Cacbon Dioxit được biết đến như một loại khí thải độc hại có mặt ở khắp nơi trong môi trường mà chúng ta đang sinh sống. Qua bài viết dưới đây, chúng ta sẽ được biết cụ thể nó là chất hóa học ra sao, người ta dùng nó cho mục đích gì và làm thế nào để có thể điều chế ra nó để phục vụ cho công nghiệp.
Cacbon dioxit được định nghĩa là chất hóa học gì?
Cacbon dioxit được biết đến như một chất hóa học tồn tại ở dạng khí và xuất hiện nhiều trong khí quyển của Trái Đất. Nó còn có nhiều cái tên khác như thán khí, anhydride carbonic, khí cacbonic và thỉnh thoảng nó cũng tồn tại ở dạng rắn.
Cấu tạo của nó bao gồm hai nguyên tử oxi và một nguyên tử cacbon, do đó mà nguyên tử khối của nó sẽ là 44. Còn về cấu tạo phân tử thì nó bao gồm mỗi nguyên tử sẽ có 1 cacbon cung cấp 4 electron để tạo thành các liên kết đôi với nguyên tố oxi.
Ta có thể dễ dàng tìm thấy chất khí này ở khắp mọi nơi như các khói bay từ miệng của núi lửa, do sự hô hấp của các tế bào hoặc đơn giản hơn là trong bầu khí quyển. Điều này cho thấy rằng khí cacbon dioxit cực kỳ phổ biến.
Cacbon dioxit sở hữu tính chất vật lý ra sao?
Do là chất khí được cấu tạo từ một nguyên tử cacbon và hai nguyên tử oxi nên nó không hề có màu và mùi. Ngoài ra, khi người ta đo lường chất khi này ở điều kiện 25 độ C, ta sẽ thấy nó nặng hơn không khí gấp 1,5 lần, một con số tương đối không quá lớn.
Bên cạnh đó, nó cũng sở hữu khả năng tan trong nước bọt để tạo thành axit cacbonic, do đó hãy cẩn thận khi nuốt khí này trong bên trong. Theo nhiều nghiên cứu cho biết thì nuốt khí cacbon dioxit vào bên trong, chúng ta sẽ cảm thấy hơi chua ở miệng và nhói ở cổ họng.
Tiếp đó, khí cacbon dioxit có khả năng bị phân hủy trong môi trường với nhiệt độ lên đến hơn 2000 độ C, từ đó tách ra hai chất khí khác là CO và khí Oxi. Không những vậy, khi đặt nó dưới nhiệt độ âm 78 độ C, ta có thể thấy nó chuyển thành dạng rắn, còn được gọi là băng khô.
Bởi khả năng giữ lạnh cực kỳ tốt khi chuyển thành thể rắn của cacbon dioxit mà nhiều người đã vận dụng nó để làm đông một số loại thực phẩm. Tuy nhiên, bạn cũng nên cẩn thận bởi loại băng khô này có khả năng khiếp người tiếp xúc trực tiếp với nó bị bỏng lạnh.
CO2 sở hữu tính chất hóa học ra sao?
Bên cạnh các tính chất vật lý thì Cacbon dioxit cũng có một vài tính chất hóa học riêng. Những tính chất này sẽ biểu thị khả năng mà nó tác dụng với các chất khác để tạo ra các hiện tượng hoặc các sản phẩm hóa học mới.
Có khả năng tan trong nước tạo thành axit yếu
Lý giải cho việc chất này có thể tan trong nước bọt là do nó có thể tác dụng trực tiếp với nước và tạo thành axit cacbonic, một loại axit khá yếu. Bạn có thể nhận biết được điều này bằng cách cho Cacbon dioxit tác dụng với nước và dùng quỳ tím để thử.
Khi để quỳ tím vào, bạn có thể thấy rằng quỳ tím bắt đầu chuyển sang màu đỏ nhạt. Sau đó ta bắt đầu cho phần giấy vừa thử được đun nóng dưới nhiệt độ vừa phải, ta có thể thấy được màu đỏ lập tức chuyển lại thành màu tím chứng minh axit đó khá yếu.
Có thể tác dụng với dung dịch hóa học bazo
Không những tác dụng với nước mà chất khí này còn có khả năng tác dụng với các dung dịch bazơ để tạo thành một số muối cụ thể. Ta có thể thí nghiệm nó bằng cách cho Cacbon dioxit tác dụng trực tiếp với NaOH, ta sẽ thấy được các muối sinh ra.
Tùy vào từng số lượng của CO2 hoặc NaOH mà bạn sử dụng để tác dụng với nhau mà sản phẩm muối cho ra có thể khác nhau. Nếu như số mol của Cacbon dioxit ít hơn số mol của NaOH thì nó sẽ tạo ra muối trung hòa, còn nếu cả hai bằng nhau thì sẽ tạo ra muối axit.
Có thể tác dụng với chất hóa học oxit bazo
Cuối cùng chính là khả năng tác dụng của cacbon dioxit với oxit bazơ để tạo thành muối. Nhìn chung thì phản ứng ở tính chất hóa học này không có gì đặc biệt ngoài việc tác dụng với CaO tạo ra CaCO3, một chất được sử dụng để khử chua đất hoặc làm thành phần của vôi nông nghiệp.
Được biết thì tác dụng của loại dung dịch được tạo ra này khá đa dạng, được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và các khía cạnh khác trong y tế. Bạn có thể tìm hiểu thêm về chất này qua các tài liệu chuyên môn hoặc qua các tài liệu trên internet.
Điều chế khí CO2 trong thí nghiệm và công nghiệp
Để có thể điều chế được chất khí này thì người ta đã chia nó thành 2 cách khác nhau, mỗi cách này đều được sử dụng cho các mục đích khác nhau. Bạn có thể biết rõ hơn về những cách này thông qua về các chia sẻ dưới đây.
Cách thức điều chế khí Cacbon Dioxit ở phòng thí nghiệm
Để có thể điều chế được chất khí cacbon Dioxit trong phòng thí nghiệm, bạn phải chuẩn bị sẵn các chất như CaCO3 và HCl. Có thể nói cách điều chế này tương đối khá đơn giản khi bạn chỉ cần cho CaCO3 tác dụng với HCl là đã có thể thu được khí này.
Tuy nhiên, người ta muốn thu được chất này tinh khiết hơn, không có chứa các tạp chất như HCl hoặc hơi nước thì cho nó qua bình đựng NaHCO3 dư. Sau khi cho qua bình định này thì phần HCl dư phía trên sẽ bị giữ lại, tiếp đó cho qua H2SO4 đặc để giữ nước.
Sau khi kết thúc cả 3 quá trình trên thì chất khí cacbon Dioxit mà chúng ta thu được hoàn toàn tinh khiết và không lẫn chứa bất kỳ tạp chất. Tuy nhiên, nhìn chung thì cách này vẫn tương đối khá tốn kém và mất nhiều thời gian để điều chế.
Cách thức điều chế khí cacbon Dioxit một cách công nghiệp
Để có thể điều chế được khí cacbon Dioxit thì người ta có rất nhiều cách để thực hiện trong công nghiệp. Một trong những cách phổ biến nhất chính là đốt than cốc trong công nghiệp, cách này tương đối không quá tốn kém và có thể sử dụng được nhiều.
Ngoài ra, họ cũng có thể nhiệt phân đá vôi ở một nhiệt độ lên đến 1000 độ C để có thể tạo ra được khí cacbon Dioxit và CaO. Bên cạnh đó cũng có một số cách để thu được khí này qua các quá trình hô hấp của động vật hay người, quá trình rượu lên men hay các nhiên liệu được đốt cháy.
Toàn bộ các cách thức này được nhiều nơi sử dụng rộng rãi để phục vụ cho mục đích sử dụng khí cacbon Dioxit của họ. Để biết rõ hơn về các mục đích đó, bạn có thể đọc tiếp các ứng dụng của khí này ở phần dưới đây.
Các ứng dụng của cacbon dioxit
Do sở hữu các tính chất vật lý và hóa học khá độc đáo và mang tính ứng dụng cao nên nó được sử dụng khá nhiều tại mọi lĩnh vực. Cụ thể là nó được sử dụng trong công nghiệp, trong y tế, trong đời sống và kể cả trong công nghệ thực phẩm.
CO2 được vận dụng ra sao trong công nghiệp?
Thường thì người ta sẽ sử dụng loại khí này trong các phao cứu hộ bởi nó được đánh giá là có chi phí không quá cao và không gây cháy nổ. Đôi khi, bạn có thể tìm thấy nó trong các thiết bị như súng hơi hay trong ống bơm xe đạp bởi thành phần chính của các thiết bị này là ống thép chứa Cacbonic.
Chưa dừng lại ở đó, hầu hết các bình cứu hỏa ngày nay cũng sử dụng khí cacbon Dioxit để làm chất dập các đám cháy khá hiệu quả. Đồng thời, một số thiết bị được sử dụng để hàn các dụng cụ cũng sử dụng chất khí này, mặc dù chất lượng mà nó mang lại không tốt.
CO2 được vận dụng ra sao trong y tế?
Thường thì trong môi trường y tế, người ta sẽ vận dụng chất khí cacbon Dioxit để làm dung môi cho các chất hữu cơ. Bởi theo các tính chất hóa học vật lý thì nó ít độc hơn clorua hữu cơ, ngoài ra khi loại bỏ cafein ra khỏi cafe thì người ta cũng dùng chất này.
Đối với những bệnh nhân cần thiết bị để trợ thở thì người ta sẽ sử dụng khí cacbon Dioxit cùng với 5% oxi nguyên chất để hỗ trợ họ. Chính sự kết hợp này sẽ giúp cho bệnh nhân có thể cân bằng lại nồng độ oxy hoặc cacbonic có trong máu.
CO2 được vận dụng ra sao trong đời sống?
Trong đời sống thì ta có thể thấy nó được sử dụng để tạo nên các hiệu ứng trên sân khấu như sương mù, khói. Điều này là nhờ vào công dụng của băng khô, hay còn được gọi là đá khô hay đá khói.
Tuy nhiên, trong quá trình sử dụng nó thì bạn phải thật sự cẩn thận bởi loại khí Cacbon Dioxit được chuyển thành đá khô ở nhiệt độ khá thấp. Do đó mà nếu không cẩn thận có thể gây tình trạng bỏng lạnh đối với da, ngoài ra bạn cùng đừng để nó trong các thùng kín.
Được sử dụng như thế nào trong công nghệ thực phẩm
Cuối cùng chính là công dụng của nó trong công nghệ thực phẩm, điển hình nhất chính là khả năng làm lạnh thực phẩm của nó. Ngoài ra, nó cũng được sử dụng để có thể tạo ra gas trong các đồ uống có gas phổ biến hiện nay như pepsi, coca hay 7up.
Còn đối với một số loại thực phẩm cần loại bỏ dầu và các chất béo thì người ta sử dụng Cacbon Dioxit để thực hiện công việc này. Tuy nhiên, nó cũng đòi hỏi một quá trình khá lớn để có thể hoàn thành và thường được sử dụng khi chiết xuất mày hoặc hương vị.
Khí CO2 có độc không, cách xử lý và lưu ý khi sử dụng
Với sự xuất hiện của nhiều nhà máy ngày nay thì vấn đề khí cacbon Dioxit được thải ra môi trường đã ngày càng gia tăng. Tuy nhiên, đây không hẳn là một khí độc hại có khả năng ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người.
Nhưng nếu nó cứ xuất hiện với nồng độ ngày càng dày đặc thì có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường mà chúng ta đang sống. Cụ thể là nó sẽ làm cho trái đất nóng dần lên, băng tan ra, động vật chết nhiều hơn, nồng độ oxy cung cấp cho con người ít hơn.
Lời kết
Có thể thấy cacbon Dioxit thực sự ảnh hưởng khá nghiêm trọng đến sức khỏe của con người và thiên nhiên mà chúng ta đang sống. Do đó, hãy nghiêm túc chấp hành các biện pháp bảo vệ môi trường bằng cách giảm thiểu lượng khí thải này qua các phương tiện di chuyển hằng ngày.
