Άνθρακας

Από την Live-Pedia.gr

Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση

Ο Άνθρακας είναι Χημικό Στοιχείο μη μεταλλικό ατομικού βάρους 12.01115, ατομικού αριθμού 6, ειδικού βάρους 2.25 με σημείο τήξεως 4.000°C (γραφίτης).

Το ραδιενεργό ισότοπο C- 14 χρησιμοποιείται στην χημική και βιοχημική έρευνα ως ανιχνευτικό στοιχείο προσδιορισμού ηλικίας, λόγω του μεγάλου χρόνου ημίσειας ζωής που είναι 5.730 χρόνια. Επίσης χρησιμοποιείται από την αρχαιολογία για εύρεση ημερομηνίας απολιθωμάτων.

Πίνακας περιεχομένων

Προέλευση

Ο άνθρακας τόσο ελεύθερος, όσο και κάτω από τη μορφή των πολυάριθμων ενώσεών του, είναι ευρύτατα διαδομένος στη φύση. Ελεύθερος βρίσκεται καθαρός μέσα στον αδάμαντα και στο γρανίτη και μαζί με άλλες ορυκτές ουσίες στους γαιάνθρακες. Ενωμένος βρίσκεται στον ατμοσφαιρικό αέρα σαν διοξείδιο του άνθρακα, στα ανθρακικά ορυκτά (ασβεστίτης, μάρμαρο κλπ.), στα φυσικά αέρια και στο πετρέλαιο σαν υδρογονάνθρακας, καθώς και σ' όλες ανεξαιρέτως τις ενώσεις του φυτικού και ζωτικού βασιλείου.

Τόσο πολλές είναι οι ενώσεις του στοιχείου αυτού - οι οργανικές ενώσεις - ώστε μελετούνται ιδιαίτερα, από ειδικό κλάδο της Χημείας, την Οργανική Χημεία.

Μορφές

Υπάρχουν πολλές ποικιλίες, κάτω από τις οποίες ο άνθρακας βρίσκεται στη φύση ή μπορεί τεχνητά να παρασκευαστεί. Από αυτές 3 μορφές αναγνωρίζονται επίσημα: ο αδάμαντας και ο γρανίτης που αντιπροσωπεύουν τις 2 κρυσταλλικές μορφές του άνθρακα και ο άμορφος άνθρακας όπως οι γαιάνθρακες, το κοκ, ο ξυλάνθρακας κ.ά., που όμως τα περισσότερα είναι μείγματα με βασικό συστατικό του άνθρακα. Σαν άμορφος δηλ. άνθρακας επικράτησε να θεωρείται η ακάθαρτη μορφή του.

Κρυσταλλικές μορφές

Αδάμαντας

Βρίσκεται κύρια στη νότια Αφρική, που τροφοδοτεί με διαμάντια ολόκληρο σχεδόν τον κόσμο. Μικροσκοπικά διαμάντια παρασκευάστηκαν και τεχνητά και πρώτος κατόρθωσε αυτό ο Γάλλος Μοϊσάν.

Ο αδάμαντας αποτελείται από διαυγείς κρυστάλλους του κυβικού συστήματος. Έχει διάφορα χρώματα: κίτρινο, κόκκινο, ροζ, μοβ, γαλάζιο, πράσινο, μαύρο. Είναι το σκληρότερο απ' όλα τα γνωστά σώματα και έχει εξαιρετική φωτοθλαστικότητα. Δεν τήκεται, καίγεται και μετατρέπεται σε διοξείδιο του άνθρακα.

Γραφίτης

Βρίσκεται στη Σιβηρία, Κεϋλάνη, Μαδαγασκάρη και αλλού και συνήθως περιέχει ξένες προσμείξεις. Καθαρός γραφίτης παρασκευάζεται και συνθετικά με τη μέθοδο του Αμερικανού χημικού Άτσεσον. Μείγμα ανθρακίτη και άμμου θερμαίνεται μέσα σε ηλεκτρικά καμίνια οπότε σχηματίζεται στην αρχή ανθρακοπυρίτιο, που διασπάται σε πυρίτιο και γραφίτη.

Ο γραφίτης είναι γκριζόμαυρος με επιφάνεια ομαλή, λιπαρή, γυαλιστερή και μαλακή. Έχει πυκνότητα 2,25, δεν προσβάλλεται από τα οξέα και είναι καλός αγωγός της θερμότητας και του ηλεκτρισμού. Είναι πολύ δύστηκτος και καίγεται σε πολύ ψηλές θερμοκρασίες. Χρησιμοποιείται για την κατασκευή ηλεκτροδίων, χωνευτηρίων, για την τήξη των μετάλλων, για τη λίπανση των μηχανών, για την επάλειψη σιδερένιων αντικειμένων, για να προφυλάσσει αυτά από το σκούριασμα. Τέλος σε μείγμα με άργιλο χρησιμοποιείται για την κατασκευή μολυβιών.

Άμορφα είδη

Οι ποικιλίες του άμορφου άνθρακα κατατάσσονται σε 2 μεγάλες κατηγορίες: σ' εκείνες που βρίσκονται στη φύση - γαιάνθρακες - και σ' εκείνες που παρασκευάζονται τεχνητά.

  • Γαιάνθρακες.

Στην κατηγορία αυτή ανήκουν οι ορυκτοί άνθρακες που βρίσκονται σε εκτεταμένα κοιτάσματα σ' ολόκληρο τον κόσμο. Οι γαιάνθρακες σχηματίστηκαν στα έγκατα της γης σε διάφορες γεωλογικές περιόδους, με αργή απανθράκωση των φυτικών οργανισμών, με απουσία αέρα και με την επίδραση υψηλών θερμοκρασιών και μεγάλων πιέσεων. Στο τέλος της απανθράκωσης απέμεινε μείγμα από συμπαγείς ενώσεις του άνθρακα με τα στοιχεία οξυγόνου, υδρογόνου, αζώτου και θείου και με ορυκτά αυτών, που αποτελούν τη στάχτη που απομένει μετά την καύση τους.

Όσο παλαιότερα άρχισε η απανθράκωση των φυτικών οργανισμών, τόσο μεγαλύτερο είναι το ποσοστό του άνθρακα στους γαιάνθρακες που σχηματίστηκαν. Έτσι, με βάση την περιεκτικότητα των γαιανθράκων σε άνθρακα, διακρίνονται σε:

  • Ανθρακίτης

Είναι ο αρχαιότερος και καθαρότερος γαιάνθρακας. Περιέχει 90% περίπου άνθρακα. Είναι σώμα στερεό, μαύρο, σκληρό και γυαλιστερό. Καίγεται εύκολα με μικρή και πολύ θερμαντική φλόγα. Χρησιμοποιείται κύρια σαν καύσιμο υλικό και ένα μικρό ποσοστό του για την παρασκευή υδραερίου και γραφίτη.

  • Λιθάνθρακας

Σχηματίστηκε μετά τον ανθρακίτη και είναι κατώτερος σε ποιότητα. Περιέχει 75% περίπου άνθρακα. Είναι σώμα στερεό, μαύρο και τρίβεται εύκολα. Καίγεται με μια γαλάζια φλόγα και χρησιμοποιείται ευρύτατα σαν καύσιμο υλικό. Με ξηρή απόσταξη του λιθάνθρακα παίρνουμε το κοκ, την λιθανθρακόπισσα, την αμμωνία και αέριες ενώσεις που αποτελούν το φωταέριο.

  • Λιγνίτης

Είναι ο γαιάνθρακας με την νεότερη ηλικία. Περιέχει 65% περίπου άνθρακα. Είναι σώμα στερεό, καστανό έως μαύρο και εύθρυπτο. Συχνά έχει τη μορφή του ξύλου από το οποίο προέρχεται (ξυλίτης). Στην Ελλάδα βρίσκεται σε πολλές περιοχές (Εύβοια, Αττική, Πελοπόννησο, Θεσσαλία, Μακεδονία, Θράκη) και αποτελεί το μοναδικό γαιάνθρακα της χώρας μας. Χρησιμοποιείται σ' εργοστάσια και στην παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος.

  • Τύρφη

Είναι νεότατος γαιάνθρακας που προέρχεται από την απανθράκωση υδρόβιων φυτών. Περιέχει 55% περίπου άνθρακα. Έχει χρώμα καστανό, είναι πορώδης και καίγεται δύσκολα. Χρησιμοποιείται σαν καύσιμη ύλη κατώτερης ποιότητας.

Τεχνητοί άνθρακες

Προέρχονται από τους φυσικούς άνθρακες ή από διάφορες οργανικές ύλες και παρασκευάζονται κυρίως για την κάλυψη των αναγκών της βιομηχανίας. Οι κυριότεροι από τους τεχνητού άνθρακες είναι:

  • Κοκ ή οπτάνθρακας

Είναι το υπόλειμμα της ξηρής απόσταξης των λιθανθράκων και περιέχει 85-90% άνθρακα και χρησιμοποιείται στη μεταλλουργία του σιδήρου, του χάλυβα, στα χυτήρια μετάλλων κ.λ.π.Έχει χρώμα χαλυβότεφρο και είναι σκληρό, πορώδες, στερεό. Καίγεται γρήγορα στον αέρα, με μικρή γαλάζια φλόγα. Αποδίνει μεγάλα ποσά θερμότητας και έτσι χρησιμοποιείται σαν άριστο καύσιμο. Χρησιμοποιείται ακόμα σαν αναγωγικό μέσο στη μεταλλουργία και στη βιομηχανία για την παρασκευή του ανθρακοπυρίτιου, του ανθρακασβέστιου και του υδραερίου.

  • Άνθρακας αποστακτήρων

Είναι σχεδόν καθαρός άνθρακας που σχηματίζεται στο εσωτερικό των τοιχωμάτων των αποστακτήρων που χρησιμοποιούνται για την απόσταξη των λιθανθράκων. Προέρχεται από τη διάσπαση αερίων, υδρογονανθράκων, που παράγονται κατά την ξηρή απόσταξη των λιθανθράκων. Είναι σώμα στερεό, σταχτόμαυρο, σκληρό, καλός αγωγός της θερμότητας και του ηλεκτρισμού και βρίσκει εφαρμογή στην κατασκευή ηλεκτροδίων.

  • Ξυλάνθρακας

Τον παίρνουμε με την ξηρή απόσταξη των ξύλων, τη θέρμανση χωρίς αέρα, οπότε εκτός από τον ξυλάνθρακα, παρέχονται και υγρά προϊόντα στα οποία περιέχονται μεθυλαλκοόλη (ξυλόπνευμα) (CH3OH), οξικό οξύ (CH3COOH) κ.ά. και αέρια (καυσαέρια), το τοξικό οξύ, το ξυλόπνευμα και η ακετόνη είτε με σχηματισμό σωρών από ξύλα (ξυλοκάμινοι) και επικάλυψη αυτών με χώμα. Σ' αυτούς ανοίγονται μικρές τρύπες, για να κυκλοφορεί εύκολα ο αέρας και μια μεγάλη κεντρική τρύπα, που χρησιμεύει σαν καπνοδόχος. Από την καπνοδόχο ρίχνουμε συνεχώς αναμμένα κάρβουνα: οπότε καίγεται ένα μέρος των ξύλων και απανθρακώνονται τα υπόλοιπα.

Αυτό γίνεται, είτε με θέρμανση των ξύλων μέσα σε κλειστά δοχεία όπου απομένει, όπως οπότε, εκτός από τον ξυλάνθρακα, παρέχονται και υγρά προϊόντα στα οποία περιέχονται μεθυλαλκοόλη (ξυλόπνευμα) (CH3OH), οξικό οξύ (CH3COOH) κ.ά. και αέρια (καυσαέρια).

Ο ξυλάνθρακας είναι πορώδης και επιπλέει στο νερό, αν και η ειδική πυκνότητά του είναι περίπου 1,5. Χημικώς είναι αδρανής. Αντέχει στην επίδραση του ατμοσφαιρικού αέρα και της υγρασίας. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν καύσιμο, κυρίως όμως χρησιμοποιείται σαν προσροφητική ουσία. Τον καθαρότερο ξυλάνθρακα παίρνουμε από την απανθράκωση καλαμοζάχαρου.

  • Ζωικός άνθρακας

Προέρχεται από την απανθράκωση ζωικών ουσιών (κόκαλα, αίμα κλπ.). Είναι πορώδης, όπως ο ξυλάνθρακας και έχει την ιδιότητα να απορροφά αέρια και χρωστικές ουσίες. Έτσι χρησιμοποιείται για τον αποχρωματισμό της ζάχαρης, σαν αποσμητικό και απορροφητικό των αερίων του στομάχου κλπ.

Παίρνεται από την απανθράκωση απολιπανθέντων οστών (οστεάνθραξ), τα οποία αποτελούνται κατά το 1/3 από οργανικές ουσίες. Μετά την απανθράκωση απομένουν τα ανόργανα συστατικά και ο άνθρακας. Με διάλυση των ανόργανων συστατικών σε υδροχλωρικό οξύ (HCl) και καλή πλύση με νερό, απομένει ο άνθρακας των οστών πάρα πολύ πορώδης. Όμοιο πορώδη άνθρακα παίρνουμε με απανθράκωση αίματος με σόδα (αιματάνθρακας).

  • Αιθάλη (καπνιά, φούμο)

Προέρχεται από την ατελή καύση οργανικών ουσιών, πλούσιων σε άνθρακα. Κατά την καύση μαζεύουμε την καπνιά πάνω σε ειδική επιφάνεια που πρέπει να διατηρείται κρύα. Είναι λεπτή, μαύρη σκόνη και αποτελείται από καθαρό άνθρακα. Χρησιμοποιείται για την κατασκευή της σινικής και της τυπογραφικής μελάνης, βερνικιών, στη ζωγραφική και για την κατασκευή ελαστικών. Η αιθάλη χρησιμοποιείται για την παρασκευή μελάνης μαύρου χρώματος μεγάλης σταθερότητας (τυπογραφία), στη βιομηχανία ελαστικού (αεροθάλαμοι και τροχοί) κ.λ.π.

Είναι πάρα πολύ λεπτά διαμερισμένος άνθρακας και σχηματίζεται κατά την ατελή καύση πλούσιων σε άνθρακα υδρογονανθράκων, όπως είναι το πετρέλαιο, η πίσσα κ.λ.π.

  • Ενεργός ξυλάνθρακας

Παίρνεται με θέρμανση άριστου ξυλάνθρακα (από καλαμοζάχαρο ή από φλοιούς ινδικών καρύδων) σε 100οC παρουσία ρυθμιζόμενης ποσότητας αέρα ή υδρατμού, με σκοπό να ανοίξουν οι τυχόν κλεισμένοι πόροι του ξυλάνθρακα. Με αυτό τον τρόπο ο λαμβανόμενος ενεργός ξυλάνθρακας είναι περισσότερο προσροφητικός. Χρησιμοποιείται για το γέμισμα αντιασφυξιογόνων προσωπίδων, αποχρωματισμό κ.ά. Ο "κεκορεσμένος" ενεργός ξυλάνθρακας αναγεννάται μετά από βρασμό με διάλυμα σόδας, έκπλυση και ξήρανση.

Ιδιότητες

Είναι σώμα στερεό, άοσμο, άγευστο και έχει χρώμα μαύρο, εκτός από το γραφίτη που είναι γκριζόμαυρος και τον αδάμαντα. Είναι αδιάλυτος στους κοινούς διαλύτες. Μόνο λιωμένος σίδηρος μπορεί να απορροφήσει 1 - 2%, άνθρακα που, αν κρυώσουμε το σίδηρο, φεύγει σαν γραφίτης ή αντιδρά με το σίδηρο και σχηματίζει καρβίδια. Στην ιδιότητα αυτή στηρίζεται και η παρασκευή διάφορων μορφών σιδήρου και χάλυβα.

Στις συνηθισμένες συνθήκες δεν προσβάλλεται από τα οξέα και τις βάσεις και σε χαμηλές θερμοκρασίες είναι σχεδόν αδρανής.

Η κυριότερη και πιο χαρακτηριστική ιδιότητα του άνθρακα είναι η έντονη αναγωγική του δράση. Καίγεται σε υψηλή θερμοκρασία και δίνει διοξείδιο του άνθρακα. Αν η ποσότητα του οξυγόνου είναι περιορισμένη, η καύση του άνθρακα είναι ατελής με προϊόντα μονοξείδιο και διοξείδιο του άνθρακα.

Ενώσεις άνθρακα

Τα άτομα του άνθρακα έχουν την ικανότητα να ενώνονται μεταξύ τους και να σχηματίζουν πολύπλοκες αλυσίδες. Σήμερα, υπάρχουν ενώσεις που περιέχουν ενωμένα απευθείας μεταξύ τους 100 και περισσότερα άτομα άνθρακα. Κάθε άτομο άνθρακα της ανθρακικής αλυσίδας μπορεί να ενωθεί και με άτομα άλλων στοιχείων και έτσι σχηματίζονται πάρα πολλές, διαφορετικές μεταξύ τους, ενώσεις που ονομάζονται οργανικές ενώσεις.

Ο αριθμός των οργανικών ενώσεων είναι μεγαλύτερος από 2 εκατομμύρια. Οι οργανικές ενώσεις είναι πολύ απαραίτητες για τη ζωή του ανθρώπου. Αρκεί να σκεφτούμε ότι όλα τα καύσιμα αέρια (γαιαέριο, φωταέριο, φυσικό αέριο κλπ.), το πετρέλαιο, το άμυλο, η ζάχαρη, όλα τα ζάχαρα, τα πλαστικά, το καουτσούκ, το οινόπνευμα, η νιτρογλυκερίνη, τα λίπη, τα έλαια, τα σαπούνια, τα εντομοκτόνα, οι υφάνσιμες ύλες, τα φάρμακα, τα χρώματα και τόσες άλλες απαραίτητες ύλες αποτελούνται από οργανικές ενώσεις.

Τέσσερις από τις σπουδαιότερες κατηγορίες τροφίμων - λευκώματα, υδατάνθρακες, λίπη, βιταμίνες - είναι ενώσεις του άνθρακα.

Ωστόσο, 2 ενώσεις του άνθρακα δεν κατατάσσονται στις οργανικές, αλλά στις ανόργανες ενώσεις. Αυτές είναι το μονοξείδιο και το διοξείδιο του άνθρακα.

Μονοξείδιο του άνθρακα (CO)

Το μονοξείδιο του άνθρακα σχηματίζεται κατά την ατελή καύση του άνθρακα. Είναι συστατικό του φωταερίου, του υδραερίου και του ανθρακαερίου. Στο εργαστήριο παρασκευάζεται με θερμική διάσπαση μυρμηκικού ή οξαλικού οξέος ή με αναγωγή του διοξειδίου του άνθρακα.

Ιδιότητες

Το μονοξείδιο του άνθρακα είναι αέριο άχρωμο και άοσμο, λίγο ελαφρότερο από τον αέρα, πρακτικά αδιάλυτο στο νερό και υγροποιείται πολύ δύσκολα. Είναι σφοδρότατο και ύπουλο δηλητήριο γιατί σαν άχρωμο, άοσμο και άγευστο δεν προδίνει την παρουσία του. Είναι επικίνδυνο και σε μικρότατη ακόμη ποσότητα (0,1 %) στην ατμόσφαιρα μπορεί να προκαλέσει το θάνατο.

Η δηλητηριώδης δράση του οφείλεται στην ένωσή του με την αιμοσφαιρίνη του αίματος, με την οποία σχηματίζει την ανθρακοξυαιμοσφαιρίνη, που δε διασπάται. Έτσι κάνει τα αιμοσφαίρια ανίκανα να πάρουν οξυγόνο από τους πνεύμονες και να το μεταφέρουν στα διάφορα μέρη του σώματος, για να γίνουν οι καύσεις, που είναι απαραίτητες για τη ζωή.

Κίνδυνοι δηλητηρίασης από μονοξείδιο παρουσιάζονται:

  • Στα αέρια που βγαίνουν απ' τα αυτοκίνητα
  • Στα αέρια που βγαίνουν απ' τις σόμπες των σπιτιών, εξαιτίας ατελούς καύσης των κάρβουνων. Για να αποφύγουμε αυτό, πρέπει οι σόμπες να έχουν ειδικούς σωλήνες (μπουριά) από τους οποίους θα φεύγουν τα αέρια της καύσης
  • Από τα μαγκάλια μέσα σε δωμάτια που δεν αερίζονται καλά
  • Από το φωταέριο, που περιέχει 8% μονοξείδιο του άνθρακα κατ' όγκο. Οι δηλητηριάσεις από μονοξείδιο θεραπεύονται με τεχνητή αναπνοή και με ειδικές μάσκες οξυγόνου.

Το μονοξείδιο καίγεται στον αέρα με χαρακτηριστική γαλάζια φλόγα και έκλυση μεγάλου ποσού θερμότητας. Με το οξυγόνο και τον αέρα σχηματίζει εκρηκτικά μείγματα. Είναι ισχυρό αναγωγικό μέσο. Σε υψηλές θερμοκρασίες αντιδρά με ορισμένα μέταλλα και σχηματίζει καρβονιλικές ενώσεις.

Το μονοξείδιο του άνθρακα χρησιμοποιείται σαν καύσιμο και αποτελεί το βασικό συστατικό του υδραερίου, του ανθρακαερίου και του μεικτού αέριου, που είναι καύσιμα αέρια μείγματα και χρησιμοποιούνται κυρίως στη βιομηχανία. Χρησιμοποιείται σαν αναγωγικό μέσο στη μεταλλουργία, κυρίως του σιδήρου. Χρησιμοποιείται ακόμη στη συνθετική παρασκευή της μεθυλικής αλκοόλης, βενζινών, συνθετικών λιπασμάτων κλπ.


Στη βιομηχανία παρασκευάζονται καύσιμα αέρια μείγματα, που περιέχουν και μονοξείδιο, με διοχέτευση αέρα, υδρατμών ή μείγματος αυτών σε ερυθροπυρούμενο άνθρακα (κοκ):

  • Ανθρακαέριο ή πτωχό αέριο

Το παίρνουμε με διαβίβαση αέρα σε ερυθροπυρούμενο κοκ μέσα σε ειδικές αεριογόνες συσκευές. Στο κάτω μέρος τους, όπου υπάρχει περίσσεια αέρα, ο άνθρακας καίγεται και δίνει διοξείδιο του άνθρακα, που στη συνέχεια ανεβαίνει και ανάγεται σε μονοξείδιο από το ερυθροπυρωμένο κοκ. Το μείγμα, που βγαίνει από τη συσκευή, έχει την εξής περίπου σύσταση: 67% άζωτο, 28% μονοξείδιο του άνθρακα και 5% διοξείδιο. Το ανθρακαέριο δεν είναι πολύ θερμαντικό, γι' αυτό και ονομάστηκε και πτωχό αέριο.

  • Υδραέριο

Σχηματίζεται με διαβίβαση υπέρθερμων υδρατμών σε ερυθροπυρούμενο κοκ. Τα μείγμα που παίρνουμε είναι πολύ πλουσιότερο σε θερμίδες από το ανθρακαέριο, επειδή περιέχει πολύ υδρογόνο

  • Μεικτό αέριο

Το παίρνουμε με ταυτόχρονη διαβίβαση αέρα και υδρατμών σε ερυθροπυρούμενο κοκ και έχει την εξής περίπου σύσταση: 30% μονοξείδιο, 20% υδρογόνο και 50% μη καύσιμα αέρια, δηλ. άζωτο και διοξείδιο του άνθρακα. Η θερμική του απόδοση βρίσκεται μεταξύ ανθρακαερίου και υδραερίου.

Διοξείδιο του άνθρακα (CO2)

Το διοξείδιο του άνθρακα ελεύθερο βρίσκεται στον ατμοσφαιρικό αέρα σε αναλογία περίπου 0,04% κατ' όγκο. Βρίσκεται διαλυμένο στα νερά μερικών πηγών, όπως του Βισί. Είναι συστατικό φυσικών αερίων, που βγαίνουν από ρωγμές του εδάφους και κρατήρες ηφαιστείων. Παράγεται από την αναπνοή των ζώων και των φυτών, από την καύση καυσίμων που περιέχουν άνθρακα και από την αποσύνθεση των οργανικών ζωικών και φυτικών ουσιών. Ενωμένο αποτελεί το κύριο συστατικό των ανθρακικών ορυκτών. (Ανθρακικό ασβέστιο, ανθρακικό μαγνήσιο, ανθρακικός σίδηρος κ. ά.) Στο εργαστήριο παρασκευάζεται με επίδραση υδροχλωρικού οξέος πάνω σε ανθρακικό ασβέστιο. Στη βιομηχανία παρασκευάζεται με καύση άνθρακα περίσσεια αέρα ή με πύρωση ανθρακικών αλάτων.

Ιδιότητες

Το διοξείδιο είναι αέριο, άχρωμο, με χαρακτηριστική μυρωδιά 1,5 φορές περίπου βαρύτερο από τον αέρα. Διαλύεται εύκολα στο νερό και του δίνει μια υπόξινη γεύση. Εύκολα υγροποιείται και στερεοποιείται. Όταν το υγρό διοξείδιο του άνθρακα, που μεταφέρεται μέσα σε κυλίνδρους από χάλυβα, εξατμιστεί γρήγορα, προκαλεί μεγάλη πτώση της θερμοκρασίας (- 80° C) με αποτέλεσμα ένα μέρος του υγρού να στερεοποιείται. Το στερεό που παίρνουμε είναι άσπρο, μοιάζει με χιόνι και ονομάζεται "χιόνι του διοξειδίου του άνθρακα". Αν το πιέσουμε σε συμπαγή κομμάτια, αποτελεί το ξηρό πάγο Ενώ δεν είναι δηλητηριώδες, είναι επικίνδυνο, γιατί δε συντελεί στην αναπνοή. Έτσι προκαλεί δύσπνοια και λιποθυμία ακόμα και το θάνατο από ασφυξία, στην περίπτωση που βρίσκεται σε μεγάλη αναλογία στον αέρα.

Είναι πολύ σταθερό και αδρανές αέριο. Δεν καίγεται, ούτε συντελεί στην καύση και γι' αυτό χρησιμοποιείται για το σβήσιμο των πυρκαγιών.

Όταν το διοξείδιο του άνθρακα διαλυθεί μέσα στο νερό, αντιδρά με αυτό και σχηματίζει το ανθρακικό οξύ. Το ανθρακικό οξύ, όμως, είναι πολύ ασταθές και διασπάται πάλι σε διοξείδιο και νερό. Τα άλατα που σχηματίζει ονομάζονται ανθρακικά. Αυτά είναι σταθερά και παρασκευάζονται, αν διαβιβάσουμε αέριο διοξείδιο σε διαλύματα βάσεων.

Χρήσεις
  • Για την παρασκευή αεριούχων ποτών (λεμονάδες, πορτοκαλάδες κλπ.) και στα εργοστάσια μπίρας για τη δημιουργία πίεσης για την ανύψωση υγρών
  • Στην κατασκευή του ψωμιού, σαν μπέικιν πάουντερ, που αποτελείται από μείγμα όξινου ανθρακικού νάτριου και τρυγικού καλίου. Αυτά, όταν ανακατευτούν με νερό: ελευθερώνουν διοξείδιο του άνθρακα, που προκαλεί το φούσκωμα της ζύμης.
  • Στην παρασκευή του ανθρακικού νατρίου και όξινου ανθρακικού νατρίου, με τη μέθοδο του SOLVAY
  • Πολλές φορές χρησιμοποιείται αντί για την αμμωνία σαν ψυκτικό μέσο, κυρίως στα πλοία. Ο ξηρός πάγος (στερεό διοξείδιο) χρησιμοποιείται για τη διατήρηση των παγωτών και άλλων τροφίμων. Το νέο αυτό ψυκτικό είναι καλύτερο από τον κοινό πάγο, γιατί δίνει: α) πολύ χαμηλότερη θερμοκρασία και β) δε μετατρέπεται σε υγρό, αλλά απευθείας σε αέριο (εξάχνωση)
  • Για το σβήσιμο των πυρκαγιών. Το διοξείδιο, επειδή ούτε καίγεται, ούτε συντελεί στην καύση, χρησιμοποιείται σε μεγάλες ποσότητες για το σβήσιμο των πυρκαγιών.

Σημασία του διοξειδίου

Η ποσότητα του διοξειδίου της ατμόσφαιρας παραμένει σταθερή (0,04% κατ' όγκο). Αυτό οφείλεται στο ότι η ποσότητα αυτού που δημιουργείται κατά την αναπνοή, την καύση και τη σήψη αντισταθμίζεται από το διοξείδιο της ατμόσφαιρας, που ξοδεύεται από τα φυτά και απομακρύνεται απ' αυτήν από τα νερά της βροχής.

Τα φαινόμενα με τα οποία αφαιρείται διοξείδιο από την ατμόσφαιρα είναι:

  • Η φωτοσύνθεση (αφομοίωση των φυτών). Τα φυτά με την αφομοίωση συνθέτουν άμυλο από το διοξείδιο του άνθρακα που παίρνουν απ' την ατμόσφαιρα και από το νερό, που αντλούν με τις ρίζες τους από το έδαφος. Η σύνθεση αυτή γίνεται στα πράσινα φύλλα των φυτών, που περιέχουν χλωροφύλλη, με την επίδραση των ηλιακών ακτίνων. Η φωτοσύνθεση επομένως γίνεται μόνο κατά τη διάρκεια της ημέρας και σ' αυτήν τα φυτά παίρνουν διοξείδιο του άνθρακα και αποδίνουν οξυγόνο.
  • Μεγάλα ποσά διοξειδίου αφαιρούνται επίσης από την ατμόσφαιρα από τα νερά της βροχής, που μάλιστα, χάρη σ' αυτό μπορούν και διαλύουν τα ασβεστολιθικά πετρώματα.


Εικόνα:Lp-stamp-line.gif
LivePedia.gr :: Η Ελληνική Ελεύθερη Εγκυκλοπαίδεια



H LivePedia.gr είναι μια ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια που αναπτύσσεται χάρη στην εθελοντική προσπάθεια των χρηστών της.
Όλοι μπορούν να δημιουργήσουν νέα λήμματα ή να βελτιώσουν και να διορθώσουν λήμματα που ήδη υπάρχουν.

Ακολουθήστε τη LivePedia.gr στο Twitter


Προσωπικά εργαλεία
LivePedia στο iPhone
Χορηγός Φιλοξενίας Διακομιστή
*σημείωση
  • Εάν παρατηρήσετε κάποια διαφήμιση που δεν ταιριάζει εδώ, παρακαλούμε σημειώστε τη διεύθυνση στην οποία οδηγεί και ενημερώστε μας με email στο livepedia@gmail.com.