이산화탄소는 광범위한 의미와 유사하게 광범위한 의미를 지닌 많은 과학 용어 중 하나입니다. 세포 호흡에 익숙하다면 이산화탄소 가스 (약칭 CO)를 알고 계실 것입니다.2 – 동물에서 발생하는 일련의 반응의 폐기물이며 산소 가스 또는 O2는 반응물입니다. 식물에서이 과정은 사실상 역전된다는 것을 알 수 있습니다.2 광합성 및 O에서 연료로 사용2 폐기물로.
아마도 더 유명한 것은 현재 세기의 정치와 지구 과학 덕분에 CO2 지구 대기에 열을 가두는 역할을하는 온실 가스로 유명합니다. CO2 화석 연료 연소의 부산물이며, 그에 따른 지구 온난화로 인해 지구 시민들은 대체 에너지 원을 모색하고 있습니다.
이러한 문제 외에도 CO2 우아하고 단순한 분자 인 가스는 과학 팬들이 알아야 할 여러 가지 다른 생화학 및 산업 기능을 가지고 있습니다.
이산화탄소 란 무엇입니까?
이산화탄소는 상온에서 무색 무취의 가스입니다. 숨을 내쉴 때마다 이산화탄소 분자가 몸을 떠나 대기의 일부가됩니다. CO2 분자는 두 개의 산소 원자가 측면에있는 단일 탄소 원자를 포함하므로 분자 모양이 선형입니다.
O = C = O
각 탄소 원자는 안정된 분자에서 이웃과 4 개의 결합을 형성하고 각 산소 원자는 2 개의 결합을 형성합니다. 따라서 CO의 각 탄소-산소 결합2 이중 결합으로 구성 – 즉 두 쌍의 공유 전자 – CO2 매우 안정적입니다.
원소 주기율표에서 한눈에 알 수 있듯이 (참고 자료 참조) 탄소의 분자량은 12 원자 질량 단위 (amu)이고 산소의 분자량은 16 amu입니다. 따라서 이산화탄소의 분자량은 12 + 2 (16) = 44입니다. 이것을 표현하는 또 다른 방법은 1 몰의 CO2 질량이 44이고 1 몰은 6.02 × 10에 해당합니다.23 개별 분자. (아보가드로 수로 알려진이 수치는 탄소의 분자 질량이 정확히 12 그램, 우리는 탄소가 포함하는 양성자 수의 두 배이고이 탄소 질량은 6.02 × 1023 탄소 원자. 다른 모든 원소의 분자량은이 표준을 중심으로 구성되었습니다.)
이산화탄소는 또한 냉매로 사용되는 상태 인 액체, 소화기 및 탄산 음료와 같은 탄산 음료 생산에 존재할 수 있습니다. 고체 상태로 냉매로 사용되며 피부에 닿으면 동상을 일으킬 수 있습니다.
신진 대사에있는 이산화탄소
이산화탄소는 종종 질식 및 심지어 인명 손실과 관련이 있기 때문에 독성이 있다고 오해하는 경우가 많습니다. 충분한 수준의 CO2 실제로 직접적으로 독성이 있고 질식을 일으킬 수 있습니다.2 대신 질식의 결과 또는 결과로 축적됩니다. 어떤 이유로 든 누군가가 호흡을 멈 추면 CO2 더 이상 폐를 통해 배출되지 않으므로 다른 곳으로 갈 곳이 없기 때문에 혈류에 축적됩니다. CO2 따라서 질식의 표시입니다. 거의 같은 방식으로 물은 단순히 익사로 이어질 수 있기 때문에 "독성"이 아닙니다.
대기의 극히 일부만이 CO로 구성됩니다.2 – 약 1 %. 그것은 동물 대사의 부산물이지만 식물이 살아 남기 위해서는 절대적으로 필요하며 전 세계적으로 중요한 부분입니다. 탄소 순환. 식물은 CO를 흡수합니다2, 일련의 반응으로 탄소와 산소로 전환 한 다음 산소를 대기 중으로 방출하고 포도당 형태의 탄소를 유지하여 살며 성장합니다. 식물이 죽거나 태워지면 탄소가 O와 재결합합니다.2 공중에서 CO를 형성2 탄소 순환을 완료합니다.
동물은 음식에서 섭취 한 탄수화물, 단백질 및 지방을 분해하여 이산화탄소를 생성합니다. 이 모든 것들은 포도당으로 대사되는데, 이는 6 개의 탄소 분자가 세포로 들어가 궁극적으로 이산화탄소와 물이되고 그 결과 에너지가 세포 활동에 사용됩니다. 이것은 호기성 호흡 과정을 통해 발생합니다 (정확히 동의어는 아니지만 종종 세포 호흡이라고 함). 원핵 생물 (박테리아) 및 비 식물성 진핵 생물 (동물)의 세포에 들어가는 모든 포도당 균류) 먼저 해당 과정을 거치며, 이 과정에서 한 쌍의 탄소 3 개 분자를 생성합니다. 피루 베이트. 이것의 대부분은 탄소 2 개 분자 인 아세틸 CoA의 형태로 크렙스 회로에 들어가고 CO2 해방됩니다. 고 에너지 전자 운반체 NADH 및 FADH2 크렙스주기 동안 형성되는 것은 전자 수송에서 산소가 존재하는 상태에서 전자를 포기합니다. 연쇄 반응으로 인해 살아있는 세포의 "에너지 통화"인 많은 ATP가 형성됩니다. 소지품.
이산화탄소와 기후 변화
CO2 열을 가두는 가스입니다. 많은 측면에서 이것은 지구가 너무 많은 열을 잃어 사람과 같은 동물이 생존 할 수없는 것을 방지하기 때문에 좋은 것입니다. 그러나 19 세기 산업 혁명이 시작된 이래 화석 연료의 연소는 상당한 양의 CO를 추가했습니다.2 가스가 대기로 배출되어 지구 온난화와 그 영향이 점차 악화됩니다.
수천 년 동안 대기 중 CO 농도는2 대기 중은 200 ~ 300ppm (ppm)으로 유지되었습니다. 2017 년에는 거의 400ppm으로 증가했으며, 이는 여전히 증가하고있는 농도입니다. 이 추가 CO2 열을 가두어 기후를 변화시킵니다. 이것은 전 세계 평균 기온 상승뿐만 아니라 해수면 상승, 빙하 녹는 등에서도 나타납니다. 산성 해수, 더 작은 극지방 만년설, 재앙적인 사건의 수 증가 (예: 허리케인). 이러한 문제는 모두 상호 관련되어 있으며 상호 의존적입니다.
화석 연료의 예로는 석탄, 석유 (석유) 및 천연 가스가 있습니다. 이들은 죽은 식물과 동물 물질이 갇혀 바위 층 아래에 묻히면 서 수백만 년에 걸쳐 만들어졌습니다. 유리한 열 및 압력 조건에서이 유기물은 연료로 변환됩니다. 모든 화석 연료에는 탄소가 포함되어 있으며, 이들은 에너지를 생산하기 위해 태워지고 이산화탄소가 방출됩니다.
산업에서의 CO2 사용
이산화탄소 가스는 다양한 용도로 사용되며 말 그대로 어디에나 있기 때문에 편리합니다. 이전에 언급했듯이 냉매로 사용되지만 고체 및 액체 형태가 더 사실입니다. 또한 에어로졸 추진제, 쥐약 (예: 쥐 독), 초저온 물리학 실험의 구성 요소 및 온실 내부 공기의 농축 제로 사용됩니다. 또한 특정 원자로 및 특수 레이저의 중재자로서 일부 유형의 광산에서 유정의 파쇄에 사용됩니다.
흥미로운 사실 : 기본적인 대사 과정을 통해 약 500g의 CO를 생산하게됩니다.2 앞으로 24 시간 내에 – 활동적인 경우 더 많이. 그것은 1 파운드 이상의 보이지 않는 가스이며, 코와 입뿐만 아니라 모공에서도 흘러 나옵니다. 사실 이것은 사람들이 물 (일시적) 손실을 포함하지 않고 시간이 지남에 따라 체중을 줄이는 방법입니다.