सेंट पीटर्सबर्ग स्टेट पॉलिटेक्निक यूनिवर्सिटी

अनुप्रयुक्त गणित और यांत्रिकी संस्थान
सैद्धांतिक यांत्रिकी विभाग

कार्बन डाइऑक्साइड का अणु

पाठ्यक्रम परियोजना

स्नातक प्रशिक्षण की दिशा: 010800 यांत्रिकी और गणितीय मॉडलिंग

समूह 23604/1

प्रोजेक्ट मैनेजर:

बचाव के लिए स्वीकार किया:

सेंट पीटर्सबर्ग

अध्याय 1 आणविक गतिशीलता 3

1.2 जोड़ी क्षमता 5

1.2.1 मोर्स क्षमता। 5

1.2.2 लेनार्ड-जोन्स क्षमता। 6

1.2.3 मोर्स और लेनार्ड-जोन्स क्षमता की तुलना 7

1.2.4 क्षमता और बलों की तुलना के रेखांकन। 7

1.2.5 निष्कर्ष 9

1.2 अणु कार्बन डाइआक्साइड 9

अध्याय 2 लेखन कार्यक्रम 10

2.1 कार्यक्रम आवश्यकताएँ 10

2.2 प्रोग्राम कोड। ग्यारह

2.2.1 चर। ग्यारह

2.2.2 कण निर्माण समारोह 12

2.2.3 भौतिकी कार्य 14

2.2.4 पावर 18 समारोह

2.3 इष्टतम मापदंडों का चयन 19

काम के परिणाम 20

संदर्भ सूची 21

परिचय और समस्या कथन

अणुओं की मॉडलिंग करना, यहां तक ​​कि सबसे सरल भी, एक मुश्किल काम है। उन्हें मॉडल करने के लिए, बहु-कण क्षमता का उपयोग करना आवश्यक है, लेकिन उनकी प्रोग्रामिंग भी एक बहुत ही कठिन कार्य है। प्रश्न यह उठता है कि क्या सरलतम अणुओं के प्रतिरूपण का कोई आसान तरीका खोजना संभव है।

जोड़ीदार क्षमताएं मॉडलिंग के लिए अच्छी तरह से अनुकूल हैं, क्योंकि उनके पास एक सरल रूप है और प्रोग्राम करना आसान है। लेकिन उन्हें आणविक मॉडलिंग पर कैसे लागू किया जा सकता है? मेरा काम इस समस्या को हल करने के लिए समर्पित है।

इसलिए, मेरी परियोजना से पहले निर्धारित कार्य निम्नानुसार तैयार किया जा सकता है - एक जोड़ी क्षमता (2 डी मॉडल) का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड अणु का मॉडल करना और इसकी सरल आणविक गतिशीलता पर विचार करना।

अध्याय 1 आणविक गतिशीलता

शास्त्रीय विधि आणविक गतिकी

आणविक गतिकी की विधि (एमडी विधि) एक ऐसी विधि है जिसमें गति के समीकरणों को एकीकृत करके परमाणुओं या कणों की परस्पर क्रिया की प्रणाली के अस्थायी विकास को ट्रैक किया जाता है।

बुनियादी प्रावधान:

परमाणुओं या कणों की गति का वर्णन करने के लिए, शास्त्रीय यांत्रिकी. कणों की गति का नियम विश्लेषणात्मक यांत्रिकी का उपयोग करके पाया जाता है। अंतर-परमाणु संपर्क की ताकतों को शास्त्रीय संभावित बलों (सिस्टम की संभावित ऊर्जा ढाल के रूप में) के रूप में दर्शाया जा सकता है। मैक्रोस्कोपिक (थर्मोडायनामिक) प्रकृति के परिणाम प्राप्त करने के लिए लंबे समय तक सिस्टम के कणों के प्रक्षेपवक्र का सटीक ज्ञान आवश्यक नहीं है। आणविक गतिकी विधि द्वारा गणना के दौरान प्राप्त विन्यासों के सेट को कुछ सांख्यिकीय वितरण फ़ंक्शन के अनुसार वितरित किया जाता है, उदाहरण के लिए, माइक्रोकैनोनिकल वितरण के अनुरूप।

आणविक गतिकी विधि लागू होती है यदि किसी परमाणु (या कण) की डी ब्रोगली तरंग दैर्ध्य अंतर-परमाणु दूरी से बहुत छोटी है।

इसके अलावा, शास्त्रीय आणविक गतिकी मॉडलिंग सिस्टम पर लागू नहीं होती है जिसमें हल्के परमाणु होते हैं, जैसे हीलियम या हाइड्रोजन। इसके अलावा, कम तापमान पर, क्वांटम प्रभाव निर्णायक हो जाते हैं, और ऐसी प्रणालियों पर विचार करने के लिए, क्वांटम का उपयोग करना आवश्यक है - रासायनिक तरीके. यह आवश्यक है कि जिस समय प्रणाली का व्यवहार माना जाता है वह अध्ययन की गई भौतिक मात्राओं के विश्राम समय से अधिक हो।

मूल रूप से सैद्धांतिक भौतिकी में विकसित आणविक गतिकी की विधि, रसायन विज्ञान में और 1970 के दशक से जैव रसायन और बायोफिज़िक्स में व्यापक हो गई है। यह एक प्रोटीन की संरचना को निर्धारित करने और उसके गुणों को परिष्कृत करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है यदि वस्तुओं के बीच बातचीत को बल क्षेत्र द्वारा वर्णित किया जा सकता है।

1.2 जोड़ी क्षमता

अपने काम में, मैंने दो संभावनाओं का इस्तेमाल किया: लेनार्ड-जोन्स और मोर्स। उनकी चर्चा नीचे की जाएगी।

1.2.1 मोर्स क्षमता।

डी बॉन्ड एनर्जी है, ए बॉन्ड की लंबाई है, बी एक पैरामीटर है जो संभावित कुएं की चौड़ाई को दर्शाता है।

क्षमता में एक आयाम रहित पैरामीटर बीए है। बीए = 6 पर, मोर्स और लेनार्ड-जोन्स की बातचीत करीब है। जैसे-जैसे बीए बढ़ता है, मोर्स इंटरैक्शन के लिए संभावित कुएं की चौड़ाई कम हो जाती है, और अंतःक्रिया अधिक कठोर और भंगुर हो जाती है।

बीए में कमी से विपरीत परिवर्तन होते हैं - संभावित कुएं का विस्तार होता है, कठोरता कम हो जाती है।

मोर्स क्षमता के अनुरूप बल की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

या वेक्टर रूप में:

1.2.2 लेनार्ड-जोन्स क्षमता।

परस्पर क्रिया की युग्मित शक्ति क्षमता। सूत्र द्वारा परिभाषित:

आर कणों के बीच की दूरी है, डी बंधन ऊर्जा है, ए बंधन लंबाई है।

क्षमता एमआई क्षमता का एक विशेष मामला है और इसमें कोई आयाम रहित पैरामीटर नहीं है।

लेनार्ड-जोन्स क्षमता के अनुरूप अन्योन्यक्रिया बल की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

लेनार्ड-जोन्स क्षमता के लिए, बंधन कठोरता, महत्वपूर्ण बंधन लंबाई और बंधन शक्ति क्रमशः हैं

बातचीत का वेक्टर बल सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है

इस व्यंजक में अंतरपरमाण्विक दूरी r की केवल सम शक्तियाँ हैं, जिससे यह संभव हो जाता है कि कण गतिकी विधि द्वारा संख्यात्मक गणनाओं में मूल निष्कर्षण प्रचालन का उपयोग न किया जाए।

1.2.3 मोर्स और लेनार्ड-जोन्स क्षमता की तुलना

क्षमता का निर्धारण करने के लिए, प्रत्येक को कार्यात्मक दृष्टिकोण से देखें।

दोनों संभावनाओं के दो पद हैं, एक आकर्षण के लिए जिम्मेदार है, और दूसरा आकर्षण के लिए।

मोर्स क्षमता में एक नकारात्मक घातांक होता है, जो सबसे तेजी से घटते कार्यों में से एक है। मैं आपको याद दिला दूं कि प्रतिपादक के पास प्रतिकर्षण के लिए जिम्मेदार पद के लिए और आकर्षण के लिए जिम्मेदार पद के लिए रूप है।

लाभ:

बदले में लेनार्ड जोन्स की क्षमता में शामिल हैं ऊर्जा समीकरणमेहरबान

जहां आकर्षण के लिए जिम्मेदार पद के लिए n = 6 और प्रतिकर्षण के लिए जिम्मेदार पद के लिए n = 12 है।

लाभ:

कोई निष्कर्षण की आवश्यकता नहीं है वर्गमूल, क्योंकि शक्तियां तब भी होती हैं जब क्रमादेशित होती हैं मोर्स क्षमता की तुलना में आसान वृद्धि और गिरावट

1.2.4 क्षमता और बलों की तुलना के रेखांकन।

1.2.5 निष्कर्ष

इन रेखांकन से, 1 निष्कर्ष निकाला जा सकता है - मोर्स क्षमता अधिक लचीली है, इसलिए यह मेरी आवश्यकताओं के लिए अधिक उपयुक्त है, क्योंकि तीन कणों के बीच बातचीत का वर्णन करना आवश्यक है, और इसके लिए 3 प्रकार की क्षमता की आवश्यकता होगी:

ऑक्सीजन और कार्बन के बीच बातचीत के लिए (यह अणु में प्रत्येक ऑक्सीजन के लिए समान है) कार्बन डाइऑक्साइड अणु में ऑक्सीजन के बीच बातचीत के लिए (इसे स्थिरीकरण कहते हैं) विभिन्न अणुओं से कणों के बीच बातचीत के लिए

इसलिए, भविष्य में मैं केवल मोर्स क्षमता का उपयोग करूंगा, और मैं नाम छोड़ दूंगा।

1.2 कार्बन डाइऑक्साइड अणु

कार्बन डाइऑक्साइड (कार्बन डाइऑक्साइड) एक गंधहीन और रंगहीन गैस है। कार्बन डाइऑक्साइड अणु में एक रैखिक संरचना और सहसंयोजक ध्रुवीय बंधन होते हैं, हालांकि अणु स्वयं ध्रुवीय नहीं होता है। द्विध्रुव आघूर्ण = 0.

परिभाषा

कार्बन डाइआक्साइड(कार्बन मोनोऑक्साइड (IV), कार्बन डाइऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड) सामान्य परिस्थितियों में एक रंगहीन गैस होती है, जो हवा से भारी होती है, ऊष्मीय रूप से स्थिर होती है, और जब संपीड़ित और ठंडा किया जाता है, तो यह आसानी से एक तरल और ठोस ("सूखी बर्फ") अवस्था में बदल जाती है।

यह पानी में खराब घुलनशील है, इसके साथ आंशिक रूप से प्रतिक्रिया करता है।

मुख्य कार्बन डाइऑक्साइड स्थिरांक नीचे दी गई तालिका में दिए गए हैं।

तालिका एक। भौतिक गुणऔर कार्बन डाइऑक्साइड का घनत्व।

कार्बन डाइऑक्साइड जैविक (प्रकाश संश्लेषण), प्राकृतिक (ग्रीनहाउस प्रभाव) और भू-रासायनिक (महासागरों में विघटन और कार्बोनेट के निर्माण) प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह बड़ी मात्रा में जीवाश्म ईंधन जलाने, सड़ने वाले कचरे आदि के परिणामस्वरूप पर्यावरण में प्रवेश करता है।

कार्बन डाइऑक्साइड अणु की रासायनिक संरचना और संरचना

कार्बन डाइऑक्साइड अणु की रासायनिक संरचना अनुभवजन्य सूत्र सीओ 2 द्वारा व्यक्त की जाती है। कार्बन डाइऑक्साइड अणु (चित्र 1) रैखिक है, जो बाध्यकारी इलेक्ट्रॉन जोड़े के न्यूनतम प्रतिकर्षण से मेल खाता है, सी = एच बंधन की लंबाई 0.116 एनएम है, और इसकी औसत ऊर्जा 806 केजे/मोल है। संयोजकता बांड की विधि के ढांचे के भीतर, दो -सीओ कनेक्शनकार्बन परमाणु के sp-संकरित कक्षक और ऑक्सीजन परमाणुओं के 2p z- कक्षक बनते हैं। कार्बन परमाणु के 2p x और 2p y कक्षक जो sp संकरण में भाग नहीं लेते, ऑक्सीजन परमाणुओं के समान कक्षकों के साथ अतिव्यापन करते हैं। इस मामले में, परस्पर लंबवत विमानों में स्थित दो -कक्ष बनते हैं।

चावल। 1. कार्बन डाइऑक्साइड अणु की संरचना।

ऑक्सीजन परमाणुओं की सममित व्यवस्था के कारण, सीओ 2 अणु गैर-ध्रुवीय है, इसलिए डाइऑक्साइड पानी में थोड़ा घुलनशील है (एच 2 ओ की एक मात्रा में 1 एटीएम और 15 डिग्री सेल्सियस पर सीओ 2 की मात्रा)। अणु की गैर-ध्रुवीयता कमजोर अंतःक्रियात्मक अंतःक्रियाओं और त्रिगुण बिंदु के निम्न तापमान की ओर ले जाती है: t = -57.2 o C और P = 5.2 atm।

कार्बन डाइऑक्साइड के रासायनिक गुणों और घनत्व का संक्षिप्त विवरण

रासायनिक रूप से, कार्बन डाइऑक्साइड निष्क्रिय है, जो ओ = सी = ओ बांड की उच्च ऊर्जा के कारण है। उच्च तापमान पर मजबूत कम करने वाले एजेंटों के साथ, कार्बन डाइऑक्साइड प्रदर्शित करता है ऑक्सीकरण गुण. कोयले के साथ, यह कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ में कम हो जाता है:

सी + सीओ 2 \u003d 2CO (टी \u003d 1000 ओ सी)।

हवा में प्रज्वलित मैग्नीशियम कार्बन डाइऑक्साइड के वातावरण में जलता रहता है:

सीओ 2 + 2 एमजी \u003d 2 एमजीओ + सी।

कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) पानी के साथ आंशिक रूप से प्रतिक्रिया करता है:

सीओ 2 (एल) + एच 2 ओ \u003d सीओ 2 × एच 2 ओ (एल) एच 2 सीओ 3 (एल)।

अम्लीय गुण दिखाता है:

CO2 + NaOH तनु = NaHCO 2 ;

सीओ 2 + 2नाओएच सांद्र \u003d ना 2 सीओ 3 + एच 2 ओ;

सीओ 2 + बा (ओएच) 2 = बाको 3 ↓ + एच 2 ओ;

सीओ 2 + बाको 3 (एस) + एच 2 ओ \u003d बा (एचसीओ 3) 2 (एल)।

जब 2000 o C से ऊपर के तापमान पर गर्म किया जाता है, तो कार्बन डाइऑक्साइड विघटित हो जाता है:

2CO 2 \u003d 2CO + O 2।

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

व्यायाम	कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन से युक्त 0.77 ग्राम कार्बनिक पदार्थ के दहन के दौरान 2.4 ग्राम कार्बन डाइऑक्साइड और 0.7 ग्राम पानी का निर्माण हुआ। ऑक्सीजन के संदर्भ में पदार्थ का वाष्प घनत्व 1.34 है। पदार्थ के आणविक सूत्र का निर्धारण करें।
समाधान	एम (सी) = एन (सी) × एम (सी) = एन (सीओ 2) × एम (सी) = × एम (सी); एम (सी) = × 12 = 0.65 ग्राम; मी (एच) \u003d 2 × 0.7 / 18 × 1 \u003d 0.08 ग्राम। एम(ओ) \u003d एम (सी एक्स एच वाई ओ जेड) - एम (सी) - एम (एच) \u003d 0.77 - 0.65 - 0.08 \u003d 0.04 जी। x:y:z = m(C)/Ar(C): m(H)/Ar(H): m(O)/Ar(O); x:y:z = 0.65/12:0.08/1: 0.04/16; x:y:z = 0.054: 0.08: 0.0025 = 22:32:1. माध्यम सबसे सरल सूत्रयौगिक सी 22 एच 32 ओ, और इसका दाढ़ द्रव्यमान 46 ग्राम / मोल है। किसी कार्बनिक पदार्थ के मोलर द्रव्यमान का मान उसके ऑक्सीजन घनत्व का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है: एम पदार्थ = एम (ओ 2) × डी (ओ 2); एम पदार्थ \u003d 32 × 1.34 \u003d 43 ग्राम / मोल। एम पदार्थ / एम (सी 22 एच 32 ओ) \u003d 43/312 \u003d 0.13। तो सूत्र में सभी गुणांकों को 0.13 से गुणा किया जाना चाहिए। तो पदार्थ का आणविक सूत्र सी 3 एच 4 ओ जैसा दिखेगा।
उत्तर	पदार्थ का आणविक सूत्र सी 3 एच 4 ओ

उदाहरण 2

व्यायाम	10.5 ग्राम वजन वाले कार्बनिक पदार्थ को जलाने पर 16.8 लीटर कार्बन डाइऑक्साइड (N.O.) और 13.5 ग्राम पानी प्राप्त हुआ। वायु में पदार्थ का वाष्प घनत्व 2.9 है। पदार्थ का आणविक सूत्र व्युत्पन्न करें।
समाधान	आइए दहन प्रतिक्रिया की एक योजना बनाएं कार्बनिक मिश्रणकार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या को क्रमशः "x", "y" और "z" के रूप में दर्शाते हुए: सी एक्स एच वाई ओ जेड + ओ जेड →सीओ 2 + एच 2 ओ। आइए हम इस पदार्थ को बनाने वाले तत्वों के द्रव्यमान का निर्धारण करें। सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान मान से लिया गया है आवर्त सारणीडि मेंडेलीव, पूर्णांकों तक पूर्णांकित: Ar(C) = 12 a.m.u., Ar(H) = 1 a.m.u., Ar(O) = 16 a.m.u. एम (सी) = एन (सी) × एम (सी) = एन (सीओ 2) × एम (सी) = × एम (सी); एम (एच) = एन (एच) × एम (एच) = 2 × एन (एच 2 ओ) × एम (एच) = × एम (एच); कार्बन डाइऑक्साइड और पानी के दाढ़ द्रव्यमान की गणना करें। जैसा कि ज्ञात है, एक अणु का दाढ़ द्रव्यमान उन परमाणुओं के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान के योग के बराबर होता है जो अणु (M = Mr) बनाते हैं: एम(सीओ 2) \u003d अर (सी) + 2 × अर (ओ) \u003d 12+ 2 × 16 \u003d 12 + 32 \u003d 44 ग्राम / मोल; एम(एच 2 ओ) \u003d 2 × अर (एच) + अर (ओ) \u003d 2 × 1 + 16 \u003d 2 + 16 \u003d 18 ग्राम / मोल। एम (सी) = ×12 = 9 ग्राम; एम(एच) \u003d 2 × 13.5 / 18 × 1 \u003d 1.5 ग्राम। एम(ओ) \u003d एम (सी एक्स एच वाई ओ जेड) - एम (सी) - एम (एच) \u003d 10.5 - 9 - 1.5 \u003d 0 जी। आइए परिभाषित करें रासायनिक सूत्रसम्बन्ध: x:y = m(C)/Ar(C): m(H)/Ar(H); एक्स: वाई = 9/12: 1.5/1; एक्स: वाई = 0.75: 1.5 = 1: 2। इसका मतलब है कि यौगिक का सबसे सरल सूत्र सीएच 2 है, और इसका दाढ़ द्रव्यमान 14 ग्राम / मोल है। किसी कार्बनिक पदार्थ के दाढ़ द्रव्यमान का मान वायु में उसके घनत्व का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है: पदार्थ = एम (वायु) × डी (वायु); एम पदार्थ \u003d 29 × 2.9 \u003d 84 ग्राम / मोल। एक कार्बनिक यौगिक का सही सूत्र खोजने के लिए, हम प्राप्त दाढ़ द्रव्यमान का अनुपात पाते हैं: एम पदार्थ / एम (सीएच 2) \u003d 84/14 \u003d 6. इसका मतलब है कि कार्बन और हाइड्रोजन परमाणुओं के सूचकांक 6 गुना अधिक होने चाहिए, अर्थात। पदार्थ का सूत्र C 6 H 12 जैसा दिखेगा।
उत्तर	पदार्थ सी 6 एच 12 . का आणविक सूत्र

सदी के अंत तक डिग्री सेल्सियस और अगर मिट्टी में कार्बन के प्रवाह में कोई वृद्धि नहीं हुई है। प्राप्त आंकड़ों के अनुसार, शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला है कि उत्सर्जन की भरपाई करने के लिए कार्बन डाइआक्साइड गैसमिट्टी से, वन बायोमास की मात्रा को दो से तीन गुना बढ़ाना आवश्यक है, न कि 70-80% तक, जैसा कि पहले कहा गया है। अध्ययन फिनिश संस्थान द्वारा किया गया था वातावरण, फिनिश...

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कार्बन डाइआक्साइड गैस कार्बन डाइआक्साइड गैस

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नैनो लेटर्स में प्रकाशित एक लेख में पेन्सिलवेनिया विश्वविद्यालय (यूएसए) से। बड़ी राशि कार्बन डाइआक्साइड गैस, उद्योग और परिवहन द्वारा वातावरण में उत्सर्जित, वैज्ञानिकों द्वारा ग्लोबल वार्मिंग का कारण माना जाता है। बहुत सारे तरीकों पर चर्चा की जाती है... और प्लेटिनम। प्रभाव के तहत अनुमत इस नैनोमटेरियल का उपयोग करके इकट्ठी की गई स्थापना सूरज की रोशनीमिश्रण परिवर्तित करें कार्बन डाइआक्साइड गैसऔर मीथेन, ईथेन और प्रोपेन में जल वाष्प की तुलना में 20 गुना अधिक कुशल ...

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लक्ष्य शैवाल और फाइटोप्लांकटन की प्रकाश संश्लेषक गतिविधि को प्रोत्साहित करना है, या भूमिगत तरलीकृत CO2 का इंजेक्शन लगाना है। परिवर्तन कार्बन डाइआक्साइड गैसटाइटेनियम डाइऑक्साइड नैनोकणों का उपयोग करके हाइड्रोकार्बन में वैज्ञानिकों द्वारा पहले से ही हल करने की एक और विधि के रूप में प्रस्तावित किया गया है ... तांबा और प्लैटिनम। इस नैनोमटेरियल का उपयोग करके इकट्ठे किए गए इंस्टॉलेशन ने सूर्य के प्रकाश के प्रभाव में मिश्रण को बदलना संभव बना दिया कार्बन डाइआक्साइड गैसऔर मीथेन, ईथेन और प्रोपेन में जल वाष्प पारंपरिक उत्प्रेरक की तुलना में 20 गुना अधिक कुशल ...

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संयुक्त राज्य अमेरिका, जिसके शब्द इस की प्रेस सेवा द्वारा उद्धृत किए गए हैं वैज्ञानिक संस्थान. वैज्ञानिकों ने इस तथ्य की ओर ध्यान आकर्षित किया कि पौधों का अवशोषण कार्बन डाइआक्साइड गैसऔर उनकी पत्तियों की सतह से पानी का वाष्पीकरण उन्हीं छिद्रों से होता है, जिन्हें रंध्र कहते हैं। यह है ... हवा में बहुत अधिक CO2, रंध्र संकीर्ण हो जाते हैं, संभवत: आने वाली मात्रा को सीमित करने के लिए कार्बन डाइआक्साइड गैसपौधों द्वारा विकास के लिए उपयोग किया जाता है। इससे वाष्पीकरण में मंदी आती है और "प्राकृतिक ..." की प्रभावशीलता में कमी आती है।

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क्रिस्टल को एक सरल विधि का उपयोग करके विकसित किया गया था जो तीन उपलब्ध पर निर्भर करता है रसायन. प्राकृतिक गैसअक्सर होता है कोयला का गैसऔर अन्य अशुद्धियाँ जो इस ईंधन की दक्षता को कम करती हैं। उद्योगों को एक ऐसी सामग्री की आवश्यकता होती है जो हटा दे कोयला का गैस. आदर्श सामग्री सस्ती, चयनात्मक और उच्च क्षमता वाली होनी चाहिए और इसे रिचार्ज किया जा सकता है। रिचार्जेबल सामग्री...

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और उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि, यह पता चला है, पुरुष सालाना दो टन वातावरण में "फेंकते हैं" कार्बन डाइआक्साइड गैसमहिलाओं से ज्यादा। शोधकर्ता इसे इस तथ्य से समझाते हैं कि पुरुष अधिक बार कार का उपयोग करते हैं और तदनुसार ... लिंग अंतर, अध्ययन के लेखक सुझाव देते हैं, इसलिए स्रोतों को निर्धारित करने में थोड़ा अलग तरीका है। कार्बन डाइआक्साइड गैस(में से एक गैसोंजो ग्लोबल वार्मिंग को प्रभावित करते हैं) और, विशेष रूप से, उपभोक्ता की आदतें और आय जिन्हें आधिकारिक तौर पर ध्यान में नहीं रखा जाता है ...

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लुइसियाना में कोयला आधारित भूवैज्ञानिक संरचनाओं में। शोधकर्ताओं ने पाया कि व्यापक बैक्टीरिया जो उपयोग करते हैं कोयला का गैसऔर कोयले को भोजन के रूप में, पानी की उपस्थिति में, वे अतिरिक्त रूप से CO2 को संसाधित कर सकते हैं और मीथेन को छोड़ सकते हैं ... शोधकर्ताओं, इस प्रक्रिया को काम करने के लिए, सूक्ष्मजीव जो CO2 को मीथेन में संसाधित करते हैं, इसके अलावा कार्बन डाइआक्साइड गैसऔर कोयले को अतिरिक्त पोषक तत्वों की आवश्यकता होती है - हाइड्रोजन, लवण सिरका अम्लऔर सबसे महत्वपूर्ण रूप से...

कार्बन डाइऑक्साइड, कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड सभी उसी पदार्थ के नाम हैं जिसे हम कार्बन डाइऑक्साइड के नाम से जानते हैं। तो इस गैस के गुण क्या हैं, और इसके अनुप्रयोग क्या हैं?

कार्बन डाइऑक्साइड और इसके भौतिक गुण

कार्बन डाइऑक्साइड कार्बन और ऑक्सीजन से बना है। कार्बन डाइऑक्साइड का सूत्र CO₂ है। प्रकृति में यह जलने या सड़ने से बनता है। कार्बनिक पदार्थ. हवा और खनिज स्प्रिंग्स में, गैस की मात्रा भी काफी अधिक होती है। इसके अलावा, मनुष्य और जानवर भी साँस छोड़ते समय कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ते हैं।

चावल। 1. कार्बन डाइऑक्साइड का अणु।

कार्बन डाइऑक्साइड पूरी तरह से रंगहीन गैस है और इसे देखा नहीं जा सकता है। इसमें गंध भी नहीं होती है। हालांकि, इसकी उच्च सांद्रता के साथ, एक व्यक्ति हाइपरकेनिया विकसित कर सकता है, अर्थात घुटन। कार्बन डाइऑक्साइड की कमी से भी स्वास्थ्य संबंधी समस्याएं हो सकती हैं। इस गैस की कमी के परिणामस्वरूप, घुटन की विपरीत स्थिति विकसित हो सकती है - हाइपोकेनिया।

यदि कार्बन डाइऑक्साइड को कम तापमान की स्थिति में रखा जाता है, तो -72 डिग्री पर यह क्रिस्टलीकृत हो जाता है और बर्फ जैसा हो जाता है। इसलिए, ठोस अवस्था में कार्बन डाइऑक्साइड को "सूखी बर्फ" कहा जाता है।

चावल। 2. सूखी बर्फ कार्बन डाइऑक्साइड है।

कार्बन डाइऑक्साइड हवा से 1.5 गुना सघन है। इसका घनत्व 1.98 किग्रा/m³ . है रासायनिक बंधकार्बन डाइऑक्साइड अणु में, सहसंयोजक ध्रुवीय। यह ध्रुवीय है क्योंकि ऑक्सीजन का विद्युत ऋणात्मकता मान अधिक होता है।

पदार्थों के अध्ययन में एक महत्वपूर्ण अवधारणा आणविक और दाढ़ द्रव्यमान है। दाढ़ जनकार्बन डाइऑक्साइड 44 है। यह संख्या अणु बनाने वाले परमाणुओं के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान के योग से बनती है। सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान के मान D.I की तालिका से लिए गए हैं। मेंडेलीव और पूर्ण संख्याओं तक गोल किया। तदनुसार, CO₂ का मोलर द्रव्यमान = 12+2*16।

कार्बन डाइऑक्साइड में तत्वों के द्रव्यमान अंशों की गणना करने के लिए, आपको प्रत्येक के द्रव्यमान अंशों की गणना के लिए सूत्र का पालन करना चाहिए रासायनिक तत्वपदार्थ में।

एनपरमाणुओं या अणुओं की संख्या है।
ए आर- रिश्तेदार परमाणु भाररासायनिक तत्व।
श्रीपदार्थ का सापेक्ष आणविक भार है।
रिश्तेदार की गणना करें आणविक वजनकार्बन डाइआक्साइड।

श्री (सीओ₂) = 14 + 16 * 2 = 44 डब्ल्यू (सी) = 1 * 12/44 = 0.27 या 27% चूंकि कार्बन डाइऑक्साइड में दो ऑक्सीजन परमाणु होते हैं, एन = 2 डब्ल्यू (ओ) = 2 * 16/44 = 0.73 या 73%

उत्तर: w(C) = 0.27 या 27%; डब्ल्यू(ओ) = 0.73 या 73%

कार्बन डाइऑक्साइड के रासायनिक और जैविक गुण

कार्बन डाइऑक्साइड है अम्ल गुणचूंकि यह एक अम्लीय ऑक्साइड है, और पानी में घुलने पर कार्बोनिक एसिड बनाता है:

CO₂+H₂O=H₂CO₃

यह क्षार के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिसके परिणामस्वरूप कार्बोनेट और बाइकार्बोनेट बनते हैं। यह गैस ज्वलनशील नहीं होती है। कुछ ही जलता है सक्रिय धातुजैसे मैग्नीशियम।

गर्म करने पर, कार्बन डाइऑक्साइड टूट जाती है कार्बन मोनोआक्साइडऔर ऑक्सीजन:

2CO₃=2CO+O₃।

अन्य अम्लीय ऑक्साइड की तरह, यह गैस अन्य ऑक्साइड के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करती है:

aO+Co₃=CaCO₃।

कार्बन डाइऑक्साइड सभी कार्बनिक पदार्थों का एक घटक है। प्रकृति में इस गैस का संचलन उत्पादकों, उपभोक्ताओं और डीकंपोजर की मदद से किया जाता है। जीवन की प्रक्रिया में, एक व्यक्ति प्रति दिन लगभग 1 किलो कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करता है। जब हम सांस लेते हैं, तो हमें ऑक्सीजन मिलती है, लेकिन इस समय एल्वियोली में कार्बन डाइऑक्साइड बनता है। इस बिंदु पर, एक विनिमय होता है: ऑक्सीजन रक्त में प्रवेश करती है, और कार्बन डाइऑक्साइड बाहर निकल जाती है।

अल्कोहल के उत्पादन के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन होता है। साथ ही, यह गैस नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और आर्गन के उत्पादन में एक उप-उत्पाद है। कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग आवश्यक है खाद्य उद्योग, जहां कार्बन डाइऑक्साइड एक परिरक्षक के रूप में कार्य करता है, और तरल के रूप में कार्बन डाइऑक्साइड अग्निशामक यंत्रों में निहित होता है।

चावल। 3. आग बुझाने का यंत्र।

हमने क्या सीखा?

कार्बन डाइऑक्साइड एक ऐसा पदार्थ है जो सामान्य परिस्थितियों में रंगहीन और गंधहीन होता है। इसके सामान्य नाम कार्बन डाइऑक्साइड के अलावा, इसे कार्बन मोनोऑक्साइड या कार्बन डाइऑक्साइड भी कहा जाता है।

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लेकिन अगर एक ही परमाणु के अणु इतने अलग-अलग हों, तो अलग-अलग परमाणुओं के अणुओं में कितनी विविधता होगी! आइए फिर से हवा में देखें - शायद हमें वहां भी ऐसे अणु मिलेंगे? नि: संदेह हम करेंगे!
क्या आप जानते हैं कि आप किन अणुओं को हवा में छोड़ते हैं? (बेशक, केवल आप ही नहीं - सभी लोग और सभी जानवर।) आपके पुराने दोस्त के अणु - कार्बन डाइऑक्साइड! जब आप स्पार्कलिंग पानी या नींबू पानी पीते हैं तो कार्बन डाइऑक्साइड के बुलबुले आपकी जीभ को सुखद रूप से झुनझुनी देते हैं। आइसक्रीम के डिब्बे में रखे सूखे बर्फ के टुकड़े भी ऐसे अणुओं से बने होते हैं; सूखी बर्फ ठोस कार्बन डाइऑक्साइड है।
एक कार्बन डाइऑक्साइड अणु में, दो ऑक्सीजन परमाणु विपरीत दिशाओं से एक कार्बन परमाणु से जुड़े होते हैं। "कार्बन" का अर्थ है "वह जो कोयले को जन्म देता है।" लेकिन कार्बन सिर्फ कोयले से ज्यादा को जन्म देता है। जब आप एक साधारण पेंसिल से चित्र बनाते हैं, तो कागज पर ग्रेफाइट के छोटे-छोटे गुच्छे रह जाते हैं - उनमें कार्बन परमाणु भी होते हैं। हीरा और साधारण कालिख उनमें से "निर्मित" होते हैं। फिर से वही परमाणु - और पूरी तरह से भिन्न पदार्थ!
जब कार्बन परमाणु न केवल एक दूसरे के साथ, बल्कि "विदेशी" परमाणुओं के साथ भी जुड़ते हैं, तो इतने अलग-अलग पदार्थ पैदा होते हैं कि उन्हें गिनना मुश्किल होता है! विशेष रूप से कई पदार्थ तब पैदा होते हैं जब कार्बन परमाणु दुनिया की सबसे हल्की गैस - हाइड्रोजन के परमाणुओं के साथ जुड़ते हैं। इन सभी पदार्थों को एक सामान्य नाम - हाइड्रोकार्बन कहा जाता है, लेकिन प्रत्येक हाइड्रोकार्बन का अपना नाम होता है।
सबसे सरल हाइड्रोकार्बन के बारे में उन छंदों में कहा गया है जिन्हें आप जानते हैं: "लेकिन हमारे अपार्टमेंट में गैस है - यह बात है!" किचन में जलने वाली गैस का नाम मिथेन है। मीथेन अणु में एक कार्बन परमाणु और चार हाइड्रोजन परमाणु होते हैं। एक रसोई के बर्नर की लौ में, मीथेन अणु नष्ट हो जाते हैं, एक कार्बन परमाणु दो ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ जुड़ जाता है, और आपको पहले से ही परिचित कार्बन डाइऑक्साइड अणु मिलता है। हाइड्रोजन परमाणु भी ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ जुड़ते हैं, और परिणामस्वरूप, दुनिया में सबसे महत्वपूर्ण और आवश्यक पदार्थ के अणु प्राप्त होते हैं!
इस पदार्थ के अणु भी हवा में हैं - उनमें से बहुत सारे हैं। वैसे, कुछ हद तक आप भी इसमें शामिल हैं, क्योंकि आप इन अणुओं को कार्बन डाइऑक्साइड अणुओं के साथ हवा में छोड़ते हैं। यह पदार्थ क्या है? यदि आपने अनुमान नहीं लगाया है, तो ठंडे गिलास पर सांस लें, और यहाँ यह आपके सामने है - पानी!

दिलचस्प:
अणु इतना छोटा है कि अगर हम एक के बाद एक सौ मिलियन पानी के अणुओं को पंक्तिबद्ध करते हैं, तो यह पूरी रेखा आपकी नोटबुक में दो आसन्न शासकों के बीच आसानी से फिट हो जाएगी। लेकिन वैज्ञानिक अभी भी यह पता लगाने में कामयाब रहे कि पानी का अणु कैसा दिखता है। यहाँ उसका चित्र है। सच है, यह एक भालू शावक विनी द पूह के सिर जैसा दिखता है! देखो तुमने अपने कान कैसे चुभोए! बेशक, ये कान नहीं हैं, बल्कि "सिर" से जुड़े दो हाइड्रोजन परमाणु हैं - ऑक्सीजन परमाणु। लेकिन चुटकुले चुटकुले हैं, लेकिन वास्तव में - क्या इन "कान के ऊपर" का पानी के असाधारण गुणों से कोई लेना-देना है?