CO2

Kénsavó, ismert még CO2-ként is, kémiai vegyület, amely szén- és oxigénből áll. Kémiai képlete CO2, amely egy szénatomot és két oxigénatomot tartalmaz. A kénsavó színtelen és szagtalan gáz, és jelen van a Föld légkörében nagyon kis mennyiségben.

Definíció és a kénsavó felhasználása:

Kémiai képlet: CO2
Szerkezet: A kénsavó molekuláris szerkezetű, amely egy szén- és két oxigénatomot tartalmaz.

A kénsavó felhasználása:

Fotoszintézis: A kénsavó fontos összetevője a fotoszintézisnek, amely során növények és bizonyos mikroorganizmusok felvesszük a légkörből a kénsavót, és átalakítják szerves vegyületekké, például glükózra. A fotoszintézis az alapvető folyamat a növények táplálékának és oxigénjének létrehozásához.
Lélegzés: A kénsavó melléktermékként keletkezik az organizmusok metabolizmusában, beleértve az embert is. A lélegzés során az organizmusok kénsavót bocsátanak ki a légkörbe.
Oxigénkör: A kénsavó része az oxigénkörnek, amely során a légköri oxigén és a kénsavó vízben és növényekben történő cseréje zajlik.
Élelmiszer megőrzése: A kénsavó néha megőrzőanyagként használják az élelmiszeriparban az élelmiszerek élettartamának meghosszabbítására.
A talaj termékenységének növelése: A kénsavó használható a talaj termékenységének növelésére, például kalcium-karbonát (márvány) vagy más műtrágyák formájában.
Sütőpor: Az élelmiszeriparban a kénsavó az alapanyag a sütőporokban, amely segít a tésztát megemelni, és a gáz formájában szabadítja fel a kénsavót, ami a tésztát puhává teszi.
Izotermikus italok: A kénsavó jelen van a párás italokban, például sódában és párás gyümölcslevében, ahol a párás íz és az erjedés biztosítása miatt szükséges.

Fontos megjegyezni, hogy a kénsavó egy üvegházhatású gáz, ami azt jelenti, hogy hőt tart meg a légkörben, és befolyásolja a klímaváltozást. Ezért szükség van a kibocsátásának szabályozására és a hatásainak csökkentésére irányuló megoldások keresésére.

Vzorec: CO₂

Teplota varu: -78,46 °C

Molárna hmotnosť: 44,01 g/mol

Hustota: 1,6 g/cm³ (pevný); 1,98 kg/m³ (plynný)

Rozpustnosť: 1,45 kg/m³

Sumárny vzorec: CO₂

Molekulová hmotnosť: 44,0095 g/mol

Výskyt v prírode

Oxid uhličitý általános része a földi légkörnek, amely koncentrációja^[4] a levegőben ingadozik helyi körülményektől, tengerszint feletti magasságtól és a levegő relatív páratartalmától függően. Főként az ipari kibocsátások miatt a levegő átlagos koncentrációja folyamatosan nő (lásd a „Kénsavó globális felmelegedésre gyakorolt hatása” szakaszt).

Nagyon magas koncentrációja a föld alól származó kibocsátások helyein, vulkanikusan aktív területeken és bizonyos természetes ásványvízben. Mivel nehezebb a levegőnél, ezekben a helyeken felhalmozódhat, és veszélyes csapdát jelenthet az állatok és emberek számára. Évente a vulkános aktivitás kb. 130-230 Tg kénsavót juttat a Föld légkörébe, ami a CO₂ kibocsátás emberi termelésének csupán kb. 0,5%-át jelenti^[5].

Oxid uhličitýt találtak a medzihviezdnym priestore. Fő összetevője a bolygók légköre Venuša és Mars. Spektroszkóposan kimutatták a kométákban is.

Využitie

Oxid uhličitý könnyen hozzáférhető ipari gáz. Felhasználják:

kémiai alapanyagként a következők gyártásához:
- anorganikus uhličitanok
- metanol
- polykarbonátok
- polyuretánok
- karbamátok
- izocianátok
- más organikus vegyületek
hajtó- és védelmi atmoszféra élelmiszeripari célra
perzselő italok összetevőjeként
jégpáncélos tűzoltó készülékek tölteteként
hűtő közegként (suchý ľad)
orvostudományban oxigénhez adagolva (legfeljebb 5 %) a kisülés hatékonyságának növelésére
akvaristikában a növények növekedésének támogatására

Vplyv oxidu uhličitého na globálne otepľovanie

Egészen alapvetően a CO₂ nem mérgező anyag, mivel nem mérgező. 1997-ben a 1997 évi légköri konferencián Japánban (Kjóto), a tárgyaló országok elfogadták a CO₂ kibocsátásra vonatkozó korlátozásokat. Ezek a korlátozások ismertek a Kjótsky protokol néven. A CO₂ növekedése a levegőben a fő oka a globális felmelegedésnek, amely főként a fosszilis üzemanyagok égetése és a erdők csökkenése miatt történik. Szerencsére a leghatékonyabb ökoszisztéma, amely a levegőből származó kénsavót köti le – a tengeri fytoplanktón – nem túl súlyosan sérül.

Nagymennyiségű kénsavó oldott a világóceánokban és tengerben, amelyek így szabályozzák a mennyiségét a légkörben. A globális hőmérséklet lassú növekedése azonban negatívan befolyásolja a CO₂ oldhatóságát a tengeri vízben, és pozitív visszacsatolásként további mennyisége ebből a hőhatású gázból kerül vissza a levegőbe. Szerencsére a legtöbb kénsavó a tengeri vízben kémiai formában kötődik, mint karbonát- és hidrogénkarbonátionok, amit a kalciumos ásványokkal való reakciója biztosít:

CaCO₃ + CO₂ + H₂O ←→ Ca²⁺ + 2 HCO₃^-

Ez az egyensúly azonban a hőmérséklet növekedésével balra tolódik.

A fotoszintézis fytoplanktón intenzitása az optimális hőmérséklettől függ, és ha a hőmérséklet túllépi az optimumot, csökken.

Oxid uhličitý a biomasa

Az oxid uhličitý a biomásza vagy biogáz égetése mellett a komposztálás során is keletkezik. Egy része a földön marad, mint a betakarítás utáni maradék és gyökérrendszer.

A komposztálás során a nagy részét az organikus anyagot stabilizált organo-minerális trágyává alakítják, amely magas humusztartalmú anyagot tartalmaz, így a nagy része a szén tartósan fixálódik a humusban, ami javítja a talaj tulajdonságait (víztartó képesség, puffertőképesség, stb.). Ezen túl a javított talajtulajdonságok magasabb terméshozamot eredményeznek, így a fotoszintézis során intenzívebb CO₂ asszimiláció történik.

Historické súvislosti

Az oxid uhličitý az első kémiai vegyület, amelyet gázként különböztettek meg a levegőtől. A 17. században a flamand kémikus Jan Baptist van Helmont észrevette, hogy a fa szén égetése zárt edényben a széntől kisebb tömegű hamut eredményez. Ezért azt feltételezte, hogy a szén egy része láthatatlan anyaggá alakul, amelyet gáz spiritus sylvestre néven nevezett el.

A 18. század közepén a skót orvos Joseph Black részletesen tanulmányozta ezt a gáz tulajdonságait. Megállapította, hogy a kalcium vagy annak savakkal való reakciója során gáz keletkezik, amelyet „fixált levegőnek” („fixed air”) nevezett, mert erős lúgokkal (például kalcium-hidroxiddal) kötött. Megállapította, hogy nehezebb a levegőnél, és hogy a normál levegőnél nem támogatja az égést, és az állatok ebben a gázban elpusztulnak. A kalcium-hidroxid kötését használta a kibocsátott levegő és a erjedés (fermentáció) során kibocsátott gáz kimutatására.