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二酸化炭素

二酸化炭素の化学構造式

二酸化炭素Carbon dioxideは,化学式 CO2 で表される無機化合物です。

目次
  1. 1名称
  2. 2化学式と構造
  3. 3物質情報
  4. 4構成要素
  5. 5熱力学的性質
  6. 6溶解度
  7. 7危険有害性
  8. 8製法
  9. 9化学反応
  10. 10参考文献
  11. 11関連物質
  12. 12関連カテゴリ

名称

物質名称一覧

命名法
Nomenclature
名称
Name
代表的名称
Typical name
二酸化炭素
Carbon dioxide
組成命名法
Compositional nomenclature
二酸化炭素
Carbon dioxide
付加命名法
Additive nomenclature
ジオキシド炭素
Dioxidocarbon
別名
Other names
ドライアイス
Dry ice
固体
炭酸ガス
Carbonic acid gas
気体

化学式と構造

化学式一覧

化学式名称
Formula name
化学式
Formula
代表的化学式
Typical formula
CO2
分子式
Molecular formula
CO2
組成式
Compositional formula
CO2
構造式
Structural formula
二酸化炭素の化学構造式
電子式 (ルイス構造式)
Lewis structure
二酸化炭素の電子式 (ルイス構造式)
電子式 (ルイス構造式, 色付き)
Colored Lewis structure
二酸化炭素の電子式 (ルイス構造式, 色付き)

物質情報

物質情報一覧

項目
Item
Value
名称
Name
二酸化炭素
Carbon dioxide
化学式
Formula
CO2
外観
Appearance
無色の気体
Colorless gas
臭気
Odor
無臭
Odorless
モル質量
Molar mass
44.009 g/mol
密度
Density
1.975 g/L[1]
気体, 0°C
1.56 g/cm3[1][2]
固体, -79°C
融点
Melting point
−56.561 °C[2]
三重点
沸点
Boiling point
昇華点
Subliming point
−78.44 °C[1]
−78.464 °C[2]

構成要素

構成原子

原子
Atom
名称
Name
酸化数
Oxidation state
個数
Number
C炭素+41
O酸素−22

原子の比率

原子
Atom
原子量
Atomic weight
個数
Number
原子比率
Atomic ratio
重量比率
Weight ratio
C12.011133.33%27.29%
O15.999266.67%72.71%
CO原子比率
CO重量比率

熱力学的性質

相転移特性

項目
Item
Value
融解熱
Enthalpy of fusion
9.02 kJ · mol−1[1][2]
at −56.561°C
蒸発熱
Enthalpy of vaporization
15.8 kJ · mol−1[1]
蒸発熱 (25°C)
Enthalpy of vaporization at 25°C
25.2 kJ · mol−1[1]
その他転移エンタルピー
Enthalpy of other transition

標準熱力学特性

状態
State
標準生成
エンタルピー
ΔfH°
kJ · mol−1
標準生成
ギブス
エネルギー
ΔfG°
kJ · mol−1
標準モル
エントロピー
S°
J · K−1 · mol−1
標準モル
定圧熱容量
Cp°
J · K−1 · mol−1
気体−393.509[3]−394.359[3]213.74[3]37.11[3]
水溶液 (非解離状態)−413.80[3]−385.98[3]117.6[3]

溶解度

溶解性

反応
Reactive
混和
Miscible
易溶
Very soluble
可溶
Soluble
微溶
Slightly soluble
CS2二硫化炭素
難溶
Very slightly soluble
C3H8O3グリセロール
不溶
Insoluble

水への溶解度 (g/100 g)[1]

0°C5°C10°C15°C20°C25°C30°C40°C50°C60°C
0.33460.27740.23180.1970.16880.14490.12570.09730.07610.0576

水への溶解度 (g/100 g)[4]

0°C5°C10°C15°C20°C25°C30°C40°C50°C60°C
0.3350.2770.2310.1970.1690.1450.1260.0970.0760.058

アセトンへの溶解度 (mL/100 mL)[4]

20°C25°C
692.1629.5

ジエチルエーテルへの溶解度 (mL/100 mL)[4]

0°C10°C15°C
733604.4546.5

メタノールへの溶解度 (mL/100 mL)[4]

15°C20°C25°C
460.6420.5383.7

ピリジンへの溶解度 (mL/100 mL)[4]

15°C20°C25°C
429.1386.2365.6

トリクロロメタンへの溶解度 (mL/100 mL)[4]

15°C20°C25°C
395.6368.1343

エタノールへの溶解度 (mL/100 mL, 97%)[4]

15°C20°C25°C
313292.3270.6

1-プロパノールへの溶解度 (mL/100 mL)[4]

25°C
249.8

ベンゼンへの溶解度 (mL/100 mL)[4]

15°C20°C25°C
271254242.5

トルエンへの溶解度 (mL/100 mL)[4]

15°C20°C25°C
255.7242.6230.5

イソブタノールへの溶解度 (mL/100 mL)[4]

15°C20°C25°C
208.8196.4184.2

1-ペンタノールへの溶解度 (mL/100 mL)[4]

15°C20°C25°C
205.8194.1183.1

アニリンへの溶解度 (mL/100 mL)[4]

15°C20°C25°C
153.1143.4132.4

二硫化炭素への溶解度 (mL/100 mL)[4]

15°C20°C25°C
94.4688.8886.99

水への溶解度 (mL/100 mL)[4]

25°C
82.56

グリセロールへの溶解度 (mL/100 mL)[4]

25°C
3.02

溶解度曲線 (g/100 g)

0°C20°C40°C60°C80°C100°C温度 (°C)0.00.10.20.30.4溶解度 (g/100 g)

溶解度曲線 (mL/100 mL)

0°C20°C40°C60°C80°C100°C温度 (°C)0200400600800溶解度 (mL/100 mL)

危険有害性

GHSラベル[5]

項目
Item
Value
危険有害性絵表示
Hazard pictograms
GHS04: ガスシリンダー
GHS04: ガスシリンダー
GHS07: 感嘆符
GHS07: 感嘆符
注意喚起語
Signal word
警告
危険有害性情報
Hazard statements
H280: 高圧ガスを内含; 熱すると爆発のおそれ
H336: 眠気またはめまいのおそれ

物理的危険性[5]

健康有害性[5]

環境有害性[5]

製法

非金属非金属の反応

非金属非金属が反応すると,二酸化炭素が生成する場合があります。

炭素酸素の反応
ΔrG−394.359 kJ/mol
K1.23 × 1069
pK−69.09
炭素オゾンの反応
ΔrG−1509.5 kJ/mol
K2.84 × 10264
pK−264.45

炭化水素の完全燃焼

炭化水素が完全燃焼すると,二酸化炭素が生成する場合があります。

メタンの完全燃焼
ΔrG−817.90 kJ/mol
K1.95 × 10143
pK−143.29
エチレンの完全燃焼
ΔrG−1331.13 kJ/mol
K1.60 × 10233
pK−233.20
プロパンの完全燃焼
ΔrG−2108.2 kJ/mol
K2.19 × 10369
pK−369.34
1-ブテンの完全燃焼
ΔrG−2597.3 kJ/mol
K1.06 × 10455
pK−455.03
エタンの完全燃焼
ΔrG−2934.57 kJ/mol
K1.30 × 10514
pK−514.11

弱酸の塩強酸の反応

弱酸の塩強酸が反応すると,二酸化炭素が生成する場合があります。

揮発性の酸の塩不揮発性の酸の反応

揮発性の酸の塩不揮発性の酸が反応すると,二酸化炭素が生成する場合があります。

オキソ酸脱水性酸性酸化物の反応

オキソ酸脱水性酸性酸化物が反応すると,二酸化炭素が生成する場合があります。

炭酸十酸化四リンの反応
ΔrG−500.1 kJ/mol
K4.11 × 1087
pK−87.61

分解反応

熱分解性物質が分解すると,二酸化炭素が生成する場合があります。

炭酸ナトリウムの分解
ΔrG274.62 kJ/mol
K0.77 × 10−48
pK48.11
炭酸カリウムの分解
ΔrG347.0 kJ/mol
K0.16 × 10−60
pK60.79
炭酸カルシウムの分解
ΔrG129.36 kJ/mol
K0.22 × 10−22
pK22.66
炭酸マンガン(II)の分解
ΔrG59.4 kJ/mol
K0.39 × 10−10
pK10.41

還元性非金属酸化物の反応

炭素が反応すると,二酸化炭素水素が生成します。

炭素の反応
ΔrG79.899 kJ/mol
K0.10 × 10−13
pK14.00

還元性非金属酸化物の反応

還元性非金属酸化物が反応すると,二酸化炭素が生成する場合があります。

炭素二酸化ケイ素の反応
ΔrG462.28 kJ/mol
K0.10 × 10−80
pK80.99
炭素十酸化四リンの反応
ΔrG725.9 kJ/mol
K0.67 × 10−127
pK127.17
炭素二酸化硫黄の反応
ΔrG−94.165 kJ/mol
K3.14 × 1016
pK−16.50
炭素三酸化硫黄の反応
ΔrG−435.58 kJ/mol
K2.04 × 1076
pK−76.31
炭素一酸化二塩素の反応
ΔrG−590.2 kJ/mol
K2.50 × 10103
pK−103.40

電気分解

液体を電気分解すると,二酸化炭素が生成する場合があります。

酢酸の電気分解
ΔrG−55.2 kJ/mol
K4.68 × 109
pK−9.67
酢酸の電気分解
ΔrG−4.5 kJ/mol
K6.14 × 100
pK−0.79

化学反応

塩基との反応

塩基二酸化炭素が反応すると,オキソ酸塩が生成します。

塩基性酸化物との反応

塩基性酸化物二酸化炭素が反応すると,オキソ酸塩が生成します。

との反応

二酸化炭素が反応すると,炭酸が生成します。

二酸化炭素の反応
ΔrG0.03 kJ/mol
K0.99 × 100
pK0.01

との反応

二酸化炭素が反応すると,酸性塩が生成します。

陰イオンとの反応

二酸化炭素酸化物イオンが反応すると,炭酸イオンが生成します。

二酸化炭素酸化物イオンの反応
CO2二酸化炭素 + O2−酸化物イオン
CO32−炭酸イオン

還元性非金属との反応

還元性非金属二酸化炭素が反応すると,単体/酸化物非金属酸化物が生成します。

炭素二酸化炭素の反応
ΔrG120.023 kJ/mol
K0.94 × 10−21
pK21.03
水素二酸化炭素の反応
ΔrG−79.899 kJ/mol
K9.95 × 1013
pK−14.00
水素二酸化炭素の反応
ΔrG20.062 kJ/mol
K0.31 × 10−3
pK3.51

活性金属との反応

活性金属二酸化炭素が反応すると,水素が生成します。

二酸化炭素の反応
ΔrG−35.18 kJ/mol
K1.46 × 106
pK−6.16
ニッケル二酸化炭素の反応
ΔrG19.0 kJ/mol
K0.47 × 10−3
pK3.33
亜鉛二酸化炭素の反応
ΔrG−100.03 kJ/mol
K3.35 × 1017
pK−17.52

還元性化学種との反応

還元性化学種二酸化炭素が反応すると,種々の生成物が生成します。

スズ二酸化炭素の反応
ΔrG−125.2 kJ/mol
K8.59 × 1021
pK−21.93
ナトリウム二酸化炭素の反応
ΔrG−905.80 kJ/mol
K4.89 × 10158
pK−158.69
硫化水素二酸化炭素の反応
ΔrG−12.78 kJ/mol
K1.73 × 102
pK−2.24
カリウム二酸化炭素の反応
ΔrG−943.9 kJ/mol
K2.31 × 10165
pK−165.36

被酸化性化学種との反応

被酸化性化学種二酸化炭素が反応すると,種々の生成物が生成します。

参考文献

参考文献一覧

  1. 1
  2. 2
    John R. Rumble Jr, David R. Lide, Thomas J. Bruno (2019)
    CRC Handbook of Chemistry and Physics 100th Edition
    CRC Press

  3. 3
    Janiel J. Reed (1989)
    The NBS Tables of Chemical Thermodynamic Properties: Selected Values for Inorganic and C1 and C2 Organic Substances in SI Units
    National Institute of Standards and Technology (NIST)

  4. 4
  5. 5