二氧化碳,CO2,是无色气体,高浓度时略带酸味。工业上,二氧化碳常被加压变成液态储在钢瓶中,放出时,二氧化碳可凝结成为雪状固体,通称干冰。职业性接触二氧化碳的生产过程有:①长期不开放的各种矿井、油井、船舱底部及水道等;②利用植物发酵制糖、酿酒、用玉米制造丙酮等生产过程;③在不通风的地窖和密闭的仓库中储藏水果、谷物等产生的高浓度二氧化碳;④灌装及使用二氧化碳灭火器;⑤亚弧焊作业等。
二氧化碳密度较大(约是空气的1.5倍),在岩洞、枯井、地窖中可能聚集着二氧化碳,人若误入其中则窒息死亡。为此,人们下到深井之前要进行明火试验,因二氧化碳不支持燃烧,明火若熄灭就表明可能有二氧化碳气体。
我国古代也有很巧妙的试验方法,如晋代葛洪,他说:“深井多有毒气,五月五日以鸡毛试投井中,毛直下,无毒;若回四壁,不可入。”(《葛洪方》)毛回四壁可见井里气体比平常的空气重,所以毛才不会顺利地坠落井底,而在井的四边回翔。他们虽然不懂得深井毒气里有二氧化碳的一份,但他们已经懂得区别,羽毛替他们作出了有力的证明。
人工降雨
如果使液态的二氧化碳迅速气化,因吸收热量而使周围温度剧降,这是一部分二氧化碳成为气体,另一部分就被冻成雪花状的固体,这就是干冰。干冰不但
用作致冷剂还用于人工降雨。当空气中含有大量水蒸气,却因缺少凝结核心而未能凝成雨滴时,用飞机将干冰撒向空中,由于干冰迅速气化吸热,四周气温骤降结出许多小冰晶,水蒸气就能凝成水滴而下雨。
岩石的雕塑家
当向澄清的石灰水通入二氧化碳时就产生白色浑浊[Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O],若继续通入二氧化碳,白色浑浊会渐渐消失又变成了澄清溶液[CaCO3+CO2+H20=Ca(HCO3)2],该溶液受热或减压就又会分解出二氧化碳,同时得到白色的碳酸钙沉淀。
[Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O]
在自然界中当含有二氧化碳的泉水流过石灰岩(成分是CaCO3)时也进行着上述变化。有的地方岩石被溶蚀了,就溶蚀成许多溶洞;有的地方因水中的碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]发生分解,生成碳酸钙沉淀下来。日积月累,形成了钟乳石、石笋,构成各种奇特景观。桂林岩洞及我省玉华洞等著名胜景均由此变化而成。巨大岩石或被雕刻或被塑成均二氧化碳所为。
植物的粮食
二氧化碳是植物的重要营养物质。每一片叶子中的叶绿素在日光照射下都能完成一个很奇妙的变化,把叶子吸收的二氧化和根部输送来的水分转变为糖、淀粉以及氧气(光合作用)。6CO2+6H2O
C6H12O6+6O2其中C6H12O6就是葡萄糖等,再经转化就生成淀粉等。在这个过程中,日光中的能量被吸收了,变成储存在淀粉中的能量,成为地球上生命活动的能源。借助于二氧化碳,绿色植物将光能无声无息地转化为生物的能源,它是多么的重要啊!
从以上事例中,我们能很自然且印象深刻地总结出二氧化碳的主要性质:它是一种密度较大的无色气体,不支持燃烧,加压和冷却时能变成液体或固体(干冰)。它能溶于水中,溶有二氧化碳的水还能溶解石灰岩(碳酸钙)。二氧化碳通入石灰水中能生成白色碳酸钙沉淀。在植物光合作用中跟水反应生成糖、淀粉和氧气。
注:羽毛探井试验及本文插图录字《碳酸气的行踪》
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