Khí CO2 là gì? Tính chất, ứng dụng và tác hại của khí CO2

1. Khí CO2 là gì?

Khí CO2 là công thức hóa học của Cacbon điôxít hay điôxít cacbon (các tên gọi khác thán khí, anhiđrít cacbonic, khí cacbonic) là một hợp chất ở điều kiện bình thường có dạng khí trong khí quyểnTrái Đất, bao gồm một nguyên tử cacbon và hai nguyên tử ôxy. Là một hợp chất hóa học được biết đến rộng rãi, nó thường xuyên được gọi theo công thức hóa học là CO₂. Trong dạng rắn, nó được gọi là băng khô.

2. Tính chất của khí CO2

2.1. Tính chất vật lý của CO2

Trong điều kiện bình thường CO2 là khí không màu, không mùi và có vị chua nhẹ hòa tan tốt ở trong nước,  nặng gấp 1,524 lần không khí.

Khí CO2 không tham gia phản ứng cháy và hóa lỏng tại nhiệt độ -78 độ C. Ngoài ra, CO2 có thể bị phân hủy tại nhiệt độ cao 2000 độ C thành CO và O2.

2.2. Tính chất hóa học của CO2

CO2 là oxit axit

CO2 tan trong nước tạo thành axit cacbonic (là một điaxit rất yếu)

CO2 + H2O ↔ H2CO3

CO2 tác dụng với oxit bazơ → muối.

CaO + CO2 → CaCO3 (t0)

CO2 tác dụng với dung dịch bazơ → muối + H2O

NaOH + CO2 → NaHCO3

2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O

CO2 bền, ở nhiệt độ cao thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh

CO2 + 2Mg → 2MgO + C

CO2 + C → 2CO

Lưu ý: Được dùng để giải thích CO2 không dùng để dập tắt các đám cháy kim loại.

3. Ứng dụng của khí CO2

3.1. Ứng dụng CO2 trong công nghiệp thực phẩm:

• CO2 lỏng và rắn là chất làm lạnh quan trọng, chúng tham gia vào quá trình lưu trữ và vận chuyển các loại kem và các thực phẩm đông lạnh.
• CO2 được dùng để tạo gas cho nhiều thức uống như nước coca, pepsi, 7up, … rất hữu dụng trong việc điều hòa nước uống.
• Bột nở sử dụng trong các loại bánh nướng tạo ra khí cacbonic làm cho khối bột phình to ra, do tạo ra các lỗ xốp chứa bọt khí. Men bánh mì tạo ra khí cacbonic bằng sự lên men trong khối bột, trong khi các loại bột nở hóa học giải phóng ra khí cacbonic khi bị nung nóng hoặc bị tác dụng với các axit.
• Chiết xuất thực phẩm: supercritical carbon dioxide được sử dụng trong việc chiết xuất màu và hương vị trong thực phẩm nhằm loại bỏ dầu và chất béo.

3.2. Ứng dụng CO2 trong công nghiệp:

• Các áo phao cứu hộ thông thường chứa các hộp nhỏ chứa cacbon điôxít đã nén để nhanh chóng thổi phồng lên. Các ống thép chứa cacbonic nén cũng được bán để cung cấp khí nén cho súng hơi, bi sơn, bơm lốp xe đạp, cũng như để làm nước khoáng xenxe.
• Carbon dioxide siêu hạn được sử dụng như một chất pha lỏng dùng trong sơn phun, làm giảm 80% dung môi hữu cơ.
• Sự bốc hơi nhanh chóng của cacbon điôxít lỏng được sử dụng để gây nổ trong các mỏ than. CO2 cũng được sử dụng như là môi trường khí cho công nghệ hàn.
• Nó có tác dụng như là tác nhân nén và khi hòa tan trong dầu thô dưới lòng đất thì nó làm giảm đáng kể độ nhớt của dầu thô, tạo điều kiện để dầu chảy nhanh hơn trong lòng đất vào giếng hút.
• Ngoài ra, Khí CO2 được sử dụng như là khí điều áp rẻ tiền, không cháy.
• CO2 được dùng để sản xuất ure: CO2 + 2NH3 →  H2O + (NH2)2CO (1800C; 200at)

3.3. Ứng dụng CO2 đối với đời sống

• Khí CO2 dập tắt lửa, một số bình cứu hỏa chứa CO2 lỏng bị nén.
• Băng khô được sử dụng làm sạch bề mặt thay cho cát, gây mưa nhân tạo, khói sân khấu.
• Cacbon dioxit kết hợp với Oxy và các thành phần khí khác để kích thích việc thở nhanh hơn và sâu hơn, trợ giúp xử lý các vấn đề liên quan đến hô hấp của con người.
• Thực vật cần có cacbon điôxít để thực hiện việc quang hợp.
• Dùng trong nuôi trồng thực vật , và các nhà kính có thể được làm giàu bầu khí quyển của chúng bằng việc bổ sung CO2 nhằm kích thích sự tăng trưởng của thực vật.

4. Tác hại của khí CO2

• Theo thống kê, năm 2014, con người đã thải ra bầu khí quyển 35,9 tỷ tấn CO2 chủ yếu từ hoạt động đốt than đá và khí tự nhiên của các nhà máy điện, sản xuất phân bón, xi măng hay các quy trình công nghiệp khác.
• Khí CO2 không phải là một khí độc, nhưng khi nồng độ của chúng lớn thì sẽ làm giảm nồng độ O2 trong không khí, gây nên cảm giác mệt mỏi. Khi nồng độ quá lớn có thể dẫn đến ngạt thở, kích thích thần kinh, tăng nhịp tim và các rối loạn khác.

Bảng dưới đây thể hiện chỉ số nồng độ cũng như mức độ ảnh hưởng của từng chỉ số đối với từ bình thường đến nguy hiểm.

Sự gia tăng của khí CO2 làm giảm sự tổng hợp protein (được cấu tạo C,H,N,O). Côn trùng ăn protein thực vật có nguy cơ bị thiếu dinh dưỡng côn trùng sẽ có tỉ lệ chết tăng lên gây hại tới hệ sinh thái. Nếu môi trường có nhiều kh
í CO2 sẽ thúc đẩy quá trình sinh sản của rệp lên tới 10-15% gây đe dọa tới mùa màng thu hoạch

Trên đây PUD đã tổng hợp tất cả các kiến thức liên quan đến khí CO2. Hi vọng, qua bài viết này bạn hiểu thêm về tính chất, vai trò cũng như tác hại của khí CO2 trong đời sống hằng ngày. Chúc các bạn học tập tốt nhé !