipercapniei tisulare ( nivel avansat dioxid de carbon).
Ionii de bicarbonat sunt foarte importanți pentru reglarea pH-ului sângelui și menținerea normalului echilibrul acido-bazic. Frecvența respiratorie afectează cantitatea de dioxid de carbon din sânge. Respirația slabă sau lentă provoacă acidoză respiratorie, în timp ce respirația rapidă și excesiv de profundă duce la hiperventilație și la dezvoltarea alcalozei respiratorii.
În plus, dioxidul de carbon este, de asemenea, important în reglarea respirației. Deși corpul nostru necesită oxigen pentru metabolism, nivelurile scăzute de oxigen din sânge sau țesuturi de obicei nu stimulează respirația (sau mai bine zis, efectul stimulator al deficienței de oxigen asupra respirației este prea slab și „se activează” târziu, la niveluri foarte scăzute de oxigen din sânge, în care o persoană își pierde adesea cunoștința). În mod normal, respirația este stimulată de o creștere a nivelului de dioxid de carbon din sânge. Centrul respirator este mult mai sensibil la o creștere a dioxidului de carbon decât la lipsa oxigenului. În consecință, respirarea aerului foarte rarefiat (cu o presiune parțială scăzută a oxigenului) sau a unui amestec de gaze care nu conține deloc oxigen (de exemplu, 100% azot sau 100% protoxid de azot) poate duce rapid la pierderea conștienței fără a provoca senzație. de lipsă de aer (pentru că nivelul dioxidului de carbon nu crește în sânge, deoarece nimic nu împiedică expirarea acestuia). Acest lucru este deosebit de periculos pentru piloții aeronavelor militare care zboară la altitudini mari (în cazul unei depresurizări de urgență a cockpitului, piloții își pot pierde rapid cunoștința). Această caracteristică a sistemului de reglare a respirației este, de asemenea, motivul pentru care, în avioane, însoțitorii de bord instruiesc pasagerii, în cazul unei depresurizări a cabinei aeronavei, să își pună mai întâi o mască de oxigen înainte de a încerca să ajute pe altcineva - prin aceasta, Ajutorul riscă să-și piardă rapid cunoștința și chiar fără să simtă vreun disconfort și nevoie de oxigen până în ultimul moment.
Centrul respirator uman încearcă să mențină o presiune parțială a dioxidului de carbon în sângele arterial nu mai mare de 40 mm Hg. Cu hiperventilație conștientă, conținutul de dioxid de carbon din sângele arterial poate scădea la 10-20 mm Hg, în timp ce conținutul de oxigen din sânge practic nu se va modifica sau crește ușor, iar nevoia de a respira din nou va scădea ca urmare a unei scăderea efectului stimulator al dioxidului de carbon asupra activității centrului respirator. Acesta este motivul pentru care după o perioadă de hiperventilație conștientă este mai ușor să ții respirația mult timp decât fără hiperventilație prealabilă. O astfel de hiperventilație conștientă urmată de ținerea respirației poate duce la pierderea conștienței înainte ca persoana să simtă nevoia să respire. Într-un mediu sigur, o astfel de pierdere a conștienței nu amenință nimic special (care și-a pierdut cunoștința, o persoană își va pierde controlul asupra ei înșiși, va înceta să-și țină respirația și va respira, respira și, odată cu aceasta, furnizarea de oxigen a creierului va să fie restabilit, iar apoi conștiința va fi restabilită). Cu toate acestea, în alte situații, precum înainte de scufundare, poate fi periculos (pierderea conștienței și nevoia de a respira va veni la adâncime, iar în absența controlului conștient, apa va pătrunde în căile respiratorii, ceea ce poate duce la înec). De aceea hiperventilația înainte de scufundare este periculoasă și nu este recomandată.

Chitanță

În cantități industriale, dioxidul de carbon este emis din gazele de ardere, sau ca produs secundar al proceselor chimice, de exemplu, în timpul descompunerii carbonaților naturali (calcar, dolomit) sau în producerea alcoolului (fermentația alcoolică). Amestecul de gaze obtinut se spala cu o solutie de carbonat de potasiu, care absorb dioxidul de carbon, transformandu-se in hidrocarbonat. O soluție de bicarbonat, atunci când este încălzită sau sub presiune redusă, se descompune, eliberând dioxid de carbon. În instalațiile moderne pentru producerea dioxidului de carbon, în loc de bicarbonat, acesta este mai des utilizat soluție de apă monoetanolamină, care, în anumite condiții, este capabilă să absoarbă CO₂ conținut în gazele de ardere și să-l elibereze atunci când este încălzită; separând astfel produsul finit de alte substanţe.
Dioxidul de carbon este, de asemenea, produs în instalațiile de separare a aerului ca produs secundar al obținerii de oxigen pur, azot și argon.
În condiții de laborator, se obțin cantități mici prin reacția carbonaților și bicarbonaților cu acizi, cum ar fi marmura, creta sau soda cu acid clorhidric, folosind, de exemplu, un aparat Kipp. Utilizarea reacției acidului sulfuric cu creta sau marmură are ca rezultat formarea sulfatului de calciu ușor solubil, care interferează cu reacția și este îndepărtat printr-un exces semnificativ de acid.
Pentru prepararea bauturilor se poate folosi reactia bicarbonatului de sodiu cu acid citric sau cu zeama de lamaie. În această formă au apărut primele băuturi carbogazoase. Farmaciştii erau angajaţi în fabricarea şi vânzarea lor.

Aplicație

În industria alimentară, dioxidul de carbon este folosit ca conservant și praf de copt, indicat pe ambalaj cu codul E290.
Un dispozitiv pentru alimentarea cu dioxid de carbon unui acvariu poate include un rezervor de gaz. Cea mai simplă și cea mai comună metodă de producere a dioxidului de carbon se bazează pe proiectarea pentru a face piureul băuturii alcoolice. În timpul fermentației, dioxidul de carbon eliberat poate oferi bine pansament de top pentru plantele de acvariu.
Dioxidul de carbon este folosit pentru carbonatarea limonadei și a apei spumante. Dioxidul de carbon este folosit și ca mediu de protecție în sudarea sârmei, dar la temperaturi ridicate se descompune odată cu eliberarea de oxigen. Oxigenul eliberat oxidează metalul. În acest sens, este necesar să se introducă dezoxidanți în firul de sudură, cum ar fi mangan și siliciu. O altă consecință a influenței oxigenului, asociată și cu oxidarea, este o scădere bruscă a tensiunii superficiale, care duce, printre altele, la stropi de metal mai intens decât la sudarea în atmosferă inertă.
Depozitarea dioxidului de carbon într-un cilindru de oțel în stare lichefiată este mai profitabilă decât sub formă de gaz. Dioxidul de carbon are o temperatură critică relativ scăzută de +31°C. Aproximativ 30 kg de dioxid de carbon lichefiat sunt turnate într-un cilindru standard de 40 de litri și la temperatura camerei cilindrul va conține o fază lichidă, iar presiunea va fi de aproximativ 6 MPa (60 kgf/cm²). Dacă temperatura este peste +31°C, atunci dioxidul de carbon va intra într-o stare supercritică cu o presiune peste 7,36 MPa. Presiunea standard de funcționare pentru un cilindru tipic de 40 de litri este de 15 MPa (150 kgf/cm²), dar trebuie să reziste în siguranță de 1,5 ori presiunea, adică 22,5 MPa, astfel încât lucrul cu astfel de cilindri poate fi considerat destul de sigur.
Dioxidul de carbon solid - „gheață carbonică” - este folosit ca agent frigorific în cercetare de laborator, în comerțul cu amănuntul, la repararea echipamentelor (de exemplu: răcirea uneia dintre piesele de împerechere în timpul montajului etanș), etc. Instalațiile de dioxid de carbon sunt folosite pentru lichefierea dioxidului de carbon și producerea de gheață carbonică.

Metode de înregistrare

Măsurarea presiunii parțiale a dioxidului de carbon este necesară în procesele tehnologice, în aplicatii medicale- analiza amestecurilor respiratorii în timpul ventilației artificiale a plămânilor și în sistemele de susținere a vieții închise. Analiza concentrației de CO 2 în atmosferă este utilizată pentru mediul și cercetare științifică, pentru a studia efectul de seră. Dioxidul de carbon este înregistrat folosind analizoare de gaze bazate pe principiul spectroscopiei în infraroșu și alte sisteme de măsurare a gazelor. Un analizor de gaze medicale pentru înregistrarea conținutului de dioxid de carbon din aerul expirat se numește capnograf. Pentru măsurarea concentrațiilor scăzute de CO 2 (și de asemenea) în gazele de proces sau în aerul atmosferic se poate folosi metoda cromatografică de gaze cu un metanator și înregistrarea pe un detector cu ionizare în flacără.

dioxid de carbon în natură

Fluctuațiile anuale ale concentrației de dioxid de carbon atmosferic pe planetă sunt determinate în principal de vegetația de la latitudinile mijlocii (40-70 °) ale emisferei nordice.
O mare cantitate de dioxid de carbon este dizolvată în ocean.
Dioxidul de carbon reprezintă o parte semnificativă a atmosferei unor planete din sistemul solar: Venus, Marte.

Toxicitate

Dioxidul de carbon este netoxic, dar datorită efectului concentrațiilor sale ridicate din aer asupra organismelor vii care respiră aer, este clasificat ca un gaz asfixiant. (Engleză) Rusă. Creșteri ușoare ale concentrației de până la 2-4% în interior duc la dezvoltarea somnolenței și slăbiciunii la oameni. Concentrații periculoase se consideră niveluri de aproximativ 7-10% la care se dezvoltă sufocarea, manifestându-se prin cefalee, amețeli, pierderea auzului și pierderea cunoștinței (simptome asemănătoare cu cele ale răului de altitudine), în funcție de concentrație, pe o perioadă de câteva minute până la unu. ore. Când aerul cu concentrații mari de gaz este inhalat, moartea are loc foarte rapid prin asfixiere.
Deși, de fapt, nici o concentrație de 5-7% CO 2 nu este letală, deja la o concentrație de 0,1% (un astfel de conținut de dioxid de carbon se observă în aerul mega-orașelor), oamenii încep să se simtă slăbiți, somnoroși. Acest lucru arată că, chiar și la niveluri ridicate de oxigen, o concentrație mare de CO 2 are un efect puternic asupra bunăstării.
Inhalarea aerului cu o concentrație crescută a acestui gaz nu duce la probleme de sănătate pe termen lung, iar după ce victima este îndepărtată din atmosfera poluată, are loc rapid recuperarea completă a sănătății.

Cele mai frecvente procese de formare a acestui compus sunt degradarea resturilor animale și vegetale, arderea diferitelor tipuri de combustibil, respirația animalelor și plantelor. De exemplu, o persoană pe zi emite aproximativ un kilogram de dioxid de carbon în atmosferă. Se pot forma monoxid de carbon și dioxid de carbon în natura neînsuflețită. Dioxidul de carbon este eliberat în timpul activității vulcanice și poate fi extras și din surse de apă minerală. Dioxidul de carbon se găsește în cantități mici în atmosfera Pământului.
Particularități structura chimica acest compus permiteți-i să participe la multe reacții chimice, a căror bază este dioxidul de carbon.
Formulă
În compusul acestei substanțe se formează atomul de carbon tetravalent conexiune liniară cu două molecule de oxigen. Aspect o astfel de moleculă poate fi reprezentată după cum urmează:
Teoria hibridizării explică structura moleculei de dioxid de carbon astfel: între orbitalii sp ai atomilor de carbon și doi orbitali 2p ai oxigenului se formează două legături sigma existente; Orbitii p ai carbonului, care nu iau parte la hibridizare, sunt conectați împreună cu orbitali de oxigen similari. În reacțiile chimice, dioxidul de carbon se scrie CO2.
Proprietăți fizice
În condiții normale, dioxidul de carbon este un gaz incolor și inodor. Este mai greu decât aerul, așa că dioxidul de carbon se poate comporta ca un lichid. De exemplu, poate fi turnat dintr-un recipient în altul. Această substanță este ușor solubilă în apă - aproximativ 0,88 l de CO 2 se dizolvă într-un litru de apă la 20 ⁰С. O scădere ușoară a temperaturii schimbă radical situația - în același litru de apă la 17⁰С, se pot dizolva 1,7 litri de CO 2. Cu o răcire puternică, această substanță se depune sub formă de fulgi de zăpadă - se formează așa-numita „gheață uscată”. Acest nume vine de la faptul că la presiune normală, substanța, ocolind faza lichidă, se transformă imediat într-un gaz. Dioxidul de carbon lichid se formează la o presiune chiar peste 0,6 MPa și la temperatura camerei.
Proprietăți chimice
Când interacționează cu agenți oxidanți puternici, dioxidul de 4 atomi de carbon prezintă proprietăți oxidante. O reacție tipică a acestei interacțiuni:
C + CO 2 \u003d 2CO.
Deci, cu ajutorul cărbunelui, dioxidul de carbon este redus la modificarea sa divalentă - monoxid de carbon.
În condiții normale, dioxidul de carbon este inert. Dar unele metale active pot arde în el, extragând oxigenul din compus și eliberând carbon gazos. O reacție tipică este arderea magneziului:
2Mg + CO 2 \u003d 2MgO + C.
În timpul reacției, se formează oxid de magneziu și carbon liber.
În compușii chimici, CO 2 prezintă adesea proprietățile unui oxid acid tipic. De exemplu, reacţionează cu baze şi oxizi bazici. Rezultatul reacției sunt săruri ale acidului carbonic.
De exemplu, reacția combinației de oxid de sodiu cu dioxid de carbon poate fi reprezentată după cum urmează:
Na 2 O + CO 2 \u003d Na 2 CO 3;
2NaOH + CO 2 \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O;
NaOH + CO 2 \u003d NaHCO 3.
Acid carbonic și soluție de CO2
Dioxidul de carbon din apă formează o soluție cu un grad mic de disociere. Această soluție de dioxid de carbon se numește acid carbonic. Este incolor, slab exprimat și are un gust acru.
Înregistrarea unei reacții chimice:
CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3.
Echilibrul este destul de puternic deplasat spre stânga - doar aproximativ 1% din dioxidul de carbon inițial este transformat în acid carbonic. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât mai puține molecule de acid carbonic în soluție. Când compusul fierbe, acesta dispare complet, iar soluția se descompune în dioxid de carbon și apă. Formula structurala acidul carbonic este prezentat mai jos.
Proprietățile acidului carbonic
Acid carbonic foarte slab. În soluții, se descompune în compuși de ioni de hidrogen H + și HCO 3 -. Într-o cantitate foarte mică, se formează ioni de CO 3 -.
Acidul carbonic este dibazic, deci sărurile formate de acesta pot fi medii și acide. În tradiția chimică rusă, sărurile medii sunt numite carbonați, iar sărurile puternice sunt numite bicarbonați.
Reacție calitativă
Unul dintre moduri posibile detectarea dioxidului de carbon gazos este o modificare a transparenței mortarului de var.
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O.
Această experiență este cunoscută din curs şcolar chimie. La începutul reacției, se formează o cantitate mică de precipitat alb, care ulterior dispare atunci când dioxidul de carbon este trecut prin apă. Schimbarea transparenței are loc deoarece, în procesul de interacțiune, un compus insolubil - carbonat de calciu se transformă într-o substanță solubilă - bicarbonat de calciu. Reacția se desfășoară în felul următor:
CaCO 3 + H 2 O + CO 2 \u003d Ca (HCO 3) 2.
Obține dioxid de carbon
Dacă doriți să obțineți o cantitate mică de CO2, puteți începe reacția acidului clorhidric cu carbonatul de calciu (marmură). Înregistrarea chimică a acestei interacțiuni arată astfel:
CaCO 3 + HCl \u003d CaCl 2 + H 2 O + CO 2.
De asemenea, în acest scop, reacțiile de combustie ale substanțelor care conțin carbon, cum ar fi acetilena, sunt utilizate:
CH4 + 2O2 → 2H2O + CO2-.
Aparatul Kipp este folosit pentru a colecta și stoca substanța gazoasă rezultată.
Pentru nevoile industriei și agriculturii, scara producției de dioxid de carbon trebuie să fie mare. O metodă populară pentru o astfel de reacție la scară largă este arderea calcarului, care produce dioxid de carbon. Formula reacției este dată mai jos:
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2.
Aplicarea dioxidului de carbon
Industria alimentară, după producția pe scară largă de „gheață carbonică”, a trecut la o metodă fundamental nouă de depozitare a alimentelor. Este indispensabil în producerea băuturilor carbogazoase și a apei minerale. Conținutul de CO 2 din băuturi le conferă prospețime și crește semnificativ durata de valabilitate. Iar carburarea apelor minerale evita mucegaiul si gustul neplacut.
În gătit, se folosește adesea metoda de stingere a acidului citric cu oțet. Dioxidul de carbon eliberat în același timp conferă splendoare și ușurință cofetăriei.
Acest compus este adesea folosit ca aditiv alimentar pentru a crește durata de valabilitate a alimentelor. Conform standardelor internaționale pentru clasificarea aditivilor chimici în produse, trece sub codul E 290,
Dioxidul de carbon sub formă de pulbere este una dintre cele mai populare substanțe care compun amestecurile de stingere a incendiilor. Această substanță se găsește și în spuma stingătoarelor.
Cel mai bine este să transportați și să depozitați dioxidul de carbon în cilindri metalici. La o temperatură mai mare de 31⁰С, presiunea din cilindru poate ajunge la critică, iar CO2 lichid va intra într-o stare supercritică, cu o creștere bruscă a presiunii de funcționare la 7,35 MPa. Cilindrul metalic poate rezista la o presiune internă de până la 22 MPa, astfel încât intervalul de presiune la temperaturi peste treizeci de grade este recunoscut ca fiind sigur.
Tema: Simplu reacții chimice- acţiunea acizilor diluaţi asupra carbonaţilor, producerea şi studiul proprietăţilor dioxidului de carbon.
Obiective de invatare: - Să studieze acţiunea acizilor asupra carbonaţilor şi să tragă concluzii generale.

Înțelegeți și efectuați teste calitative de dioxid de carbon.

Rezultate asteptate: Printr-un experiment chimic, pe baza observațiilor, analizei rezultatelor experimentului, elevii trag concluzii despre metodele de obținere a dioxidului de carbon, proprietățile acestuia și efectul dioxidului de carbon asupra apei de var. Prin compararea metodelor de producere a hidrogenului și a dioxidului de carbon prin acțiunea acizilor diluați asupra metalelor și carbonaților,Elevii trag concluzii despre diferiții produși ai reacțiilor chimice obținute prin acțiunea acizilor diluați.

În timpul orelor:
Împărțiți clasa în grupuri. Strategie: unul câte unul.
- Ce nou ați învățat despre proprietățile acizilor?
Scop: aproximativApreciază calitatea fiecărui răspuns rapid și general.Să noteze dacă elevii identifică conceptele principale ale materialului acoperit și relația dintre ele.
Dictare

LUCREAZA IN SIGURANTA CU ACIZI

acizi provoacă o substanță chimică ………………….pieleși alte țesături.

În funcție de viteza de acțiune și rata de distrugere a țesuturilor corpului, acizii sunt aranjați în următoarea ordine, începând cu cel maiputernic: ……………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………

Când diluați acizii, ……………… se toarnă peste ………………… un bețișor cu un inel de cauciuc de siguranță în partea de jos.

O sticlă de acid nu este permisă ………………mâinile la piept, pentru că eventual ………………… și …………..

Prim ajutor. Zona de piele afectată de acid ……….jet de frig ………….. în timpul ………………. min. pozle ………………… apă înmuiată se aplică pe locul arssolutie …………. bandaj de tifon sau vatătampon. In 10 minute. bandaj ……….., piele ………….,și lubrifiat cu glicerină pentru a reduce senzațiile de durerescheny.
Elevii efectuează un experimentcompletați tabelul de observații și concluzii,înregistrarea video a observațiilor pentru plasare înYouTubepentru ca parintii lor sa vada.
„Roșu” – subiectul nu este clar pentru mine, au rămas multe întrebări.

„Galben” - subiectul este clar pentru mine, dar există întrebări.

„Verde” – tema este clară pentru mine.
Referinte:
Anexa 1

Resursa teoretica

Dioxid de carbon

molecula de CO 2

Proprietăți fizice

Monoxid de carbon (IV) - dioxid de carbon, Gaz incolor și inodor, mai greu decât aerul, solubil în apă, la răcire puternică se cristalizează sub forma unei mase albe asemănătoare zăpezii - „gheață uscată”. La presiune atmosferică nu se topesteși se evaporă, ocolind lichidul starea de agregare- acest fenomen se numește sublimare , temperatura de sublimare -78 °С. Dioxidul de carbon se formează în timpul putrezirii și arderii materie organică. Conținut în aer și izvoare minerale, eliberat în timpul respirației animalelor și plantelor. Puțin solubil în apă (1 volum de dioxid de carbon într-un volum de apă la 15 °C).

Chitanță

Dioxidul de carbon este produs prin acțiunea acizilor puternici asupra carbonaților:

carbonat metalic+ acid →o sare + dioxid de carbon + apă

CaCO 3 + 2HCI = CaCI 2 + CO 2 + H 2 O

carbonatcalciu + clorhidricacid = carbonicgaz + apă

carbonat de calciu + acid clorhidric→ clorură de calciu + dioxid de carbon + apă

N / A 2 CO 3 + 2HCI = 2NaCI + CO 2 + H 2 O

carbonatsodiu + clorhidricacid = carbonicgaz + apă

carbonat de sodiu + acid clorhidric→ clorură de sodiu + dioxid de carbon + apă

Proprietăți chimice

Reacție calitativă

O reacție calitativă pentru detectarea dioxidului de carbon este turbiditatea apei de var:

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 Oh

apa de var + dioxid de carbon = + apă

La începutul reacției se formează un precipitat alb, care dispare la trecerea CO pentru o perioadă lungă de timp. 2 prin apa de var, pentru ca carbonatul de calciu insolubil este transformat în bicarbonat solubil:

CaCO 3 + H 2 O+CO 2 = CU a(HCO 3 ) 2 .

Anexa 2

Experimentul de laborator nr. 7

„Producerea de dioxid de carbon și recunoașterea acestuia”

Scopul lucrării: obțineți experimental dioxid de carbon și efectuați un experiment care îi caracterizează proprietățile.

Echipamente și reactivi: stand cu eprubete, stand de laborator, eprubete, tub de aerisire cu dop de cauciuc, dispozitiv pentru obtinerea dioxidului de carbon, creta (carbonat de calciu), carbonat de cupru ( II ), carbonat de sodiu, soluție de acid acetic, apă de var.

Progres:
Pe baza rezultatelor experimentelor, completați tabelul, trageți o concluzie.

Eșantion de lucru
Dioxidul de carbon poate fi obținut prin acțiunea acidului acetic asupra:
Dioxidul de carbon, monoxidul de carbon, dioxidul de carbon sunt toate denumiri pentru aceeași substanță pe care o cunoaștem ca dioxid de carbon. Deci, care sunt proprietățile acestui gaz și care sunt aplicațiile lui?

Dioxidul de carbon și proprietățile sale fizice

Dioxidul de carbon este format din carbon și oxigen. Formula pentru dioxid de carbon este CO₂. În natură, se formează în timpul arderii sau descompunerii materiei organice. În aer și izvoarele minerale, conținutul de gaz este, de asemenea, destul de mare. în plus, oamenii și animalele eliberează și dioxid de carbon atunci când expiră.

Orez. 1. Moleculă de dioxid de carbon.

Dioxidul de carbon este un gaz complet incolor și nu poate fi văzut. De asemenea, nu are miros. Cu toate acestea, cu concentrația sa mare, o persoană poate dezvolta hipercapnie, adică sufocare. Lipsa dioxidului de carbon poate provoca, de asemenea, probleme de sănătate. Ca urmare a lipsei acestui gaz, se poate dezvolta starea inversă de sufocare - hipocapnie.

Dacă dioxidul de carbon este plasat în condiții de temperatură scăzută, atunci la -72 de grade se cristalizează și devine ca zăpada. Prin urmare, dioxidul de carbon în stare solidă se numește „zăpadă uscată”.

Orez. 2. Zăpada uscată este dioxid de carbon.

Dioxidul de carbon este de 1,5 ori mai dens decât aerul. Densitatea sa este de 1,98 kg/m³ legătură chimicăîntr-o moleculă de dioxid de carbon, polar covalent. Este polar deoarece oxigenul are o valoare de electronegativitate mai mare.

Un concept important în studiul substanțelor este masa moleculară și molară. Masa molară a dioxidului de carbon este 44. Acest număr este format din suma maselor atomice relative ale atomilor care alcătuiesc molecula. Valorile maselor atomice relative sunt preluate din tabelul D.I. Mendeleev și rotunjite la numere întregi. În consecință, masa molară a CO₂ = 12+2*16.
Pentru a calcula fracțiunile de masă ale elementelor din dioxid de carbon, trebuie să urmați formula de calcul fracții de masă toata lumea element chimicîn substanță.
n este numărul de atomi sau molecule.
A r este masa atomică relativă a unui element chimic.
Domnul este greutatea moleculară relativă a substanței.
Calculați relativul greutate moleculară dioxid de carbon.

Mr(CO₂) = 14 + 16 * 2 = 44 w(C) = 1 * 12 / 44 = 0,27 sau 27% Deoarece dioxidul de carbon conține doi atomi de oxigen, n = 2 w(O) = 2 * 16 / 44 = 0,73 sau 73%

Răspuns: w(C) = 0,27 sau 27%; w(O) = 0,73 sau 73%

Proprietățile chimice și biologice ale dioxidului de carbon

Dioxidul de carbon are proprietăți acide, deoarece este un oxid acid, iar atunci când este dizolvat în apă formează acid carbonic:

CO2+H2O=H2CO3

Reacționează cu alcalii, rezultând formarea de carbonați și bicarbonați. Acest gaz este neinflamabil. Doar unele metale active, cum ar fi magneziul, ard în el.

Când este încălzit, dioxidul de carbon se descompune în monoxid de carbon și oxigen:

2CO3=2CO+O3.

Ca și alții oxizi acizi, acest gaz reacționează ușor cu alți oxizi:

СaO+Co₃=CaCO3.

Dioxidul de carbon este un constituent al tuturor substanțelor organice. Circulația acestui gaz în natură se realizează cu ajutorul producătorilor, consumatorilor și descompunetorilor. În procesul vieții, o persoană produce aproximativ 1 kg de dioxid de carbon pe zi. Când inspirăm, primim oxigen, dar în acest moment se formează dioxid de carbon în alveole. În acest moment, are loc un schimb: oxigenul intră în sânge, iar dioxidul de carbon iese.

Dioxidul de carbon este produs în timpul producerii de alcool. De asemenea, acest gaz este un produs secundar în producerea de azot, oxigen și argon. Utilizarea dioxidului de carbon este necesară în industria alimentară, unde dioxidul de carbon acționează ca un conservant, iar dioxidul de carbon sub formă de lichid este conținut în stingătoarele.