Углекислый газ

Углекислый газ состоит из углерода и кислорода. Формула углекислого газа выглядит так – CO₂. В природе он образуется при сжигании или гниении органических веществ. В воздухе и минеральных источниках содержание газа также достаточно велико. кроме того люди и животные также выделяют диоксид углерода при выдыхании.

Рис. 1. Молекула углекислого газа.

Диоксид углерода является абсолютно бесцветным газом, его невозможно увидеть. Также он не имеет и запаха. Однако при его большой концентрации у человека может развиться гиперкапния, то есть удушье. Недостаток углекислого газа также может причинить проблемы со здоровьем. В результате недостатка это газа может развиться обратное состояние к удушью – гипокапния.

Если поместить углекислый газ в условия низкой температуры, то при -72 градусах он кристаллизуется и становится похож на снег. Поэтому углекислый газ в твердом состоянии называют «сухой снег».

Рис. 2. Сухой снег – углекислый газ.

Углекислый газ плотнее воздуха в 1,5 раза. Его плотность составляет 1,98 кг/м³ Химическая связь в молекуле углекислого газа ковалентная полярная. Полярной она является из-за того, что у кислорода больше значение электроотрицательности.

Важным понятием при изучении веществ является молекулярная и молярная масса. Молярная масса углекислого газа равна 44. Это число формируется из суммы относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы. Значения относительных атомных масс берутся из таблицы Д.И. Менделеева и округляются до целых чисел. Соответственно, молярная масса CO₂ = 12+2*16.

n – число атомов или молекул.
Ar – относительная атомная масса химического элемента.
Mr – относительная молекулярная масса вещества.
Рассчитаем относительную молекулярную массу углекислого газа.

Обратите внимание

  • Как найти массу одного моля

Относительная молекулярная масса – это безразмерная величина, показывающая во сколько раз масса молекулы больше 1/12 массы атома углерода. Соответственно, масса атома углерода равна 12 единиц. Определить относительную молекулярную массу химического…

Молекула, хоть размеры ее и ничтожны, имеет массу, которую можно определить. Вы можете выразить массу одной молекулы газа как в относительных атомных единицах, так и в граммах. Вам понадобится- ручка;- бумага для записей;- калькулятор;- таблица…

Для решения расчетных задач в большинстве случаев требуется использование молярной массы. Если относительные атомные и молекулярные массы обычно определяют по таблице химических элементов Д.И. Менделеева без проблем, то с молярной массой, порой,…

Относительная молекулярная масса вещества показывает, во сколько раз молекула данного вещества тяжелее 1/12 атома чистого углерода. Ее можно найти в том случае, если известна его химическая формула, используя периодическую таблицу элементов…

Молярная масса эквивалента показывает массу одного моля вещества. Обозначается большой буквой М. 1 моль — это такое количество вещества, которое содержит число частиц (атомов, молекул, ионов, свободных электронов), равное числу Авогадро (постоянная…

В химии в качестве единицы количества вещества используют моль. Вещество имеет три характеристики: массу, молярную массу и количество вещества. Молярной массой называется масса одного моля вещества. Инструкция 1Один моль того или иного вещества…

Молярная масса является важнейшей характеристикой любого вещества, в том числе кислорода. Зная молярную массу, можно производить расчет химических реакций, физических процессов и т.д. Найти эту величину можно, используя таблицу Менделеева или…

Масса 1 моль вещества называется его молярной массой и обозначается буквой М. Единицы измерения молярной массы – г/моль. Способ расчета этой величины зависит от заданных условий. Вам понадобится- периодическая система химических элементов Д.И.…

Для того, чтобы найти молярную массу вещества, определите его химическую формулу и с помощью периодической таблицы Менделеева рассчитайте его молекулярную массу. Она численно равна молярной массе вещества в граммах на моль. Если известна масса одной…

Для того чтобы найти массу одного моля, определите химическую формулу вещества, и при помощи периодической таблицы Менделеева рассчитайте ее. Массу одного моля рассчитайте, найдя отношение массы вещества на его количество. Также можно найти массу…

Для того чтобы определить массу атома, найдите молярную массу одноатомного вещества, используя таблицу Менделеева. Затем эту массу поделите на число Авогадро (6,022•10^(23)). Это и будет масса атома, в тех единицах, в которых измерялась молярная…

Чтобы подсчитать молярную массу вещества, определите его химическую формулу. С помощью таблицы Менделеева найдите атомную массу каждого из веществ, входящих в состав молекулы исследуемого вещества, а затем найдите их сумму, это и будет значение…

Для того чтобы найти молекулярную массу, найдите молярную массу вещества в граммах на моль, поскольку эти величины численно равны. Или найдите массу частиц молекулы в атомных единицах массы, сложите их значения и получите молекулярную массу. Для…

При изучении химии и в практической работе часто ставится задача на определение числа молекул в одном грамме вещества. Однако поскольку число молекул слишком велико, их принято измерять «порциями». Одна подобная порция вещества, содержащая…

Молярная масса вещества, обозначается как М, представляет собой массу, которую имеет 1 моль определенного химического вещества. Молярная масса измеряется в кг/моль или г/моль.
Чтобы определить молярную массу вещества необходимо знать его…

Можно вычислить массу любой молекулы, зная ее химическую формулу. Вычислим для примера относительную маолекулярную массу молекулы спирта.
Вам понадобитсяТаблица МенделееваИнструкция1Рассмотрите химическую формулу молекулы. Определите, атомы…

Energy
education

сайт для тех, кто хочет изучать энергетику

Термодинамика и тепломассообмен

Идеальный газ

Идеальный газ — математическая модель газа, в которой предполагается, что потенциальной энергией молекул можно пренебречь по сравнению с их кинетической энергией. Между молекулами не действуют силы притяжения или отталкивания, соударения частиц между собой и со стенками сосуда абсолютно упруги, а время взаимодействия между молекулами пренебрежимо мало по сравнению со средним временем между столкновениями.

Примеры решения задач по теме «Смеси идеальных газов»

1. Объемный состав газообразного топлива следующий: $H2 = 10$ %, $CH4 = 90$ %. Определить среднюю молекулярную массу и газовую постоянную смеси.

2. Объемный состав продуктов сгорания $СО2 = 12.3$ %; $O2 = 7.2$ %; $N2 = 80.5$ %. Определить плотность и удельный объем смеси при $t = 800$ °C и $P_ <бар>= 740$ мм.рт.ст.

3. В резервуаре емкостью $V = 155$ м 3 находится светильный газ при давлении $Р = 4$ ат и температуре $t = 18$ °C. Объемный состав газа $Н2 = 46$ %; $СН4 = 32$ %; $СО = 15$ %; $N2 = 7$ %. После израсходования некоторого количества газа давление его понизилось до $3.1$ ат, а температура упала до $12$ °С. Определить массу израсходованного газа.

4. Массовый состав смеси следующий: $СО2 = 18$ %; $O2 = 10$ %; $N2 = 72$ %. До какого давления нужно сжать эту смесь, находящуюся при нормальных условиях, чтобы при $t = 180$ °C $8$ кг ее занимали объем $40$ л?

5. Анализ продуктов сгорания топлива показал следующий объемный состав: $CO2 = 12.2$ %; $O2 = 7.1$ %; $CO = 10$ %; $N2 = 70.7$ %. Найти массовый состав газов, составляющих продукты сгорания.

Читайте также  Краскопульт для тортов

6. В резервуаре объемом $10$ м 3 находится газовая смесь, состоящая из $1$ кг кислорода и $39$ кг азота. Температура смеси равна $27$ °С. Определить парциальные давления компонентов смеси.

7. Плотность смеси азота и углекислого газа при давлении $1.4$ бар и температуре $45$ °C равна $2$ кг/м 3 . Определить массовый состав смеси.

8. Определить массовый состав газовой смеси, состоящей из углекислого газа и азота, если известно, что парциальное давление углекислого газа $p_=120$ кПа, а давление смеси $p_<см>=300$ кПа.

9. Определить газовую постоянную, удельный объем газовой смеси и парциальные давления ее составяющих, если объемный состав смеси следующий: $CO_2=12$ %, $O_2= 8$ % и $N_2= 80$ %, а общее давление $p=100$ кПа и температура $t=40$ °C.

10. Газовая смесь имеет следующий массовый состав: $CO_2=12$ %, $O_2= 8$ % и $N_2= 80$ %. До какого давления нужно изотермически сжать эту смесь, находящуюся при нормальных условиях, чтобы плотность ее составляла $1.6$ кг/м 3 ?

Администратор сайта: Колосов Михаил
email:
Copyright © 2011-2020. All rights reserved.

Углекислый газ: получение в промышленности

Существует большое количество способов промышленного получения углекислоты. Наиболее рентабельными являются варианты добычи газа, основанные на получении СО2, который образовывается на химических производствах в виде отходов.

Газообразный оксид углерода (IV) получают из промышленного дыма способом адсорбции моноэтаноламина. Частицы этого вещества подаются в трубу с отходами и вбирают в себя углекислоту. После прохождение через смесь CO2 моноэтаноламины направляются на очистку в специальные резервуары, в которых, при определённых показателях температуры и давления, происходит высвобождение углекислого газа.

Углекислый газ высокого качества получается в результате брожения сырья при изготовлении спиртных напитков. На таких производствах газообразный СО2 обрабатывают водородом, перманганатом калия и углем. В результате реакции получают жидкую форму углекислоты.

Твёрдое состояние СО2 или «сухой лёд» также получают из отходов пивоваренных заводов и ликероводочных производств. Это агрегатное состояние вещества в промышленных масштабах образуется в такой последовательности:

  • Из резервуара, где происходит брожение, газ подаётся в ёмкость для промывки.
  • Углекислота направляется в газгольдер, в котором подвергается воздействию повышенного давления.
  • В специальных холодильниках СО2 охлаждается до определённой температуры.
  • Образовавшаяся жидкость фильтруется через слой угля.
  • Углекислота снова направляется в холодильник, где производится дополнительное охлаждение вещества с последующим прессованием.

Таким образом получается высококачественный «сухой лёд», который может использоваться в пищевой промышленности, растениеводстве или в быту.

В чём разница?

Хотя обе молекулы содержат углерод и кислород, ключевое различие между Диоксидом углерода и Монооксидом углерода заключается в количестве у них атомов кислорода. Так Диоксид углерода или углекислый газ (CO2) имеет один атом углерода и два атома кислорода, а Монооксид углерода или угарный газ (СО) имеет один атом углерода и один атом кислорода.

Углекислый газ естественным образом присутствует в нашей атмосфере, поскольку он выделяется во время дыхания животных и людей. С другой стороны, угарный газ является токсичным и вызывает удушье, если он образуется при неполном сгорании угля или другого ископаемого топлива.

Содержание

  1. Обзор и основные отличия
  2. Что такое Диоксид углерода
  3. Что такое Монооксид углерода
  4. Сходство между Диоксидом углерода и Монооксидом углерода
  5. В чем разница между Диоксидом углерода и Монооксидом углерода
  6. Заключение

Что такое Диоксид углерода?

Диоксид углерода или углекислый газ — это химическое соединение состоящее из одного атома углерода и двух атомов кислорода. Он представлен молекулярной формулой как CO2. В твердом состоянии он известен как «сухой лед». Углекислый газ действует как парниковый газ и является одним из важнейших компонентов углеродного цикла.

Диоксид углерода — углекислый газ

Существует много источников CO2, которые включают природные источники, такие как сжигание органических веществ, вулканическая деятельность и процессы дыхания, выполняемые животными и людьми (где они вдыхают воздух насыщенный O2 и выдыхают воздух насыщенный CO2), а также процессы клеточного дыхания, выполняемый аэробными организмами. Другие источники CO2 включают сжигание древесины и ископаемого топлива, процесс ферментации, осуществляемый во многих отраслях промышленности.

Растения обеспечивают кислородом атмосферу и используют углекислый газ для осуществления процесса фотосинтеза, для выработки энергии. CO2 также является парниковым газом, который защищает атмосферу Земли от некоторых вредных излучений, отражая их обратно в космос.

CO2 имеет молекулярную массу 44 г/моль. Он имеет один атом углерода, присоединенный к двум атомам кислорода с обеих сторон и, таким образом, имеет линейную молекулярную форму. CO2 имеет ковалентные связи между атомами. Углекислый газ является негорючим газом. Отравление им встречается редко, но легкое отравление может наблюдаться, когда его концентрация становятся 3% от объёма воздуха, текущий уровень CO2 на планете составляет 0,0004% от объёма воздуха. Уровень CO2 8% от объёма воздуха считается опасным для жизни.

Что такое Монооксид углерода?

Монооксид углерода или окись углерода или угарный газ (CO) — это химическое соединение, имеющее молекулярную формулу СО и молекулярную массу 28,01 г/моль. Он имеет один атом углерода и один атом кислорода и имеет линейную структуру, в которой имеется тройная ковалентная связь между атомами. Среди этих связей одна связь является координатной ковалентной связью (один атом жертвует оба электрона в общей паре).

Монооксид углерода — угарный газ

CO — это газ без вкуса и запаха, но это ядовитый газ, и его вдыхание могут быть опасными для жизни. Как только окись углерода вдыхается, она попадает в кровоток и образует с гемоглобином — карбоксигемоглобин. В результате кровь не может снабжать кислородом клетки и ткани, что приводит к смерти человека. При слабом воздействии CO может вызвать головокружение, головную боль, боль в животе, замешательство и усталость.

Окись углерода образуется из-за неполного сгорания ископаемого топлива, газа, масел и древесины. Дым от сигарет и горящего угля также выделяет этот вредный газ. Бытовые приборы, такие как водонагреватели, плиты, газовые колонки, котлы, также являются источниками угарного газа.

Для контроля за уровнем CO в домах используются детекторы угарного газа, а также проводится профилактика систем вентиляции. Уровень угарного газа в 0.0001 % от объёма воздуха является причиной головокружения и головной боли, тогда как 0.0000001% от объёма воздуха — это средний уровень СО на Земле. Концентрация около 0.0007% от объёма воздуха опасна для здоровья.

Сходство между Диоксидом углерода и Монооксидом углерода

  • Оба газа безвкусны, бесцветны и не имеют запаха.
  • Повышенные уровни CO2 и CO могут быть опасны для здоровья и иногда приводят к смерти.
  • Углерод и кислород являются комбинациями образования для обоих газов.
  • Они высвобождаются при сгорании.

Разница между Диоксидом углерода и Монооксидом углерода

  • Углекислый газ — это это химическое соединение состоящее из углерода и кислорода. Е го получают путем полного сжигания ископаемого топлива и углей. При комнатной температуре и нормальном давлении он находится в газообразном виде. Угарный газ также является химическим соединением углерода и кислорода и образуется при неполном сгорании угля, ископаемого топлива, древесины, а также при извержении вулканов.
  • Молекулярная формула диоксида углерода — CO2, молярная масса 44 г/моль, тогда как молекулярная формула монооксида углерода — СО, а молярная масса 28 г/моль.
  • Углерод и кислород имеют ковалентную связь в CO2, тогда как в СО углерод и кислород имеют тройную ковалентную связь.
  • CO2 встречается в природе в атмосфере. Эти газы естественным образом образуются при дыхании животных и людей, при химических реакциях, ферментации и сжигании ископаемого топлива. Газ СО образуются при неполном сгорании ископаемого топлива, нефти, угля и природного газа.
  • Углекислый газ является негорючим, безвкусным, без запаха и сравнительно безопасным газом, тогда как у гарный газ — это горючий, ядовитый, бесцветный, безвкусный, а также без запаха.
Читайте также  Оборудования для производства туалетной бумаги

Заключение — Диоксид углерода против Монооксида углерода

Разница между Диоксидом углерода и Монооксидом углерода заключается в атоме кислорода в этих молекулах. Диоксид углерода или углекислый газ имеет в молекуле два атома кислорода, а Монооксид углерода имеет один атом кислорода. Кроме того в больших концентрациях Диоксид углерода (углекислый газ) является токсичным газом, а Монооксид углерода (угарный газ) является чрезвычайно токсичным газом.

Для химической дисциплины изучение молекул играет одну из самых важных ролей. Благодаря химическим исследованиям была получена важнейшая информация о составе и характеристиках этой крошечной единицы материи.

  • наименьшей частью одного вещества;
  • наименьшим электрически нейтральным множеством атомов, которые образуют определенную структуру посредством химических связей;
  • может представлять собой один, несколько или множество, как одинаковых, так и разнообразных атомов.

Когда молекулы проходят через химические превращения, они обмениваются атомами и распадаются. Именно поэтому знания о строении и состоянии данных частиц являются основой для изучения химии веществ и их преобразования.

Основываясь на имеющихся знаниях о происходящих химических реакциях, мы имеем возможность прогнозировать структуру молекул задействованных в них веществ. Верен и обратный вывод: на основании знаний о структуре молекулы вещества вполне реально прогнозировать его поведенческие характеристики в ходе химической реакции.

Искусственные источники углекислого газа

Основными антропогенными источниками диоксида углерода являются:

  • промышленные выбросы, связанные с процессами сгорания;
  • автомобильный транспорт.

Несмотря на то, что доля экологичного транспорта в мире растет, подавляющая часть населения планеты еще не скоро будет иметь возможность (или желание) перейти на новые автомобили.

Активное сведение лесов в промышленных целях также ведет к повышению концентрации углекислого газа СО2 в воздухе.

[править] Применение

В народном хозяйстве диоксид углерода широко применяется в химической промышленности при производстве соды, мочевины и т. п., а также в производстве сахара, вина, пива, для изготовления газированной воды и т. д. Широко известны природные источники диоксида углерода в виде минеральных вод «Нарзан», «Боржоми» и другие. Спрессованный твердый CO2 под названием «сухой лед» применяют для охлаждения мяса, рыбы и других пищевых продуктов, которые быстро портятся. Сухой лед гораздо больше, чем обычный, снижает температуру и при испарении не оставляет никакой жидкости. В промышленности диоксид углерода получают разложением карбоната кальция:

Уровень кислорода

Важно не только проводить замеры, но и трактовать результат. В норме пульс должен быть равен 60-90 ударов в минуту, а уровень кислорода должен находиться на уровне 94-99%. Если показатель последнего опускается ниже, надо уже разбираться в ситуации. Кроме того, по словам пульмонолога, строгих показателей нормы нет — колебания, в том числе и физиологические, вполне могут быть. Для врачей опасной ситуация становится, когда сатурация спускается ниже 90%. При этом надо провести несколько измерений для уточнения результата, а потом уже делать выводы о наличии патологии.

Если есть сбои в работе легких, будут дополнительно ощущаться проблемы с дыханием, быстрая утомляемость, одышка и сонливость. Среагирует и пульс — он станет чаще, так как сердцу приходится работать в ускоренном режиме, чтобы обеспечить нужды организма.