ندرك أن الغازات الموجودة في غلافنا الجوي لها أهمية كبيرة في حياة الكائنات الحية، وتتواجد الغازات في الغلاف الجوي وعلى سطح الأرض، وكل غاز موجود بنسبة خلقها الله تعالى ليكون آمنا لصحة البشر.
وإذا تعرض أي من هذه العوامل للتغير، قد يؤثر ذلك على حياة الكائنات الحية. سنناقش في مقالنا غاز ثاني أكسيد الكربون وأهميته وخصائصه.
ما هو غاز ثاني أكسيد الكربون
يعتبر غاز ثاني أكسيد الكربون من الغازات الموجودة في الكرة الأرضية، وله العديد من الاستخدامات والأهمية لحياة الكائنات الحية، ويعتبر من الغازات عديم اللون، وله رائحة خفيفة، وطعم حامض.
وهو أيضا جزء من الغلاف الجوي للكرة الأرضية، حيث يقوم بعدة عمليات تساعد بعض الكائنات الحية على البقاء على قيد الحياة، ويحتفظ ببعض الطاقة الإشعاعية التي يتلقاها كوكب الأرض.
وظيفته تشمل الحفاظ على درجة حرارة الأرض، وبدونه ستكون الأرض باردة جدا، وزيادته يسبب ارتفاع حرارة الأرض ويؤدي إلى ظاهرة الاحتباس الحراري.
شاهد أيضًا: مشتقات المركّبات الهيدروكربونيّة وتفاعلاتها بالتفصيل
اكتشاف غاز ثاني أكسيد الكربون
كان العالم البلجيكي يان بابتست أول من اكتشف غاز ثاني أكسيد الكربون في بداية القرن السابع عشر الميلادي.
لاحظ هذا العالم وجود هذا الغاز في عملية التخمير والاحتراق، وتم تطويره على مر الزمان وزادت درجات البحث والتطور العلمي، حتى تم تحويله إلى شكل سائل.
وتتميز غاز ثاني أكسيد الكربون بخصائص متعددة، سواء في النواحي الفيزيائية أو الكيميائية، وأصبح في الفترة الأخيرة يستخدم في العديد من الصناعات، وأصبح بإمكاننا تحضيره وتصنيعه للاستخدام في مجالات مختلفة.
الخصائص الفيزيائية لغاز ثاني أكسيد الكربون
لغاز ثاني أكسيد الكربون العديد من الخصائص الفيزيائية، ومنها الآتي:
- يمكن تحويل هذا الغاز إلى حالته السائلة عندما يتعرض لضغط يبلغ 75 كجم لكل متر مكعب، وعند درجة حرارة 31 درجة مئوية.
- عندما يبرد الغاز، يتحول إلى ثلج ويستخدم في إطفاء الحرائق، ويمكن تخزينه في حالته السائلة.
- ويستخدم لأنه يزيل خصائص الأكسجين التي تساهم في الاشتعال.
- تتميز خصائص غاز ثاني أكسيد الكربون الفيزيائية بأنه يتكون تحت درجات حرارة شديدة البرودة، ولذلك يتم استخدامه أيضا في بعض أجهزة التبريد.
خصائص غاز ثاني أكسيد الكربون الكيميائية
بعد أن تناولنا الخصائص الفيزيائية لغاز ثاني أكسيد الكربون، دعونا ننتقل إلى الخصائص الكيميائية له، حيث له العديد من الخصائص، ومن بينها ما يلي:
- يعد ثاني أكسيد الكربون غازا نشطا، عند تعرضه لدرجات حرارة مرتفعة، حيث يتحلل إلى أكسيد الكربون الأول والأكسجين.
- ثاني أكسيد الكربون يتفاعل بسرعة مع الكربون والهيدروجين لينتج أول أكسيد الكربون.
- عندما يتفاعل غاز ثاني أكسيد الكربون مع الأمونيا تحت ضغط مناسب، يتكون كربونات الأمونيوم، ثم اليوريا.
- يعد غاز ثاني أكسيد الكربون منتجا هاما في صناعة الأسمدة ويستخدم في الصناعات البلاستيكية.
- من خواصه أنه يمكن أن يذوب في الماء، وبالتالي يتكون حمض الكربونيك.
أضرار غاز ثاني أكسيد الكربون
لغاز ثاني أكسيد الكربون العديد من الأضرار والتي تتمثل في الآتي:
- عند وجود غاز ثاني أكسيد الكربون في مساحة مغلقة، فإنه يسبب حالات الاختناق، حيث يقلل من مستوى الأكسجين في المكان.
- عند استنشاق غاز ثاني أكسيد الكربون، ستشعر بحرقة وتهيج في الحنجرة والأنف، وسيؤدي إلى تآكل الأغشية المخاطية في الجسم.
- تعرض الإنسان لكميات كبيرة من غاز ثاني أكسيد الكربون يؤدي إلى فقدان التوازن والتركيز والشعور بالتعب والإرهاق والصداع، وارتفاع معدل ضربات القلب، ويتلاشى تأثيره في غضون عدة ساعات.
- تؤثر ثاني أكسيد الكربون على الماء والكائنات البحرية، فعند ازدياد مستواه في الماء، يحدث تقليل في حموضته وتأثير على الكيمياء الحيوية للكائنات البحرية.
شاهد أيضًا: موضوع تعبير عن التحليل الكيميائي
أهمية الغازات في الهواء
- تحمل الغازات في الغلاف الجوي أهمية كبيرة لحياة جميع الكائنات الحية، ومن ميزاتها أنها غير مرئية، حيث تتمتع بخواص غازية تتسم بالشفافية، ولكن لديها رائحة عندما تكون ذات تركيز عال أو تفوق المعدل الطبيعي.
- ويحتوي الهواء على غاز النيتروجين بنسبة ٧٨٪ وغاز الأكسجين بنسبة ٢١٪ وغازات أخرى مثل ثاني أكسيد الكربون وغاز النيون وغاز الهيدروجين.
- والغازات كما ذكرنا هي مهمة جدا لحياة الكائنات الحية، فالنباتات تتنفس غاز الأكسجين.
- ثاني أكسيد الكربون يأتي في وقته المحدد من اليوم، والأكسجين ضروري لحياة البشر والحيوانات والطيور.
- ثاني أكسيد الكربون هو أحد المكونات الضارة في الهواء.
- تستخدم النباتات ضوء الشمس في النهار لصنع غذائها.
- تتم عملية التمثيل الضوئي بإطلاق غاز الأكسجين.
- يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون نتيجة لتلوث الهواء عن طريق احتراق منتجات الفحم والنفط والبنزين.
- وهو من أكثر الأشياء الضارة في ظاهرة الاحتباس الحراري التي تعاني منها الأرض في الوقت الحاضر.
- وتتواجد أيضا في الهواء قطرات الماء التي تسمى الرطوبة.
- وهي نتيجة تبخر المياه الموجودة في الأرض.
- نتيجة لارتفاع درجات الحرارة وتحويلها إلى بخار الماء وتعلقها في الهواء.
- وهي أيضا الحمولة التي يمكن أن يحملها الهواء، حيث يصل إلى نسبة 100%.
- حينئذ يتحول إلى ماء لا يمكن للهواء حمله ويتكون الأمطار.
- يحمل الهواء ومحتوياته أهمية كبيرة في حماية الأرض من النيازك المشتعلة.
- حيث عند ملامسة النيازك للغلاف الجوي والهواء الموجود فيه فتحتك بالهواء وهو ما يؤدي إلى احتراقها.
- تتحول إلى قطع صغيرة قبل أن تلامس سطح الأرض.
- ويحتوي الجو أيضا على العديد من الكائنات الحية وهي ما يعرف بالكائنات الميكروبية.
- حيث تعيش معلقة في الهواء وتتنفس الغازات الموجودة في الجو الخارجي.
- ويستطيع الهواء تحريكها ونقلها في الجو.
- ويمكن أن يؤدي ذلك إلى انتقال الفيروسات والبكتيريا عن طريق الهواء ويسبب الأمراض لبعض الأشخاص.
العوامل التي تؤثر على جودة الهواء
هناك العديد من الملوثات التي تؤثر على توازن نسب الغازات في الغلاف الجوي.
ومن أكثر هذه الملوثات تأثيرا هي التي تنتج غازات أول أكسيد الكربون وغاز ثاني أكسيد الكربون كنتيجة نهائية لها.
عندما يزيد ثاني أكسيد الكربون في الهواء، يحدث اختناق وتلوث.
وهذا أيضا يؤدي إلى ظاهرة الاحتباس الحراري، وأحد أكثر العوامل التي تساهم في زيادة ثاني أكسيد الكربون هو:
- نقص التغطية النباتية في الأرض، حيث يعتبر النبات أكبر مستهلك لغاز ثاني أكسيد الكربون عند توفر أشعة الشمس.
- زيادة نسبة احتراق المكونات البترولية والنفط نتيجة انبعاثات السيارات والقطارات.
- وسائل المواصلات الأخرى، التي تستهلك الأكسجين وتصدر ثاني أكسيد الكربون.
- زيادة احتراق الغابات والفحم يؤدي إلى إنتاج ثاني أكسيد الكربون واستهلاك الأكسجين.
شاهد أيضًا: الفرق بين كربونات الصوديوم وبيكربونات الصوديوم ؟
قمنا بعرض غاز ثاني أكسيد الكربون، وتوضيح خصائصه الكيميائية والفيزيائية، وأهميته في عملية التمثيل الضوئي للنباتات.
وتذكر أن وجوده وزيادته في الهواء يسبب آثارا سلبية، بالإضافة إلى استعراض أهم الملوثات التي تؤدي إلى زيادة انبعاث ثاني أكسيد الكربون في الجو.
