二氧化碳的用途-教学文档

第第1二氧化碳的用途二氧化碳的物理性质：无色、无臭、无味的气体。化学式CO2，地球大气层重要组分之一。密度1.977克／厘米3，二氧化碳能溶于水。二氧化碳气体简洁液化，液态二氧化碳可以贮存在高压钢瓶内。当液态二氧化碳蒸发时，会吸取大量的热，使温度快速降低，这样又会使一局部二氧化碳气体冷凝成雪花状固体，这种固体可从四周吸取热量，直接变成气体〔升华，因此把它叫做干冰。大气中二氧化碳的含量为0.03％；海洋中为0.014％。它们来源于：①有机体腐烂过程。②人和动物呼出二氧化碳。③煤、石油、自然气等的燃烧。二氧化碳的化学性质不活泼，只在高温下能与镁等金属反响〔生成氧化镁和碳，也与红热的炭发生反响〔生成一氧化碳；二氧化碳气体溶于水生成碳酸〔使紫色石蕊变成红色，是一种二元弱酸〔不稳定，遇热或强酸简洁分解成二氧化碳和水。最常用的检验二氧化碳气体的方法是让它通入澄清的石灰水，即有白色沉淀〔碳酸钙〕产生：Ca〔OH〕2＋CO2=CaCO3↓＋H2O沉淀转变为可溶性的碳酸氢钙，溶液又变为澄清：CaCO3＋CO2＋H2O=Ca〔HCO3〕2二氧化碳本身无毒，但在空气中含量到达3％时，人体会感到呼吸急促，到达10％时，就会丧失知觉、呼吸停顿而死亡。随着工业高度进展，大气中的二氧化碳含量日益增高，它能够吸取地面放出的红外辐射，在地球四周形成绝热层，阻挡热量向外层空间集中，使平均气温上升，此即二氧化碳的温室效应。工业上用的二氧化碳大〔发酸过程〕的副产物，自然气井和煤气厂也有大量二氧化碳。主要用于制造碳酸钠，及生产充碳酸气的饮料。用干冰冷冻水果或肉类，不但温度低，而且无污染。二氧化碳又是有效的灭火剂，用于不能用水来扑灭的火灾，如油、电、金属钠引起的火灾。液态二氧化碳已成为高效无污染的萃取剂，所用的工艺称为超临界萃取，多用于食品等工业。“干冰”的故事：在美国南部的得克萨斯州，一个钻探队曾遇到了一件怪事：当他们用钻探机往地下打孔勘探油矿时，突然有一股强大的气流从管口喷出，马上在管口形成一大堆雪花似的”冰”。古怪的勘探队员，像孩子般快活地用这些“冰”滚起雪球来了。这下可不得了啦！很多队员的手被冻伤，过不了多久，很多人皮肤开头发黑、溃烂，这到底是怎么一回事呢？原来，那雪花似的“冰”不是由水而是由二氧化碳分散而成的。这种固体二氧化碳在常温下溶化时，能直接气化为二氧化碳气体，所以很快就销声匿迹，而四周照旧干干的，不像冰溶化后会留下水迹，因而又名“干冰”。论外貌，干冰和一般的冰确实很相像，只是干冰的温度要比一般冰更低〔一78.5°C。在这样可以用作强致冷剂；用干冰冷藏鱼、肉之类食品时，运输途中不会弄得处处湿漉漉的；食物在地窖中用干冰冷藏，可以存放更长时间。更奇异的是，在很多影片和电视剧中那些云雾燎绕的景象也是干冰的功绩呢！由于干冰在空气中气化形成大量二氧化碳气体，呈现在观众面前的就是一片”白茫茫”的景象。此外，干冰还是人工造雨的能手呢！人工降雨是用人为的方法，增加云中的冰晶或使云中的冰晶和水滴增大而形成降水。目前人工降雨是一种用飞机把冷却剂(干冰或其他化学药剂)撒播到云中，使云内温度显著下降，使细小的水滴冰晶快速增多加大，迫使它下降形成降水；二氧化碳是植物的重要养分物质。每一片叶子中的叶绿素在日光照射下都能完成一个很奇异的变化，把叶子吸取的二氧化和根部输送来的水分转变为糖、淀粉以及氧气，光合作用：6CO2＋6H2O=C6H12O6＋6O2C6H12O6就生成淀粉等。在这个过程中，日光中的能量被吸取了，变成储存在淀粉中的能量，成为地球上生命活动的能源。二氧涂上油漆后，溶剂就挥发出来，挥发的时间较长，而且还给环境造成污染，污染物中有很多有毒气体和致癌物。美国一家公司研制出一种用二氧化碳做溶剂的油漆，抑制了常用尤其给人带来的危害。二氧化碳是气体，不能做溶剂。他们承受的方法是：在肯定温度下增大压力，使二氧化碳处于气态使用二氧化碳喷漆，干得快，光泽好，不会产生有毒污染。一般条件下，二氧化碳不支持燃烧且比空气重，将二氧化碳掩盖在燃着的物体外表，可使物体跟空气隔绝而停顿燃烧，因此二氧化碳可用灭火，是常用的灭火剂。在化学工业上，二氧化碳是一种重要的原料，大量用于生产纯碱(Na2CO3)、小苏打(NaHCO3)、尿素[CO(NH2)2]、碳酸氢铵(NH4HCO3)、颜料铅白[Pb(OH)2·2PbCO3]等。在轻工业上，生产碳酸饮料、啤酒、汽水等都需要二氧化碳。在现代化仓库里常充入二氧化碳，防止粮食虫蛀和蔬菜腐烂，延长保存期。固态的二氧化碳即“干冰”，主要用作致冷剂，用飞机在高空喷撒“干冰”，可以使空气中水蒸气冷凝，形成人工降雨；在试验室里，“干冰”与乙醚等易挥发液体混合，可以供给－77℃C左右的低温浴。“干冰”还可以做食品速冻保鲜剂。在农业上，温室里直接施用二氧化碳作肥料，利用植物根部增加产量。在自然界，二氧化碳保证了绿色植物进展光合作用和海洋中浮游植物呼吸的需要。除课本里提及的二氧化碳的各种用途外，尚有以下一些用途。1．人体呼吸的有效刺假设一个人长时间吸入纯氧，体内二氧化碳浓度过低，可导致呼吸停顿。因此，临床上把5％二氧化碳与95％氧气的混合气体、应用于一氧化碳中毒、溺水、休克、碱中毒的治疗和麻醉上的应用。液态二氧化碳低温手术的用途也较广泛。2．贮藏粮食、水果、蔬菜。用二氧化碳贮藏的食品由于缺氧和二氧化碳本身的抑制作用，可有效地防止食品中细菌、霉菌、虫子生长，避开变质和有害安康的过氧化物产生，并能保鲜和维持食品原有的风味和养分成分。二氧化碳不会造成谷物中药物残留和大气污染。用二氧化碳通入大米仓库24h，能使99％的虫子死亡。3．作为萃取剂。国外普遍利用二氧化碳进展食品、饮料。油料、香料、药物等加工萃取。4．用二氧化碳与氢气做原料，可生产甲醇、甲烷、甲醚、聚碳酸酯等化工原料和燃料。5、作为油田注入剂。可有效地驱油和提高石油的采油率。6．注入地下难于开采的煤电弧焊接，既可避开金属表而氧化，又可使焊接速度提高大约9倍。有的科学家认为，大气中二氧化碳加倍，将使粮食平均增产超过30％，棉花增长80％以上，小麦和水稻一类作物增产36％。8．在烹饪中用发酵粉或苏打的日的是为付了产生微