Módne tendencie a trendy. Doplnky, topánky, krása, účesy

V tabuľke sú uvedené termofyzikálne vlastnosti oxidu uhličitého CO 2 v závislosti od teploty a tlaku. Vlastnosti v tabuľke sú uvedené pri teplotách od 273 do 1273 K a tlakoch od 1 do 100 atm.

Zvážte takú dôležitú vlastnosť oxidu uhličitého, ako je.
Hustota oxidu uhličitého je 1,913 kg/m3 pri normálnych podmienkach(pri n.o.). Podľa tabuľky je vidieť, že hustota oxidu uhličitého výrazne závisí od teploty a tlaku - so zvyšujúcim sa tlakom hustota CO 2 výrazne rastie a so zvyšujúcou sa teplotou plynu klesá. Takže pri zahriatí o 1000 stupňov sa hustota oxidu uhličitého zníži 4,7-krát.

So zvýšením tlaku oxidu uhličitého sa však jeho hustota začína zvyšovať a oveľa viac, ako klesá pri zahrievaní. Napríklad pri tlaku a teplote 0°C už hustota oxidu uhličitého stúpa na hodnotu 20,46 kg/m 3 .

Treba poznamenať, že zvýšenie tlaku plynu vedie k úmernému zvýšeniu hodnoty jeho hustoty, to znamená pri 10 atm. špecifická hmotnosť oxidu uhličitého je 10-krát väčšia ako normálne atmosferický tlak.

V tabuľke sú uvedené nasledujúce termofyzikálne vlastnosti oxidu uhličitého:

• hustota oxidu uhličitého v kg/m 3 ;
• merná tepelná kapacita, kJ/(kg deg);
• W/(m°);
• dynamická viskozita, Pa s;
• tepelná difúznosť, m 2 /s;
• kinematická viskozita, m2/s;
• Prandtlovo číslo.

Poznámka: buďte opatrní! Tepelná vodivosť v tabuľke je daná mocninou 10 2 . Nezabudnite deliť 100!

Termofyzikálne vlastnosti oxidu uhličitého CO 2 pri atmosférickom tlaku

V tabuľke sú uvedené termofyzikálne vlastnosti oxidu uhličitého CO 2 v závislosti od teploty (v rozmedzí od -75 do 1500°C) pri atmosférickom tlaku. Uvádzajú sa tieto termofyzikálne vlastnosti oxidu uhličitého:

• , Pa s;
• súčiniteľ tepelnej vodivosti, W/(m deg);
• Prandtlovo číslo.

Podľa tabuľky je vidieť, že so zvyšujúcou sa teplotou rastie aj tepelná vodivosť a dynamická viskozita oxidu uhličitého. Poznámka: buďte opatrní! Tepelná vodivosť v tabuľke je daná mocninou 10 2 . Nezabudnite deliť 100!

Tepelná vodivosť oxidu uhličitého CO 2 v závislosti od teploty a tlaku

tepelná vodivosť oxidu uhličitého CO2 v teplotnom rozsahu od 220 do 1400 K a pri tlaku 1 až 600 atm. Vyššie uvedené čiarky v tabuľke sa vzťahujú na kvapalný CO 2 .

Treba poznamenať, že tepelná vodivosť skvapalneného oxidu uhličitého klesá so zvyšujúcou sa teplotou a zvyšuje sa so zvyšujúcim sa tlakom. Oxid uhličitý(v plynnej fáze) sa stáva tepelne vodivejším, a to tak so zvýšením teploty, ako aj so zvýšením jeho tlaku.

Tepelná vodivosť v tabuľke je uvedená v jednotkách W/(m deg). Buď opatrný! Tepelná vodivosť v tabuľke je daná mocninou 10 3 . Nezabudnite deliť 1000!

Tepelná vodivosť oxidu uhličitého CO 2 v kritickej oblasti

V tabuľke je uvedená tepelná vodivosť oxidu uhličitého CO 2 v kritickej oblasti v rozsahu teplôt od 30 do 50 °C a pri tlaku.
Poznámka: buďte opatrní! Tepelná vodivosť v tabuľke je daná mocninou 10 3 . Nezabudnite deliť 1000! Tepelná vodivosť v tabuľke je uvedená vo W/(m deg).

Tepelná vodivosť disociovaného oxidu uhličitého CO 2 pri vysokých teplotách

V tabuľke sú uvedené hodnoty tepelnej vodivosti disociovaného oxidu uhličitého CO 2 v teplotnom rozsahu od 1600 do 4000 K a pri tlakoch od 0,01 do 100 atm. Buď opatrný! Tepelná vodivosť v tabuľke je daná mocninou 10 3 . Nezabudnite deliť 1000!

V tabuľke sú uvedené hodnoty tepelná vodivosť kvapalného oxidu uhličitého CO2 na čiare nasýtenia v závislosti od teploty.
Poznámka: Buďte opatrní! Tepelná vodivosť v tabuľke je daná mocninou 10 3 . Nezabudnite deliť 1000!
Tepelná vodivosť v tabuľke je uvedená vo W/(m deg).

Oxid uhličitý alebo oxid uhličitý alebo CO 2 je jednou z najbežnejších plynných látok na Zemi. Obklopuje nás po celý život. Oxid uhličitý je bez farby, chuti a zápachu a ľudia ho nedokážu vnímať.

Je dôležitým účastníkom metabolizmu živých organizmov. Plyn sám o sebe nie je jedovatý, ale nepodporuje dýchanie, preto prekročenie jeho koncentrácie vedie k zhoršeniu dodávky kyslíka do tkanív tela a k uduseniu. Oxid uhličitý je široko používaný v každodennom živote av priemysle.

Čo je oxid uhličitý

Pri atmosférickom tlaku a izbovej teplote je oxid uhličitý v plynnom stave. Ide o jeho najbežnejšiu formu, v ktorej sa podieľa na procesoch dýchania, fotosyntézy a metabolizmu živých organizmov.

Po ochladení na -78 ° C, obchádzajúc kvapalnú fázu, kryštalizuje a vytvára takzvaný "suchý ľad", ktorý je široko používaný ako bezpečné chladivo v potravinárskom a chemickom priemysle a v pouličnom obchode a chladiarenskej doprave.

Za zvláštnych podmienok - tlak desiatok atmosfér - sa oxid uhličitý mení na kvapalinu stav agregácie. Stáva sa to na morské dno v hĺbke viac ako 600 m.

Vlastnosti oxidu uhličitého

V 17. storočí Jean-Baptiste Van Helmont z Flámska objavil oxid uhličitý a určil jeho vzorec. Podrobnú štúdiu a popis urobil o storočie neskôr Škót Joseph Black. Skúmal vlastnosti oxidu uhličitého a uskutočnil sériu experimentov, v ktorých dokázal, že sa uvoľňuje pri dýchaní zvierat.

Molekula látky obsahuje jeden atóm uhlíka a dva atómy kyslíka. Chemický vzorec oxidu uhličitého je napísaný ako CO2

Za normálnych podmienok nemá žiadnu chuť, farbu ani vôňu. Už len pri jej vdýchnutí veľkého množstva pociťuje človek kyslú chuť. Dáva ho kyselina uhličitá, ktorá vzniká v malých dávkach pri rozpustení oxidu uhličitého v slinách. Táto funkcia sa používa na prípravu sýtených nápojov. Bublinky v šampanskom, prosecca, pive a limonáde sú oxid uhličitý, ktorý vzniká v dôsledku prirodzených fermentačných procesov alebo je umelo pridaný do nápoja.

Hustota oxidu uhličitého je väčšia ako hustota vzduchu, preto sa pri absencii vetrania hromadí na dne. Nepodporuje oxidačné procesy, ako je dýchanie a spaľovanie.

Preto sa v hasiacich prístrojoch používa oxid uhličitý. Táto vlastnosť oxidu uhličitého je znázornená pomocou triku – horiaca sviečka sa spustí do „prázdneho“ pohára, kde zhasne. V skutočnosti je sklo naplnené CO 2 .

Oxid uhličitý v prírode prírodné zdroje

Tieto zdroje zahŕňajú oxidačné procesy rôznej intenzity:

• dýchanie živých organizmov. Od školský kurz Chémia a botanici si pamätajú, že počas fotosyntézy rastliny absorbujú oxid uhličitý a uvoľňujú kyslík. Ale nie každý si pamätá, že sa to deje iba počas dňa, keď dostatočná úroveň osvetlenie. V noci rastliny naopak absorbujú kyslík a uvoľňujú oxid uhličitý. Takže pokus o zlepšenie kvality vzduchu v miestnosti premenou na húštinu fikusov a muškátov môže hrať krutý vtip.
• Erupcie a iná sopečná činnosť. CO 2 je vyvrhovaný z hlbín zemského plášťa spolu so sopečnými plynmi. V údoliach pri zdrojoch erupcií plynu je ich toľko, že hromadia sa v nížinách a spôsobujú dusenie zvierat a dokonca aj ľudí. V Afrike je niekoľko prípadov, keď boli udusené celé dediny.
• Spaľovanie a rozklad organickej hmoty. Spaľovanie a rozpad sú tou istou oxidačnou reakciou, ktorá však pokračuje iná rýchlosť. Rozkladajúce sa organické zvyšky rastlín a živočíchov bohaté na uhlík, lesné požiare a tlejúce rašeliniská sú zdrojom oxidu uhličitého.
• Najväčším prirodzeným úložiskom CO 2 sú vody oceánov, v ktorých je rozpustený.

Počas miliónov rokov vývoja života na Zemi založeného na uhlíku sa v rôznych zdrojoch nahromadilo mnoho miliárd ton oxidu uhličitého. Jeho súčasné uvoľnenie do atmosféry povedie k smrti všetkého života na planéte kvôli nemožnosti dýchania. Je dobré, že pravdepodobnosť takéhoto jednorazového uvoľnenia má tendenciu k nule.

A umelé zdroje oxidu uhličitého

Oxid uhličitý sa do atmosféry dostáva v dôsledku ľudskej činnosti. Najaktívnejšie zdroje v našej dobe sú:

• Priemyselné emisie zo spaľovania palív v elektrárňach a spracovateľských závodoch
• Výfukové plyny motorov vnútorné spaľovanie vozidlá: autá, vlaky, lietadlá a lode.
• Poľnohospodársky odpad – hnijúci hnoj vo veľkých komplexoch hospodárskych zvierat

Okrem priamych emisií existuje aj nepriamy vplyv človeka na obsah CO 2 v atmosfére. Toto hromadný výrub lesy v tropických a subtropické pásmo najmä v povodí Amazonky.

Hoci zemská atmosféra obsahuje menej ako percento oxidu uhličitého, má stále väčší vplyv na klímu a prirodzený fenomén. Oxid uhličitý sa podieľa na vytváraní takzvaného skleníkového efektu tým, že absorbuje tepelné žiarenie planéty a zadržiava toto teplo v atmosfére. To vedie k postupnému, no veľmi hrozivému zvyšovaniu priemernej ročnej teploty planéty, topeniu horských ľadovcov a polárnych ľadovcov, stúpaniu hladiny morí, zaplavovaniu pobrežných oblastí a zhoršovaniu klímy v krajinách vzdialených od mora.

Je príznačné, že na pozadí všeobecného otepľovania na planéte dochádza k výraznému prerozdeľovaniu vzdušných hmôt a morské prúdy a v niektorých regiónoch priemerná ročná teplota nie stúpať, ale klesať. To dáva tromfy kritikom teórie globálne otepľovanie, pričom svojich priaznivcov obviňuje zo žonglovania s faktami a manipulácie verejný názor v záujme určitých politických centier vplyvu a finančných a ekonomických záujmov

Ľudstvo sa snaží kontrolovať obsah oxidu uhličitého vo vzduchu, boli podpísané Kjótsky a Parížsky protokol, ktorý národným ekonomikám ukladá určité povinnosti. Okrem toho mnohí poprední výrobcovia automobilov oznámili, že do roku 2020-25 postupne vyraďujú modely so spaľovacími motormi a prechádzajú na hybridy a elektrické vozidlá. Niektoré z popredných svetových ekonomík, ako napríklad Čína a Spojené štáty, sa však neponáhľajú s plnením starých a prijímaním nových záväzkov, ako dôvod uvádzajú ohrozenie životnej úrovne vo svojich krajinách.

Oxid uhličitý a my: prečo je CO 2 nebezpečný?

Oxid uhličitý je jedným z produktov metabolizmu v ľudskom tele. Zohráva veľkú úlohu pri kontrole dýchania a prekrvenia orgánov. Zvýšenie obsahu CO 2 v krvi spôsobuje rozšírenie ciev, ktoré sú tak schopné dopraviť viac kyslíka do tkanív a orgánov. Podobne je dýchací systém nútený stať sa aktívnejší, ak sa koncentrácia oxidu uhličitého v tele zvýši. Táto vlastnosť sa využíva vo ventilátoroch na povzbudenie pacientových vlastných dýchacích orgánov k väčšej aktivite.

Okrem spomínaných výhod môže nadmerná koncentrácia CO 2 telu škodiť. Zvýšený obsah vo vdychovanom vzduchu vedie k nevoľnosti, bolesti hlavy, duseniu až strate vedomia. Telo protestuje proti oxidu uhličitému a dáva človeku signály. S ďalším zvýšením koncentrácie sa vyvíja hladovanie kyslíkom alebo hypoxia. Co 2 zabraňuje naviazaniu kyslíka na molekuly hemoglobínu, ktoré zabezpečujú pohyb naviazaných plynov pozdĺž obehový systém. Kyslíkové hladovanie vedie k zníženiu účinnosti, oslabeniu reakcie a schopnosti analyzovať situáciu a rozhodovať sa, k apatii a môže viesť k smrti.

Takéto koncentrácie oxidu uhličitého sú, žiaľ, dosiahnuteľné nielen v stiesnených baniach, ale aj v nedostatočne vetraných školských triedach, koncertných sálach, kancelárskych priestoroch a vozidlách – všade tam, kde sa v stiesnenom priestore bez dostatočnej výmeny vzduchu s okolím hromadí veľký početľudí.

Hlavná aplikácia

CO 2 má široké využitie v priemysle aj v každodennom živote – v hasiacich prístrojoch a na výrobu sódy, na chladenie potravín a na vytváranie inertnej atmosféry pri zváraní.

Použitie oxidu uhličitého je zaznamenané v takých odvetviach, ako sú:

• na čistenie povrchov suchým ľadom.

liečiv

• na chemickú syntézu zložiek liečiv;
• vytvorenie inertnej atmosféry;
• normalizácia pH indexu výrobného odpadu.

potravinársky priemysel

• výroba sýtených nápojov;
• balenie potravín v inertnej atmosfére na predĺženie trvanlivosti;
• dekofeinácia kávových zŕn;
• mrazenie alebo chladenie potravín.

Medicína, analýzy a ekológia

• Vytvorenie ochrannej atmosféry pri operáciách brucha.
• Zahrnutie do respiračných zmesí ako respiračný stimulant.
• v chromatografických analýzach.
• Udržiavanie úrovne pH v tekutých odpadových produktoch.

Elektronika

• Chladenie elektronických súčiastok a zariadení počas testovania teplotnej odolnosti.
• Abrazívne čistenie v mikroelektronike (v tuhej fáze).
• Čistiaci prostriedok pri výrobe kremíkových kryštálov.

Chemický priemysel

Široko používané v chemická syntéza ako činidlo a ako regulátor teploty v reaktore. CO 2 je vynikajúci na dekontamináciu tekutých odpadov s nízkym pH indexom.

Používa sa tiež na sušenie polymérnych látok, rastlinných alebo živočíšnych vláknitých materiálov, pri výrobe buničiny na normalizáciu úrovne pH oboch zložiek hlavného procesu a jeho odpadu.

Hutnícky priemysel

V metalurgii slúži CO 2 hlavne ekológii, chráni prírodu pred škodlivými emisiami ich neutralizáciou:

• V metalurgii železa - na neutralizáciu taviacich plynov a na spodné miešanie taveniny.
• V neželeznej metalurgii pri výrobe olova, medi, niklu a zinku - na neutralizáciu plynov pri preprave panvy s taveninou alebo horúcimi ingotmi.
• Ako redukčné činidlo pri organizovaní obehu kyslých banských vôd.

Zváranie v prostredí oxidu uhličitého

Variantom zvárania pod tavivom je zváranie oxidom uhličitým. Zváracie operácie s oxidom uhličitým sa vykonávajú spotrebnou elektródou a sú distribuované v procese inštalačné práce, riešenie problémov a opravy tenkostenných dielov.

DEFINÍCIA

Oxid uhličitý (oxid uhličitý, anhydrid karboxylovej kyseliny, oxid uhličitý) - oxid uhoľnatý (IV).

Vzorec je CO2. Molová hmotnosť - 44 g/mol.

Chemické vlastnosti oxidu uhličitého

Oxid uhličitý patrí do triedy oxidov kyselín, to znamená, že pri interakcii s vodou vytvára kyselinu nazývanú drevené uhlie. karboxylová kyselina je chemicky nestabilný a počas tvorby sa okamžite rozkladá na svoje zložky, to znamená, že reakcia interakcie oxidu uhličitého s vodou je reverzibilná:

CO2 + H2O ↔ CO2 × H2O (roztok) ↔ H2CO3.

Pri zahrievaní sa oxid uhličitý rozkladá na oxid uhoľnatý a kyslík:

2CO2 = 2CO + O2.

Ako všetky kyslé oxidy, aj oxid uhličitý sa vyznačuje reakciami so zásaditými oxidmi (tvorenými iba aktívnymi kovmi) a zásadami:

CaO + C02 = CaC03;

Al203 + 3C02 = Al2(C03)3;

CO2 + NaOH (zriedený) = NaHC03;

CO2 + 2NaOH (konc) = Na2C03 + H20.

Oxid uhličitý nepodporuje spaľovanie, horia v ňom iba aktívne kovy:

C02 + 2Mg = C + 2MgO(t^(\circ));

CO2 + 2Ca = C + 2CaO(t^(\circ)).

Oxid uhličitý reaguje s jednoduchými látkami, ako je vodík a uhlík:

C02 + 4H2 = CH4 + 2H20 (t^ (\circ), kat = Cu20);

C02 + C = 2CO(t^(\circ)).

Keď oxid uhličitý interaguje s aktívnymi peroxidmi kovov, vytvárajú sa uhličitany a uvoľňuje sa kyslík:

2CO2 + 2Na202 = 2Na2C03 + O2.

Kvalitatívna reakcia na oxid uhličitý je reakcia jeho interakcie s vápennou vodou (mliekom), to znamená s hydroxidom vápenatým, pri ktorej sa vytvorí biela zrazenina - uhličitan vápenatý:

CO2 + Ca (OH)2 = CaC03 ↓ + H2O.

Fyzikálne vlastnosti oxidu uhličitého

Oxid uhličitý je plynná látka bez farby a zápachu. Ťažšie ako vzduch. Tepelná odolnosť. Po stlačení a ochladení ľahko prechádza do tekutého a pevného stavu. Oxid uhličitý v pevnom stave agregácie sa nazýva "suchý ľad" a ľahko sublimuje pri izbovej teplote. Oxid uhličitý je slabo rozpustný vo vode a čiastočne s ňou reaguje. Hustota - 1,977 g / l.

Výroba a použitie oxidu uhličitého

Prideliť priemyselné a laboratórne metódy produkciu oxidu uhličitého. V priemysle sa teda získava spaľovaním vápenca (1) a v laboratóriu pôsobením silných kyselín na uhličitanové soli (2):

CaC03 = CaO + C02 (t^(\circ)) (1);

CaC03 + 2HCl = CaCl2 + C02 + H20 (2).

Oxid uhličitý sa používa v produkty na jedenie(sýtenie limonád), chemické (kontrola teploty pri výrobe syntetických vlákien), hutnícke (ochrana životné prostredie ukladanie hnedého plynu) a iné priemyselné odvetvia.

Príklady riešenia problémov

Oxid uhličitý, oxid uhoľnatý, oxid uhličitý sú všetky názvy pre rovnakú látku, ktorú poznáme ako oxid uhličitý. Aké sú teda vlastnosti tohto plynu a aké sú jeho aplikácie?

Oxid uhličitý a jeho fyzikálne vlastnosti

Oxid uhličitý sa skladá z uhlíka a kyslíka. Vzorec pre oxid uhličitý je CO₂. V prírode vzniká spálením alebo hnilobou. organickej hmoty. Vo vzduchu a minerálnych prameňoch je tiež pomerne vysoký obsah plynov. ľudia a zvieratá navyše pri výdychu uvoľňujú oxid uhličitý.

Ryža. 1. Molekula oxidu uhličitého.

Oxid uhličitý je úplne bezfarebný plyn a nie je viditeľný. Tiež je bez zápachu. Pri jeho vysokej koncentrácii sa však u človeka môže vyvinúť hyperkapnia, teda dusenie. Nedostatok oxidu uhličitého môže spôsobiť aj zdravotné problémy. V dôsledku nedostatku tohto plynu sa môže vyvinúť reverzný stav dusenia – hypokapnia.

Ak je oxid uhličitý umiestnený v podmienkach nízkej teploty, potom pri -72 stupňoch kryštalizuje a stáva sa ako sneh. Preto sa oxid uhličitý v pevnom stave nazýva „suchý sneh“.

Ryža. 2. Suchý sneh je oxid uhličitý.

Oxid uhličitý je 1,5-krát hustejší ako vzduch. Jeho hustota je 1,98 kg / m³ Chemická väzba v molekule oxidu uhličitého je kovalentná polárna. Je polárny, pretože kyslík má väčšiu hodnotu elektronegativita.

Dôležitým pojmom pri štúdiu látok je molekulárna a molárna hmota. Molárna hmotnosť oxidu uhličitého je 44. Toto číslo je tvorené súčtom relatívnych atómových hmotností atómov, ktoré tvoria molekulu. Hodnoty relatívnych atómových hmotností sú prevzaté z tabuľky D.I. Mendelejeva a zaokrúhli na celé čísla nahor. V súlade s tým je molárna hmotnosť CO₂ = 12+2*16.

Na výpočet hmotnostných zlomkov prvkov v oxide uhličitom musíte postupovať podľa vzorca na výpočet hmotnostných zlomkov každého chemický prvok v podstate.

n je počet atómov alebo molekúl.
A r- príbuzný atómová hmotnosť chemický prvok.
Pán je relatívna molekulová hmotnosť látky.
Vypočítajte relatívnu molekulovú hmotnosť oxidu uhličitého.

Mr(CO₂) = 14 + 16 * 2 = 44 w(C) = 1 * 12 / 44 = 0,27 alebo 27 % Keďže oxid uhličitý obsahuje dva atómy kyslíka, n = 2 w(O) = 2 * 16 / 44 = 0,73 alebo 73 %

Odpoveď: w(C) = 0,27 alebo 27 %; w(O) = 0,73 alebo 73 %

Chemické a biologické vlastnosti oxidu uhličitého

Oxid uhličitý má kyslé vlastnosti, pretože je kyslým oxidom a po rozpustení vo vode vytvára kyselinu uhličitú:

CO2+H20=H2CO3

Reaguje s alkáliami, čo vedie k tvorbe uhličitanov a hydrogénuhličitanov. Tento plyn je nehorľavý. Horia v ňom len niektoré aktívne kovy, napríklad horčík.

Pri zahrievaní sa oxid uhličitý rozkladá na oxid uhoľnatý a kyslík:

2CO3=2CO+03.

Rovnako ako iné kyslé oxidy, tento plyn ľahko reaguje s inými oxidmi:

СaO+Co3=CaCO3.

Oxid uhličitý je súčasťou všetkých organických látok. Kolobeh tohto plynu v prírode sa uskutočňuje pomocou výrobcov, spotrebiteľov a rozkladačov. V procese života človek vyprodukuje asi 1 kg oxidu uhličitého denne. Pri nádychu dostávame kyslík, no v alveolách sa v tomto momente tvorí oxid uhličitý. V tomto bode dochádza k výmene: kyslík vstupuje do krvi a oxid uhličitý odchádza von.

Pri výrobe alkoholu vzniká oxid uhličitý. Tento plyn je tiež vedľajším produktom pri výrobe dusíka, kyslíka a argónu. Použitie oxidu uhličitého je nevyhnutné v Potravinársky priemysel, kde oxid uhličitý pôsobí ako konzervačná látka a oxid uhličitý vo forme kvapaliny je obsiahnutý v hasiacich prístrojoch.

Ciele:

• Rozšírte svoje chápanie históriu objavov, vlastnosti a praktické využitie oxidu uhličitého.
• Oboznámiť študentov s laboratórnymi metódami získavania oxidu uhličitého.
• Pokračovať vo formovaní experimentálnych zručností študentov.

Použité techniky:„pravdivé a nepravdivé tvrdenia“, „cik-cak-1“, zhluky.

Vybavenie laboratória: laboratórny stojan, prístroj na získavanie plynov, kadička 50 ml, kúsky mramoru, kyselina chlorovodíková (1:2), vápenná voda, Mohrova svorka.

I. Fáza hovoru

Vo fáze výzvy sa používa technika „pravdivých a nepravdivých vyhlásení“.

II. Fáza porozumenia

1. Organizácia aktivít v pracovných skupinách, ktorých účastníci dostávajú texty na päť hlavných tém „cikcaku“:

1. História objavu oxidu uhličitého
2. oxid uhličitý v prírode
3. Získanie oxidu uhličitého
4. Vlastnosti oxidu uhličitého
5. Praktické využitie oxid uhličitý

Prebieha prvotné oboznámenie sa s textom, primárne čítanie.

2. Práca v expertných skupinách.

Expertné skupiny združujú „špecialistov“ na konkrétne problémy. Ich úlohou je pozorne prečítať text, zvýrazniť kľúčové frázy a nové pojmy, prípadne použiť zhluky a rôzne schémy na grafické znázornenie obsahu textu (práce sa vykonávajú individuálne).

3. Výber materiálu, jeho štruktúrovanie a dopĺňanie (skupinová práca)

4. Príprava na preklad textu v pracovných skupinách

• 1. skupina odborníci zostavujú referenčné zhrnutie „História objavu oxidu uhličitého“
• 2. skupina odborníci zostavia schému distribúcie oxidu uhličitého v prírode
• 3. skupina odborníci vypracujú schému na získavanie oxidu uhličitého a nákres zariadenia na jeho výrobu
• 4. skupina odborníci robia klasifikáciu vlastností oxidu uhličitého
• 5. skupina odborníci vypracúvajú schému praktického využitia oxidu uhličitého

5. Príprava na prezentáciu (poster)

III. Fáza odrazu

Návrat k pracovným skupinám

1. Vysielanie v skupine tém 1–5 po sebe. Zber zariadenia na výrobu oxidu uhličitého. Získavanie oxidu uhličitého a štúdium jeho vlastností.
2. Diskusia o výsledkoch experimentu.
3. Prezentácia jednotlivých tém.
4. Vráťte sa k „pravdivým a nepravdivým tvrdeniam“. Skontrolujte svoje počiatočné predpoklady. Umiestnenie nových ikon.

Môže to vyzerať takto:

Texty o piatich hlavných témach „cikcaku“

1. História objavu oxidu uhličitého

Oxid uhličitý bol prvým zo všetkých ostatných plynov, ktoré alchymista zo 16. storočia postavil proti vzduchu pod názvom „divoký plyn“. Vant Helmont.

Objav CO 2 znamenal začiatok nového odvetvia chémie – pneumatochémie (chémia plynov).

Škótsky chemik Joseph Black (1728 - 1799) v roku 1754 zistil, že vápenný minerál mramor (uhličitan vápenatý) sa pri zahrievaní rozkladá a vytvára nehasené vápno (oxid vápenatý):

CaC03 CaO + CO2
uhličitan vápenatý oxid vápenatý oxid uhličitý

Unikajúci plyn by sa mohol rekombinovať s oxidom vápenatým a opäť získať uhličitan vápenatý:

CaO + CO2 CaC03
oxid vápenatý oxid uhličitý uhličitan vápenatý

Tento plyn bol identický s „divokým plynom“, ktorý objavil Van Helmont, ale Black mu dal nový názov – „viazaný vzduch“ – pretože tento plyn mohol byť naviazaný a pretvorený na pevnú látku a mal tiež schopnosť byť priťahovaný vápennou vodou (hydroxid vápenatý) a spôsobiť jej rozmazanie:

oxid uhličitý hydroxid vápenatý uhličitan vápenatý voda

O niekoľko rokov neskôr Cavendish objavil ďalšie dve charakteristiky fyzikálne vlastnosti oxid uhličitý - jeho vysoká hustota a významná rozpustnosť vo vode.

2. Oxid uhličitý v prírode

Obsah oxidu uhličitého v atmosfére je relatívne nízky, len 0,04 – 0,03 % (obj.). CO 2 koncentrovaný v atmosfére má hmotnosť 2200 miliárd ton.
60-krát viac oxidu uhličitého sa nachádza v rozpustenej forme v moriach a oceánoch.
Počas každého roka sa vegetáciou odstráni asi 1/50 celkového CO 2 obsiahnutého v atmosfére glóbus v procese fotosyntézy, ktorá premieňa minerály na organické látky.
Väčšina oxidu uhličitého v prírode vzniká v dôsledku rôznych procesov rozkladu organických látok. Oxid uhličitý sa uvoľňuje pri dýchaní rastlín, zvierat, mikroorganizmov. Množstvo oxidu uhličitého emitovaného rôznymi priemyselnými odvetviami neustále narastá. Oxid uhličitý je obsiahnutý v zložení sopečných plynov, uvoľňuje sa aj zo zeme vo vulkanických oblastiach. Už niekoľko storočí funguje ako permanentný generátor CO 2 v „Psej jaskyni“ pri meste Neapol v Taliansku. Je známy tým, že v ňom nemôžu byť psy a človek tam môže zostať v normálnom stave. Faktom je, že v tejto jaskyni sa zo zeme uvoľňuje oxid uhličitý a keďže je 1,5-krát ťažší ako vzduch, nachádza sa nižšie, približne vo výške psa (0,5 m). V takomto vzduchu, kde je oxid uhličitý 14%, psy (a samozrejme aj iné zvieratá) nemôžu dýchať, ale stojaci dospelý človek v tejto jaskyni nadbytok oxidu uhličitého nepociťuje. Rovnaké jaskyne existujú v Yellowstonskom národnom parku (USA).
Prírodné zdroje oxidu uhličitého sa nazývajú mofety. Mofety sú charakteristické pre posledné, neskoré štádium útlmu sopiek, v ktorých sa nachádza najmä známa sopka Elbrus. Preto existujú početné výstupy horúcich prameňov nasýtených oxidom uhličitým, ktoré prenikajú cez sneh a ľad.
Mimo zemegule sa oxid uhoľnatý (IV) našiel v atmosfére Marsu a Venuše, planét „pozemského typu“.

3. Získanie oxidu uhličitého

V priemysle sa oxid uhličitý získava najmä ako vedľajší produkt alkoholového kvasenia pražením vápenca atď.
V chemických laboratóriách používajú buď hotové fľaše s tekutým oxidom uhličitým, alebo získavajú CO 2 v Kippovom prístroji či zariadení na výrobu plynov pôsobením kyseliny chlorovodíkovej na kúsky mramoru:

CaC03 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H20
uhličitan vápenatý kyselina chlorovodíková chlorid vápenatý oxid uhličitý voda

Namiesto kyseliny chlorovodíkovej je nemožné použiť kyselinu sírovú, pretože potom by sa namiesto vo vode rozpustného chloridu vápenatého získala sadra - síran vápenatý (CaSO 4) - soľ, ktorá je vo vode málo rozpustná. Sadra, ktorá sa ukladá na kusy mramoru, k nim extrémne sťažuje prístup kyselinám, a tým značne spomaľuje priebeh reakcie.
Ako získať oxid uhličitý:

1. Upevnite zariadenie na získavanie plynov v nohe laboratórneho statívu
2. Odstráňte lievikovú zátku zo skúmavky
3. Umiestnite 2-3 kusy mramoru s veľkosťou ? hrach
4. Do skúmavky opäť vložte lievikovú zátku. otvorená svorka
5. Nalejte kyselinu chlorovodíkovú (1:2) do lievika (opatrne!) tak, aby kyselina mierne pokrývala mramor
6. Naplňte kadičku oxidom uhoľnatým (IV) a zatvorte svorku.

4. Vlastnosti oxidu uhličitého

CO 2 je bezfarebný plyn, bez zápachu, 1,5-krát ťažší ako vzduch, takmer sa s ním nemieša (podľa D.I. Mendelejeva sa vzduchom „potápa“), čo možno dokázať nasledujúcim pokusom: nad pohárom, v ktorom horí sviečka je pevná, prevrátiť pohár naplnený oxidom uhličitým. Sviečka okamžite zhasne.
Oxid uhoľnatý (IV) má kyslé vlastnosti a keď sa tento plyn rozpustí vo vode, vytvorí sa kyselina uhličitá. Keď CO 2 prechádza cez vodu sfarbenú lakmusom, možno pozorovať zmenu farby indikátora z fialovej na červenú.
Dobrá rozpustnosť oxidu uhličitého vo vode znemožňuje jeho zachytávanie metódou „vytesňovania vody“.
Kvalitatívnou reakciou na obsah oxidu uhličitého vo vzduchu je prechod plynu cez zriedený roztok hydroxidu vápenatého (vápenná voda). Oxid uhličitý spôsobuje tvorbu nerozpustného uhličitanu vápenatého v tomto roztoku, v dôsledku čoho sa roztok zakalí:

C02 + Ca(OH)2 CaC03 + H20
oxid uhličitý hydroxid vápenatý uhličitan vápenatý voda

Po pridaní nadbytku CO2 sa zakalený roztok opäť vyčíri v dôsledku premeny nerozpustného uhličitanu na rozpustný hydrogénuhličitan vápenatý:

CaC03 + H20 + C02 Ca (HC03) 2
uhličitan vápenatý voda oxid uhličitý hydrogenuhličitan vápenatý

5. Praktická aplikácia oxidu uhličitého

Lisovaný pevný oxid uhličitý sa nazýva „suchý ľad“.
Pevný CO 2 je skôr ako zhutnený hustý sneh, svojou tvrdosťou pripomína kriedu. Teplota „suchého ľadu“ je -78 o C. Suchý ľad je na rozdiel od vodného ľadu hustý. Ponorí sa do vody a prudko ju ochladí. Horiaci benzín sa dá rýchlo uhasiť vhodením niekoľkých kúskov suchého ľadu do plameňov.
Hlavným využitím suchého ľadu je skladovanie a preprava potravinárskych výrobkov: rýb, mäsa, zmrzliny atď. Hodnota suchého ľadu spočíva nielen v jeho chladiacom účinku, ale aj v tom, že výrobky v oxide uhličitom neplesnivejú. alebo hniloba.
Suchý ľad sa používa v laboratóriách na testovanie dielov, zariadení, mechanizmov, ktoré budú slúžiť pri nízkych teplotách. Suchý ľad sa používa na testovanie mrazuvzdornosti gumených pneumatík.
Oxid uhličitý sa používa na sýtenie ovocia a minerálne vody, a v medicíne - na uhličité kúpele.
Kvapalný oxid uhličitý sa používa v hasiacich prístrojoch s oxidom uhličitým, hasiacich systémoch lietadiel a lodí a hasiacich motoroch s oxidom uhličitým. Je účinný najmä v prípadoch, keď je voda nevhodná, napríklad pri hasení zapálených horľavých kvapalín alebo v prítomnosti elektrických rozvodov či unikátnych zariadení v miestnosti, ktoré môže voda poškodiť.
V mnohých prípadoch sa CO2 nepoužíva v hotovej forme, ale získava sa v procese použitia napríklad práškov do pečiva obsahujúcich zmes hydrogénuhličitanu sodného s kyslým vínanom draselným. Keď sa takéto prášky zmiešajú s cestom, soli sa rozpustia a dôjde k reakcii s uvoľňovaním C02. Výsledkom je, že cesto stúpa, plní sa bublinami oxidu uhličitého a výrobok z neho upečený je mäkký a chutný.

Literatúra

1. Change // Medzinárodný časopis o rozvoji myslenia prostredníctvom čítania a písania. - 2000. - Č. 1, 2.
2. Moderný študent v oblasti informácií a komunikácie: Učebná pomôcka. - Petrohrad: PETROC, 2000.
3. Zagašev I.O., Zair-Bek S.I. Kritické myslenie: vývojová technológia. - Petrohrad: Vydavateľstvo "Alliance" Delta ", 2003.