CO2 Gazı Nedir?

İçerik

• Karbondioksit Nedir?
• Metabolizmada Karbondioksit
• Karbondioksit ve İklim Değişikliği
• CO2'nin Endüstride Kullanımı

Karbondioksit, çok çeşitli anlamlar ve benzer şekilde geniş bir çağrışım dizisi taşıyan birçok bilimsel terim arasındadır. Hücresel solunum ile aşina iseniz, karbondioksit gazının kısaltılmış CO olduğunu biliyor olabilirsiniz.₂ - Bu, oksijen gazının veya O'nun içerdiği hayvanlarda bu reaksiyon dizisinin atık ürünüdür.₂, bir tepkendir; Bitkilerde, bu işlemin CO ile tersine çevrildiğini de biliyor olabilirsiniz.₂ fotosentez ve O’da yakıt olarak₂ atık ürün olarak.

Belki de daha ünlüsü, şu anki yüzyılın siyaset ve Dünya bilimleri sayesinde, CO₂ Dünya atmosferinde ısıyı tutmaya yardımcı olmaktan sorumlu olan bir sera gazı olmasıyla ünlüdür. CO₂ fosil yakıtların yanmasının bir ürünüdür ve bunun sonucunda gezegenin ısınması, Dünya vatandaşlarını alternatif enerji kaynakları arayışına sokmuştur.

Bu konular dışında, CO₂ zarif, basit bir molekül olan gaz, bilim hayranlarının bilmesi gereken bir takım diğer biyokimyasal ve endüstriyel fonksiyonlara sahiptir.

Karbondioksit Nedir?

Karbondioksit oda sıcaklığında renksiz, kokusuz bir gazdır. Her soluduğunuzda, karbondioksit molekülleri vücudunuzu terk eder ve atmosferin bir parçası olur. CO₂ moleküller, molekül şeklindeki doğrusal olacak şekilde iki oksijen atomu ile çevrili tek bir karbon atomu içerir:

O = C = O

Her bir karbon atomu, komşuları ile kararlı moleküllerde dört bağ oluştururken, her bir oksijen atomu iki bağ oluşturur. Böylece CO'daki her bir karbon-oksijen bağı ile₂ bir çift bağdan oluşan - yani iki çift paylaşılan elektron - CO₂ son derece kararlıdır.

Periyodik bir element tablosunda bir bakışta görüldüğü gibi (Kaynaklara bakınız), karbonun moleküler ağırlığı 12 atomik kütle birimi (amu), oksijeninki ise 16 amu'dur. Dolayısıyla karbondioksitin moleküler ağırlığı 12 + 2 (16) = 44'tür. Bunu ifade etmenin bir başka yolu, bir mol CO₂ 44'lük bir kütleye sahip, bir mol 6.02 × 10'a eşdeğerdir²³ bireysel moleküller. (Avogadros numarası olarak bilinen bu rakam, karbonun moleküler kütlesinin tam olarak 12 gramda ayarlanmasından, bize iki kat karbon içeren proton sayısının iki katı kadar olan ve bu karbon kütlesinin 6.02x10 içerdiği gerçeğinden elde edilmiştir.²³ karbon atomları Diğer tüm elementlerin moleküler ağırlığı bu standart etrafında yapılandırılmıştır.)

Karbondioksit ayrıca, bir soğutucu olarak, bir yangın söndürücüde ve soda gibi karbonatlı içeceklerin üretiminde kullanılan bir durum olarak bir sıvı olarak bulunabilir; ve bir katı olarak, bu durumda soğutucu olarak kullanılır ve ciltle teması halinde donmalara neden olabilir.

Metabolizmada Karbondioksit

Karbondioksit sıklıkla zehirli olduğu için yanlış anlaşılmaktadır, çünkü sık sık boğulma ve hatta hayat kaybı ile ilişkilidir. Yeterli miktarda CO₂ aslında doğrudan toksik olabilir ve boğulmalara neden olabilir, genellikle olan şey CO’dur.₂ bunun yerine boğulma sonucu ya da sonucu olarak oluşur. Birisi herhangi bir nedenle nefes almayı bırakırsa, CO₂ artık akciğerlerden atılmaz ve bu nedenle başka hiçbir yere sahip olmadığı için kan dolaşımında birikir. CO₂ bu nedenle boğulma belirtisidir. Kabaca aynı şekilde, su yalnızca zehirli değildir çünkü boğulmaya neden olabilir.

Atmosferin sadece küçük bir kısmı CO'dan oluşur.₂ - yaklaşık yüzde 1. Hayvan metabolizmasının bir yan ürünü olmasına rağmen, bitkilerin hayatta kalabilmeleri için kesinlikle gereklidir ve dünya çapındaki en önemli unsurlardan biridir. karbon döngüsü. Bitkiler CO alır₂karbon ve oksijenin bir dizi reaksiyonunda dönüştürün ve ardından karbonu glukoz formunda tutarak yaşamak ve büyümek için oksijeni atmosfere salın. Bitkiler öldüğünde veya yandığında karbonları O ile birleşir.₂ havada, CO oluşturan₂ ve karbon döngüsünü tamamlamak.

Hayvanlar, gıdalardaki yutulmuş karbonhidratların, proteinlerin ve yağların parçalanmasıyla karbondioksit üretir. Bunların hepsi, hücrelere giren ve sonuçta hücresel aktivitelere güç sağlamak için kullanılan enerjiyle karbondioksit ve suya dönüşen altı karbonlu bir molekül olan glikoza metabolize edilir. Bu, aerobik solunum süreciyle gerçekleşir (terimler tam olarak eş anlamlı olmasa da, genellikle hücresel solunum olarak adlandırılır). Hem prokaryotların (bakteri) hem de bitki olmayan ökaryotların (hayvanlar ve mantarlar) hücrelerine giren tüm glikoz ilk önce piruvat adı verilen bir çift üç-karbonlu molekül üreten glikolize maruz kalır. Bunun çoğu Krebs döngüsüne iki-karbonlu molekül asetil CoA biçiminde girerken, CO₂ kurtarıldı. Yüksek enerjili elektron taşıyıcıları NADH ve FADH₂ Krebs döngüsü sırasında oluşan elektronlar, elektron taşıma zinciri reaksiyonlarında oksijen varlığında elektronlardan vazgeçerek, canlı hücrelerin "enerji para birimi" olan ATP'nin büyük oranda oluşmasına neden olur.

Karbondioksit ve İklim Değişikliği

CO₂ bir ısı tutucu gazdır. Birçok bakımdan, bu, insanlar gibi hayvanların hayatta kalamayacakları kadar ısı kaybetmelerini önlediği için iyi bir şeydir. Ancak, 19. yüzyılda Endüstri Devrimi'nin başlamasından bu yana fosil yakıtların yanması, önemli miktarda CO eklemiştir.₂ atmosfere gaz, küresel ısınmaya ve giderek kötüleşen etkilerine yol açıyor.

Binlerce yıl, atmosferik CO konsantrasyonu₂ atmosferde milyonda 200 ila 300 kısım (ppm) arasında kaldı. 2017 itibariyle, halen artmakta olan bir konsantrasyon olan yaklaşık 400 ppm'ye yükselmişti. Bu ekstra CO₂ sıcağı hapseder ve iklimin değişmesine neden olur. Bu, yalnızca dünya genelinde artan ortalama sıcaklıklarda değil, yükselen deniz seviyelerinde, buzlu erimelerde, daha asitli deniz suyunda, daha küçük kutup buzullarında ve felaket olaylarında (örneğin kasırgalar) yükselen bir artışa işaret ediyor. Bu sorunların hepsi birbiriyle ilişkili ve birbirine bağımlı.

Fosil yakıtlara örnekler arasında kömür, petrol (yağ) ve doğal gaz bulunur. Bunlar, ölü bitki ve hayvan materyali kaya katmanlarının altına gömüldüğü ve gömüldüğü milyonlarca yıl boyunca yaratılmıştır. Uygun ısı ve basınç koşulları altında, bu organik madde bir yakıt haline dönüştürülür. Tüm fosil yakıtlar karbon içerir ve bunlar enerji üretmek için yakılır ve karbondioksit salınır.

CO2'nin Endüstride Kullanımı

Karbondioksit gazının, kullanımları her yerde olduğu için kullanışlı olan çeşitli kullanımları vardır. Daha önce belirtildiği gibi, bir soğutucu olarak kullanılır, ancak bu katı ve sıvı formlar için daha doğrudur. Ayrıca bir aerosol itici, bir kemirgen öldürücü (yani sıçan zehiri), çok düşük sıcaklıktaki fizik deneylerinin bir bileşeni ve seralardaki havadaki zenginleştirici bir madde olarak kullanılır. Ayrıca, petrol kuyularının kırılmasında, bazı madencilik türlerinde, bazı nükleer reaktörlerde ve özel lazerlerde moderatör olarak kullanılmaya başlanmıştır.

İlginç: Temel metabolik işlemlerle yaklaşık 500 gram CO üreteceksiniz.₂ Önümüzdeki 24 saat içinde - eğer aktifseniz daha da fazla. Bu sadece bir pound görünmez gazdan ibaret, sadece burnunuzdan, ağzınızdan ve gözeneklerinizden dışarıya doğru kayıyor. Bu, aslında, insanların su (geçici) kayıpları dahil değil, zaman içinde nasıl kilo verdikleridir.