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二氧化碳(Carbon dioxide)是空氣中常見的化合物,其分子式为CO2,由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成。

二氧化碳平均约占大气体积的387ppm。大气中的二氧化碳含量随季节变化,这主要是由于植物生长的季节性变化而导致的。当春夏季来临时,植物由于光合作用消耗二氧化碳,其含量随之减少;反之,当秋冬季来临时,植物不但不进行光合作用,反而制造二氧化碳,其含量随之上升。

常壓下為無色、無臭、不助燃、[1]不可燃的氣體。

二氧化碳略溶於水,少部份二氧化碳會和水反應,產生碳酸

CO2(g) + H2O → H2CO3

二氧化碳略微溶於

二氧化碳通常是由燃燒有機化合物細胞呼吸作用微生物的發酵作用等所產生,植物在有陽光的情況下吸取二氧化碳,在其葉綠体內進行光合作用,產生碳水化合物和氧氣,氧氣可供其他生物進行呼吸作用,這種循環稱為碳循環(carbon cycle)。

二氧化碳是溫室氣體之一,它允许可见光自由通过,但会吸收红外线与紫外线,这可以把來自太陽的熱能鎖起來,不讓其流失,如果大氣中的二氧化碳含量過多,熱量更難流失,地球的平均氣溫也會隨之上升,這種情況稱為溫室效應

二氧化碳的固體狀態是乾冰。乾冰在室溫下會直接昇華為氣體。二氧化碳需加壓到5.1倍大氣壓力才會以液態存在。

歷史 编辑

在17世紀,法蘭德斯化學家海尔蒙特發現在密封容器內燃燒木炭,剩下的氣體的密度比原來的氣體更高。

1750年代,蘇格蘭物理學家约瑟夫·布莱克又對二氧化碳有更進一步的研究:石灰石加熱或加入酸後會產生一種它稱為「固定空氣」的氣體。

製備與檢驗 编辑

製備 编辑

在實驗室中通常以碳酸鹽加酸製備二氧化碳,例如以碳酸鈣與鹽酸反應,並以向上排空氣法收集:

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O

在工業上是以高溫加熱灰石(主要成分為碳酸鈣)分解產生二氧化碳:

CaCO3 → CaO + CO2

檢驗 编辑

將二氧化碳通入澄清的石灰水,會產生白色的碳酸鈣沉澱,使石灰水变浑浊。如先加热水并收集产生的气体,然后用澄清的石灰水检验。这样效果更好。其他气体(如二氧化硫)也会使澄清石灰水变浑浊,从而干扰检测。

Ca(OH)2+CO2 → CaCO3↓ + H2O

二氧化碳水溶液呈弱酸性,會讓紅色的酚酞變無色。

用途 编辑

  • 二氧化碳可注入飲料中,使飲料中帶有氣泡,增加飲用時的口感,像汽水啤酒均為此類的例子。
  • 固態的二氧化碳(或乾冰)在常溫下會氣化,吸收大量的熱,因此可用在急速的食品冷凍。
  • 二氧化碳的重量比空氣重,不助燃,因此許多滅火器都會產生二氧化碳,利用其特性滅火。而二氧化碳滅火器是直接用液化的二氧化碳滅火,除上述特性外,更有滅火後不會留下固體殘留物的優點。
  • 二氧化碳也可用作焊接用的保護氣體,其保護效果不如其他惰性氣體(如),但價格相對便宜許多。
  • 二氧化碳雷射是一種重要的工業雷射來源。
  • 二氧化碳是植物光合作用之主要碳源。

安全性 编辑

因為二氧化碳比空氣重,所以在低漥處的濃度較高。以人工鑿井或挖孔樁時,若通風不良則會造成井底的人員窒息

應避免之物質:

  • 各種金屬粉塵(例如):當懸浮在二氧化碳中易點燃而爆炸。
  • 水:會形成碳酸

参见 编辑

註腳 编辑

  1. 二氧化碳雖不助燃,但活性比碳大的金屬(如)會和二氧化碳進行氧化還原反應,置換二氧化碳中的碳原子。

Template:无机碳化合物ar:ثنائي أكسيد الكربون be:Дыяксід вугляроду bg:Въглероден диоксид bn:কার্বন ডাই অক্সাইড bs:Ugljik dioksid ca:Diòxid de carboni cs:Oxid uhličitý cy:Carbon deuocsid da:Kuldioxidel:Διοξείδιο του άνθρακαeo:Karbona dioksidoet:Süsihappegaas eu:Karbono dioxido fa:کربن دی‌اکسید fi:Hiilidioksidiga:Dé-ocsaíde charbóin gl:Dióxido de carbono he:פחמן דו-חמצני hi:कार्बन डाईऑक्साइड hr:Ugljikov dioksid hsb:Wuhlikowy dioksid hu:Szén-dioxid id:Karbon dioksida io:Karbo dioxido is:Koltvísýringur it:Anidride carbonicajbo:tabrelkijno kn:ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್la:Dioxydum carbonis lt:Anglies dioksidas lv:Oglekļa dioksīds mk:Јаглерод диоксид mr:कार्बन डायॉक्साइड ms:Karbon dioksida nds:Kohlenstoffdioxid nl:Koolstofdioxide nn:Karbondioksid no:Karbondioksid oc:Dioxid de carbòni om:Carbon dioxide pl:Dwutlenek węgla pt:Dióxido de carbono qu:Chimlasay ro:Dioxid de carbonsc:Diòssidu de carboniu scn:Anidridi carbònica simple:Carbon dioxide sk:Oxid uhličitý sl:Projekt:Ogljikov dioksid sq:Dioksidi i karbonit sr:Угљен-диоксид su:Karbon dioksida sv:Koldioxid sw:Dioksidi kabonia szl:Dwutlynek wůngla ta:காபனீரொட்சைட்டு th:คาร์บอนไดออกไซด์ tr:Karbondioksit uk:Діоксид вуглецю ur:کاربن دو اکسید vi:Điôxít cacbon wa:Diyocside di carbone yi:קוילן זייערס zh-yue:二氧化碳