二氧化碳属于氧化物。二氧化碳一般可由高温煅烧石灰石或由石灰石和稀盐酸反应制得,主要应用于冷藏易腐败的食品(固态)、作致冷剂(液态)、制造碳化软饮料(气态)和作均相反应的溶剂(超临界状态)等。
氧化物(Oxide)属于化合物(当然也一定是纯净物)。其组成中只含两种元素,其中一种一定为氧元素,另一种若为金属元素,则称为金属氧化物;若另一种不为金属元素,则称之为非金属氧化物。
二氧化碳的性质分为物理性质和化学性质:
在物理性质方面,二氧化碳的熔点为-56.6℃,沸点为-78.5℃,密度比空气密度大,溶于水;
在化学性质方面,不活泼,热稳定性很高,不能燃烧,也不支持燃烧,属于酸性氧化物。
二氧化碳和水反应:
二氧化碳和水反应生成碳酸。二氧化碳是酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,因与水反应生成的是碳酸,所以是碳酸的酸酐。 二氧化碳可以溶于水并和水反应生成碳酸,而不稳定的碳酸容易分解成水和二氧化碳,相应的化学反应方程式为:CO2+H2O=H2CO3;H2CO3=CO2+H2O。
1.灭火
二氧化碳密度大于空气,且分子量较大,在一定浓度下可隔绝氧气和降低温度至着火点以下,从而达到灭火的目的。当发生火灾时,可以利用二氧化碳进行灭火。将二氧化碳储存在专用容器中,通过喷嘴或气瓶释放,覆盖于火焰上使其熄灭。
2.食品保鲜
二氧化碳具有抑制细菌生长的作用,因为它能够干扰微生物体内酶的活性以及蛋白质、核酸等物质的功能。可用于食品冷藏库、果蔬贮藏室及食品加工车间的空气净化。将二氧化碳作为增压介质充入封闭空间内以提高其浓度,通常控制在0.3-0.5MPa之间。
3.碳化反应
二氧化碳参与碳化反应是因为它能与某些化合物中的氢原子形成稳定的碳氧键,从而使这些化合物转化为碳酸盐或有机酸。该功能可用于生产碳酸饮料、塑料制品等。例如,在制备碳酸饮料时,会将二氧化碳通入水中形成碳酸,然后加入甜味剂和调味料即可得到可口的饮品。
4.气体肥料制造
二氧化碳是植物光合作用的重要原料之一,因此将其用于制造气体肥料可以促进植物生长。将二氧化碳与氨气在特定条件下合成尿素或其他氮肥。施用这种肥料有助于改善土壤质量并增加农作物产量。
5.超临界流体应用
当压力超过临界值时,二氧化碳会变成超临界流体,此时它的溶解能力比普通气体强得多,同时又具备液体的流动性。利用这一特性,超临界二氧化碳可用于萃取天然香料、色素以及其他有用成分。例如,在咖啡豆烘焙过程中,超临界二氧化碳被用来提取其中的香味物质。