Номер 6, страница 175 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

6. Расскажите об использовании углекислого газа (рис. 84).

В качестве применения $CO_2$:

Средства пожаротушения

В пищевой промышленности

Хладагент («сухой лёд»)

Также $CO_2$ используется для:

Производство солей угольной кислоты

При этом получают:

Поташ

Кальцинированная (стиральная) сода

Пищевая сода

Кристаллическая сода

Рис. 84. Применение углекислого газа

Углекислый газ, или диоксид углерода ($CO_2$), является важным химическим соединением с широким спектром применения в различных отраслях промышленности и в быту. На основе представленной схемы можно выделить несколько ключевых направлений его использования.

Средства пожаротушения

Углекислый газ является эффективным средством для тушения пожаров. Его действие основано на нескольких принципах. Во-первых, $CO_2$ не поддерживает горение. Во-вторых, будучи в 1,5 раза тяжелее воздуха, он опускается вниз и вытесняет кислород из зоны горения, прекращая доступ окислителя к пламени. В углекислотных огнетушителях газ находится под высоким давлением в сжиженном состоянии. При выпуске он резко расширяется, что сопровождается сильным охлаждением до температуры сублимации (-78,5 °C) с образованием твердых хлопьев «сухого льда». Этот эффект охлаждения помогает снизить температуру горящих материалов ниже точки воспламенения. Углекислотные огнетушители особенно эффективны для тушения электроустановок под напряжением и горючих жидкостей, так как $CO_2$ не проводит электричество и испаряется без остатка.

Ответ: Углекислый газ используется в огнетушителях для охлаждения горящих веществ и вытеснения кислорода из зоны горения.

В пищевой промышленности

В этой отрасли углекислый газ (известный как пищевая добавка E290) используется прежде всего для газирования напитков, таких как лимонады, минеральная вода, пиво и шампанское. При растворении в воде под давлением он образует слабую угольную кислоту ($H_2CO_3$), которая придает напиткам характерный освежающий вкус и «игристость». Также $CO_2$ применяется в технологии упаковки пищевых продуктов в модифицированной газовой среде. Замещение кислорода в упаковке на углекислый газ замедляет рост аэробных бактерий и плесени, что позволяет значительно продлить срок хранения продуктов, таких как мясо, рыба, сыры и выпечка.

Ответ: В пищевой промышленности углекислый газ применяется для газирования напитков и как консервант при упаковке продуктов.

Хладагент («сухой лёд»)

Твердый диоксид углерода, известный как «сухой лёд», является мощным хладагентом. Его уникальное свойство заключается в сублимации — переходе из твердого состояния сразу в газообразное, минуя жидкую фазу, при атмосферном давлении и температуре -78,5 °C. Благодаря этому свойству сухой лёд обеспечивает сильное и длительное охлаждение, не оставляя влаги. Его используют для транспортировки и хранения замороженных и скоропортящихся продуктов (например, мороженого, медицинских препаратов), в лабораторной практике для создания низких температур, а также в индустрии развлечений для создания сценического дыма (тумана), который образуется при контакте сухого льда с теплой водой.

Ответ: Твердый углекислый газ («сухой лёд») используется как эффективный и чистый хладагент для транспортировки и хранения, а также для создания спецэффектов.

Производство солей угольной кислоты

Углекислый газ является сырьем для получения различных солей угольной кислоты — карбонатов и гидрокарбонатов, которые имеют огромное промышленное и бытовое значение. К ним относятся:

Поташ ($K_2CO_3$, карбонат калия) — используется в производстве стекла (особенно оптического), жидкого мыла, красителей и в качестве удобрения.

Кальцинированная (стиральная) сода ($Na_2CO_3$, карбонат натрия) — один из важнейших продуктов химической промышленности. Применяется в производстве стекла, моющих средств, бумаги, а также для умягчения воды.

Пищевая сода ($NaHCO_3$, гидрокарбонат натрия) — широко используется в кулинарии как разрыхлитель для теста (при нагревании выделяет $CO_2$), в медицине как антацидное средство, а также в быту как чистящее средство.

Кристаллическая сода ($Na_2CO_3 \cdot 10H_2O$, кристаллогидрат карбоната натрия) — применяется в быту для стирки и умягчения воды, так как легко растворяется в воде.

Процесс получения этих солей, например, по методу Сольве, напрямую включает реакцию с участием углекислого газа: $NH_3 + CO_2 + H_2O + NaCl \rightarrow NaHCO_3 \downarrow + NH_4Cl$.

Ответ: Углекислый газ служит сырьем для производства важных химических продуктов: поташа, кальцинированной, пищевой и кристаллической соды.