Oxid uhličitý, tiež známy ako oxiduhlík 4, reaguje s množstvom látok a vytvára zlúčeniny najrozmanitejšieho zloženia a chemických vlastností. Skladá sa z nepolárnych molekúl, má veľmi slabé medzimolekulové väzby a môže byť vo forme plynu len vtedy, ak je teplota vyššia ako 31 stupňov Celzia. Oxid uhličitý je chemická zlúčenina zložená z jedného uhlíka a dvoch atómov kyslíka.
Oxid uhoľnatý 4: vzorec a základné informácie
Oxid uhličitý je prítomný v zemskej atmosfére v nízkych koncentráciách a pôsobí ako skleníkový plyn. Jeho chemický vzorec je CO2... Pri vysokých teplotách môže existovať výlučne v plynnom stave. V pevnom stave sa nazýva suchý ľad.
Oxid uhličitý je nevyhnutnou zložkouuhlíkový cyklus. Pochádza z rôznych prírodných zdrojov, vrátane sopečného odplyňovania, spaľovania organických látok a dýchacích procesov živých aeróbnych organizmov. Antropogénne zdroje oxidu uhličitého sú spojené najmä so spaľovaním rôznych fosílnych palív na výrobu elektriny a dopravu.
Vyrábajú ho aj rôznemikroorganizmy z fermentácie a bunkového dýchania. Rastliny premieňajú oxid uhličitý na kyslík počas procesu nazývaného fotosyntéza, pričom na tvorbu sacharidov využívajú uhlík aj kyslík. Okrem toho rastliny uvoľňujú do atmosféry aj kyslík, ktorý potom využívajú na dýchanie heterotrofné organizmy.
Oxid uhličitý (CO2) v tele
Oxid uhoľnatý 4 reaguje s rôznymi látkami a je plynným odpadovým produktom metabolizmu. Viac ako 90 % sa ho nachádza v krvi vo forme bikarbonátu (HCO3). Zvyšok je buď rozpustený CO2, alebo kyselina uhličitá (H2CO3).Orgány ako pečeň a obličky sú zodpovedné za vyváženie týchto zlúčenín v krvi. Hydrogenuhličitan je chemikália, ktorá pôsobí ako tlmivý roztok. Udržuje pH krvi na požadovanej úrovni, čím zabraňuje zvýšeniu kyslosti.
Štruktúra a vlastnosti oxidu uhličitého
Oxid uhličitý (CO2) je chemická zlúčenina,čo je plyn pri izbovej teplote a vyššej. Skladá sa z jedného atómu uhlíka a dvoch atómov kyslíka. Ľudia a zvieratá pri výdychu uvoľňujú oxid uhličitý. Navyše vzniká vždy, keď sa niečo organické spáli. Rastliny využívajú oxid uhličitý na výrobu potravín. Tento proces sa nazýva fotosyntéza.
Vlastnosti oxidu uhličitého študovali Škótiod vedca Josepha Blacka už v 50. rokoch 18. storočia. Ide o skleníkový plyn, ktorý dokáže zachytávať tepelnú energiu a ovplyvňovať klímu a počasie na našej planéte. Práve on je príčinou globálneho otepľovania a zvyšovania teploty zemského povrchu.
Biologická úloha
Oxid uhoľnatý 4 reaguje s rôznymi látkami aje konečným produktom v organizmoch, ktoré získavajú energiu z rozkladu cukrov, tukov a aminokyselín. Tento proces je známy ako bunkové dýchanie, ktoré je charakteristické pre všetky rastliny, živočíchy, mnohé huby a niektoré baktérie. U vyšších živočíchov oxid uhličitý putuje krvou z telesných tkanív do pľúc, kde je vydychovaný. Rastliny ho získavajú z atmosféry na použitie pri fotosyntéze.
Suchý ľad
Suchý ľad alebo tuhý oxid uhličitý je pevným stavom plynu CO2 s teplotou -78,5 °C.Vo svojej prirodzenej forme sa táto látka v prírode nevyskytuje, ale je produkovaná človekom. Je bezfarebný a možno ho použiť na prípravu sýtených nápojov, ako chladiaci prvok do nádob na zmrzlinu a v kozmeteológii napríklad na mrazenie bradavíc. Pary suchého ľadu spôsobujú udusenie a môžu byť smrteľné. Pri používaní suchého ľadu je potrebné postupovať opatrne a profesionálne.
Pri normálnom tlaku sa neroztopítuhá látka na kvapalinu, ale namiesto toho prechádza priamo z pevnej látky do plynnej. Toto sa nazýva sublimácia. Pri akejkoľvek teplote nad extrémne nízkymi teplotami sa priamo zmení z pevnej látky na plynnú. Suchý ľad sublimuje pri normálnych teplotách vzduchu. Vzniká tak oxid uhličitý, ktorý je bez zápachu a farby. Oxid uhličitý môže byť skvapalnený pri tlakoch nad 5,1 atm. Plyn, ktorý vychádza zo suchého ľadu, je taký studený, že po zmiešaní so vzduchom ochladzuje vodnú paru vo vzduchu na hmlu, ktorá vyzerá ako hustý biely dym.
Príprava, chemické vlastnosti a reakcie
V priemysle sa oxid uhoľnatý 4 získava dvoma spôsobmi:
- Spálením paliva (C + O2 = CO2).
- Tepelný rozklad vápenca (CaCO3 = CaO + CO2).
Výsledný objem oxidu uhoľnatého 4 sa čistí, skvapalňuje a čerpá do špeciálnych valcov.
Oxid uhoľnatý 4 je kyslý a reaguje s látkami, ako sú:
- Voda. Rozpúšťaním vzniká kyselina uhličitá (H2CO3).
- Alkalické roztoky. Oxid uhoľnatý 4 (vzorec CO2) reaguje s alkáliami. Výsledkom je tvorba stredných a kyslých solí (NaHCO3).
- Zásadité oxidy. Tieto reakcie tvoria uhličitanové soli (CaCO3 a Na2CO3).
- Uhlík. Pri reakcii oxidu uhoľnatého 4 s horúcim uhlím vzniká oxid uhoľnatý 2 (oxid uhoľnatý), ktorý môže spôsobiť otravu. (CO2 + C = 2CO).
- magnézium. Oxid uhličitý spravidla nepodporuje spaľovanie, iba pri veľmi vysokých teplotách môže reagovať s niektorými kovmi. Napríklad zapálený horčík bude naďalej horieť v CO2 počas redoxnej reakcie (2Mg + CO2 = 2MgO + C).
Kvalitatívna reakcia oxidu uhoľnatého 4 sa prejavuje pri prechode cez vápencovú vodu (Ca (OH)2 alebo cez barytovú vodu (Ba (OH)2. Je možné pozorovať zákal a zrážky.Ak potom budete pokračovať v prepúšťaní oxidu uhličitého ďalej, voda sa opäť stane priehľadnou, pretože nerozpustné uhličitany sa premenia na rozpustné hydrogenuhličitany (kyslé soli kyseliny uhličitej).
Oxid uhličitý vzniká aj spaľovanímvšetky uhlíkaté palivá ako metán (zemný plyn), ropné destiláty (benzín, nafta, petrolej, propán), uhlie alebo drevo. Vo väčšine prípadov sa uvoľňuje aj voda.
Oxid uhličitý (oxid uhličitý) pozostáva zjeden atóm uhlíka a dva atómy kyslíka, ktoré sú držané pohromade kovalentnými väzbami (alebo elektrónovým štiepením). Čistý uhlík je veľmi vzácny. V prírode sa nachádza len vo forme minerálov, grafitu a diamantu. Napriek tomu je stavebným kameňom života, ktorý v spojení s vodíkom a kyslíkom tvorí základné zlúčeniny tvoriace všetko na planéte.
Uhľovodíky ako uhlie, ropa a zemný plyn sú zlúčeniny tvorené vodíkom a uhlíkom. Tento prvok sa nachádza v kalcite (CaCo3), minerály v sedimentárnych a metamorfovaných horninách, vápenec a mramor. Je to prvok, ktorý obsahuje všetku organickú hmotu, od fosílnych palív až po DNA.
