气态二氧化碳用于碳化软饮料、水处理工艺的pH控制、化学加工、食品保存、化学和食品加工过程的惰性保护、焊接气体、植物生激剂。二氧化碳是碳氧化合物之一,是一种无机物,不可燃,通常也不支持燃烧,低浓度时无毒性。它也是碳酸的酸酐,属于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,其中碳元素的化合价为+4价,处于碳元素的态,故二氧化碳具有氧化性而无还原性,但氧化性不强。原始社会时期,原始人在生活实践中就感知到了二氧化碳的存在,但由于历史条件的限制,他们把看不见、摸不着的二氧化碳看成是一种杀生而不留痕迹的凶神而非一种物质。
3世纪时,中国西晋时期的张华(232年-300年)在所著的《博物志》一载了一种在烧白石(CaCO3)作白灰(CaO)过程中产生的气体,这种气体便是如今工业上用作生产二氧化碳的石灰窑气。这个过程的简单机理为:在初始阶段,二氧化碳被吸附在阴极催化剂表面,形成中间产物;然后电子在两个电极间电势差的作用下发生转移,转移数可能是2、4、6、8、12,还原产物随电子转移数的不同而可能是、甲酸根、甲酸、、和乙烯等。由于是在水溶液中,也会发生析氢反应,从而产生氢气。现代科学家一般认为CO2分子的中心原子碳原子采取sp杂化,2条sp杂化轨道分别与2个氧原子的2p轨道(含有一个电子)重叠形成2条σ键,碳原子上互相垂直的p轨道再分别与2个氧原子中平行的p轨道形成2条大π键。
在化学性质方面,二氧化碳的化学性质不活泼,热稳定性很高(2000℃时仅有1。8%分解),不能燃烧,通常也不支持燃烧,属于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,因与水反应生成的是碳酸,所以是碳酸的酸酐。生产乙醇发酵过程中产生的二氧化碳气体,经水洗、除杂、压缩,制得二氧化碳气。由炭窑窑气和裂解所得气体精制而得二氧化碳。不久后,德国化学家霍夫曼即弗里德里希·霍夫曼,对被他称为“矿精”的二氧化碳气体进行研究,推断出二氧化碳水溶液具有弱酸性。
原始社会时期,原始人在生活实践中就感知到了二氧化碳的存在,但由于历史条件的限制,他们把看不见、摸不着的二氧化碳看成是一种杀生而不留痕迹的凶神而非一种物质。在物理性质方面,二氧化碳的熔点为-56。6℃(527kPa),沸点为-78。5℃,密度比空气密度大(标准条件下),溶于水。高纯二氧化碳主要用于电子工业,医学研究及临床诊断、二氧化碳激光器、检测仪器的校正气及配制其它特种混台气,在聚乙烯聚合反应中则用作调节剂。
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