Soluții de tratare a apei

Proprietăți ale dioxidului de carbon

Există mai multe proprietăți fizice și chimice, care aparțin dioxidului de carbon.
În cele ce urmează le vom rezuma într-un tabel.

Unde pe pământ găsim dioxidul de carbon?

Diesoxidul de carbon se găsește în principal în aer, dar și în apă, ca parte a ciclului carbonului. Vă putem arăta cum funcționează ciclul carbonului, prin intermediul unei explicații și a unei reprezentări schematice. –> Treceți la Ciclul carbonului.

Aplicații ale dioxidului de carbon de către oameni

Oamenii folosesc dioxidul de carbon în multe moduri diferite. Cel mai cunoscut exemplu este utilizarea sa în băuturile răcoritoare și în bere, pentru a le face spumoase. Dioxidul de carbon eliberat de praful de copt sau de drojdie face ca aluatul pentru prăjituri să crească.
Câteva stingătoare de incendiu folosesc dioxidul de carbon deoarece este mai dens decât aerul. Dioxidul de carbon poate acoperi un incendiu, din cauza greutății sale. Acesta împiedică oxigenul să ajungă la foc și, ca urmare, materialul în flăcări este privat de oxigenul de care are nevoie pentru a continua să ardă.
Diesoxidul de carbon este, de asemenea, utilizat într-o tehnologie numită extracție cu fluid supercritic care este folosită pentru a decafeiniza cafeaua. Forma solidă a dioxidului de carbon, cunoscută în mod obișnuit sub numele de gheață carbonică, este folosită în teatre pentru a crea ceață pe scenă și pentru a face ca lucruri precum „poțiunile magice” să facă bule.

Rolul pe care îl joacă dioxidul de carbon în procesele de mediu

Dioxidul de carbon este unul dintre cele mai abundente gaze din atmosferă. Dioxidul de carbon joacă un rol important în procesele vitale ale plantelor și animalelor, cum ar fi fotosinteza și respirația. Aceste procese vor fi explicate pe scurt aici.
Plantele verzi transformă dioxidul de carbon și apa în compuși alimentari, cum ar fi glucoza, și oxigen. Acest proces se numește fotosinteză.
Reacția de fotosinteză este următoarea:
6 CO2 + 6 H2O –> C6H12O6 + 6 O2
Plantele și animalele, la rândul lor, transformă compușii alimentari prin combinarea lor cu oxigenul pentru a elibera energie pentru creștere și alte activități de viață. Acesta este procesul de respirație, inversul fotosintezei.
Reacția de respirație este următoarea:
C6H12O6 + 6 O2 –> 6 CO2 + 6 H2O
Fotogeneza și respirația joacă un rol important în ciclul carbonului și se află în echilibru unul cu celălalt.
Fotogeneza domină în partea caldă a anului, iar respirația domină în partea rece a anului. Cu toate acestea, ambele procese au loc pe tot parcursul anului. În general, deci, dioxidul de carbon din atmosferă scade în timpul sezonului de vegetație și crește în restul anului.
Pentru că anotimpurile din emisfera nordică și cea sudică sunt opuse, dioxidul de carbon din atmosferă crește în nord, în timp ce scade în sud, și viceversa. Ciclul este mai clar prezent în emisfera nordică; deoarece aceasta are relativ mai multă masă terestră și vegetație terestră. Oceanele domină emisfera sudică.

Influența dioxidului de carbon asupra alcalinității

Dioxidul de carbon poate modifica pH-ul apei. Iată cum funcționează:
Dioxidul de carbon se dizolvă ușor în apă pentru a forma un acid slab numit acid carbonic, H2CO3, conform următoarei reacții:
CO2 + H2O –> H2CO3
După aceea, acidul carbonic reacționează ușor și reversibil în apă pentru a forma un cation de hidroniu, H3O+, și ionul bicarbonat, HCO3-, conform următoarei reacții:H2CO3 + H2O –> HCO3- + H3O+
Acest comportament chimic explică de ce apa, care în mod normal are un pH neutru de 7, are un pH acid de aproximativ 5.5 atunci când a fost expusă la aer.

Emisii de dioxid de carbon de către oameni

Probleme de mediu – efectul de seră

Troposfera este partea inferioară a atmosferei, cu o grosime de aproximativ 10-15 kilometri. În cadrul troposferei există gaze numite gaze cu efect de seră. Când lumina solară ajunge pe Pământ, o parte din ea este transformată în căldură. Gazele cu efect de seră absorb o parte din căldură și o rețin în apropierea suprafeței pământului, astfel încât pământul se încălzește. Acest proces, cunoscut în mod obișnuit sub numele de efect de seră, a fost descoperit cu mulți ani în urmă și a fost confirmat ulterior prin intermediul experimentelor de laborator și al măsurătorilor atmosferice.
Viața, așa cum o cunoaștem, există doar datorită acestui efect de seră natural, deoarece acest proces reglează temperatura Pământului. Când efectul de seră nu ar exista, întregul pământ ar fi acoperit de gheață.
Cantitatea de căldură captată în troposferă determină temperatura pe pământ. Cantitatea de căldură din troposferă depinde de concentrațiile de gaze cu efect de seră din atmosferă și de perioada de timp în care aceste gaze rămân în atmosferă. Cele mai importante gaze cu efect de seră sunt dioxidul de carbon, CFC (clorfluorocarburi), oxizii de azot și metanul.
De când a început revoluția industrială din 1850, procesele umane au provocat emisii de gaze cu efect de seră, cum ar fi CFC și dioxidul de carbon. Acest lucru a cauzat o problemă de mediu: cantitățile de gaze cu efect de seră au crescut atât de mult, încât clima Pământului se schimbă, deoarece temperaturile cresc. Acest adaos nefiresc la efectul de seră este cunoscut sub numele de încălzire globală. Se bănuiește că încălzirea globală ar putea cauza creșterea activității furtunilor, topirea calotelor de gheață de la poli, ceea ce va cauza inundarea continentelor locuite, și alte probleme de mediu.
Împreună cu hidrogenul, dioxidul de carbon este principalul gaz cu efect de seră. Cu toate acestea, hidrogenul nu este emis în timpul proceselor industriale. Oamenii nu contribuie la cantitatea de hidrogen din aer, acesta se schimbă doar în mod natural în timpul ciclului hidrologic și, prin urmare, nu este o cauză a încălzirii globale.
Creșterea emisiilor de dioxid de carbon provoacă aproximativ 50-60% din încălzirea globală. Emisiile de dioxid de carbon au crescut de la 280 ppm în 1850 la 364 ppm în anii 1990.
În paragraful anterior au fost menționate diverse activități umane care contribuie la emisia de dioxid de carbon gazos. Dintre aceste activități, arderea combustibililor fosili pentru producerea de energie provoacă aproximativ 70-75% din emisiile de dioxid de carbon

, fiind principala sursă de emisii de dioxid de carbon. Restul de 20-25% din emisii sunt cauzate de defrișarea și arderea terenurilor și de emisiile provenite de la eșapamentele autovehiculelor.
Cele mai multe emisii de dioxid de carbon provin din procesele industriale din țările dezvoltate, cum ar fi în Statele Unite și în Europa. Cu toate acestea, emisiile de dioxid de carbon din țările în curs de dezvoltare sunt în creștere. În acest secol, se așteaptă ca emisiile de dioxid de carbon să se dubleze și se preconizează că vor continua să crească și să cauzeze probleme și după aceea.
Dioxidul de carbon rămâne în troposferă aproximativ cincizeci până la două sute de ani.
Prima persoană care a prezis că emisiile de dioxid de carbon provenite din arderea combustibililor fosili și din alte procese de ardere vor cauza încălzirea globală a fost Svante Arrhenius, care a publicat lucrarea „On the influence of carbonic acid in the air upon the temperature of the ground” în 1896.
La începutul anilor 1930 s-a confirmat că dioxidul de carbon din atmosferă era de fapt în creștere. La sfârșitul anilor 1950, când au fost dezvoltate tehnici de măsurare foarte precise, s-a confirmat și mai mult. În anii 1990, teoria încălzirii globale a fost acceptată pe scară largă, deși nu de toată lumea. Dacă încălzirea globală este cu adevărat cauzată de creșterea dioxidului de carbon în atmosferă, este încă dezbătută.

Creșterea concentrațiilor de dioxid de carbon în aer în ultimele decenii

Tratatul de la Kyoto

Liderii mondiali s-au reunit la Kyoto, Japonia, în decembrie 1997, pentru a lua în considerare un tratat mondial care să restricționeze emisiile de gaze cu efect de seră, în principal de dioxid de carbon, despre care se crede că provoacă încălzirea globală. Din păcate, deși tratatele de la Kyoto au funcționat o vreme, America încearcă acum să se sustragă de la ele.

Dioxidul de carbon și sănătatea

Dioxidul de carbon este esențial pentru respirația internă a corpului uman. Respirația internă este un proces, prin care oxigenul este transportat către țesuturile corpului și dioxidul de carbon este îndepărtat de acestea.
Dioxidul de carbon este un gardian al pH-ului sângelui, care este esențial pentru supraviețuire.
Sistemul tampon în care dioxidul de carbon joacă un rol important se numește tamponul carbonat. Acesta este alcătuit din ioni de bicarbonat și dioxid de carbon dizolvat, cu acid carbonic. Acidul carbonic poate neutraliza ionii de hidroxid, care ar crește pH-ul sângelui atunci când sunt adăugați. Ionii de bicarbonat pot neutraliza ionii de hidrogen, ceea ce ar determina o scădere a pH-ului sângelui atunci când sunt adăugați. Atât creșterea, cât și scăderea pH-ului pun în pericol viața.
Pe lângă faptul că este un tampon esențial în sistemul uman, dioxidul de carbon este, de asemenea, cunoscut pentru a provoca efecte asupra sănătății atunci când concentrațiile depășesc o anumită limită.
Principalele pericole pentru sănătate ale dioxidului de carbon sunt:
– Asfixierea. Cauzată de eliberarea de dioxid de carbon într-o zonă închisă sau neventilație. Aceasta poate scădea concentrația de oxigen la un nivel care este imediat periculos pentru sănătatea umană.
– Degerături. Dioxidul de carbon solid este întotdeauna sub -78 oC la presiunea atmosferică obișnuită, indiferent de temperatura aerului. Manipularea acestui material pentru mai mult de o secundă sau două fără o protecție adecvată poate provoca bășici grave, precum și alte efecte nedorite. Dioxidul de carbon gazos eliberat dintr-un cilindru de oțel, cum ar fi un stingător de incendiu, provoacă efecte similare.
– Leziuni renale sau comă. Aceasta este cauzată de o perturbare a echilibrului chimic al tamponului de carbonat. Când concentrațiile de dioxid de carbon cresc sau scad, provocând perturbarea echilibrului, poate apărea o situație care pune viața în pericol.

.