Diòxit de carbono
El diòxit de carbono (fòrmula química CO2) és un compost de carbono i
oxigen que existix com gas incoloro en condicions de temperatura i pressió estàndar (TPS).
Abans de les normes de l'IUPAC de 2005, era també conegut com a anhídrit carbónico. Este compost químic està compost d'un àtom de carbono unit en enllaços covalente dobles a dos àtoms d'oxigen. El CO2 existix naturalment en l'atmòsfera de la Terra com gas traça en una fracció molar d'al voltant de 400 ppm.[1] La concentració actual és d'entorn 0,04 % (410 ppm) en volum, un 45 % major als nivells preindustriales de 280 ppm. Fonts naturals inclouen volcans, aigües termals, géiseres i és lliberat per roques carbonatadas en diluir-se en aigua i àcit. Ya que el CO2 és soluble en aigua, ocorre naturalment en aigües subterrànees, rius, llac, camps de gèl, glaciars i mars. Està present en jaciments de petròleu i gas natural.[2]
El CO2 atmosfèric és la principal font de carbono per a la vida en la Terra i la seua concentració preindustrial des del Precámbrico tardà era regulada pels organismes fotosintéticos i fenomens geològics. Com a part del cicle del carbono, les plantes, algues i cianobacterias usen l'energia solar per a fotosintetizar carbohidrats a partir de CO2 i aigua, mentres que l'O2 és lliberat com a rebuig.[3] Les plantes produïxen CO2 durant la respiració[4] nocturna.
És un producte de la respiració de tots els organismes aerobios. Retorna a l'aigua per les brànquies dels peixos i a l'aire per mig dels pulmons dels animals terrestres, inclosos els humans. Es produïx CO2 durant els processos de descomposició de materials orgànics i la fermentació de sucres en la fabricació de vi, cervesa i pa. També es produïx per la combustió de fusta (llenya), carbohidrats i combustibles fòssils com el carbó, la turba, el petròleu i el gas natural.
Respiració celular (mitocondrial): ___CHEM_0___
És un material industrial versàtil usat, per eixemple, com un gas inerte en soldadura i extintors d'incendi, com presurizador de gas en armes d'aire comprimit i recuperador de petròleu, com a matèria primera química i en forma líquida com a solvent en la descafeinización i secador supercrítico. S'agrega a les begudes i en gaseoses incloses la cervesa i el champany per a agregar efervescència. La seua forma sòlida és coneguda com «gèl sec» i s'usa com refrigerante i abrasivo en raches a pressió.
El diòxit de carbono és un important gas d'efecte hivernàcul. La crema de combustibles de carbono des de la Revolució Industrial ha aumentat ràpidament la seua concentració en l'atmòsfera, lo que ha dut a un calfament global. És ademés la principal causa de l'acidificació de l'oceà, ya que es dissol en l'aigua formant àcit carbónico.[5]
Descobriment
[editar | editar còdic]
El diòxit de carbono va ser un dels primers gasés en ser descrits com una substància distinta del aire respirable. En el XVII, el químic flamenc Jan Baptist van Helmont va observar que quan es crema carbó en un recipient tancat, la massa resultant de la cendra era molt menor que la del carbó original. La seua interpretació va ser que el carbó va ser transformat en una substància invisible que ell va cridar un «gas» o «esperit selvat» (spiritus sylvestre).
Les propietats del diòxit de carbono varen ser estudiades en major profunditat en 1750 pel mege escocés Joseph Black, qui va trobar que la pedra calcàrea (carbonat de calcio) en calfar-se o tractar-se en àcit produïa un gas incoloro que va cridar «aire fix». Va observar que el aire fix era més dens que l'aire atmosfèric i que no sustentava la flama d'una combustió ni a la vida animal. Black també va trobar que al burbujear a través d'una solució acuosa de calç (hidròxit de calcio), es precipitava carbonat de calcio. Posteriorment es va utilisar este fenomen per a ilustrar que el diòxit de carbono es produïx orgánicamente per la respiració animal i la fermentació microbiana. En 1772, el químic anglés Joseph Priestley va publicar un document titulat Impregnación d'aigua en aire fix en el que descrivia un procés de goteig d'àcit sulfúric (o oli de vitriolo, com Priestley ho coneixia) en tiza per a produir diòxit de carbono, obligant a que el gas es dissolguera; agitant un bol d'aigua en contacte en el gas, va obtindre aigua carbonatada. Esta va ser l'invenció del aigua carbonatada.
El diòxit de carbono es licuó primer (a pressions elevades) en 1823 per Humphry Davy i Michael Faraday. La primera descripció de diòxit de carbono sòlit va ser donada per Charles Thilorier, qui en 1834 va obrir un recipient a pressió de diòxit de carbono líquit, solament per a descobrir que el refredat produït per l'evaporament ràpit del líquit va produir «neu» de diòxit de carbono sòlit (neu carbónica).
En l'atmòsfera
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Diòxit de carbono atmosfèric.
El diòxit de carbono està present, en forma gaseosa, en les atmòsfera de varis planetes del sistema solar. Entre ells, Venus, la Terra i Mart. En els casos de Venus i Mart, les seues atmòsfera contenen més d'un 95 % de CO2. En el cas de la Terra, esta concentració és molt menor, d'al voltant d'un 0,042 % (unes 421 ppm).
La concentració de CO2 en l'atmòsfera terrestre ha variat a través de les edats. En el periodo devónico es va produir una elevada concentració de CO2 atmosfèric sobre les 3000 ppm (molt per damunt de les actuals 421 ppm) i es va verificar[6] una extinció massiva fa 400 millons d'anys. Per un atre costat, en el periodo jurásico (fa 150 millons d'anys), els nivells varen superar les 1700 ppm. L'alta presència s'ha relacionat en un intens vulcanisme i una alta temperatura ambiente en eixos periodos.[7][8]
Actualment, el diòxit de carbono representa menys d'un 1% del volum de l'atmòsfera de la Terra (lo que ho inclou dins del concepte de gas traça). En l'any 2018 tenia una concentració de 407,8 parts per milló en volum.[9] Esta sifra és una mija anual, pero la concentració atmosfèrica de CO2 mostra estacionalidad, és dir, fluctua llaugerament a lo llarc de l'any. Açò es deu a la variació que es produïx en la massa vegetal present en l'hemisferi nort com a conseqüència del canvi de les estacions. Des de la segona mitat de la primavera fins al final de l'estiu en el nort, les plantes estan en el seu major desenroll, lo que fa que consumen més CO2 i es reduïxca la concentració d'est en l'atmòsfera. Pel contrari, durant l'autumne i l'hivern del nort, les plantes entren en estat latent o moren i es descomponen, lo que fa que consumen menys CO2 i aumente la concentració d'est en l'atmòsfera. Les concentracions varien també a nivell regional, en més força prop del sol en variacions molt menors en lo alt. En les zones urbanes les concentracions són generalment més altes[10] i en l'interior de vivendes es poden alcançar concentracions de 10 voltes el nivell ambiental.
La combustió de combustibles fòssils i la deforestación han provocat un aument de la concentració atmosfèrica de CO2 propenca al 43 % des del començ de l'era de l'industrialisació.[11] La major part del diòxit de carbono de les activitats humanes és lliberat per la crema de carbó i atres combustibles fòssils. Atres activitats humanes, com la deforestación, la crema de biomassa i la producció de ciment també produïxen CO2. Els volcans emeten entre 0,2 i 0,3 mil millons de tonellades de CO2 per any, en comparació als prop de 29 mil millons de tonellades per any de CO2 emés per les activitats humanes.[12] Fins al 40 % dels gasos emesos per alguns volcans en erupció subaérea és diòxit de carbono.[13]
Diòxit de carbono i efecte hivernàcul
[editar | editar còdic]El diòxit de carbono és un gas d'efecte hivernàcul, que absorbix i emet radiació infrarroja en les seues dos freqüències de vibració actives en infrarrojos. Este procés fa que el diòxit de carbono calent la superfície i l'atmòsfera inferior i gele l'atmòsfera superior.
El cas més extrem d'este efecte hivernàcul és el que es dona en l'atmòsfera del planeta Venus. En l'atmòsfera d'este planeta, que té una concentració del 96,5 % de diòxit de carbono, les capes gaseoses d'este gas, combinades en àcit sulfúric, calfen l'atmòsfera somesa a una pressió de 94 atmòsfera terrestres creant una temperatura de superfície de centenars de graus Celsius.[14]
En el cas del planeta Mart, la seua atmòsfera conté més d'un 95,3 % de CO2 en forma gaseosa i per les seues baixes temperatures està present com un sòlit en les seues conyes polars. A pesar de l'elevada presència de CO2 en l'atmòsfera de Mart, este planeta no presenta efecte hivernàcul ya que la seua tènue atmòsfera en una baixa pressió atmosfèrica potser podria impedir la sustentació hidrodinàmica de nuvolositat d'este gas.[15]
En el cas de la Terra, una gran majoria de climatólogos coincidixen que l'aument en la concentració atmosfèrica de CO2, i per lo tant en l'efecte hivernàcul induït per CO2, és la principal raó de l'aument de la temperatura mija global des de mediats de el XX. Encara que el principal gas d'efecte hivernàcul responsable pel calfament és el diòxit de carbono, també contribuïxen el metà, l'òxit nitroso, l'ozon, i atres gasos d'efecte hivernàcul de llarga vida. El CO2 és el més preocupant, ya que eixercix una major influència de calfament total que tots els atres gasos combinats, i perque té una llarga vida atmosfèrica. Segons l'IPCC, més de la mitat de el CO2 emés tarda un sigle en eliminar-se de l'atmòsfera i prop del 20% de el CO2 emés es mantindrà en l'atmòsfera durant milenis.[17]
No solament l'aument de les concentracions de CO2 conduïxen a auments en la temperatura de la superfície del planeta, sino que l'aument de les temperatures globals també causen un aument de les concentracions de CO2. Açò produïx una retroalimentación positiva als canvis induïts per atres processos, com els cicles orbitales.[18] Fa cinccents millons d'anys la concentració de diòxit de carbono era 20 voltes major que la de hui, va disminuir a 4-5 voltes durant el periodo Jurásico i després va declinar llentament en una reducció particularment veloç que va ocórrer fa 49 millons d'anys.[19][20]
Les concentracions locals de diòxit de carbono poden alcançar valors alts prop de fonts fortes, especialment aquelles que estan aïllades pel terreny circumdant. En les aigües termals de Bossoleto prop de Rapolano Terme en la Toscana (Itàlia), situada en una depressió en forma de bol d'aproximadament 100 m de diàmetro, les concentracions de CO2 pugen més del 75 % durant la nit, lo suficient per a matar insectes i animals menuts. Despuix de l'amanecer el gas es dispersa per convecció durant el dia.[21] Les altes emissions de CO2 a l'aire —produïdes pel destorbament de l'aigua profunda del llac, saturada en CO2— es creu que varen causar 37 morts en el Llac Monoun (Camerún) en 1984 i 1700 víctimes en el llac Nyos (Camerún) en 1986.[22]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ National Oceanic & Atmospheric Administration (NOAA) – Earth System Research Laboratory (ESRL), Trends in Carbon Dioxide Values given llaure dry air mole fractions expressed in parts per million (ppm). For an ideal gas mixture this is equivalent to parts per million by volume (ppmv).
- ↑ «General Properties and Uses of Carbon Dioxide, Good Plant Design and Operation for Onshore Carbon Capture Installations and Onshore Pipelines». Energy Institute. Archivat des d'el original, el 26 de juny de 2012. Consultat el 14 de març de 2012.
- ↑ (1996) Biosphere 2000: protecting our global environment, Kendall/Hunt Pub. Co.. ISBN 978-0-7872-0460-0.
- ↑ Food Factories. www.legacyproject.org.
- ↑ National Research Council. "Summary." Ocean Acidification: A National Strategy to Meet the Challenges of a Changing Ocean. Washington, DC: The National Academies Press, 2010. 1. Also published in print by National Academic Press.
- ↑ [1]
- ↑ [2]
- ↑ [3]
- ↑ «La concentració de gasos d'efecte hivernàcul en l'atmòsfera alcança un nou récort» (en és). Organisació Meteorològica Mundial. Consultat el 27 de novembre de 2019.
- ↑ (2007).Atmospheric Environment.41(35)
- 7654.ISSN 1352-2310.doi:10.1016/j.atmosenv.2007.08.018.
- ↑ «[4]», NOAA News Online, Story 2412.
- ↑ «Global Warming Frequently Asked Questions - NOAA Climate.gov».
- ↑ Sigurdsson, Haraldur (2000). Encyclopedia of volcanoes, Sant Diego: Academic Press. ISBN 0-12-643140-X.
- ↑ poder-albergar-oceanos-co2-superfície-20141229104334.html
- ↑ [5]
- ↑ Dr. Pieter Tans (3 May 2008) "Annual CO2 mole fraction increase (ppm)" for 1959–2007 National Oceanic and Atmospheric Administration Earth System Research Laboratory, Global Monitoring Division (additional details.)
- ↑ «PF 10.3 - CIE WGI Preguntes Freqüents». archive.ipcc.ch. Consultat el 2023-10-09.
- ↑ (1987).Nature.329(6138)
- 414.doi:10.1038/329414a0.
- ↑ «Climate and CO2 in the Atmosphere». Consultat el 10 d'octubre de 2007.
- ↑
(2001).American Journal of Science.301(2)
- 182–204.doi:10.2475/ajs.301.2.182.Consultat el 15 de febrer de 2008.
- ↑ van Gardingen, P.R. (1997). «Long-term effects of enhanced CO2 concentrations on leaf gas exchange: research opportunities using CO2 springs», Raschi, A.; Miglietta, F.; Tognetti, R.; van Gardingen, P.R. (Eds.) (ed.). Plant responses to elevated CO2: Evidence from natural springs, Cambridge: Cambridge University Press, pp. 69–86. ISBN 0-521-58203-2.
- ↑ Martini, M. (1997). «CO2 emissions in volcanic areas: case histories and hazards», Raschi, A.; Miglietta, F.; Tognetti, R.; van Gardingen, P.R. (Eds.) (ed.). Plant responses to elevated CO2: Evidence from natural springs, Cambridge: Cambridge University Press, pp. 69–86. ISBN 0-521-58203-2.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Dióxido de carbono» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.