Оксид углерода (IV)

Получение

В промышленности оксид углерода (IV) получают cжиганием угля и углеводородов, разложением природных карбонатов кальция:
C + O₂ ⟶ CO₂
CH₄ + 2O₂ ⟶ CO₂ + 2H₂O
CaCO₃   ^t ⟶ CaO + CO₂↑

В лабораторных условиях углекислый газ можно получить при реакции карбонатов с кислотами. Например, из карбоната кальция:
CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O

Свойства

Физические свойства

Углекислый газ представляет собой бесцветный газ без запаха и вкуса при нормальных условиях. Он обладает более высокой плотностью, чем воздух, умеренно растворяется в воде. При охлаждении до температуры ниже -78,5 °C углекислый газ переходит в твердое состояние, образуя сухой лёд, который при нагревании сразу сублимируется, минуя жидкую фазу.

Химические свойства

Окислительные свойства. Оксид углерода (IV) проявляет окислительные свойства, так как углерод находится в максимальной степени окисления +4. Например, при нагревании с магнием:
2Mg + CO₂ ⟶ 2MgO + C

Кислотные свойства. CO₂ — кислотный оксид, который реагирует с водой, образуя угольную кислоту:
CO₂ + H₂O ⇄ H₂CO₃

Реагирует с основными оксидами, например с оксидом натрия:
Na₂O + CO₂ ⟶ Na₂CO₃

Реагирует с растворами щелочей, образуя карбонаты:
Ca(OH)₂ + CO₂ ⟶ CaCO₃ + H₂O

Применение оксида углерода (IV)

Оксид углерода (IV) CO₂ находит широкое применение в различных отраслях. В пищевой промышленности его используют для производства газированных напитков, а также в виде сухого льда в качестве хладагента. В химической промышленности CO₂ применяется для синтеза карбонатов и других химических соединений, а также в процессе производства мочевины. В медицине углекислый газ используют для анестезии, а в сельском хозяйстве — в качестве удобрения в парниках. Важной областью применения является пожаротушение, где углекислый газ используется в огнетушителях из-за своей способности вытеснять кислород и, соответственно, предотвращать горение.