[과학] 이산화탄소의 성질, 일상생활 이산화 탄소 사용 예, 이산화탄소 발생 과정

이산화 탄소는 탄소 원자 한 개와 산소 원자 두 개로 이루어진 분자로 상온에서 기체 상태이다. 이산화 탄소는 색깔과 냄새가 없으며 공기보다 1.5배 정도 무겁다. 물에 약간 녹는데, 20도에서 물 100g에 0.172g 정도 녹는다. 물에 녹으면 탄산이 되면서 약한 산성을 띤다. 탄소 또는 그 화합물이 연소할 때나 생물이 호흡할 때, 발효가 일어날 때 생성되며 식물의 광 합성에 이용되며 조연성이나 가연성이 없다. 오늘은 일상생활에서 사용되는 이산화탄소의 활용 사례를 알아볼게요.

 

1.소화기에 이용하는 이산화 탄소

소화기는 이산화 탄소가 공기보다 무거우면서 물질이 타는 것을 막는 성질을 이용하여 만들며 기체가 공기 중에서 위아래로 이동하는 것은 밀도와 관련 있다. 이산화 탄소가 고압의 용기 내에서 압축되어 액체 상태로 저장되어 있다가 화재 발생 시 소화기 밖으로 방출될 때 기체 상태로 나오게 된다. 이때 이산화 탄소가 공기보다 무거우므로 아래로 가라앉으면서 불꽃으로부터 산소를 차단하여 불을 끌 수 있다. 또한 액체 상태에서 기체 상태로 변하면서 주위의 열을 흡수 하여 주변의 온도가 낮아지기 때문에 불이 꺼지는 것을 돕는다. 따라서 소화기에서 나오는 흰 안개는 고체 상태의 이산화 탄소가 아니라 냉각에 의해 공기 중의 수증기가 응결된 작은 얼음 알갱이들이다.

소화기

 

2. 탄산음료에 이용하는 이산화 탄소

이산화 탄소는 탄산음료에 쓰인다. 이산화 탄소를 물에 녹이면 약한 산성인 탄산(H2CO3)이 만들어지는데, 기체의 용해도는 압력이 높고 온도가 낮을수록 커지므로 고압에서 이산화 탄소를 녹인다. 탄산음료를 마셨을 때 따가운 느낌이 나는 것은 물속에 탄산의 형태로 녹아 있던 이산화 탄소가 탄산음료의 뚜껑을 열면 기체 상태로 변하면서 기체 상태의 이산화 탄소가 입속을 자극하기 때문이다.

탄산음료

3.드라이아이스에 이용하는 이산화 탄소

드라이아이스는 고체 상태의 이산화 탄소로, 높은 압력으로 이산화 탄소를 액화시킨 다음 급격히 압력을 낮추고 다시 압력을 가하여 팽창시켜 만든다. 특히 드라이아이스는 대기압 하에서 -78도 이상의 온도에서 기체로 승화되며, 얼음보다 온도가 매우 낮고 부산물을 남기지 않기 때문에 육류나 아이스크림 같은 냉동 및 냉장 식품을 보관하고 운반하는 데 편리하다. 또한 공연장에서 무대를 뿌옇게 만드는 하얀색의 연기는 고체 상태의 드라이아이스가 기체 상태로 승화될 때 공기 중의 수증기가 응결한 것이다.

드라이아이스

4.이산화 탄소의 발생 과정

탄산수소 나트륨이 식초나 염산과 반응하거나 탄산 칼슘이 염산과 반응 하면 이산화 탄소가 발생한다.

이산화탄소