کربن دی اکسید چیست؟

کربن دی اکسید چیست؟ کربن دی‌اکسید یا دی‌اکسید کربن، از ترکیب کربُن با اکسیژن به دست می‌آید. گاز کربنیک بر اثر سوختن زغال و مواد آلی در مجاورت اکسیژن، تخمیر مایعات، تنفس جانوران و گیاهان و غیره به دست می‌آید. (به‌طور بسیار ساده‌تر می‌توان گفت زمانی که کربن می‌سوزد-یا به عبارت دیگر سوختن کامل صورت می‌گیرد-گاز کربن دی‌اکسید تولید می‌شود) تعداد پیوندهای کووالانسی در آن ۴ است و دو قلمرو الکترونی دارد.

گاز کربن دی‌اکسید گازی بی‌رنگ، بی‌بو، دارای طعمی مایل به اسید و دارای وزن مخصوص ۱/۵۲ است. این گاز سنگین‌تر از هواست و همیشه در طبقهٔ پایین محیطی که حاصل می‌شود، پخش می‌گردد. (این گاز۰/۰۳٪ از هوا را تشکیل می‌دهد)

گیاهان از آن در فرایند فتوسنتز برای فرآوری کربوهیدرات‌ها بهره می‌برند و با گرفتن آن، از خود اکسیژن بیرون می‌دهند. CO۲ حاضر در اتمسفر در نقش یک سپر حرارتی برای زمین کار می‌کند و با اثر گلخانه‌ای طبیعی خود، از سرما در زمین جلوگیری می‌کند. اگرچه تراکم‌های بالای کربن دی‌اکسید در جو زمین، که با سوختن سوخت‌های فسیلی تولید می‌شود، به عنوان آلاینده جوی شناخته می‌شود.

ساختار مولکولی

ساختار مولکولی گاز CO2 خطی است. اتم کربن در مرکز قرار دارد و دو اتم اکسیژن در دو طرف به آن پیوند دارند. پیوندهای کربن و اکسیژن پیوندهای دوگانه هستند، به این معنی که هر اتم اکسیژن دو الکترون خود را با اتم کربن به اشتراک می گذارد. هندسه مولکولی این گاز خطی است، به این معنی که زوایای پیوند بین اتم کربن و دو اتم اکسیژن 180 درجه است.

در اینجا نمودار ساختار مولکولی گاز دی اکسید کربن آمده است:

O=C=O

اتم کربن موجود در CO2 دارای ظرفیت 4 و اتم های اکسیژن هر کدام دارای ظرفیت 2 هستند. این بدان معناست که اتم کربن برای پایدار بودن باید 4 الکترون را با اتم های دیگر به اشتراک بگذارد و اتم های اکسیژن هر کدام نیاز به 2 الکترون را با اتم های دیگر به اشتراک بگذارید تا پایدار باشد. پیوندهای دوگانه بین اتم کربن و اتم های اکسیژن این ظرفیت ها را برآورده می کند، زیرا هر اتم 2 الکترون با اتم دیگر به اشتراک می گذارد.

ساختار مولکولی کربن دی اکسید چیست؟

ساختار مولکولی گاز دی اکسید کربن مهم است زیرا خواص فیزیکی و شیمیایی گاز را تعیین می کند. به عنوان مثال، هندسه خطی گاز CO2 به این معنی است که یک مولکول غیر قطبی است. این بدان معنی است که مولکول های دی اکسید کربن بار الکتریکی خالص ندارند و با یکدیگر تعامل چندانی ندارند. به همین دلیل است که گاز دی اکسید کربن در دمای اتاق یک گاز است و همچنین به همین دلیل است که در آب نسبتاً نامحلول است.

کاربرد

کاربرد کربن دی اکسید چیست؟

گاز CO2 کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف دارد. در اینجا برخی از رایج ترین کاربردها آورده شده است:

مبرد: دی اکسید کربن یک مبرد طبیعی است که در کاربردهای مختلفی از جمله تهویه مطبوع، تبرید و فرآوری مواد غذایی استفاده می شود. این مبرد نسبت به مبردهای سنتی مانند CFC ها و HFC ها مبرد کارآمدتری است و به تخریب لایه ازن یا تغییرات آب و هوایی کمکی نمی کند.

کپسول آتش نشانی: دی اکسید کربن یک کپسول آتش نشانی بسیار موثر است. نارسانا است، بنابراین می توان از آن برای خاموش کردن آتش سوزی الکتریکی استفاده کرد. همچنین غیر سمی است، بنابراین استفاده از آن در فضاهای بسته بی خطر است.

عامل کف: این گاز به عنوان عامل کف در انواع محصولات غذایی مانند خامه فرم گرفته، بستنی و محصولات پخته شده استفاده می شود. به ایجاد بافتی سبک و مطبوع کمک می کند.

نوشابه های گازدار: دی اکسید کربن برای کربناته کردن نوشابه ها، آبجو و شراب استفاده می شود. به این نوشیدنی ها جوشش گازدار می دهد.

یخ خشک: یخ خشک دی اکسید کربن جامد است. در کاربردهای مختلفی از جمله سرما درمانی، نگهداری مواد غذایی و دستگاه های مه پاش استفاده می شود.

عامل انفجار: دی اکسید کربن به عنوان عامل انفجار در معادن و استخراج معادن استفاده می شود. این یک عامل انفجار بسیار مؤثر است و همچنین استفاده از آن نسبتاً ایمن است.

گاز بی اثر: این گاز به عنوان گاز بی اثر در کاربردهای مختلفی از جمله جوشکاری، برش فلز و بسته بندی مواد غذایی استفاده می شود. از احتراق مواد دیگر جلوگیری می کند و همچنین به تازه نگه داشتن مواد غذایی کمک می کند.

سودا بلاست: دی اکسید کربن در انفجار سودا که فرآیندی است برای تمیز کردن سطوح استفاده می شود. دی اکسید کربن با آب مخلوط می شود تا جریانی با فشار بالا ایجاد کند که برای از بین بردن کثیفی، کثیفی و سایر آلاینده ها استفاده می شود.

اینها تنها تعدادی از کاربردهای فراوان این گازهستند. این یک گاز همه کاره با کاربردهای گسترده است.