二氧化碳

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? 編輯　 二氧化碳 (carbon dioxide)
IUPAC英文名	Carbon dioxide
其他名稱	碳酸酐、乾冰
識別
CAS號	124-38-9
PubChem	280
EINECS號	204-696-9
RTECS號	FF6400000
SMILES	C(=O)=O
InChI	1/CO2/c2-1-3
性質
化學式	CO2
摩爾質量	44.0095(14) g mol-1
外觀	无色气体
密度	1,600 g/L (固) 1.98 g/L (气)
熔點	−57 °C (216 K) (压力下)
沸點	−78 °C (195 K) 昇華
在水中的 溶解度	1.45 g/L
pKa	6.35, 10.33
黏度	0.07 cP, −78 °C
分子偶極矩	0
結構
分子形狀	直线型
相關化學品
相關氧化物	一氧化碳、二氧化三碳 一氧化二碳、三氧化碳
若非注明，所有数据都依從国际单位制，以及来自标准状况（25 °C, 100 kPa）的条件。 化學品框的說明和參考文獻

二氧化碳（Carbon dioxide）是空氣中常見的化合物，其分子式为CO₂。

常壓下為無色、無臭、不助燃、^[1]不可燃的氣體。

二氧化碳略溶於水，少部份二氧化碳會和水反應，產生碳酸。

CO_2(g) + H₂O → H₂CO₃

二氧化碳略微溶於醇。

二氧化碳通常是由燃燒有機化合物、細胞的呼吸作用、微生物的發酵作用等所產生，植物在有陽光的情況下吸取二氧化碳，在其葉綠体內進行光合作用，產生碳水化合物和氧氣，氧氣可供其他生物進行呼吸作用，這種循環稱為碳循環(carbon cycle)。

二氧化碳是溫室氣體之一，可以把來自太陽的熱能鎖起來，不讓其流失，如果大氣中的二氧化碳含量過多，熱量更難流失，地球的平均氣溫也會隨之上升，這種情況稱為溫室效應。

二氧化碳的固體狀態是乾冰。乾冰在室溫下會直接昇華為氣體。二氧化碳需加壓到5.1倍大氣壓力才會以液態存在。

[编辑] 歷史

在17世紀，法蘭德斯化學家海尔蒙特發現在密封容器內燃燒木炭，剩下的氣體的密度比原來的氣體更高。

1750年代，蘇格蘭物理學家约瑟夫·布莱克又對二氧化碳有更進一步的研究：石灰石加熱或加入酸後會產生一種它稱為「固定空氣」的氣體。

[编辑] 製備與檢驗

[编辑] 製備

在實驗室中通常以碳酸鹽加酸製備二氧化碳，例如以碳酸鈣與鹽酸反應，並以向上排空氣法收集：

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O

在工業上是以高溫加熱灰石（主要成分為碳酸鈣）分解產生二氧化碳：

CaCO₃ → CaO + CO₂↑

[编辑] 檢驗

將二氧化碳通入澄清的石灰水，會產生白色的碳酸鈣沉澱，使石灰水变浑浊。如先加热水并收集产生的气体，然后用澄清的石灰水检验。这样效果更好。其他气体（如二氧化硫）也会使澄清石灰水变浑浊，从而干扰检测。

Ca(OH)₂+CO₂ → CaCO₃ + H₂O

二氧化碳水溶液呈弱酸性，會讓紅色的酚酞變無色。

[编辑] 用途

• 二氧化碳可注入飲料中，使飲料中帶有氣泡，增加飲用時的口感，像汽水、啤酒均為此類的例子。
• 固態的二氧化碳（或乾冰）在常溫下會氣化，吸收大量的熱，因此可用在急速的食品冷凍。
• 二氧化碳的重量比空氣重，不助燃，因此許多滅火器都會產生二氧化碳，利用其特性滅火。而二氧化碳滅火器是直接用液化的二氧化碳滅火，除上述特性外，更有滅火後不會留下固體殘留物的優點。
• 二氧化碳也可用作焊接用的保護氣體，其保護效果不如其他惰性氣體（如氬），但價格相對便宜許多。
• 二氧化碳雷射是一種重要的工業雷射來源。
• 二氧化碳是植物光合作用之主要碳源。

[编辑] 安全性

因為二氧化碳比空氣重，所以在低漥處的濃度較高。以人工鑿井或挖孔樁時，若通風不良則會造成井底的人員窒息。

應避免之物質：

• 各種金屬粉塵(例如鎂、鋯、鈦、鋁、錳)：當懸浮在二氧化碳中易點燃而爆炸。
• 水：會形成碳酸。

[编辑] 参见

• 温室气体
• 全球变暖
• 碳循环

[编辑] 註腳

1. ^ 二氧化碳雖不助燃，但活性比碳大的金屬（如鈉、鎂）會和二氧化碳進行氧化還原反應，置換二氧化碳中的碳原子。