dioxidul de Carbon (CO2) este un compus chimic. Este un gaz la temperatura camerei. Este format dintr-un carbon și doi atomi de oxigen. Oamenii și animalele eliberează dioxid de carbon atunci când expiră. De asemenea, de fiecare dată când ceva organic este ars (sau se face un foc), produce dioxid de carbon. Plantele folosesc dioxid de carbon pentru a face alimente. Acest proces se numește fotosinteză. Proprietățile dioxidului de carbon au fost studiate de omul de știință scoțian Joseph Black în anii 1750.
dioxidul de Carbon este un gaz cu efect de seră. Gazele cu efect de seră captează energia termică. Gazele cu efect de seră schimbă clima și vremea de pe planeta noastră, Pământul. Aceasta se numește schimbări climatice. Gazele cu efect de seră sunt o cauză a încălzirii globale, creșterea temperaturii suprafeței Pământului.
rol biologic
dioxidul de Carbon este un produs final în organismele care obțin energie din descompunerea zaharurilor, grăsimilor și aminoacizilor cu oxigen ca parte a metabolismului lor. Acesta este un proces cunoscut sub numele de respirație celulară. Aceasta include toate plantele, animalele, multe ciuperci și unele bacterii. La animalele superioare, dioxidul de carbon se deplasează în sânge de la țesuturile corpului la plămâni, unde este respirat. Plantele iau dioxid de carbon din atmosferă pentru a fi utilizate în fotosinteză.
gheata carbonica
gheata carbonica sau dioxidul de carbon solid este starea solida a gazului CO2 sub -109.3 (-78.5). Gheața carbonică nu apare în mod natural pe pământ, ci este creată de om. Este incolor. Oamenii folosesc gheață uscată pentru a face lucrurile reci și pentru a face băuturi acidulate, pentru a ucide goperii și pentru a îngheța negii. Vaporii de gheață uscată provoacă sufocarea și, în cele din urmă, moartea. Se recomandă prudență și asistență profesională ori de câte ori se utilizează gheață uscată.
la presiunea obișnuită nu se va topi dintr-un solid într-un lichid, ci se schimbă direct dintr-un solid într-un gaz. Aceasta se numește sublimare. Se va schimba direct de la un solid la un gaz la orice temperatură mai mare decât temperaturile extrem de reci. Gheața uscată sublimează la temperatura normală a aerului. Gheața uscată expusă aerului normal degajă dioxid de carbon gazos care nu are culoare. Dioxidul de Carbon poate fi lichidat la o presiune de peste 5,1 atmosfere.
dioxidul de Carbon care iese din gheața carbonică este atât de rece încât, atunci când se amestecă cu aerul, răcește vaporii de apă din aer până la ceață, care arată ca un fum alb gros. Este adesea folosit în teatru pentru a crea aspectul de ceață sau fum.
izolarea și producția
chimiștii pot obține dioxid de carbon din aerul de răcire. Ei numesc această distilare a aerului. Această metodă este ineficientă, deoarece o cantitate mare de aer trebuie refrigerată pentru a extrage o cantitate mică de CO2. Chimiștii pot utiliza, de asemenea, mai multe reacții chimice diferite pentru a separa dioxidul de carbon. Dioxidul de Carbon este produs în reacțiile dintre majoritatea acizilor și majoritatea carbonaților metalici. De exemplu, reacția dintre acidul clorhidric și carbonatul de calciu (calcar sau cretă) face dioxid de carbon:
acidul carbonic (H2CO3) se descompune apoi în apă și CO2. Astfel de reacții provoacă spumare sau barbotare sau ambele. În industrie, astfel de reacții sunt folosite de mai multe ori pentru a neutraliza fluxurile de acid rezidual.
var nestins (Cao), un produs chimic care are o utilizare pe scară largă, se poate face încălzirea calcarului la aproximativ 850 de centimetrii C. Această reacție produce și CO2:
dioxidul de Carbon se produce și în arderea tuturor combustibililor care conțin carbon, cum ar fi metanul (gazul natural), distilatele de petrol (benzină, motorină, kerosen, propan), cărbune sau lemn. În majoritatea cazurilor, se eliberează și apă. De exemplu, reacția chimică dintre metan și oxigen este:
dioxidul de Carbon este fabricat în oțelării. Fierul este redus din oxizii săi cu cocs într-un furnal, producând fontă și dioxid de carbon:
drojdia metabolizează zahărul pentru a produce dioxid de carbon și etanol, cunoscut și sub numele de alcool, în producția de vinuri, bere și alte băuturi spirtoase, dar și în producția de bioetanol:
toate organismele aerobe produc CO2 atunci când oxidează carbohidrații, acizii grași și proteinele din mitocondriile celulelor. Numărul mare de reacții implicate sunt extrem de complexe și nu sunt descrise cu ușurință. (Acestea includ respirația celulară, respirația anaerobă și fotosinteza). Fotoautotrofele (adică plantele, cianobacteriile) folosesc o altă reacție: plantele absorb CO2 din aer și, împreună cu apa, reacționează pentru a forma carbohidrați:
dioxidul de Carbon este solubil în apă, în care se interconvertește spontan între CO2 și H2CO3 (acid carbonic). Concentrațiile relative de CO2, H2CO3 și formele deprotonate HCO−
3 (bicarbonat) și CO2 –
3(carbonat) depind de aciditate (pH). În apa Neutră sau ușor alcalină (pH > 6.5), forma bicarbonatului predomină (>50%) devenind cea mai răspândită (>95%) la pH-ul apei de mare, în timp ce în apa foarte alcalină (pH > 10.4) forma predominantă (>50%) este carbonatul. Formele de bicarbonat și carbonat sunt foarte solubile. Deci, apa oceanică echilibrată cu aer (ușor alcalină cu pH tipic = 8,2–8,5) conține aproximativ 120 mg bicarbonat pe litru.
producția industrială
dioxidul de carbon Industrial este produs în principal din șase procese:
- prin captarea izvoarelor naturale de dioxid de carbon unde este produs prin acțiunea apei acidulate pe calcar sau dolomită.
- ca produs secundar al instalațiilor de producere a hidrogenului, în care metanul este transformat în CO2;
- din arderea combustibililor fosili sau a lemnului;
- ca produs secundar al fermentării zahărului în fabricarea berii, whisky-ului și a altor băuturi alcoolice;
- din descompunerea termică a calcarului, CaCO3, în fabricarea varului (oxid de calciu, CaO);
reacție chimică
dioxidul de Carbon poate fi creat cu o reacție chimică simplă:
carbon + oxygen → carbon dioxide
Images for kids
-
Crystal structure of dry ice
-
Pellets of „dry ice”, a common form of solid carbon dioxide
-
Carbon dioxide bubbles in a soft drink.
-
Dry ice used to preserve grapes after harvest.
-
Use of a CO2 fire extinguisher.
-
A carbon dioxide laser.
-
CO2 in Earth’s atmosphere if half of global-warming emissions are not absorbed.(NASA computer simulation).
-
învelișul pterapodului dizolvat în apa de mare ajustat la o chimie oceanică proiectată pentru anul 2100.
-
prezentare generală a fotosintezei și respirației. Dioxidul de Carbon (la dreapta), împreună cu apa, formează oxigen și compuși organici (la stânga) prin fotosinteză, care poate fi respirat la apă și (CO2).
-
creșterea nivelului de CO2 a amenințat astronauții Apollo 13 care au trebuit să adapteze cartușele din modulul de comandă pentru a furniza epuratorul de dioxid de carbon în modulul lunar, pe care l-au folosit ca barcă de salvare.
-
CO2 concentration meter using a nondispersive infrared sensor