スキップしてメイン コンテンツに移動

二酸化炭素






⇒科学の本を購入するのならAMAZON!!


1,二酸化炭素とは


炭素とその化合物の完全燃焼、生物の呼吸や発酵の際などに生じる気体。

俗称炭酸ガス、無水炭酸。炭の燃焼で生じる気体と発酵で生じる気体が

同じ物質であることを認め、gas sylvestreとしたのはベルギーのファン・ヘルモントであるが、

その化学的性質を詳細に調べたのはイギリスのJ・ブラックである。

ブラックは、二酸化炭素は大気中あるいは人間の呼気中に含まれ、

石灰水に吸収されると白濁を生じること、

カ性アルカリを固定して温和アルカリとすることなどを明らかにして、

二酸化炭素を固定空気fixed airとよんだ。

ブラックの研究は、化学的性質の違う気体の存在を認める、

いわゆる気体化学の時代(18世紀なかばから約50年間)の端緒となった。

二酸化炭素は大気中容積で約0.03%含まれ、動物の呼気、発酵などでも生成し、

また炭素を含む物質の燃焼、あるいは時に火山の噴気などに含まれる。

液化したものは液化炭酸とよばれ、ボンベ詰め(ボンベの色は緑)として市販されている。

固体二酸化炭素は固体炭酸またはドライアイス(商品名)とよばれ市販されている。

[守永健一・中原勝儼]





製法


実験室ではキップの装置を用い、炭酸カルシウム(大理石)と希塩酸から発生させる。

  CaCO3+2HCl→CaCl2+H2O+CO2
 

発生気体に含まれる微量の酸は炭酸水素カリウム水溶液を通して除き、

濃硫酸を通して乾燥すると純粋なものが得られる。

炭酸水素ナトリウムまたは炭酸マグネシウムを熱分解する方法もある。

  2NaHCO3→Na2CO3+H2O+CO2
 

工業的には、石炭、コークスをガス化する際、石灰石CaCO3を焼いて

生石灰CaOを製造するときや、アルコール発酵の際の副産物、天然ガス、

石油生成の副生ガス、アンモニア合成工程の副生ガスとして多量に得られる。

精製には、炭酸ナトリウムまたはエタノールアミン冷水溶液を用い、

これに吸収させてから熱分解してもとへ戻す方法が普通用いられる。

精製した気体は鋼鉄製のボンベ内に60気圧で液体(液体炭酸)として蓄えられる。

[守永健一・中原勝儼]





性質


無色、無臭、不燃性の気体で空気より重い。

空気中に約2.5%含まれると、ろうそくに点火することができない。

3~4%含まれると人間は活動能力を失い、20~25%になると仮死状態となるが、

元来一酸化炭素と違って有毒ではない。

液化しやすく、常温でも50気圧にすると液化する。

液体二酸化炭素は常温では加圧下でなければ安定に存在することができず、

ボンベの口にズックの袋をかぶせてボンベから液体炭酸を

空気中に吹き出させると盛んに蒸発し、

その際蒸発熱を吸収して周囲の温度が下がり、

液体炭酸の一部が固化し、袋の中には雪のような固体炭酸ができる。

これを型に入れて固めたものがドライアイスである。
 


気体、液体、固体中でつねに分子の存在が認められる。

[守永健一・中原勝儼]


薬用



呼吸興奮薬の一種。

二酸化炭素は呼吸中枢を刺激して吸気作用をおこさせる働きをもつ。

動脈血中の二酸化炭素の量が減少すると、呼吸数が減じ、

末梢(まっしょう)血管の拡張がおこって、血圧低下、

心拍数の増加と血液拍出量の減少がみられる。

もともと二酸化炭素は呼気より排出される生体の代謝産物であるが、

これが動脈血中に増加すると、呼吸中枢が興奮して呼吸が速くなり、

ガス交換を盛んにして血中の二酸化炭素の量を少なくしようとする。

また、空気中の二酸化炭素の濃度が3~5%になると生理的影響が現れ、

8%を超えると呼吸困難を訴え、

10%以上になると意識喪失がみられ、18%で致命的となる。
 


[幸保文治]




『井上祥平・泉井桂・田中晃二編『二酸化炭素――化学・生化学・環境』(1994・東京化学同人) 


▽大前巌著『二酸化炭素と地球環境』(中公新書)』

コメント

このブログの人気の投稿

重いものと軽いものを地面に落としたら?

重いものと軽いものを地面に落としたら どっちが早く落ちるの? 結論からいうと、どちらも変わりません 。 (*しかし、空気がある世界では、より軽く、よりやわらかく、 表面積が大きいものが 遅く落下します。 紙切れがゆっくり落ちていくのがそれです。) 物理学の世界では、 物体を自然と落とすことを 自由落下 といいます。 では、なぜ重いものと軽いものが 同時に落ちるのか、思考実験といわれる 頭の中で実験をして確かめましょう。 空気抵抗が無いもの、つまり 真空中 と 仮定して話をすすめます。 【真空中…空気が全くない状態。】 1gのものと、1gのものを同時に落としたら、 同じ速度で落下することは納得できますよね。 では、1gのものと2gのものは? と考えてみましょう。 2gのものは1gのものを1+1=2個くっつけただけであり, それ以上のものではありません。 くっついたというだけのことで落下速度が速くなるのであれば、 分割すれば遅くなる ということが推論できますよね。 じゃぁドンドンと分割していくと、 そのうち落下しないで 空中に止まったままになるの? とまぁ、こんな感じの思考実験をすることで ある程度納得できるのではないかと思いますが、 いかがでしょうか? では、実際に理論的に説明していきます。 重い物に働く重力の方が軽い物に働く重力より大きい。 重力 (mg) =質量 (m) ×比例係数 (g) … ① これは良くご存じの様です。 比例定数は重力加速度=gと呼ばれ、 厳密には  g= 9.80665[m/s² ]  と定義されています。 同じ力を加えても 重い物の方 が 軽い物より 動かしにくい 。 加速度 ( a :   m /s 2 ) =加える力 ( F: N) /質量 ( m: kg)    … ②  ②…これを運動方程式という 【*物理学で力は記号でFを表す。単位はN。】 これも経験があるのではないでしょうか。 次のような経験を思い出しませんか。 ・同じ重さなら加える力が大きいほど良く加速する。 ・同じ力なら軽い物ほど良く加速する

儀礼的無関心

1,電車での出来事 電車のなかでは, ふつうであれば夫婦や親子など 親密な関係にある人間しか 入ることを許されない密接距離や、 友人同士で用いられる個体距離のなかに 見知らぬ他人が入りこんでくるということから、 別の規則が派生してくる。 私たちはたまたま電車で隣り合って座った人と 挨拶を交わたりしないし, ふつうは話しかけることもない。   私たちはあたかも 自分の 密接距離 や 個体距離 のなかに 人がいることに   気がつかないかのように、 それぞれ新聞や雑誌を読んだり、 ヘッドホンをつけ 音楽を聴いたり、携帯電話をチェックしたり、 ゲームをしたり,あるいは 目をつむって考えごとをしたりしている。 それはあたかも, 物理的に失われた距離を心理的距離によって 埋め合わせているかのようである。 アメリカの社会学者 E. ゴフマン( 1922 ~ 82 )は, 公共空間のなかで人びとが示す このような態度を儀礼的無関心と呼んだ。 2、具体的に儀礼的無関心とは どのような状態で 行われるのか? 「そこで行なわれることは, 相手をちらっと見ることは見るが, その時の表情は相手の存在を認識したことを 表わす程度にとどめるのが普通である。 そして、次の瞬間すぐに視線をそらし, 相手に対して特別の好奇心や 特別の意図がないことを示す。」 電車のなかで他の乗客にあからさまな 好奇心を向けることが 不適切とされるのはそのためである。 たとえば, 電車のなかで他の乗客をじろじろ眺めたり, 隣の人が読んでいる本を のぞきこんだりすることは不適切と感じられる。 例外は子どもである。 子どもは他の乗客を指差して 「あのおじさん変なマスクをしてる」 と言っても大目にみられるし, 逆に子どもに対してはじっと見つめることも, 話しかけることも

地中海式農業

1,地中海式農業 地中海性気候 、すなわち冬季は温暖・湿潤、 夏季は高温・乾燥の気候地域にみられる農業様式。 商品作物としての耐乾性樹木作物と自給作物としての 小麦栽培 に、 ヒツジ、ヤギの飼養を取り入れた 有畜農業 である。 とくに耐乾性作物であるオリーブ、イチジク、ブドウ、柑橘 類、 コルクガシなどの栽培は有名で、なかでもオリーブは標式的な樹木といわれている。 伝統的な 地中海式農業 は、 小麦 ・ オリーブ ・ ブドウ の三大作物の栽培とヒツジの移牧を特徴とする。 しかし、 灌漑 農業 の普及や農業改善事業の進展などで、 オレンジ、レモン、野菜・花卉 類などのより商品性の高い作物の栽培が 盛んになる一方、 移牧 は衰退しつつある。 地中海式農業が典型的に発達する地中海沿岸地方では、 山地斜面まで石材などを利用した 階段状耕地 が造成され、 独特な景観をなしている(イタリアのアマルフィやチンクエ・テッレなど)。 イタリア半島 南部やイベリア半島では大土地所有制度が残存し、 多くの零細農からなる農村では、 伝統的な農法による生産性の低い農業が営まれている。 地中海式農業地域としては、 このほか近代的な灌漑施設を整えたアメリカのカリフォルニア地方をはじめ、 チリ中部、アフリカ南西部、オーストラリア南部などがある。 [新井鎮久・井村博宣] リンク リンク