氣態(tài)二氧化碳用于碳化軟飲料、水處理工藝的pH控制、化學(xué)加工、食品保存、化學(xué)和食品加工過程的惰性保護(hù)、焊接氣體、植物生激劑。二氧化碳是碳氧化合物之一,是一種無機(jī)物,不可燃,通常也不支持燃燒,低濃度時(shí)無毒性。它也是碳酸的酸酐,屬于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,其中碳元素的化合價(jià)為+4價(jià),處于碳元素的態(tài),故二氧化碳具有氧化性而無還原性,但氧化性不強(qiáng)。原始社會(huì)時(shí)期,原始人在生活實(shí)踐中就感知到了二氧化碳的存在,但由于歷史條件的限制,他們把看不見、摸不著的二氧化碳看成是一種殺生而不留痕跡的兇神而非一種物質(zhì)。
由于二氧化碳密度比空氣大,能溶于水且能與水反應(yīng),所以采用向上排空氣法。將生成的氣體通入澄清的石灰水,石灰水變渾濁,證明該氣體為二氧化碳。二氧化碳一般可由高溫煅燒石灰石或由石灰石和稀鹽酸反應(yīng)制得,主要應(yīng)用于冷藏易的食品(固態(tài))、作致冷劑(液態(tài))、制造碳化軟飲料(氣態(tài))和作均相反應(yīng)的溶劑(超臨界狀態(tài))等。CO2分子形狀是直線形的,其結(jié)構(gòu)曾被認(rèn)為是:O=C=O。但CO2分子中碳氧鍵鍵長(zhǎng)為116pm,介于碳氧雙鍵(鍵長(zhǎng)為124pm)和碳氧三鍵(鍵長(zhǎng)為113pm)之間,故CO2中的碳氧鍵具有一定程度的三鍵特征。
不能用Na2CO3(蘇打)和NaHCO3(小蘇打)代替CaCO3跟鹽酸反應(yīng)來制取二氧化碳,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。