Карбонизация
Карбонизация — химическая реакция углекислого газа с образованием карбонатов , бикарбонатов и угольной кислоты . [1] В химии этот термин иногда используется вместо карбоксилирования , которое относится к образованию карбоновых кислот .
В неорганической химии и геологии карбонизация распространена. Гидроксиды металлов (MOH) и оксиды металлов (M'O) реагируют с CO 2 с образованием бикарбонатов и карбонатов :
- МОН + СО 2 → М(HCO 3 )
- М'О + СО 2 → М'СО 3
Избранные карбонизации
[ редактировать ]Карбоангидраза
[ редактировать ]В физиологии млекопитающих транспорт углекислого газа в легкие включает реакцию карбонизации, катализируемую ферментом карбоангидразой . В отсутствие таких катализаторов углекислый газ не может выводиться с достаточной скоростью для поддержания метаболических потребностей. Фермент содержит аквакомплекс цинка , который захватывает углекислый газ с образованием бикарбоната цинка: [2]
- [(имидазол) 3 ZnOH] + + CO 2 ⇌ [(имидазол) 3 ZnOCO 2 H] +
Поведение бетона
[ редактировать ]В железобетоне химическая реакция между углекислым газом На воздухе и гидроксид кальция , и гидратированный силикат кальция в бетоне называются нейтрализацией . Аналогичная реакция, при которой гидроксид кальция из цемента реагирует с углекислым газом и образует нерастворимый карбонат кальция, называется карбонизацией .
Производство карбамида
[ редактировать ]Карбонизация аммиака является одним из этапов промышленного производства карбамида : в 2020 году мировая производственная мощность составила около 180 миллионов тонн. [3] В качестве удобрения он является источником азота для растений.Заводы по производству карбамида почти всегда расположены рядом с участком производства аммиака. [4]
- 2 NH 3 + CO 2 ⇌ [NH 4 ] + [НХ 2 СОО] −
При последующей конверсии мочевины: карбамат аммония разлагается на мочевину с выделением воды:
- [НХ 4 ] + [НХ 2 СОО] − ⇌ CO(NH 2 ) 2 + H 2 O
Растворимость
[ редактировать ]Закон Генри гласит, что P CO 2 =K B x CO 2 , где P CO 2 — парциальное давление газа CO 2 над раствором. KB — константа закона Генри. K B увеличивается с повышением температуры. x CO 2 — мольная доля газообразного CO 2 в растворе. Согласно закону Генри, карбонизация раствора увеличивается с понижением температуры. [5]
Поскольку карбонизация — это процесс образования таких соединений, как угольная кислота (жидкость), из CO 2 (газа) {т.е. образования жидкости из газов), таким образом, парциальное давление CO 2 должно уменьшаться или мольная доля CO 2 в растворе должна увеличиваться { P CO 2 /x CO 2 = K B } и оба этих условия способствуют увеличению карбонизации.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Пропитка или обработка углекислым газом; преобразование в карбонат». Оксфордский словарь английского языка . Издательство Оксфордского университета. 2018.
- ^ Саттлер, Уэсли; Паркин, Джерард (2012). «Структурная характеристика соединений бикарбоната цинка, имеющих отношение к механизму действия карбоангидразы». Химическая наука . 3 (6): 2015. doi : 10.1039/c2sc20167d .
- ^ «Статистика производства карбамида» . www.ifastat.org . Международная ассоциация производителей удобрений . Проверено 19 апреля 2023 г.
- ^ Мессен, Йозеф Х. (2012). "Мочевина". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a27_333.pub2 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ «Закон Генриха» . Химический Инжиниринг . ООО "Тангент". Архивировано из оригинала 2 июня 2017 года . Проверено 7 ноября 2017 г.