ثاني أكسيد الكربون هو أحد المركبات الكيميائية التي تحدث بشكل طبيعي ويشكل أيضًا أحد المكونات الأساسية للغلاف الجوي، ويتواجد في جزء طبيعي في الغلاف الجوي وهناك جزء ينتجه الإنسان من خلال بعض الصناعات وبعض منتجات الاحتراق استهلاك بشري.
يحتوي ثاني أكسيد الكربون على العديد من الخصائص الكيميائية التي تميزه ويرمز إليه برموز في الكيمياء، وهذا ما سنتحدث عنه في هذه المقالة.
جدول المحتويات
رمز ثاني أكسيد الكربون في الكيمياء
ثاني أكسيد الكربون هو أحد المركبات الكيميائية الموجودة في غلافنا الجوي وله أهمية كبيرة للعديد من التطبيقات ومهم أيضًا لبعض الكائنات الحية، وأهمها النباتات حيث أنه الغاز المستخدم في عملية التمثيل الضوئي.
يُرمز غاز ثاني أكسيد الكربون في الكيمياء بالرمز co2، حيث يتكون من ذرتين من الأكسجين برمز o وذرة كربون واحدة والرمز c، وينتج عن تفاعلهما مع بعضهما ثاني أكسيد الكربون (o2 + c = co2).
يقوم بالعديد من العمليات التي تدعم بقاء بعض الكائنات الحية على الأرض، ويحتفظ ثاني أكسيد الكربون أيضًا ببعض الطاقة المشعة الواردة من الكوكب، وتكمن أهميته في الغلاف الجوي في أنه يحافظ على درجة حرارة الأرض.
ويحميها من الصقيع أو البرد القارس ولكن إرتفاعها العالي يسبب إرتفاع درجة حرارة الأرض.
أول من اكتشف ثاني أكسيد الكربون كان العالم البلجيكي يان بابتيست والعالم الاسكتلندي جوزيف بلاك، الذي كان أول من حدد خصائص ثاني أكسيد الكربون.
وذلك في منتصف القرن الثامن عشر الميلادي، عندما أبلغت عن العديد من الخصائص الكيميائية والفيزيائية بالإضافة إلى بعض استخداماتها في الحياة العملية.
أنظر أيضا: ثاني أكسيد الكربون وخصائصه
الخواص الكيميائية لثاني أكسيد الكربون
ثاني أكسيد الكربون مركب كيميائي وله العديد من الخصائص الكيميائية التي تميزه عن الغازات الأخرى، ومنها ما يلي:
- عندما يتعرض غاز ثاني أكسيد الكربون للحرارة، فإنه يتحلل إلى مركباته الأصلية، الأكسجين والكربون، وهذا يحدث في عملية التمثيل الغذائي للنبات، حيث يمتص النبات ثاني أكسيد الكربون في وجود ضوء الشمس خلال النهار لإنتاج الكربون والأكسجين لنا.
- عندما يتحد ثاني أكسيد الكربون مع الهيدروجين، يتشكل أول أكسيد الكربون، ويتفاعل أيضًا مع غاز الأمونيا تحت ضغط عالٍ لتكوين اليوريا، والتي تستخدم في صناعة الأسمدة وأيضًا في صناعة البلاستيك.
- وهو من الغازات التي يمكن أن تذوب في الماء وينتج حمض الكربونيك وهو أمر خطير عندما يذوب بكميات كبيرة في مياه البحار والأنهار لأنه يزيد من حموضة الماء مما يؤثر على الكائنات البحرية التي يحتويها.
الخواص الفيزيائية لثاني أكسيد الكربون
لثاني أكسيد الكربون بعض الخصائص الفيزيائية التي تميزه ونذكر منها على سبيل المثال:
- يمكن تسييل هذا الغاز، بمعنى تحويله إلى صورته السائلة، تحت ضغط أقصى يبلغ 75 كجم لكل متر مكعب ودرجة حرارة 31 درجة مئوية.
- عند التعرض للبرد الشديد، يتحول هذا الغاز إلى ثورة صلبة أو شبه صلبة ويتكون الثلج.
- يتم استخدامه لملء طفايات الحريق ويساعد على تقليل الأكسجين مما يزيد من اشتعال الحرائق، كما يستخدم للتبريد.
مصادر ثاني أكسيد الكربون
يحتوي ثاني أكسيد الكربون على العديد من المصادر بما في ذلك الاستخدامات الطبيعية والبشرية.
تعتبر الموارد الطبيعية آمنة بالنسبة لوجودها على سطح الأرض، على عكس النسبة التي يكون فيها العنصر البشري هو سبب إنتاجها، لذلك فهي كبيرة وغير مؤكدة.
تشمل المصادر الطبيعية لثاني أكسيد الكربون البراكين والغازات التي تنبعث منها.
عملية التحلل العضوي للفطريات والبكتيريا والأعشاب البحرية وعمليات التخمير والعمليات التنفسية للكائنات الحية.
المصادر من صنع الإنسان هي غازات من العديد من الصناعات الكيميائية.
الانبعاثات من استخدام الوقود للسيارات والمحركات، وعمليات استخدام الفحم في الغابات واستخدامه في توليد الكهرباء.
من الآثار السلبية لزيادة ثاني أكسيد الكربون من الاستخدام البشري زيادة نسبته في الغلاف الجوي مما يؤدي إلى ظاهرة الاحتباس الحراري.
أنظر أيضا: الفرق بين كربونات الصوديوم وبيكربونات الصوديوم؟
ثاني أكسيد الكربون المستخدم
لثاني أكسيد الكربون استخدامات عديدة في حياتنا العملية حيث يتم استخدامه في العديد من الصناعات.
وغيرها من الاستخدامات ومنها على سبيل المثال ما يلي:
- ينتج ثاني أكسيد الكربون عن طريق عملية التخمير ويستخدم في إنتاج الكعك والمخبوزات.
- يستخدم ثاني أكسيد الكربون في إنتاج المياه الغازية والمشروبات الروحية.
- تستخدم في صناعة طفايات الحريق حيث يتم تعبئتها في صورة سائلة.
- ويقلل من الأكسجين الذي يساعد بسبب وزنه على زيادة اشتعال النيران، لذا فهو يعمل كغطاء مانع للأكسجين.
- يدخل ثاني أكسيد الكربون في صناعة بعض الكيماويات والمواد الخام المستخدمة في الصناعة.
- يستخدم ثاني أكسيد الكربون في أنظمة التبريد المختلفة.
- يتم استخدامه في محطات معالجة المياه.
- يتم استخدامه كعامل مساعد في أنواع مختلفة من اللحام.
- يستخدم في صناعة الأسمدة والأدوية وكذلك في صناعة العديد من المنتجات البلاستيكية.
- يستخدم ثاني أكسيد الكربون أيضًا في تصنيع بعض لوحات التبديل وفي تصنيع أشباه الموصلات للحرارة.
- كما أنها تستخدم في العمليات البترولية وصناعة البترول.
ضرر ثاني أكسيد الكربون
يحتوي ثاني أكسيد الكربون على العديد من الأضرار التي تلحق بصحة الإنسان.
لذلك يجب الحرص على عدم تعريضه أكثر من اللازم أثناء التنفس، لأنه يسبب:
- عند استخدامه على نطاق واسع في الداخل، فإنه يسبب صعوبة في التنفس ويؤدي إلى الاختناق والوفاة.
- استنشاق ثاني أكسيد الكربون بكميات كبيرة يسبب التهاب الأغشية المخاطية.
- ويزيد اللعاب في الفم وله طعم لاذع في الفم.
- يؤدي التعرض المفرط لثاني أكسيد الكربون لساعات طويلة إلى شعور الشخص بالتعب وفقدان التركيز.
- ويؤدي إلى زيادة معدل ضربات القلب وظهور الدوخة.
تأثير ثاني أكسيد الكربون على الكائنات البحرية
مياه البحر لديها درجة حموضة معتدلة، ودرجة الحموضة الطبيعية لها العديد من المزايا في تكوين الكائنات الحية وتكوين الشعاب المرجانية والحجر الجيري.
بالإضافة إلى وجود مناخ حي للكائنات الفطرية الصغيرة وتكوين القشرة الخارجية لبعض القشريات.
وتأثير زيادة مستوى ثاني أكسيد الكربون في الماء بشكل طبيعي يؤدي إلى انخفاض حموضة تلك المياه.
مما يسبب ضررا كبيرا بقتل بعض الكائنات الحية الصغيرة والفطريات والطحالب التي تنمو في هذه المياه.
كما أنه يؤثر على حياة الشعاب المرجانية، ويسبب تغيرات كيميائية وعضوية في بعض الكائنات الحية الموجودة في تلك المياه.
في الواقع، منذ بداية الثورة الصناعية، بدأ الرقم الهيدروجيني للمحيطات في الانخفاض.
حيث أن الزيادة في ثاني أكسيد الكربون أدت إلى زيادة الهيدروجين في الماء.
يشكل التفاعل معها العديد من المواد الأيونية في الماء.
انظر أيضًا: مشتقات الهيدروكربونات وتفاعلاتها بالتفصيل
لقد ذكرنا الرمز الكيميائي لثاني أكسيد الكربون وكيف يتكون من مركباته الأولية، وعلقنا بإيجاز على الخصائص الكيميائية والفيزيائية لهذا الغاز.
وله استخدامات عديدة في الحياة اليومية والإنتاج، ويزداد نصيبه من الأضرار في البحار والغلاف الجوي.