您好,欢迎访问洛阳伊川宏源气体厂家官网! 咨询电话:13937933377
当前位置:首页 > 新闻中心

科普知识——二氧化碳

时间:2022-08-11 点击:0 次 来源:洛阳伊川宏源气体厂家

二氧化碳(IUPAC名:carbon dioxide,分子式:CO2)是空气中常见的化合物,由两个氧原子与一个碳原子通过极性共价键连接而成。空气中有微量的二氧化碳,约占0.04%。二氧化碳略溶于水中,可以与水反应形成碳酸,碳酸是一种弱酸。

在二氧化碳分子中,碳原子的成键方式是sp混成轨域与氧原子成键。碳原子的两个sp混成轨域分别与两个氧原子生成两个σ键。碳原子上两个没有参加杂化(混成)的p轨道与成键的sp混成轨域成90°的直角,并同氧原子的p轨道分别发生重叠,故缩短了碳氧键的间距。

二氧化碳平均约占大气体积的400ppm,不过每年因为人为的排放增加,比率还在逐步上升。2019年5月大气二氧化碳月均浓度超过415ppm,为过去80万年来最高。大气中的二氧化碳含量随季节变化,这主要是由于植物生长的季节性变化而导致的。当春夏季来临时,植物由于更多的光合作用消耗二氧化碳,其含量便随之减少;反之,当秋冬季来临时,植物不但光合作用效率降低,反而更多地制造二氧化碳,其含量便随之上升。

二氧化碳在常温常压下为无色、无味、不助燃、不可燃的气体。二氧化碳是温室气体的一种。

二氧化碳略溶于水,少部份二氧化碳会和水反应,产生碳酸,溶解比例大约为1:1(体积比)。二氧化碳略微溶于醇。

二氧化碳是无色的。在低浓度时,二氧化碳气体是无味的,但在较高浓度时会有酸性气味,它可造成窒息和刺激。当吸入浓度比大气层平常浓度高很多的二氧化碳时,它可以产生一种酸的味道让鼻子和喉咙产生刺痛感,气体溶解在黏膜和唾液中,产生了碳酸。这种感觉像喝下碳酸饮料。在标准的温度和压力下,二氧化碳的密度大约是1.98 kg/m3,是空气的1.5倍。二氧化碳用两个氧原子与一个碳原子以双键组成。-78.51°C或-109.3 °F时,二氧化碳会凝华,固态二氧化碳俗称“干冰”,是十分普遍的,一般用作冷冻,于1825年由法国化学家阿德里安-让-皮埃尔·蒂洛勒尔(英语:Adrien-Jean-Pierre Thilorier)首次发现。另一种形式的固态二氧化碳是非晶玻璃般的形式,称为卡博尼亚(carboni),二氧化碳可以存在于一个玻璃态,类似于矽(石英玻璃)和锗。但是卡博尼亚玻璃不稳定,如果恢复正常压力就会变回原状。

二氧化碳通常是由燃烧有机化合物、细胞的呼吸作用、微生物的发酵作用等所产生,植物在有阳光的情况下吸取二氧化碳,在其叶绿体内进行光合作用,产生碳水化合物和氧气,氧气可供其他生物进行呼吸作用,这种循环称为碳循环(carbon cycle)。二氧化碳是温室气体之一,它允许可见光自由通过,但会吸收红外线与紫外线,这可以把来自太阳的热能锁起来,不让其流失,如果大气中的二氧化碳含量过多,热量更难流失,地球的平均气温也会随之上升,这种情况称为温室效应。二氧化碳的固体状态是干冰。干冰在室温下会直接升华为气体。二氧化碳需加压到5.1倍大气压力才会以液态存在。

用途:

二氧化碳可注入饮料中,增加压力,使饮料中带有气泡,增加饮用时的口感,像汽水、啤酒均为此类的例子。

固态的二氧化碳(或干冰)在常温下会升华,吸收大量的热,因此可用在急速的食品冷冻。

二氧化碳的重量比空气重,不助燃,因此许多灭火器都透过产生二氧化碳,利用其特性灭火。而二氧化碳灭火器是直接用液化的二氧化碳灭火,除上述特性外,更有灭火后不会留下固体残留物的优点。

二氧化碳也可用作焊接用的保护气体,其保护效果不如其他惰性气体(如氩),但价格相对便宜许多。

二氧化碳激光是一种重要的工业激光来源。

二氧化碳是植物光合作用的主要碳源,可以用作植物温室的气体肥料和水草缸水族箱的肥料。

二氧化碳可用于人工合成淀粉。

二氧化碳可用来酿酒,二氧化碳气体创造一个缺氧的环境,有助于防止细菌在葡萄生长。

二氧化碳可控制pH值,游泳池加入二氧化碳以控制pH值,加入二氧化碳从而保持pH值不上升。

二氧化碳可用于制碱工业和制糖工业。

二氧化碳可用于塑料行业的发泡剂。

二氧化碳可用于杀菌、灭菌,填充于密封罐用以保存食物。

二氧化碳可用于动力能源:轮胎(汽车重机车自行车)充气;BB弹空气枪抛绳枪;穿线器(管子乐)。

干冰可以用于人造雨、舞台的烟雾效果、食品行业、美食的特殊效果等。

干冰可以用于清理核工业设备及印刷工业的版辊等。

干冰可以用于汽车、轮船、航空、太空与电子工业。