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二氧化碳
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二氧化碳是一种在常温下无色无味无臭的气体。一种碳氧化合物，化学式为CO₂，式量44.01，碳氧化物之一，俗名碳酸气，也称碳酸酐或碳酐。常温下是一种无色无味气体，密度比空气略大，溶于水(1体积H₂O可溶解1体积CO₂)，并生成碳酸。固态二氧化碳俗称干冰，升华时可吸收大量热，因而用作制冷剂，如人工降雨，也常在舞美中用于制造烟雾(干冰升华吸热，液化空气中的水蒸气)。
空气中有微量的二氧化碳，约占0.039%。二氧化碳能溶于水中，形成碳酸，碳酸是一种弱酸。
中文名二氧化碳 英文名carbon dioxide 别 称碳酸气、碳酸酐、干冰（固态）等 [7] 化学式CO₂ 分子量44.0095 [1] CAS登录号124－38－9 [2] EINECS登录号204-696-9 [2] 熔 点-56.6（527kPa） [2] 沸 点-78.5（升华） [2] 水溶性小于0.05%（22.9℃） [2] 外 观常温常压下是一种无色无味或无色无嗅而略有酸味的气体 闪 点无 [2] 应 用冷藏易腐败的食品、做制冷剂、制造碳化软饮料等 [2] 气态密度1.997g/L（0℃，101.325kPa） [8] 液态密度0.9295kg/L（0℃，101.3485kPa） [8] 固态密度1.56kg/L（-79℃） [2] 三相点-56.6℃（517.97kPa） [8] 制备方法石灰石和稀盐酸反应制取等 [2] 分子直径0.35～0.51nm [9]
==研究简史==
原始社会时期，原始人在生活实践中就感知到了二氧化碳的存在，但由于历史条件的限制，他们把看不见、摸不着的二氧化碳看成是一种杀生而不留痕迹的凶神妖怪而非一种物质。 [10]
3世纪时，中国西晋时期的张华（232年－300年）在所著的《博物志》一书记载了一种在烧白石（CaCO3）作白灰（CaO）过程中产生的气体，这种气体便是如今工业上用作生产二氧化碳的石灰窑气。 [10]
17世纪初，比利时医生海尔蒙特（即扬·巴普蒂斯塔·范·海尔蒙特，Jan Baptista van Helmont，1580年－1644年）发现木炭燃烧之后除了产生灰烬外还产生一些看不见、摸不着的物质，并通过实验证实了这种被他称为“森林之精”的二氧化碳是一种不助燃的气体，确认了二氧化碳是一种气体；还发现烛火在该气体中会自然熄灭，这是二氧化碳惰性性质的第一次发现。不久后，德国化学家霍夫曼（即弗里德里希·霍夫曼，Friedrich Hoffmann，1660年－1742年）对被他称为“矿精（spiritus mineralis）”的二氧化碳气体进行研究，首次推断出二氧化碳水溶液具有弱酸性。 [10]
1756年，英国化学家布莱克（即约瑟夫·布莱克，Joseph Black，1728年－1799年）第一个用定量方法研究了被他称为“固定空气”的二氧化碳气体，二氧化碳在此后一段时间内都被称作“固定空气”。 [11]
1766年，英国科学家卡文迪许（即亨利·卡文迪许，Henry Cavendish，1731年－1810年）成功地用汞槽法收集到了“固定空气”，并用物理方法测定了其比重及溶解度，还证明了它和动物呼出的和木炭燃烧后产生的气体相同。 [12]
1772年，法国科学家拉瓦锡（即安托万-洛朗·拉瓦锡，Antoine-Laurent de Lavoisier，1743年－1794年）等用大火镜聚光加热放在汞槽上玻罩中的钻石，发现它会燃烧，而其产物即“固定空气”。同年，科学家普里斯特利（即约瑟夫·普里斯特利，Joseph Priestley，1733年－1804年）研究发酵气体时发现：压力有利于“固定空气”在水中的溶解，温度增高则不利于其溶解。这一发现使得二氧化碳能被应用于人工制造碳酸水（汽水）。 [12]
1774年，瑞典化学家贝格曼（即托贝恩·奥洛夫·贝格曼，Torbern Olof Bergman，1735年－1784年）在其论文《研究固定空气》中叙述了他对“固定空气”的密度、在水中的溶解性、对石蕊的作用、被碱吸收的状况、在空气中的存在、水溶液对金属锌、铁的溶解作用等的研究成果。 [11]
1787年，拉瓦锡在发表的论述中讲述将木炭放进氧气中燃烧后产生的“固定空气”，肯定了“固定空气”是由碳和氧组成的，由于它是气体而改称为“碳酸气”。同时，拉瓦锡还测定了它含碳和氧的质量比（碳占23.4503%，氧占76.5497%），首次揭示了二氧化碳的组成。 [10] [11]
1797年，英国化学家坦南特（即史密森·坦南特，Smitbson Tennant，1761年－1815年， [13] 又译“台耐特” [14] 等）用分析的方法测得“固定空气”含碳27.65%、含氧72.35%。 [10]
1823年，英国科学家法拉第（即迈克尔·法拉第，Michael Faraday，1791年－1867年）发现加压可以使“碳酸气”液化。同年，法拉第和戴维（即汉弗里·戴维，Humphry Davy，1778年－1829年，又译“笛彼”）首次液化了“碳酸气”。 [15-17]
1834年或1835年，德国人蒂罗里尔（即阿德里安·让·皮埃尔·蒂罗里尔，Adrien-Jean-Pierre Thilorier，1790年－1844年，又译“蒂洛勒尔”、“狄劳里雅利” [18] 、“奇洛列” [19] 等）成功地制得干冰（固态二氧化碳）。 [20-21]
1840年，法国化学家杜马（即让-巴蒂斯特·安德烈·杜马，Jean-Baptiste André Dumas，1800年－1884年）把经过精确称量的含纯粹碳的石墨放进充足的氧气中燃烧，并且用氢氧化钾溶液吸收生成的“固定空气”，计算出“固定空气”中氧和碳的质量分数比为72.734：27.266。此前，阿伏伽德罗（即阿莫迪欧·阿伏伽德罗，Amedeo Avogadro，1776年8月9日—1856年7月9日）于1811年提出了假说——“在同一温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。”化学家们结合氧和碳的原子量得出“固定空气”中氧和碳的原子个数简单的整数比是2：1，又以阿伏伽德罗于1811年提出的假说为依据，通过实验测出“固定空气”的分子量为44，从而得出“固定空气”的化学式为CO2，与此化学式相应的名称便是“二氧化碳”。 [11]
1850年，爱尔兰物理化学家安德鲁斯（即托马斯·安德鲁斯，Thomas Andrews，1813年－1885年）开始对二氧化碳的超临界现象进行研究，并于1869年测定了二氧化碳的两个临界参数：超临界压强为7.2MPa，超临界温度为304.065K（二者在2013年的公认值分别为7.375MPa和303.05K）。 [22-23]
1896年，瑞典化学家阿累尼乌斯（即斯万特·奥古斯特·阿累尼乌斯，Svante August Arrhenius，1859年－1927年）通过计算指出，大气中二氧化碳浓度增加一倍，可使地表温度上升5～6℃。 [24]
1950年－1952年间，苏联的柳巴夫斯基（K. B. Любавский）、诺沃日洛夫（H. M. Новожилов）与日本的关口春次郎分别研究了一种在二氧化碳保护气体中使用的焊丝，并提出了焊接钢材的新的冶金方案。 [25] 随之，1953年，柳巴夫斯基等人发明了二氧化碳气体保护焊。
==基本简介==
二氧化碳（英文名称：Carbon dioxide）是空气中常见的化合物，其分子式为CO₂，由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成。空气中有微量的二氧化碳，约占空气总体积的0.03％。二氧化碳能溶于水中，形成碳酸，碳酸是一种弱酸。由于空气中含有二氧化碳，所以通常情况下雨水的PH值大于等于5.6[1]（CO₂本身没有毒性，但当空气中的CO₂超过正常含量时，会对人体产生有害的影响。）
==性质==
碳氧化物之一，是一种无机物，常温下是一种无色无味气体，且无毒。密度比空气略大，能溶于水，并生成碳酸。（碳酸饮料基本原理）使紫色石蕊溶液变红，一定量的CO₂可以使澄清的石灰水（Ca(OH)₂）变浑浊，在做关于呼吸作用的产物等产生二氧化碳的试验都可以用到，还可以支持镁带燃烧。
==产生途径==
其产生途径主要有以下几种：①有机物（包括动植物）在分解、发酵、腐烂、变质的过程中都可释放出二氧化碳。②石油、石腊、煤炭、天然气燃烧过程中，也要释放出二氧化碳。③石油、煤炭在生产化工产品过程中，也会释放出二氧化碳。④所有粪便、腐植酸在发酵，熟化的过程中也能释放出二氧化碳。⑤所有动物在呼吸过程中，都要吸氧气吐出二氧化碳
==主要应用==
高纯二氧化碳主要用于电子工业，医学研究及临床诊断、二氧化碳激光器、检测仪器的校正气及配制其它特种混台气，在聚乙烯聚合反应中则用作调节剂。 [8]
固态二氧化碳广泛用于冷藏奶制品、肉类、冷冻食品和其它转运中易腐败的食品，在许多工业加工中作为冷冻剂，例如粉碎热敏材料、橡胶磨光、金属冷处理、机械零件的收缩装配、真空冷阱等。 [8]
气态二氧化碳用于碳化软饮料、水处理工艺的pH控制、化学加工、食品保存、化学和食品加工过程的惰性保护、焊接气体、植物生长刺激剂，在铸造中用于硬化模和芯子及用于气动器件，还应用于杀菌气的稀释剂（即用氧化乙烯和二氧化碳的混台气作为杀菌、杀虫剂、熏蒸剂，广泛应用于医疗器具、包装材料、衣类、毛皮、被褥等的杀菌、骨粉消毒、仓库、工厂、文物、书籍的熏蒸）。 [8]
液体二氧化碳用作致冷剂，飞机、导弹和电子部件的低温试验，提高油井采收率，橡胶磨光以及控制化学反应，也可用作灭火剂。 [8]
超临界状态的二氧化碳可以用作溶解非极性、非离子型和低分子量化合物的溶剂，所以在均相反应中有广泛应用。
==二氧化碳对农业的影响==
实验证明在CO2高浓度的环境下，植物会生长得更快速和高大。但是，‘全球变暖’的结果可会影响大气环流，继 而改变全球的雨量分布与及各大洲表面土壤的含水量。由于未能清楚了解‘全球变暖’对各地区性气候的影响，以致对植物生态所 产生的转变亦未能确定。
相关危害
现在地球上气温越来越高，是因为二氧化碳增多造成的。因为二氧化碳具有保温的作用，现在这一群体的成员越来越多，使温度升高，近100年，全球气温升高0.6℃，照这样下去，预计到21世纪中叶，全球气温将升高1.5——4.5℃。
海平面升高，也是二氧化碳增多造成的，近100年，海平面上升14厘米，到21世纪中叶，海平面将会上升25——140厘米，海平面的上升，亚马逊雨林将会消失，两极海洋的冰块也将大部分融化。所有这些变化对野生动植物而言无异于灭顶之灾。
空气中一般含有约0.03%二氧化碳，但由于人类活动（如化石燃料燃烧）影响，近年来二氧化碳含量猛增，导致温室效应、全球气候变暖、冰川融化、海平面升高……旨在遏制二氧化碳过量排放的《京都议定书》已经生效，有望通过国际合作遏制温室效应。
空气中有微量的二氧化碳，约占0.039%。二氧化碳能溶于水中，形成碳酸，碳酸是一种弱酸。
中文名二氧化碳 英文名carbon dioxide 别 称碳酸气、碳酸酐、干冰（固态）等 [7] 化学式CO₂ 分子量44.0095 [1] CAS登录号124－38－9 [2] EINECS登录号204-696-9 [2] 熔 点-56.6（527kPa） [2] 沸 点-78.5（升华） [2] 水溶性小于0.05%（22.9℃） [2] 外 观常温常压下是一种无色无味或无色无嗅而略有酸味的气体 闪 点无 [2] 应 用冷藏易腐败的食品、做制冷剂、制造碳化软饮料等 [2] 气态密度1.997g/L（0℃，101.325kPa） [8] 液态密度0.9295kg/L（0℃，101.3485kPa） [8] 固态密度1.56kg/L（-79℃） [2] 三相点-56.6℃（517.97kPa） [8] 制备方法石灰石和稀盐酸反应制取等 [2] 分子直径0.35～0.51nm [9]
==研究简史==
原始社会时期，原始人在生活实践中就感知到了二氧化碳的存在，但由于历史条件的限制，他们把看不见、摸不着的二氧化碳看成是一种杀生而不留痕迹的凶神妖怪而非一种物质。 [10]
3世纪时，中国西晋时期的张华（232年－300年）在所著的《博物志》一书记载了一种在烧白石（CaCO3）作白灰（CaO）过程中产生的气体，这种气体便是如今工业上用作生产二氧化碳的石灰窑气。 [10]
17世纪初，比利时医生海尔蒙特（即扬·巴普蒂斯塔·范·海尔蒙特，Jan Baptista van Helmont，1580年－1644年）发现木炭燃烧之后除了产生灰烬外还产生一些看不见、摸不着的物质，并通过实验证实了这种被他称为“森林之精”的二氧化碳是一种不助燃的气体，确认了二氧化碳是一种气体；还发现烛火在该气体中会自然熄灭，这是二氧化碳惰性性质的第一次发现。不久后，德国化学家霍夫曼（即弗里德里希·霍夫曼，Friedrich Hoffmann，1660年－1742年）对被他称为“矿精（spiritus mineralis）”的二氧化碳气体进行研究，首次推断出二氧化碳水溶液具有弱酸性。 [10]
1756年，英国化学家布莱克（即约瑟夫·布莱克，Joseph Black，1728年－1799年）第一个用定量方法研究了被他称为“固定空气”的二氧化碳气体，二氧化碳在此后一段时间内都被称作“固定空气”。 [11]
1766年，英国科学家卡文迪许（即亨利·卡文迪许，Henry Cavendish，1731年－1810年）成功地用汞槽法收集到了“固定空气”，并用物理方法测定了其比重及溶解度，还证明了它和动物呼出的和木炭燃烧后产生的气体相同。 [12]
1772年，法国科学家拉瓦锡（即安托万-洛朗·拉瓦锡，Antoine-Laurent de Lavoisier，1743年－1794年）等用大火镜聚光加热放在汞槽上玻罩中的钻石，发现它会燃烧，而其产物即“固定空气”。同年，科学家普里斯特利（即约瑟夫·普里斯特利，Joseph Priestley，1733年－1804年）研究发酵气体时发现：压力有利于“固定空气”在水中的溶解，温度增高则不利于其溶解。这一发现使得二氧化碳能被应用于人工制造碳酸水（汽水）。 [12]
1774年，瑞典化学家贝格曼（即托贝恩·奥洛夫·贝格曼，Torbern Olof Bergman，1735年－1784年）在其论文《研究固定空气》中叙述了他对“固定空气”的密度、在水中的溶解性、对石蕊的作用、被碱吸收的状况、在空气中的存在、水溶液对金属锌、铁的溶解作用等的研究成果。 [11]
1787年，拉瓦锡在发表的论述中讲述将木炭放进氧气中燃烧后产生的“固定空气”，肯定了“固定空气”是由碳和氧组成的，由于它是气体而改称为“碳酸气”。同时，拉瓦锡还测定了它含碳和氧的质量比（碳占23.4503%，氧占76.5497%），首次揭示了二氧化碳的组成。 [10] [11]
1797年，英国化学家坦南特（即史密森·坦南特，Smitbson Tennant，1761年－1815年， [13] 又译“台耐特” [14] 等）用分析的方法测得“固定空气”含碳27.65%、含氧72.35%。 [10]
1823年，英国科学家法拉第（即迈克尔·法拉第，Michael Faraday，1791年－1867年）发现加压可以使“碳酸气”液化。同年，法拉第和戴维（即汉弗里·戴维，Humphry Davy，1778年－1829年，又译“笛彼”）首次液化了“碳酸气”。 [15-17]
1834年或1835年，德国人蒂罗里尔（即阿德里安·让·皮埃尔·蒂罗里尔，Adrien-Jean-Pierre Thilorier，1790年－1844年，又译“蒂洛勒尔”、“狄劳里雅利” [18] 、“奇洛列” [19] 等）成功地制得干冰（固态二氧化碳）。 [20-21]
1840年，法国化学家杜马（即让-巴蒂斯特·安德烈·杜马，Jean-Baptiste André Dumas，1800年－1884年）把经过精确称量的含纯粹碳的石墨放进充足的氧气中燃烧，并且用氢氧化钾溶液吸收生成的“固定空气”，计算出“固定空气”中氧和碳的质量分数比为72.734：27.266。此前，阿伏伽德罗（即阿莫迪欧·阿伏伽德罗，Amedeo Avogadro，1776年8月9日—1856年7月9日）于1811年提出了假说——“在同一温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。”化学家们结合氧和碳的原子量得出“固定空气”中氧和碳的原子个数简单的整数比是2：1，又以阿伏伽德罗于1811年提出的假说为依据，通过实验测出“固定空气”的分子量为44，从而得出“固定空气”的化学式为CO2，与此化学式相应的名称便是“二氧化碳”。 [11]
1850年，爱尔兰物理化学家安德鲁斯（即托马斯·安德鲁斯，Thomas Andrews，1813年－1885年）开始对二氧化碳的超临界现象进行研究，并于1869年测定了二氧化碳的两个临界参数：超临界压强为7.2MPa，超临界温度为304.065K（二者在2013年的公认值分别为7.375MPa和303.05K）。 [22-23]
1896年，瑞典化学家阿累尼乌斯（即斯万特·奥古斯特·阿累尼乌斯，Svante August Arrhenius，1859年－1927年）通过计算指出，大气中二氧化碳浓度增加一倍，可使地表温度上升5～6℃。 [24]
1950年－1952年间，苏联的柳巴夫斯基（K. B. Любавский）、诺沃日洛夫（H. M. Новожилов）与日本的关口春次郎分别研究了一种在二氧化碳保护气体中使用的焊丝，并提出了焊接钢材的新的冶金方案。 [25] 随之，1953年，柳巴夫斯基等人发明了二氧化碳气体保护焊。
==基本简介==
二氧化碳（英文名称：Carbon dioxide）是空气中常见的化合物，其分子式为CO₂，由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成。空气中有微量的二氧化碳，约占空气总体积的0.03％。二氧化碳能溶于水中，形成碳酸，碳酸是一种弱酸。由于空气中含有二氧化碳，所以通常情况下雨水的PH值大于等于5.6[1]（CO₂本身没有毒性，但当空气中的CO₂超过正常含量时，会对人体产生有害的影响。）
==性质==
碳氧化物之一，是一种无机物，常温下是一种无色无味气体，且无毒。密度比空气略大，能溶于水，并生成碳酸。（碳酸饮料基本原理）使紫色石蕊溶液变红，一定量的CO₂可以使澄清的石灰水（Ca(OH)₂）变浑浊，在做关于呼吸作用的产物等产生二氧化碳的试验都可以用到，还可以支持镁带燃烧。
==产生途径==
其产生途径主要有以下几种：①有机物（包括动植物）在分解、发酵、腐烂、变质的过程中都可释放出二氧化碳。②石油、石腊、煤炭、天然气燃烧过程中，也要释放出二氧化碳。③石油、煤炭在生产化工产品过程中，也会释放出二氧化碳。④所有粪便、腐植酸在发酵，熟化的过程中也能释放出二氧化碳。⑤所有动物在呼吸过程中，都要吸氧气吐出二氧化碳
==主要应用==
高纯二氧化碳主要用于电子工业，医学研究及临床诊断、二氧化碳激光器、检测仪器的校正气及配制其它特种混台气，在聚乙烯聚合反应中则用作调节剂。 [8]
固态二氧化碳广泛用于冷藏奶制品、肉类、冷冻食品和其它转运中易腐败的食品，在许多工业加工中作为冷冻剂，例如粉碎热敏材料、橡胶磨光、金属冷处理、机械零件的收缩装配、真空冷阱等。 [8]
气态二氧化碳用于碳化软饮料、水处理工艺的pH控制、化学加工、食品保存、化学和食品加工过程的惰性保护、焊接气体、植物生长刺激剂，在铸造中用于硬化模和芯子及用于气动器件，还应用于杀菌气的稀释剂（即用氧化乙烯和二氧化碳的混台气作为杀菌、杀虫剂、熏蒸剂，广泛应用于医疗器具、包装材料、衣类、毛皮、被褥等的杀菌、骨粉消毒、仓库、工厂、文物、书籍的熏蒸）。 [8]
液体二氧化碳用作致冷剂，飞机、导弹和电子部件的低温试验，提高油井采收率，橡胶磨光以及控制化学反应，也可用作灭火剂。 [8]
超临界状态的二氧化碳可以用作溶解非极性、非离子型和低分子量化合物的溶剂，所以在均相反应中有广泛应用。
==二氧化碳对农业的影响==
实验证明在CO2高浓度的环境下，植物会生长得更快速和高大。但是，‘全球变暖’的结果可会影响大气环流，继 而改变全球的雨量分布与及各大洲表面土壤的含水量。由于未能清楚了解‘全球变暖’对各地区性气候的影响，以致对植物生态所 产生的转变亦未能确定。
相关危害
现在地球上气温越来越高，是因为二氧化碳增多造成的。因为二氧化碳具有保温的作用，现在这一群体的成员越来越多，使温度升高，近100年，全球气温升高0.6℃，照这样下去，预计到21世纪中叶，全球气温将升高1.5——4.5℃。
海平面升高，也是二氧化碳增多造成的，近100年，海平面上升14厘米，到21世纪中叶，海平面将会上升25——140厘米，海平面的上升，亚马逊雨林将会消失，两极海洋的冰块也将大部分融化。所有这些变化对野生动植物而言无异于灭顶之灾。
空气中一般含有约0.03%二氧化碳，但由于人类活动（如化石燃料燃烧）影响，近年来二氧化碳含量猛增，导致温室效应、全球气候变暖、冰川融化、海平面升高……旨在遏制二氧化碳过量排放的《京都议定书》已经生效，有望通过国际合作遏制温室效应。