Hiilidioksidi on kemiallinen yhdiste, joka koostuu yhdestä osasta hiiltä ja kahdesta osasta happea ja jota edustaa kemiallinen kaava CO 2 . Hiilidioksidi on useista syistä yksi maapallon tärkeimmistä kaasuista. Kasvit käyttävät hiilidioksidia hiilihydraattien (sokerit ja tärkkelys) tuottamiseen fotosynteesinä tunnetussa prosessissa. (Fotosynteesissä kasvit käyttävät valoa hajottaakseen kemiallisia yhdisteitä ja tuottaakseen energiaa.) Koska ihmiset ja kaikki muut eläimet ovat riippuvaisia kasvien ravinnosta, fotosynteesi on välttämätön kaiken elämän selviytymiselle maapallolla.
Ilmakehässä oleva hiilidioksidi on tärkeää myös siksi, että se sitoo maapallon pinnalta säteilevää lämpöä. Tuo lämpö pitää planeetan riittävän lämpimänä, jotta kasvi- ja eläinkunta (ihminen mukaan lukien) voi selviytyä. Ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden lisääntyminen voi olla vastuussa maapallon ilmaston pitkän aikavälin muutoksista. Näillä muutoksilla voi olla sekä suotuisia että haitallisia vaikutuksia ihmisiin ja muihin planeetan elämänmuotoihin.
Historia
Hiilidioksidin löytämisestä on kiittäminen flaamilaista tiedemiestä Jan Baptista van Helmontia (n. 1580-1644; joidenkin lähteiden mukaan kuolinpäivä on 1635). Noin vuonna 1630 van Helmont tunnisti puun palamisesta vapautuvan kaasun ja antoi sille nimen gas sylvestre (”puukaasu”). Nykyään tiedämme, että kaasu on hiilidioksidia. Van Helmontin löytö oli tärkeä paitsi siksi, että hän tunnisti ensimmäisenä hiilidioksidin, myös siksi, että hän ymmärsi ensimmäisenä, että ilma on kaasujen yhdistelmä, ei yksittäinen kaasu.
Joitakin täydellisimpiä tutkimuksia hiilidioksidista teki skotlantilainen kemisti Joseph Black (1728-1799). Vuonna 1756 Black osoitti, että hiilidioksidia (jota silloin kutsuttiin ”kiinteäksi ilmaksi”) esiintyy ilmakehässä ja että se voi muodostaa muita yhdisteitä. Hän tunnisti hiilidioksidia myös ihmisten uloshengityksessä.
Hiilidioksidin ensimmäinen käytännön käyttö voidaan jäljittää englantilaisen kemistin Joseph Priestleyn (1733-1804) keksintöön 1700-luvun puolivälissä. Priestley havaitsi, että liuottamalla hiilidioksidia veteen hän pystyi tuottamaan raikkaan, kuohuvan ja miellyttävän makuisen juoman. Koska Priestleyn keksinnöstä puuttuu vain sokeria ja makuaineita, jotta siitä tulisi nykyaikainen limsa- tai kolajuoma, häntä voidaan oikeutetusti kutsua virvoitusjuomateollisuuden isäksi.
)
Ominaisuudet ja käyttötarkoitukset
Hiilidioksidi on väritön, hajuton, palamaton kaasu, jonka tiheys on noin kaksi kertaa suurempi kuin ilman. Se voidaan melko helposti muuttaa kiinteäksi aineeksi, joka tunnetaan nimellä kuivajää. Kuivajäällä on se mielenkiintoinen ominaisuus, että se sublimoituu eli muuttuu suoraan kiinteästä aineesta kaasuksi sulamatta ensin nesteeksi. Kaikki nämä ominaisuudet selittävät hiilidioksidin tärkeimmät kaupalliset ja teolliset käyttötarkoitukset.
Näihin käyttötarkoituksiin kuuluu Priestleyn keksimä, hiilihapollisten (”virvoitusjuomien”) valmistus. Hiilidioksidin läsnäolo antaa hieman hapokkaan ja kihelmöivän maun, joka tekee tällaisista juomista niin virkistäviä. Hiilidioksidia käytetään laajalti myös jäähdytysaineena, kylmäaineena ja ainesosana pakastettujen elintarvikkeiden valmistuksessa. Hiilidioksidisammuttimia käytetään usein sähkö- ja öljypalojen sammuttamiseen, sillä niitä ei voi sammuttaa vedellä. Koska kaasu on tiheämpää kuin ilma eikä se syty palamaan, se leviää kuin huopa palavan materiaalin päälle ja tukahduttaa liekit. Lisäksi hiilidioksidia käytetään joskus kaasupeittona estämään aineiden hajoamista.
Harvinaisissa tilanteissa hiilidioksidi voi olla hengenvaarallinen. Vuonna 1896 valtava kaasupilvi räjähti Nyos-järvestä, joka on tuliperäinen järvi Kamerunin luoteisosassa, Länsi-Afrikassa sijaitsevassa valtiossa. Pilvi levisi nopeasti ja tukehdutti yli 1 700 ihmistä ja 8 000 eläintä. Nykyään tutkijat yrittävät hallita ilmiötä pumppaamalla hitaasti hiilidioksidikaasua järven pohjasta.
Vastaa