Gdje se koristi CO2? Tečni ugljični dioksid (CO2, ugljični dioksid, ugljični dioksid). Umjetni izvori ugljičnog dioksida

Enciklopedijski YouTube

1 / 5

Ugljen(IV) monoksid ne podržava sagorevanje. U njemu sagorevaju samo neki aktivni metali:

2 M g + C O 2 → 2 M g O + C (\displaystyle (\mathsf (2Mg+CO_(2)\rightarrow 2MgO+C)))

Interakcija s aktivnim metalnim oksidom:

C a O + C O 2 → C a C O 3 (\displaystyle (\mathsf (CaO+CO_(2)\rightarrow CaCO_(3))))

Kada se rastvori u vodi, formira ugljičnu kiselinu:

C O 2 + H 2 O ⇄ H 2 C O 3 (\displaystyle (\mathsf (CO_(2)+H_(2)O\rightleftarrows H_(2)CO_(3))))

Reaguje sa alkalijama stvarajući karbonate i bikarbonate:

C a (O H) 2 + C O 2 → C a C O 3 ↓ + H 2 O (\displaystyle (\mathsf (Ca(OH)_(2)+CO_(2)\rightarrow CaCO_(3))\downarrow +H_( 2)O)))(kvalitativne reakcije na ugljični dioksid) K O H + C O 2 → K H C O 3 (\displaystyle (\mathsf (KOH+CO_(2)\rightarrow KHCO_(3))))

Biološki

Ljudsko tijelo emituje oko 1 kg ugljičnog dioksida dnevno.

Ovaj ugljični dioksid se iz tkiva, gdje se formira kao jedan od krajnjih proizvoda metabolizma, prenosi kroz venski sistem i zatim se izlučuje u izdahnutom zraku kroz pluća. Dakle, sadržaj ugljičnog dioksida u krvi je visok u venskom sistemu, a opada u kapilarnoj mreži pluća, a nizak je u arterijskoj krvi. Sadržaj ugljičnog dioksida u uzorku krvi često se izražava parcijalnim tlakom, odnosno tlakom koji bi određena količina ugljičnog dioksida sadržanog u uzorku krvi imala da sama zauzima cijeli volumen uzorka krvi.

Ugljični dioksid (CO2) se u krvi prenosi na tri različita načina (tačan udio svake od ove tri metode transporta ovisi o tome da li je krv arterijska ili venska).

Hemoglobin, glavni protein crvenih krvnih zrnaca koji prenosi kisik, sposoban je prenositi kisik i ugljični dioksid. Međutim, ugljični dioksid se veže za hemoglobin na drugom mjestu od kisika. Veže se za N-terminalne krajeve globinskih lanaca, a ne za hem. Međutim, zbog alosteričnih efekata, koji dovode do promjene konfiguracije molekule hemoglobina nakon vezivanja, vezivanje ugljičnog dioksida smanjuje sposobnost kisika da se veže za njega, pri datom parcijalnom tlaku kisika, i obrnuto - vezivanje kisika na hemoglobin smanjuje sposobnost ugljičnog dioksida da se veže za njega, pri datom parcijalnog tlaka ugljičnog dioksida. Osim toga, sposobnost hemoglobina da se prvenstveno veže s kisikom ili ugljičnim dioksidom također zavisi od pH okoline. Ove osobine su veoma važne za uspješan unos i transport kisika iz pluća u tkiva i njegovo uspješno otpuštanje u tkiva, kao i za uspješno uzimanje i transport ugljičnog dioksida iz tkiva u pluća i njegovo otpuštanje tamo.

Ugljični dioksid je jedan od najvažnijih medijatora autoregulacije krvotoka. Snažan je vazodilatator. Shodno tome, ako se nivo ugljičnog dioksida u tkivu ili krvi poveća (na primjer, zbog intenzivnog metabolizma - uzrokovanog npr. vježbanjem, upalom, oštećenjem tkiva ili zbog ometanja protoka krvi, ishemije tkiva), tada se kapilari šire , što dovodi do pojačanog protoka krvi i shodno tome, do povećanja isporuke kisika u tkiva i transporta nakupljenog ugljičnog dioksida iz tkiva. Osim toga, ugljični dioksid u određenim koncentracijama (povećane, ali još ne dostižu toksične vrijednosti) ima pozitivan inotropni i kronotropni učinak na miokard i povećava njegovu osjetljivost na adrenalin, što dovodi do povećanja snage i učestalosti srčanih kontrakcija, srčanih kontrakcija. izlaz i, kao posljedica toga, udarni i minutni volumen krvi. Ovo također pomaže u korekciji hipoksije tkiva i hiperkapnije (povećane razine ugljičnog dioksida).

Bikarbonatni joni su veoma važni za regulaciju pH krvi i održavanje normalne acido-bazne ravnoteže. Brzina disanja utječe na sadržaj ugljičnog dioksida u krvi. Slabo ili sporo disanje uzrokuje respiratornu acidozu, dok ubrzano i pretjerano duboko disanje dovodi do hiperventilacije i razvoja respiratorne alkaloze.

Osim toga, ugljični dioksid je također važan u regulaciji disanja. Iako je našem tijelu potreban kisik za metabolizam, nizak nivo kisika u krvi ili tkivima obično ne stimulira disanje (ili bolje rečeno, stimulativni učinak niskog kisika na disanje je preslab i „uključuje“ se kasno, pri vrlo niskim razinama kisika u krv, pri čemu osoba često već gubi svijest). Normalno, disanje se stimulira povećanjem razine ugljičnog dioksida u krvi. Respiratorni centar je mnogo osjetljiviji na povećane razine ugljičnog dioksida nego na nedostatak kisika. Kao posljedica toga, udisanje vrlo razrijeđenog zraka (sa niskim parcijalnim tlakom kisika) ili mješavine plinova koja uopće ne sadrži kisik (na primjer, 100% dušik ili 100% dušikov oksid) može brzo dovesti do gubitka svijesti bez izazivanja osjećaja nedostatak vazduha (jer se nivo ugljen-dioksida u krvi ne povećava, jer ništa ne sprečava njegovo izdisanje). Ovo je posebno opasno za pilote vojnih zrakoplova koji lete na velikim visinama (u slučaju hitnog smanjenja tlaka u kabini, piloti mogu brzo izgubiti svijest). Ova karakteristika sistema za regulaciju disanja je i razlog zašto stjuardese u avionu upućuju putnike u slučaju smanjenja pritiska u kabini aviona, da pre svega sami stave masku za kiseonik, pre nego što pokušaju da pomognu bilo kome drugom - na taj način , pomagač rizikuje da i sam brzo izgubi svijest, pa čak i bez osjećaja nelagode ili potrebe za kisikom do posljednjeg trenutka.

Ljudski respiratorni centar pokušava održati parcijalni tlak ugljičnog dioksida u arterijskoj krvi ne višim od 40 mmHg. Uz svjesnu hiperventilaciju, sadržaj ugljičnog dioksida u arterijskoj krvi može se smanjiti na 10-20 mmHg, dok će sadržaj kisika u krvi ostati gotovo nepromijenjen ili se neznatno povećati, a potreba za ponovnim udahom smanjit će se kao rezultat smanjenja. u stimulativnom djelovanju ugljičnog dioksida na aktivnost respiratornog centra. To je razlog zašto je nakon perioda svjesne hiperventilacije lakše zadržati dah duže vrijeme nego bez prethodne hiperventilacije. Ova namjerna hiperventilacija praćena zadržavanjem daha može dovesti do gubitka svijesti prije nego što osoba osjeti potrebu da udahne. U sigurnom okruženju takav gubitak svijesti ne prijeti ništa posebno (izgubivši svijest, osoba će izgubiti kontrolu nad sobom, prestati zadržavati dah i udahnuti, disati, a time će biti i dotok kisika u mozak obnovljena, a zatim će se vratiti svijest). Međutim, u drugim situacijama, kao što je prije ronjenja, to može biti opasno (gubitak svijesti i potreba da se udahne na dubini, a bez svjesne kontrole voda će ući u disajne puteve, što može dovesti do utapanja). Zbog toga je hiperventilacija prije ronjenja opasna i ne preporučuje se.

Potvrda

U industrijskim količinama, ugljični dioksid se oslobađa iz dimnih plinova, ili kao nusproizvod kemijskih procesa, na primjer, prilikom razgradnje prirodnih karbonata (vapnenac, dolomit) ili tijekom proizvodnje alkohola (alkoholna fermentacija). Smjesa nastalih plinova se ispere otopinom kalijevog karbonata, koji apsorbira ugljični dioksid, pretvarajući se u bikarbonat. Otopina bikarbonata se raspada kada se zagrije ili pod sniženim tlakom, oslobađajući ugljični dioksid. U modernim instalacijama za proizvodnju ugljičnog dioksida, umjesto bikarbonata, češće se koristi vodena otopina monoetanolamina, koja je pod određenim uvjetima sposobna apsorbirati CO₂ sadržan u dimnom plinu i otpustiti ga pri zagrijavanju; Ovo odvaja gotov proizvod od ostalih supstanci.

Ugljični dioksid se također proizvodi u postrojenjima za odvajanje zraka kao nusproizvod proizvodnje čistog kisika, dušika i argona.

U laboratoriju se male količine dobivaju reakcijom karbonata i bikarbonata s kiselinama, kao što su mramor, kreda ili soda sa klorovodičnom kiselinom, koristeći, na primjer, Kipp aparat. Korištenjem reakcije sumporne kiseline s kredom ili mramorom dolazi do stvaranja slabo rastvorljivog kalcijum sulfata, koji ometa reakciju, a koji se uklanja značajnim viškom kiseline.

Za pripremu pića može se koristiti reakcija sode bikarbone s limunskom kiselinom ili kiselim limunovim sokom. U tom obliku pojavila su se prva gazirana pića. Njihovom proizvodnjom i prodajom bavili su se farmaceuti.

Aplikacija

U prehrambenoj industriji ugljični dioksid se koristi kao konzervans i sredstvo za dizanje, a na ambalaži je označen šifrom E290.

Uređaj za dovod ugljičnog dioksida u akvarij može uključivati rezervoar za plin. Najjednostavniji i najčešći način proizvodnje ugljičnog dioksida zasniva se na dizajnu za pravljenje kaše alkoholnog pića. Tokom fermentacije, oslobođeni ugljični dioksid može osigurati ishranu za akvarijske biljke

Ugljični dioksid se koristi za gaziranje limunade i gazirane vode. Ugljični dioksid se također koristi kao zaštitni medij u zavarivanju žice, ali se pri visokim temperaturama razgrađuje i oslobađa kisik. Oslobođeni kisik oksidira metal. S tim u vezi, potrebno je u žicu za zavarivanje uvesti deoksidirajuća sredstva poput mangana i silicija. Druga posljedica utjecaja kisika, također povezana s oksidacijom, je naglo smanjenje površinske napetosti, što dovodi, između ostalog, do intenzivnijeg prskanja metala nego kod zavarivanja u inertnom okruženju.

Skladištenje ugljičnog dioksida u čeličnom cilindru u tečnom stanju je isplativije nego u obliku plina. Ugljični dioksid ima relativno nisku kritičnu temperaturu od +31°C. U standardni cilindar od 40 litara sipa se oko 30 kg tečnog ugljičnog dioksida, a na sobnoj temperaturi u cilindru će biti tečna faza, a pritisak će biti približno 6 MPa (60 kgf/cm²). Ako je temperatura iznad +31°C, tada će ugljični dioksid prijeći u superkritično stanje s pritiskom iznad 7,36 MPa. Standardni radni pritisak za obični cilindar od 40 litara je 15 MPa (150 kgf/cm²), ali mora sigurno izdržati pritisak 1,5 puta veći, odnosno 22,5 MPa, tako da se rad s takvim cilindrima može smatrati prilično sigurnim.

Čvrsti ugljični dioksid – “suhi led” – koristi se kao rashladno sredstvo u laboratorijskim istraživanjima, u maloprodaji, prilikom popravke opreme (na primjer: hlađenje jednog od spojnih dijelova tokom presovanja) itd. Ugljični dioksid se koristi za ukapljivanje ugljičnog dioksida i proizvodnje suhog leda

Metode registracije

Mjerenje parcijalnog tlaka ugljičnog dioksida potrebno je u tehnološkim procesima, u medicinskim primjenama - analiza respiratornih smjesa pri vještačkoj ventilaciji iu zatvorenim sistemima za održavanje života. Analiza koncentracije CO 2 u atmosferi koristi se za ekološka i naučna istraživanja, za proučavanje efekta staklene bašte. Ugljični dioksid se bilježi pomoću gasnih analizatora po principu infracrvene spektroskopije i drugih sistema za mjerenje plina. Medicinski gasni analizator za snimanje sadržaja ugljičnog dioksida u izdahnutom zraku naziva se kapnograf. Za mjerenje niskih koncentracija CO 2 (kao i) u procesnim plinovima ili atmosferskom zraku može se koristiti metoda plinske kromatografije sa metanatorom i registracijom na detektoru plamene jonizacije.

Ugljični dioksid u prirodi

Godišnje fluktuacije koncentracije atmosferskog ugljičnog dioksida na planeti uglavnom su određene vegetacijom srednjih geografskih širina (40-70°) sjeverne hemisfere.

Velika količina ugljičnog dioksida je otopljena u oceanu.

Ugljični dioksid čini značajan dio atmosfera nekih planeta u Sunčevom sistemu: Venere, Marsa.

Toksičnost

Ugljični dioksid nije toksičan, ali zbog efekta njegove povećane koncentracije u zraku na žive organizme koji dišu zrak, klasificira se kao gas koji guši. (engleski) ruski. Blago povećanje koncentracije do 2-4% u zatvorenom prostoru dovodi do pospanosti i slabosti kod ljudi. Opasnim koncentracijama smatraju se nivoi od oko 7-10%, pri kojima nastaje gušenje, koje se manifestuje glavoboljom, vrtoglavicom, gubitkom sluha i svesti (simptomi slični onima kod visinske bolesti), zavisno od koncentracije, u periodu od nekoliko minuta do jednog sata. Ako se udiše zrak s visokom koncentracijom plina, smrt nastupa vrlo brzo od gušenja.

Iako, zapravo, čak ni koncentracija od 5-7% CO 2 nije smrtonosna, već pri koncentraciji od 0,1% (ovaj nivo ugljičnog dioksida uočava se u zraku megagradova) ljudi počinju osjećati slabost i pospanost. Ovo pokazuje da čak i pri visokim nivoima kiseonika, visoka koncentracija CO 2 ima snažan uticaj na dobrobit.

Udisanje vazduha sa povećanom koncentracijom ovog gasa ne dovodi do dugotrajnih zdravstvenih problema, a nakon uklanjanja unesrećenog iz zagađene atmosfere brzo dolazi do potpunog obnavljanja zdravlja.

Već znate da kada izdišete, ugljični dioksid izlazi iz vaših pluća. Ali šta znate o ovoj supstanci? Vjerovatno malo. Danas ću odgovoriti na sva vaša pitanja u vezi sa ugljen-dioksidom.

Definicija

Ova supstanca u normalnim uslovima je bezbojni gas. U mnogim izvorima može se nazvati drugačije: ugljični monoksid (IV), i ugljični anhidrid, i ugljični dioksid, i ugljični dioksid.

Svojstva

Ugljen-dioksid (formula CO 2) je bezbojni gas, kiselog mirisa i ukusa, rastvorljiv je u vodi. Ako se pravilno ohladi, formira se snježna masa koja se zove suvi led (fotografija ispod), koja sublimira na temperaturi od -78 o C.

To je jedan od proizvoda raspadanja ili sagorijevanja bilo koje organske tvari. Otapa se u vodi samo na temperaturi od 15 o C i samo ako je omjer voda:ugljični dioksid 1:1. Gustoća ugljičnog dioksida može varirati, ali u standardnim uvjetima iznosi 1,976 kg/m3. To je ako je u plinovitom obliku, au drugim stanjima (tečno/gasovito) vrijednosti gustoće će također biti različite. Ova tvar je kiseli oksid; dodavanjem u vodu nastaje ugljična kiselina. Ako kombinirate ugljični dioksid s bilo kojom alkalijom, naknadna reakcija rezultira stvaranjem karbonata i bikarbonata. Ovaj oksid ne može podržati sagorijevanje, uz neke izuzetke. To su reaktivni metali, koji u ovoj vrsti reakcije oduzimaju kisik.

Potvrda

Ugljični dioksid i neki drugi plinovi se oslobađaju u velikim količinama kada se proizvodi alkohol ili prirodni karbonati razgrađuju. Nastali plinovi se zatim isperu otopljenim kalijevim karbonatom. Nakon toga slijedi njihova apsorpcija ugljičnog dioksida, produkt ove reakcije je bikarbonat, zagrijavanjem otopine od koje se dobije željeni oksid.

Ali sada je uspješno zamijenjen etanolaminom otopljenim u vodi, koji apsorbira ugljični monoksid sadržan u dimnom plinu i oslobađa ga kada se zagrije. Ovaj plin je također nusprodukt onih reakcija koje proizvode čisti dušik, kisik i argon. U laboratoriju se stvara nešto ugljičnog dioksida kada karbonati i bikarbonati reagiraju s kiselinama. Nastaje i kada reaguju soda bikarbona i limunov sok ili isti natrijum bikarbonat i sirće (fotografija).

Aplikacija

Prehrambena industrija ne može bez upotrebe ugljičnog dioksida, gdje je poznat kao konzervans i sredstvo za dizanje, šifra E290. Svaki aparat za gašenje požara sadrži ga u tečnom obliku.

Također, četverovalentni ugljični oksid, koji se oslobađa tokom procesa fermentacije, služi kao dobra hrana za akvarijske biljke. Ima ga i u dobro poznatom gaziranom napitku, koji mnogi ljudi često kupuju u trgovinama. Zavarivanje žice odvija se u okruženju ugljičnog dioksida, ali ako je temperatura ovog procesa vrlo visoka, onda ga prati disocijacija ugljičnog dioksida, koji oslobađa kisik, koji oksidira metal. Tada se zavarivanje ne može obaviti bez deoksidirajućih sredstava (mangan ili silicijum). Ugljični dioksid se koristi za napuhavanje kotača bicikla, a prisutan je i u limenkama zračnih pušaka (ovaj tip se naziva plinski cilindar). Takođe, ovaj oksid u čvrstom stanju, koji se naziva suvi led, potreban je kao rashladno sredstvo u trgovini, naučnim istraživanjima i prilikom popravke neke opreme.

Zaključak

Ovako je ugljični dioksid koristan za ljude. I ne samo u industriji, on također igra važnu biološku ulogu: bez njega ne može doći do izmjene plinova, regulacije vaskularnog tonusa, fotosinteze i mnogih drugih prirodnih procesa. Ali njegov višak ili nedostatak u zraku neko vrijeme može negativno utjecati na fizičko stanje svih živih organizama.

, ugljični dioksid, svojstva ugljičnog dioksida, proizvodnja ugljičnog dioksida

Nije pogodan za održavanje života. Međutim, biljke se time "hrane", pretvarajući ga u organske tvari. Osim toga, to je neka vrsta "pokrivača" za Zemlju. Kada bi ovaj gas iznenada nestao iz atmosfere, Zemlja bi postala mnogo hladnija i kiša bi praktično nestala.

"Pokrivač zemlje"

(ugljični dioksid, ugljični dioksid, CO 2) nastaje kada se spoje dva elementa: ugljik i kisik. Nastaje prilikom sagorevanja uglja ili ugljovodoničnih jedinjenja, tokom fermentacije tečnosti, a takođe i kao produkt disanja ljudi i životinja. U malim količinama se nalazi i u atmosferi, odakle ga biljke asimiliraju, koje zauzvrat proizvode kisik.

Ugljični dioksid je bezbojan i teži od zraka. Smrzava se na -78,5°C stvarajući snijeg koji se sastoji od ugljičnog dioksida. U vodenom rastvoru stvara ugljenu kiselinu, ali nije dovoljno stabilna da bi se lako izolovala.

Ugljični dioksid je Zemljin pokrivač. Lako prenosi ultraljubičaste zrake koje zagrijavaju našu planetu i reflektuje infracrvene zrake koje se emituju s njegove površine u svemir. A ako ugljični dioksid iznenada nestane iz atmosfere, to će prvenstveno uticati na klimu. Na Zemlji će postati mnogo hladnije, a kiša će padati vrlo rijetko. Nije teško pogoditi kuda će to na kraju dovesti.

Istina, takva katastrofa nam još ne prijeti. Naprotiv. Sagorijevanje organskih tvari: nafte, uglja, prirodnog plina, drva - postepeno povećava sadržaj ugljičnog dioksida u atmosferi. To znači da s vremenom moramo očekivati značajno zagrijavanje i vlaženje zemljine klime. Inače, oldtajmeri veruju da je već sada primetno toplije nego što je bilo u danima njihove mladosti...

Oslobađa se ugljični dioksid niska temperatura tečnosti, tečnost pod visokim pritiskom I gasoviti. Dobija se iz otpadnih gasova proizvodnje amonijaka i alkohola, kao i iz sagorevanja specijalnih goriva i drugih industrija. Plinoviti ugljični dioksid je plin bez boje i mirisa na temperaturi od 20 ° C i pritisku od 101,3 kPa (760 mm Hg), gustine - 1,839 kg / m 3. Tečni ugljični dioksid je jednostavno bezbojna tekućina bez mirisa.

Netoksično i neeksplozivno. U koncentracijama većim od 5% (92 g/m3), ugljični dioksid štetno djeluje na zdravlje ljudi – teži je od zraka i može se akumulirati u slabo ventiliranim prostorima blizu poda. Ovo smanjuje volumni udio kisika u zraku, što može uzrokovati nedostatak kisika i gušenje.

Proizvodnja ugljičnog dioksida

U industriji se ugljen dioksid dobija iz pećni gasovi, od produkti raspadanja prirodnih karbonata(krečnjak, dolomit). Smjesa plinova se ispere otopinom kalijevog karbonata, koji apsorbira ugljični dioksid, pretvarajući se u bikarbonat. Kada se zagrije, otopina bikarbonata se raspada, oslobađajući ugljični dioksid. Tokom industrijske proizvodnje, gas se pumpa u boce.

U laboratorijskim uslovima dobijaju se male količine interakcija karbonata i bikarbonata sa kiselinama, na primjer, mermer sa hlorovodoničnom kiselinom.

"Suhi led" i druga korisna svojstva ugljičnog dioksida

Ugljični dioksid se prilično široko koristi u svakodnevnoj praksi. Na primjer, gazirana voda sa dodatkom aromatičnih esencija - divno osvježavajuće piće. IN Prehrambena industrija Ugljični dioksid se također koristi kao konzervans - to je naznačeno na ambalaži pod šifrom E290, a takođe i kao sredstvo za dizanje tijesta.

Aparati za gašenje požara ugljičnim dioksidom koristi u požarima. Biohemičari su to otkrili đubrenje... vazduha ugljen-dioksidom veoma efikasno sredstvo za povećanje prinosa raznih kultura. Možda ovo gnojivo ima jedan, ali značajan nedostatak: može se koristiti samo u staklenicima. U postrojenjima koja proizvode ugljični dioksid, ukapljeni plin se pakira u čelične boce i šalje potrošačima. Ako otvorite ventil, snijeg izlazi uz šištanje. Kakvo čudo?

Sve je jednostavno objašnjeno. Rad utrošen na kompresiju plina znatno je manji od onog koji je potreban za njegovo širenje. A da bi nekako nadoknadio nastali deficit, ugljični dioksid se naglo hladi, pretvarajući se u "suhi led". Široko se koristi za očuvanje hrane i ima značajne prednosti u odnosu na obični led: prvo, njegov “kapacitet hlađenja” je dvostruko veći po jedinici težine; drugo, isparava bez traga.

Ugljični dioksid se koristi kao aktivni medij u zavarivanje žice, budući da se na temperaturi luka ugljični dioksid razlaže na ugljični monoksid CO i kisik, koji zauzvrat stupa u interakciju s tekućim metalom, oksidirajući ga.

Ugljični dioksid u limenkama se koristi u vazdušne puške i kao izvor energije za motore u avionskom modelarstvu.

(IV), ugljični dioksid ili ugljični dioksid. Naziva se i ugljeni anhidrid. To je potpuno bezbojan plin bez mirisa i kiselog okusa. Ugljični dioksid je teži od zraka i slabo je rastvorljiv u vodi. Na temperaturama ispod - 78 stepeni Celzijusa kristalizuje se i postaje poput snijega.

Ova tvar prelazi iz plinovitog stanja u čvrsto, jer ne može postojati u tekućem stanju pod atmosferskim pritiskom. Gustina ugljičnog dioksida u normalnim uvjetima je 1,97 kg/m3 - 1,5 puta veća.Ugljični dioksid u čvrstom obliku naziva se “suhi led”. Postaje tečno stanje u kojem se može čuvati dugo vremena kada se pritisak poveća. Pogledajmo pobliže ovu supstancu i njenu hemijsku strukturu.

Ugljični dioksid, čija je formula CO2, sastoji se od ugljika i kisika, a nastaje kao rezultat sagorijevanja ili raspadanja organskih tvari. Ugljični monoksid se nalazi u zraku i podzemnim mineralnim izvorima. Ljudi i životinje također emituju ugljični dioksid kada izdišu. Biljke bez svjetlosti ga oslobađaju i intenzivno apsorbiraju tokom fotosinteze. Zahvaljujući metaboličkom procesu ćelija svih živih bića, ugljen monoksid je jedna od glavnih komponenti okolne prirode.

Ovaj plin nije toksičan, ali ako se akumulira u visokim koncentracijama može početi gušenje (hiperkapnija), a njegovim nedostatkom nastaje suprotno stanje - hipokapnija. Ugljični dioksid prenosi i reflektira infracrveno. To je ono što direktno utiče na globalno zagrijavanje. To je zbog činjenice da se nivo njegovog sadržaja u atmosferi stalno povećava, što dovodi do efekta staklene bašte.

Ugljični dioksid se industrijski proizvodi iz dima ili plinova iz peći, ili razgradnjom dolomita i vapnenačkih karbonata. Smjesa ovih plinova se temeljito ispere posebnim rastvorom koji se sastoji od kalijum karbonata. Zatim se pretvara u bikarbonat i raspada kada se zagrije, što rezultira oslobađanjem ugljičnog dioksida. Ugljični dioksid (H2CO3) nastaje iz ugljičnog dioksida otopljenog u vodi, ali se u savremenim uslovima dobija i drugim, naprednijim metodama. Nakon što se ugljični dioksid pročisti, on se komprimira, hladi i pumpa u cilindre.

U industriji se ova tvar široko i univerzalno koristi. Proizvođači hrane ga koriste kao sredstvo za dizanje (na primjer, za pravljenje tijesta) ili kao konzervans (E290). Uz pomoć ugljičnog dioksida proizvode se razni tonik i gazirani napitci, koje toliko vole ne samo djeca, već i odrasli. Ugljični dioksid se koristi u proizvodnji sode bikarbone, piva, šećera i pjenušavih vina.

Ugljični dioksid se također koristi u proizvodnji efikasnih aparata za gašenje požara. Uz pomoć ugljičnog dioksida stvara se aktivni medij koji je neophodan pri visokim temperaturama luka zavarivanja, ugljični dioksid se razlaže na kisik i ugljični monoksid. Kiseonik stupa u interakciju s tekućim metalom i oksidira ga. Ugljični dioksid u limenkama koristi se u zračnim puškama i pištoljima.

Modelari aviona koriste ovu supstancu kao gorivo za svoje modele. Uz pomoć ugljičnog dioksida možete značajno povećati prinos usjeva koji se uzgajaju u stakleniku. Široko se koristi i u industriji u kojoj se prehrambeni proizvodi mnogo bolje čuvaju. Koristi se kao rashladno sredstvo u frižiderima, zamrzivačima, električnim agregatima i drugim termoelektranama.

8.1. Šta je hemijska nomenklatura

Hemijska nomenklatura se postepeno razvijala tokom nekoliko vekova. Kako se hemijsko znanje akumuliralo, mijenjalo se nekoliko puta. Ona se i sada usavršava i razvija, što je povezano ne samo sa nesavršenošću nekih nomenklaturnih pravila, već i sa činjenicom da naučnici neprestano otkrivaju nove i nove spojeve za koje se ponekad ispostavi da su imenovani (a ponekad čak i napravljene formule). ), korištenje postojećih pravila nemoguće. Pravila nomenklature koja trenutno prihvata naučna zajednica širom svijeta sadržana su u višetomnoj publikaciji: “IUPAC nomenklaturna pravila za hemiju”, broj tomova u kojoj se stalno povećava.
Već su vam poznate vrste hemijskih formula, kao i neka pravila za njihov sastav. Kako se zovu hemijske supstance?
Koristeći pravila nomenklature, možete kreirati sistematično Ime supstance.

Za mnoge supstance, pored sistematskih, koriste se i tradicionalne, tzv trivijalan naslovi. Kada su se pojavili, ova imena su odražavala određena svojstva tvari, metode pripreme ili su sadržavala naziv iz čega je supstanca izolirana. Uporedite sistematske i trivijalne nazive supstanci date u tabeli 25.

Svi nazivi minerala (prirodnih supstanci koje čine stene) su takođe trivijalni, na primer: kvarc (SiO 2); kamena so ili halit (NaCl); cink blende, ili sphalerit (ZnS); magnetna željezna ruda, ili magnetit (Fe 3 O 4); piroluzit (MnO 2); fluorit, ili fluorit (CaF 2) i mnogi drugi.

Tabela 25. Sistematski i trivijalni nazivi nekih supstanci

	Sistematski naziv	Trivijalno ime
NaCl	Natrijum hlorida	Sol
Na 2 CO 3	Natrijum karbonat	Soda, soda pepeo
NaHCO3	Soda bikarbona	Soda bikarbona
CaO	Kalcijum oksid	Živi kreč
Ca(OH)2	Kalcijum hidroksid	Gašeno vapno
NaOH	Natrijev hidroksid	Kaustična soda, kaustična soda, kaustična
KOH	Kalijum hidroksid	Kaustični kalijum
K2CO3	Kalijum karbonat	Potash
CO2	Ugljen-dioksid	Ugljični dioksid, ugljični dioksid
CO	Ugljen monoksid	Ugljen monoksid
NH4NO3	Amonijum nitrat	Amonijum nitrat
KNO 3	Kalijev nitrat	Kalijev nitrat
KClO3	Kalijum hlorat	Bertholetova so
MgO	Magnezijum oksid	Magnezija

Za neke od najpoznatijih ili najraširenijih supstanci koriste se samo trivijalni nazivi, na primjer: voda, amonijak, metan, dijamant, grafit i drugi. U ovom slučaju, ponekad se nazivaju tako trivijalna imena poseban.
Naučit ćete kako su sastavljeni nazivi tvari koje pripadaju različitim klasama u sljedećim paragrafima.

Natrijum karbonat Na 2 CO 3 . Tehnički (trivijalni) naziv je kalcinirana soda (tj. kalcinirana) ili jednostavno „soda“. Bijela tvar, termički vrlo stabilna (topi se bez raspadanja), dobro se rastvara u vodi, djelimično reagujući sa njom, a u rastvoru se stvara alkalna sredina. Natrijum karbonat je jonsko jedinjenje sa kompleksnim anjonom, čiji su atomi međusobno povezani kovalentnim vezama. Soda je ranije bila široko korištena u svakodnevnom životu za pranje rublja, ali je sada potpuno zamijenjena modernim prašcima za pranje rublja. Natrijev karbonat se dobiva prilično složenom tehnologijom od natrijevog klorida, a koristi se uglavnom u proizvodnji stakla. Kalijum karbonat K 2 CO 3. Tehnički (trivijalni) naziv je potaš. Po strukturi, svojstvima i upotrebi, kalijev karbonat je veoma sličan natrijevom karbonatu. Ranije se dobijao iz biljnog pepela, a sam pepeo se koristio za pranje. Trenutno se većina kalijevog karbonata dobija kao nusproizvod proizvodnje glinice (Al 2 O 3), koji se koristi za proizvodnju aluminijuma.

Zbog svoje higroskopnosti, potaša se koristi kao sredstvo za sušenje. Takođe se koristi u proizvodnji stakla, pigmenata i tečnog sapuna. Osim toga, kalijev karbonat je zgodan reagens za dobijanje drugih jedinjenja kalijuma.

HEMIJSKA NOMENKLATURA, SISTEMATSKI NAZIV, TRIVIJALNI NAZIV, POSEBNI NAZIV.
1. Zapišite deset trivijalnih naziva bilo kojih jedinjenja (ne u tabeli) iz prethodnih poglavlja udžbenika, zapišite formule ovih supstanci i dajte njihova sistematska imena.
2. Šta znače trivijalni nazivi „kuhinjska so“, „kacinirana soda“, „ugljen monoksid“, „sagoreli magnezijum“?

8.2. Nazivi i formule jednostavnih supstanci

Nazivi većine jednostavnih supstanci poklapaju se s nazivima odgovarajućih elemenata. Samo sve alotropske modifikacije ugljika imaju svoja posebna imena: dijamant, grafit, karbin i drugi. Osim toga, jedna od alotropnih modifikacija kisika ima svoje posebno ime - ozon.
Najjednostavnija formula jednostavne nemolekularne supstance sastoji se samo od simbola odgovarajućeg elementa, na primjer: Na - natrij, Fe - željezo, Si - silicijum.
Alotropske modifikacije označavaju se pomoću alfabetskih indeksa ili slova grčke abecede:

C (a) – dijamant; - Sn – sivi lim;
C (gr) – grafit; - Sn – bijeli lim.

U molekularnim formulama molekularnih jednostavnih supstanci, indeks, kao što znate, pokazuje broj atoma u molekuli tvari:
H 2 – vodonik; O 2 – kiseonik; Cl 2 – hlor; O 3 – ozon.

U skladu s pravilima nomenklature, sistematski naziv takve tvari mora sadržavati prefiks koji označava broj atoma u molekuli:
H 2 – divodonik;
O 3 – trikiseonik;
P 4 – tetrafosfor;
S 8 - oktasumpor itd., ali trenutno ovo pravilo još nije postalo opšteprihvaćeno.

Tabela 26. Numerički prefiksi

Faktor	Konzola	Faktor	Konzola	Faktor	Konzola
	mono		penta		nona
	di		hexa		soundboard
	tri		hepta		Undeka
	tetra		Octa		dodeca

Ozon O3– svijetloplavi plin karakterističnog mirisa, u tekućem stanju je tamnoplav, u čvrstom stanju je tamnoljubičast. Ovo je druga alotropska modifikacija kiseonika. Ozon je mnogo rastvorljiviji u vodi od kiseonika. O 3 je nestabilan i čak na sobnoj temperaturi polako se pretvara u kisik. Vrlo reaktivan, uništava organske tvari, reagira s mnogim metalima, uključujući zlato i platinu. Za vrijeme grmljavine možete osjetiti miris ozona, jer u prirodi ozon nastaje kao rezultat djelovanja munje i ultraljubičastog zračenja na atmosferski kisik.Iznad Zemlje nalazi se ozonski omotač koji se nalazi na visini od oko 40 km, koji zadržava većinu ultraljubičastog zračenja Sunca, koje je destruktivno za sva živa bića. Ozon ima svojstva izbjeljivanja i dezinfekcije. U nekim zemljama se koristi za dezinfekciju vode. U medicinskim ustanovama ozon proizveden u posebnim uređajima - ozonizatorima - koristi se za dezinfekciju prostorija.

8.3. Formule i nazivi binarnih supstanci

U skladu s općim pravilom, u formuli binarne tvari, simbol elementa s nižom elektronegativnošću atoma stavlja se na prvo mjesto, a na drugo - s višom, na primjer: NaF, BaCl 2, CO 2, OF 2 (a ne FNa, Cl 2 Ba, O 2 C ili F 2 O!).
Budući da se vrijednosti elektronegativnosti za atome različitih elemenata stalno poboljšavaju, obično se koriste dva osnovna pravila:
1. Ako je binarno jedinjenje spoj elementa koji formira metal sa elementa koji formira nemetal, tada se simbol elementa koji formira metal uvijek stavlja na prvo mjesto (lijevo).
2. Ako su oba elementa uključena u jedinjenje elementi koji tvore nemetale, onda su njihovi simboli raspoređeni u sljedećem nizu:

B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F.

Napomena: Treba imati na umu da mjesto dušika u ovoj praktičnoj seriji ne odgovara njegovoj elektronegativnosti; kao opšte pravilo treba ga postaviti između hlora i kiseonika.

Primeri: Al 2 O 3, FeO, Na 3 P, PbCl 2, Cr 2 S 3, UO 2 (prema prvom pravilu);
BF 3, CCl 4, As 2 S 3, NH 3, SO 3, I 2 O 5, OF 2 (prema drugom pravilu).
Sistematski naziv binarnog jedinjenja može se dati na dva načina. Na primjer, CO 2 se može nazvati ugljičnim dioksidom - ovo ime već znate - i ugljičnim monoksidom (IV). U drugom nazivu, u zagradama je naveden Stock broj (oksidacijsko stanje) ugljika. Ovo je učinjeno kako bi se ovaj spoj razlikovao od CO - ugljičnog monoksida (II).
Možete koristiti bilo koju vrstu imena, ovisno o tome koji je u ovom slučaju pogodniji.

Primjeri (pogodniji nazivi su istaknuti):

MnO	mangan monoksid	mangan(II) oksid
Mn2O3	dimangan trioksid	mangan oksid(III)
MnO2	mangan dioksid	mangan(IV) oksid
Mn2O7	dimangan heptoksid	mangan oksid(VII)

Drugi primjeri:

Ako atomi elementa koji je prvi u formuli tvari pokazuju samo jedno pozitivno oksidacijsko stanje, tada se obično ne koriste ni numerički prefiksi ni oznaka ovog oksidacijskog stanja u nazivu tvari, na primjer:
Na 2 O – natrijum oksid; KCl – kalijum hlorid;
Cs 2 S – cezijum sulfid; BaCl 2 – barijum hlorid;
BCl 3 – bor hlorid; HCl – hlorovodonik (hlorovodonik);
Al 2 O 3 – aluminijum oksid; H 2 S – vodonik sulfid (vodonik sulfid).

1. Napravite sistematske nazive supstanci (za binarne supstance - na dva načina):
a) O 2, FeBr 2, BF 3, CuO, HI;
b) N 2, FeCl 2, Al 2 S 3, CuI, H 2 Te;
c) I 2, PCl 5, MnBr 2, BeH 2, Cu 2 O.
2. Imenujte svaki od azotnih oksida na dva načina: N 2 O, NO, N 2 O 3, NO 2, N 2 O 4, N 2 O 5. Naglasite imena jednostavnija za upotrebu.
3. Zapišite formule sljedećih supstanci:
a) natrijum fluorid, barijum sulfid, stroncijum hidrid, litijum oksid;
b) ugljen(IV) fluorid, bakar(II) sulfid, fosfor(III) oksid, fosfor(V) oksid;
c) silicijum dioksid, dijod pentoksid, difosfor trioksid, ugljen-disulfid;
d) vodonik selenid, vodonik bromid, vodonik jodid, vodonik telurid;
e) metan, silan, amonijak, fosfin.
4. Formulisati pravila za sastavljanje formula za binarne supstance prema položaju elemenata koji čine ovu supstancu u sistemu elemenata.

8.4. Formule i nazivi složenijih supstanci

Kao što ste već primijetili, u formuli binarnog spoja prvo mjesto je simbol kationa ili atoma s djelomičnim pozitivnim nabojem, a drugo je simbol anjona ili atoma s djelomičnim negativnim nabojem. Formule za složenije supstance sastavljaju se na isti način, ali mjesta atoma ili prostih jona u njima zauzimaju grupe atoma ili složenih jona.
Kao primjer, razmotrite spoj (NH 4) 2 CO 3. U njemu je na prvom mjestu formula kompleksnog kationa (NH 4), a na drugom formula kompleksnog anjona (CO 3 2).
U formuli najsloženijeg jona, simbol centralnog atoma, odnosno atoma na koji su povezani preostali atomi (ili grupe atoma) ovog jona, stavlja se na prvo mesto, a oksidaciono stanje centralnog atoma je naznačeno u nazivu.

Primjeri sistematskih naziva:
Na 2 SO 4 natrijum tetraoksosulfat(VI),
K 2 SO 3 kalijum(II) trioksosulfat(IV),
CaCO 3 kalcijum(II) trioksokarbonat(IV),
(NH 4) 3 PO 4 amonijum tetraoksofosfat(V),
PH 4 Cl fosfonijum hlorid,
Mg(OH) 2 magnezijum(II) hidroksid.

Takva imena tačno odražavaju sastav jedinjenja, ali su veoma glomazna. Stoga, skraćeni ( polusistematski) nazivi ovih jedinjenja:
Na 2 SO 4 natrijum sulfat,
K 2 SO 3 kalijum sulfit,
CaCO 3 kalcijum karbonat,
(NH 4) 3 PO 4 amonijum fosfat,
Mg(OH) 2 magnezijum hidroksid.

Sistematski nazivi kiselina sastavljeni su kao da je kiselina vodonikova so:
H 2 SO 4 hidrogen tetraoksosulfat(VI),
H 2 CO 3 hidrogen trioksokarbonat (IV),
H 2 hidrogen heksafluorosilikat (IV). (O razlozima upotrebe uglastih zagrada u formuli ovog jedinjenja saznaćete kasnije)
Ali za najpoznatije kiseline, nomenklaturna pravila dopuštaju upotrebu njihovih trivijalnih naziva, koji su, zajedno s nazivima odgovarajućih anjona, dati u tabeli 27.

Tabela 27.Nazivi nekih kiselina i njihovih anjona

Ime

Formula

Aluminijum hlorid AlCl 3. U čvrstom stanju to je nemolekularna supstanca najjednostavnije formule AlCl 3, au tekućem i gasovitom stanju je molekularna supstanca Al 2 Cl 6. Veze u bezvodnom aluminijum hloridu su kovalentne, au čvrstom obliku ima okvirnu strukturu. To je bijelo, topljivo, vrlo isparljivo jedinjenje. Aluminijum hlorid je visoko rastvorljiv u vodi i "dimi" u vlažnom vazduhu. Bezvodni AlCl 3 se ne može izolovati iz vodenih rastvora. Aluminij hlorid se koristi kao katalizator u sintezi organskih tvari.

Dušična kiselina HNO 3 Čista bezvodna azotna kiselina je bezbojna tečnost; na svetlosti se razgrađuje u smeđi azot-dioksid, koji kiselinu boji žućkasto, čiji intenzitet zavisi od koncentracije dioksida. Ako se kiselinom nepažljivo rukuje i dođe na kožu, nastaje opekotina, koja također ima karakterističnu žutu boju. Dušična kiselina se miješa s vodom u bilo kojem omjeru. Uobičajeno je razlikovati koncentrirane, razrijeđene i vrlo razrijeđene kiseline. Mješavina dušične i hlorovodonične kiseline naziva se "regia vodka" - ova mješavina je toliko aktivna da može reagirati sa zlatom. I sama dušična kiselina je jedan od najrazornijih reagensa. Zbog svoje visoke aktivnosti, dušična kiselina se u prirodi ne pojavljuje u slobodnom stanju, iako se male količine stvaraju u atmosferi. Dušična kiselina se u velikim količinama dobija iz amonijaka prilično složenom tehnologijom, a troši se na proizvodnju mineralnih đubriva. osim toga, ova supstanca se koristi u gotovo svim granama hemijske industrije.

POLUSISTEMATSKI NAZIVI KISELA I SOLI.
Imenujte sljedeće supstance:
a) Fe(NO 3) 3, H 2 SeO 4, Cr(OH) 3, (NH 4) 3 PO 4;
b) Cr 2 (SO 4) 3, CrSO 4, CrCl 3, CrO 3, Cr 2 S 3;
c) Na 2 SO 4, Na 2 SO 3, Na 2 S;
d) KNO 3, KNO 2, K 3 N;
e) HBr, H 3 BO 3, (H 3 O) 2 SO 4, (H 3 O) 3 PO 4;
e) KMnO 4, K 2 S 2 O 7, K 3, K 3.
2. Napravite formule za sljedeće supstance:
a) magnezijum karbonat, olovo(II) nitrat, litijum nitrit;
b) hrom(III) hidroksid, aluminijum bromid, gvožđe(II) sulfid;
c) srebrni nitrat, fosfor bromid (V), kalcijum fosfat.