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 :
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]
В железобетоне химическая реакция между углекислым газом в воздухе и гидроксидом кальция и гидратированным силикатом кальция в бетоне называется нейтрализацией . Аналогичная реакция, при которой гидроксид кальция из цемента реагирует с углекислым газом и образует нерастворимый карбонат кальция, называется карбонизацией .
Карбонизация аммиака является одним из этапов промышленного производства карбамида : в 2020 году мировая производственная мощность составила около 180 миллионов тонн. [3] Как удобрение, он является источником азота для растений. Заводы по производству карбамида почти всегда расположены рядом с участком производства аммиака. [4]
При последующей конверсии мочевины: карбамат аммония разлагается на мочевину с выделением воды:
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.