Карбон (IV) оксид

Карбон (IV) оксид, СО₂ весь час утворюється в природі при окисленні органічних речовин (гниття рослинних і тваринних залишків, дихання, згоряння палива). У великій кількості СО₂ виділяється з вулканічних тріщин і з води мінеральних джерел.

У лабораторіях карбон (IV) оксид звичайно добувають, діючи на мармур СаСО3 хлоридною кислотою в апараті Кіппа:

СаСО₃ + 2НС1 = СаС1₂ + Н₂О + CO₂

У промисловості велику кількість карбон (IV) оксид добувають при випалюванні вапна:

СаСО₃ = СаО + СО₂.

Карбон (IV) оксид за звичайних умов — безбарвний газ, приблизно в 1, 5 раза важчий за повітря, завдяки чому його можна переливати як рідину, з однієї посудини в іншу. Маса 1 л СО₂ за нормальних умов становить 1, 98 г. Розчинність карбон (IV) оксид у воді невелика: 1 об'єм води при 20° С розчиняє 0, 88 об'єму СО₂, а при 0°С — 1, 7 об'єму. Застосовується карбон (IV) оксид у виробництві соди за аміачнохлоридним способом, для синтезу карбаміду, добування солей карбонатної кислоти, а також газування фруктових і мінеральних вод та інших напоїв.[1]

Під тиском близько 0, 6 МПа карбон (IV) оксид при кімнатній тем-пературі перетворюється в рідину. Рідкий карбон (IV) оксид зберігають у стальних балонах. При швидкому виливанні його з балона, внаслідок випаровування вбирається так багато теплоти, що СО₂ перетворюється на тверду білу речовину під назвою «сухий лід» який застосовують для охолодження продуктів, що швидко псуються, для виробництва і зберігання морозива, а також у багатьох інших випадках, коли потрібна низька температура.

Розчин СО₂ у воді має кислуватий смак і виявляє слабко кислу реакцію, зумовлену наявністю в розчині невеликої кількості карбонатної кислоти Н₂СО₃, що утворюється за такою оборотною реакцією:

СО₂ + Н₂О = Н₂СО₃.

Отже, карбон (IV) оксид є ангідридом карбонатної кислоти.

Рівновага цієї реакції дуже зміщена вліво, тому лише незначна кількість розчиненого СО2 перетворюється на карбонатну кислоту.

Вуглекислий газ СО₂ – Це типовий кислотний оксид: взаємодіє з лугами (наприклад, викликає помутніння вапняної води), з основними оксидами і водою. Він не горить і не підтримує горіння і тому застосовується для гасіння пожеж. Однак магній продовжує горіти в вуглекислому газі з утворенням оксиду і виділенням вуглецю у вигляді сажі.

СО₂ + 2Mg = 2MgO + С.

Вуглекислий газ отримують, діючи на солі вугільної кислоти – карбонати розчинами соляної, азотної і навіть оцтової кислот. У лабораторії вуглекислий газ отримують при дії на крейду або мармур соляної кислоти:

СаСО₃ + 2НСI = СаCI₂ + H₂O+CO₂

У промисловості вуглекислий газ отримують випаленням вапняку:

СаСО₃ = СаО + СO₂ ↑.

Вуглекислий газ, крім уже названої області застосування, використовують також для виготовлення шипучих напоїв і для отримання соди. При розчиненні оксиду вуглецю (IV) у воді утворюється вугільна кислота Н₂СО₃, яка дуже нестійка і легко розкладається на вихідні компоненти - вуглекислий газ і воду.[3]