Углекислый газ, углекислый газ, углекислый газ – все это названия одного вещества, известного нам как углекислый газ. Так каковы же свойства этого газа и каковы его применения?

Углекислый газ и его физические свойства

Углекислый газ состоит из углерода и кислорода. Формула углекислого газа выглядит так – CO₂. В природе он образуется при сгорании или разложении органических веществ. Содержание газа в воздухе и минеральных источниках также достаточно велико. Кроме того, люди и животные также выделяют углекислый газ при выдыхании.

Углекислый газ

Рис. 1. Молекула углекислого газа.

Углекислый газ — совершенно бесцветный газ, и его невозможно увидеть. Он также не имеет запаха. Но при высоких концентрациях у человека может развиться гиперкапния, то есть удушье. Недостаток углекислого газа также может вызвать проблемы со здоровьем. В результате недостатка этого газа может развиться противоположное состояние удушья – гипокапния.

Если поместить углекислый газ в условия низкой температуры, то при -72 градусах он кристаллизуется и становится похож на снег. Поэтому углекислый газ в твердом состоянии называют «сухой снег».

Углекислый газ

Рис. 2. Сухой снег – углекислый газ.

Углекислый газ в 1,5 раза плотнее воздуха. Его плотность составляет 1,98 кг/м³. Химическая связь в молекуле углекислого газа полярно-ковалентная. Он полярен из-за того, что кислород имеет более высокое значение электроотрицательности.

Важным понятием при изучении веществ является молекулярная и молярная масса. Молярная масса углекислого газа равна 44. Это число образуется из суммы относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы. Значения относительных атомных масс взяты из таблицы Д.И. Менделеева и округлены до целых чисел. Следовательно, молярная масса CO₂ = 12+2*16. Для расчета массовых долей элементов в углекислом газе необходимо следовать формуле расчета массовых долей каждого химического элемента в веществе.

w = n * Ar / Mr

n — количество атомов или молекул.
Ar — относительная атомная масса химического элемента.
Mr – относительная молекулярная масса вещества.
Рассчитаем относительную молекулярную массу углекислого газа.

Mr(CO₂) = 14 + 16 * 2 = 44 w(C) = 1 * 12/44 = 0,27 или 27% Поскольку в формулу углекислого газа входят два атома кислорода, n = 2 w(O) = 2 * 16/ 44 = 0,73 или 73 %
Ответ: w(C) = 0,27 или 27%; w(O) = 0,73 или 73 %

Химические и биологические свойства углекислого газа

Углекислый газ обладает кислотными свойствами, поскольку является кислотным оксидом и при растворении в воде образует угольную кислоту:

CO2+H2O=H2CO3

Реагирует со щелочами с образованием карбонатов и бикарбонатов. Этот газ не горит. В нем горят только некоторые активные металлы, например магний.

При нагревании углекислый газ распадается на угарный газ и кислород:

2CO3=2CO+O3₃.

Как и другие кислые оксиды, этот газ легко реагирует с другими оксидами:

СaO+Co₃=CaCO₃.

Углекислый газ входит в состав всех органических веществ. Круговорот этого газа в природе осуществляется с помощью продуцентов, потребителей и редуцентов. В течение жизни человек производит примерно 1 кг углекислого газа в сутки. Когда мы вдыхаем, мы получаем кислород, но в этот момент в альвеолах образуется углекислый газ. В этот момент происходит обмен: в кровь поступает кислород, а уходит углекислый газ.

Получение углекислого газа происходит при производстве алкоголя. Также этот газ является побочным продуктом при получении азота, кислорода и аргона. Применение углекислого газа необходимо в пищевой промышленности, где углекислый газ выступает в качестве консерванта, а также углекислый газ в виде жидкости содержится в огнетушителях.

Углекислый газ

Рис. 3. Огнетушитель.

Что мы узнали?

Углекислый газ — вещество, не имеющее цвета и запаха при нормальных условиях. Помимо общего названия углекислый газ, его еще называют углекислым газом или двуокисью углерода.