يعتبر ثاني أكسيد الكربون، المعروف أيضا بغاز ثاني أكسيد الكربون، من المركبات الكيميائية الطبيعية الموجودة في الطبيعة. إنه أحد المكونات الأساسية للغلاف الجوي ويوجد بنسبة طبيعية في الهواء. ويتم إصدار كمية منه بواسطة البشر من خلال بعض الصناعات وعمليات الاحتراق المرتبطة بنشاط الإنسان.
ويتميز ثاني أكسيد الكربون بعدة خصائص كيميائية، ويتم تمثيله برموز كيميائية، وسنستعرض ذلك في هذه المقالة.
رمز ثاني أكسيد الكربون في الكيمياء
ثاني أكسيد الكربون هو غاز كيميائي يتواجد في غلافنا الجوي، ويعتبر مهما للعديد من الاستخدامات، وكذلك لبعض الكائنات الحية، ومنها النباتات. إنه الغاز المستخدم في عملية التمثيل الضوئي.
يرمز في علم الكيمياء ثاني أكسيد الكربون بالاختصار
يقوم غاز ثاني أكسيد الكربون بأداء العديد من العمليات التي تساعد على البقاء للكائنات الحية على الأرض، ويحتفظ أيضا ببعض الطاقة الإشعاعية التي تصل إلى كوكب الأرض، ومن أهميته في الغلاف الجوي أنه يحافظ على درجة حرارة الأرض.
تحميها من التجمد والبرودة الشديدة، ولكن ارتفاعها الكبير يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الأرض.
وكان أول من اكتشف غاز ثاني أكسيد الكربون هو العالم البلجيكي يان بابتيست والعالم الأسكتلندي جوزيف بلاك هما أولئك الذين حددوا خصائص غاز ثاني أكسيد الكربون.
وحدث ذلك في منتصف القرن الثامن عشر للميلاد، حيث قدم فوائد كيميائية وفيزيائية عديدة وأيضا استخدامات مفيدة في الحياة العملية.
شاهد أيضًا: ثاني أكسيد الكربون وخصائصه
الخصائص الكيميائية لثاني أكسيد الكربون
ثاني أكسيد الكربون هو مركب كيميائي يتميز بعدة خصائص كيميائية، ومن بين هذه الخصائص المميزة:
- عند تعرض غاز ثاني أكسيد الكربون للحرارة، يتحلل إلى المركبات الأصلية له وهي الأكسجين والكربون، وهذا ما يحدث في حالة التمثيل الغذائي للنباتات، حيث يستخدم النبات غاز ثاني أكسيد الكربون في فترات النهار بوجود أشعة الشمس، لينتج لنا الكربون والأكسجين.
- عندما يتفاعل غاز ثاني أكسيد الكربون مع الهيدروجين، يتكون مركب أول أكسيد الكربون. كما يمكن أن يتفاعل مع غاز الأمونيا تحت ضغط عال لإنتاج اليوريا، وهي تستخدم في صناعة الأسمدة والمنتجات البلاستيكية.
- من بين الغازات التي يمكن أن تذوب في الماء، ينتج حمض الكربونيك، وهو يشكل خطرا في حالة انحلاله في مياه البحار والأنهار بكميات كبيرة، حيث يؤدي إلى زيادة حموضة الماء مما يؤثر على الكائنات البحرية المعيشة فيها.
الخصائص الفيزيائية لثاني أكسيد الكربون
يتمتع غاز ثاني أكسيد الكربون ببعض الخواص الفيزيائية المميزة، ويمكن ذكر الأمثلة التالية:
- يمكن تحويل هذا الغاز إلى حالته السائلة، وذلك تحت ضغط يصل إلى 75 كجم للمتر المكعب الواحد، وعند درجة حرارة 31 مئوية.
- عند تعريض هذا الغاز لدرجات حرارة منخفضة جدا، يتحول إلى صلب أو شبه صلب، ويتكون الثلج.
- يستخدم في ملء طفايات الحريق ويساعد على تقليل الأكسجين الذي يساعد في زيادة اشتعال النيران، ويستخدم أيضا في التبريد.
مصادر غاز ثاني أكسيد الكربون
يوجد العديد من مصادر ثاني أكسيد الكربون، بعضها طبيعي وبعضها ناتج عن استخدام البشر.
تعتبر المصادر الطبيعية آمنة بشكل عام بالنسبة لتواجدها على سطح الأرض، على العكس من الوضع عندما يكون العنصر البشري هو السبب في إنتاجها، حيث تصبح كبيرة وغير آمنة.
ومن مصادر طبيعية لغاز ثاني أكسيد الكربون، هناك البراكين والغازات التي تنبعث منها.
عملية تحلل الفطريات والبكتيريا والطحالب البحرية، وعمليات التخمر وتنفس الكائنات الحية.
تنتج الصناعات الكيماوية العديد من المصادر التي تكون بفعل الإنسان، ومنها الغاز.
ويتمثل العادم الناتج عن استخدام وقود السيارات والمحركات واستخدام الفحم الحجري في الغابات واستخدامه في توليد الكهرباء.
واحدة من الآثار السلبية لزيادة غاز ثاني أكسيد الكربون الناتج عن نشاط البشر هي زيادته في الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى حدوث ظاهرة الاحتباس الحراري.
شاهد أيضًا: الفرق بين كربونات الصوديوم وبيكربونات الصوديوم ؟
استخدامات غاز ثاني أكسيد الكربون
ثاني أكسيد الكربون لديه العديد من الاستخدامات في حياتنا اليومية، حيث يستخدم في العديد من الصناعات.
وغيرها من الاستخدامات، ونذكر منها على سبيل المثال الآتي:
- غاز ثاني أكسيد الكربون يتم إصداره كنتيجة لعملية التخمير، ويستخدم في صناعة الكعك والمخبوزات.
- يستخدم غاز ثاني أكسيد الكربون في صناعة المشروبات الغازية والمشروبات الروحية.
- يستخدم في عمليات صناعة طفايات الحريق، حيث أنه يعبأ في صورته السائلة.
- يقلل من كمية الأكسجين التي تساعد في اشتعال النيران، بسبب وزنه الثقيل الذي يعمل كغطاء يمنع وصول الأكسجين.
- يتم استخدام ثاني أكسيد الكربون في صناعة بعض المواد الكيميائية والمواد الخام المستخدمة في الصناعة.
- تستخدم ثاني أكسيد الكربون في أنظمة التبريد المختلفة.
- يتم استخدامه في أنظمة معالجة المياه.
- يستخدم كعامل مساعد في أنواع اللحام المختلفة.
- يستخدم في صناعة الأسمدة والأدوية وفي صناعة العديد من المنتجات البلاستيكية.
- يستخدم أيضا غاز ثاني أكسيد الكربون في إنتاج بعض لوحات الكهرباء وتصنيع أشباه الموصلات للحرارة.
- يستخدم أيضا في عمليات استخراج النفط وصناعة المواد البترولية.
أضرار غاز ثاني أكسيد الكربون
يسبب ثاني أكسيد الكربون العديد من الأضرار لصحة الإنسان.
وبالتالي، نحن نتحذر من التعرض المتكرر لهذا المواد في التنفس، حيث يتسبب في:
- عندما يتواجد بكميات كبيرة في الأماكن المغلقة، يؤدي إلى صعوبة في التنفس وقد يؤدي إلى الاختناق ثم الموت.
- عند استنشاق غاز ثاني أكسيد الكربون بكميات كبيرة، يحدث التهاب في الأغشية المخاطية.
- وزيادة اللعاب في الفم وله طعم لاذع في الفم.
- عندما يتعرض الإنسان لغاز ثاني أكسيد الكربون لفترات طويلة، يشعر بالتعب وفقدان التركيز.
- ويؤدي إلى زيادة ضربات القلب وحدوث الدوار.
تأثير ثاني أكسيد الكربون على الكائنات البحرية
تتمتع مياه البحار بدرجة حموضة معتدلة، ولها فوائد عديدة في تركيب الكائنات الحية وتشكيل الشعاب المرجانية والأحجار الجيرية.
بالإضافة إلى وجود بيئة حيوية للكائنات الفطرية الصغيرة وتكوين قشرة خارجية لبعض القشريات.
وزيادة نسبة غاز ثاني أكسيد الكربون في المياه يؤدي بالطبع إلى تقليل حموضة هذه المياه.
مما يسبب ضررا كبيرا في قتل بعض الكائنات الصغيرة والفطريات والطحالب التي تنمو في تلك المياه.
ويؤثر أيضا على حياة الشعاب المرجانية ويؤدي إلى التغير الكيميائي والعضوي لبعض الكائنات الحية الموجودة في هذه المياه.
وفعلا، منذ بداية الثورة الصناعية، تنخفض قيمة الرقم الهيدروجيني في المحيطات.
نتيجة زيادة ثاني أكسيد الكربون، يزداد تركيز الهيدروجين في الماء.
ويتسبب تفاعله في تكوين العديد من المواد الأيونية في الماء.
شاهد أيضًا: مشتقات المركّبات الهيدروكربونيّة وتفاعلاتها بالتفصيل
تحدثنا عن ثاني أكسيد الكربون في مجال الكيمياء وكيفية تكوينه من مركباته الأولية، وأعطينا نظرة على خصائصه الكيميائية والفيزيائية.
ويتمتع باستخدامات عديدة في الحياة اليومية وفي صناعة، وتزداد الآثار السلبية لزيادته في المحيطات والغلاف الجوي.
