二氧化碳
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| 二氧化碳 | |||
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| IUPAC英文名 | Carbon dioxide | ||
| 别名 | 碳酸酐、乾冰 | ||
| 識別 | |||
| CAS號 | |||
| PubChem | |||
| EINECS號 | |||
| RTECS號 | FF6400000 | ||
| SMILES | C(=O)=O | ||
| InChI | 1/CO2/c2-1-3 | ||
| 性質 | |||
| 化學式 | CO2 | ||
| 摩爾質量 | 44.0095(14) g mol−1 | ||
| 外觀 | 无色气体 | ||
| 密度 | 1,600 g/L (固) 1.98 g/L (气) |
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| 熔點 | −78 °C (195 K) 昇華 | ||
| 沸點 | −57 °C (216 K) (压力下) | ||
| 在水中的 溶解度 |
1.45 g/L | ||
| pKa | H2CO3的pKa：
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| 黏度 | 0.07 cP (−78 °C) | ||
| 分子偶極矩 | 0 | ||
| 結構 | |||
| 分子構型 | 直线型 | ||
| 相關化學品 | |||
| 相關氧化物 | 一氧化碳、二氧化三碳、一氧化二碳、三氧化碳 | ||
| 若非注明，所有数据都依從国际单位制，以及来自标准状况（25 °C, 100 kPa）的条件。 | |||
二氧化碳是空氣中常見的化合物，其分子式为CO2，由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成。
二氧化碳平均约占大气体积的387ppm。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，植物由于光合作用消耗二氧化碳，其含量随之减少；反之，当秋冬季来临时，植物不但不进行光合作用，反而制造二氧化碳，其含量随之上升。
常壓下為無色、無臭、不助燃、[1]不可燃的氣體。
二氧化碳略溶於水，少部份二氧化碳會和水反應，產生碳酸，溶解比例大约为1：1。
- CO2(g) + H2O → H2CO3
二氧化碳略微溶於醇。
二氧化碳通常是由燃燒有機化合物、細胞的呼吸作用、微生物的發酵作用等所產生，植物在有陽光的情況下吸取二氧化碳，在其葉綠体內進行光合作用，產生碳水化合物和氧氣，氧氣可供其他生物進行呼吸作用，這種循環稱為碳循環(carbon cycle)。
二氧化碳是溫室氣體之一，它允许可见光自由通过，但会吸收红外线与紫外线，这可以把來自太陽的熱能鎖起來，不讓其流失，如果大氣中的二氧化碳含量過多，熱量更難流失，地球的平均氣溫也會隨之上升，這種情況稱為溫室效應。
二氧化碳的固體狀態是乾冰。乾冰在室溫下會直接昇華為氣體。二氧化碳需加壓到5.1倍大氣壓力才會以液態存在。
CO2的有关超临界物性参数：
- 临界温度：Tc = 304.2K
- 临界压力：Pc = 7.28MP
- 临界体积：Vc = 94cm3/mol
- 临界密度：ρc = 0.468g/cm3
- 压缩因子：Z = 0.274
目录 |
[编辑] 歷史
在17世紀，法蘭德斯化學家海尔蒙特發現在密封容器內燃燒木炭，剩下的氣體的密度比原來的氣體更高。
1750年代，蘇格蘭物理學家约瑟夫·布莱克又對二氧化碳有更進一步的研究：石灰石加熱或加入酸後會產生一種它稱為「固定空氣」的氣體。
[编辑] 製備與檢驗
[编辑] 製備
在實驗室中通常以碳酸鹽加酸製備二氧化碳，例如以碳酸鈣與鹽酸反應，並以向上排空氣法收集：
- CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O
在工業上是以高溫加熱灰石（主要成分為碳酸鈣）分解產生二氧化碳：
- CaCO3 → CaO + CO2↑
[编辑] 檢驗
將二氧化碳通入澄清的石灰水，會產生白色的碳酸鈣沉澱，使石灰水变浑浊。如先加热水并收集产生的气体，然后用澄清的石灰水检验。这样效果更好。其他气体（如二氧化硫）也会使澄清石灰水变浑浊，从而干扰检测。
- Ca(OH)2+CO2 → CaCO3↓ + H2O
二氧化碳水溶液呈弱酸性，會讓紅色的酚酞變無色。
[编辑] 用途
- 二氧化碳可注入飲料中，使飲料中帶有氣泡，增加飲用時的口感，像汽水、啤酒均為此類的例子。
- 固態的二氧化碳（或乾冰）在常溫下會氣化，吸收大量的熱，因此可用在急速的食品冷凍。
- 二氧化碳的重量比空氣重，不助燃，因此許多滅火器都會產生二氧化碳，利用其特性滅火。而二氧化碳滅火器是直接用液化的二氧化碳滅火，除上述特性外，更有滅火後不會留下固體殘留物的優點。
- 二氧化碳也可用作焊接用的保護氣體，其保護效果不如其他惰性氣體（如氬），但價格相對便宜許多。
- 二氧化碳雷射是一種重要的工業雷射來源。
- 二氧化碳是植物光合作用之主要碳源。
[编辑] 安全性
因為二氧化碳比空氣重，所以在低漥處的濃度較高。以人工鑿井或挖孔樁時，若通風不良則會造成井底的人員窒息。[來源請求]
應避免之物質：
[编辑] 参见
[编辑] 註腳
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