CO2 Gazı Nedir?

Karbondioksit, çok çeşitli anlamlar ve benzer şekilde geniş bir çağrışım dizisi taşıyan birçok bilimsel terimden biridir. Hücresel solunum hakkında bilginiz varsa, karbondioksit gazının – kısaltılmış CO2 olduğunu biliyor olabilirsiniz.₂ - oksijen gazının veya O2'nin bulunduğu hayvanlardaki bu reaksiyon dizisinin atık ürünüdür.₂, bir reaktandır; Ayrıca bitkilerde bu sürecin CO2 ile tersine döndüğünü de biliyor olabilirsiniz.₂ fotosentezde yakıt görevi görür ve O₂ atık ürün olarak

Belki de daha ünlüsü, içinde bulunduğumuz yüzyılın siyaseti ve Dünya bilimi sayesinde, CO₂ Dünya atmosferinde ısıyı tutmaya yardımcı olmaktan sorumlu bir sera gazı olmasıyla ünlüdür. CO₂ fosil yakıtların yakılmasının bir yan ürünüdür ve buna bağlı olarak gezegenin ısınması, Dünya vatandaşlarını alternatif enerji kaynakları arayışına yöneltmiştir.

Bu sorunların dışında CO₂ Zarif ve basit bir molekül olan gaz, bilim hayranlarının bilmesi gereken bir dizi başka biyokimyasal ve endüstriyel işleve sahiptir.

Karbondioksit oda sıcaklığında renksiz, kokusuz bir gazdır. Her nefes verdiğinizde, karbondioksit molekülleri vücudunuzu terk eder ve atmosferin bir parçası haline gelir. CO₂ moleküller, iki oksijen atomu ile çevrili tek bir karbon atomu içerir, öyle ki molekül şekli doğrusaldır:

O=C=O

Her karbon atomu, kararlı moleküllerde komşularıyla dört bağ oluştururken, her oksijen atomu iki bağ oluşturur. Böylece CO içindeki her bir karbon-oksijen bağı ile₂ bir çift bağdan oluşan - yani, iki çift ortak elektron - CO₂ son derece kararlıdır.

Periyodik bir element tablosuna bakıldığında (Kaynaklara bakınız), karbonun moleküler ağırlığı 12 atomik kütle birimi (amu), oksijeninki ise 16 amu'dur. Karbondioksitin moleküler ağırlığı bu nedenle 12 + 2(16) = 44'tür. Bunu ifade etmenin başka bir yolu, bir mol CO2 olduğunu söylemektir.₂ 44'lük bir kütleye sahiptir, bir mol 6.02 × 10'a eşittir²³ bireysel moleküller. (Avogadro sayısı olarak bilinen bu rakam, karbonun moleküler kütlesinin tam olarak 12 gram ki bu, karbonun içerdiği proton sayısının iki katıdır ve bu karbon kütlesi 6.02 × içerir 10²³ karbon atomları. Diğer tüm elementlerin moleküler ağırlığı bu standart etrafında yapılandırılmıştır.)

Karbondioksit ayrıca, bir soğutucu olarak kullanılan bir durum olan bir sıvı olarak, yangın söndürücülerde ve soda gibi gazlı içeceklerin üretiminde bulunabilir; ve katı olarak, hangi durumda bir soğutucu olarak kullanılır ve cilt ile temas ederse donmalara neden olabilir.

Karbondioksit, genellikle boğulma ve hatta can kaybı ile ilişkilendirildiği için toksik olarak yanlış anlaşılır. Yeterli düzeyde CO₂ aslında doğrudan toksik olabilir ve boğulmaya neden olabilir, genellikle olan şey CO₂ bunun yerine boğulma sonucu veya sonucu olarak oluşur. Birisi herhangi bir nedenle nefes almayı bırakırsa, CO₂ artık akciğerler yoluyla dışarı atılmaz ve bu nedenle gidecek başka yeri olmadığı için kan dolaşımında birikir. CO₂ bu nedenle boğulma belirtisidir. Kabaca aynı şekilde, su sadece boğulmaya yol açabileceği için "zehirli" değildir.

Atmosferin sadece çok küçük bir kısmı CO2'den oluşur.₂ - yaklaşık yüzde 1. Hayvan metabolizmasının bir yan ürünü olmakla birlikte, bitkilerin hayatta kalabilmesi için kesinlikle gereklidir ve dünya çapında önemli bir araçtır. karbon döngüsü. Bitkiler CO alır₂, karbon ve oksijen bir dizi reaksiyona dönüştürün ve ardından karbonu yaşamak ve büyümek için glikoz formunda tutarken oksijeni atmosfere bırakın. Bitkiler öldüğünde veya yandığında, karbonları O ile yeniden birleşir.₂ havada, CO oluşturan₂ ve karbon döngüsünü tamamlamak.

Hayvanlar, yiyeceklerdeki sindirilen karbonhidratların, proteinlerin ve yağların parçalanması yoluyla karbondioksit üretir. Bunların tümü, daha sonra hücrelere giren ve sonuçta karbondioksit ve su haline gelen altı karbonlu bir molekül olan glikoza metabolize edilir ve sonuçta ortaya çıkan enerji hücresel faaliyetlere güç sağlamak için kullanılır. Bu, aerobik solunum süreci yoluyla gerçekleşir (terimler tam olarak eş anlamlı olmasa da, genellikle hücresel solunum olarak adlandırılır). Hem prokaryotların (bakteriler) hem de bitki olmayan ökaryotların (hayvanlar) hücrelerine giren tüm glikoz ve mantarlar) ilk önce bir çift üç karbonlu molekül üreten glikolize uğrar. piruvat. Bunun çoğu Krebs döngüsüne iki karbonlu asetil CoA şeklinde girerken, CO₂ serbest bırakılır. Yüksek enerjili elektron taşıyıcıları NADH ve FADH₂ Krebs döngüsü sırasında oluşanlar daha sonra elektron taşınmasında oksijen varlığında elektronları bırakırlar. Canlı hücrelerin "enerji para birimi" olan büyük miktarda ATP'nin oluşumuyla sonuçlanan zincirleme reaksiyonlar bir şeyler.

CO₂ ısı tutucu bir gazdır. Birçok açıdan bu iyi bir şeydir, çünkü Dünya'nın insanlar gibi hayvanların hayatta kalamayacakları kadar çok ısı kaybetmesini önler. Ancak 19. yüzyılda Sanayi Devrimi'nin başlangıcından bu yana fosil yakıtların yanması, önemli miktarda CO2 ekledi.₂ gazın atmosfere yayılması, küresel ısınmaya ve giderek kötüleşen etkilerine yol açmaktadır.

Binlerce yıldır atmosferik CO konsantrasyonu₂ atmosferde milyonda 200 ila 300 parça (ppm) arasında kalmıştır. 2017'ye gelindiğinde, yaklaşık 400 ppm'ye yükseldi, bu hala artan bir konsantrasyon. Bu ekstra CO₂ ısıyı hapsediyor ve iklimin değişmesine neden oluyor. Bu, yalnızca dünya çapında yükselen ortalama sıcaklıklarda değil, aynı zamanda yükselen deniz seviyelerinde, buzulların erimesinde ve daha fazlası ile kendini gösterir. asidik deniz suyu, daha küçük kutup buzulları ve felaket olaylarının sayısında artış (örneğin, kasırgalar). Bu sorunların hepsi birbiriyle ilişkili ve birbirine bağımlıdır.

Fosil yakıtlara örnek olarak kömür, petrol (petrol) ve doğal gaz verilebilir. Bunlar, ölü bitki ve hayvan materyali kaya katmanları altında sıkışıp gömülürken milyonlarca yıllık bir süre içinde oluşur. Uygun ısı ve basınç koşulları altında bu organik madde bir yakıta dönüştürülür. Tüm fosil yakıtlar karbon içerir ve bunlar yakılarak enerji elde edilir ve karbondioksit açığa çıkar.

Karbondioksit gazının çeşitli kullanım alanları vardır, bu da malzeme kelimenin tam anlamıyla her yerde olduğu için kullanışlıdır. Daha önce belirtildiği gibi, bir soğutucu olarak kullanılır, ancak bu daha çok katı ve sıvı formlar için geçerlidir. Aynı zamanda bir aerosol itici gaz, bir kemirgen öldürücü (yani sıçan zehiri), çok düşük sıcaklıklı fizik deneylerinin bir bileşeni ve seraların içindeki havada zenginleştirici bir madde olarak kullanılır. Ayrıca petrol kuyularının kırılmasında, bazı madencilik türlerinde, bazı nükleer reaktörlerde moderatör olarak ve özel lazerlerde de kullanılmaktadır.

İlginç gerçek: Temel metabolik süreçlerle yaklaşık 500 gram CO üreteceksiniz.₂ sonraki 24 saat içinde – aktifseniz daha da fazla. Bu, gözeneklerinizden olduğu kadar burnunuzdan ve ağzınızdan da sızan bir kilodan fazla görünmez gazdır. Aslında bu, su (geçici) kayıpları dahil değil, zamanla insanların nasıl kilo verdiğidir.