Угљен-диоксид
Угљен-диоксид (CO2) је молекулски оксид. Страница повезује састав, хемијске везе и мерљива својства да би било јасно зашто се супстанца понаша на одређени начин.
Основни подаци
Шта тачно говори формула
Једна формулска јединица CO2 садржи 1 × угљеник (C), 2 × кисеоник (O). Збир релативних атомских маса даје моларну масу приближно 44.009 g/mol. Индекси у формули означавају број атома, а не набоје или оксидациона стања.
Масени удели елемената
Састав се може читати и по маси. Највећи допринос у овој формулској јединици даје кисеоник (O, 72.7 %); удели зависе и од атомских маса и од броја атома у формули.
| Елементи у формули | # | % m/m |
|---|---|---|
| угљеник (C) | 1 | 27.3 % |
| кисеоник (O) | 2 | 72.7 % |
Грађа и хемијске везе
CO₂ је линеаран молекул O=C=O. Свака веза C=O је поларна, али су везни диполи супротно усмерени и у потпуно линеарној геометрији се поништавају. Молекул зато нема трајни дипол иако су везе изразито поларне.
При тумачењу својстава формулу не треба одвајати од грађе. Исти елементи у другачијем распореду могу дати другу супстанцу, а исти број атома сам по себи не одређује геометрију, поларност ни агрегатно стање. Модел веза зато повезује запис формуле са посматраним понашањем.
Приказ грађе и својстава
Хемијско понашање
У води се део раствореног CO₂ хидратише у угљену киселину; систем се може сажети једначином CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃. Даље киселинско-базне равнотеже дају хидрогенкарбонат и карбонат, па растворени CO₂ утиче на pH.
При коришћењу бројчаних података увек треба навести услове. Густина, растворљивост, притисак паре и агрегатно стање могу се мењати са температуром, притиском или саставом раствора. Хемијска једначина приказује стехиометрију и запис смера, али сама по себи не одређује брзину ни механизам реакције. Зато табеларну вредност треба читати заједно са условима, а једначину са хемијским моделом који објашњава посматрано понашање.
Где се супстанца среће
- CO₂ је део циклуса угљеника: настаје дисањем и сагоревањем, а троши се фотосинтезом.
- Растворени CO₂ даје газираним пићима мехуриће и мења киселинско-базне равнотеже воде.
- Чврсти CO₂, суви лед, сублимира при атмосферском притиску и користи се за хлађење.
Безбедност и правилан контекст
CO₂ при уобичајеној атмосферској концентрацији није класичан отров, али у високим концентрацијама истискује кисеоник и може изазвати губитак свести. Суви лед може изазвати повреде хладноћом и не сме се затварати у непропусну посуду.
Важно поређење
CO₂ и CH₄ су мали гасови који садрже угљеник, али имају веома различите везе и геометрију. CO₂ је линеарни оксид са поларним везама, а CH₄ тетраедарски неполарни угљоводоник.
Сродна супстанца: Метан. Поређење помаже да се слична формула или примена не помешају са стварном молекулском односно јонском грађом.