verbindingen van koolstof met waterstof, worden in grote hoeveelheid in de natuur gevonden, terwijl zij ook technisch van bijzondere betekenis zijn. Petroleum bestaat hoofdzakelijk uit koolwaterstoffen en de steenkolenteer voor een groot gedeelte.
In planten vindt men koolwaterstoffen, zo de terpenen, maar ook rubber en getah-pertja. Een dierlijke koolwaterstof is het squaleen C30H60, dat uit de levertraan van haaien wordt gewonnen.Chemisch verdeelt men de koolwaterstoffen in aliphatische koolwaterstoffen, die een open keten van koolstofatomen bevatten, en de cyclische koolwaterstoffen welke ringen in het molecule bevatten. De cyclische koolwaterstoffen worden dan verder onderverdeeld in aromatische koolwaterstoffen (z aromatische verbindingen), welke derivaten van benzol zijn, en de overige, de alicyclische koolwaterstoffen (z alicyclische verbindingen, en cycloparaffinen). De aliphatische koolwaterstoffen kan men tot verschillende reeksen brengen CnH2n-(-2, DnH2n, C2nH2n-2 enz. De eerste reeks is die der alkanen, ook wel verzadigde koolwaterstoffen, grenskoolwaterstoffen of wegens hun geringe chemische affiniteit parafinen genoemd. De opeenvolgende termen zijn methaan, aethaan, propaan, butaan, pentaan, hexaan, heptaan, octaan enz. Het zijn gassen of de hogere termen vloeistoffen en vaste stoffen, die voorkomen in Amerikaanse petroleum. Zij zijn brandbaar, de lagere termen met een nauwelijks lichtgevende, de hogere met een roetende vlam. Chemisch worden zij moeilijk aangetast, alleen de halogenen met uitzondering van jodium werken er vlot op in, waarbij waterstofatomen door halogeenatomen worden vervangen. Terwijl van de eerste drie termen slechts één vorm mogelijk is, neemt van het butaan af het aantal mogelijke isomeren zeer sterk toe, zodat bijv. voor C20H42 het aantal mogelijkheden 366319 bedraagt. Terwijl de vijf mogelijke isomeren van hexaan alle nog bekend zijn, is dit bij de hogere termen niet meer het geval en kent men veelal alleen de termen met een rechte keten, zoals het normaal heptacontaan C70H148, sm.pt 105 gr. C.
DR J. VAN ALPHEN
Koolzuur (scheikunde), H2C03, is niet in vrije toestand bekend, maar daarentegen zijn er vele zouten, de carbonaten, van afgeleid. Het ontleedt gemakkelijk in water en het anhydride, koolstofdioxyde (z koolstof). Een oplossing van COz in water reageert duidelijk zwak zuur (pn is 3,8) en geleidt enigszins de electrische stroom; deze bevat dus ionen H+ naast HCO-,3 en CO23 - ionen. Hoewel koolzuur in principe een vrij sterk zuur is, d.w.z. de moleculen H2C03 zijn voor een belangrijk deel in ionen gesplitst, is dit molecule anderzijds zo instabiel, dat er in deze waterige oplossing vnl. vrij C02 aanwezig is. De aldus eigenlijk slechts schijnbare dissociatieconstante van koolzuur is dus slechts zeer klein en koolzuur gedraagt zich practisch dus als een uiterst zwak zuur. De zouten zijn dan ook zeer sterk hydrolytisch gesplitst (z hydrolyse) en de oplossingen van de alkalicarbonaten reageren sterk alkalisch en zelfs de „zure” zouten, zoals NaHCO2, reageren nog zwak alkalisch. Zo is pH van een 0,1 M oplossing van Na2COa 11,6, van een 0,1 M bicarbonaatoplossing 8,4. Deze laatste oplossing is een geschikte buffer, die bijv. als oogwater zowel zuren als alkaliën neutraliseert. De alkalicarbonaten zijn goed oplosbaar en kunnen zonder ontleding worden gesmolten; de aardalkalicarbonaten echter hebben een geringe oplosbaarheid en bij verhitting ontleden zij in oxyde en kooldioxyde (z calcium, kalk, barium enz.). De carbonaten ontwikkelen alle koolzuur met zuren; met zeer zwakke zuren, zoals boorzuur en kiezelzuur, echter pas bij hoge temperaturen. De zure carbonaten of bicarbonaten ontleden gemakkelijk tot de normale zouten: 2 NaHC03 -> Na2C03 + H20 + C0.2. Aldus is natriumbicarbonaat bruikbaar als bakpoeder, waarbij echter de achterblijvende soda een minder aangename smaak kan geven. Voor de bereiding en eigenschappen z de betreffende metalen en soda.
Bij electrolyse van geconcentreerde oplossingen van carbonaten ontstaan zouten van het zelf hypothetische per-koolzuur, H2C206, welke met zuren in kooldioxyde en waterstofperoxyde ontleden.
PROF.DR J. A. A. KETELAAR
Koolzuur wordt op de volgende wijzen gewonnen:
In de eerste plaats zijn er koolzuurhoudende bronnen, die het gas in zulke grote hoeveelheden en in een zodanige graad van zuiverheid uit de bodem aanvoeren dat het de moeite loont het onder een over de bron geplaatste klok op te vangen, af te zuigen en voor technische doeleinden te gebruiken.
Koolzuur wordt fabriekmatig verkregen door verbranding van cokes, steenkool of andere organische stof. Immers, de verbrandingsgassen van ovens en generatoren en bovendien die uit kalkovens, benevens de verbrandingsgassen van motoren bevatten een wisselend gehalte aan C02. Men kan het koolzuur daaruit afzonderen door de absorptiemethode.
Nadat het gas met water gewassen is wordt het in, met stukken cokes gevulde, absorptie-torens in aanraking gebracht met een oplossing van kaliumcarbonaat. Deze oplossing stroomt over de cokes omlaag en onttrekt het koolzuur aan de opstijgende gassen door de vorming van kaliumbicarbonaat. De onder uit de toren stromende vloeistof wordt gekookt, waardoor het bicarbonaat weer in gewoon carbonaat wordt omgezet, terwijl C02 ontwijkt en opgevangen wordt.
In plaats van carbonaatoplossingen kan men voor de absorptie ook gebruik maken van organische verbindingen, als aminozuren, phenolen, enz. gebonden aan basisch werkende alkali- en aardalkaliverbindingen. Door koken of behandelen met stoom van deze wasvloeistoffen wordt het geabsorbeerde C02 weer vrijgemaakt en het absorptievermogen der oplossingen weer hersteld. In Amerika worden aethanolaminen gebruikt (Girbotolamineproces).
Een andere bron voor de fabricage van koolzuur vormen de gassen, die bij gistingsprocessen ontstaan (bijv. de bier- en alkoholfabricage).
Deze gassen worden eerst met water gewassen om meegesleept materiaal, als alkoholen, aldehyden, enz. te verwijderen. Daarna wordt het gas over actieve kool geleid, dat de overige onzuiverheden adsorbeert.
Men kan de gassen ook met verdunde alkohol en daarna met water wassen, om ten slotte sporen H2S met behulp van kalium permanganaat of kaliumbichromaatopfossingen te verwijderen.
Wanneer tegelijkertijd kalk gefabriceerd moet worden, wordt het koolzuur gemaakt uit kalksteen (of schelpen) (CaCO2), door deze stoffen in schachtovens te branden.
Koolzuur komt gecomprimeerd in de handel en wordt, vooral in Amerika, in vaste vorm, zgn. droog ijs, gebruikt voor koeling in ijskasten. Daarbij heeft men het voordeel, dat na de koeling alles verdampt is, terwijl ijs het lastige koelwater achterlaat. Bovendien oefent CO™ een desinfecterende werking uit. Koolzuur wordt veel gebruikt voor het bereiden van mineraalwater, mousserende limonaden en bij het tappen van bier. Tegenwoordig wordt ook met C02 gemest (bijv. bij lelies). Zeer verbreid is de toepassing als brandblusmiddel.
IR DR A_ KOREVAAR
Lit.: Kuprianoff, Feste Kohlensäure (1939).
Koolzuur vindt in de geneeskunde verschillende toepassingen. Een mengsel van zuurstof met 5 of 10 pct koolzuur (in de handel carbogeen genoemd) laat men inademen indien de ademhaling onvoldoende is en daardoor verstikking dreigt. Koolzuur prikkelt nl. het ademhalingscentrum (z ademhaling); het kan daardoor de ademhaling weer op gang brengen of aanzienlijk verdiepen bijv. bij asphyxie, drenkelingen, koolmonoxydevergiftiging , slaapmiddelvergiftiging, narcose. Hetzelfde middel wordt wel toegepast ter bestrijding van een hardnekkige hik.
Koolzuurbaden zijn baden, waarin men koolzuurgas tot ontwikkeling brengt bijv. door bicarbonas natricus en zoutzuur aan het badwater toe te voegen. De gasbelletjes prikkelen de huid en veroorzaken een verwijding van de bloedvaten in de huid.
Vloeibaar koolzuur wordt afgeleverd in stalen „bommen”; laat men het hieruit door een kleine opening ontsnappen, dan wordt het vast en ontstaat de zgn. koolzuur sneeuw, die — evenals stiften van vast koolzuur — gebruikt wordt als etsmiddel o.a. bij wratten (niet zonder gevaar, daar het lelijke wonden kan teweegbrengen) en om een plaatselijke gevoelloosheid van zeer korte duur (5-8 seconden) te veroorzaken.
DR H. J. VIERSMA.
