Karbon dioksida
Karbon dioksida (CO2) ialah oksida molekul. Sifat sesuatu bahan ditentukan bukan sahaja oleh komposisi unsur, tetapi juga oleh ikatan, geometri molekul atau kekisi kristal serta tingkah laku zarah dalam bahan tulen dan larutan.
Data asas
Maksud sebenar formula
Satu unit formula CO2 mengandungi 1 × karbon (C), 2 × oksigen (O). Daripada jisim atom relatif, jisim molarnya kira-kira 44.009 g/mol. Subskrip dalam formula menyatakan bilangan atom dan tidak dengan sendirinya menunjukkan cas, nombor pengoksidaan atau geometri.
Peratus jisim unsur
Dari segi jisim, sumbangan terbesar datang daripada oksigen (O, 72.7 %). Peratus jisim bergantung pada bilangan atom dan jisim atom relatifnya, jadi ia tidak boleh ditentukan hanya daripada saiz subskrip.
| karbon (C) | 1 | 27.3 % |
|---|---|---|
| oksigen (O) | 2 | 72.7 % |
Struktur dan ikatan
Karbon dioksida CO₂ ialah molekul linear O=C=O dengan karbon di tengah dan sudut ikatan 180°. Setiap ikatan C=O berkutub, tetapi dua dipol ikatan bertentangan arah lalu saling membatalkan, maka molekul keseluruhan hampir tiada momen dipol kekal.
Ikatan di dalam molekul atau ion perlu dibezakan daripada daya antara zarah. Kekutuban ikatan, bentuk molekul, taburan cas, serta keupayaan membentuk ikatan hidrogen atau interaksi ion mempengaruhi keterlarutan, suhu perubahan fasa dan kereaktifan melalui mekanisme yang berbeza.
Visual R3
Tingkah laku kimia
Apabila larut dalam air, CO₂ membentuk sistem keseimbangan yang melibatkan CO₂ terhidrat dan spesies karbonat; bergantung pada keadaan, H₂CO₃, HCO₃⁻ dan CO₃²⁻ boleh terlibat. CO₂ terhasil melalui respirasi dan pembakaran serta digunakan sebagai sumber karbon dalam fotosintesis.
Nilai sifat fizikal perlu dibaca bersama keadaan pengukurannya. Suhu, tekanan, kepekatan, ketulenan, bentuk kristal atau pelarut boleh mengubah ketumpatan, keterlarutan, keadaan fasa dan kadar tindak balas. Oleh itu nilai perwakilan ialah titik rujukan untuk perbandingan, bukan angka yang kekal dalam semua keadaan.
Larutan, keseimbangan dan keadaan
Dalam larutan berair, spesies yang hadir tidak semestinya sama seperti bentuk dalam bahan tulen. Penghidratan, keseimbangan asid–bes, penggabungan, penceraian atau hidrolisis boleh mengubah nisbah spesies kimia yang benar-benar wujud.
Perubahan kepekatan atau pH boleh mengalihkan keseimbangan dan mengubah kadar tindak balas. Oleh itu sifat sesuatu bahan perlu dibaca bersama persekitarannya; formula kimia menyatakan komposisi, tetapi tidak mewakili semua spesies yang mungkin hadir dalam larutan.
Kegunaan dan kepentingan
CO₂ digunakan untuk pengkarbonatan minuman, ais kering dan pelbagai proses kimia.
Kegunaan sesuatu bahan ditentukan oleh gabungan kereaktifan, keterlarutan, kemeruapan, sifat terma dan interaksinya dengan sistem biologi. Sifat yang berguna dalam proses terkawal boleh menjadi sumber risiko apabila keadaan penggunaan berubah.
Keselamatan dan konteks yang betul
Pada kepekatan tinggi ia boleh menggantikan oksigen dan menyebabkan bahaya lemas, manakala ais kering boleh menyebabkan kecederaan sejuk dan tidak boleh ditutup dalam bekas kedap.
Keselamatan tidak boleh dinilai daripada nama bahan sahaja. Kuantiti, kepekatan, suhu, laluan pendedahan, pengudaraan dan keserasian dengan bahan lain perlu dinilai bersama data keselamatan yang sesuai untuk produk atau keadaan eksperimen sebenar.
Perbandingan penting
Metana CH₄ juga mengandungi karbon tetapi ialah hidrokarbon tidak berkutub berbentuk tetrahedron dengan ikatan dan kereaktifan yang sangat berbeza.
Dua bahan dengan formula serupa atau unsur yang sama masih boleh mempunyai sifat yang sangat berbeza jika sambungan atom, geometri, cas atau kumpulan berfungsi berubah. Perbandingan yang baik melihat bukan sahaja persamaan tetapi juga perbezaan struktur yang mengubah tingkah laku kimia.