Кто открыл углекислый газ

Статья ставит перед собой цель довести до сведения людей информацию о газе, который необходим человеку для жизнедеятельности и поддержания важных процессов в природе на земле.

Но его воздействие, при увеличении, дестабилизирует окружающую среду и может привести к глобальным и необратимым процессам разрушения для планеты.

В настоящее время мы уже можем наблюдать изменение климатических условий на разных континентах, связанные с одним из значимых газов на земле – диоксидом углерода.

Происхождение

Образование диоксида углерода носит естественный характер. Основная часть углерода на Земле миллионы лет хранится в надежных кладовых карбонатных горных пород, вроде той, из которых состоят известные «Белые Скалы Дувра» на побережье Ла-Манша.

Кто открыл углекислый газ

В создании этих скал участвовали существа, в тысячу раз меньше булавочной головки. Триллионы подобных, микроскопических существ — одноклеточные водоросли.

Кто открыл углекислый газ

Вулканы, горячие источники и гейзеры выбрасывали CO2 в атмосферу, а океаны осуществляли его медленное поглощение. Сотни миллионов лет одноклеточные водоросли растворяли в себе двуокись углерода и формировали из нее крошечные раковины. Обилие этих раковин образовывало огромные залежи мела или известняка на дне океана.

В результате смещения тектонических плит, земля подняла морское дно из глубины и высекла из него большие «Белые Скалы Дувра». Полипы и водоросли, которые умеют из воды извлекать известь, использовали двуокись углерода для постройки гигантских коралловых рифов.

Сами же океаны превращали в известняк поглощенный диоксид углерода, без помощи со стороны живых существ.

Кто открыл углекислый газПоглощение океаном CO2

С течением времени в атмосфере планеты остались едва заметные следы CO2, концентрация углекислого газа на данный момент составляет около 0,04 процента от общего объема воздуха. Сейчас наряду с азотом (N2), кислородом (O2) и аргоном (Ar) диоксид углерода образует составную часть воздуха планеты, которым мы дышим.

Кто открыл углекислый газ

В массовом эквиваленте на кубометр воздуха приходится 760 миллиграмм CO2. Однако в этом и заключается разница между бесплодной пустошью и буйством жизни в земном саду. При полном отсутствии углекислого газа Земля превратилась бы в ледяной шар. При увеличении его в 2 раза, а именно при 8 молекулах на каждые 10000, нам стало бы не комфортно при такой жаре.

Открытие

Кто открыл углекислый газДжозеф Блэк

Первооткрывателем углекислого газа является шотландский физик и химик, Джозеф Блэк (Joseph Black). В 1756 году ученный проводил эксперимент, нагревая белую магнезию (MgCO3). В результате нагрева он выявил, что карбонат магния разложился до жженой магнезии (оксида магния) с потерей массы и образованием так называемого «связанного воздуха». Этим воздухом, как не трудно догадаться, был диоксид углерода.

Кто открыл углекислый газ

Впервые, при детальном изучении CO2, Джозеф Блэк доказал что, окружающий нас воздух, это не единая субстанция, а смесь газов. До этого момента все ученные считали воздух одним газом.

Круговорот в природе

Организмам и растениям для поддержания жизненных процессов необходим углерод, круговорот которого в углеродном цикле планеты осуществляется двуокисью углерода.

Регулирование концентрации CO2, с конца докембрийского периода (540 млн. лет назад) и до начала индустриально-промышленной эпохи, производится происходящими в земной коре геологическими процессами и производящими фотосинтез организмами.

Одни из них образуют и выбрасывают, другие поглощают и вдыхают.

Кто открыл углекислый газ

Энергия света, попадая на растительные организмы, водоросли и некоторые виды бактерий, активирует процессы, производящие сложные органические соединения (углеводы) из простых неорганических (CO2 и вода). При этом кислород образуется в качестве побочного продукта.

Двуокись углерода также является побочным продуктом организмов, для дыхания которым необходим кислород. Газ попадает в воду через жабры рыб и в воздух через легкие людей и животных. Углекислый газ появляется в результате распада органики (гниение) и в процессе брожения. Вулканы производят выброс углекислого газа, океаны осуществляют его поглощение.

Сжигая дрова и другие органические материалы, ископаемые виды топлива, также происходит выделение углекислоты.

Промышленность и CO2

Диоксид углерода — востребованный промышленный материал, который используется во многих отраслях в твердом, жидком и газообразном состоянии.

CO2 применяется:

  • В качестве инертного газа при сварке.
  • Является наполнителем для углекислотных огнетушителей.
  • В качестве газа наддува в авиационных пушках и при добыче нефти.
  • Его добавляют в питьевую воду, вино и газированные напитки.
  • В твердом состоянии используется как хладагент.

Влияние на атмосферу

Наличие углекислоты регулировалось в течение длительного срока естественными процессами, происходящими на поверхности земли.

К искусственным процессам увеличения содержания CO2, в охватывающих весь земной шар масштабах, наша цивилизация приступила в середине 20 века.

Человечество, сжигая уголь, нефть и природный газ, производит огромные выбросы диоксида углерода, как отработанного и ненужного продукта в крупномасштабных процессах окисления.

Кто открыл углекислый газ

Увеличение населения земли за последние сто лет в 5 раз (1900 год — 1,6 миллиарда человек, 2018 год – 7,6 миллиарда человек) также вносит существенный вклад в накопление этого газа. Производство и использование транспорта увеличивается с ростом населения.

Вместе с возрастанием промышленности это приводит к значительной эмиссии CO2 в окружающий воздух. Естественные фильтровальные насосы (океаны и растения) не справляются с увеличением углекислого газа. Об этом говорят измерения, производимые постоянно в разных уголках земли.

Так, наличие CO2 в доиндустриальную эпоху составляло 280 ppm, в наше время 406 ppm.

Кто открыл углекислый газ

Усугубляет ситуацию вырубка и горение лесов. Пропуская ультрафиолетовое и поглощая инфракрасное (отраженное от земли) излучение углекислота способствует нагреванию океанов и атмосферы земли, образуется парниковый эффект.

Увеличение и хорошее проникновение в верхние слои океанов, приводит к образованию угольной кислоты.

Данный процесс вызывает окисление, что в совокупности с повышенной температурой, приводит к гибели фитопланктона, важнейшего поставщика кислорода на земле и утилизатора CO2.

Заключение

Хоть немного узнав об углекислом газе, вы осознаете его значимость практически во всей биосфере земли. Сформировав эти не большие, но важные знания, можете ознакомиться с остальными взаимодействиями диоксида углерода в других статьях. Рассказать об этом своим родственникам, знакомым и друзьям и быть может мы, все вместе продлим существование нашей планеты. Что вы об этом думаете?

Кто открыл углекислый газ — Мастерок

Так кто же всё таки и когда изобрёл газированную воду?

Открытие углекислого газа.

По соседству с домом Джозефа Пристли находилась пивоварня, куда он иногда захаживал. Здесь Пристли с интересом наблюдал, как в чанах бродит пиво, выделяя на поверхность мелкие пузырьки газа.

Хозяева заведения были, разумеется, совершенно равнодушны к вопросам Пристли о существе газовых пузырьков, а ответ одного из современников, химика Джозефа Блэка (Joseph Black, 1728-1799), что это – «фиксированный воздух», тоже не удовлетворил его любознательности. Пристли подобрал кое-какую стеклянную химическую посуду и начал улавливать и изучать собранные газовые пузырьки.

Так в 1771 г. был повторно открыт углекислый газ.Хотя углекислый газ уже был открыт в 1754 г. Джозефом Блэком , более подробно изучил его и выделил в чистом виде именно Пристли. Ему же принадлежит открытие в 1771 г. роли углекислого газа в дыхании растений.

Пристли заметил, что зеленые растения на свету продолжают жить в атмосфере этого газа и даже делают его пригодным для дыхания. Классический опыт Пристли с живыми мышами под колпаком, где воздух «освежается» зелеными ветками, вошел во все элементарные учебники естествознания и лежит у истоков учения о фотосинтезе.

Изобретение газированной воды и ластика.

В наше время уже мало кто знает, что появлением столь популярных газированных напитков человечество обязано Джозефу Пристли. Сама по себе идея производства газированных безалкогольных напитков возникла давно. Своим происхождением она обязана обычной минеральной воде.

Все было очень просто – газированная вода из источников всегда вызывала восторг: её было интересно пить, она щекотала нос, а купание в ней было верхом блаженства. Кроме того, минеральная вода оказалась полезной для здоровья.Открытие способа газирования воды было сделано очень просто. В одной из пивоварен г.

Лидса Пристли водрузил два контейнера с водой над варящимся пивом. Через некоторое время вода зарядилась пивным углекислым газом. Первая бутылка питьевой газированной воды была изготовлена им 1767 г. Тремя годами позже шведский химик Торберн Бергман изобрел прибор, с помощью которого можно было производить газировку в достаточно больших количествах.

Читайте также:  Обмотка электродвигателя славянка схема

Якоб Швепп разработал в 1783 г. промышленный метод изготовления газированной воды. Собственно говоря, с этого всё и началось-поехало… В середине 1800-х годов к шипучей воде стали добавлять сахар, фруктовые соки и вкусовые добавки. Потом появились компании, специализирующиеся на выпуске и продаже газированных напитков.

Опыты английского провинциального священника и его последователей привели в итоге к тому, что сейчас только в США за год продается газированной воды на сумму около 50 миллиардов долларов. Сам Пристли и не помышлял о таком потенциальном коммерческом успехе своего открытия.

Он наивно полагал, что газированная вода может стать прекрасным средством для лечения цинги, основываясь на ложных представлениях, что процессы гниения связаны с потерей «фиксированного воздуха», т.е. углекислого газа. В связи с этим он даже прочитал в 1772 г.

в Королевском научном обществе доклад о свойствах газированной воды, подготовив для «презентации» партию «Пирмонтской воды» (содовая газировка по его собственному рецепту). В этом же году была опубликована его книга Изготовление карбонированной воды (On Making Carbonated Water), с которой собственно и началось распространение газированной воды по всему свету. За эту работу Пристли был удостоен медали Лондонского Королевского общества.

С именем Пристли связано ещё одно чудесное изобретение, без которого нельзя в настоящее время представить жизнь современного школьника или студента.

Пристли случайно обнаружил, что сырой натуральный каучук способен стирать следы графита (карандаша) лучше, чем частицы хлеба, которые использовались в то время с этой же целью.

Это преимущество каучука связано с тем, что его трение по бумаге производит электростатическое напряжение, которое позволяет частицам каучука притягивать частицы

Читать также:  Как измерить шаг цепи бензопилы

В 1756 г. появилась работа Дж. Блэка «Эксперименты над белой магнезией, негашеной известью и некоторыми другими щелочными веществами». Прокаливая определенную навеску белой магнезии до постоянной массы, Дж.

Блэк получил остаток (оксид магния), который он растворил в серной кислоте, а затем прилил раствор карбоната калия (поташ), в результате чего образовался осадок, который обладал свойствами белой магнезии, и его масса оказалась почти равной массе взятой соли.

Эти операции, если воспользоваться современными формулами, можно выразить следующими уравнениями:

Так, Дж. Блэк «с весами в руках» доказал, что поташ отдал прокаленной «белой магнезии» то количество газа, которое было необходимо для превращения ее в белую магнезию.

Руководствуясь законом сохранения массы, он показал, что при обжиге мела происходит потеря около 44 % его первоначальной массы. По мнению Дж.

Блэка, это может быть объяснено тем, что часть материи выделилась в виде газа и небольшого количества воды.

Кто открыл углекислый газ

Дж. Блэк писал, что «белый порошок («мягкая магнезия») растворяется в кислотах с обильным выделением пузырьков и снова получает все свойства, которые он потерял при накаливании.

Кроме того, он увеличился в весе почти на столько же, сколько он потерял при накаливании, а так как он растворяется в кислотах с образованием пузырьков, то часть его веса, без сомнения, должна быть приписана воздуху». Так Дж. Блэк взвесил газ в связанном состоянии.

Процесс обжига известняка и белой магнезии, согласно представлениям Дж. Блэка, протекает по следующей схеме: известняк (белая магнезия) = известь (жженая магнезия) + «связанный воздух»:

Дж. Блэк нашел, что при обжиге 120 гран мела получается 68 гран извести и 52 грана газа. Это пример первого химического исследования, когда газ участвовал как составная часть химического, соединения, без которой нельзя было составить материальный баланс реакции.

Вывод о том, что уменьшение массы белой магнезии и известняка (СаСОз), вызванное выделением заключенного в твердом «камне» «связанного воздуха», имел принципиальное значение для последующего развития газовой химии. Чтобы понять это, необходимо вспомнить, как долго в химии господствовала точка зрения, что значительная потеря массы вещества при его химических превращениях не может произойти за счет «легкого духа».

Дж. Блэк установил, что «связанный воздух» — углекислый газ — отличается от обыкновенного воздуха тем, что он тяжелее атмосферного и не поддерживает ни горения, ни дыхания. Если, например, выдыхать воздух через U-образную трубку, наполненную известковой водой, то происходит помутнение воды.

Ученый пришел к выводу, что «связанный воздух» выделяется в процессе дыхания и в процессе сгорания древесного угля. Дж. Блэк, а за ним Д. Макбрайд (1767) показали, что «связанный воздух» тождествен газу, образующемуся при брожении вина. В то время углерод еще не рассматривался как элемент, а кислород не был известен. И хотя Дж.

Блэк знал, что «связанный воздух» — это продукт сжигания древесного угля, он не мог представить его как соединение углерода и кислорода.

Работа Дж. Блэка, в которой была установлена химическая индивидуальность углекислого газа как самостоятельного газа, обладающего специфическими, только ему присущими свойствами, помимо своего большого научного интереса, имела практическое значение (объяснение процесса затвердевания известкового раствора — карбонизации извести и обжига извести).

Исследования Дж. Блэка оказали большое влияние, например, на Б. Хиггинеа, который в 70-х годах XVIII в. занимался изготовлением «водного цемента», или штукатурки, для строительных целен.

Значение открытия и последующего определения состава углекислого газа для развития естествознания трудно переоценить. Уже на рубеже XVIII и XIX столетий было установлено, что углекислый газ атмосферы является главным источником углерода для живого вещества. Без этого газа и угольной кислоты, растворенной в воде, не было бы жизни на Земле.

Кто открыл углекислый газ

Углекислота (общие сведения)

Углекислота, также известная как диоксид углерода, угольный ангидрид, углекислый газ, двуокись углерода и оксид углерода IV, в обычной среде является бесцветным газом, лишенным запаха, но обладающим специфическим кисловатым привкусом. Этот газ образуется при соединении углерода и кислорода.

  • Краткая информация:
  • Формула: CO2 Плотность: 1,97 кг/мі Молярная масса вещества: 44,0095(14) г/моль Температура кипения под давлением: 57 °C Температура плавления: 78 °C, вещество возгоняется (переходит из твердого состояния в газ, минуя жидкое состояние) Кристаллическая решетка: молекулярная
  • Форма молекулы: линейная

Общие сведения об углекислоте

Углекислота в полтора раза тяжелее кислорода. При 10°C под давлением 30 атмосфер она превращается в жидкость, а при замораживании образует твердый сухой лед. Примечательно, что при нормальном атмосферном давлении углекислота, минуя жидкое состояние, при нагревании переходит из твердого состояния сразу в газообразное.

Концентрация углекислоты в атмосфере нашей планеты достигает 0,0395%, а уровень ее содержания в воздухе продолжает расти с момента начала увлечения человечества техническим прогрессом.

Увеличение количества углекислоты в атмосфере обусловлено продолжительным использованием людьми продуктов горения органический веществ, таких как нефть, древесина и уголь. Двуокись углерода, растворенная в воздухе, поглощает инфракрасные лучи, которые испускает Земля, и играет значительную роль в глобальном потеплении.

Предположив на секунду, что углекислый газ исчез из нашего мира, мы получим безрадостную картину холодной и иссохшей планеты. На самом деле именно этот газ используют растения для того, чтобы напитать себя полезными органическими веществами.

А вот для человека концентрация в атмосфере углекислоты в размере 7-10% может оказаться опасной для здоровья и жизни. При таком высоком содержании этого газа в воздухе человек может испытывать невыносимую головную боль, тошноту и сильную слабость, вплоть до потери сознания.

Несмотря на то, что углекислота в сильной концентрации способна оказать на человека негативное воздействие, этот газ не относится к токсичным или взрывоопасным веществам.

История открытия углекислоты

Любопытен тот факт, что в настоящее время невозможно достоверно определить, кто именно первым открыл углекислый газ. Версии выдвигаются самые разнообразные. Одно известно наверняка – оксид углерода IV обязан своим названием Антуану Лавуазье, который определил состав этого газа в 1774 году.

Также существуют документальные свидетельства того, что примерно в это же время Джозеф Пристли и Карл Шееле в ходе различных экспериментов сумели выделить углекислый газ. Кроме того, в 1620 году голландский химик Ван Гельмонт описал выделение углекислоты в результате горения органического вещества, опередив Лавуазье более чем на полтора века.

Свойства углекислоты Углекислый газ имеет кисловатый привкус, но лишен цвета и запаха. Он легко растворяется в воде, а при замерзании превращается в «сухой лед». Если замерзшую углекислоту нагреть при нормальном атмосферном давлении, то она испарится, минуя жидкое состояние.

Диоксид углерода выделяется с дыханием животных и людей и является одним из основных участников метаболизма в организме. В светлое время суток углекислый газ поглощается растениями. Происходит процесс фотосинтеза, в результате которого вырабатывается кислород.

Читайте также:  При какой температуре плавится полиэтилен

Углекислый газ относится к ангидридам, то есть кислотным оксидам. Растворенный в воде, он образует угольную кислоту. Углекислота образует карбонаты и гидрокарбонаты в результате реакций с сильными основаниями – щелочами. Также она способна участвовать в реакциях нуклеофильного присоединения и электрофильного замещения.

Читать также:  Схема плетения браслета из бисера для начинающих

Получение углекислоты

В лаборатории углекислоту легко можно получить как продукт реакции различных кислот с карбонатами и гидрокарбонатами. Очень просто можно выработать углекислый газ при взаимодействии лимонной кислоты и обычной пищевой соды.

Оба эти вещества широко распространены и применяются в повседневной жизни, а значит, такой опыт под силу провести любому человеку. Подобный способ получения диоксида углерода раньше широко использовался аптекарями для изготовления газированных напитков.

Основным промышленным способом получения чистого углекислого газа является его выделение из веществ, в большей степени состоящих из диоксида углерода в сочетании с азотом или метаном.

Для этого способа характерно использование углекислотных станций абсорбцонно-десорбционного типа и применение жидких химических абсорбентов.

Как правило, в промышленном масштабе углекислота вырабатывается как побочный продукт различных химических процессов. Образовавшиеся в результате подобных реакций газы обрабатываются раствором карбоната калия. Из полученного в итоге гидрокарбоната путем нагревания выделяют углекислоту.

Применение углекислоты

Необходимость создания и развития промышленного производства углекислого газа обусловлена множеством областей его применения и невероятной широтой использования. Углекислота используется как защитная среда при сварке проволокой.

Высокие температуры приводят к выделению кислорода, что ведет к окислению металлов, поэтому в сварочную проволоку вводятся марганец или кремний, выполняющие функцию раскислителей. Жидкая углекислота, получаемая под давлением, используется при производстве огнетушителей и для создания газированных напитков.

В пищевых целях углекислоту используют еще и в качестве разрыхлителя и консерванта. В твердом состоянии углекислота используется в качестве рабочего вещества холодильных установок.

Углекислый газ используется в сельском хозяйстве для «подкормки» зеленых культур. В России зимой недостаток света отрицательно сказывается на урожайности тепличных растений. Использование диоксида углерода позволяет добиться прироста растений и урожая.

Интересные факты об углекислоте

Углекислый газ в значительном объеме содержится в атмосферах планет Венеры и Марса. На Земле огромное количество углекислого газа растворено в водах мирового океана.

Опытным путем было установлено, что если в организме практически отсутствует углекислый газ, то кислород не может насытить клетки тела, выделившись из связанного с гемоглобином состояния.

Таким образом, недостаток углекислого газа в теле способен привести к кислородному голоданию всего организма. В процессе дыхания человек способен выделять до 1 кг диоксида углерода в течение одних суток.

В летнее время года, когда длительность светового дня заметно увеличивается, содержание диоксида углерода в атмосфере падает, поскольку растения в процессе фотосинтеза вырабатывают кислород и поглощают углекислый газ именно в светлое время суток.

В Украине и на территории Евросоюза и стран СНГ промышленными поставками диоксида углерода и прочих медицинских, технических и чистых газов занимается компания «DP Air Gas». Приоритетной задачей предприятия является предоставление своим клиентам товаром высочайшего качества. Продукция компании «DP Air Gas» — залог безопасности и хорошего результата.

История открытия углекислого газа

Заказать ✍️ написание работы

Углекислый газ был первым между всеми другими газами противопоставлен воздуху под названием “дикого газа” алхимиком XVI в. Вант Гельмонтом.

Открытием СО2 было положено начало новой отрасли химии – пневматохимии (химии газов).

Шотландский химик Джозеф Блэк (1728 – 1799 г.г.) в 1754 году установил, что известковый минерал мрамор (карбонат кальция) при нагревании разлагается с выделением газа и образует негашеную известь (оксид кальция):

  • CaCO3 CaO + CO2 карбонат кальция оксид кальция углекислый газ
  • Выделяющийся газ можно было вновь соединить с оксидом кальция и вновь получить карбонат кальция :
  • CaO + CO2 CaCO3 оксид кальция углекислый газ карбонат кальция
  • Этот газ был идентичен открытому Ван Гельмонтом “дикому газу”, но Блэк дал ему новое название – “связанный воздух” – так как этот газ можно было связать и вновь получить твердую субстанцию, а также он обладал способностью притягиваться известковой водой (гидроксидом кальция) и вызывать её помутнение:
  • CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O углекислый газ гидроксид кальция карбонат кальция вода
  • Несколько лет спустя Кавендиш обнаружил еще два характерных физических свойства углекислого газа – его высокую плотность и значительную растворимость в воде.
  • Углекислый газ в природе

Содержание углекислого газа в атмосфере относительно небольшое, всего 0,04–0,03% (по объему). CO2, сосредоточенный в атмосфере, имеет массу 2200 биллионов тонн. В 60 раз больше углекислого газа содержится в растворенном виде в морях и океанах.

В течение каждого года из атмосферы извлекается примерно 1/50 часть всего содержащегося в ней CO2 растительным покровом земного шара в процессе фотосинтеза, превращающего минеральные вещества в органические.

Основная масса углекислого газа в природе образуется в результате различных процессов разложения органических веществ. Углекислый газ выделяется при дыхании растений, животных, микроорганизмов. Непрерывно увеличивается количество углекислого газа, выделяемого различными производствами. Углекислый газ содержится в составе вулканических газов, выделяется он и из земли в вулканических местностях. Несколько столетий функционирует в качестве постоянно действующего генератора CO2 “Собачья пещера” вблизи города Неаполя в Италии. Она знаменита тем, что собаки в ней не могут находиться, а человек может там пребывать в нормальном состоянии. Дело в том, что в этой пещере углекислый газ выделяется из земли, а так как он в 1,5 раза тяжелее воздуха, то располагается внизу, примерно на высоте роста собаки (0,5 м). В таком воздухе, где углекислого газа 14% , собаки (и другие животные, разумеется) дышать не могут, но стоящий на ногах взрослый человек не ощущает избытка углекислого газа в этой пещере. Такие же пещеры существуют в Йеллоустонском национальном парке (США). Природные источники углекислого газа называются мофетами. Мофеты характерны для последней, поздней стадии затухания вулканов в которой находится, в частности, знаменитый вулкан Эльбрус. Поэтому там наблюдаются многочисленные выходы пробивающихся сквозь снега и льды горячих источников, насыщенных углекислым газом.

Вне земного шара оксид углерода (IV) обнаружен в атмосферах Марса и Венеры – планетах “земного типа”.

  1. Получение углекислого газа
  2. В промышленности углекислый газ получается главным образом как побочный продукт обжига известняка спиртового брожения и др. В химических лабораториях либо пользуются готовыми баллонами с жидким углекислым газом, либо получают CO2 в аппаратах Киппа или приборе для получения газов действием соляной кислоты на куски мрамора:
  3. CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O карбонат кальция соляная кислота хлорид кальция углекислый газ вода

Пользоваться серной кислотой вместо соляной при этом нельзя, потому что тогда вместо растворимого в воде хлорида кальция получался бы гипс – сульфат кальция (CaSO4) – соль, малорастворимая в воде. Отлагаясь на кусках мрамора, гипс крайне затрудняет доступ к ним кислоты и тем самым очень замедляет течение реакции.

Свойства углекислого газа

CO2 – это бесцветный газ, не имеет запаха, тяжелее воздуха в 1,5 раза, с трудом смешивается с ним (по выражению Д.И. Менделеева, “тонет” в воздухе), что можно доказать следующим опытом: над стаканом, в котором закреплена горящая свечка, опрокидывают стакан, наполненный углекислым газом. Свечка мгновенно гаснет.

Оксид углерода (IV) обладает кислотными свойствами и при растворении этого газа в воде образуется угольная кислота. При пропускании CO2 через подкрашенную лакмусом воду можно наблюдать изменение цвета индикатора с фиолетового на красный.

Хорошая растворимость углекислого газа в воде делает невозможным собирание его методом “вытеснения воды”.

  • Качественной реакцией на содержание углекислого газа в воздухе является пропускание газа через разбавленный раствор гидроксида кальция (известковую воду). Углекислый газ вызывает образование в этом растворе нерастворимого карбоната кальция, в результате чего раствор становится мутным:
  • CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O углекислый газ гидроксид кальция карбонат кальция вода
  • При добавлении избыточного количества CO2 мутный раствор снова становится прозрачным из-за превращения нерастворимого карбоната в растворимый гидрокарбонат кальция:
  • CaCO3 + H2O + CO2 Ca(HCO3)2 карбонат кальция вода углекислый газ гидрокарбонат кальция
Читайте также:  Самый лучший погружной блендер контрольная закупка

Доверь свою работу ✍️ кандидату наук!

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Открытие углекислого газа

О ЧЕМ НЕ ПИШУТ В УЧЕБНИКАХ

Раньше казалось каким-то чудом, что газ может быть собран в небольшом пространстве или что воздух может быть в большом количестве выделен из камня. Это было таким же чудом, как аравийский джинн огромной величины и дикого вида, выскакивающий из бутылки, о котором рассказывается в «Истории рыбака», одной из сказок «Тысячи и одной ночи».

Правда, еще в середине XVII столетия английский химик и физик Роберт Бойль сделал знаменательное открытие, доказав, что чем больше давление, которое испытывает газ, тем меньше пространства он занимает. Но как бы ни было велико давление, воздух Бойля оставался воздухом.

Можно было бы убедить людей в том, что, когда вода превращается в пар, она превращается в газ. Но поскольку пары? легко переходят опять в воду, то не было, по-видимому, обращено внимание на сравнительно большое пространство, занимаемое самими пара?ми.

Только с открытием шотландского ученого Джозефа Блэка, установившего, что из мрамора при нагревании выделяется углекислый газ, или «фиксируемый воздух», как он его назвал, обратили внимание на то, что газ может быть получен из твердого тела.

Кроме того, особое свойство этого газа – быть фиксированным (связанным химически) – совершенно отличало его от обычного воздуха.

Интересен повод, давший толчок к знаменитому открытию Блэка. Английский государственный деятель Роберт Вальполь и его брат Гораций страдали от камней в мочевом пузыре. Им казалось, что они получили некоторое облегчение от лекарства, придуманного некоей миссис Стефенс.

При их содействии она получила 5000 фунтов стерлингов за раскрытие своего тайного рецепта, который был напечатан в «Лондонской газете» в 1739 г. Рецепт был таков: «Мои лекарства суть: порошок, отвар и пилюли. Порошок состоит из яичной скорлупы и прокаленных улиток.

Чтобы получить отвар, нужно варить некоторые травы с шаром, приготовленным из мыла, обугленного кресса и меда. Пилюли состоят из прокаленных улиток, семени дикой репы, репейника, шиповника и овса (все они должны быть обуглены), мыла и меда.

Яичная скорлупа и улитки прокаливаются в течение восьми часов в тигле, окруженном углем, и затем помещаются в глиняный сосуд в сухой комнате, где они и остаются в течение двух месяцев. Здесь скорлупа становится мягкой на вкус и распадается в порошок.

Улитки нагреваются в тигле до полного удаления запаха и затем в ступке истираются в порошок. Пропорция такова: 6 частей яичной скорлупы на одну часть порошка улиток. Последний может быть приготовлен только в мае, июне, июле и августе. Травы для отвара: зеленая ромашка, сладкий укроп, петрушка и репейник; листья или коренья».

Доктор Кэлен и его коллеги оспаривали действенность столь странного и едкого средства, и, чтобы найти более мягкую щелочь для медицинских целей, Блэк приступил к своим опытам. Опыты эти были описаны в статье под заглавием «Опыты над белой магнезией, едкой известью и некоторыми другими щелочными веществами».

Все средства, употреблявшиеся в медицине для растворения мочевых камней, обладали едкими свойствами. Их получали из мягких щелочей, т.е. карбонатов, растворы которых варились с гашеной известью, получаемой из едкой извести с водой:

CaO + H2O = Ca(OH)2.

Едкая же известь образуется нагреванием на огне известняка:

  • Взаимодействие карбонатов с известью можно выразить уравнением:
  • Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2NaOH.
  • Здесь CaCO3, будучи малорастворимой солью, переходит в осадок, а едкий натр NaOH остается в растворе.
  • Допускали, что едкие свойства исходят от огня, эссенция которого при варке мягких щелочей с известью переходит к щелочам, которые и становятся едкими.

Как доказывает лабораторный дневник ученого, Блэк пытался добыть материю огня в тот момент, когда она выделялась из извести, между тем как последняя на воздухе становилась мягче.

Он провел, по-видимому, несколько опытов в этом направлении, ибо в дневнике записано: «Ничего не выделяется, сосуд сильно прибавляет в весе, так как воздух поглощается».

Двумя страницами далее он описал опыт, в котором хотел сравнить потерю в весе, испытываемую унцией* известкового камня при накаливании, с потерей, которая получается при растворении ее же в соляной кислоте.

Здесь и стала проясняться причина мягкости и едкости веществ, о чем свидетельствует другая запись: «Если я осаждаю известь обыкновенной щелочью, то никакой пены нет. Воздух оставляет щелочь и переходит к извести. Но это уже не известь, а другое вещество. Теперь это пенится, чего при хорошей извести не бывает».

Проследим за ходом мыслей, который привел ученого к этому выводу.

Получив «мягкую магнезию» (MgCO3) осаждением из горькой соли или сульфата магния с карбонатом калия (поташом), Блэк обнаружил, что она «быстро растворяется с бурным выделением воздуха кислотами купороса, селитры или обыкновенной соли, а также дистиллированным винным уксусом».

Если сильно нагреть мягкую магнезию, то она превращается в белый порошок, растворяющийся в кислотах, без выделения пузырьков. Кроме того, она при накаливании теряет 7/12 своего веса. Блэк устремил внимание на эту улетучивающуюся часть. Чтобы снова получить ее, он растворил остаток в серной кислоте и снова осадил его щелочью (карбонатом).

Полученный белый порошок растворялся в кислотах с обильным выделением пузырьков и снова приобрел первоначальные свойства. Кроме того, он увеличился в весе почти на столько же, сколько потерял при накаливании; а т.к. он растворялся в кислотах с образованием пузырьков, то часть его веса, без сомнения, должна быть приписана воздуху.

«Отсюда ясно, – заключил Блэк, – что кислота вытеснила воздух (т.е. CO2. – П.К.) из щелочи, и он перешел к магнезии». Таким образом, Блэк сделал огромный шаг вперед: он взвесил газ в связанном состоянии.

Теперь Блэк обратил свое внимание на известь. Он растворил известняк в соляной кислоте и обработал раствор мягкой щелочью; между вновь полученным известковым камнем и первоначальным не оказалось никакой разницы.

Так он впервые отделил фиксируемый воздух (СО2) от извести и затем опять соединил их.

Эти опыты заставили Блэка сделать вывод, что фиксируемый воздух должен иметь свойства кислоты, ибо он превращает едкую известь, «жесткую землю», как он называл ее, в известняк, или «мягкую землю», а причина мягкости должна заключаться в соединении с фиксируемым воздухом.

Этим объясняется также тот странный факт, что мягкая магнезия при смешивании с известковой водой дает чистую воду: фиксируемый воздух оставляет магнезию и соединяется с известью, а образовавшаяся мягкая известь, как и магнезия, нерастворима в воде. Подобным же образом объясняется действие едкой извести, превращающее мягкие щелочи в едкие: едкая известь извлекает фиксируемый воздух из щелочей, вследствие чего последние становятся едкими, а сама известь мягкой.

Оставалось еще доказать, что фиксируемый воздух не имеет свойств обыкновенного воздуха. Для этого Блэк поместил сначала 4 унции известковой воды и потом 4 унции обычной воды под колокол своего воздушного насоса и выкачал воздух; в обоих случаях он получил почти равное количество воздуха.

Отсюда следовало, что воздух, притягиваемый известью, отличается от воздуха, растворенного в воде.

Едкая известь не притягивает воздуха, обладающего обычными своими свойствами, а способна соединяться только с особым видом его, «рассеянным в воздухе или в виде очень тонкого порошка, или — что вероятнее — в виде упругой жидкости.

Вот эту жидкость я, может быть, весьма неудачно, назвал фиксируемым воздухом; при всем том мне кажется лучшим пользоваться названием, нашедшим уже применение в науке, а не придумывать новое название раньше, чем будут более выяснены природа и свойства этого вещества».

Материал подготовил П.А.КОШЕЛЬ

* Унция – старая мера аптекарского веса, равная 29,8 г.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector