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二氧化碳、碳酸、碳酸盐
- 二氧化碳(Carbon dioxide)、温室效应(green houseeffect)
二氧化碳是无色、无臭的气体,熔点和沸点较低,固态 CO2 在 194.6K, 直接升华为气体,故常用作致冷剂,它蒸发时,不会留下液体。因此,块状的二氧化碳固体也叫干冰。
二氧化碳是直线型的非极性分子(O=C=O)分子很稳定,二氧化碳既不助燃也不燃烧,可以扑灭一般的火焰,但它不能扑灭燃着的镁条,燃着的镁条可在 CO2 气中继续燃烧:
CO2+2Mg→2MgO+C
温室效应,地球表面受到来自太阳的短波辐射增温后,又以长波辐射的形式向太空散射能量。然而一部分长波辐射热量会被大气中的温室气体(如CO2、水蒸气等)吸收,从而使大气温度升高,即产生温室效应。由于大气中温室气体的增加,从上个世纪末起,全球平均地面气温呈上升趋势。自然界碳和含碳物的燃烧,碳酸盐矿石的分解,动物呼吸及发酵。陆地上的植物和海洋中的浮游动物则将二氧化碳转化为氧气。这是一个动态平衡。但自本世纪六十年代后,由于世界工业高度发展,各类污染严重,特别是海洋中浮游生物由于污染而造成死亡,譬如 1991 的海湾战争,科威特油井被毁后造成了
触目惊心的灾难。据估计,油井燃烧每天产生烟尘 1000 吨,可飘移 1600 公里。伊朗西部、土耳其北部遭“黑雨”污染,黑色云体的 90%在海湾上空飘移。环境专家们认为,油井燃烧污染环境的灾难将持续多年。海湾一些地区会下粘稠的黑色“酸雨”,污染地下水源,致使二氧化碳转化成氧的动态平衡遭到破坏,最终地表温度上升,海平面上升,小岛国将淹没。因此,人类为自身生存,必须保持二氧化碳与氧的动态平衡。CO2 的循环示意图见图 4— 6。
(A)大气与地球的循环过程图 4—6 CO2 的循环图(A)
(B)从化学角度看 CO2 的循环图 4—6 CO2 的循环图(B)