Koldioxidfakta för barn

strukturell formel för koldioxid. C är kol och O är syre. De dubbla linjerna representerar den dubbla kemiska bindningen mellan atomerna.

en bild för att visa helt enkelt hur atomerna kan fylla utrymme. Den svarta är kol och den röda är syre.

koldioxid (CO2) är en kemisk förening. Det är en gas vid rumstemperatur. Den är gjord av ett kol och två syreatomer. Människor och djur släpper ut koldioxid när de andas ut. Varje gång något organiskt bränns (eller en eld görs) gör det också koldioxid. Växter använder koldioxid för att göra mat. Denna process kallas fotosyntes. Koldioxidens egenskaper studerades av den skotska forskaren Joseph Black på 1750-talet.

koldioxid är en växthusgas. Växthusgaser fångar värmeenergi. Växthusgaser förändrar klimatet och vädret på vår planet, jorden. Detta kallas klimatförändringar. Växthusgaser är en orsak till global uppvärmning, ökningen av jordens yttemperatur.

biologisk roll

koldioxid är en slutprodukt i organismer som får energi från att bryta ner sockerarter, fetter och aminosyror med syre som en del av deras ämnesomsättning. Detta är en process som kallas cellulär andning. Detta inkluderar alla växter, djur, många svampar och vissa bakterier. Hos högre djur färdas koldioxiden i blodet från kroppens vävnader till lungorna där den andas ut. Växter tar in koldioxid från atmosfären för att användas i fotosyntes.

torris

torris, eller fast koldioxid, är det fasta tillståndet för CO2-gas under -109,3 kg f (-78,5 kg C). Torris förekommer inte naturligt på jorden men är konstgjord. Det är färglöst. Människor använder torris för att göra saker kalla, och för att göra drycker kolsyrade, döda gophers och frysa vårtor. Ångan av torris orsakar kvävning och så småningom döden. Försiktighet och professionell hjälp rekommenderas när torris används.

torris när den läggs i vatten

vid vanligt tryck smälter den inte från ett fast ämne till en vätska utan ändras direkt från ett fast ämne till en gas. Detta kallas sublimering. Det kommer att ändras direkt från ett fast ämne till en gas vid vilken temperatur som helst högre än extremt kalla temperaturer. Torris sublimerar vid normal lufttemperatur. Torris utsatt för normal luft avger koldioxidgas som inte har någon färg. Koldioxid kan likvideras vid tryck över 5,1 atmosfärer.

koldioxidgas som kommer från torris är så kall att när den blandas med luft kyler den vattenångan i luften till dimma, som ser ut som en tjock vit rök. Det används ofta i teatern för att skapa utseende av dimma eller rök.

isolering och produktion

kemister kan få koldioxid från kylluft. De kallar denna luftdestillation. Denna metod är ineffektiv eftersom en stor mängd luft måste kylas för att extrahera en liten mängd CO2. Kemister kan också använda flera olika kemiska reaktioner för att separera koldioxid. Koldioxid tillverkas i reaktionerna mellan de flesta syror och de flesta metallkarbonater. Till exempel gör reaktionen mellan saltsyra och kalciumkarbonat (kalksten eller krita) koldioxid:

$\mathrm{2 \ HCl + CaCO_3 \longrightarrow CaCl_2 + H_2CO_3}$

kolsyran (H2CO3) sönderdelas sedan till vatten och CO2. Sådana reaktioner orsakar skumning eller bubbling, eller båda. I industrin används sådana reaktioner många gånger för att neutralisera avfallsströmmar.

Quicklime (CaO), en kemikalie som har utbredd användning, kan göras uppvärmning av kalksten till ca 850 C. Denna reaktion gör också CO2:

$\mathrm{CaCO_3 \longrightarrow CaO + CO_2}$

koldioxid tillverkas också vid förbränning av alla kolhaltiga bränslen, såsom metan (naturgas), petroleumdestillat (bensin, diesel, fotogen, propan), kol eller trä. I de flesta fall släpps också vatten. Som ett exempel är den kemiska reaktionen mellan metan och syre:

$\mathrm{CH_4 + 2 \ O_2 \longrightarrow CO_2 + 2 \ H_2O}$

koldioxid tillverkas i stålverk. Järn reduceras från dess oxider med koks i en masugn och producerar tackjärn och koldioxid:

$\mathrm{Fe_2O_3 + 3 \ CO \longrightarrow 2 \ Fe + 3 \ CO_2}$

jäst metaboliserar socker för att producera koldioxid och etanol, även känd som alkohol, vid produktion av vin, öl och andra sprit, men också vid produktion av bioetanol:

$\mathrm{c_6h_{12} o_6 \longrightarrow 2 \ co_2 + 2 \ c_2h_5oh}$

alla aeroba organismer producerar CO2 när de oxiderar kolhydrater, fettsyror och proteiner i cellernas mitokondrier. Det stora antalet involverade reaktioner är mycket komplexa och beskrivs inte enkelt. (De inkluderar cellulär andning, anaerob andning och fotosyntes). Photoautotrophs (dvs växter, cyanobakterier) använder en annan reaktion: växter absorberar CO2 från luften och reagerar tillsammans med vatten för att bilda kolhydrater:

$\mathrm{nCO_2 + nH_2O \longrightarrow (CH_2O)n + nO_2}$

koldioxid är löslig i vatten, där den spontant interkonverterar mellan CO2 och H2CO3 (kolsyra). De relativa koncentrationerna av CO2, H2CO3 och de deprotonerade formerna HCO−
3 (bikarbonat) och CO2−
3(karbonat) beror på surheten (pH). I neutralt eller svagt alkaliskt vatten (pH > 6.5) dominerar bikarbonatformen (>50%) blir den vanligaste (>95%) vid pH i havsvatten, medan i mycket alkaliskt vatten (pH > 10.4) den dominerande formen (>50%) är karbonat. Bikarbonat-och karbonatformerna är mycket lösliga. Så innehåller luftjämviktat havsvatten (mildt alkaliskt med typiskt pH = 8,2–8,5) cirka 120 mg bikarbonat per liter.

industriell produktion

industriell koldioxid produceras huvudsakligen från sex processer:

genom att fånga naturliga koldioxidfjädrar där den produceras genom verkan av surgjort vatten på kalksten eller dolomit.
som en biprodukt av väteproduktionsanläggningar, där metan omvandlas till CO2;
från förbränning av fossila bränslen eller trä;
som en biprodukt av jäsning av socker vid bryggning av öl, whisky och andra alkoholhaltiga drycker;
från termisk sönderdelning av kalksten, CaCO3, vid framställning av kalk (kalciumoxid, CaO);

kemisk reaktion

koldioxid kan skapas med en enkel kemisk reaktion:

$\mathrm{C + O_2 \longrightarrow CO_2}$ 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).
pterapodskal upplöst i havsvatten anpassad till en havskemi beräknad för år 2100.
översikt över fotosyntes och andning. Koldioxid (till höger), tillsammans med vatten, bildar syre och organiska föreningar (till vänster) genom fotosyntes, som kan andas till vatten och (CO2).
stigande nivåer av CO2 hotade Apollo 13-astronauterna som var tvungna att anpassa patroner från kommandomodulen för att leverera koldioxidskrubbaren i månmodulen, som de använde som livbåt.
CO2 concentration meter using a nondispersive infrared sensor

KGSAU