Gaz esențial pentru fotosinteza plantelor, dar și protagonist al schimbărilor climatice.
Influența asupra omenirii
CO₂ a fost descoperit de chimistul scoțian Joseph Black în 1754. Este un gaz esențial pentru viața pe Pământ, fiind implicat direct în ciclul carbonului — procesul prin care carbonul circulă între atmosferă, biosferă, litosferă și hidrosferă.
În prezent, CO₂ se află în centrul discuțiilor despre încălzirea globală. Concentrația sa atmosferică a crescut de la ~280 ppm (pre-industrial) la peste 420 ppm (2024), din cauza arderii combustibililor fosili.
Răspândirea în natură și rolul biologic
CO₂ se găsește în atmosferă (0,04%), dizolvat în oceane și ape, în sol (produs de microorganisme), în erupțiile vulcanice și în izvoarele minerale. Oceanele absorb aproximativ 25% din CO₂ emis.
Rol biologic: Este substratul fotosintezei: 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂. În corpul uman, CO₂ este produs al respirației celulare și joacă un rol esențial în reglarea pH-ului sanguin prin sistemul tampon bicarbonat (H₂CO₃/HCO₃⁻).
Pădurile absorb CO₂ prin fotosinteză — plămânii planetei.
Obținerea și protecția mediului
Obținere industrială: Se produce prin arderea combustibililor (C + O₂ → CO₂), descompunerea termică a calcarului (CaCO₃ → CaO + CO₂↑), fermentația alcoolică (C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂↑).
Protecția mediului: Reducerea emisiilor de CO₂ este esențială pentru combaterea schimbărilor climatice. Soluțiile includ energia regenerabilă, captarea și stocarea carbonului (CCS), reîmpădurirea și eficiența energetică.
Emisiile industriale — principala cauză a creșterii CO₂ atmosferic.
Proprietăți fizice
Masă molară
44,01 g/mol
Densitate
1,977 g/L (la 0°C)
Punct de sublimare
-78,5 °C
Culoare
Incoloră
Solubilitate
1,45 g/L (la 25 °C)
Miros
Inodoră
CO₂ este un oxid acid care reacționează cu bazele și apa:
• Reacție cu apa: CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ (acid carbonic)
• Reacție cu NaOH: CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O
• Reacție cu Ca(OH)₂: CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O (reacție de identificare)
• Reacție cu Mg aprins: 2Mg + CO₂ → 2MgO + C (arată că Mg arde și în CO₂)
CO₂ nu întreține arderea (cu excepția metalelor foarte reactive) și este folosit în stingătoare de incendii.
Domenii de utilizare
✦Industria alimentară — carbonatarea băuturilor
✦Stingătoare de incendii — inhibă arderea
✦Industrie — sudare, producerea ureei
✦Medicină — criochirurgie, laparoscopie
✦Agricultură — sere (crește rata fotosintezei)
✦Tehnologie — gheața carbonică pentru răcire