气态二氧化碳用于碳化软饮料、水处理工艺的pH控制、化学加工、食品保存、化学和食品加工过程的惰性保护、焊接气体、植物生激剂。二氧化碳是碳氧化合物之一,是一种无机物,不可燃,通常也不支持燃烧,低浓度时无毒性。它也是碳酸的酸酐,属于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,其中碳元素的化合价为+4价,处于碳元素的态,故二氧化碳具有氧化性而无还原性,但氧化性不强。原始社会时期,原始人在生活实践中就感知到了二氧化碳的存在,但由于历史条件的限制,他们把看不见、摸不着的二氧化碳看成是一种杀生而不留痕迹的凶神而非一种物质。
由于二氧化碳密度比空气大,能溶于水且能与水反应,所以采用向上排空气法。将生成的气体通入澄清的石灰水,液二氧化碳厂商,石灰水变浑浊,证明该气体为二氧化碳。一般以副产物二氧化碳为原料气,用吸附膨胀法从吸附相提取高纯二氧化碳,用低温泵收集产品;也可采用吸附精馏法制取,吸附精馏法采用硅胶、3A分子筛和活性炭作吸附剂,脱除部分杂质,精馏后可制取高纯二氧化碳产品。固态二氧化碳广泛用于冷藏奶制品、肉类、冷冻食品和其它转运中易的食品,在许多工业加工中作为冷冻剂,例如粉碎热敏材料、橡胶磨光、金属冷处理、机械零件的收缩装配、真空冷阱等。
现代科学家一般认为CO2分子的中心原子碳原子采取sp杂化,2条sp杂化轨道分别与2个氧原子的2p轨道(含有一个电子)重叠形成2条σ键,碳原子上互相垂直的p轨道再分别与2个氧原子中平行的p轨道形成2条大π键。17世纪初,比利时医生海尔蒙特即扬·巴普蒂斯塔·范·海尔蒙特,发现木炭燃烧之后除了产生灰烬外还产生一些看不见、摸不着的物质,并通过实验证实了这种被他称为“森林之精”的二氧化碳是一种不助燃的气体,确认了二氧化碳是一种气体;还发现烛火在该气体中会自然熄灭,这是二氧化碳惰性性质的次发现。由于二氧化碳密度比空气大,能溶于水且能与水反应,所以采用向上排空气法。将生成的气体通入澄清的石灰水,石灰水变浑浊,证明该气体为二氧化碳。
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