二氧化碳技术

二氧化碳的用途及性质

我们已经学过二氧化碳的灭火、冷藏食品、人工降雨、制作饮料等用途，下面介绍一下二氧化碳的其它用途。

大气中的二氧化碳，有阻碍红外线传播的作用。因此，当大气中二氧化碳含量增多时，地球向外层空间传播的热量就会减少，气温就会升高，这就是现在人们关心的二氧化碳的温室效应。

科学家们探测表明，在金星周围的气体中，二氧化碳是主要成分，那里的气温要比地球高得多。美国公布的一份研究报告指出，100年前全世界每年进入大气的二氧化碳仅为9600万吨，预计21世纪将增加到80亿吨。地球气温的升高，会引起南北两极冰山和高原冰川的消融，从而导致海洋水量的增加，洋面升高。科学家们预测，到2050年，世界洋面将升高40～140厘米，果真如此，一些小的岛国将要沉没海中，对此，人们必须采用有效的对策，以减少二氧化碳的排放量。

二氧化碳是产生温室效应的主要气体。一位科学家撰文指出：对未来地球温度变化起作用的，除二氧化碳外，还有甲烷、一氧化二氮、氟里昂-11、氟里昂-12等30多种气体。这些气体也像二氧化碳那样，能阻止地球向外层空间发出的红外辐射，使地面的温度升高。特别是氟里昂气体，其温室效应不容忽视。二氧化碳气体与我们的人类密切相关，有多种多样的用途，但二氧化碳能做喷漆，

通常我们的油漆，都是具有发挥性的有机溶剂。涂上油漆后，溶剂就挥发出来，挥发的时间较长，而且还给环境造成污染。污染物中有许多有毒气体和致癌物。

美国一家公司研制出一种用二氧化碳做溶剂的油漆，克服了常用尤其给人带来的危害。二氧化碳是气体，不能做溶剂。他们采用的办法是：在一定温度下增大压力，使二氧化碳处于气态与液态相互转变的一种状态。这样，就可做溶剂使油漆溶解。所用二氧化碳是合成氨厂、炼油厂的副产品，并不需要制取。

使用二氧化碳喷漆，干得快，光泽好，不会产生有毒污染

人们常认为氧气对人体必不可少且多多益善，二氧化碳是废气，对人体有害无益必须都排出体外。事实上，世界上的任何东西都不是绝对的，有研究发现，吸入适量二氧化碳可使血管明显扩张，增加血容量。这种作用甚至能代替扩张血管药物，帮助人类治疗某些疾病。

　　高压下吸入纯氧是治疗缺血、缺氧性疾病的有效方法。但吸入纯氧会刺激血管收缩，使血流量下降、血压升高，不但影响氧疗效果，而且对眼底和大脑血管阻塞、耳鸣、耳聋等需要扩张血管来增加血流量的病人尤为不利。为了解决这个矛盾，长期以来，病人进高压氧舱吸氧治疗前都要常规服用或注射血管扩张药，来消除纯氧对血管的收缩作用。将少量二氧化碳气体混入纯氧中吸入（取名为混合氧），既保证了氧疗效果又可免去服药、打针之苦。

　　目前，我国已有多家医院将这项技术应用于临床。据南京军区总医院高压氧科曹锦泉副主任介绍，他们应用高压混合氧疗法已使10余万患者受益。但他强调，在应用中二氧化碳浓度必须有仪器连续监测，严格在安全范围内使用。

二氧化碳的坏处

二氧化碳作为最主要的温室气体之一，随着人类活动的加剧而大量排放，造成全球变暖等气候环境变化，已是万夫所指。但它又是植物最好的养料。过多地吸收二氧化碳，对农作物将产生怎样的影响？

众所周知，植物的光合作用与动物呼吸正好相反，它们吸入二氧化碳，排出氧气，随着全球二氧化碳的排放量不断增加，这些植物好比是人类进入高压氧舱，它们的生理、生化过程及其生态系统必将发生一系列的变化。

产量显著提高

通过4年的研究，南京土壤研究所的研究人员发现，由于实验田内的二氧化碳浓度显著提高，就好比为农作物施加了气体肥料。水稻、小麦产量比对照田块分别高出约10％—14％和12％—20％，生长周期也短了6—9天。在稻麦将要成熟的季节，大片的良田还是郁郁葱葱时，试验田内的水稻、小麦却已经泛黄了。

同时，稻米的外观、口感等品质也发生了明显的变化。稻谷的整精米率极显著降低、垩白粒率和垩白度极显著提高，使稻米糊化温度极显著提高。通俗地讲，就是稻米看起来更白了，吃起来更黏了。

粮食营养成分下降

产量提高的同时，粮食里的营养成分却下降了。如人体所需的蛋白质、氨基酸及微量元素铁、锌等这些营养成分含量明显下降。按目前观测的数据进行推测，到2050年前后，粮食中的蛋白质含量会降低10％。根据这种趋势，科学界提出了“隐性饥饿”的说法，也就是说虽然每顿饭你都吃饱了，但实际摄入的养分不足，甚至还没到下一次用餐时间却又饿了。虽然这种说法还有待进一步证实。

项目首席科学家、南京土壤研究所朱建国研究员说，我国是水稻生产大国，产量居世界第一。预计从2030年起我国将处于人口高峰期。因此水稻产量的高低是关系到国计民生的大事。而大气二氧化碳浓度增加引起的农田生态系统一系列的变化，将涉及到我国粮食安全保障、化肥和农药等重要方面。

二氧化碳性质

无色、无臭、无味的气体。化学式CO2。地球大气层次要组分。熔点－56.6℃（5.2×105帕），密度1.977克／厘米3，临界温度31.04℃，临界压力7.285×106帕，因此，二氧化碳气体容易液化，液态二氧化碳可以贮存在高压钢瓶内。当液态二氧化碳蒸发时，会吸收大量的热，使温度迅速降低，这样又会使一部分二氧化碳气体冷凝成雪花状固体，这种固体可从周围吸收热量，直接变成气体（升华），因此把它叫做干冰。大气中二氧化碳的含量为0.03％；海洋中为0.014％。它们来源于：①有机体腐烂过程。②人和动物呼出二氧化碳。③煤、石油、天然气等的燃烧。

二氧化碳的化学性质不活泼，只在高温下能与金属钾、镁、锌等作用，也与红热的炭发生反应：

二氧化碳在水中的溶解度较大，10℃时，1体积水可溶解1.19体积二氧化碳气体，它溶于水生成碳酸，是一种二元弱酸，电离常数为K1＝4.16×10-7，K2＝4.84×10-11。最常用的检验二氧化碳气体的方法是让它通入澄清的石灰水，即有白色沉淀（碳酸钙）产生：

Ca（OH）2＋CO2 CaCO3↓＋H2O继续通入二氧化碳，碳酸钙沉淀转变为可溶性的碳酸氢钙，溶液又变为澄清：

CaCO3＋CO2＋H2O Ca（HCO3）2

二氧化碳本身无毒，但在空气中含量达到3％时，人体会感到呼吸急促，达到10％时，就会丧失知觉、呼吸停止而死亡。随着工业高度发展，大气中的二氧化碳含量日益增高，它能够吸收地面放出的红外辐射，在地球周围形成绝热层，阻止热量向外层空间扩散，使平均气温上升，此即二氧化碳的温室效应。

工业上用的二氧化碳大多是石灰窑、水泥厂、酿酒厂（发酸过程）的副产物，天然气井和煤气厂也有大量二氧化碳。主要用于制造碳酸钠，及生产充碳酸气的饮料。用干冰冷冻水果或肉类，不但温度低，而且无污染。二氧化碳又是有效的灭火剂，用于不能用水来扑灭的火灾，如油、电、金属钠引起的火灾。液态二氧化碳已成为高效无污染的萃取剂，所用的工艺称为超临界萃取，多用于食品等工业。