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| 干冰 |
二氧化碳(CO2)是一种在常温下无色无味无臭的气体。 在-78.5℃(101千帕)的温度下,气体二氧化碳将变成固体二氧化碳。固体二氧化碳俗称“干冰”,其含义是“外形似冰,溶化无水”,直接变成二氧化碳气体。
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| 二氧化碳分子结构模型 |
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。
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。

二氧化碳灭火器
1. 灭火 因为二氧化碳不燃烧,又不支持一般燃烧物的燃烧,同时二氧化碳的密度又比空气的密度大, 所以常用二氧化碳来灭火。用二氧化碳来隔绝空气,以达到灭火的目的。
2. 致冷剂 固体的二氧化碳(干冰)在融化时直接变成气体,融化的过程中吸收热量,从而降低了周围的温度。所以,干冰经常被用来做致冷剂。
3. 人工降雨 用飞机在高空中喷撒干冰,可以使空气中的水蒸气凝结,从而形成人工降雨。
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| 碳酸饮料 |
4. 工业原料 在化学工业上,二氧化碳是一种重要的原料,大量用于生产纯碱、小苏打、尿素、碳颜料铅白等。在轻工业上,用高压溶入较多的二氧化碳,可用来生产碳酸饮料、啤酒、汽水等。
5. 贮藏食品 用二氧化碳贮藏的食品由于缺氧和二氧化碳本身的抑制作用,可有效地防止食品中细菌、霉菌、虫子生长,避免变质和有害健康的过氧化物产生,并能保鲜和维持食品原有的风味和营养成分。如瑞典一家公司就推出了用充满了100%的二氧化碳气体的包装、容器、贮藏室来贮藏肉类的新方法。
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。
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。
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| 某图书馆二氧化碳泄露导致九人中毒 |
历经近10年的研究,中国科学家日前发现,近20年来,中国森林吸收温室气体二氧化碳的能力明显增强,每年工业排放出的二氧化碳平均有5%至8%,也就是2600万吨被吸收,从而为缓解全球温室效应作出了积极贡献。
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。
研究发现,20世纪70年代中期以前,由于毁林开荒等因素,中国森林向大气净排放了大量的二氧化碳。但在最近20年里情况发生逆转,森林净吸收二氧化碳的功能明显增强:近20年共净吸收约4.5亿吨碳,相当于90年代中期中国工业二氧化碳年均排放量的一半。在被“固定”的碳中,人工林占了80%。
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| 植树造林,美化家园 |
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
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英译: CO2 carbon dioxide 来自iciba.com
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