хемијско једињење From Wikipedia, the free encyclopedia
Угљен-диоксид или угљеник(IV)-оксид је атмосферски природни гас који се састоји од једног атома угљеника и два атома кисеоника спојених ковалентним везама. Хемијска формула овог гаса је . У стандардним условима температуре и притиска је у гасовитом стању. У Земљиној атмосфери се налази у количини од око 0,041% (по запремини)[9] Део је угљениковог циклуса, а биљке, алге и цијанобактерије га користе у процесу фотосинтезе (у присуству воде деловањем сунчеве светлости) за производњу угљених хидрата, чиме се као нуспроизвод отпушта кисеоник.[10] Међутим, пошто се фотосинтеза не може одвијати у мраку, део угљен-диоксида биљке производе ноћу у процесу дисања.[11]
 | |||
| |||
| Називи | |||
|---|---|---|---|
Други називи
| |||
| Идентификација | |||
3Д модел () |
|||
| B01131 | |||
| Бајлштајн | 1900390 | ||
| 100.004.271 | |||
| број | 204-696-9 | ||
| Е-бројеви | E290 (конзерванси) | ||
| Гмелин Референца | 989 | ||
| KEGG[1] | |||
| MeSH | Carbon+dioxide | ||
| FF6400000 | |||
| UNII | |||
| UN број | 1013 (гас), 1845 (чврст) | ||
| Својства | |||
| 2 | |||
| Моларна маса | 44,01 g·mol−1 | ||
| Агрегатно стање | Безбојни гас | ||
| Мирис |
| ||
| Густина | -{
| ||
| Тачка топљења | −56,6 °C; −69,8 °F; 216,6 K (Тројна тачка на 5,1 ) | ||
| Критична тачка () | 31,1 °C (304,2 K), 7,38 MPa (73,8 bar) | ||
| −78,5 °C; −109,2 °F; 194,7 (1 ) | |||
| 1,45 на 25 °C (77 °F), 100 | |||
| Напон паре | 5,73 (20 °C) | ||
| Киселост (pKa) | 6,35, 10,33 | ||
| Магнетна сусцептибилност | −20,5·10−6 | ||
| Индекс рефракције () | 1,00045 | ||
| Вискозност | 0,07 на −78,5 °C | ||
| Диполни момент | 0 | ||
| Структура | |||
| Кристална решетка/структура | тригонална | ||
| Облик молекула (орбитале и хибридизација) | линеаран | ||
| Термохемија | |||
| Специфични топлотни капацитет, | 37,135 | ||
Стандардна моларна ентропија (S |
214 | ||
Стандардна енталпија стварања (ΔfH |
−393,5 −1 | ||
| Фармакологија | |||
| V03AN02 (WHO) | |||
| Опасности | |||
| Безбедност приликом руковања | Сигма-Алдрич | ||
| NFPA 704 | |||
| Смртоносна доза или концентрација (): | |||
| 90,000 (човек, 5 мин)[7] | |||
| Границе изложености здравља у САД (): | |||
| [8] | |||
| [8] | |||
| 40,000 [8] | |||
| Сродна једињења | |||
Други анјони |
| ||
Други катјони |
| ||
| |||
Сродна једињења |
|||
Уколико није другачије напоменуто, подаци се односе на стандардно стање материјала (на 25°C [77°F], 100 kPa). | |||
 верификуј (шта је   ?) | |||
| Референце инфокутије | |||
Угљен-диоксид у природи настаје сагоревањем угља или угљоводоника, ферментацијом шећера у алкохолна пићима, као и дисањем свих живих организама. Људи и копнене животиње га избацују из дисајних органа. Емитују га вулкани, гејзири и врели извори воде те друга места где је Земљина кора танка. Ослобађа се и из карбонатних стена путем растварања. 2 се може наћи у језерима на дубинама испод нивоа мора, те измешан са нафтом и природним гасом.[12]
Утицаји угљен-диоксида на околину су од значајног интереса. Угљен-диоксид је важан стакленички гас, који загрева површину Земље тако што смањује и онемогућава радијацију топлоте у свемир. Атмосферски угљен-диоксид је основни извор угљеника за живот на Земљи, а његова концентрација у Земљиној атмосфери пре индустријске револуције још од касног преткамбријума била је регулисана фотосинтетичким организмима. Међутим, од индустријске револуције до данас брзо је порасла концентрација 2 у атмосфери због сагоревања карбонских (фосилних) горива (угља, нафте и природног гаса). Последица повећања концентрације 2 у атмосфери је глобално загревање те антропогене климатске промене. Угљен-диоксид је највећи извор закисељавања океана пошто он при растварању у води производи угљену киселину[13] која је слаба киселина те је њена јонизација у води некомплетна ().
Под нормалним условима угљен-диоксид је у гасовитом агрегатном стању. Без мириса је, загушљив, незапаљив, тежи од ваздуха. Адијабатском експанзијом (ширењем са високог на атмосферски притисак) делимично прелази у чврсто стање (суви лед).
То је гас без боје. У мањим концентрацијама је без мириса и укуса. У већим концентрацијама, гас има оштар кисели мирис. При стандардним условима температуре и притиска, густина му је око 1,98 3 што је око 1,5 пута више од ваздуха те се у затвореним просторима често налази на дну просторије. Угљен-диоксид не може бити у течном стању при притиску испод 5,1 . При притиску од 1 (приближно „нормалном” притиску на нивоу мора), гас се претвара директно у чврсто стање на температури испод -78,5 °C а изнад те температуре 2 у чврстом стању сублимира директно у гас. У свом чврстом стању, угљен-диоксид се често назива и суви лед.
Течни угљен-диоксид се формира само при притиску изнад 5,1 . Тројна тачка угљен-диоксида је на око 518 и −56,6 °C. Критична тачка је на 7,38 и 31,1 °C.[14] Проучаван је и другачији облик угљен-диоксида у чврстом стању при високом притиску у аморфном облику сличном стаклу.[15] Тај облик стакла назван карбонија се производи од суперохлађеног 2 при изузетно високом притиску (40—48 или 400 хиљада ) у дијамантској комори. Ово откриће је потврдило теорију да би угљен-диоксид могао да постоји у облику сличном стаклу, попут других чланова исте елементарне породице једињења као што су силикон, силикатно стакло и германијум-диоксид. За разлику од силике и германијског стакла, карбонија стакло није стабилно на нормалном притиску и враћа се у гасно стање када се смањи притисак.
Молекул угљен-диоксида је праволинијски и централно симетричан. Две везе су једнаке и кратке (116,3 ), а састоје се из двоструке везе.[16] Пошто је централно симетричан, молекул нема електрични дипол. У складу са овом чињеницом, могуће је уочити само две вибрацијске линије у ИЦ спектру и то: антисиметрично проширење на 2349 −1 и савијање у близини 666 −1. Постоји и симетрично проширење на 1388 cm−1 које се може уочити само путем Раманове спектроскопије.
Угљен-диоксид је доста топљив у води. Водени раствор реагује кисело ( око 4), због стварања угљеничне киселине:
Ова равнотежа помакнута је јако улево, јер је више од 99% 2 растворено као молекул, а само мали део реагује с водом, дајући киселину. Хенријева константа угљене киселине је (на 25 °C). Због тога, већи део угљен-диоксида није прешао у угљену киселину већ је остао као молекул 2 без утицаја на вредност. Релативна концентрација 2 и те депротонизованих форми 3− (бикарбонат) и 32− (карбонат) зависе од . У неутралним и благо алкалним водама ( > 6,5) доминира бикарбонатна форма (>50%) и претежна је (>95%) при вредности морске воде. У веома алкалним водама ( > 10,4), доминира карбонатна форма (>50%). Океани, који су благо алкални са типичним вредностима од 8,2 до 8,5 садрже око 120 бикарбоната по литру.
Пошто је угљена киселина дипротична, има две константе киселе дисоцијације, прва је за дисоцијацију у бикарбонатни јон (хидроген карбонат) (3−):
Ово је права прва константа киселинске дисоцијације, дефинисана као , где деноминатор укључује само ковалентну везу , а не укључује хидратизовани . Много мања и много чешће спомињана вредност око 4,16x10−7 је видљива вредност израчуната на бази (нетачне) претпоставке да је сав растворени 2 присутан као угљена киселина, тако да је . Пошто већина раствореног угљен-диоксида остаје као молекул, (видљива) има далеко већи деноминатор и много мању вриједност од стварне .[17]
Бикарбонатни јон је амфотерична врста која може реаговати и као киселина и као база, у зависности од вредности раствора. Код виших вредности, он се у великој мери дисоцира на карбонатни јон (32−):
У организмима, производња угљене киселине се катализује путем ензима карбонатне анхидразе.
2 је слаби електрофил. Његова реакција са водом илуструје ову особину, при чему је хидроксид нуклеофил. С њим реагују и други нуклеофили. На пример, карбанјон који се добија из Григнардовог реагенса и органолитијумских једињења реагује са угљен-диоксидом те даје карбоксилате:
У металним-угљик-диоксид комплексима 2 служи као лиганд, а може послужити при конверзији 2 у друге хемикалије[18]
Редукција 2 у угљен-моноксид је обично „тешка” и спора реакција:
Редокс потенцијал за ову реакцију при вредности од приближно 7 се креће око -0,53 у односу на стандардну водоникову електроду. Ензим угљен-моноксид дехидрогеназа који садржи никал је катализатор у овом процесу.[19]
Угљен-диоксид је ефикасно средство које на запаљену материју делује искључиво угушујуће, тако што је изолује од околног ваздуха, при чему је расхлађујући ефекат релативно мали. Он је погодно средство за гашење пожара у затвореним просторијама, јер истискује ваздух из просторија, кад у већини случајева долази до престанка процеса горења. Употребљава се најбоље за гашење пожара на електричним уређајима и инсталацијама под напоном (класе Е), мањих количина запаљивих течности и гасова, пожара класе Б и Ц, док се за гашење пожара лаких метала не препоручује.[20]
Суви лед је угљендиоксид у чврстом агрегатном стању на температури од -79º . Суви лед се производи од течног угљендиоксида при контролисаним условима у специјално конструисаној машини. При овом процесу настаје прво суви снег, а компресијом и суви лед, који се затим пресује кроз екструдерску плочу, и тако добија производ различитих димензија.
Употребе сувог леда су разне од хлађења хране и пића у кетерингу, транспорта крви, крвне плазме и органа на ниским температурама, до чишћења и одмашћивања површина
Основна употреба је за хлађење у транспорту.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
![{\displaystyle K_{\mathrm {h} }={\frac {\rm {[H_{2}CO_{3}]}}{\rm {[CO_{2}(aq)]}}}=1,70\times 10^{-3}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b0e19bb5e2309573a88792baa593a317e1a5829c)
![{\displaystyle K_{a1}={\frac {\rm {[HCO_{3}^{-}][H^{+}]}}{\rm {[H_{2}CO_{3}]}}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/81950791f8b36374241d6fa82828522bd875668a)
![{\displaystyle K_{\mathrm {a1} }{\rm {(vidlji)}}={\frac {\rm {[HCO_{3}^{-}][H^{+}]}}{\rm {[H_{2}CO_{3}]+[CO_{2}(aq)]}}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/439f0a7692b21a20486eb097796ec52eef30f04e)
