实验室制取二氧化碳
二氧化碳在常温常压下为无色而略带刺鼻气味和微酸味的气体。分子式为CO2。
17世纪初,比利时化学家范·海尔蒙特在检测木炭燃烧和发酵过程的副产气时,发现二氧化碳。1773年,拉瓦锡把碳放在氧气中加热,得到被他称为“碳酸”的二氧化碳气体,测出质量组成为碳23.5%~28.9%,氧71.1%~76.5%。1823年,迈克尔·法拉第发现,加压可以使二氧化碳气体液化。1835年,制得固态二氧化碳(干冰)。1884年,在德国建成第一家生产液态二氧化碳的工厂。
在自然界中二氧化碳含量丰富,为大气组成的一部分。二氧化碳也包含在某些天然气或油田伴生气中以及碳酸盐形成的矿石中。大气里含二氧化碳为0.03%~0.04%(体积比),总量约2.75×1012吨,主要由含碳物质燃烧和动物的新陈代谢产生。在国民经济各部门,二氧化碳有着十分广泛的用途。二氧化碳产品主要是从合成氨制氢气过程气、发酵气、石灰窑气、酸中和气、乙烯氧化副反应气和烟道气等气体中提取和回收,目前,商用产品的纯度不低于99%(体积)。
二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中,具有调节地球气温的功能。如果没有二氧化碳,地球的年平均气温会比目前降低20℃。但是,二氧化碳含量过高,就会使地球温度逐步升高,形成“温室效应”。
人每天都要通过吸进氧气、呼出二氧化碳来维持生命。同时,二氧化碳也是地球上一切绿色生物赖以生存的物质之一。
大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃,使地球变成了一个大暖房。据估计,如果没有大气,地表平均温度就会下降到-23℃,而实际地表平均温度为15℃,这就是说温室效应使地表温度提高38℃。
空气中含有二氧化碳,而且在过去很长一段时期中,含量基本上保持恒定。这是由于大气中的二氧化碳始终处于“边增长、边消耗”的动态平衡状态。大气中的二氧化碳有80%来自人和动、植物的呼吸,20%来自燃料的燃烧。散布在大气中的二氧化碳有75%被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中。还有5%的二氧化碳通过植物光合作用,转化为有机物质贮藏起来。这就是多年来二氧化碳占空气成分的0.03%(体积分数)而始终保持不变的原因。
在空气中,氮和氧所占的比例是最高的,它们都可以透过可见光与红外辐射。但是二氧化碳就不行,它不能透过红外辐射。所以,二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中,具有调节地球气温的功能。如果没有二氧化碳,地球的年平均气温会比目前降低20℃。但是,二氧化碳含量过高,就会使地球仿佛捂在一口锅里,温度逐渐升高,就形成“温室效应”。形成温室效应的气体,除二氧化碳外,还有其他气体。其中二氧化碳约占75%、氯氟代烷占15%~20%,此外还有甲烷、一氧化氮等30多种。
全世界二氧化碳排放的总量已超过200亿吨,其中汽车的排放量约占10%~15%。
如果二氧化碳含量比现在增加1倍,全球气温将升高3℃~5℃,两极地区可能升高10℃,气候将明显变暖。气温升高,将导致某些地区雨量增加,某些地区出现干旱,飓风力量增强,出现频率也将提高,自然灾害加剧。更令人担忧的是,由于气温升高,将使两极地区冰川融化、海平面升高,许多沿海城市、岛屿或低洼地区将面临海水上涨的威胁,甚至被海水吞没。20世纪60年代末,非洲下撒哈拉牧区曾发生持续6年的干旱。由于缺少粮食和牧草,牲畜被宰杀,饥饿致死者超过150万人。
因此,必须有效地控制二氧化碳含量增加,控制人口增长,科学使用燃料,加强植树造林,绿化大地,防止温室效应给全球带来的巨大灾难。
科学家预测,今后大气中二氧化碳每增加1倍,全球平均气温将上升1.5℃~4.5℃,而两极地区的气温升幅要比平均值高3倍左右。因此,气温升高不可避免地使极地冰层部分融解,引起海平面上升。海平面上升对人类社会的影响是十分严重的。如果海平面升高1米,直接受影响的土地约5×106平方千米,人口约10亿人,耕地约占世界耕地总量的1/3。如果考虑到特大风暴潮和盐水侵入,沿海海拔5米以下地区都将受到影响,这些地区的人口和粮食产量约占世界的1/2。一部分沿海城市可能要迁入内地,大部分沿海平原将发生盐渍化或沼泽化,不适于粮食生产。同时,对江河中下游地带也将造成灾害。当海水入侵后,会造成江水水位抬高,泥沙淤积加速,洪水威胁加剧,使江河下游的环境急剧恶化。温室效应和全球气候变暖已经引起了世界各国的普遍关注,目前正在推进制订国际气候变化公约,减少二氧化碳的排放已经成为大势所趋。
科学家预测,如果我们现在开始有节制地对树木进行采伐,到2050年,全球暖化会降低5%。
二氧化碳在新鲜空气中含量约为0.03%。人生活在这个空间,不会受到危害,如果室内聚集着很多人,而且空气不流通,或者室内有煤气、液化石油气及煤火炉燃烧,使空气中氧气含量相对减少,产生大量二氧化碳,室内人员就会出现不同程度的中毒症状。关于二氧化碳在室内空气中最大允许含量,各国尚无统一规定,日本规定室内空气中二氧化碳含量为0.15%时为换气标准。
本回答被提问者采纳详情二氧化碳(carbon dioxide),一种碳氧化合物,化学式为CO2,化学式量为44.0095 [1] ,常温常压下是一种无色无味 [2] 或无色无嗅(嗅不出味道)而略有酸味 [3] 的气体,也是一种常见的温室气体 ,还是空气的组分之一(占大气总体积的0.03%-0.04% )。在物理性质方面,二氧化碳的沸点为-78.5℃,熔点为-56.6℃,密度比空气密度大(标准条件下),溶于水。在化学性质方面,二氧化碳的化学性质不活泼,热稳定性很高(2000℃时仅有1.8%分解),不能燃烧,通常也不支持燃烧,属于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,因与水反应生成的是碳酸,所以是碳酸的酸酐。
二氧化碳一般可由高温煅烧石灰石或由石灰石和稀盐酸反应制得,主要应用于冷藏易腐败的食品(固态)、作致冷剂(液态)、制造碳化软饮料(气态)和作均相反应的溶剂(超临界状态)等。 关于其毒性,研究表明:低浓度的二氧化碳没有毒性,高浓度的二氧化碳则会使动物中毒。