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二氧化碳
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二氧化碳(CO2)是由一个碳原子和两个氧原子组成的,根据碳的四价原则和氧的二价原则来讲,一个二氧化碳分子里包含了两个碳氧双键,它的结构式是O=C=O。从它的结构式可以看出,二氧化碳分子是一个线性分子,键角为180度。
溶解情况:溶于水(体积比1:1),部分生成碳酸。
用途:气体二氧化碳用于制碱工业、制糖工业,并用于钢铸件的淬火和铅白的制造等。
制备或来源:可由碳在过量的空气中燃烧或使大理石、石灰石、白云石煅烧或与酸作用而得。是石灰、发酵等工业的副产品。
结构式:O=C=O
其他:表示一个碳原子和两个氧原子结合而成。
C原子以sp杂化轨道形成σ键。分子形状为直线形。非极性分子。能被液化成液体二氧化碳,相对密度1.101(-37℃),沸点-78.5℃(升华)。液态二氧化碳蒸发时吸收大量的热而凝成固体二氧化碳,俗称干冰。
工业用氧物理性质 在标准状况下,二氧化碳的密度是1.977克/升,密度比空气密度大,能溶于水,且溶液显弱酸性反应。二氧化碳无毒,但不能供给动物呼吸,是一种窒息性气体。在空气中通常含量为0.03%(体积),若含量达到10%时,就会使人呼吸逐渐停止,最后窒息死亡。
化学性质 二氧化碳本身不燃烧,不支持燃烧,不供呼吸;CO2能溶于水并与水反应生成碳酸,使紫色石蕊试液变成红色:CO2十H2O = H2CO3 。CO2为酸性氧化物,易与碱性氧化物反应生成相应的碳酸盐:CO2+Na2O = Na2CO3 。CO2与碱反应生成相应的碳酸盐和水:CO2+Ba(OH)2 = BaCO3↓+H2O 。 CO2可使澄清的石灰水变浑浊,此反应常用于检验CO2的存在: CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+H2O 。CO2与碱作用还可能生成酸式碳酸盐:2CO2+Ca(OH)2 = Ca(HCO3)2 ;CO2+NH3+HO = NH4HCO3 。CO2中碳为+4价,可被某些强还原剂还原,如与赤热的碳作用还原成CO,CO2与活泼金属作用被还原成碳: CO2+C2CO ;CO2+2Mg2MgO+C 。CO2能参与绿色植物的光合作用,把CO2和H2O合成碳水化合物。
所有含碳元素的物质燃烧都会产生二氧化碳;动植呼吸也会产生二氧化碳;各类食质的缓慢氧化能产生二氧化碳;自然界中二氧化碳矿物的开采可获得二氧化碳。工业上用煅烧石灰石的方法获得二氧化碳。
适应症临床多以本品5~7%与93~95%的氧混合吸入, 用于急救溺毙、吗啡或一氧化碳中毒者、新生儿窒息等。乙醚麻醉时,如加用含有3~5% 本品的氧气吸入,可使麻醉效率增加,并减少呼吸道的刺激。用法用量遵医嘱.25%高浓度吸入可使呼吸中枢麻痹,引起酸中毒。吸入浓度不超过10%。不良反应25%高浓度吸入可使呼吸中枢麻痹,引起酸中毒.吸入浓度不超过10%。
植物光合作用的原料 在自然界,二氧化碳保证了绿色植物进行光合作用和海洋中浮游植物呼吸的需要。
与温室效应有关 当大气中二氧化碳含量增高到一定程度时,会阻止地球热量的散失,使地球上的气温升高,即“温室效应”。人类可以通过开发新能源、减少石化燃料的燃烧、保护植被、植树造林等方式来防止温室效应的产生。
可开发出以下用途的产品:
1.从脂肪族聚碳酸酯与多异氰酸酯制备聚氨酯材料,优于普通聚酯聚氨酯的耐水解性能。
2.用顺丁烯二酸酐作为第三单体进行三元共聚;产物是一种含碳酸酯基和酯基的不饱和树脂,可交联固化,亦能与纤维之类固体复合,是类似于普通不饱和聚酯使用的一种新材料。
3.脂肪族聚碳酸酯可以与各种聚合物共混而获得各种不同的性能。可以用作环氧树脂、PVC塑料等的增韧剂、增塑剂或加工助剂。
4.二氧化碳、环氧乙烷等的共聚物,二氧化碳、环氧丙烷和琥珀酸酐的三元共聚物能被微生物彻底分解,不留残渣,是一类有希望的生物降解材料。
5.二氧化碳共聚物有优异的生物体相容性。特别设计的共聚物可望用作抗凝血材料或用作药物缓释剂。
6.某些二氧化碳共聚物可用作固体颜料或填料的表面处理剂,隔氧材料,表面活性剂,陶瓷胶粘剂,热熔胶等。
7.聚碳酸亚丙酯与丁腈橡胶共混物有良好的耐油耐热氧老化性能,有比普通丁腈胶更好的机械性能,是一种优异的新型耐油橡胶。该项目每吨二氧化碳树脂成本约为环氧丙烷原料的价格,相当于国外工艺的3-30%,很有机会在国外立足发展。.PPC/NBR型耐油橡胶的成本可比用纯丁腈降低10%左右,每吨产品的成本可降低 1000元以上。
人类活动每年释放大量二氧化碳,其中近一半增加了大气二氧化碳浓度,一部分被海洋吸收,而约有不到1/3的二氧化碳却“去向不明”。作为全球变化的前沿课题,近年来,这一著名的“二氧化碳去向不明”之谜强烈地吸引着各国科学家进行研究。
就像银行存储现金一样,森林可通过光合作用“存储”碳,而森林砍伐则释放碳。北京大学城市与环境系方精云教授等人利用大量的野外实测资料和中华人民共和国成立以来的森林资料,研究了我国森林植被50年来碳存储量的动态变化。
“我国70年代末期以来倡导的植树造林工程,初衷本是防止水土流失和干旱,却出人意料地延缓了大气二氧化碳浓度的上升速度。”方精云说。据悉,中国人工林累计面积目前已居世界第一位,森林覆盖率也上升到16.55%。
国际同行高度评价中国科学家的研究结果。“它作为一个重要的里程碑,将会被长期引用。”权威杂志《科学》编委会首席指导萨格登说。“森林并不能奇迹般地阻止大气二氧化碳浓度的升高,但可在未来的几十年显著地缓和上升的速度。”哈佛大学史蒂文教授说,“中国是一个最好的例子。”
1.2001年7月8日《北京晚报》2.《辞海》3.《有机化学》曾昭琼主编, 高等教育出版社4.《化工原理》陈敏恒、丛德滋、方图南、齐鸣斋编,化学工业出版社5.《基础有机化学》邢其毅主编,高等教育出版社6.http://www.foodqs.com/news/jsdt01/200443082720.htm