이산화 탄소란 무엇일까?

#1 이산화 탄소란?

이산화 탄소는 탄소 원자 하나에 산소 원자 둘이 결합한 화합물이다. 화학식은 CO2 이며, 고체 상태일 때는 해빙 시에 바로 기체로 승화하므로 드라이아이스라고 부른다. 기체 상태일 때는 무색, 무취, 무미로 지구의 대기에도 존재하며, 화산 가스에도 포함되어 있다. 유기물의 연소, 생물의 호흡, 미생물의 발효 등으로 만들어진다.

생물의 광합성 과정에서 주로 이산화 탄소를 이용하여 탄수화물이 합성된다.

 

 

이산화 탄소는 가장 강력한 대뇌 혈관 확장제 중 하나이다. 고농도의 이산화 탄소를 흡입했을 때 순환계에 이상을 일으켜 혼수상태 또는 사망에 이르게 할 수 있다. 다량의 이산화 탄소에 노출되었을 경우 질식이 일어날 수 있다. 

낮은 농도의 이산화 탄소는 호흡의 증가와 두통을 일으킬 수 있다. 산소부족으로 인한 숨 가쁨, 정신적 경계심의 감소, 금육 조정의 손상, 판단력 상실, 감각의 무뎌짐, 정신적 불안정, 피로를 일으킬 수 있다. 질식의 과정으로 구역질, 구토, 피로, 의식 상실 등이 일어날 수 있으며 심할 경우 발작, 혼수상태, 사망에까지 이를 수 있다. 임산부에게서의 산소 부족은 태아 발육에 지장을 줄 수있다.

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이산화 탄소는 다들 한번씩은 들어봤을 화합물 중 하나일텐데요!

이산화 탄소가 가장 강력한 대뇌 혈관 확장제 중 하나였다니.. 새롭게 알게 된 것 같아요.

이산화 탄소가 이렇게 위험한 화합물이었다니 ㅠㅠ 조심해야겠어요. 

#2 성질

 물리적 특징

상온에서 무색 기체로 존재한다. 약간 신 맛이 있다. 밀도는 0 °C, 1atm에서 1.976g/L이다. 삼중점은 -56.6 °C/5.11atm으로 상온 상압에서 승화하며, 스화점은 -78.50 °C이다. 임계온도는  31.0 °C이며, 임계 압력은  72.80atm 이다.

 

에탄올에는 물에 비해서 약 2배정도로 녹고, 카복실산 또는 그 무수물에는 물의 약 20배 정도 녹을 수 있다. 에테르, 벤젠과는 잘 섞이지만 그 외의 많은 유기 화합물과는 잘 섞이지 않는다.

 

분자의 형태는 직선형이며, 탄소 원자와 산소 원자간의 결합 길이는 1.62Å이다. 고체는 분자성 결정의 형태로 존재한다.

 

 

화학적 특성

이산화 탄소는 화학적으로 활성이 낮은 기체이다. 이산화 탄소가 관여하는 대표적인 반응은 다음과 같다. 

• 물에 녹아 약한 산성을 띠는 탄산을 생성한다. 1atm의 이산화 탄소에 수용액이 접해이쓸 경우의 ph는 3.7이다.
• 고압의 조건에서 포화 수용액을 냉각하면 수화물 CO2·8 H2O가 생성된다.
• 고온에서는 가역적으로 일산화 탄소와 산소로 분리된다.
• 수소와 가역적으로 반응하여 일산화 탄소와 물을 생성한다. 적당한 조건과 촉매를 갖추고 있을 경우 메테인, 폼산, 메탄올을 생성하는 경우도 있다.
• 알칼리 금속이나 알칼리 토금속과 반응하면 환원되어 탄소와 포름산염을 생성할 수 있다. 아면, 철과 같은 다른 금속과도 반응하여 일산화 탄소를 생성하는 경우가 많다.
• 황화 수소와 함께 가열된 금속관을 통과하면 일산화 탄소와 황을 생성한다. 사염화 탄소와 통과할 경우 포스젠을 생성한다.
• 많은 금속 산화물이나 수산화물과 반응하여 탄산염을 생성한다.

탄산 칼슘은 물에 잘 녹지 않지만, 탄산 수소 칼슘은 물에 녹는다. 따라서 이산화 탄소의 분앞이 높아지면 위의 두 반응 중 두번째 반응의 평형이 생성물 쪽으로 이동한다. 그 결과 탄산 칼슘이 반응을 일으켜 탄산 수소 칼슘이 되어 물에 녹게 된다. 반대로 이산화 탄소의 분압이 낮아지면 평형은 반응물 쪽으로 이동하고 다시 탄산 칼슘이 석출된다. 이 반응은 석회동굴의 생성과 관련되어 있다. 이산화 탄소는 무극성 분자이다.

#3 용도

이산화 탄소는 다음과 같은 용도로 사용된다.

 

 

• 고체 이산화 탄소인 드라이아이스는 냉각제로 사용된다.
• 이산화 탄소는 소화기에 사용된다. 특히 물을 사용하기가 곤란한 전기로 인한 화재를 진압할 때 효과적이다.
• 청량음료의 원료이기도 하다.
• 원유를 채취할 때 채취향을 늘릴 목적으로 초임계상태의 이산화 탄소를 사용하기도 한다.
• 다른 화합물 합성의 원료로 사용된다.
• 전기 용접의 불활성 기체로 사용된다.
• 액체 상태의 이산화 탄소는 용매로도 사용된다.
• 제철소, 철 구조물, 알루미늄, 자동차, 철도차량 용접에 사용된다.
• 용수 및 폐수 처리에 사용된다.
• 펄프 및 제지공장에 사용된다.
• 로켓, 잠수함 추진제로 사용된다.

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이산화 탄소에 대한 포스팅은 잘 보셨나요? :-)

이산화 탄소에 대한 개념부터 용도까지 새롭게 알게 된 내용이 많아서

저한테도 유익했던 포스팅이었어요 ㅎㅎ

그럼 다음에도 더 유익한 포스팅으로 올게요!