Bài thảo luận Hóa vô cơ - Chủ đề: Carbon Dioxide

Hóa Vô Cơ

Carbon Dioxide

(Cacbon Đioxit)

Thành viên nhóm:

1. Bùi Phương Anh

2. Thái Hồng Sơn

3. Nguyễn Hữu Thái

4. Đặng Ngô Anh Việt

Cacbon dioxit (còn đươc gọi là khí cacbonic) là một hợp

chất hóa học được biết đến rộng rãi có công thức hóa

học là CO2. Ở dạng rắn, nó được gọi là băng khô

Danh pháp IUPAC Cacbon điôxít

I/Lịch sử

-Điôxít cacbon là một trong các khí đầu tiên được

miêu tả như là chấ t hiện hữu trong không kh í. Vào thế

kỷ 1 7 , nhà hóa học ngườ i Flanders là Jan Baptist van

Helmont đã quan sát thấy kh i ông đốt than củ i trong

bình kín th ì khố i lượng còn lạ i của tro là thấp hơn so

với khối lượng nguyên thủy của than củi. Diễn giải của

ông là phần còn lại của than củi đã được biến tố

thành chất không nhìn thấy mà ông gọi là "khí" hay

"linh hồn hoang dã"

-Các thuộc tính của điôxít cacbon được nhà vật lý

người Scot là Joseph Black nghiên cứu nhiều hơn

trong thập ni ên 175 0 . Ông phát hiện ra là đá vôi

(canx i cacbona t ) có thể nung nóng hay xử lý bằng các

axí t để sinh ra kh í mà ông gọi là "không khí cố định".

Ông quan sát thấy không khí cố định nặng hơn không

khí và không hỗ trợ sự cháy cũng như sự sống của

động vật. Ông cũng phát hiện là nó có thể, khi cho

chạy qua dung dịch nước của vôi tôi (canxi hiđrôx ít)

làm kết tủa canxi cacbonat và sử dụng hiện tượng này

để minh họa rằng điôxít cacbon là sản phẩm của sự

hô hấp của động vật và lên men vi sinh vật. Năm

177 2, Joseph Priestley sử dụng điôxít cacbon tạo ra từ

phản ứng của axí t sulfuric với đá vôi để điều chế nước

sôđa, ví dụ đầu tiên được biết của đồ uống cacbonat

hóa nhân tạo.

Điôxít cacbon được Humphrey Davy và Michael

Faraday hóa lỏng lần đầu tiên năm 1823 bằng tăng áp

suất. Mô tả đầu tiên về điôxít cacbon rắn là của

Charles Thilori e r , là người năm 1834 đã mở thùng

chứa điôxít cacbon lỏng bị nén, chỉ để tìm sản phẩm

được tạo ra do bị làm lạnh vì sự bay hơi nhanh của

điôxít cacbon lỏng và thấy "tuyết" của CO2 rắn.

II/Cấu tạo

• Phân tử điôxít cacbon (O=C=O) chứa hai

liên kết đôi và có hình dạng tuyến tính.

Nó không có lưỡng cực điện.

• Khi lai hóa Cacbon sẽ lên trạng thái kích

thích

• Còn oxi cũng lên trạng thái kích thích

Cacbon lai hóa sp tạo ra 2 AO lai hóa hệt

nhau ( đường thẳng) xen phủ với 1 AO p

của Oxi tạo 2 lk sigma . Còn 2AO ko lai

hóa của cacbon xen phủ bên tạo lk pi với

2 Oxi

• Như bạn thấy, có hai khu vực có mật độ electron

xung quanh các nguyên tử cacbon trung tâm.

Các nguyên tử trung tâm được kết nối với hai

nguyên tử khác và không có cặp điện tử đơn

độc trên nguyên tử trung tâmSự vắng mặt của

các cặp điện tử đơn độc trên nguyên tử carbon

dioxide trung ương cho một hình học và hình

dạng mà là cả hai tuyến tính và do đó góc trái

phiếu OCO là 180 °.

II/Tính chất vật lý

-Điôxít cacbon là một khí không màu mà khi

hít thở phải ở nồng độ cao (nguy hiểm do nó

gắn liền với rủi ro ngạt thở).

-Nặng gấp 1,5 lần không khí, tan nhiều trong

nước

-Ở nhiệt độ dưới -78 °C, điôxít cacbon ngưng

tụ lạ i thành các tinh thể màu trắng gọ i là băng

kh ô . Điôxít cacbon lỏng chỉ được tạo ra dưới

áp suấ t trên 5,1 bar ơ ; ở diều kiện áp suấ t khí

quyển , nó chuyển trực tiếp từ các pha khí sang

rắn hay ngược lại theo một quá trình gọi là

thăng ho a.

III/Tính chất hóa học

CO2 đã bị ôxi hóa hoàn toàn nên về mặt hóa học nó

không hoạt động lắm và cụ thể là không chá y .

a/oxit axit

-T/d với nước: CO₂(k) + H₂O(l)  H₂CO₃(dd)

. Khoảng 1% điôxít cacbon hòa tan

chuyển hóa thành axí t cacboni c.

-T/d với dung dịch kiềm

CO₂+ NaOH → NaHCO₃

CO₂+ 2NaOH → Na₂CO₃+ H₂O

b) Tính oxi hoá

CO₂+ C → 2CO

CO₂+ 2Mg → C + 2MgO

III. Điều chế

1. Trong PTN

CaCO₃+ 2HCl → CO₂+ CaCl₂+ H₂O

2. Trong công nghiệp

C(than)+ O₂→ CO₂

Ngoài ra khí CO₂còn được thu hồi từ quá trình

chuyển hoá khí thiên nhiên, các sản phẩm dầu

mỏ…qúa trình nung vôi; quá trình lên men rượu

IV/Ứng dụng

• Băng khô là thương hiệu cho điôxít cacbon rắn.Băng

khô thường dùng để

+Làm lạnh thực phẩm, các mẫu sinh học và các mặt

hàng mau hỏng khác.

+Sản xuất "sương mù băng khô" để tạo các hiệu

ứng đặc biệ t .

+Các viên nhỏ băng khô (thay vì cá t) được bắn vào

bề mặt cần làm sạch

• Điôxít cacbon là sản phẩm cuối cùng trong cơ thể sinh

vật có sự tích lũy năng lượng từ việc phân hủy đường

hay chấ t béo vớ i ôxy như là mộ t phần của sự trao đổi

chất của chúng, trong một quá trình được biết đến

như là sự hô hấp của tế bà o. Nó bao gồm tất cả các

loà i thực vật, động vậ t , nhiều loại nấm và một số vi

khuẩ n . T r ong các động vật bậc cao, điôxít cacbon di

chuyển trong máu từ các mô của cơ thể tới phổ i và ở

đây nó bị thải ra ngoài.

Hàm lượng điôxít cacbon trong không kh í trong lành là

khoảng 0,04%, và trong không khí bị thải ra từ sự thở

là khoảng 4,5%

• Tuy nhiên CO2 lại góp phần gây ra hiệu ứng nhà kính

làm tăng nhiệt độ của Trái Đất. Do CO2 cho phép các

bức xạ đi qua tầng khí quyển nhưng lại có vai trò như

một bộ dò thăm dò các bức xạ cực tím. Sự tăng bức

xạ cực tím dần dần làm tăng nhiệt độ quả đất lên

thêm 1/10 độ trong các thập kỷ gần đây.

• Do đó, chúng ta nên hạn chế phá rừng cũng như giảm

lượng khí CO2 thải ra trong quá trình công nghiệp để

góp phần làm giảm sự nóng lên toàn cầu vì một tương

lai tốt đẹp hơn.