Формула вуглекислого газу: яка формула вуглекислого газу​ – Школьные Знания.com

alexxlab | 19.05.1971 | 0 | Разное

22 Общее число атомов в Газе 1 равно общему числу атомов в Газе 2 Общее число атомов кислорода в Газе 1 равно общему числу атомов кислорода в Газе 2 Количество вещества CO примерно равно 0,089 моль Число молекул в Газе 1 равно числу молекул в Газе 2

3. Напишите уравнения реакцииа) хлорирования 2- метилгексанаб) нитрования 2,2- диметилбутанав) сульфирования 2,3,4 – триметилпентана4. Составьте урав … нения реакций: а) горения гексана; б) бромирования метана; в) горения пентанапожалуйста ,ответьте​

Пожалуйста помогите 104 108 110 С объяснением

Объём кислорода (н.у.), необходимый для окисления 26,6 г меди, составляет ______ л. Ответ запишите с точностью до сотых.

1.Составьте формулы двух изомеров и двухгомологов для веществаСН3 – СН2 – СН – СН2 – СН3 ….. ………..|…………..СН3Дайте названия всем вещест … вам.пожалуйста ,ответьте ​

Два из трёх нитратов (натрия, цинка и серебра) смешали. При прокаливании смеси и оставшегося нитрата были получены газовые смеси с одинаковой молярной … массой. Какие нитраты смешали? Массовая доля какого нитрата в смеси больше?

Обчисліть масу (г) крейди CaCo3 кількістю речовини 0.2 моль

чему может быть равна концентрация (в %) полученного раствора соли сосуде 1 после открытия кранов 1 и 2,если m1>m2 m1 грамм 20%ого раствора соли m … 2 грамм 50%ого раствора соли

Содержание

Фотосинтез — Словник агронома

Процес фотосинтезу є одним з найважливіших біологічних процесів, що протікають в природі, адже саме завдяки йому відбувається утворення органічних речовин з вуглекислого газу і води під дією світла, саме це явище і називають фотосинтезом. І що найважливіше, у процесі фотосинтезу відбувається виділення кисню, життєво необхідного для існування життя на нашій дивовижній планеті.

Якщо представити образно, то листок будь-якої рослини можна порівняти з маленькою лабораторією, вікна якої виходять на сонячну сторону. У цій самій лабораторії йде утворення органічних речовин і кисню, що є основою для існування органічного життя на Землі. Адже без кисню і фотосинтезу на Землі просто б не існувало життя.

Читати по темі: Візуальний метод визначення дефіциту елементів живлення в рослинах

Але якщо фотосинтез настільки важливий для життя і виділення кисню, то як живуть люди (та й не тільки люди), наприклад в пустелі, де мінімум зелених рослин, або наприклад, в індустріальному місті, де дерева рідкість. Справа в тому, що на частку наземних рослин припадає всього 20% кисню, що виділяється в атмосферу, інші ж 80% виділяються морськими і океанськими водоростями, адже недаремно світовий океан часом називають «легенями нашої планети».

Загальну формулу фотосинтезу можна записати наступним чином:

Вода + Вуглекислий газ + Світло > Вуглеводи + Кисень

А ось такий вигляд має формула хімічної реакції фотосинтезу

6СО2 + 6Н2О = С6Н12О6 + 6О2

А тепер спробуємо відповісти на питання, для чого потрібен фотосинтез рослинам. Насправді забезпечення киснем атмосфери нашої планети, далеко не єдина причина протікання фотосинтезу, цей біологічний процес життєво необхідний не тільки людям і тваринам, але і самим рослинам, адже органічні речовини, які утворюються в процесі фотосинтезу, становлять основу життєдіяльності рослин.

Головним двигуном фотосинтезу є хлорофіл – спеціальний пігмент, що міститься в клітинах рослин, який, крім всього іншого, відповідає за зелену окрасу листя дерев та інших рослин. Хлорофіл являє собою складне органічне з’єднання, що володіє до того ж важливою властивістю – здатністю до поглинання сонячного світла. Поглинаючи його, саме хлорофіл приводить в дію ту маленьку біохімічну лабораторію, що міститься в кожному маленькому листочку, кожній травинці і кожній водорості. Далі відбувається хімічна реакція фотосинтезу (формулу дивіться вище) в ході якої і відбувається перетворення води і вуглекислого газу в необхідні рослинам вуглеводи та необхідний всьому живому кисень. Механізми фотосинтезу є геніальним творінням природи.

Чадний газ – смертельна отрута

Коли системи централізованого опалення вимкнені на літній період, а погода за вікном оставляє бажати кращого, в приміщеннях висотних будинків, дуже часто джерелом тепла для їх мешканців стає звичайна газова плита (ввімкнені конфорки, відкрита духова шафа). Але такі дії несуть в собі велику небезпеку.

Газові плити в побуті призначені для приготування їжі, але аж ніяк для обігріву приміщень. Так що ж відбувається коли ми вирішуємо погрітися за допомогою газової плити? Зі шкільних уроків хімії ми всі знаємо, що для того щоб відбувалася хімічна реакція горіння необхідний кисень. Так для згоряння 1 куб. м природного газу метану (СН4) необхідно 2 куб. м кисню (О2) або близько 10 куб. м повітря При повному згорянні газу, якщо на 1 молекулу метану приходиться дві молекули кисню, утворюється вуглекислий газ СО 2 (двоокис вуглецю).

При неповному згорянні газу при недостатній кількості кисню утворюється СО (окис вуглецю)– чадний газ.

При правильному горінні газу полум’я спокійне, блакитно-зеленого кольору, довжина язичків однакова у всіх отворах пальника. При неповному згоранні полум’я має витягнуту форму і жовто-оранжевий колір. Коли ми, для того, щоб обігрітися, запалюємо всі конфорки на газовій плиті та ще й духову шафу, звісно ж, обмеживши приток свіжого повітря до приміщення (а цьому “допомагають” герметичні металопластикові вікна та герметичні так звані “бронедвері, що мають ущільнюючі гумові прокладки), то в такому випадку в зоні горіння дуже швидко не буде достатньої кількості повітря. Газ буде згорати не повністю, так як частина його горючих компонентів не зможе вступити в хімічну реакцію. Беручи до уваги те, що газова плита в такому режимі споживає за годину приблизно 1,4 куб. м газу та помноживши на кількість необхідного повітря, можемо визначити на який час в герметично зачиненому приміщенні вистачить повітря.

Чадний газ без кольору, без запаху, легко розчиняється в повітрі, дуже отруйний.

Небезпечні властивості чадного газу обумовлені тим, що він витісняє кисень з оксигемоглобіну крові і вступає в сполуку з гемоглобіном, утворюючи карбоксигемоглобін. Кров стає нездатною переносити достатню кількість кисню з легень до тканин, а через понижений вміст кисню в крові виникає кисневе голодування. При наявності в приміщенні чадного газу 0,1% через годину людина починає відчувати головний біль, нудоту, запаморочення, при наявності, 0,5% – через 20-30хв. смертельний вплив,    1% – після декількох вдихів людина втрачає свідомість, а через 1-2 хвилини дуже сильне або смертельне отруєння.

Якщо все ж не вдалось уникнути отруєння чадним газом, треба негайно викликати швидку. До приїзду медиків потерпілого треба вивести на свіже повітря та послабити його одяг, аби полегшити дихання. Також людині при отруєнні варто піднести до носа змочений у нашатирному спирті тампон та напоїти її міцною кавою або міцним чаєм.

Громадяни! Будьте пильні. Цінуйте своє життя та життя оточуючих вас людей – дотримуйтесь правил безпечного користування газом.

При появі запаху газу дзвоніть в аварійну газову службу по тел. 104.

Адміністрація ПАТ «Донецькоблгаз»

Автомобілі Формули-1 сотнями літрів спалюють викопне паливо, що суперечить боротьбі за чисте повітря. Як найшвидший спорт у світі намагається стати екологічнішим

Минулими вихідними Гран-прі Великої Британії полоскотав нерви уболівальникам і зміг виділитися навіть у сезоні, який сколихнув Формулу-1. На вступному 100-кілометровому заїзді в суботу, який мав визначити учасників основного заїзду в неділю, Макс Ферстаппен обійшов Льюїса Гамільтона – і це попри те, що на старті заїзду в нідерландця спалахнули передні гальма. Наступного ж дня внаслідок неоднозначного зіткнення між двома гонщиками Ферстаппен вилетів з траси і потрапив до лікарні. Гамільтон став переможцем, але соціальні мережі накрила хвиля расистських коментарів у бік темношкірого британського спортсмена.

Хай які неприємні ці події, однак така драма на трасі була конче необхідна цьому виду спорту. Формула-1 не лише намагається підняти рейтинги, що падають, і минулорічне зниження доходів, а й знайти спосіб уникнути лобового зіткнення із законотворцями, які намагаються покласти край автомобілям на традиційному пальному.

«Наша кінцева мета – бути найзахоплюючим спортом у світі», – каже Ят Гангакумаран, директор стратегічного й бізнесового розвитку Формули-1. Він же керує зусиллями найстаршого у світі мотоспорту вийти з депресії і злізти з паливної голки, на якій той сидить понад 70 років.

Попри введення гібридних двигунів у 2014-му, перегони Формули-1 все ще залежать від нафтових гігантів і виробників бензину, чиї логотипи прикрашають узбіччя трас і витончені боліди. І саме ці боліди можуть спалювати до 110 кілограмів пального за заїзд.

Згідно з першим в історії аудитом власника Формули-1 Liberty Media у сезоні 2018-го, все це дає вуглецевий слід у 256 000 тонн вуглекислого газу. Це рівнозначно енергії, яка потрібна для обслуговування 28 000 будинків за такий самий період часу. Додайте ще, як це зробила ВВС, викиди вуглецю від авто фанатів Ф-1, і слід зросте до 1,9 млн тонн, або утримання 207 000 будинків, що приблизно як у Солт-Лейк-Сіті.

Айртон Сенна їде до зупинки Lotus-Renault на піт-лейн під час кваліфікаційного заїзду на Гран-прі Великої Британії 1985-го у Сільверстоуні біля Тоустера, Нортгемптоншир. Фото Getty Images

На використання пального припадає лише 1% загального вуглецевого сліду, але переважно від цього залежатиме, чи виживуть перегони, адже законотворці у всьому світі прагнуть заборонити транспортні засоби на викопному паливі. Цього року у Великій Британії, батьківщині Формули-1 з дня її народження в 1950-му, законотворці оголосили, що планують припинити продаж транспорту на двигунах внутрішнього згорання до 2030 року.

Схожу заборону приймуть і в Євросоюзі через пʼять років. У США все більша кількість штатів розглядають запровадження подібних заходів, серед них Вашингтон, Гаваї та Каліфорнія, один із найбільших ринків автомобілів у світі. Поки мотозмагання, як-то Ф-1, Nascar і MotoGP, хапаються за соломинку, використовуючи біопальне, автовиробники та споживачі стрімко рухаються до майбутнього на батареях.

Берні Екклстоун, британський мільярдер, якого колись охрестили «великим цабе Ф-1», зневажливо назвав електромобілі «газонокосарками». Тоді був 2012 рік, і він очолював на той час 9-мільярдний бізнес, тому дозволив собі махнути рукою на загрозу розповсюдження електромобілів, назвавши це «безглуздям».

Прототип для Формули-1 2022 року показали під час прев’ю Гран-прі Великої Британії в Сільверстоуні 15 липня 2021-го в Нортгемптоні, Англія.

Фото Getty Images

Нині ж чемпіонат в руках іншого сивочолого мільярдера, магната американського кабельного телебачення Джона Мелоуна. За його керівництва Ф-1 стала частиною публічної компанії Liberty Media, і для зухвалості зараз невдалий час. Доходи впали на 43% у 2020-му, до $1,1 млрд на хвилі пандемії. Це був гнітючий рік для Liberty, у якої операційний прибуток опустився з $17 млн у 2019-му до рекордних збитків у $386 млн у 2020-му.

Намагаючись відродити інтерес до себе, Ф-1 більше не може ігнорувати заходи, спрямовані в серце її бізнесу. Перегони спонсоруються автовиробниками, як-то Ferrari, Mercedes і Renault, які не шкодують грошей на саморекламу й інженерні вдосконалення, що призвели до масового продажу усього: від дзеркал заднього виду й активної підвіски до напівавтоматичних і послідовних коробок передач. Ф-1 поставила собі на меті досягти чистої енергоефективності до 2030-го, тобто буде максимально зменшено кількість викидів вуглецю, а решту компенсовано іншими заходами.

«За настроями загальної аудиторії, особливо молоді, нам стало зрозуміло, що дуже важливо мати стійкі цінності та позитивно впливати на довкілля», – каже Гангакумаран. Він додає, що хоч і усвідомлює конфлікт, який виникає через спонсорство нафтових гігантів і виробників бензину, їхній спорт збирається завоювати довіру завдяки відкритості, особливо через розповіді про те, як вони намагаються перейти на альтернативні види пального й більш ефективні двигуни. Мається на увазі також і план перевести всі боліди на екологічне пальне до 2026-го, що, на думку Гангакумарана, буде найкращим способом досягти більш чистих вихлопних газів і зберегти запал перегонів.

Промовідео, яке вийшло в травні і показало екологічні потуги Ф-1, зустріло критику від глядачів, яких зачепило прагнення мотоспорту нейтралізувати викиди вуглецю і зменшити використання одноразових пластикових виробів. Причина в тому, що попри такі заяви змагання все одно покладаються на спонсорські кошти від компаній, на які, за приблизними оцінками, припадає 55% виробництва одноразових виробів із пластику. А звʼязки Ф-1 із нафтовими компаніями призвели до зіткнення з природозахисними організаціями в минулому.

Британського магната Берні Екклстоуна помітили під час заходу KitzCharityTrophy 2020 на Кубку світу з гірськолижного спорту в Кіцбюелі 25 січня 2020-го. Фото Getty Images

Приміром, у серпні 2013-го активісти Грінпіс несподівано зʼявилися на Гран-прі Бельгії, спонсором якого був нафтовий гігант Shell, і розгорнули низку банерів із закликами до Shell припинити буріння в Арктиці. Компанія, яка того року оголосила про припинення такої діяльності на рік, у 2015-му на невизначений термін покинула буріння в Арктиці. Аж ось минулого року вона повідомила про плани знову почати буріння в пошуках родовищ нафти.

«Очевидно, що вони намагаються знайти спосіб відбілити репутацію, – каже Юрі Тес, бельгійський представник Грінпіс, про екологічні ініціативи Ф-1. – Принаймні вони зрозуміли, що компенсації викидів недостатньо і що великим забруднювачам треба дійсно зменшити власні викиди. Якщо перегони продовжать рекламувати нафтові компанії, які відмовляються засвоювати цей урок, то це буде показником нещирості Формули-1».

Якщо Ф-1 не обірве свої звʼязки з нафтовими гігантами, то це можуть зробити команди й автовиробники. Honda, яка не має власної команди, але є одним із чотирьох виробників двигунів для Ф-1, наприкінці сезону збирається покинути перегони, щоб зосередити власні ресурси на виготовленні батарей для електромобілів. А автовиробники, серед яких Renault і Mercedes, усе більше грошей вкладають у R&D власних батарей, намагаючись вивести на ринок нові гібридні й електричні моделі.

А тим часом на пʼяти Формулі-1 наступає Формула Е – перегони електромобілів, які підтримують Audi, BMW, Jaguar, Mercedes, Nissan і Porsche, і говорять про себе «перегони без знищення природи». І хоч у порівнянні з Ф-1 ці змагання з екологічною складовою все ще крихітні, вони привернули увагу 90-річного Екклстоуна. Напередодні 1000-го заїзду в 2019-му він сказав Reuters, коли все ще був почесним головою перегонів, що «Формула Е стане значно, значно більшою і кращою», і це матиме неприємні наслідки для Ф-1.

Британець Сем Берд (команда Jaguar) на змаганнях Формули Е – на еПрі в Монте-Карло, 8 квітня 2021 року в Монте-Карло, Монако. Фото Getty Images

Більш оптимістично про майбутнє Формули-1 говорять в рядах Формули Е. «Давайте не забувати, що Формула-1 – це насправді неперевершене шоу, – каже Сильвіан Філіппі, керівний директор Envision Virgin Racing, однієї з команд-засновниць гонки електромобілів. – Не заздрю я людям, які будуть вирішувати подальшу долю Ф-1».

Наразі будь-яка загроза від Формули Е є проблемою майбутнього. Доходи нової серії перегонів минулого року склали $170 млн – це трохи більше, ніж поріг бюджету однієї команди на Ф-1 цього року. А ще, як і будь-якому міжнародному виду спорту, все одно треба значна кількість пального, щоб доставити боліди, команди й обладнання на траси в різні куточки світу. Але настрої на боці елктробатарей.

Envision позиціонує себе як «найекологічніша команда з найекологічніших», після того як отримала сертифікат про вуглецеву нейтральність від Carbon Trust, неприбуткової організації. Інші команди теж знаходяться під тиском досягти такого ж результату.

Після руйнівних повеней, які пронеслися північчю Європи минулого тижня, канцлерка Німеччини Ангела Меркель закликала до «великих змін» задля боротьби зі змінами клімату. Автовиробників, безсумнівно, теж залучать до цього.

«Ми вже дуже близькі до того моменту, коли автомобілі повністю на електриці буде виробляти значно дешевше й ефективніше, ніж автомобілі на бензині, – каже Філіппі, зазначаючи, що Формула Е й надалі продовжить радувати глядачів перегонами електромобілів. – Тоді можна буде запитати: який сенс проводити складний процес R&D для оптимізації двигунів внутрішнього згоряння? Думаю, всі ми знаємо відповідь».

Матеріали по темі

У KPMG Law Ukraine успішно захистили інтереси дочірньої компанії міжнародної корпорації у галузі постачання вуглекислого газу

Команда KPMG Law Ukraine успішно представила інтереси дочірньої компанії однієї з найбільших міжнародних корпорацій у сфері постачання вуглекислого газу у спорі з податковими органами щодо донарахування податку на прибуток.


Маєте Телеграм? Два кліки – і ви не пропустите жодної важливої юридичної новини. Нічого зайвого, лише #самасуть. З турботою про ваш час!

За результатами планової перевірки податковий орган зробив висновки, що компанія занизила дохід для цілей податку на прибуток внаслідок не включення до доходу суми зобов’язання за позикою, яка не підлягає погашенню (право вимоги за позикою було внесене кредитором-засновником до статутного капіталу компанії), а також нездійснення дисконтування заборгованості по непогашених позиках за справедливою вартістю.

Юристи практики вирішення податкових спорів у суді обґрунтували неправомірність висновків податкового органу про те, що внесення права вимоги в статутний капітал компанії є зарахуванням зустрічних вимог, що прямо заборонено ст.144 Цивільного кодексу України. У суді вдалося довести, що Компанія правомірно збільшила статутний капітал шляхом внесення права вимоги засновника за договором позики, у результаті чого зобов’язання припинилося шляхом об’єднанням в одній особі боржника і кредитора. Як наслідок, у Компанії був відсутній обов’язок включити суму заборгованості в дохід з огляду на пряму вказівку п.5 П(С)БО 15 «Дохід».

Також було доведено, що у Компанії відсутній обов’язок дисконтувати суму боргових зобов’язань перед нерезидентами, оскільки національними П(С)БО не передбачена методика та формула визначення справедливої вартості заборгованості або здійснення дисконтування фінансових зобов’язань. Тому, податковий орган під час проведення перевірки неправомірно застосував формулу дисконтування за МСБО 18 «Дохід», оскільки така формула не закріплена національними стандартами, а податковий орган не має права визначати цю методику та давати вказівки платнику податків щодо порядку дисконтування.

У результаті судового розгляду суд скасував податкове повідомлення-рішення, що фактично дозволило захистити порушені майнові права Компанії.

Проект був реалізований адвокатом, керівником практики вирішення податкових спорів KPMG Law Ukraine Ларисою Антощук, під керівництвом Оксани Олехової, партнера відділу податкового та юридичного консультування. Також над проектом працювали менеджер KPMG в Україні Тарас Коваль, юристи Ірина Хиляк, Дар’я Батухтіна та Марія Тащі.

Різниця між киснем і вуглекислим газом (Наука та природа)

The ключова різниця між киснем і вуглекислим газом це те кисень – це діатомова молекула, яка має два атоми кисню, тоді як діоксид вуглецю – це триатомна молекула, що має один атом вуглецю та два атоми кисню.

Кисень і гази вуглекислого газу є двома важливими складовими земної атмосфери. Це пов’язано з його важливістю для живих організмів. Так само нам потрібен кисень для дихання, а вуглекислий газ виділяється в процесі дихання. Цей вдихуваний кисень нам потрібен для отримання енергії (АТФ) всередині живих клітин в процесі, відомому як клітинне дихання. З іншого боку, рослини використовують вуглекислий газ для фотосинтезу для отримання вуглеводів. Так, рослини беруть участь у підтримці кисневого, вуглекислого балансу в атмосфері.

ЗМІСТ

1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке кисень
3. Що таке вуглекислий газ
4. Поплечне порівняння – кисень та вуглекислий газ у табличній формі
5. Підсумок

Що таке кисень?

Газ кисню – це діатомовий газ, що має два атоми кисню, пов’язані один з одним за допомогою подвійного зв’язку. Ці два атоми кисню зв’язуються між собою за допомогою ковалентного хімічного зв’язку. Отже, молекула кисню є молекулярною сполукою (або ковалентною сполукою). При стандартній температурі і тиску ця сполука існує в газоподібному стані.

Крім того, наша атмосфера містить близько 21% цього газу. І, безбарвний і без запаху. Це дуже важливо для життя на землі, тому що ми використовуємо цей газ для клітинного дихання. Більше того, атоми кисню є важливими компонентами біологічних систем, що входять до біомолекул, таких як вуглеводи, білки та нуклеїнові кислоти.

Малюнок 01: Діатомна молекула кисню

Фотосинтез, з іншого боку, є важливим процесом, при якому рослини використовують енергію сонячного світла для отримання вуглеводів та кисню з води та вуглекислого газу. Алотроп кисню, озону утворює шар у верхній атмосфері, який може захистити нас від шкідливих УФ-променів.

Коротше кажучи, є кілька сприятливих характеристик цього газу; він легко розчиняється у воді, що полегшує транспортування через організм людини через рідини. Крім того, ми можемо отримати кисневий газ високої чистоти при фракційній перегонці скрапленого повітря. Цей газ реагує з усіма елементами, утворюючи оксиди, крім інертних газів. Тому це хороший окислювач. Кисень також необхідний для горіння. Кисень корисний у лікарнях, зварюванні та багатьох інших галузях.

Що таке вуглекислий газ?

Вуглекислий газ – це триатомна молекула, що має один атом вуглецю і два атоми кисню. Кожен атом кисню утворює подвійний зв’язок з вуглецем. Отже, молекула має лінійну геометрію. Молекулярна маса вуглекислого газу становить 44 г моль-1. Хімічна формула – СО2, і це безбарвний газ. Крім того, при розчиненні у воді він утворює вугільну кислоту. Що ще важливіше, цей газ щільніше, ніж повітря. Концентрація вуглекислого газу в атмосфері становить 0,03%.

Малюнок 02: Триатомна молекула вуглекислого газу

Однак кількість вуглекислого газу в атмосфері врівноважує його вміст в атмосфері через цикл вуглецю. Джерела цього газу, який викидає його в атмосферу, включають деякі природні процеси, такі як дихання, виверження вулкана, а також через діяльність людини, як спалювання викопного палива в транспортних засобах та на заводах. Більше того, процес фотосинтезу видаляє з повітря вуглекислий газ, і, таким чином, він відкладається як карбонати в довгостроковій перспективі.

Втручання людини (спалювання викопного палива, вирубка лісів) викликає дисбаланс у циклі вуглецю, збільшуючи СО2 рівень газу. Глобальні екологічні проблеми, такі як кислотний дощ, парниковий ефект, глобальне потепління, стали наслідком цього. Цей газ корисний для приготування безалкогольних напоїв у хлібобулочній промисловості, як вогнегасник тощо.

Яка різниця між киснем і вуглекислим газом?

Газ кисню – це діатомовий газ, що має два атоми кисню, пов’язані один з одним подвійною зв’язком, тоді як вуглекислий газ є триатомною молекулою, що має один атом вуглецю та два атоми кисню. Отже, ключова відмінність між киснем і діоксидом вуглецю полягає в тому, що кисень – це двоатомна молекула, яка має два атоми кисню, тоді як вуглекислий газ є триатомною молекулою, що має один атом вуглецю та два атоми кисню. Крім того, хімічна формула газу кисню – O2, а хімічна формула вуглекислого газу – CO2.

Крім того, ще одна важлива відмінність між газами кисню та вуглекислого газу полягає в тому, що вміст кисню в повітрі порівняно дуже високий (21%), ніж вміст вуглекислого газу (0,03%). В якості ще однієї важливої ​​різниці між цими двома газами ми можемо взяти роль кожного газу в процесі дихання; ми вдихаємо кисневий газ під час видиху газу вуглекислого газу.

Підсумок – Кисень та вуглекислий газ

Кисень і вуглекислий газ є газоподібними компонентами в повітрі атмосфери. Ключова відмінність кисню від вуглекислого газу полягає в тому, що кисень – це двоатомна молекула, яка має два атоми кисню, тоді як двоокис вуглецю – це триатомна молекула, що має один атом вуглецю та два атоми кисню..

Довідка:

1. “Кисень.” Wikipedia, Фонд Вікімедіа, 26 жовтня 2018. Доступний тут 
2. “Двоокис вуглецю”. Вікіпедія, Фонд Вікімедіа, 7 листопада 2018 р. Доступний тут

Надано зображення:

1. “Молекула кисню” Ульфлунд – Власна робота, (CC0) через Wikimedia Commons 
2. «Вуглекислий газ-3D-vdW» автор Jacek FH – власна робота (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia  

Формула двуокиси углерода

Формула и структура: Химическая формула двуокиси углерода CO 2 . Молярная масса 44,01 г / моль. Молекула образована одним катионом углерода C 4+ и двумя анионами кислорода O 2-. Два аниона связаны с катионом углерода двойными связями (пи-связями), что делает диоксид углерода линейным и жестким. Его химическая структура может быть записана, как показано ниже, в общих представлениях, используемых для органических молекул.

Происхождение: Двуокись углерода в основном встречается в природе.Это продукт процесса дыхания. Все формы жизни нуждаются в дыхании, чтобы выжить; в этом процессе организмы вдыхают или захватывают кислород из окружающей среды и посредством различных биохимических реакций; вырабатывается CO 2 и вода. Двуокись углерода содержится в атмосфере, а также выделяется вулканами, природным газом, сырой нефтью и горячими источниками.

Препарат: Двуокись углерода получают естественным и неестественным путем. Естественным путем углекислый газ образуется при дыхании организмов (растений, животных, грибов, бактерий):

C 6 H 12 O 6 (с) + 6 O 2 (г) → 6 CO 2 (г) + 6 H 2 O (л) + тепло

Произведенный углекислый газ используется для растений во время фотосинтеза в обратном процессе, при котором образуется кислород.

Неестественным образом углекислый газ может образовываться при сжигании таких топлив, как метан, бензин, керосин, пропан, минералы, горные породы и уголь.

Канал 5 + 2 O 2 → CO 2 + 2 H 2 O

Физические свойства: Двуокись углерода – газ без цвета и запаха. В концентрированном виде может иметь кисловатый запах. Плотность 1,56 г / мл. Температура плавления углекислого газа составляет -56,6 ° C, и выше этой температуры он сублимируется. Растворимость углекислого газа в воде равна 1.45 г / л, не растворяется в этаноле и органических растворителях.

Химические свойства: Одна из наиболее важных реакций для окружающей среды – растворимость диоксида углерода в воде. Даже при низкой растворимости этот фактор очень важен для водоемов на планете. Когда углекислый газ контактирует с водой, он образует угольную кислоту, которая может снизить pH воды, создавая проблемы для водных организмов.

CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3

Область применения: Двуокись углерода используется в производстве других наиболее ценных продуктов в химической промышленности.Некоторые из этих продуктов представляют собой мочевину, используемую в качестве удобрения, а также в качестве растворителя и химического прекурсора – метанола. Другими продуктами являются карбонатные соли, такие как карбонат натрия и бикарбонат (пищевая сода). Он используется как пищевая добавка, а также как пропеллент. Он присутствует в газированных напитках и содовой воде, а также в сухом льду.

Воздействие на здоровье / опасность для здоровья: Вдыхание углекислого газа может вызвать головную боль и учащение дыхания. При высокой концентрации это может вызвать потерю сознания. Сухой лед может вызвать холодные ожоги.Не горюч.

Распад молекул углекислого газа в микроволновой плазменной горелке

Распад молекул двуокиси углерода при высоких температурах

Молекулы углекислого газа проходят через чрезвычайно высокотемпературный резак, в котором предполагается локальное термодинамическое равновесие (LTE) для T> 2000K. Затем они могут распадаться на различные химические соединения. Однако мы предполагаем распад молекул углекислого газа на атомы окиси углерода и кислорода, т.е.например, CO 2 → CO + O для простоты начальной аналитической попытки. Изменения энтальпии и энтропии, обусловленные этой реакцией, находятся из таблицы 26 и составляют ∆ H = 530 кДж моль −1 и ∆ S = 147 Дж моль −1 градусов −1 , соответственно. Свободная энергия Гиббса спонтанного распада определяется как G = ∆ H – T ∆ S ; поэтому рассчитанная температура распада молекул углекислого газа на атомы окиси углерода и кислорода составляет примерно T = ∆ H / ∆ S = 3600K.

На самом деле разложение углекислого газа намного сложнее, чем приведенный выше анализ свободной энергии Гиббса. Преобладающими видами после разложения диоксида углерода являются C, O , CO , C 2 , O 2 и CO 2 . Таким образом, всего ожидается 19 реакций. Однако модельный расчет в газовой кинетике сосредоточен на доминирующих реакциях в горячей камере с температурой, превышающей 2000 К.Первое соображение – это разложение диоксида углерода, представленное химическими реакциями

с их реакционными константами 12,19 из k CO21 = 2,14 × 10 −10 ( T r / T ) 0,5 exp (−52315 / T ) см 3 молекул −1 с −1 и k CO2 = 2,81 × 10 −11 exp (−26458 / T ) см 3 молекул −1 с −1 , где T – температура газа в Кельвинах, а T r = 298 K представляет комнатную температуру.Константа реакции 12 k CO2 была получена при температуре газа T в диапазоне 300 K < T <2500K. Константа k CO2 оценивается как k CO2 = 7 × 10 −16 см 3 молекул −1 s −1 при T = 2500K . С другой стороны, константа реакции 27 этой реакции в уравнении (1) равна k CO2 = 6.4 × 10 −15 exp (−0084 / T ) см 3 молекул −1 с −1 в другом наборе данных, оценивается как k CO2 = 2,06 × 10 −18 см 3 молекул −1 с −1 при T = 2500K. Константы реакции в этих двух наборах экспериментальных данных сильно отличаются друг от друга, даже с учетом различных экспериментальных условий. Следовательно, в этом случае может быть сложно использовать какие-либо данные.В связи с этим мы принимаем константу реакции равной k CO2 = 3,56 × 10 −12 exp (−26458 / T ) см 3 молекул −1 с −1 , который обеспечивает распад молекул углекислого газа при T = 3600K, что согласуется с простым анализом свободной энергии Гиббса и, таким образом, является разумным представлением константы реакции в последующем модельном расчете кинетики газа. Тем не менее, вторая реакция в уравнении (1) доминирует над первой реакцией в процессе диссоциации диоксида углерода, как будет показано позже.

Распад диоксида углерода через реакции в уравнении (1) может быть уравновешен регенерацией диоксида углерода через реакцию

с их реакционными константами 28 из k CO = 1,18 × 10 −13 ( T r / T ) exp (−3610 / T ) см 3 молекул −1 с −1 . Реакции уравнений (1) и (2) в квазиравновесном состоянии плотности углекислого газа, характеризуемого d n CO2 / dt ≈ 0, приводят к

, где n CO2 и n CO – плотности молекул диоксида углерода и монооксида соответственно.Здесь квазиравновесие указывает на то, что реакции в уравнениях (1) и (2) уравновешивают количество молекул диоксида углерода в локальном тепловом равновесии.

Второе соображение – образование атомарного углерода и его исчезновение с химическими реакциями, выраженными как

с реакционными константами 29,30,31 из k C2 = 2,25 × 10 −11 ( T / T r ) см 3 молекул −1 s −1 и k C = 5.1 × 10 −11 ( T r / T ) 0,3 см 3 молекул −1 с −1 . Опять же, эти реакции в квазиравновесном состоянии для числа атомов углерода приводят к

, где n C2 и n O2 – это молекулярные плотности углерода и кислорода, а γ = n. O / n C – отношение плотности атомов кислорода n O к плотности атомов углерода n C .Отношение γ будет больше единицы во всем диапазоне температур газа. Число молекул углерода в уравнении (5) обычно на порядок меньше числа молекул кислорода при высокой температуре газа T> 2000K.

Третье соображение – образование молекулярного кислорода и его исчезновение в результате химических реакций, выраженное как

с константами реакции 31,32 из k CO2 = 3,56 × 10 −12 exp (−22848 / T ) см 3 молекул −1 с −1 , k C = 5.1 × 10 −11 ( T r / T ) 0,3 см 3 молекул −1 с −1 и k C21 = 1,1 × 10 −11 exp (−381 / T) см 3 молекул −1 с −1 . Реакции в квазиравновесном состоянии для числа молекулярного кислорода приводят к k CO2 n CO2 n O = k C n C n O2 + k C21 n C2 n O2 , что далее выражается как

с помощью k C n C n O2 = k C2 n C2 n O n O (4).Следующее рассмотрение – образование молекулярного углерода и его диссоциация с химическими реакциями, выраженными как

с константами реакции 33 of = 1,47 × 10 −11 ( T r / T ) 2,6 см 3 молекул −1 с −1 , k C2 = 2,25 × 10 −11 ( T / T r ) см 3 молекул −1 с −1 и k C21 = 1.1 × 10 −11 exp (−381 / T) см 3 молекул −1 с −1 . Реакции в квазиравновесном состоянии для молекулярного углеродного числа приводят к

, где параметр γ = n O / n C представляет собой отношение плотностей атомарного кислорода и углерода.

Молекулы углекислого газа могут распадаться на пять других частиц, включая атомарный кислород и углерод. Как будет показано ниже, атомные номера углерода и кислорода при температуре газа T выше 2000 К более чем на три порядка выше, чем у молекул.Следовательно, молекулы углекислого газа распадаются в основном на атомы кислорода O и углерода C и молекулы окиси углерода CO . В связи с этим количество распадающихся молекул углекислого газа n D может быть связано с числами: n O и n CO , кислорода и окиси углерода. молекул согласно

из уравнений (3) и (9).Аналогично, число n D дезинтегрированных молекул углекислого газа также может быть связано с числами, n C и n CO , атомов углерода и молекул окиси углерода. по

, что также обеспечивает сохранение количества атомов углерода. Решение отношения γ 2 + 2γ – α / δ = 0 из уравнения. (10) и (11) равно

, что определяет отношение γ = n O / n C в терминах температуры газа T .Мы наблюдаем из уравнения. (12) видно, что отношение γ = n O / n C уменьшается с большого значения до двух по мере увеличения температуры газа от комнатной до бесконечности, как и ожидалось. Это указывает на то, что все молекулы углекислого газа распадаются на атомы углерода и кислорода при чрезвычайно высокой температуре.

На этом этапе мы возвращаемся к уравнению (7), тщательно проверяя относительную силу членов. Значение k C2 n O + k C21 n O2 в правой части уравнения (7) можно выразить как ( k C2 γ 2 δ + k C21 n O2 / n CO2 ) n CO2 .Константа реакции k C2 обычно на порядок выше, чем k C21 при практической температуре газа T в диапазоне 2000 K 2 δ намного больше единицы в этом диапазоне температур газа. Отношение плотностей n O2 / n CO2 намного меньше единицы, как будет показано позже.Членом, пропорциональным k C21 n O2 в правой части уравнения (7), можно пренебречь. В этом контексте уравнение (7) упрощается до

, которое связано с плотностью от n C2 до n CO2 . Уравнения (3), (5), (9), (12) и (13) дополняют значения относительной плотности компонентов газа.

Поучительно оценить отношение молекулярной плотности к атомной плотности для углерода и кислорода.Используя уравнения (5), (9) и (13), определяется соотношение плотностей,

, что означает, что отношение n C2 / n C равно 10 −4 или менее при температуре газа T выше 2000 К. Точно так же из уравнений (5) и (14) мы также находим, что отношение плотностей n O2 / n O составляет 10 -3 или меньше при высокой температуре газа.Таким образом, вывод отношения плотностей γ из уравнений (10) и (11) вполне оправдан. Таким образом, мы заключаем, что большинство газовых частиц в микроволновом плазменном факеле с газообразным диоксидом углерода представляют собой молекулы CO 2 и CO с атомами C и O .

Молекулы углекислого газа распадаются на атомные или двухатомные молекулы, увеличивая количество частиц. Обозначая n 0 как плотность углекислого газа перед стадией дезинтеграции, она отображается как n 0 = n CO2 + n D = n CO2 + n CO + n C из уравнения (11).С другой стороны, общая нейтральная плотность n N может быть приблизительно равна n N = n 0 + n O = n CO2 + n CO + n C + n O , пренебрегая молекулярными плотностями. Молекулярная плотность углекислого газа без какого-либо распада – это нейтральная плотность n 0 = n N .Следовательно, диссоциация углекислого газа увеличивает общее количество частиц и объем газа. Однако плотность нейтрального числа определяется температурой газа только для горелки с давлением в одну атмосферу. Согласно закону идеального газа, общая нейтральная плотность n N также может быть выражена как n N = 2,6 × 10 19 ( T r / T ) частиц см −3 .Эта общая нейтральная плотность n N может быть эквивалентно выражена как n N = n CO2 [1 + α + (1 + γ) γδ] с использованием уравнения (3) и (9). Плотность всех видов газа в конечном итоге может быть выражена как

, где символы α, β, δ и ε определены в уравнениях (3), (5), (9) и (13) соответственно. Уравнение (15) определяет плотности всех частиц в плазменной горелке с точки зрения температуры газа T , что является одним из основных результатов данной статьи.

Мы пренебрегли первой реакцией в уравнении (1) при выводе уравнения (3), предполагая, что вторая реакция в уравнении (1) доминирует. Справедливость этого предположения демонстрируется путем оценки значения k CO21 n N / k CO2 n O , где k CO21 и k CO2 определены в уравнении (1).После выполнения прямого расчета оно отображается как

, что меньше 10 −2 , что обеспечивает обоснованность предположения, сделанного для вывода уравнения (3). В этом отношении уравнение (15) предоставит достаточно точную информацию о газах с точки зрения температуры пламени горелки T в диапазоне 2000K < T <7000K. Программные инструменты моделирования под названием Chemical WorkBench (CWB), которые были нацелены на кинетическое моделирование гомогенной газовой фазы в масштабе реактора, использовались для расчета концентрации компонентов.Этот программный инструмент может быть эффективно использован для моделирования, оптимизации и проектирования широкого спектра процессов с высокой химической нагрузкой, в том числе при очень высоких температурах. Код CWB разработан и распространяется Kintech Lab, Россия 34 . Аналитические результаты уравнения (15) можно сравнить с численными результатами кода CWB для сравнения. Плотность молекул углекислого газа перед разложением составляет n 0 , по оценке n 0 = n CO2 + n CO + № С .Если молекулы диоксида углерода начинают диссоциировать при высокой температуре, нейтральная плотность увеличивается с n 0 до n N . На рис.1 показан график зависимости отношения плотностей n CO2 / n 0 от температуры газа T в Кельвинах, полученной из уравнения (15) (сплошная кривая) и кода CWB. (штриховая кривая). Аналитические результаты на рис. 1 показывают, что молекулы диоксида углерода начинают диссоциировать при температуре около 2400K, а половина молекул диссоциирует при T, = 3600K, как и ожидалось из анализа дезинтеграции свободной энергии Гиббса.Почти все молекулы углекислого газа диссоциируют при T = 7000K, за исключением нескольких процентов. С другой стороны, численные результаты кода CWB на рис. 1 показывают, что половина молекул диссоциирует около T = 3100 K, что значительно ниже, чем T = 3600 K температуры спонтанной диссоциации по свободной энергии Гиббса. Это расхождение может быть вызвано различиями между константами химической реакции, используемыми в аналитических и численных расчетах.В целом результаты кода указывают на более легкую диссоциацию диоксида углерода, чем результаты аналитических исследований. В остальном динамика аналитических результатов по температуре пламени достаточно хорошо согласуется с численными данными.

Рисунок 1

Графики отношения плотностей n CO2 / n 0 в зависимости от температуры газа T в Кельвине, полученной из уравнения (15) (сплошная кривая) из кода CWB (штриховая кривая).

Аналитические результаты на рис. 1 показывают, что молекулы диоксида углерода начинают диссоциировать при температуре около 2400K, а половина молекул диссоциирует при T = 3600K, как и ожидалось из анализа дезинтеграции свободной энергии Гиббса. Почти все молекулы углекислого газа диссоциируют при T = 7000K, за исключением нескольких процентов. С другой стороны, численные результаты кода CWB на рис. 1 показывают, что половина молекул диссоциирует около T = 3100 K, что значительно ниже, чем T = 3600 K температуры спонтанной диссоциации по свободной энергии Гиббса.

На рис. зависимости плотности от температуры газа Т . Отношение γ = n O / n C получается из уравнения (12) и нормализованного начального ( n 0 / n N ) и диоксида углерода ( n CO2 / n N ) молекулярные плотности получают из уравнения (15).Отношение γ уменьшается примерно до 2 при повышении температуры газа T . Из рисунка 2 также следует, что нормализованная начальная плотность n 0 / n N приближается к 1/3, когда температура газа становится чрезвычайно высокой, что свидетельствует о полном распаде CO . 2 на атомы C и O в конечном итоге увеличивает нейтральное число n N , пока оно не станет в три раза больше исходного числа n 0 .

Рисунок 2

Графики отношения γ = n O / n C , n 0 / n N и n CO2 / n N в зависимости от температуры газа T в Кельвинах.

График зависимости отношения γ = n O / n C , нормализованной начальной ( n 0 ) молекулярной плотности углекислого газа от температуры газа T .Отношение γ = n O / n C получается из уравнения (12) и нормализованного начального ( n 0 / n N ) и диоксида углерода ( n CO2 / n N ) молекулярные плотности получают из уравнения (15). Из рисунка 2 также следует, что нормализованная начальная плотность n 0 / n N приближается к 1/3, когда температура газа становится чрезвычайно высокой, что свидетельствует о полном распаде CO . 2 на атомы C и O в конечном итоге увеличивает нейтральное число n N , пока оно не станет в три раза больше исходного числа n 0 .

Плотность атомов кислорода и углерода резко возрастает, когда температура газа превышает T = 4200K из-за диссоциации монооксида углерода. На рис. 3 представлены графики зависимости плотности атомов кислорода и углерода от температуры газа T , полученные из уравнения (15). Нормализованная молекула окиси углерода также представлена ​​на рис. 3 для сравнения с другими видами. На рис. 3 следует отметить несколько моментов. Во-первых, плотности атомов кислорода и углерода составляют значительную долю нейтральной плотности при высокой температуре.Например, нормализованные плотности частиц при T = 4500K даются как n O / n N = 0,55, n C / n N = 0,175 и n CO / n N = 0,2, что также удовлетворяет условию n O + n CO = 2 ( n C + n CO ), чтобы сохранить кислородное и углеродное числа.Секунды, плотность атомов кислорода менее чем в три раза превышает плотность атомов углерода во всем высокотемпературном диапазоне ( T > 4500 K), что указывает на диссоциацию значительной части молекул монооксида углерода. В-третьих, плотность атомов кислорода всегда выше плотности окиси углерода во всем диапазоне температур газа. Диссоциация монооксида углерода является выдающейся при температурах газа выше T = 4800K, за пределами которых даже плотность атомов углерода преобладает над плотностью монооксида углерода.Наконец, мы также отметим из численных данных, полученных из уравнения (15), что плотности атома кислорода и монооксида углерода остаются высокими даже при относительно низких температурах. Например, плотности атома кислорода и окиси углерода при T = 1500 K даются как n O = 2,41 × 10 14 молекул см −3 и n CO = 1.98 × 10 14 молекул см −3 , обеспечивающих активные химические реакции в этом диапазоне температур.На рис. 4 показаны графики нормированных молекулярных плотностей кислорода и углерода в зависимости от температуры газа T , полученные из уравнения (15). Как и следовало ожидать из уравнения (14), молекулярные плотности кислорода и углерода на несколько порядков ниже, чем плотности атомов кислорода и углерода. На рис. 4 также видно, что молекулярные плотности кислорода и углерода уменьшаются по мере увеличения температуры газа T от T = 4000 K, что указывает на диссоциацию молекул при высокой температуре.

Рис. 3

Графики зависимости плотности атомов кислорода и углерода от температуры газа T , полученные из уравнения (15).

Плотность атомов кислорода и углерода резко возрастает, когда температура газа превышает T = 4200K из-за диссоциации монооксида углерода. Здесь также представлена ​​нормализованная молекула окиси углерода для сравнения с другими видами. На рис. 3 следует отметить несколько моментов. Во-первых, плотности атомов кислорода и углерода составляют значительную долю нейтральной плотности при высокой температуре.Секунды, плотность атомов кислорода менее чем в три раза превышает плотность атомов углерода во всем высокотемпературном диапазоне ( T > 4500 K), что указывает на диссоциацию значительной части молекул монооксида углерода. В-третьих, плотность атомов кислорода всегда выше плотности окиси углерода во всем диапазоне температур газа.

Рис. 4

Графики нормированных молекулярных плотностей кислорода и углерода в зависимости от температуры газа T , полученные из уравнения (15).

Молекулярные плотности кислорода и углерода на несколько порядков ниже, чем плотности атомов кислорода и углерода. На рис. 4 также видно, что молекулярные плотности кислорода и углерода уменьшаются по мере увеличения температуры газа T от T = 4000 K, что указывает на диссоциацию молекул при высокой температуре.

Плотность n CO молекул монооксида углерода для заданного значения n CO / n N в уравнении (15), например, пропорциональна нейтральной плотности n N , которая обратно пропорциональна температуре газа T согласно уравнению состояния для идеального газа.Здесь мы предположили, что все химические частицы находятся в состоянии излучения черного тела. Следовательно, плотность окиси углерода выражается как n CO = n N0 ( x / x 0 ) ( T 0 / T ), где x 0 и n N0 – нормированная CO и нейтральная плотности соответственно при произвольной температуре T 0 .Здесь x = n CO / n N . Предполагая локальное тепловое равновесие, суммарная интенсивность света, излучаемого на характерной длине волны молекул монооксида углерода, пропорциональна средней плотности энергии u CO фотона 35 , что пропорционально T 4 . Средняя плотность энергии u CO фотона на этой характеристической длине волны также может быть пропорциональна плотности монооксида углерода n CO .Таким образом, нормализованная сила света I CO может быть выражена как I CO = ( x / x 0 ) ( T / T 0 ) 3 , которая нормирована на интенсивность света при температуре Тл 0 . Используя нормированные плотности, мы можем оценить нормированные интенсивности излучения света всех разновидностей газа, полученные из уравнения (15).

Интенсивность излучения света можно рассчитать относительно излучения света при T = T 0 . Нормированная интенсивность света I CO на характерной длине волны, например, оксида углерода, может быть рассчитана в терминах температуры газа на рис. 5b. На рис. 5 представлены рассчитанные теоретически интенсивности излучения света в зависимости от температуры газа T в Кельвинах.Интенсивности света нормированы на те, когда температура T 0 равна 6000 К. Из рис. 5 следует обратить внимание на несколько моментов. Во-первых, интенсивность эмиссии диоксида углерода резко возрастает, достигает своего пика около T = 3000 K, а затем уменьшается по мере увеличения температуры газа T от 1000 K. Уменьшение светового излучения CO 2 при высокой температуре вызвано уменьшением молекулярной плотности диоксида углерода из-за диссоциации при высокой температуре.Во-вторых, световое излучение всех других частиц увеличивается с увеличением температуры газа T , потому что их плотность увеличивается. В-третьих, интенсивности излучения молекул кислорода и углерода относительно медленно увеличиваются при высокой температуре газа, превышающей T = 3500 K, по мере увеличения температуры газа.

Рисунок 5

Графики интенсивности излучения света (а) I CO2 , (б) I CO , I O и I C и (c) I C2 и I O2 в зависимости от температуры газа T в Кельвинах.

Интенсивности света нормированы на значения при температуре T 0 6000 К. Из рис. 5 следует обратить внимание на несколько моментов. Во-первых, интенсивность эмиссии диоксида углерода резко возрастает, достигает своего пика около T = 3000 K, а затем уменьшается по мере увеличения температуры газа T от 1000 K. Уменьшение светового излучения CO 2 при высокой температуре вызвано уменьшением молекулярной плотности диоксида углерода из-за диссоциации при высокой температуре.Во-вторых, световое излучение всех других частиц увеличивается с увеличением температуры газа T , потому что их плотность увеличивается. В-третьих, интенсивности излучения молекул кислорода и углерода относительно медленно увеличиваются при высокой температуре газа, превышающей T = 3500 K, по мере увеличения температуры газа.

Двуокись углерода

Подготовлено на 49-м заседании JECFA (1997 г.)
заменяет спецификации, подготовленные на 29-м заседании JECFA (1985 г.),
опубликовано в FNP 34 (1986)

СИНОНИМЫ

INS No.290

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

C.A.S. номер

124-38-9

Химическая формула

CO 2

Формула веса

44,01

Анализ

Не менее 99% CO 2 , по объему

ОПИСАНИЕ

Бесцветный газ без запаха, 1 литр которого весит около 1 литра.98 г при 0 ° и 760 мм рт. Ст. Под давлением около 59 атмосфер он может конденсироваться в жидкость, часть которой при быстром испарении образует белое твердое вещество (сухой лед). Твердая двуокись углерода испаряется, не плавясь при контакте с воздухом. Промышленный углекислый газ транспортируется и обрабатывается в баллонах под давлением или в системах с жидким сыпучим материалом низкого давления или в твердых блоках.

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Пропеллент, замораживающий агент, карбонизирующий агент, консервант, экстракционный растворитель

ХАРАКТЕРИСТИКИ

Следующие ниже спецификации применимы к газообразному диоксиду углерода, полученному из его конденсированной жидкой или твердой фазы путем выделения в газовую фазу при нормальных условиях окружающей среды.Дополнительные спецификации могут применяться к жидким или твердым формам диоксида углерода поставщиками или конкретными пользователями коммерческих продуктов из диоксида углерода.

ИДЕНТИФИКАЦИЯ

Образование осадка

Когда поток образца пропускают через раствор гидроксида бария, образуется белый осадок, который растворяется с кипением в разбавленной уксусной кислоте.

Тест детекторной трубки

Проходит тест
См. Описание в разделе ТЕСТ

PURITY

Кислотность

Проходит испытание
См. Описание в разделе ТЕСТЫ

Фосфин, сероводород и другие органические восстановители

Проходит испытание
См. Описание в разделе ТЕСТЫ

Окись углерода

Не более 10 м л / л
См. Описание в ТЕСТЕ

Нелетучие углеводороды

Не более 10 мг / кг
См. Описание в ТЕСТЕ

Летучие углеводороды

Не более 50 м л / л
См. Описание в ТЕСТЕ

Вода

Проходит испытание
См. Описание в разделе ТЕСТЫ

ИСПЫТАНИЯ

ИДЕНТИФИКАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ

Тест детекторной трубки

Пропустите 100 ± 5 мл, выделившееся из паровой фазы содержимого контейнера, через трубку детектора углекислого газа (см. Ниже) со скоростью, указанной для пробирки: изменение индикатора распространяется на весь диапазон индикации пробирки.

Детекторная трубка представляет собой герметичную стеклянную трубку (Draeger или аналогичную), которая предназначена для пропускания газа через нее и содержит подходящие адсорбирующие фильтры и поддерживающую среду для индикаторов гидразина и кристаллического фиолетового. (Справочный номер Дрегера: CH 30801, National Draeger Inc., P.O. Box 120, Pittsburgh, PA 15205-0120, США; диапазон измерения составляет от 0,01% до 0,30%).

ИСПЫТАНИЯ НА ЧИСТОТУ

Кислотность

Перенести 50 мл воды, предварительно прокипяченной и охлажденной до комнатной температуры, в пробирку Несслера.Ввести 1000 мл образца в воду через трубку (внутренний диаметр 1 мм), удерживая отверстие трубки в пределах 2 мм от дна сосуда. Добавить 0,1 мл метилового оранжевого ИР. Полученный красный цвет не темнее цвета идентичного контрольного раствора, в который вместо диоксида углерода добавлен 1,0 мл 0,01 н. Соляной кислоты.

Фосфин, сероводород и другие органические восстановители

Перенести 25 мл ИР аммиачной селитры серебра и 3 мл ИР аммиака в пробирку Несслера.В отсутствие света введите 1000 мл пробы так же, как и при испытании на кислотность. Коричневый цвет не образуется.

Окись углерода

Принцип:

Проведите испытание первой порции газа, выходящей из баллона. В качестве контроля используйте 5,0 л образца, смешанного с равным объемом азота без оксида углерода и 10 л азота без оксида углерода. Разница объемов 0.002 N тиосульфата натрия, используемого в двух титрованиях, не превышает 0,5 мл.

Аппаратура:

Аппарат состоит из следующих последовательно соединенных частей:

– U-образная трубка с безводным силикагелем, пропитанным триоксидом хрома.

– Бутыль для скруббера (типа Дрешель), содержащая 100 мл 40% -ного раствора гидроксида калия.

– U-образная трубка, содержащая пентоксид фосфора, диспергированный на предварительно гранулированной плавленой пемзе.

– Трубка, содержащая рекристаллизованный йодный ангидрид (I 2 O 5 ) в гранулах, предварительно высушенный при 200 ° и выдержанный при температуре 120 °. Йодный ангидрид помещают в трубку в 1-сантиметровые колонки, разделенные 1-сантиметровыми колонками из стекловаты, чтобы получить эффективную длину 5 см.

– Колба, содержащая 2,0 мл иодида калия ИР и 3 капли раствора крахмала ИР.

Процедура:

Промойте аппарат 5,0 л воздуха без диоксида углерода и, при необходимости, слейте синий цвет в растворе йодида, добавив минимально необходимое количество свежеприготовленного 0.002 N тиосульфат натрия. Продолжайте промывку до тех пор, пока не потребуется не более 0,045 мл 0,002 н. Тиосульфата натрия после пропускания 5,0 л воздуха, свободного от диоксида углерода. Пропустить газ из баллона через аппарат.

Удалите последние следы выделившегося йода в реакционную колбу, пропустив через аппарат 1,0 л воздуха, свободного от монооксида углерода. Титруйте высвободившийся йод с помощью 0,002 н. Тиосульфата натрия. Проведите холостой анализ, используя 10 л азота, не содержащего монооксида углерода. Разница объемов 0.002 N раствор тиосульфата натрия, используемый в двух титрованиях, не должен превышать 0,5 мл.

Нелетучие углеводороды

Пропустите пробу жидкой двуокиси углерода из контейнера для хранения или цилиндра для проб через промышленный снежный рожок для двуокиси углерода непосредственно в открытый чистый контейнер. Взвесьте 500 г этого образца в чистый стакан. Дайте твердой двуокиси углерода полностью сублимироваться, поместив на стакан часовое стекло, чтобы предотвратить загрязнение окружающей среды.Промойте стакан растворителем, не содержащим остатков, и перенесите растворитель из стакана в чистую тарированную чашку для часов или чашку Петри с двумя дополнительными промывками стакана растворителем. Дайте растворителю испариться, нагревая до 104 °, пока вес часового стекла или чашки Петри не станет постоянным. Определите вес остатка по разнице. Вес остатка не превышает 5 мг.

Летучие углеводороды

Стандартная подготовка: промойте гелием стеклянную колбу для отбора проб с перегородкой на 500 мл и введите в колбу a 5.00 мл проба метана. Дайте колбе постоять в течение 15 минут, чтобы газы смешались, а затем введите 2,50 мл смеси во вторую колбу для отбора проб объемом 500 мл, также заполненную гелием, и дайте этой пробирке постоять в течение 15 минут, чтобы позволить газам. смешать. Эта смесь представляет собой номинальный стандарт 50 ppm об. / Об. Определите точную концентрацию по точным объемам газовых пробоотборников. Чтобы определить эти объемы, взвесьте пустые пробирки, наполните их водой и повторно взвесьте. По весу воды и ее температуре рассчитайте объемы трубок.

Хроматографическая система: Газовый хроматограф оборудован пламенно-ионизационным детектором и металлической колонкой 1,8 м x 3 мм, заполненной Hayesep Q от 80 до 100 меш (или аналогичным). Газ-носитель – гелий с расходом 30 мл / мин. Температура инжектора и температура детектора поддерживаются на уровне 230 °. Температура колонки программируется в соответствии со следующими этапами: ее поддерживают при 70 ° в течение 1 мин, затем повышают до 200 ° со скоростью 20 ° / мин, а затем поддерживают при 200 ° в течение 10 мин.Параметры детектора: диапазон чувствительности: 10 -12 А / мВ; затухание: 32. Концентрация летучих углеводородов указывается в метановых эквивалентах. Различные характеристики газовой хроматографии, за исключением реакции на диоксид углерода, суммируются, чтобы получить общую концентрацию летучих углеводородов. Состав присутствующих углеводородов будет варьироваться от образца к образцу. Типичное время удерживания для метана: 0,4 мин; углекислый газ: 0,8 мин; гексан: 14,4 мин.

Процедура: введите трижды 1.00 мл стандартного препарата помещают в газовый хроматограф и усредняют характеристики площади пика. Относительное стандартное отклонение не должно превышать 5,0%. Аналогичным образом введите в трех экземплярах 1,00 мл образца, просуммируйте средние площади пиков отдельных пиков, за исключением пиков диоксида углерода, и рассчитайте концентрацию v / v в образце по формуле:

м л / л = S (A U / A S ),

, где S – рассчитанное количество частей на миллион метана в стандартном препарате (приблизительно 50 мл / л), A U – это сумма средних значений отдельных характеристик площади пиков в образце, а As – средняя площадь стандартные ответы области подготовки.

Вода

Трубка детектора водяного пара. Стеклянная трубка с плавким предохранителем (Draeger или аналогичная), которая предназначена для пропускания газа через нее и содержит подходящие поглощающие фильтры и поддерживающую среду для индикатора, который состоит из золя селена в суспензии серной кислоты. (Справочный номер Draeger: CH 67 28531, National Draeger Inc., P.O. Box 120, Pittsburgh, PA 15205-0120, США; диапазон измерения от 5 до 200 мг / м 3 ).

Пропустить 24 000 мл пробы газа через подходящую водопоглощающую трубку длиной не менее 100 мм, предварительно промытую примерно 500 мл пробы и взвешенной. Отрегулируйте поток так, чтобы для прохождения газа требовалось около 60 минут. Увеличение веса абсорбционной трубки не превышает 1,0 мг.

МЕТОД АНАЛИЗА

Перенесите раствор гидроксида калия 1: 3 в газовую пипетку соответствующего объема.Точно отмерьте около 1000 мл пробы в газовую бюретку, содержащую раствор хлорида натрия 1: 10. Перенесите образец в газовую пипетку и хорошо встряхните. Когда объем остающегося непоглощенного газа постоянен (В мл), содержание углекислого газа рассчитывается по формуле:

Наука о том, что делает уголь таким грязным – Quartz

Вы читаете эксклюзивную статью Quartz, доступную для всех читателей в течение ограниченного времени.Чтобы разблокировать доступ ко всем Quartz, станьте участником.

Миру не терпится избавиться от потребности в угле. Без резкого сокращения использования угля мало шансов достичь целевых показателей выбросов парниковых газов и избежать самых катастрофических последствий изменения климата.

И устранение этого материала – это не только парниковые газы: при добыче угля и его последующем сжигании образуются другие токсины, загрязняющие наш воздух, воду и почву.

Почему уголь такой грязный? Чтобы понять это, нам нужно надеть лабораторные халаты и немного заняться химией.

Парниковая арифметика

Проблема парниковых газов относительно проста. Все ископаемые виды топлива состоят в основном из углерода и водорода. При сгорании углерод превращается в двуокись углерода, а водород – в воду. Каждая из этих реакций производит немного разное количество тепла.

C + O 2 → CO 2 выделяет 393 кДж тепла

H 2 + 0.5 O 2 → H 2 O выделяет 242 кДж тепла

Больше всего нас беспокоит двуокись углерода, парниковый газ, улавливающий солнечное тепло в нашей атмосфере. Это означает, что более качественное ископаемое топливо – то, которое будет производить наименьшее количество выбросов CO 2 для выработки того же количества тепла, – это то, которое содержит много атомов водорода на каждый атом углерода.

В этой битве одержал победу природный газ.Он содержит в основном метан, простое химическое вещество с формулой CH 4 . Это означает, что на каждый атом углерода приходится четыре атома водорода, максимум, который может вместить один атом углерода.

Химическая формула угля намного сложнее (как мы увидим позже). Это потому, что, в отличие от природного газа, уголь представляет собой смесь многих тысяч химических веществ. Но чтобы понять, как выделяется тепло, мы можем упростить формулу угля до CH (это один атом водорода на каждый атом углерода).

В результате уголь производит вдвое больше углекислого газа на единицу тепловой энергии по сравнению с природным газом.

Болотный старт

Помимо влияния парниковых газов на изменение климата, у угля есть и другие проблемы. Это связано с тем, как материал был сформирован.

«Уголь – это самое сложное твердое вещество, которое мы когда-либо находили и анализировали», – говорит Джонатан Мэтьюз, ученый-уголь из Университета Пенсильвании.

Много миллионов лет назад какое-то природное явление – может быть, наводнение или тайфун – похоронило огромные леса под водой. По мере того, как новые слои почвы откладывались на верхушках деревьев, лишая их воздуха, погребенная древесина медленно превращалась в торфяные болота.Накапливалось все больше и больше слоев наносов, увеличивая давление и температуру под ними, пока, наконец, болото не превратилось в уголь.

Я намеренно не понимаю «многие миллионы», потому что залежи угля в разных регионах могут иметь разный возраст. Уголь в Соединенных Штатах был создан в течение каменноугольного периода, который длился от 360 до 300 миллионов лет назад. С другой стороны, австралийский уголь образовался в пермский период, между 300 и 250 миллионами лет назад.

Поскольку уголь изначально образовывался из растений, он содержит в основном углерод, водород, кислород и азот. Уголь помог создать основанную на углероде отрасль химии, которую мы называем «органической химией». Когда уголь нагревают в отсутствие воздуха, его сложная смесь распадается на более простые формы. Эти химические вещества, такие как бензол, толуол, нафталин, антрацен и фенол, составляют основу духов, взрывчатых веществ и лекарств.

Растения также содержат множество других элементов периодической таблицы в гораздо меньших количествах.Важно отметить, что во время своего образования уголь может поглощать и другие элементы, обнаруженные в окружающих его отложениях грязи или загрязненной воде. В зависимости от геологии региона типы и количество этих элементов варьируются; более половины периодической таблицы элементов было обнаружено в различных типах угля.

«Процесс образования угля усложняет процесс», – говорит Мэтьюз. «Вот почему почти каждый найденный уголь химически уникален».

При сжигании угля многие из этих элементов выбрасываются в атмосферу вместе с другими газами.Они могут путешествовать на многие мили, прежде чем приземлятся на растения или в почву, где они могут попасть в деревья или посевы и в конечном итоге быть съедены людьми. Некоторые из этих элементов также могут попадать в легкие человека, где ядовитые элементы, такие как олово, кадмий и ртуть, могут нанести реальный вред нервной, пищеварительной и иммунной системам.

Несмотря на правила, действующие в угольной промышленности, эти металлы часто попадают в окружающую среду. Более 40% всех выбросов ртути в США по-прежнему приходится на угольные электростанции.В 2014 году только в США в результате деятельности, связанной с углем, было выделено 40 тонн свинца, 30 тонн мышьяка и 4 тонны кадмия.

Smoggy end

Однако все эти химические загрязнители составляют лишь часть проблемы. Более заметным проявлением воздействия угля на окружающую среду является смог: результат химической реакции горения угля. Поскольку уголь представляет собой сложную смесь химических веществ, он горит не так чисто, как природный газ: не весь углерод и водород превращаются в двуокись углерода и воду.Вместо этого угольный дым содержит несгоревшие или полусгоревшие частицы углерода, оксида серы, оксидов азота и множество сложных органических молекул, образующихся в процессе сгорания.

У каждого из них есть свой способ причинения вреда. Давайте возьмем их по одному.

Сажа: Несгоревшие или полусгоревшие частицы угля можно отнести к категории сажи. Его внешний вид (и в значительной степени его химический состав) похож на сажу, содержащуюся в дымоходах камина: мелкий черный порошок.Сажа, которая может переносить любое количество перечисленных выше загрязнителей, вредна для легких. Но это еще более опасно, потому что он достаточно мал, чтобы попасть в кровоток при вдыхании. Это может даже оказаться в мозгу. Уголь и другое твердое топливо, используемое в домах, является основной причиной смертности от загрязнения воздуха в Индии. Известно, что в Индии сажа покрывает ледники, которые затемняют их, чтобы удерживать больше тепла от солнца и быстрее таять.

Оксид серы: При высоких температурах внутри печи сера в угле и кислород в воздухе объединяются с образованием оксида серы, который вызывает раздражение при вдыхании.Когда он соединяется с водой, он образует серную кислоту, вызывая кислотный дождь. В 1960-х и 1970-х годах серные дожди были обычным явлением в США и других странах. С тех пор на большинстве электростанций требовалось установить оборудование, которое выводит выбросы серы из дымовой трубы, но некоторое количество серы все еще ускользает в атмосферу.

Оксиды азота: Как и сера, азот в угле соединяется с кислородом воздуха с образованием смеси оксидов азота. Это раздражители и могут вызвать респираторные заболевания, например пневмонию.Оксиды азота также химически активны, что означает, что они смешиваются с другими загрязнителями в атмосфере, создавая новые, такие как озон.

Летучие органические соединения (ЛОС): При добыче и сжигании угля выделяются вредные углеродные соединения, которые остаются в атмосфере в виде газов. Это то, с чем оксиды азота могут реагировать с образованием озона и других загрязнителей. Эти химические вещества вредны для людей, других животных и растений.

Окись углерода: Иногда вместо соединения углерода с кислородом с образованием углекислого газа он реагирует с образованием окиси углерода – ядовитого газа.

За прошедшие годы нормативные акты на угольных электростанциях помогли сократить некоторые из этих загрязнителей. Однако индийские угольные электростанции серьезно отстают. В 2015 году правительство установило крайний срок на 2017 год для электростанций для установки оборудования, которое сократит выбросы серы и азота. Лишь немногие электростанции уложились в срок, поэтому теперь правительство продлило его до 2022 года. Эта задержка, вероятно, приведет как минимум к 26 000 преждевременных смертей и потере многих миллионов рабочих дней каждый год.

Эти скрубберы уже установлены в более развитых странах, а некоторые из них даже идут дальше. Две угольные электростанции, одна в Канаде и одна в США, теперь улавливают большую часть производимого ими углекислого газа. В обоих случаях захваченный углекислый газ закачивается в землю для добычи нефти. Как только технология станет достаточно дешевой, эмитенты смогут просто закопать углекислый газ под землей без необходимости субсидировать процесс продажей нефти.

Тем не менее, никакое регулирование не сможет полностью устранить вредные выбросы при сжигании ископаемого топлива.Их вред можно будет оставить позади, только если мы перестанем извлекать их из земли.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Углекислый газ: 3 вещи, которые вы должны знать

Углекислый газ, также известный как CO2, возможно, самый известный тип газа в мире. Неудивительно, если вы видите, что глобальное потепление уделяется всеобщее внимание, и знаете, что человеческое существование зависит от этого природного газа в нашей атмосфере. Но углекислый газ также часто используется в качестве калибровочного газа. В блоге этого месяца наш специалист расскажет вам о трех наиболее важных вещах, которые необходимо знать о калибровочном газе диоксид углерода.

1: Что такое калибровочный газ диоксид углерода?

Двуокись углерода с химической формулой CO2 – это бесцветный газ с запахом, плотность которого примерно на 60% выше, чем у сухого воздуха. CO2 – это общая формула неорганической связи между кислородом и углеродом. Хотя углекислый газ в основном находится в газовой формации, он также имеет жидкую и твердую формы. Жидкость может быть только при температуре ниже -78 градусов Цельсия. Жидкий диоксид углерода в основном образуется при растворении диоксида углерода в воде.CO2 – источник всей жизни на Земле.

2: Как возникает углекислый газ?

Происходит в природе и выбросы от человека Углекислый газ возникает при различных природных процессах, таких как:

  • Саванна и лесные пожары
  • Выбросы из-за вулканов
  • Процессы пищеварения в тропических лесах
  • Обмен СО2 океанов и морей

CO2 в природе также вырабатывается аэробными организмами. Каждое живое существо при дыхании выделяет CO2.
Кроме того, он также образуется при сжигании углерода и углеродистых веществ, таких как ископаемое топливо. Ископаемое топливо – это в основном уголь, нефть и газ

3: Как хранить калибровочный газ двуокиси углерода?

Внезапное воздействие калибровочного газа двуокиси углерода (CO2) на людей может быть опасным. CO2 не так дружелюбен, как думает большинство людей. Вот почему так важно правильно хранить газ. Улавливание и хранение углерода (CCS) – это улавливание и хранение калибровочного газа двуокиси углерода, который не является горючим ископаемым топливом.CCS – это способ использовать практически все природные ископаемые виды топлива. Если происходит улавливание CO2, то улавливается CO2, который возникает в ткани или в электростанции. Затем углекислый газ в основном направляется к месту хранения на корабле или по трубопроводу. Склады находятся на глубине более 1000 метров под землей или морским дном. Правительство проверяет захват, транспортировку и хранение.