二氧化碳(Carbon dioxide)是空氣中常見的化合物,其分子式为CO2。
常壓下為無色、無臭、不助燃、[1]不可燃的氣體。
二氧化碳略溶於水,少部份二氧化碳會和水反應,產生碳酸。
CO2(g) + H2O → H2CO3
二氧化碳略微溶於醇。
二氧化碳通常是由燃燒有機化合物、細胞的呼吸作用、微生物的發酵作用等所產生,植物在有陽光的情況下吸取二氧化碳,在其葉綠体內進行光合作用,產生碳水化合物和氧氣,氧氣可供其他生物進行呼吸作用,這種循環稱為碳循環(carbon cycle)。
二氧化碳是溫室氣體之一,可以把來自太陽的熱能鎖起來,不讓其流失,如果大氣中的二氧化碳含量過多,熱量更難流失,地球的平均氣溫也會隨之上升,這種情況稱為溫室效應。
二氧化碳的固體狀態是乾冰。乾冰在室溫下會直接昇華為氣體。二氧化碳需加壓到5.1倍大氣壓力才會以液態存在。
在17世紀,法蘭德斯化學家海尔蒙特發現在密封容器內燃燒木炭,剩下的氣體的密度比原來的氣體更高。
1750年代,蘇格蘭物理學家约瑟夫·布莱克又對二氧化碳有更進一步的研究:石灰石加熱或加入酸後會產生一種它稱為「固定空氣」的氣體。
在實驗室中通常以碳酸鹽加酸製備二氧化碳,例如以碳酸鈣與鹽酸反應,並以向上排空氣法收集:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O
在工業上是以高溫加熱灰石(主要成分為碳酸鈣)分解產生二氧化碳:
CaCO3 →CaO + CO2↑
檢驗
將二氧化碳通入澄清的石灰水,會產生白色的碳酸鈣沉澱,使石灰水变浑浊。如先加热水并收集产生的气体,然后用澄清的石灰水检验。这样效果更好。其他气体(如二氧化硫)也会使澄清石灰水变浑浊,从而干扰检测。
Ca(OH)2+CO2 → CaCO3 + H2O
二氧化碳水溶液呈弱酸性,會讓紅色的酚酞變無色。
因為二氧化碳比空氣重,所以在低漥處的濃度較高。以人工鑿井或挖孔樁時,若通風**則會造成井底的人員窒息。
應避免之物質: