二氧化碳?xì)怏w是大氣組成的一部分(占大氣總體積的0。03%-0。04%),在自然界中含量豐富,其產(chǎn)生途徑主要有以下幾種:①有機(jī)物(包括動(dòng)植物)在分解、發(fā)酵、腐爛、變質(zhì)的過程中都可釋放出二氧化碳。反應(yīng)時(shí)可能揮發(fā)出的(HCl)氣體,可通過飽和碳酸氫鈉(NaHCO3)溶液除去生成氣體中的氣體。必要時(shí)可用裝有的洗氣瓶除去生成氣體中水蒸氣。固態(tài)二氧化碳廣泛用于冷藏奶制品、肉類、冷凍食品和其它轉(zhuǎn)運(yùn)中易的食品,在許多工業(yè)加工中作為冷凍劑,例如粉碎熱敏材料、橡膠磨光、金屬冷處理、機(jī)械零件的收縮裝配、真空冷阱等。
3世紀(jì)時(shí),中國(guó)西晉時(shí)期的張華(232年-300年)在所著的《博物志》一載了一種在燒白石(CaCO3)作白灰(CaO)過程中產(chǎn)生的氣體,這種氣體便是如今工業(yè)上用作生產(chǎn)二氧化碳的石灰窯氣。這個(gè)過程的簡(jiǎn)單機(jī)理為:在初始階段,二氧化碳被吸附在陰極催化劑表面,形成中間產(chǎn)物;然后電子在兩個(gè)電極間電勢(shì)差的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移數(shù)可能是2、4、6、8、12,還原產(chǎn)物隨電子轉(zhuǎn)移數(shù)的不同而可能是、甲酸根、甲酸、、和乙烯等。由于是在水溶液中,也會(huì)發(fā)生析氫反應(yīng),從而產(chǎn)生氫氣?,F(xiàn)代科學(xué)家一般認(rèn)為CO2分子的中心原子碳原子采取sp雜化,2條sp雜化軌道分別與2個(gè)氧原子的2p軌道(含有一個(gè)電子)重疊形成2條σ鍵,碳原子上互相垂直的p軌道再分別與2個(gè)氧原子中平行的p軌道形成2條大π鍵。
不能用Na2CO3(蘇打)和NaHCO3(小蘇打)代替CaCO3跟鹽酸反應(yīng)來(lái)制取二氧化碳,原因:Na2CO3和NaHCO3跟鹽酸反應(yīng)的速度太快,產(chǎn)生的二氧化碳很快逸出,不易控制,也不便于操作。不能用稀硫酸代替鹽酸,原因:稀硫酸跟大理石(CaCO3)反應(yīng)會(huì)生成了微溶入水的硫酸鈣(CaSO4)沉淀覆蓋在大理石的表面上,阻礙了反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行,而使反應(yīng)非常緩慢。