Что такое CO2

Диоксид углерода: понятие, химические и физические свойства

В научной литературе диоксид углерода характеризуется, как химическое соединение, в формуле которого присутствуют следующие компоненты: 1 атом углерода и 2 атома кислорода. Известны и другие названия этого вещества: углекислота, двуокись углерода или СО2.

Ответим на вопрос, что такое СО2 с точки зрения его химических и физический свойств:

• в обычных условиях имеет вид бесцветного газа, у которого практически полностью отсутствует какой-либо запах. Если же его концентрация повышается, то отмечается запах газированной воды с кисловатым ароматом.
• диоксид углерода также может принимать форму бесцветной жидкости (образуется при температуре +20 и давлении более 6 МПа) или твердого вещества (сухой лед). Переход в твердое состояние происходит при снижении температуры до -78 градусов,
• при контакте с водой происходит реакция, в результате чего образуется угольная кислота,
• под воздействием высоким теператур диоксид углерода превращается в угарный газ,
• плотность этого соединения находится на уровне 1,98 кг/м3, что в 1,5 раза тяжелее воздуха,
• сам по себе углекислый кислород не имеет свойства гореть, однако может поддерживать горение активных металлов (например, магния, бария и т.д.)

Откуда берется СО2?

Все источники диоксида углерода на земле можно разделить на две большие категории: естественные (углекислый кислород образуется независимо от воли человека) и искусственные (образование этого соединения является результатом деятельности человечества). Ниже предлагаем подробно рассмотреть обе эти категории.

Естественные источники

Углекислый газ это вещество, которое активно вырабатывается в природе без какого-либо стороннего вмешательства. Происходит это следующими способами:

1. Выделение СО2 человеком при дыхании — установлено, что человеческий организм выделяет примерно 1 кг этого соединения в сутки. Происходит этот процесс по следующей схеме: вначале углекислый газ образуется в качестве конечного продукта метаболизма, после чего по венозной системе он через легкие выводится наружу вместе с дыханием.
2. Выработка СО2 растениями в условиях недостаточного освещения — принято считать, что зеленые насаждения активно поглощают этот газ. Однако, если света не хватает, то запускается обратная реакция. Именно поэтому наличие густой растительности в плохо проветриваемом помещении — не самое лучшее решение. В темное время суток концентрация углекислого газа будет расти, что негативно скажется на самочувствии человека.
3. Другие естественные источники образования СО2 — сюда можно отнести извержение вулканов, гниение и разложение органических соединений, массивные лесные пожары. Во время всех этих процессов идет активная выработка диоксида углерода.

Искусственные источники

Концентрация СО2 в атмосфере начала резко расти с приходом индустриальной эпохи. Активная выработка этого газа является результатом деятельности человека. В чем это выражается:

1. Выработка СО2 в качестве продукта сгорания топлива — главным источникам выступает большое количество наземного, воздушного и водного транспорта. В процессе его работы в окружающую среду попадают ядовитые выхлопные газы.
2. Рост промышленных производств — СО2 активно выделяется из дымовых газов, часто выступает побочным продуктом различных химических процессов. К отраслям, лидирующим по объему выбросов этого газа в атмосферу, можно отнести: металлургическую, химическую, пищевую, энергетическую.

Немалый “вклад” в рост концентрации СО2 на земле также вносит активная вырубка лесов. Сокращение количества зеленых насаждений только усугубляет ситуацию.

Роль диоксида углерода в человеческом организме

Вокруг часто говорят о вреде повышения концентрации СО2 для человека и атмосферы, однако нельзя не отметить ту большую роль, которую играет это химическое соединение в нашем организме.

В первую очередь углекислый газ это важное вещество, которое обеспечивает ауторегуляцию кровотока. При повышении СО2 в ткани или крови происходит следующий эффект:

• расширяются капилляры,
• кровоток увеличивается,
• кислород начинает активно поступать к тканям, а накопившаяся углекислота выводиться.

Еще один полезный эффект СО2 для человека — положительное воздействие на миокард, что выражается в повышении его чувствительности. В итоге увеличивается частота и сила сердечных сокращений, растет сердечный выброс и объем крови (ударный и минутный). Такое воздействие дает возможность корректировать состояние гипоксии и гиперкапнии.

Также СО2 играет большую роль для дыхательной системы человека. Дыхание стимулируется именно за счет повышения уровня этого газа в крови.

СО2 в природе

Определенную роль углекислый кислород также играет и для окружающей среды. Это химическое соединение содержится в атмосфере, литосфере, биосфере и гидросфере. Здесь его роль заключается в обеспечении обмена углерода между этими оболочками земли.

Так как СО2 является парниковым газом, то от его концентрации напрямую зависит климат на планете. Связано это с тем, что он создает парниковый эффект — поглощает и удерживает инфракрасное излучение. Без этого свойства средняя температура воздуха на всей планете была бы на 30 градусов меньше.

Вред повышения концентрации СО2 для человека и земли

Углекислый газ начинает вредить только при повышении допустимой концентрации. Какие здесь могут быть негативные последствия:

Область применения СО2

Отвечая на вопрос, что такое СО2, нельзя не отметить роль этого химического соединения в промышленной сфере. Сегодня оно активно используется в самых разных отраслях, начиная с производства пищевых продуктов и заканчивая медициной.

Рассмотрим несколько наиболее распространенных областей применения СО2:

1. Пищевая промышленность — здесь данный газ используется в качестве разрыхлителя для теста, консерванта (пищевая добавка Е290). Также углекислый газ является незаменимым компонентом при производстве газированной воды, лимонада и других напитков.
2. Авиамоделирование — СО2 в баллончиках является источником энергии, обеспечивающей работу двигателей самолетов.
3. Лабораторные исследования — в этой области СО2 больше используется в виде “сухого льда”. Он играет роль хладагента.
4. Пожарная безопасность — сегодня для тушения пожаров активно используются автоматические углекислотные установки.