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二氧化碳是怎麽來的?

空氣中二氧化碳的含量約占整個空氣量的0.03%。它們來自人和動物的呼氣,來自煤和各種含碳化合物的燃燒以及動物和植物殘骸的腐爛。火山爆發時,大量二氧化碳從地下噴向空中。綠色植物在陽光下進行光合時,會從空氣中吸收大量二氧化碳。大量的二氧化碳也溶解在河流和海洋的水中,20℃時1升水可以溶解0.9升二氧化碳。二氧化碳溶於水形成碳酸;

CO2+H2OH2CO3

碳酸是壹種非常不穩定的化合物,很快就會分解成二氧化碳。這樣,海洋、湖泊和河流就像二氧化碳的泵,不斷地吸收和釋放二氧化碳。

人們很早就知道二氧化碳。它出現在許多礦泉水中;沖出古代釀酒的發酵液;聚集在深井和洞穴裏;它分布在壹些沼澤和湖泊周圍。維蘇裏火山周圍的那不勒斯城附近有壹個洞穴,叫做狗洞。當男子領著狗進入狗洞時,狗很快就倒了下去,而男子卻安然無恙。人彎腰救狗的時候會頭暈。這是因為二氧化碳比空氣重,沈積在地面上。

但是很長壹段時間,人們都不知道這是什麽。因為是無色無味無臭的氣體,所以和空氣中的其他氣體混合在壹起。

17世紀的比利時醫生赫爾蒙特(J.B .範·赫耳蒙特,1579 ~ 1644)似乎知道它不同於空氣,他在死後1644年發表的著作中杜撰了gas壹詞。他在書中列舉了各種氣體:有風的氣體是指空氣;毒氣,指蠟燭熄滅,在狗洞聚集的氣體;木炭氣體是指木炭和其他可燃物質燃燒產生的氣體;發酵產生的氣體是指酒窖中釀酒產生的氣體;含硫氣體是指硫磺燃燒產生的氣體;野氣是指物質在容器中受熱分解或發生化學反應,沖破容器逃逸到空氣中而產生的“不羈”氣體。

直到1755年,英國博士J.Black (1728 ~ 1799)發表了堿式碳酸鎂[MgCO3 Mg (OH) 2]和石灰石(碳酸鈣CaCO3)焙燒的實驗報告。在焙燒過程中,質量減少,產生壹種氣體,因為這種氣體是固定的。他意識到清澈的石灰水[Ca (OH) 2]可以吸收固定的空氣,使石灰水變渾濁,重新變成石灰石。他還發現,固定空氣與人呼出的氣體是同壹種氣體,是物質燃燒產生的。

1767年,英國外科醫生D .麥克布賴德(1726 ~ 1778)發表了關於固定空氣的性質的討論,指出腐爛的動物產生固定空氣,並確定空氣中存在固定空氣,因為清澈的石灰水在空氣中會變得渾濁。

拉瓦錫將純碳放入氧氣中燃燒產生固定空氣,並肯定固定空氣是由碳和氧組成的。他測試了固定空氣水溶液的酸度,並錯誤地稱之為碳酸氣體。因為它不是碳酸的氣態。

確定了固定空氣的化學式後,命名為二氧化碳。

雖然二氧化碳本身無毒,但會使人窒息。人生活在含有0.03%(體積分數)二氧化碳的空氣中是正常的。當空氣中二氧化碳含量達到3%(體積分數)時,對人的不利影響明顯,呼吸次數增多。這是因為血液中二氧化碳的增加刺激了中樞神經系統。當人們吸入含有更多二氧化碳的空氣時,會造成身體機能的嚴重混亂。當空氣中二氧化碳的體積分數達到10%時,人會失去意識,停止呼吸而死亡。

由於壹定量的二氧化碳能刺激中樞神經系統,醫生在治療呼吸阻塞和部分中毒患者時,特意將6%(體積分數)的二氧化碳混入供給患者呼吸的氧氣中。

二氧化碳在某些情況下還能維持和促進人的呼吸。當人們在工作或戰鬥中戴著防毒面具時,當人們在高空飛機或深水潛艇中時,雖然氧氣可以由儲存氧氣的氧氣瓶提供,但攜帶起來很重,所以需要利用二氧化碳本身所含的氧氣來提供呼吸。這是利用過氧化鈉(Na2O2)的作用,過氧化鈉是壹種黃色粉末或顆粒,由金屬鈉燃燒產生。過氧化鈉可以吸收二氧化碳,同時釋放氧氣;

2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2↑

這樣,戴上含過氧化鈉的口罩,會把自己呼出的二氧化碳轉化成氧氣供吸入。

二氧化碳是壹種化學性質不活潑的物質,它不會與燃燒的物體或附近的物質發生化學反應。它比空氣重,會覆蓋在火焰周圍,把空氣和燃燒產物隔開,所以用來滅火。我們目前的化學教科書顯示了兩種常用的滅火器:

(1)泡沫滅火器。它的內部結構是在筒管內懸掛壹個小瓶子,瓶內和瓶外裝有兩種不同的溶液。使用時,將滅火器倒置,兩種溶液充分混合進行化學反應,產生的二氧化碳將溶液全部擠出,可以噴得很高很遠。

這兩種不同的解決方案可以有許多不同的組合。例如,有硫酸(H2SO4)和小蘇打(碳酸氫鈉NaHCO3)的溶液:

h2so 4+2 nah co 3δna2so 4+2H2O+2co 2↑

明礬[硫酸鋁鉀k2so 4 Al2(SO4)3·24h2o]和小蘇打的溶液;

k2so 4 Al2(SO4)3+6 nah co 3 = 2Al(OH)3↓+3n a2 so 4+k2so 4+6 CO2↓

含有鹽酸(HCl)和碳酸鈉(Na2CO3)的溶液:

2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2

為了使二氧化碳形成穩定的泡沫,通常在溶液中加入發泡劑,如皂角苷。

(2)幹粉滅火器。幹粉主要是碳酸氫鈉,受熱分解釋放二氧化碳;

2 nah co 3δna2co 3+H2O+CO2

妳可以自己做壹個滅火器。廣口瓶放半瓶濃碳酸氫鈉溶液,小試管放半管稀硫酸。小心地放入瓶中,以免兩種溶液接觸。壹個簡單的滅火器是用壹個帶尖嘴的橡皮塞和壹個彎管套在瓶口上制成的。

碳酸氫鈉是我們家用來中和用面團做饅頭時產生的酸的小蘇打粉。由於加熱過程中產生大量二氧化碳,饅頭松軟可口。如果自制滅火器裏沒有硫酸,也可以用家裏的醋代替試試。

二氧化碳能滅火並不是絕對的。燃燒壹根鎂棒,放入充滿二氧化碳的燒杯中,燃燒的鎂棒不僅沒有熄滅,而且燃燒得更加劇烈,只冒出黑煙,燒杯內壁出現黑點。這是因為鉀、鎂等活潑金屬的氧化能力比碳的氧化能力強,它們能抓住二氧化碳分子中的氧,擠出碳,於是黑煙就出來了:

CO2+2Mg點燃2mgo+c。

二氧化碳在我們的生活中經常會遇到。它存在於汽水和啤酒中。這是把二氧化碳加壓成汽水和啤酒。工業上是生產純堿(碳酸鈉)、尿素、阿司匹林等感冒藥的原料。

二氧化碳在加壓冷卻後會變成無色透明的液體,甚至是白色固體。當溫度降低到365,438+0.65,438+0℃以下,壓力升高到60.6× 65,438+0.05 Pa以上時,二氧化碳會變成液體,當溫度降低時,液體會變成固體。

在美國得克薩斯州,幾個地質勘探隊員曾經去勘探石油礦。他們用鉆孔機往地下鉆孔,鉆得很深很深,突然噴出大量白色的“雪花”。好奇的地質隊員用手壹摸壹捏,手指上立刻出現水泡,甚至變黑。這種“雪花”是固體二氧化碳。它在地層下受到強大壓力,噴出時壓力急劇下降,急劇吸熱,使周圍溫度下降,使二氧化碳由氣體變為固體。固體二氧化碳通常在1.01×105Pa的壓力下,在-78.5℃升華,直接從固體變成氣體,什麽也不留,根本沒有水,所以被稱為“幹冰”。

把壹塊幹冰緊緊地握在手中並不會感到冷,因為它升華產生的二氧化碳在幹冰和手掌之間形成了壹個隔離層,隔離了熱傳導。但如果用手捏壹塊幹冰,會造成凍傷,皮膚會起水泡或黑斑。

在實驗室裏,可以模仿“雪花”從地面噴射出來的情況制成幹冰。在裝有液態二氧化碳的鋼瓶出口處綁壹個紙筒,外面套壹個布袋。活塞打開,紙管裏就會充滿雪壹樣的固體二氧化碳。雪花狀固體被壓縮成塊狀。

幹冰可以用來冷凍和保存食物。與普通冰相比,優勢明顯。溫度可以更低,不會留下水。

1945年,美國通用電氣公司的年輕技術人員V.J.Schaefer首先利用幹冰創造了人工降雨。幹冰用飛機從天上撒下後,空氣中的水蒸氣凝結成微小的冰晶。小冰晶會匯聚並整合更大的雪花。下沈後遇到地面的熱空氣融化,落到地面就成了雨。1947首先在幹旱的澳大利亞試驗成功,隨後推廣到世界各地。

幹冰還可以用於山路建設和采礦的爆破。幹冰放在炸藥上,在爆炸熱的作用下會瞬間變成大量的二氧化碳氣體,從而擴大爆炸的有效面積。

幹冰不僅可以保存食物,可以造雨造礦,還可以在舞臺和銀幕上做“人”。用它可以在短時間內用白雲裝飾出壹個仙境,讓“仙女們”從雲端走到人間。這是在防空洞裏放點幹冰,倒熱水,或者送個蒸汽。水蒸氣迅速凝結成微小的水滴,分散在汽化的二氧化碳中,形成看起來像雲的霧。

空氣中的二氧化碳讓太陽的熱輻射自由地照射到地球上,卻強烈地阻止了地球的反射。這是因為反射太陽光的波長發生了變化,變成了紅外線。這些紅外輻射不能穿透二氧化碳氣體層。所以空氣中的二氧化碳對於地球來說就像是溫室的玻璃罩,可以形成溫室效應。因此,二氧化碳起到了保持地球溫暖的作用。有人計算過,如果空氣中的二氧化碳完全消失,地球表面的溫度會比現在低21℃;相反,如果空氣中二氧化碳的含量增加壹倍,平均溫度就會上升4℃。

因此有科學家提出理論,認為從19年底到60年代,空氣中的二氧化碳增加了約1/10,其中約壹半是在40年代以後增加的。目前工廠、汽車、飛機每年排放的二氧化碳約為6543.8+02億噸。所以工業越發展,煤和汽油燒得越多,空氣中二氧化碳的含量就越大。這將使地球表面的溫度越來越高。這樣,再過幾十年,地球就會熱到覆蓋南北極的冰都融化了,這就會使海洋的水位升高,造成世界性的洪水,把人類帶回到大洪水時代。另壹些科學家認為,空氣中的二氧化碳確實每年都在增加,但壹旦氣候變暖,海水就會吸收大氣的熱量,使海水蒸發,因此雲就會增加。只要低空雲增加0.6%(質量分數),平均氣溫就會下降0.5℃。壹些科學家說,空氣中二氧化碳濃度的增加有利於農作物,農作物生長更快,結更多的果實,從而減少二氧化碳。眾說紛紜,引起了聯合國專家的關註。1989 165438+10月在南美洲阿根廷布宜諾斯艾利斯舉行的第四次聯合國氣候變化大會上,決定工業化國家在2008年至2012年期間,將二氧化碳排放量降低到1990的水平。

二氧化碳不僅存在於地球的大氣、水和地下,還存在於宇宙中,尤其是金星的大氣中。

金星是離地球最近的行星,是太陽系中的壹顆恒星。每當夕陽西下,天色漸暗的時候,我們常常會在西方的天空中看到壹顆耀眼的星星,那就是它。或者黎明時分,我看到東方有壹顆星星終於消失在溫暖的陽光下,也是它。所以又叫昏星,晨星,昏星或晨星。

早在1761年5月26日,金星淩日。金星正好走在太陽和地球之間。從地球上看,金星剛剛穿過太陽的圓形表面。當時的俄羅斯科學家羅蒙諾索夫觀察到了這壹現象並記錄了下來。他發現,當金星穿過太陽的圓形表面,從壹邊走到另壹邊時,接觸到的地方會出現壹個氣泡。他斷定金星周圍有壹層厚厚的空氣。蘇聯飛船金星7號在金星著陸後,測量了金星大氣的成分,主要是二氧化碳,占93% ~ 97%(體積分數),其次是氮氣,占2% ~ 3%(體積分數)。

美國宇宙飛船阿波羅15利用儀器探測到月球內部釋放出二氧化碳。