Το Διοξείδιο του Άνθρακα 🌡️
Ανάμεσα στα αέρια της ατμόσφαιρας βρίσκεται και το διοξείδιο του άνθρακα (). Είδαμε ήδη ότι παράγεται από τις καύσεις και είναι απαραίτητο για τη φωτοσύνθεση. Η σημασία του για τη ζωή είναι τεράστια — το διοξείδιο του άνθρακα της ατμόσφαιρας είναι μάλιστα ένας από τους παράγοντες που ρυθμίζουν το κλίμα ολόκληρου του πλανήτη!
Παρασκευή και ανίχνευση του διοξειδίου του άνθρακα
Το διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να παρασκευαστεί στο εργαστήριο από μάρμαρο και ξίδι. Σε μια φιάλη τοποθετούμε κομμάτια μαρμάρου και προσθέτουμε ξίδι. Παράγεται αέριο, το οποίο οδηγείται με έναν σωλήνα σε ποτήρι ζέσεως που περιέχει ασβεστόνερο. Το ασβεστόνερο θολώνει.
Το θόλωμα του ασβεστόνερου είναι η χαρακτηριστική αντίδραση με την οποία ανιχνεύουμε το διοξείδιο του άνθρακα: όπου παρατηρείται αυτό το θόλωμα, εκεί υπάρχει .
Φυσικές ιδιότητες και χρήσεις
Όταν πίνεις πορτοκαλάδα ή άλλο αναψυκτικό με ανθρακικό, νιώθεις τις φυσαλίδες ενός αερίου στο στόμα και στον λάρυγγα. Αυτό το αέριο είναι το διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο είναι άχρωμο, άοσμο και άγευστο.
Όταν ανοίγεις ένα αεριούχο ποτό, το διοξείδιο του άνθρακα διαφεύγει στην ατμόσφαιρα αργά αλλά σταθερά με τη μορφή φυσαλίδων. Αυτό δείχνει ότι, στη συνηθισμένη πίεση, το διοξείδιο του άνθρακα διαλύεται πολύ λίγο στο νερό ή σε υδατικά διαλύματα.
Καθαρό διοξείδιο του άνθρακα περιέχεται και σε ορισμένους πυροσβεστήρες. Το διοξείδιο του άνθρακα δεν καίγεται και έχει μεγαλύτερη πυκνότητα από τον αέρα. Έτσι, όταν εκτοξεύεται πάνω σε μια εστία φωτιάς, την καλύπτει και τη σβήνει, εμποδίζοντας την επαφή του καυσίμου με το οξυγόνο.
| Φυσική σταθερά | Τιμή |
|---|---|
| Πυκνότητα | 1,8 g/L (στους 25 °C) |
| Σημείο ζέσεως | -78 °C (στη 1 atm) |
| Σημείο πήξεως | -57 °C (στις 5,2 atm) |
Το διοξείδιο του άνθρακα είναι πιο πυκνό από τον αέρα και δεν καίγεται. Όταν καλύπτει μια εστία φωτιάς, «διώχνει» το οξυγόνο μακριά από το καύσιμο υλικό — και χωρίς οξυγόνο, δεν μπορεί να συνεχιστεί η καύση.
Αέριο απαραίτητο για τη ζωή
Από την κυτταρική αναπνοή παράγεται , το οποίο χρησιμοποιείται στη φωτοσύνθεση. Οι δύο αυτές διαδικασίες είναι πολύ σημαντικές για τη διατήρηση της ζωής, επειδή διατηρούν σταθερή την περιεκτικότητα της ατμόσφαιρας σε . Η κυτταρική αναπνοή και η φωτοσύνθεση αποτελούν το κυριότερο μέρος του κύκλου του άνθρακα.
Το φαινόμενο του θερμοκηπίου
Η θερμοκρασία της βιόσφαιρας ρυθμίζεται από το διοξείδιο του άνθρακα και από τους υδρατμούς της ατμόσφαιρας. Ο Ήλιος θερμαίνει τη Γη με την ακτινοβολία του. Η Γη με τη σειρά της αντανακλά ένα μέρος αυτής της θερμότητας προς το Διάστημα με αόρατες ακτίνες, τις υπέρυθρες ακτίνες.
Το διοξείδιο του άνθρακα και οι υδρατμοί της ατμόσφαιρας εγκλωβίζουν ένα μέρος αυτών των υπέρυθρων ακτίνων, με αποτέλεσμα η Γη να θερμαίνεται (μέση θερμοκρασία στην επιφάνειά της περίπου 15 °C). Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται φαινόμενο του θερμοκηπίου.
Αν δεν υπήρχε καθόλου το φαινόμενο του θερμοκηπίου, η μέση θερμοκρασία της Γης θα ήταν περίπου -20 °C. Σε ένα τόσο ψυχρό περιβάλλον θα ήταν πολύ δύσκολο να αναπτυχθεί ζωή. Το φαινόμενο του θερμοκηπίου, σε φυσιολογική ένταση, είναι επομένως ευεργετικό — το πρόβλημα είναι όταν εντείνεται υπερβολικά.
Τι προκαλεί την αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα;
Πολλοί επιστήμονες υποστηρίζουν ότι τις τελευταίες δεκαετίες το φαινόμενο του θερμοκηπίου γίνεται όλο και πιο έντονο. Αυτό αποδίδεται στην αύξηση της περιεκτικότητας της ατμόσφαιρας σε διοξείδιο του άνθρακα και σε άλλα αέρια που απορροφούν τις υπέρυθρες ακτίνες. Έτσι, η θερμότητα εμποδίζεται ακόμα περισσότερο να διαφύγει από τη Γη, κάτι που εκτιμάται ότι θα αυξήσει σταδιακά τη μέση θερμοκρασία του πλανήτη.
Την αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα προκαλούν κυρίως:
- οι συνεχώς αυξανόμενες καύσεις για την παραγωγή ενέργειας,
- η μείωση της φωτοσύνθεσης (π.χ. λόγω αποψίλωσης των δασών).
Αν η μέση θερμοκρασία του πλανήτη συνεχίσει να ανεβαίνει, εκτιμάται ότι θα αυξηθούν τα ακραία καιρικά φαινόμενα, όπως οι καύσωνες, οι τυφώνες και οι έντονες βροχοπτώσεις. Παράλληλα, το λιώσιμο των πάγων αναμένεται να έχει απρόβλεπτες συνέπειες.
Τι μπορούμε να κάνουμε για την αντιμετώπιση της έντασης του φαινομένου;
Έχουν γίνει πολλές διεθνείς συναντήσεις για την αντιμετώπιση αυτού του θέματος. Μία σημαντική άποψη είναι να μειωθεί η χρήση των ορυκτών καυσίμων, κατά την καύση των οποίων παράγεται διοξείδιο του άνθρακα. Προτείνεται τα ορυκτά καύσιμα να αντικατασταθούν από εναλλακτικές πηγές ενέργειας, όπως η ηλιακή, η αιολική, η γεωθερμική και το υδρογόνο.