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二氧化碳~干冰

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历史
在17世纪,法兰德斯化学家海尔蒙特发现在密封容器内燃烧木炭,剩下的气体的密度比原来的气体更高。
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1750年代,苏格兰物理学家约瑟夫•布莱克又对二氧化碳有更进一步的研究:石炭石加热或加入酸后会产生一种他称为「固定空气」的气体。


二氧化碳
二氧化碳,化学式为CO2,式量44.01,碳氧化物之一,俗名碳酸气,也称碳酸酐或碳酐。常温下是一种无色无味气体,密度比空气略大,微溶于水,并生成碳酸。(碳酸饮料基本原理)

固态二氧化碳俗称干冰,升华时可吸收大量热,因而用作制冷剂,如人工降雨,也常在舞美中用于制造烟雾。

二氧化碳不参与燃烧,密度比空气略大,所以也被用作灭火剂。

二氧化碳是绿色植物光合作用不可缺少的原料,温室中常用二氧化碳作肥料。

空气中含有约0.03%二氧化碳,但由于人类活动(如化石燃料燃烧)影响,近年来二氧化碳含量猛增,导致温室效应,全球气候变暖,冰川融化,海平面升高.......旨在遏止二氧化碳过量排放的《京都议定书》已经生效,有望通过国际合作遏止温室效应。
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二氧化碳密度为1.977克/升,熔点-56.6℃(226.89千帕——5.2大气压),沸点-78.5℃(升华)。临界温度31.1℃。常温下7092.75千帕(70大气压)液化成无色液体。液体二氧化碳密度1.1克/厘米3。液体二氧化碳蒸发时或在加压冷却时可凝成固体二氧化碳,俗称干冰,是一种低温致冷剂,密度为1.56克/厘米3。二氧化碳能溶于水,20℃时每100体积水可溶88体积二氧化碳,一部分跟水反应生成碳酸。化学性质稳定,没有可燃性,一般不支持燃烧,但活泼金属可在二氧化碳中燃烧,如点燃的镁条可在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳。二氧化碳是酸性氧化物,可跟碱或碱性氧化物反应生成碳酸盐。跟氨水反应生成碳酸氢铵。无毒、但空气中二氧化碳含量过高时,也会使人因缺氧而发生窒息。绿色植物能将二氧化碳跟水在光合作用下合成有机物。二氧化碳可用于制造碳酸氢铵、小苏打、纯碱、尿素、铅白颜料、饮料、灭火器以及铸钢件的淬火。二氧化碳在大气中约占总体积的0.03%,人呼出的气体中二氧化碳约占4%。实验室中常用盐酸跟大理石反应制取二氧化碳,工业上用煅烧石灰石或酿酒的发酵气中来获得二氧化碳。
二氧化碳能变液体燃料

    全球知名的技术集团ABB宣布在北京清华大学和天津大学建造两个温室气体化学实验室,他们将转让约150-200万美元的设备,及派出相关的科研人员,以帮助中国提高技术水平以减 低日益严重的环境污染问题,尤其是在能源、工业及运输业领域所造成的温室废气排放。 中国洗涤
  
    在位于瑞士的ABB研发中心指导下,该课题初期将主要就催化等离子体转化温室气体合成高 品质液体燃料等相关问题展开深入研究。二氧化碳是困扰地球的主要温室气体,而中国因为 燃煤等因素,有可能成为排放二氧化碳最多的国家之一,因此,研究通过某些技术把二氧化 碳转化成为高品质的液体燃料,将是既消除污染又增加能源的、有利而无害的好事。
  
     8年前,ABB签署了《ICC可持续发展商业公章》。在国际能源组织(IEA)的温室气体研究及发 展项目中,ABB代表瑞士作为该机构的成员积极参与其中的工作。在世界能源理事会(WEC)的上届国际会议上,ABB总裁兼首席执行官林道先生介导了一个全球性的项目,旨在世界每年减少10亿吨的温室废气排放。而此次与中国科学家的合作是推进该项目的一个重要步骤。
  
   ABB集团执行副总裁兼执行委员马库斯·白业功先生说:“ABB非常关注全球气体变暖这一世 界性的问题,并清楚地意识到,未来全人类在减少温室气体排放方面将面临着巨大的挑战。”
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   ABB将在未来的10年中,将大力发中国市场,并使之成为全球的三大市场之一。在研发方面,1999年,ABB公司投入了20亿美元,占营业额的8%。ABB的经费投入重点不仅满足今天的技术上的需要,通讯、电力系统、制造技术都是重点投入领域,现逐渐转型向高新技术、微电子、纳米、无线电技术等,传统的ABB中心,7个在欧洲,3个在美国,而现在在明显东移。 因为植物的光和作用需要大量的二氧化碳,水和阳光作为能源,来合成植物体内的葡萄糖.其中阳光的因素人为不可控制, 水又不是什么稀有的东西,来源丰富,所以人们用二氧化碳作为气体肥料.

奇特的肥料——气肥
目前开发的气体肥料主要是二氧化碳,因为二氧化碳是植物进行光合作用必不可少的原料。在一定范围内。二氧化碳的浓度越高,植物的光合作用也越强,因此二氧化碳是最好的气肥。美国科学家在新泽西州的一家农场里,利用二氧化碳对不同作物的不同生长期进行了大量的试验研究,他们发现二氧化碳在农作物的生长旺盛期和成熟期使用,效果最显著。在这两个时期中,如果每周喷射两次二氧化碳气体,喷上4~5次后,蔬菜可增产90%,水稻增产70%,大豆增产60%,高粱甚至可以增产200%。
气肥发展前途很大,但目前科学家还难以确定每种作物究竟吸收多少二氧化碳后效果最好。除了二氧化碳外 ,是否还有其他气体可作气体肥料?
最近,德国地质学家埃伦斯特发现,凡是在有地下天然气冒出来的地方,植物都生长得特别茂盛。于是他将液化天然气通过专门管道送人土壤,结果在两年之中这种特殊的气体肥料都一直有效。原来是天然气中的主要成分甲烷起的作用,甲烷用于帮助土壤微生物的繁殖,而这些微生物可以改善土壤结构,帮助植物充分地吸收营养物质。
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有关聚二氧化碳
一种正在研究的新型合成材料,以二氧化碳为单体原料在双金属配位PBM型催化剂作用下,被活化到较高的程度时,与环氧化物发生共聚反应,生成脂肪族聚碳酸酯(PPC),经过后处理,就得到二氧化碳树脂材料。在聚合中加入其它反应物,可以得到各种不同化学结构的二氧化碳树脂。二氧化碳共聚物具有柔性的分子链,容易通过改变其化学结构来调整其性能;较易在热、催化剂、或微生物作用下发生分解,但也可以通过一定的措施加以控制:对氧和其它气体有很低的透过性。
可开发出以下用途的产品:
1.从脂肪族聚碳酸酯与多异氰酸酯制备聚氨酯材料,优于普通聚酯聚氨酯的耐水解性能。
2.用顺丁烯二酸酐作为第三单体进行三元共聚;产物是一种含碳酸酯基和酯基的不饱和树脂,可交联固化,亦能与纤维之类固体复合,是类似于普通不饱和聚酯使用的一种新材料。
3.脂肪族聚碳酸酯可以与各种聚合物共混而获得各种不同的性能。可以用作环氧树脂、PVC塑料等的增韧剂、增塑剂或加工助剂。
4.二氧化碳、环氧乙烷等的共聚物,二氧化碳、环氧丙烷和琥珀酸酐的三元共聚物能被微生物彻底分解,不留残渣,是一类有希望的生物降解材料。
5.二氧化碳共聚物有优异的生物体相容性。特别设计的共聚物可望用作抗凝血材料或用作药物缓释剂。
6.某些二氧化碳共聚物可用作固体颜料或填料的表面处理剂,隔氧材料,表面活性剂,陶瓷胶粘剂,热熔胶等。
7.聚碳酸亚丙酯与丁腈橡胶共混物有良好的耐油耐热氧老化性能,有比普通丁腈胶更好的机械性能,是一种优异的新型耐油橡胶。该项目每吨二氧化碳树脂成本约为环氧丙烷原料的价格,相当于国外工艺的3-30%,很有机会在国外立足发展。.PPC/NBR型耐油橡胶的成本可比用纯丁腈降低10%左右,每吨产品的成本可降低1000元以上。


 

干冰

固态二氧化碳。为白色分子晶体;熔点-56.6℃(5.2´ 101325Pa),-78.477℃升华(101325Pa),密度1.56g/cm3(-79℃);具有面心立方晶格。

在室温下,将二氧化碳气体加压到约60´ 101325Pa时,当一部分蒸气被冷却到-56℃左右时,就会冻结成雪花伏的固态二氧化碳。固态二氧化碳的气化热很大,在-60℃时为364.5J/g,在常压下气化时可使周围温度降到-78℃左右,并且不会产生液体,所以叫“干冰”。常见的干冰呈块状或丸状。

干冰主要用做制冷剂。在低温实验、人工降雨、模制橡胶部件去毛刺和高速研磨等场合,都用干冰做制冷剂。干冰还可做食品的速冻保鲜剂。在实验室里,干冰与一种挥发性液体(如乙醚、丙酮或三氯甲烷等)组成的混合物,可形成-77℃左右的低温浴。

干冰的作用

能“呼风唤雨”的干冰

1958年,辽宁省久旱不雨,人民空军用飞机在天上播撒“干冰”,不消20分钟就下了雨,而且连续下了四天.

干冰是什么东西呢?它就是固态的二氧化碳.二氧化碳气体在加压和降温的条件下,会变成无色液体,再降低温度,会变成雪花般的固体,经过压缩,就会成干冰,它在一个标准大气压下,可以在—78℃时直接变成气体.

干冰为什么会有“呼风唤雨”的本领呢?

大家知道,老天不下雨,不是水蒸气没有遇到凝结核,结不成小水点,就是已经凝结的小水点,因为气温太高,没等落到地面,已经蒸发掉了.当飞机把干冰撒在空中,它立即气化,向云层夺取大量的热,使云层冷到—40℃.每克干冰能造成100亿个小冰晶,周围的云雾碰到小冰晶,便以它为中心凝成大水滴,于是就下起雨来.

干冰大事做得了,小事也干得来.

当用火车运载鲜鱼时,它就守卫在鲜鱼的旁边,起制冷防腐的作用.干冰外表像冰,可作为防腐剂,它比冰优越得多.干冰熔化时不会像冰那样变成液体,它全部气化,四周干干净净.干冰冷却的温度比冰低得多,而且干冰气化后产生的二氧化碳气体,能抑制细菌的繁殖生长.

干冰有时也蹲在作物的温室里,逐渐挥发出二氧化碳气体,给作物提供光合作用的原料,促进作物开花结果,提高作物的产量.

干冰做事,往往不声不响,但有时也轰轰烈烈,惊心动魄.在采煤工业上,把干冰放在炸yao仓里,当炸yao爆炸时,干冰立即气化,产生大量二氧化碳气体,既助长炸yao爆炸的威力,也可防止失火事故.煤层中往往有一些可燃性气体,但是靠二氧化碳这种不是支持燃烧的气体隔绝了空气,它们就燃烧不起来了.

多可爱的干冰啊,但你千万别像对待冰那样用手去摸它.因为干冰的温度太低了,会把手冻伤.冻伤像烧伤一样非常灼痛,日后皮肤还会溃烂,所以千万不要用手直接去碰干冰

来源:
中国洗涤

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