CẤU TẠO TÍNH CHẤT HÓA HỌC, ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG CỦA CACBON DIOXIT (CO2)

1. Cấu tạo phân tử và 

 - Công thức phân tử: CO₂

 - Công thức cấu tạo: O=C=O.

2. Tính chất vật lí

- Là khí không màu, vị hơi chua. Tan ít trong nước. CO₂ khi bị làm lạnh đột ngột là thành phần chính của nước đá khô. Nước đá khô không nóng chảy mà thăng hoa nên được dùng để làm môi trường lạnh và khô, rất tiện lợi để bảo quản thực phẩm.

 

3. Tính chất hóa học

 

a. CO₂ là oxit axit

 

- CO₂ tan trong nước tạo thành axit cacbonic (là một điaxit rất yếu)              CO₂ + H₂O ↔ H₂CO₃

 

- CO₂ tác dụng với oxit bazơ → muối.                                                   

CaO + CO₂ → CaCO₃ (t⁰)

 

- CO₂ tác dụng với dung dịch bazơ → muối + H₂O        

   Ví dụ 1:

NaOH + CO₂ → NaHCO₃

2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O

 

   Ví dụ 2:

          Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

          CaCO₃ + H₂O + CO₂ → Ca(HCO₃)₂

* Lưu ý: Tùy theo tỉ lệ phản ứng có thể tạo thành các muối khác nhau:

 Gọi nOH^-/ n CO₂ = T thì 

  + T < hoặc = 1 → muối  HCO₃^-
  + T > hoặc = 2 → CO₃^2- 

  + 1 < T <2  → 2 muối: ^HCO₃- và CO₃^2- 

 

b. CO₂ bền, ở nhiệt độ cao thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh 

CO₂ + 2Mg → 2MgO + C

CO₂ + C → 2CO

* Lưu ý: Được dùng để giải thích CO₂ không dùng để dập tắt các đám cháy kim loại.

 

4. Điều chế

- Quá trình hô hấp của người và động vật:                 

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

- Quá trình lên men bia rượu:                                     

C₆H₁₂O₆ → 2CO₂ + 2C₂H₅OH

- Quá trình đốt cháy nhiên liệu:                                  

C_xH_y + (x + y/4)O₂ → xCO₂ + y/2H₂O

- Trong công nghiệp:              

C + O₂ → CO₂ (đốt cháy hoàn toàn than cốc trong không khí)

CaCO₃ → CaO + CO₂ (1000⁰C)

- Trong phòng thí nghiệm:     

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

5. Ứng dụng

 

 - Băng khô CO₂ được sử dụng trong làm lạnh thực phẩm, làm sạch bề mặt thay cho cát, gây mưa nhân tạo.

 - Khí CO₂ được sử dụng nhiều trong ngành sản xuất nước giải khát  có ga và bia rượu.

- Trong công nghệ hàn CO₂ được sử dụng làm khí bảo vệ trong một số phương pháp hàn.

 

- CO₂ được dùng để sản xuất ure

 

CO₂ + 2NH₃ →  H₂O + (NH₂)₂CO (180⁰C; 200at)

 

* Lưu ý: Khí CO₂ không độc, không gây cháy nổ, tuy nhiên khi nồng độ quá cao sẽ gây nguy hại đến sức khỏe con người vì nó nặng hơn không khí nên có thể tích tụ tại các nơi kín khí như ở các giếng khô, hang động,...

 

6. Nhận biết   

     Tạo kết tủa trắng với dung dịch nước vôi trong dư.

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

 

Trung tâm luyện thi, gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng