Άνοιγμα κυρίου μενού

Αλλαγές

μ
Εξελληνισμός+επιμέλεια με τη χρήση AWB (10111)
}}
 
Το '''διοξείδιο του άνθρακα''' (χημικός τύπος : '''CO<sub>2</sub>''') είναι χημική ένωση που αποτελείται από δύο άτομα [[οξυγόνο|οξυγόνου]]υ ενωμένα με [[ομοιοπολικός δεσμός|ομοιοπολικό δεσμό]] με ένα [[άτομο]] [[άνθρακας|άνθρακα]]. Είναι γραμμικό μόριο χωρίς διπολική ροπή. Περιέχει 27,3 % [[Εκφράσεις περιεκτικότητας και συγκέντρωσης διαλυμάτων|w/w]] άνθρακα και 72,7 % w/w οξυγόνο. Μπορεί να αποδοθεί με το [[συντακτικός τύπος|συντακτικό τύπο]] : O=C=O. Είναι [[αέριο]] συστατικό της γήινης [[ατμόσφαιρα|ατμόσφαιρας]]ς, άχρωμο, άοσμο και άγευστο σε κανονικές συνθήκες [[πίεση|πίεσης]]ς και [[θερμοκρασία|θερμοκρασίας]]ς και επίσης είναι ένα από τα [[Φαινόμενο θερμοκηπίου|αέρια του θερμοκηπίου]].
 
== Προέλευση ==
Αποτελεί υποπροϊόν όλων των [[καύση|καύσεων]] ορυκτών καυσίμων ([[Γαιάνθρακας (καύσιμο)|κάρβουνου]], [[πετρέλαιο|πετρελαίου]], [[βενζίνη|βενζίνης]]ς, [[φυσικό αέριο|φυσικού αερίου]] κλπ.), αλλά και του [[ξύλο|ξύλου]]υ, [[πλαστικό|πλαστικών]] κ.ά. [[οργανική ένωση|οργανικών ενώσεων]]. Παράγεται ακόμα από την αποσύνθεση οργανικών ουσιών. Μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα εκπέμπονται επίσης από τα [[ηφαίστειο|ηφαίστεια]]* και από τις θερμές πηγές αλλά και από τη διάλυση των ανθρακικών πετρωμάτων. Ενωμένο, με τη μορφή [[ανθρακικά άλατα|ανθρακικών αλάτων]], βρίσκεται σε μεγάλες ποσότητες στο στερεό φλοιό της γης. Τα κυριότερα ανθρακικά ορυκτά είναι οι διάφορες ποικιλίες του CaCO<sub>3</sub> ([[ασβεστόλιθος|ασβεστόλιθοι]], [[ασβεστίτης]], [[μάρμαρο]] κ.ά.), ο [[μαγνησίτης]] MgCO<sub>3</sub>, ο [[σιδηρίτης]] FeCO<sub>3</sub>, ο [[δολομίτης]] CaCO<sub>3</sub>.MgCO<sub>3</sub> κ.ά. Παράγεται επίσης κατά την αναπνοή όλων των φυτών και των ζώων και από τους [[μύκητας|μύκητες]] και μικροοργανισμούς που εξαρτώνται άμεσα ή έμμεσα από τα φυτά για την τροφή τους.
:(*) Σύμφωνα με εκτιμήσεις του Γεωλογικού Ινστιτούτου των [[ΗΠΑ]] τα ηφαίστεια παράγουν σε παγκόσμιο επίπεδο 200 εκατομ. τόνους διοξειδίου του άνθρακα ετησίως.
 
5. Με την καύση όλων των καυσίμων που περιέχουν άνθρακα όπως είναι το [[μεθάνιο]] (ως συστατικό του φυσικού αερίου), τα διάφορα κλάσματα του [[πετρέλαιο|πετρελαίου]] ([[βενζίνη]], [[ντήζελ|diesel]], [[κηροζίνη]] κλπ.) αλλά και το κάρβουνο και το ξύλο.
:CH<sub>4</sub> + 2O<sub>2</sub> → CO<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>O
6. Ως υποπροϊόν των μονάδων παραγωγής [[υδρογόνο|υδρογόνου]]υ, όπου το μεθάνιο μετατρέπεται σε CO<sub>2</sub>
 
== Φυσικές ιδιότητες ==
[[Αρχείο:Διάγραμμα φάσεων CO2.png|thumb|400px|<div style='text-align: center;'> Διάγραμμα φάσεων του CO<sub>2</sub> που δείχνει το τριπλό σημείο (ΤΣ) και το κρίσιμο σημείο (ΚΣ)</div>]]
 
Είναι [[αέριο]] άχρωμο και σε μικρές συγκεντρώσεις είναι και άοσμο. Σε κανονικές συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας η [[πυκνότητα]] του είναι 1,98 &nbsp;kg/m<sup>3</sup>, είναι δηλ. 1,5 φορά πυκνότερο του αέρα.
Σε 1 Atm (δηλ. σε πίεση στο επίπεδο της θάλασσας), μετατρέπεται απευθείας σε στερεό, σε θερμοκρασίες κάτω από -78,51&nbsp;°C και, αν είναι σε στερεή μορφή, εξαχνώνεται πάνω από τους -78,51&nbsp;°C.
Στη στερεή του κατάσταση, το διοξείδιο του άνθρακα, είναι γνωστό ως "[[ξηρός πάγος]]".<br />
Το CO<sub>2</sub> ανιχνεύεται από την ιδιότητά του να σβήνει τη φλόγα και από το ότι σχηματίζει θόλωμα ή ίζημα δυσδιάλυτου ανθρακικού άλατος, όταν διαβιβάζεται σε ασβεστόνερο :
:Ca(OH)<sub>2</sub> + CO<sub>2</sub> → CaCO<sub>3</sub>↘ + H<sub>2</sub>O
Η αντίδραση με ΚΟΗ (CO<sub>2</sub> + 2ΚΟΗ → Κ<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> + H<sub>2</sub>O) χρησιμοποιείται για τον ποσοτικό προσδιορισμό του CO<sub>2</sub> σε μίγμα αερίων (δείγμα) : Σε κατάλληλο σκεύος υπάρχει διάλυμα 36 % w/v ΚΟΗ ή 32 % w/v [[NaOH]]. Και τα δύο [[διάλυμα|διαλύματα]] απορροφούν 30/πλάσιο όγκο CO<sub>2</sub>. Προτιμάται όμως το ΚΟΗ γιατί το σχηματιζόμενο K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> είναι διαλυτό σε διάλυμα ΚΟΗ ενώ το αντίστοιχο Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> δεν είναι σε διάλυμα NaOH και σχηματίζεται επίπαγος. Στο διάλυμα διοχετεύεται το μίγμα των αερίων που περιέχει το CO<sub>2</sub> και από τη μείωση του όγκου προσδιορίζεται τελικά το διοξείδιο του άνθρακα, με την προϋπόθεση βέβαια ότι τα άλλα αέρια του μίγματος δεν αντιδρούν με το ΚΟΗ. Αν οι συγκεντρώσεις του CO<sub>2</sub> στο δείγμα είναι μικρές, τότε χρησιμοποιείται διάλυμα Ba(OH)<sub>2</sub> και μετά τη διέλευση του δείγματος, ογκομετρείται η περίσσεια του Ba(OH)<sub>2</sub>. <br />
 
==== Διαλυτότητα στο νερό ====
Το διοξείδιο του άνθρακα χρησιμοποιείται από τη βιομηχανία τροφίμων, τη βιομηχανία πετρελαίου, και τη χημική βιομηχανία. Βρίσκει εφαρμογές σε πολλά καταναλωτικά προϊόντα που απαιτούν πεπιεσμένο αέριο γιατί είναι φθηνό και άφλεκτο, και λόγω του ότι μεταβαίνει από την αέρια φάση στην υγρή σε θερμοκρασία δωματίου και σε χαμηλή, σχετικά, πίεση. Τα σωσίβια γιλέκα συχνά περιέχουν CO<sub>2</sub> υπό πίεση. Πωλούνται επίσης μικρές κάψουλες από [[αργίλιο|αλουμίνιο]] με συμπιεσμένο CO<sub>2</sub> για αεροβόλα όπλα, για φούσκωμα των ελαστικών των ποδηλάτων και για την παρασκευή αναβραζόντων δισκίων φαρμάκων. Η ταχεία [[εξάτμιση]] του υγρού διοξειδίου του άνθρακα χρησιμοποιείται για ανατινάξεις σε ορυχεία άνθρακα. Οι υψηλές συγκεντρώσεις διοξειδίου του άνθρακα μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την εξολόθρευση επιβλαβών εντόμων όπως είναι ο σκόρος των ρούχων.
=== Ποτά ===
Το διοξείδιο του άνθρακα χρησιμοποιείται για την παραγωγή αεριούχων ποτών και σόδας. Η περιεκτικότητα των ανθρακούχων ποτών σε CO<sub>2</sub> οφείλεται σε φυσικούς λόγους (ζύμωση), μπορεί όμως να διοχετευθεί ανθρακικό και με τεχνητούς τρόπους. Σύμφωνα με έρευνες του 2009 από το Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο και ερευνητών των αμερικανικών Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας, τα μόρια διοξειδίου του άνθρακα ενεργοποιούν ένα ένζυμο που υπάρχει στους υποδοχείς της γλώσσας για την γεύση του ξινού, της καρβονική ανυδράση 4, παράγωντας την αίσθηση της αντίστοιχης γεύσης. Επίσης τα μορια του ενεργοποιούν τους υποδοχείς αφής στο στόμα, αφήνοντας μια χαρακτηριστική αίσθηση. <ref>[http://www.in.gr/news/article.asp?lngEntityID=1064657&lngDtrID=252 Πώς το διοξείδιο του άνθρακα δίνει γεύση στα αναψυκτικά], in.gr </ref>
 
=== Τρόφιμα ===
 
== Βιολογικός ρόλος του CO<sub>2</sub> ==
Το διοξείδιο του άνθρακα είναι τελικό προϊόν του [[μεταβολισμός|μεταβολισμού]] των οργανισμών που παίρνουν την ενέργειά τους από τη διάσπαση με οξυγόνο των σακχάρων, των [[Λίπος (βιολογία)|λιπών]] και των [[αμινοξέα|αμινοξέων]] με μια διαδικασία που είναι γνωστή ως [[κυτταρική αναπνοή]]. Στους οργανισμούς αυτούς περιλαμβάνονται όλα τα φυτά και τα ζώα, πολλοί μύκητες και ορισμένα βακτήρια. Στους ανώτερους οργανισμούς, το διοξείδιο του άνθρακα μεταφέρεται με το αίμα από τους ιστούς του σώματος στους πνεύμονες, από όπου και εκπνέεται.
 
=== Ο ρόλος του CO<sub>2</sub> στη φωτοσύνθεση και στις φυτικές λειτουργίες ===
* Σε περιεκτικότητα 1% v/v<ref>% v/v ή % κ.ό. (% όγκο κατ' όγκο). Έκφραση περιεκτικότητας που χρησιμοποιείται κυρίως στα αέρια μίγματα και δηλώνει τα mL ενός αερίου σε 100 mL αερίου μίγματος.</ref> (γεμάτη αίθουσα με κακό εξαερισμό), το CO2 μπορεί σε παρατεταμένη έκθεση να προκαλέσει υπνηλία. * Σε περιεκτικότητα 2% v/v το CO2 συμπεριφέρεται ως ήπιο ναρκωτικό. Προκαλεί αυξημένη αρτηριακή πίεση και καρδιακό ρυθμό, και μειώνει την ακοή.
* Σε περιεκτικότητα περίπου 5% v/v προκαλεί διέγερση του αναπνευστικού κέντρου, ζάλη, σύγχυση και δυσκολία στην αναπνοή συνοδευόμενη από κεφαλαλγία και δύσπνοια.
* Σε περιεκτικότητα 8% v/v προκαλεί κεφαλαλγία, εφίδρωση, παραισθήσεις, τρόμο και απώλεια συνείδησης μετά την έκθεση για πέντε έως δέκα λεπτά.<br />
Το 1984 στη λίμνη Monoun του Καμερούν αναφέρθηκαν 37 θάνατοι που οφείλονταν σε τοπικά πολύ υψηλές συγκεντρώσεις CO<sub>2</sub>, το οποίο παράχθηκε από την διατάραξη της λίμνης που ήταν κορεσμένη σε CO<sub>2</sub>. Το 1986 στη λίμνη Nyos πάλι στο Καμερούν αναφέρθηκαν 1700 θάνατοι από τα ίδια αίτια.<br />
Λόγω των κινδύνων για την υγεία που συνδέονται με την έκθεση σε CO<sub>2</sub>, ο Οργανισμός Επαγγελματικής Ασφάλειας και Υγείας των Η.Π.Α., αναφέρει ότι η μέση έκθεση για υγιείς ενήλικες κατά την οκτάωρη εργασίας δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 5000 ppm (0,5%). Το μέγιστο επίπεδο ασφάλειας για βρέφη, παιδιά, ηλικιωμένους και άτομα με προβλήματα υγείας είναι σημαντικά μικρότερη. Για βραχυπρόθεσμες (κάτω των δέκα λεπτών) εκθέσεις, το όριο είναι 30000 ppm (3 %). Αν οι συγκεντρώσεις CO<sub>2</sub> υπερβαίνουν το 4% είναι άμεσα επικίνδυνες για την υγεία. <br />
30.497

επεξεργασίες