Преглед на кода на Въглероден диоксид

{{повече източници}}
{{Химкутия
|име			= Въглероден диоксид
|картинка		= 
{{Инфокаре картинки
| file-L = Carbon_dioxide_3D_ball.png
| size-L = 99п
| file-R = Carbon-dioxide-2D-dimensions.svg
| size-R = 139п
}}
|картинка_описание	= 
|систематично		= Въглероден диоксид
|други_имена		= Въглероден двуокис<br>Въглероден (IV) оксид
|CASNo			= 124-38-9
|PubChem		= 280
|ChemSpiderID		= 274
|UNNumber		= 1013 (газ),<br>1845 (тв. вещество)
|KEGG			= D00004
|MeSHName		= Carbon+dioxide
|ChEBI			= 16526
|ChEMBL			= 1231871
|ATCCode		= V03AN02
|SMILES			= O=C=O<br>C(=O)=O
|StdInChI		= 1S/CO2/c2-1-3
|StdInChIKey		= CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N
|UNII			= 142M471B3J
|Gmelin			= 989
|формула		= CO<sub>2</sub>
|моларна-маса		= 44,01 g/mol
|външен-вид		= безцветен [[газ]]
|плътност		= 1,977 kg/m<sup>3</sup> (1 atm и 0&nbsp;°C)
|вискозитет		= 7×10<sup>−5</sup> kg/m·s (−78,5&nbsp;°C)
|топене-точка		= −56,6&nbsp;°C; 216,6 K ([[Тройна точка]] – 5,1 atm)
|сублимация		= −78,5&nbsp;°C; 194,7 K (1 atm)
|парово-налягане	= 5,73 MPa (20&nbsp;°C)
|разтворимост		= 1,45 g/L (25&nbsp;°C, 100 kPa)
|разтворимост-в		= вода
|pKa			= 6,35; 10,33
|магнитна-чувствителност= −20,5×10<sup>−6</sup> cm<sup>3</sup>/mol
|индекс-на-пречупване	= 1,00045
|кристална-структура	= тригонална
|молекулна-форма	= линейна
|диполен-момент		= 0 D
|NFPA-H			= 2
|NFPA-F			= 0
|NFPA-R			= 0
|NFPA-O			= SA
|сродни-аниони		= [[Въглероден дисулфид]],<br>Въглероден диселенид,<br>Въглероден дителурид
|сродни-катиони		= [[Силициев диоксид]],<br>Германиев диоксид,<br>Калаен диоксид,<br>Оловен диоксид
|сродни-група		= [[Въглероден оксид]],<br>Въглероден субоксид,<br>Дивъглероден оксид,<br>Въглероден триоксид
|сродни-други		= [[Въглеродна киселина]],<br>Карбонилсулфид
|топлинен-капацитет	= 37,135 J/K·mol
}}

'''Въглеродният диоксид''' ('''въглероден двуокис'''<ref>В химичната терминология ''окис'' е заменено с ''оксид'' през 1980-те години; вж [[Оксид]]</ref>) е химично съединение. [[Молекула]]та му се състои от един атом [[въглерод]] и два атома [[кислород]]. Химичната формула на въглеродния диоксид е CO<sub>2</sub>. Той е [[газ]] без [[Цвят (оптика)|цвят]] и без [[миризма]] (при ниски до средни концентрации; при високи концентрации има остра и задушлива миризма). Получава се като продукт при [[дишане]]то на живите организми, както и при [[горене]]то. Участва като изходно вещество при [[фотосинтеза]]та на [[растения]]та. Натрупването му в по-големи от нормалните количества в [[атмосфера]]та води до [[парников ефект]].

== Химични и физични свойства ==
Въглеродният диоксид е безцветен газ. Плътността му при 25&nbsp;°C е 1,98 kg/m³, която е 1,65 пъти по-голяма от тази на въздуха. Молекулата на въглеродния диоксид (O=C=O) съдържа две двойни [[химична връзка|връзки]] и има линейна форма. Последната няма [[диполен момент]]. Тъй като е напълно окислена, не е много реактивоспособна и в частност е невъзпламенима.

При температури под −78.5&nbsp;°C въглеродният диоксид променя [[агрегатно състояние|агрегатното си състояние]] от газообразно в твърдо – [[десублимация]]. Твърдият въглероден диоксид се нарича „[[сух лед]]“, процесът на получаване се нарича утаяване. При атмосферно налягане сухият лед преминава директно от твърдо в газообразно състояние при процес, наречен [[сублимация]]. Течен въглероден диоксид се получава само при [[налягане]] над 5,1 [[bar]].

Въглеродният диоксид е разтворим във [[вода]], при което той спонтанно се преобразува във въглеродна киселина (H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>) и обратно в CO<sub>2</sub>. Процесът се нарича „газиране“, а продуктът е „газирана вода“.

CO<sub>2</sub> при големи [[концентрация|концентрации]] предизвиква кисел вкус в устата и жилене (дразнение) на [[гърло]]то и [[нос (анатомия)|носа]]. Тези ефекти са в резултат на образуването на слаб разтвор на въглеродна киселина на тези места.

Съдържанието на въглероден диоксид във вдишвания въздух или в някаква газова смес е субективният критерий, предизвикващ чувство на задушаване. Човек няма рецептори за недостатъчно съдържание на [[кислород]], което е фатално.

== Употреба и разпространение ==
* При производство на [[безалкохолна напитка|безалкохолни напитки]]
* При производството на пукащи [[бонбон]]и. Тяхното производството се извършва под налягане и в присъствие на СО<sub>2</sub>
* За производство на [[сода бикарбонат]]
* Като необходим компонент за фотосинтезата. Използва се за засилване растежа на растенията при тяхното отглеждане във водни или сухоземни среди
* Като евтин незапалим газ в [[пожарогасител]]ите
* В пневматичните [[оръжие|оръжия]]
* Течният СО<sub>2</sub> е добър разтворител на много органични съединения и се използва за премахване на [[кофеин]]а от [[кафе]]то, както и във [[фармацевтика]]та
* В медицината се използва за стимулация на дишането и при балансиране на [[кръв]]та, като се прибавя 5% СО<sub>2</sub> към кислорода
* Течният и твърдият СО<sub>2</sub> са много добри [[охладител]]и и като такива се използват широко в [[хранително-вкусова промишленост|хранително-вкусовата промишленост]].

СО<sub>2</sub> е крайният продукт, който организмите отделят, когато получават [[енергия]] при разграждането на [[захар]]и и [[мазнина|мазнини]] с кислород и е част от техния [[метаболизъм]]. Това важи и за всички [[растение|растения]], [[животно|животни]], много [[гъба|гъби]] и някои [[бактерия|бактерии]]. При висшите животни СО<sub>2</sub> се транспортира от [[хемоглобин]]а в кръвта, от [[тъкан]]ите към белите дробове, където се отделя. При растенията участва във фотосинтезата. Океанът е един от големите консуматори на СО<sub>2</sub>.

Съдържанието на СО<sub>2</sub> във въздуха варира между 0,03% (300 [[ppm]]) и 0,06% (600 ppm), в зависимост от района, а в издишания въздух е приблизително 4,5%. Когато СО<sub>2</sub> се вдиша във високи концентрации (повече от 5% обемни), води моментално до опасност за живота и здравето на животните и хората. Максималното допустимо безопасно ниво за възрастни за 8-часов работен ден е 0,5% (5000 ppm), а за деца и възрастни с белодробни заболявания е значително по-ниско. Хората, които вдишат 7 – 10% СО<sub>2</sub>, могат моментално или след няколко минути да изпаднат в безсъзнание или кома.

== Съдържание на СО<sub>2</sub> в атмосферата ==
През [[1953]] г. американският учен [[Чарлз Кийлинг]] започва да изследва как [[карбонат]]ът постига [[химично равновесие]] в [[разтвор]] от [[вода]], [[варовик]] и [[земна атмосфера|атмосферен]] въглероден диоксид. За тази цел конструира прецизен уред, който измерва извлечения от водата СО<sub>2</sub>. В отдалечена от производствени центрове и жилищни зони местност в окръг [[Монтерей (окръг, Калифорния)|Монтерей]], щата [[Калифорния]], Кийлинг измерва [[концентрация]] на СО<sub>2</sub> в [[земна атмосфера|земната атмосфера]] от '''310 [[Нотация за безразмерни отношения на величини|ppm]] (0,031%).''' Скоро след това открива денонощните и годишните колебания на концентрацията на СО<sub>2</sub> в [[земна атмосфера|земната атмосфера]].<ref name="kauss_klima">{{cite book | title = Науката за климатичните промени | last = Краус  | first = Лорънс М. | authorlink =  | coauthors =  | editor =  | editor-link =  | year = 2022 | edition =  | publisher = Сиела | location = София | isbn = 9789542841173 | doi =  | pages = 200 | url =  | accessdate =  | quote =  | lang-hide = bg | lang =  }}</ref>

Предвид общото тегло на земната атмосфера, което се оценява на 5,1х10<sup>18</sup> кг, концентрация от 1 ppm означава общо съдържание на 5,1 Gt (гигатона) CO<sub>2</sub> в нея. И понеже [[молекулна маса|молекулната маса]] на въглеродния диоксид М(CO<sub>2</sub>) = 44, а молекулната маса на [[въглерод]]а  М(C) = 12, 1 ppm CO<sub>2</sub> = 5,1 Gt (гигатона) CO<sub>2</sub> = 1,39 Gt въглерод (С).

През [[1956]] г. [[Роджър Ревел]] от Института по [[океанография]] „Скрипс“ и [[Хари Уекслър]] от [[Метеорологична служба на САЩ|Метеорологичната служба на САЩ]] се присъединяват към изследванията на Кийлинг, като предлагат през предстоящата Година на [[геофизика]]та (1957-1958) да се проведе едно по-мащабно глобално измерване на атмосферните концентрации на CO<sub>2</sub> в множество отдалечени и предполагаемо незасегнати от замърсяване локации. През [[март]] [[1958]] г. Кийлинг инсталира на [[Мауна Лоа]] първия си [[електромагнитен спектър|инфрачервен]] [[газов анализатор]], който през първия ден регистрира концентрация на CO<sub>2</sub> 313 ppm (0,0313%).<ref name="kauss_klima" />

През [[2020]] г. концентрацията на СО<sub>2</sub> в земната атмосфера вече надвишава '''415 ppm (0,0415%).''' За периода 1958 - 2020 увеличението е около 100 ppm, което е около 1,6 ppm годишно или 22,4 милиона тона CO<sub>2</sub> на ден.<ref name="kauss_klima" />

=== Парников ефект ===
През последните двеста години, много промишлени процеси са били използвани за производство на [[енергия]] (главно изгаряне на [[Изкопаемо гориво|изкопаеми горива]]), които отделят големи количества въглероден диоксид в [[атмосфера]]та (заедно с други [[Замърсяване на въздуха|замърсители]]). Наред с намаляването на [[Флора|растителността]] на [[Земя|планетата]], след [[обезлесяване]]то и други фактори, естественият баланс на въглеродния диоксид и неговото количество в атмосферата е редуциран до такава степен, че днес нивото на въглероден диоксид в атмосферата е 1,5 пъти по-голямо, отколкото преди 200 години. Тъй като въглеродният диоксид е един от най-разпространените [[Парников газ|парникови газове]], се предполага, че това покачване е причина за [[Глобално затопляне|глобалното затопляне]].

== Галерия ==
<gallery class="center" widths="190px" heights="190px">
Dry Ice Sublimation 2.jpg|Сублимация на [[сух лед]], поставен във вода
Carbon dioxide pressure-temperature phase diagram.svg|[[Фазова диаграма]] на въглеродния диоксид
Greenhouse gas by sector 2000.svg|Диаграма на отделения в атмосферата парников газ по тип на сектора
</gallery>

== Бележки ==
<references />

[[Категория:Въглероден диоксид| ]]
[[Категория:Оксиди]]
[[Категория:Изменение на климата]]