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Propriétés physiques du dioxyde de carbone. Dioxyde de carbone : composition et masse molaire |
Convertisseur de longueur et de distance Convertisseur de masse Convertisseur de mesures de volume de produits en vrac et de produits alimentaires Convertisseur de surface Convertisseur de volume et d'unités de mesure dans les recettes culinaires Convertisseur de température Convertisseur de pression, contrainte mécanique, module d'Young Convertisseur d'énergie et de travail Convertisseur de puissance Convertisseur de force Convertisseur de temps Convertisseur vitesse linéaire Angle plat Convertisseur d'efficacité thermique et d'économie de carburant Convertisseur de nombres en divers systèmes notation Convertisseur d'unités de mesure de quantité d'information Taux d'échange Dimensions Vêtements pour femmes et chaussures Tailles de vêtements et chaussures pour hommes Convertisseur de vitesse angulaire et de vitesse de rotation Convertisseur d'accélération Convertisseur d'accélération angulaire Convertisseur de densité Convertisseur de volume spécifique Convertisseur de moment d'inertie Convertisseur de moment de force Convertisseur de couple Convertisseur chaleur spécifique combustion (en masse) Convertisseur de densité d'énergie et de chaleur spécifique de combustion (en volume) Convertisseur de différence de température Convertisseur de coefficient de dilatation thermique Convertisseur résistance thermique Convertisseur de conductivité thermique Convertisseur la capacité thermique spécifique Exposition énergétique et convertisseur de puissance Radiation thermique Convertisseur de densité flux de chaleur Convertisseur de coefficient de transfert de chaleur Convertisseur de débit volumique Convertisseur de débit massique Convertisseur de débit molaire Convertisseur de densité de débit massique Convertisseur de concentration molaire Convertisseur de concentration massique en solution Convertisseur de viscosité dynamique (absolue) Convertisseur de viscosité cinématique Convertisseur de tension superficielle Convertisseur de perméabilité à la vapeur Convertisseur de perméabilité à la vapeur et de taux de transfert de vapeur Convertisseur de niveau sonore Convertisseur de sensibilité du microphone Convertisseur de niveau pression sonore(SPL) Convertisseur de niveau de pression acoustique avec pression de référence sélectionnable Convertisseur de luminosité Convertisseur d'intensité lumineuse Convertisseur d'éclairement Convertisseur de résolution informatique Convertisseur de fréquence et de longueur d'onde Puissance dioptrique et distance focale Puissance dioptrique et grossissement de l'objectif (×) Convertisseur charge électrique Convertisseur de densité de charge linéaire Convertisseur de densité de charge de surface Convertisseur de densité de charge de volume Convertisseur courant électrique Convertisseur de densité de courant linéaire Convertisseur de densité de courant de surface Convertisseur de tension champ électrique Convertisseur de potentiel électrostatique et de tension résistance électrique Convertisseur de résistivité électrique Convertisseur de conductivité électrique Convertisseur de conductivité électrique Capacité électrique Convertisseur d'inductance Convertisseur de calibre de fil américain Niveaux en dBm (dBm ou dBmW), dBV (dBV), watts et autres unités Convertisseur de force magnétomotrice Convertisseur de tension champ magnétique Convertisseur de flux magnétique Convertisseur d'induction magnétique Rayonnement. Convertisseur de débit de dose absorbée rayonnement ionisant Radioactivité. Convertisseur de désintégration radioactive Rayonnement. Convertisseur de dose d'exposition Rayonnement. Convertisseur de dose absorbée Convertisseur de préfixe décimal Transfert de données Convertisseur d'unités de typographie et de traitement d'images Convertisseur d'unités de volume de bois Calcul de la masse molaire Tableau périodique des éléments chimiques de D. I. Mendeleïev Formule chimique Masse molaire CO 2 , dioxyde de carbone 44.0095 g/mole 12.0107+15.9994 2 Fractions massiques des éléments du composéUtiliser le calculateur de masse molaire
Calculateur de masse molaireTaupeToutes les substances sont constituées d'atomes et de molécules. En chimie, il est important de mesurer avec précision la masse des substances qui réagissent et qui en résultent. Par définition, une taupe est une quantité de substance qui contient la même quantité éléments structurels(atomes, molécules, ions, électrons et autres particules ou leurs groupes), combien d'atomes sont contenus dans 12 grammes d'un isotope du carbone avec une masse atomique relative de 12. Ce nombre est appelé constante ou nombre d'Avogadro et est égal à 6,02214129(27)×10²³ mol⁻¹ . Nombre d'Avogadro N A = 6,02214129(27)×10²³ mol⁻¹ En d’autres termes, une mole est une quantité de substance égale en masse à la somme des masses atomiques des atomes et des molécules de la substance, multipliée par le nombre d’Avogadro. L'unité de quantité d'une substance, la taupe, est l'une des sept unités de base du SI et est symbolisée par la taupe. Puisque le nom de l'unité et son symbole coïncident, il est à noter que le symbole n'est pas décliné, contrairement au nom de l'unité, qui peut être décliné selon les règles habituelles de la langue russe. Par définition, une mole de carbone 12 pur équivaut exactement à 12 g. Masse molaireMasse molaire - propriété physique d'une substance, définie comme le rapport entre la masse de cette substance et la quantité de substance en moles. En d’autres termes, il s’agit de la masse d’une mole d’une substance. L'unité SI de masse molaire est le kilogramme/mol (kg/mol). Cependant, les chimistes sont habitués à utiliser l’unité g/mol, plus pratique. masse molaire = g/mol Masse molaire des éléments et composésLes composés sont des substances constituées de différents atomes chimiquement liés les uns aux autres. Par exemple, les substances suivantes, que l’on peut trouver dans la cuisine de toute femme au foyer, sont des composés chimiques :
La masse molaire d'un élément chimique en grammes par mole est numériquement la même que la masse des atomes de l'élément exprimée en unités de masse atomique (ou daltons). La masse molaire des composés est égale à la somme des masses molaires des éléments qui composent le composé, en tenant compte du nombre d'atomes du composé. Par exemple, la masse molaire de l'eau (H₂O) est d'environ 2 × 2 + 16 = 18 g/mol. Masse moléculaireLa masse moléculaire (l'ancien nom est poids moléculaire) est la masse d'une molécule, calculée comme la somme des masses de chaque atome qui compose la molécule, multipliée par le nombre d'atomes de cette molécule. Le poids moléculaire est adimensionnelle quantité physique, numériquement égal à la masse molaire. Autrement dit, la masse moléculaire diffère de la masse molaire en dimension. Bien que la masse moléculaire soit sans dimension, elle a toujours une valeur appelée unité de masse atomique (amu) ou dalton (Da), qui est approximativement égale à la masse d'un proton ou d'un neutron. L’unité de masse atomique est également numériquement égale à 1 g/mol. Calcul de la masse molaireLa masse molaire est calculée comme suit :
Substance avec formule chimique CO2 et un poids moléculaire de 44,011 g/mol, qui peut exister dans quatre états de phase : gazeux, liquide, solide et supercritique. L’état gazeux du CO2 est communément appelé dioxyde de carbone. À pression atmosphérique c'est un gaz incolore, incolore et inodore, à une température de +20 ? Avec une densité de 1,839 kg/m ? (1,52 fois plus lourd que l'air), se dissout bien dans l'eau (0,88 volumes dans 1 volume d'eau), y interagissant partiellement avec la formation d'acide carbonique. L'atmosphère contient en moyenne 0,035 % en volume. Lors d'un refroidissement soudain dû à l'expansion (expansion), le CO2 est capable de se désublimer - passer directement à l'état solide, en contournant la phase liquide. Le dioxyde de carbone était auparavant souvent stocké dans des réservoirs de gaz fixes. Actuellement, cette méthode de stockage n’est pas utilisée ; le dioxyde de carbone en quantité requise est obtenu directement sur place - en évaporant le dioxyde de carbone liquide dans un gazogène. Ensuite, le gaz peut être facilement pompé à travers n'importe quel gazoduc sous une pression de 2 à 6 atmosphères. L’état liquide du CO2 est techniquement appelé « dioxyde de carbone liquide » ou simplement « dioxyde de carbone ». C'est un liquide incolore et inodore, densité moyenne 771 kg/m3, qui n'existe que sous une pression de 3 482...519 kPa à une température de 0...-56,5 degrés C (« dioxyde de carbone à basse température »), ou sous une pression de 3 482...7 383 kPa à une température de 0...+31,0 deg. C (« dioxyde de carbone haute pression"). Le dioxyde de carbone à haute pression est le plus souvent produit par compression gaz carbonique jusqu'à la pression de condensation, tout en refroidissant simultanément avec de l'eau. Le dioxyde de carbone à basse température, qui est la principale forme de dioxyde de carbone destiné à la consommation industrielle, est le plus souvent produit par un cycle à haute pression par refroidissement et étranglement en trois étapes dans des installations spéciales. Pour une consommation faible et moyenne de dioxyde de carbone (haute pression), diverses bouteilles en acier sont utilisées pour son stockage et son transport (des bouteilles pour siphons domestiques aux conteneurs d'une capacité de 55 litres). La plus courante est une bouteille de 40 litres avec une pression de fonctionnement de 15 000 kPa et contenant 24 kg de dioxyde de carbone. Les cylindres en acier ne nécessitent pas de soins supplémentaires ; le dioxyde de carbone est stocké pendant une longue période sans perte. Les bouteilles de dioxyde de carbone haute pression sont peintes en noir. En cas de consommation importante, pour le stockage et le transport de dioxyde de carbone liquide à basse température, réservoirs isothermes de différentes capacités, équipés de service unités de réfrigération. Il existe des réservoirs de stockage (stationnaires) verticaux et horizontaux d'une capacité de 3 à 250 tonnes, des réservoirs transportables d'une capacité de 3 à 18 tonnes nécessitent la construction d'une fondation et sont utilisés principalement dans des conditions. espace limité pour accueillir. L'utilisation de réservoirs horizontaux permet de réduire le coût des fondations, surtout s'il existe une charpente commune avec une station de dioxyde de carbone. Les réservoirs sont constitués d'une cuve interne soudée en acier à basse température et dotée d'une isolation thermique en mousse de polyuréthane ou sous vide ; enveloppe extérieure en matière plastique, galvanisée ou en acier inoxydable; canalisations, raccords et dispositifs de contrôle. Interne et surface extérieure les récipients soudés sont exposés Traitement spécial, réduisant ainsi le risque de corrosion de surface des métaux. Dans les modèles importés coûteux, le boîtier extérieur scellé est en aluminium. L'utilisation de réservoirs assure le remplissage et la vidange du dioxyde de carbone liquide ; stockage et transport sans perte de produit ; contrôle visuel poids et pression de fonctionnement pendant le ravitaillement, pendant le stockage et la distribution. Tous les types de réservoirs sont équipés d'un système de sécurité à plusieurs niveaux. Les soupapes de sécurité permettent l'inspection et la réparation sans arrêter ni vider le réservoir. Avec une diminution instantanée de la pression jusqu'à la pression atmosphérique, qui se produit lors de l'injection dans une chambre d'expansion spéciale (étranglement), le dioxyde de carbone liquide se transforme instantanément en gaz et en une fine masse semblable à de la neige, qui est pressée et le dioxyde de carbone est obtenu dans état solide, communément appelée « glace carbonique ». À pression atmosphérique, c'est une masse vitreuse blanche d'une densité de 1 562 kg/m², avec une température de -78,5 °C. en plein air se sublime - s'évapore progressivement, en contournant l'état liquide. La neige carbonique peut également être obtenue directement à partir d'installations à haute pression utilisées pour produire du dioxyde de carbone à basse température à partir de mélanges gazeux contenant du CO2 en quantité d'au moins 75 à 80 %. La capacité de refroidissement volumétrique de la neige carbonique est presque 3 fois supérieure à celle de la glace aqueuse et s'élève à 573,6 kJ/kg. Le dioxyde de carbone solide est généralement produit en briquettes de 200×100×20-70 mm, en granulés d'un diamètre de 3, 6, 10, 12 et 16 mm, rarement sous forme de poudre la plus fine (« neige sèche »). Les briquettes, les granulés et la neige sont stockés pendant 1 à 2 jours maximum dans des installations de stockage souterraines fixes de type mine, divisées en petits compartiments ; transporté dans des conteneurs isolés spéciaux avec soupape de sécurité. Des conteneurs de différents fabricants d'une capacité de 40 à 300 kg ou plus sont utilisés. Les pertes dues à la sublimation sont, selon la température ambiante, de 4 à 6 % ou plus par jour. À une pression supérieure à 7,39 kPa et à une température supérieure à 31,6 degrés C, le dioxyde de carbone se trouve dans l'état dit supercritique, dans lequel sa densité est semblable à celle d'un liquide, et sa viscosité et sa tension superficielle sont semblables à celles d'un gaz. Cette substance physique inhabituelle (fluide) est un excellent solvant apolaire. Le CO2 supercritique est capable d'extraire complètement ou sélectivement tous les constituants apolaires d'un poids moléculaire inférieur à 2 000 daltons : composés terpéniques, cires, pigments, saturés et insaturés de haut poids moléculaire. acide gras, alcaloïdes, vitamines liposolubles et phytostérols. Les substances insolubles pour le CO2 supercritique sont la cellulose, l'amidon, les polymères organiques et inorganiques de haut poids moléculaire, les sucres, les substances glycosidiques, les protéines, les métaux et les sels de nombreux métaux. Possédant des propriétés similaires, le dioxyde de carbone supercritique est de plus en plus utilisé dans les processus d'extraction, de fractionnement et d'imprégnation de substances organiques et inorganiques. C'est également un fluide de travail prometteur pour les moteurs thermiques modernes.
Précautions de sécurité En termes de degré d'impact sur le corps humain, le dioxyde de carbone appartient à la 4ème classe de danger selon GOST 12.1.007-76 " Produits dangereux. Classement et Exigences générales sécurité." Concentration maximale admissible dans l'air zone de travail n'a pas été établie, lors de l'évaluation de cette concentration, il convient de se concentrer sur les normes pour les mines de charbon et d'ozokérite, fixées à moins de 0,5 %. Lors de l’utilisation de neige carbonique ou de récipients contenant du dioxyde de carbone liquide à basse température, des mesures de sécurité doivent être prises pour éviter les engelures sur les mains et d’autres parties du corps du travailleur. DÉFINITION Monoxyde de carbone (IV) (dioxyde de carbone) dans des conditions normales, il s’agit d’un gaz incolore, plus lourd que l’air, thermiquement stable et, lorsqu’il est comprimé et refroidi, il se transforme facilement en états liquide et solide (« neige carbonique »). La structure de la molécule est présentée sur la Fig. 1. Densité – 1,997 g/l. Il est peu soluble dans l'eau et réagit partiellement avec elle. Présente des propriétés acides. Réduit par les métaux actifs, l'hydrogène et le carbone. Riz. 1. La structure de la molécule de dioxyde de carbone. La formule brute du dioxyde de carbone est CO 2 . Comme on le sait, la masse moléculaire d'une molécule est égale à la somme des masses atomiques relatives des atomes qui composent la molécule (on arrondit les valeurs des masses atomiques relatives tirées du tableau périodique de D.I. Mendeleev aux nombres entiers ). Mr(CO 2 ) = Ar(C) + 2×Ar(O) ; M.(CO 2) = 12 + 2×16 = 12 + 32 = 44. DÉFINITION Masse molaire (M) est la masse de 1 mole d'une substance. Il est facile de montrer que valeurs numériques la masse molaire M et la masse moléculaire relative M r sont égales, cependant, la première quantité a la dimension [M] = g/mol, et la seconde est sans dimension : M = N A × m (1 molécule) = N A × M r × 1 amu = (NA ×1 amu) × M r = × M r . Cela signifie que la masse molaire du dioxyde de carbone est de 44 g/mol. La masse molaire d'une substance à l'état gazeux peut être déterminée à l'aide de la notion de volume molaire. Pour ce faire, trouvez le volume occupé dans des conditions normales par une certaine masse d'une substance donnée, puis calculez la masse de 22,4 litres de cette substance dans les mêmes conditions. Pour atteindre cet objectif (calcul de la masse molaire), il est possible d'utiliser l'équation d'état d'un gaz parfait (équation de Mendeleev-Clapeyron) : où p est la pression du gaz (Pa), V est le volume du gaz (m 3), m est la masse de la substance (g), M est la masse molaire de la substance (g/mol), T est la température absolue (K), R est la constante universelle des gaz égale à 8,314 J/(mol×K). Exemples de résolution de problèmesEXEMPLE 1
EXEMPLE 2
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