Formación

La formación del dióxido de carbono



agosto 27, 2022

Formación del enlace covalente de co2

ResumenLa electrorreducción del CO2 es una tecnología prometedora para la utilización del carbono. Aunque la electrólisis del CO2 o del CO derivado del CO2 puede generar importantes materias primas industriales multicarbónicas como el etileno, el etanol, el n-propanol y el acetato, la mayoría de los esfuerzos se han dedicado a promover la formación de enlaces C-C. Aquí demostramos que los enlaces C-N pueden formarse mediante la coelectrolisis de CO y NH3 con una selectividad de acetamida de casi el 40% a velocidades de reacción industrialmente relevantes. Los cálculos de mecánica cuántica con disolvente completo muestran que la acetamida se forma mediante la adición nucleófila del NH3 a un intermedio ceteno ligado a la superficie, un paso que compite con la adición del OH, que conduce al acetato. El mecanismo de formación del C-N se extendió con éxito a una serie de productos amídicos mediante el ataque nucleófilo de la amina al intermedio ceteno. Esta estrategia nos permite formar enlaces carbono-heteroátomo a través de la electrorreducción del CO, ampliando el alcance de los productos disponibles a partir de la reducción del CO2.

Fig. 1: Producción de acetamidas a partir de la electrólisis de CO con NH3.Fig. 2: El mecanismo de reducción de CO sobre Cu que muestra cómo se divide en [*(HO)C=COH] en dos vías.Fig. 3: Producción electroquímica de amidas más largas a partir de la electrólisis de CO en soluciones de aminas 5 M.

Formación de dióxido de carbono exotérmica o endotérmica

El dióxido de carbono (fórmula química CO2) es un compuesto químico formado por moléculas que tienen cada una un átomo de carbono doblemente unido covalentemente a dos átomos de oxígeno, que se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente.

En el aire, el dióxido de carbono es transparente a la luz visible pero absorbe la radiación infrarroja, actuando como gas de efecto invernadero. Es un gas traza en la atmósfera de la Tierra con 417 ppm (alrededor del 0,04%) en volumen, habiendo aumentado desde los niveles preindustriales de 280 ppm[9][10] La quema de combustibles fósiles es la principal causa de este aumento de las concentraciones de CO2 y también la principal causa del calentamiento global y del cambio climático[11] El dióxido de carbono es soluble en agua y se encuentra en las aguas subterráneas, los lagos, las capas de hielo y el agua del mar. Cuando el dióxido de carbono se disuelve en el agua, forma ácido carbónico (H2CO3), lo que provoca la acidificación de los océanos a medida que aumentan los niveles de CO2 en la atmósfera[12].

Como fuente de carbono disponible en el ciclo del carbono, el dióxido de carbono atmosférico es la principal fuente de carbono para la vida en la Tierra. Su concentración en la atmósfera preindustrial de la Tierra desde finales del Precámbrico ha sido regulada por organismos y fenómenos geológicos. Las plantas, las algas y las cianobacterias utilizan la energía de la luz solar para sintetizar hidratos de carbono a partir del dióxido de carbono y el agua en un proceso llamado fotosíntesis, que produce oxígeno como producto de desecho[13] A su vez, el oxígeno es consumido y el CO2 es liberado como residuo por todos los organismos aeróbicos cuando metabolizan los compuestos orgánicos para producir energía mediante la respiración[14] El CO2 es liberado por los materiales orgánicos cuando se descomponen o arden, como en los incendios forestales. Dado que las plantas requieren CO2 para la fotosíntesis, y que los seres humanos y los animales dependen de las plantas para alimentarse, el CO2 es necesario para la supervivencia de la vida en la Tierra.

Formación de dióxido de carbono por descomposición térmica

Se administró a los voluntarios una ingesta constante de varias dosis diarias individuales de ácido ascórbico. Después de 3 semanas, se administró ascorbato marcado con 1-14C junto con diversas cantidades de ácido ascórbico sin marcar (90-1000 mg). Independientemente de la dosis diaria total, en los casos en que la dosis portadora ascendía a 180 mg o más, se recuperaba dióxido de carbono del aliento. La cantidad recuperada osciló entre el 1 y más del 30% de la dosis administrada. Cuanto mayor era la cantidad de portador, mayor era la cantidad de etiqueta recuperada como dióxido de carbono. Se sugiere que la formación de dióxido de carbono se debe a un efecto presistémico como resultado de la degradación microbiológica o química del ascorbato en el intestino.

Entalpía de formación del dióxido de carbono

Los procesos o regiones que producen predominantemente dióxido de carbono atmosférico se denominan fuentes. El dióxido de carbono se añade a la atmósfera de forma natural cuando los organismos respiran o se descomponen (decaen), las rocas carbonatadas se meteorizan, se producen incendios forestales y los volcanes entran en erupción. El dióxido de carbono también se añade a la atmósfera a través de las actividades humanas, como la quema de combustibles fósiles y bosques y la producción de cemento.

Probablemente estés familiarizado con la respiración y el sistema respiratorio. Una definición de la respiración es el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre la sangre de un animal y el medio ambiente. El dióxido de carbono también se libera cuando los organismos respiran.

La respiración también tiene lugar a nivel celular. Todas las plantas y animales devuelven a la atmósfera tanto el dióxido de carbono como el vapor de agua. Cada célula necesita respirar para producir la energía que necesita. Este proceso se conoce como respiración celular. El proceso de respiración produce energía para los organismos combinando la glucosa con el oxígeno del aire. Durante la respiración celular, la glucosa y el oxígeno se transforman en energía y dióxido de carbono. Por lo tanto, durante el proceso de respiración celular se libera dióxido de carbono a la atmósfera.

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