Soluções de Tratamento de Água

Propriedades do dióxido de carbono

Existem várias propriedades físicas e químicas, que pertencem ao dióxido de carbono.
Aqui vamos resumi-las numa tabela.

Onde na terra encontramos dióxido de carbono?

O dióxido de carbono pode ser encontrado principalmente no ar, mas também na água como parte do ciclo do carbono. Podemos mostrar-lhe como funciona o ciclo do carbono, através de uma explicação e de uma representação esquemática. –>Mover para o Ciclo do Carbono.

Aplicações do dióxido de carbono pelos seres humanos

Humans usam o dióxido de carbono de muitas maneiras diferentes. O exemplo mais familiar é o seu uso em refrigerantes e cervejas, para torná-las gasosas. O dióxido de carbono liberado pelo fermento em pó ou levedura faz a massa do bolo subir.
Alguns extintores de incêndio usam dióxido de carbono porque é mais denso que o ar. O dióxido de carbono pode cobrir um fogo, por causa do seu peso. Ele impede que o oxigênio chegue ao fogo e, como resultado, o material queimado é privado do oxigênio que precisa para continuar queimando.
O dióxido de carbono também é usado em uma tecnologia chamada extração de fluido supercrítico que é usado para descafeinar o café. A forma sólida do dióxido de carbono, comumente conhecido como Gelo Seco, é usado em teatros para criar névoas de palco e fazer coisas como “poções mágicas” bolhas.

O papel do dióxido de carbono nos processos ambientais

O dióxido de carbono é um dos gases mais abundantes na atmosfera. O dióxido de carbono desempenha um papel importante nos processos vitais das plantas e animais, como a fotossíntese e a respiração. Estes processos serão brevemente explicados aqui.
As plantas verdes convertem dióxido de carbono e água em compostos alimentares, tais como glicose e oxigênio. Este processo é chamado de fotossíntese.
A reação da fotossíntese é a seguinte:
6 CO2 + 6 H2O –> C6H12O6 + 6 O2
Plantas e animais, por sua vez, convertem os compostos alimentares combinando-os com oxigênio para liberar energia para o crescimento e outras atividades vitais. Este é o processo respiratório, o inverso da fotossíntese.
A reacção respiratória é a seguinte:
C6H12O6 + 6 O2 –> 6 CO2 + 6 H2O
Fotossíntese e respiração têm um papel importante no ciclo do carbono e estão em equilíbrio entre si.
A fotossíntese domina durante a parte mais quente do ano e a respiração domina durante a parte mais fria do ano. Contudo, ambos os processos ocorrem durante todo o ano. Em geral, então, o dióxido de carbono na atmosfera diminui durante a estação de crescimento e aumenta durante o resto do ano.
Porque as estações nos hemisférios norte e sul são opostas, o dióxido de carbono na atmosfera aumenta no norte enquanto diminui no sul, e vice-versa. O ciclo está mais claramente presente no hemisfério norte; porque tem relativamente mais massa terrestre e vegetação terrestre. Os oceanos dominam o hemisfério sul.

Influência do dióxido de carbono na alcalinidade

O dióxido de carbono pode alterar o pH da água. É assim que funciona:
O dióxido de carbono dissolve-se ligeiramente na água para formar um ácido fraco chamado ácido carbônico, H2CO3, de acordo com a seguinte reação:
CO2 + H2O –> H2CO3
Após isso, o ácido carbônico reage levemente e reversivelmente na água para formar um cátion hidrónico, H3O+, e o íon bicarbonato, HCO3-, de acordo com a seguinte reação:
H2CO3 + H2O –> HCO3- + H3O+
Este comportamento químico explica porque a água, que normalmente tem um pH neutro de 7, tem um pH ácido de aproximadamente 5.5 quando foi exposta ao ar.

Emissões de dióxido de carbono por humanos

Problemas ambientais – o efeito estufa

A troposfera é a parte inferior da atmosfera, com cerca de 10-15 quilómetros de espessura. Dentro da troposfera existem gases chamados gases de efeito estufa. Quando a luz solar chega à terra, parte dela é convertida em calor. Os gases de estufa absorvem parte do calor e prendem-no perto da superfície da terra, de modo que a terra é aquecida. Este processo, comumente conhecido como efeito estufa, foi descoberto há muitos anos e foi posteriormente confirmado por meio de experimentos de laboratório e medições atmosféricas.
Vida como a conhecemos só existe devido a este efeito estufa natural, porque este processo regula a temperatura da terra. Quando o efeito estufa não existiria, toda a terra estaria coberta de gelo.
A quantidade de calor retida na troposfera determina a temperatura na terra. A quantidade de calor na troposfera depende das concentrações de gases de efeito estufa atmosférico e da quantidade de tempo que estes gases permanecem na atmosfera. Os gases de efeito estufa mais importantes são o dióxido de carbono, os CFC (clorofluoro-carbonos), os óxidos de nitrogênio e o metano.
Desde o início da revolução industrial em 1850, os processos humanos têm causado emissões de gases de efeito estufa, tais como os CFC e o dióxido de carbono. Isto tem causado um problema ambiental: as quantidades de gases de efeito estufa cresceram de tal forma, que o clima da Terra está mudando porque as temperaturas estão aumentando. Esta adição não natural ao efeito estufa é conhecida como aquecimento global. Suspeita-se que o aquecimento global pode causar aumentos na atividade das tempestades, derretimento das calotas de gelo nos pólos, o que causará inundações nos continentes habitados, e outros problemas ambientais.
Em conjunto com o hidrogênio, o dióxido de carbono é o principal gás de efeito estufa. Entretanto, o hidrogênio não é emitido durante os processos industriais. Os seres humanos não contribuem para a quantidade de hidrogênio no ar, isto só muda naturalmente durante o ciclo hidrológico, e como resultado não é uma causa do aquecimento global.
O aumento das emissões de dióxido de carbono causa cerca de 50-60% do aquecimento global. As emissões de dióxido de carbono aumentaram de 280 ppm em 1850 para 364 ppm nos anos 90.
No parágrafo anterior foram mencionadas várias atividades humanas que contribuem para a emissão de gás carbônico. Destas atividades, a combustão de combustíveis fósseis para geração de energia causa cerca de 70-75% do carbono

emissões de dióxido de carbono, sendo a principal fonte de emissão de dióxido de carbono. Os restantes 20-25% das emissões são causados pela limpeza e queima de terrenos e pela emissão de gases de escape de veículos motorizados.
A maior parte das emissões de dióxido de carbono provém de processos industriais em países desenvolvidos, como nos Estados Unidos e na Europa. Entretanto, as emissões de dióxido de carbono dos países em desenvolvimento estão aumentando. Neste século, espera-se que as emissões de dióxido de carbono dupliquem e que continuem a aumentar e a causar problemas depois disso.
O dióxido de carbono permanece na troposfera cerca de cinquenta a duzentos anos.
A primeira pessoa que previu que as emissões de dióxido de carbono provenientes da queima de combustíveis fósseis e outros processos de queima causariam o aquecimento global foi Svante Arrhenius, que publicou o artigo “Sobre a influência do ácido carbônico no ar sobre a temperatura do solo” em 1896.
No início de 1930 foi confirmado que o dióxido de carbono atmosférico estava realmente aumentando. No final da década de 1950, quando foram desenvolvidas técnicas de medição altamente precisas, foi encontrada ainda mais confirmação. Nos anos 90, a teoria do aquecimento global foi amplamente aceita, embora não por todos. Se o aquecimento global é realmente causado pelo aumento do dióxido de carbono na atmosfera, ainda é debatido.

Aumento das concentrações de dióxido de carbono no ar nas últimas décadas

O tratado de Quioto

Líderes mundiais reuniram-se em Quioto, Japão, em dezembro de 1997, para considerar um tratado mundial restringindo as emissões de gases de efeito estufa, principalmente de dióxido de carbono, que se pensa causar o aquecimento global. Infelizmente, enquanto os tratados de Kyoto têm funcionado por um tempo, a América está agora tentando evitá-los.

Dióxido de carbono e saúde

O dióxido de carbono é essencial para a respiração interna de um corpo humano. A respiração interna é um processo pelo qual o oxigênio é transportado para os tecidos do corpo e o dióxido de carbono é levado para longe deles.
O dióxido de carbono é um guardião do pH do sangue, que é essencial para a sobrevivência.
O sistema tampão no qual o dióxido de carbono desempenha um papel importante é chamado de tampão carbonato. Ele é composto por íons bicarbonato e dióxido de carbono dissolvido, com ácido carbônico. O ácido carbónico pode neutralizar os iões hidróxidos, o que aumentaria o pH do sangue quando adicionado. O íon bicarbonato pode neutralizar íons hidrogênio, o que causaria uma diminuição no pH do sangue quando adicionado. Tanto o aumento como a diminuição do pH é uma ameaça à vida.
Além de ser um tampão essencial no sistema humano, o dióxido de carbono também é conhecido por causar efeitos na saúde quando as concentrações excedem um certo limite.
Os principais perigos para a saúde do dióxido de carbono são:
– Asfixia. Causado pela liberação de dióxido de carbono em uma área confinada ou não ventilada. Isto pode baixar a concentração de oxigénio para um nível imediatamente perigoso para a saúde humana.
– Dores de congelação. O dióxido de carbono sólido está sempre abaixo de -78 oC à pressão atmosférica regular, independentemente da temperatura do ar. O manuseio deste material por mais de um segundo ou dois sem a devida proteção pode causar sérias bolhas e outros efeitos indesejados. O gás de dióxido de carbono liberado de um cilindro de aço, como um extintor de incêndio, causa efeitos similares.
– Danos aos rins ou coma. Isto é causado por um distúrbio no equilíbrio químico do tampão carbonato. Quando as concentrações de dióxido de carbono aumentam ou diminuem, causando perturbações no equilíbrio, pode ocorrer uma situação de risco de vida.