クエリ: 二酸化炭素を低温で固体化したものを、普通何というでしょう?
文章: 二酸化炭素 常温常圧では無色無臭の気体。常圧では液体にならず、-79 °C で凝華して固体(ドライアイス)となる。水に比較的よく溶け、水溶液(炭酸水)は弱酸性を示す。このためアルカリ金属およびアルカリ土類金属の水酸化物の水溶液および固体は二酸化炭素を吸収して、炭酸塩または炭酸水素塩を生ずる。高圧で二酸化炭素の飽和水溶液を冷却すると八水和物 CO 2 8 H 2 O {\displaystyle {\ce {CO2.8H2O}}} を生ずる。 炭素を含む石油、石炭、木材などの燃焼、動植物の呼吸や微生物による有機物の分解、火山活動などによって発生する。安定な物質で、マグネシウムなど還元性の強い金属を除けば二酸化炭素中で燃焼は起こらない。また植物の光合成によって二酸化炭素は様々な有機化合物へと固定される。 また、三重点 (-56.6 °C、0.52 MPa) 以上の温度と圧力条件下では、二酸化炭素は液化する。さらに温度と圧力が臨界点 (31.1 °C、7.4 MPa) を超えると超臨界状態となり、気体と液体の特徴を兼ね備えるようになる。これらの状態の二酸化炭素は圧縮二酸化炭素または高密度二酸化炭素と呼ばれている。
文章: 炭素 4分の1が炭酸塩の岩石(石灰岩、苦灰岩 (CaMg(CO3)2)、結晶質石灰岩など)である。海洋など水に溶け込んだ炭酸も多く、その量は炭素量で36兆トン存在する。ついで生物圏に1兆9,000億トン、大気圏の二酸化炭素として8,100億トンがある。埋蔵石化燃料として石炭が9,000億トン、石油は1,500億トン、天然ガスが1,050億トンに加え、さらにシェールガスのような採掘しにくい形態で別に5,400億トンの存在が見込まれている。これらとは別に、メタンハイドレートとして極地に封じられ、これの炭素量はシベリアの永久凍土層だけでも1兆4,000億トンと見積もられる。炭素は地球上で多様な状態を示している。炭素は地殻、海洋、生物圏、大気圏を循環しており、年間の移動量は約2,000億トンと見積もられている。惑星上では、ある元素がほかの元素に転換することは非常に稀である。 文章: 一酸化炭素 一酸化炭素(いっさんかたんそ、carbon monoxide)は、炭素の酸化物の一種であり、常温・常圧で無色・無臭・可燃性の気体である。一酸化炭素中毒の原因となる。化学式は CO と表される。Carbon oxide、Carbonic oxideと表記されることもある。 文章: 脱炭素社会 炭素(C)は石炭、石油、天然ガスなどの化石燃料に含まれ、燃焼により酸素と化合して二酸化炭素(CO2)を発生する。しかし、人間を含めたすべての生物は炭素含む有機物からできており、「脱炭素社会」と言うと生物もいない社会という間違った印象を与えてしまう。社会が求めているのはCO2の排出量と吸収量が均衡した状態で、排出されたCO2が植物の光合成により有機物となる炭素循環が達成された状態である。したがって、「脱炭素社会」よりも「炭素循環社会」という用語が科学(化学)的に適切との意見がある。 文章: 水酸化リチウム また、他のアルカリ金属水酸化物より熱的に不安定で、強熱により水を失い酸化物となる。 固体及び水溶液は二酸化炭素を吸収しやすく、比較的濃厚な水溶液に二酸化炭素を通じた場合は炭酸リチウムが沈殿する。 文章: 油 常温で液体である植物油や魚油などには不飽和脂肪酸が多く含まれ、常温で固体である肉の脂などには飽和脂肪酸が多く含まれている。両者をまとめて油脂と呼ぶ。普通の油脂は脂肪酸とグリセリンの化合物であり、一般にトリグリセリド(トリ-O-アシルグリセリン)の形態を取る(例外: エコナ等)。 不飽和脂肪酸とは脂肪酸を構成する炭素鎖に二重結合もしくは三重結合を持つもののことで、α-リノレン酸、ドコサヘキサエン酸 (DHA)、エイコサペンタエン酸 (EPA) に代表されるオメガ3(n-3系)、リノール酸、γ-リノレン酸、アラキドン酸に代表されるオメガ6(n-6系)、オレイン酸に代表されるオメガ9(n-9系)がある。飽和脂肪酸とは炭素鎖に二重結合もしくは三重結合を持たないもののことで、パルミチン酸、ステアリン酸等がある。普通、二重結合が多いほど融点は低いが、酸化によって固まりやすく、そのようなものを乾性油とよぶ。この性質は油絵具・塗料などに利用される。 多くの油は引火点と発火点を持ち、消防法における危険物第四類に分類される。また、発火点が沸点より低いので酸化雰囲気では沸騰しない。 文章: ニッケル鋼 ニッケル鋼(ニッケルこう)とは、合金鋼のうち炭素鋼にニッケル(Ni)を加えた組成をもつものである。 一般的な炭素鋼はある温度(転移温度、遷移温度)以下で急に脆化する。低温用ニッケル鋼はこの欠点を改善したもので、ニッケルを添加したことで転移温度が下がり、低温でも脆化しにくくなっている。この特長から低温での脆化を避けたい用途に使われる。実用例としては液化天然ガスの低温貯蔵タンク、LPG船がある。 なおニッケル鋼は、ニッケル添付によりフェライトが強化されているため、常温においても炭素鋼より靱性が高い。しかし強靱さの割には高価なため、低温での靱性を確保する特別な必要がない場面では普通は他の合金鋼を使う(クロムやマンガンに比して高価)。 文章: 二酸化炭素 上記のような地球温暖化を抑制するため、二酸化炭素の新たな排出を減らす努力だけでなく、工場・火力発電所などの排気に含まれる二酸化炭素の回収(前述のCCS)のほか、大気からの二酸化炭素回収(DAC=Direct Air Capture, ダイレクト・エア・キャプチャー)により、大気から切り離す技術が開発されている。二酸化炭素の新たな排出抑制だけでは地球温暖化の緩和には不十分で、植林による光合成促進やCCS、DACといった「負の排出」(ネガティブ・エミッション)が必要という危機感が技術開発の背景にある。DACはアメリカ合衆国やカナダ、スイスなど15カ所の施設があり(2021年時点)、日本も『グリーン成長戦略』で2050年の実用化を掲げた。スイスのクライムワークスのように排出権取引を利用して既に商業化した企業も登場している。DACには以下の方式がある。 こうして得られた二酸化炭素は地中に貯留したり、プラスチックや医薬品などの原料として利用したりする。アミンや水酸化カリウムに吸収させる手法のほか、九州大学では大気中の窒素を通しにくく、二酸化炭素を通しやすい膜を開発した。 東京工業大学などは、電気化学触媒としてレニウム錯体を使うことで、二酸化炭素の濃度が低くても効率よく回収できる手法の開発を2018年に発表している。東京工業大学ではこれに先立ち、岩澤伸治らが、二酸化炭素を炭化水素と反応させる有機合成反応を開発した。触媒としてロジウムを用い、炭素と水素の結合を弱めて反応させる。大気圧で反応が進むが、特定の化合物やアルミニウムが必要になるなどの実用化に向けた課題もある。 文章: 炭化 通常、木材などの炭素化合物が主成分の素材を加熱すると燃焼が起こり、炭素は周囲の酸素と結合して気体の二酸化炭素となってしまうが、酸素を遮断した状態で加熱を行うと、炭素化合物は分解が生じ、その中から揮発性の低い固体の炭素分が比較的多く残る。この現象を一般的に炭化(たんか)と呼ぶ。 空気中でも加熱、燃焼中に酸素の供給が不完全であれば炭化する。 主に炭(すみ)を製造、生成する際に用いられる。 木炭は木材の炭化によって得られる。 石炭は古代の植物が土を被って酸素が遮断された状態で地熱によって加熱された事で炭化したものとされている。 文章: 四酸化キセノン 四酸化キセノン(しさんかキセノン、英: xenon tetroxide)は、化学式が XeO4 と表されるキセノンの酸化物である。ある報告では、-35.9 °Cより低温では黄色の固体として安定に存在する。それ以上の温度では四酸化キセノンは不安定で、爆発して酸素とキセノンの気体に分解した。SO2ClF などの溶液中では -30 °Cまで安定であったことが Xe NMRの結果とともに報告されている。キセノンの8個の価電子がすべて酸素との結合に使われていることが不安定さの原因である。赤外分光法により、四酸化キセノンは四面体形構造と報告されている。 四酸化キセノンではキセノンの酸化数は+8、酸素は-2となっている。酸素は、キセノンの酸化数を最高値の+8へ上げられる唯一の元素である。立体障害のため、フッ素だけでは六フッ化キセノンの+6までにしかキセノンの酸化数をとらせられない。 キセノンの酸化物には他に二酸化キセノンや三酸化キセノンが知られている。XeOO+イオンは、固体のアルゴン中で赤外分光法により確認されている。 文章: 窒化処理 窒化処理(ちっかしょり、nitridization、nitriding)とは、広義には金属に窒素を浸み込ませるプロセス全般を指し、狭義には鉄鋼材料、チタン合金への表面硬化処理を指す。 文章: 水素 ターコイズ水素:メタンの熱分解によって生成される水素。炭素は気体ではなく固体として生産されるため、二酸化炭素は排出されない。再生可能エネルギーの利用と、生成された炭素を永久に封じ込めることが条件となる。 イエロー水素:原子力発電の電力を用いて、水を電気分解して生産される水素。 ブラウン水素:石炭から生産される水素。製造時に多くの二酸化炭素が排出される。グレー水素に分類されることもある。 文章: アセトアミド 無色で六角形の結晶。融点 82 °C、沸点 221 °C。20 °Cで水に 97 %、エタノールには 31 % 溶ける。クロロホルムやグリセリンにも溶けるが、エーテルにはほとんど溶けない。酢酸アンモニウムと無水酢酸を加熱すると得られる。また、酢酸アンモニウムの熱分解でも合成できる。加水分解すると酢酸とアンモニアに、脱水するとアセトニトリルになる。 LiAlH4などによって還元され、エチルアミンとなる。溶融アセトアミドは、さまざまな有機、無機化合物を良く溶かす溶媒として用いられる。 文章: 後氷期 ヴュルム氷期に伴う低温は後氷期到来とともに終わったが、安定したわけではなく、小さな振幅で変動を繰り返している。今から6000年ほど前には、新ドリアス期以降の気温の上昇がピークに達し、後氷期を通じて最も温暖な時期になった。これをヒプシサーマル(hypsithermal)期と呼び、日本では「気候最適期」といわれることもあるが、気温が上がれば人類や動植物の居住・生育に不適となる地域も出るわけで、単に「高温期」と呼ばれる場合も多い。その後も2000年くらいの周期で気温は上下しており、13世紀から19世紀前半頃までは小氷期といわれる低温の時期が続き、19世紀後半以降は温暖化しつつある。 このような変動が起こる原因については、太陽の活動、地球上の火山活動、大気中の二酸化炭素量など、いくつか考えられているが、決定的な説はない。現在危惧されている地球温暖化についても、人間活動による二酸化炭素排出が有力視されているものの、一部には否定説もあり、意見の一致をみていない。おそらく、いくつかの原因が複合的に影響しているものと考えるのが妥当であろう。 文章: 浮揚ガス 2002年、エアロゲルは最も密度の低い固体としてでギネス世界記録を獲得した。 エアロゲルは、構造が非常にスポンジに似ているため、ほとんどが空気であると言える。軽量で低密度なのは、固体内の空気の割合が大きいからである。エアロゲルの1つである、寒天から作られたSEAゲル(英語版)は、空洞がヘリウムガスで満たされていて、固体でありながら高密度ガス中を浮遊することができる。 文章: 二酸化テルル 水にはほとんど溶けないが、強酸や強アルカリには溶解する。両性物質であるため、溶媒によって酸または塩基のどちらとしても振舞う。強酸や強い酸化剤に対して不安定である。融点は732度。溶融すると赤色の液体となる。