Ugljikov(IV) oksid

Ugljikov(IV) oksid ${\displaystyle {\ce {CO2}}}$
IUPAC nomenklatura	Ugljikov (IV) oksid
Ostala imena	ugljikov dioksid suhi led (kruta faza)
Identifikacijski brojevi
CAS broj	124-38-9 ✓
UN broj	1013 X
RTECS broj	FF6400000 ✓
EC broj	204-696-9 ✓
PubChem broj	280 ✓
Osnovna svojstva
Molarna masa	44,01 g·mol−1
Relativna molekulska masa	44,01
Izgled	bezbojni plin
Gustoća	1,562 g·cm−3 (krutina pod 1 atm i −78.5 °C) 1,101 g·cm−3 (zasićena tekućina na −37°C) 0,001977 g·cm−3 (plin pod 1 atm i 0 °C)
Talište	216,6 K -56,55 °C
Vrelište	194,7 K -78.45 °C - sublimacija
Tlak para	57.300 hPa (20 °C)
Topljivost u vodi	1,45 g·l−1 (25 °C)
Struktura
Oblik molekule	linearna
Sigurnosne upute
Znakovi opasnosti nepoznat znak opasnosti NFPA 704 0 2 0
Međunarodni sustav mjernih jedinica primijenjen je gdje god je to bilo moguće. Ako nije drugačije naznačeno, upisane vrijednosti izmjerene su pri standardnim uvjetima.
Portal:Kemija

Ugljikov (IV) oksid (ugljikov dioksid, CO₂) je kemijski spoj sastavljen od dva atoma kisika kovalentno vezan (vezani elektronima iz zadnje ljuske) za jedan atom ugljika. Ugljikov dioksid je plin koji se pod standardnim tlakom i temperaturom nalazi u Zemljinoj atmosferi, u koncentraciji od 0,039 %.

Kao dio ugljikova ciklusa važan je za fotosintezu biljaka, algi i modrozelenih algi koje mogu upiti ugljični dioksid, sunčevo toplinsko zračenje i vodu, stvarajući ugljikohidrate, energiju za sebe i kisik kao višak u tom procesu. S druge strane, stanično disanje oslobađa ugljikov dioksid kao višak u reakciji. Ugljikov dioksid se stvara i kao rezultat izgaranja. Oslobađaju ga vulkani, termalni izvori i gejziri, a oslobađa se i iz karbonatnih stijena otapanjem.

Godine 2010. ugljikov dioksid u Zemljinoj atmosferi je bio u koncentraciji 0,0388 % (po obujmu).^[1] Ta se koncentracija lagano mijenja, s promjenom godišnjih doba. Najviše se koristi u proljeće i ljeto, kada stabla i biljke rastu i razvijaju se i to najviše na sjevernoj polutci, pa je tada i koncentracija najmanja. Koncentracija ugljikova dioksida raste u jesen i zimu, kada je većina biljaka neaktivna. Ugljikov dioksid je staklenički plin, koji odašilje vidljivu svjetlost, a jako upija u području infracrvenog i u blizini infracrvenog područja elektromagnetskog zračenja.^[2]

I bez utjecaja ljudi na povećanu koncentraciju ugljikova dioksida u Zemljinoj atmosferi, prirodno se koncentracija lagano povećava, a time i temperature na Zemlji, zbog orbitalnih ciklusa (Milankovićevi ciklusi), jer se ekscentričnost Zemljine elipsaste putanje smanjuje.^[3]

Ugljikov dioksid nema tekuće agregatno stanje (kapljevina) ispod 5,1 atm (standardna atmosfera) ili 520 kPa. Kod jedne standardne atmosfere, plin ugljikov dioksid se direktno pretvara u krutu tvar kod −78 °C (195,1 K). Ili obrnuto gledano, suhi led ugljikova dioksida se kod temperature −78 °C direktno pretvara u plin.

Ugljikov dioksid je kiseli oksid. Ako je otopljen u vodi, onda se lakmus papir oboji od plave u ljubičastu boju. On je anhidrid ugljične kiseline (H₂CO₃), jer jer je ona dosta nestabilna u vodenoj otopini i ne može se tako koncentrirati, rastavlja se na ugljikov dioksid i vodu. U organizmima se ugljična kiselina dobiva uz pomoć enzima (katalizator):

CO₂ + H₂O <=> H₂CO₃

CO₂ je otrovan u većim koncentracijama: 1 % CO₂ će učiniti neke ljude pospanim, od 7 % do 10 %, javlja se nesvjestica, glavobolja, slabljenja vida i sluha, a gubljenje svijesti može biti od nekoliko minuta do sata.^[4]

1. ↑ Mauna Loa CO₂ annual mean data from NOAA. "Trend" data was used. See also: Trends in Carbon Dioxide from NOAA.
2. ↑ [1] "Annual Mean Growth Rate for Mauna Loa, Hawaii", publisher=NOAA Earth System Research Laboratory, 2010.
3. ↑ Enting I.G., 1987: "Interannual variation in the seasonal cycle of carbon dioxide concentration at Mauna Loa", Journal of Geophysical Research 92:D5, 5497–5504.
4. ↑ publisher=U.S. Environmental Protection Agency: [2], "Carbon Dioxide as a Fire Suppressant, Examining the Risks"