Oxid uhličitý | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Struktura oxidu uhličitého. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Identifikace | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Název IUPAC | Oxid uhličitý | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Synonyma |
Oxid uhličitý, oxid uhličitý |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N O CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N O Agentura | 100 004 271 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ne o EC | 204-696-9 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ATC kód | V03 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PubChem | 280 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ChEBI | 16526 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o E | E290 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ÚSMĚVY |
C (= O) = O , |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
InChI |
InChI: InChI = 1S / CO2 / c2-1-3 InChIKey: CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vzhled | Zkapalněný, bezbarvý stlačený plyn bez zápachu | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Chemické vlastnosti | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vzorec |
C O 2 [izomery] |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molární hmotnost | 44,0095 ± 0,0014 g / mol C 27,29%, O 72,71%, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fyzikální vlastnosti | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T. fúze | -78,48 ° C (sublimace při 760 mmHg ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T ° vroucí | −56,6 ° C ( 5,12 atm ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rozpustnost | ve vodě při 20 ° C : 88 ml / 100 ml pod 1 bar CO 2tj. 1,69 g / kg vody (3,35 g při 0 ° C , 0,973 g při 40 ° C a 0,576 g při 60 ° C ) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Objemová hmotnost |
1,87 kg m -3 ( plyn při 15 ° C 1,013 baru ) hustší než vzduch rovnice:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tlak nasycených par |
5 720 kPa ( 20 ° C ) 569,1 mmHg ( -82 ° C ); rovnice:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dynamická viskozita | 0,07 mPa s při -78 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kritický bod | 31,3 ° C ; 72,9 atm a 0,464 g cm −3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Trojitý bod | -56,6 ° C až 5,11 atm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tepelná vodivost | 3,840 × 10 −5 cal cm −1 s −1 K −1 při 20 ° C |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rychlost zvuku | 259 m s -1 ( 0 ° C , 1 atm ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Termochemie | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Δ f H 0 plyn | -393,52 kJ mol −1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
C str |
rovnice:
rovnice:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronické vlastnosti | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 re ionizační energie | 13,773 ± 0,002 eV (plyn) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Krystalografie | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Křišťálová třída nebo vesmírná skupina | P42 / min | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Parametry sítě |
a = 3,535 Å b = 3,535 Å |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Objem | 51,73 Å 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Optické vlastnosti | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Index lomu | 1 00045 (1 atm) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Opatření | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SGH | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Varování H280 , P403 a P410 H280 : Obsahuje plyn pod tlakem; při zahřátí může explodovat P403 : Uchovávejte na dobře větraném místě. P410 : Chraňte před slunečním zářením. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
WHMIS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
NA, Odpověď : Kritická teplota stlačeného plynu = 31,1 ° C Zveřejnění na 1,0% podle seznamu zveřejněných přísad |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Doprava | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
20 : dusivý plyn nebo plyn, který nepředstavuje vedlejší riziko UN číslo : 1013 : Oxid uhličitý Třída: 2.2 Klasifikační kód: 2A : Zkapalněný plyn, dusivý; Štítek: 2.2 : nehořlavé, netoxické plyny (odpovídá skupinám označeným A nebo velkým O);
22 : chlazený zkapalněný plyn, dusivý UN číslo : 2187 : CHLADICÍ KAPALNÝ OXID UHLIČITÝ Třída: 2.2 Klasifikační kód: 3A : Chlazený zkapalněný plyn, dusivý; Štítek: 2.2 : nehořlavé, netoxické plyny (odpovídá skupinám označeným A nebo velkým O);
- UN číslo : 1845 : Oxid uhličitý, tuhý; nebo třída CARBON SNOW : 9 Klasifikační kód: M11 : Jiné látky, které představují riziko při přepravě, ale které nesplňují definici jakékoli jiné třídy. Štítek: 9 : Různé nebezpečné látky a předměty |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Jednotky SI a STP, pokud není uvedeno jinak. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxid uhličitý , známý také jako oxid uhličitý nebo oxid uhličitý je anorganická sloučenina , jejíž chemický vzorec je CO 2, The molekula mající lineární strukturu tvaru O = C = O . Je prezentován za standardních podmínek pro teplotu a tlak , jako je plyn bezbarvý, bez zápachu, tang.
CO 2je používán anabolismus z rostlin k produkci biomasy prostřednictvím fotosyntézy , což je proces, který spočívá v redukci oxidu uhličitého od vody , a to díky světelné energie přijaté od Slunce a zachycen chlorofylu , uvolněním kyslíku pro výrobu monosacharidů , a první z glukózy podle Calvinova cyklu . CO 2se uvolňuje prostřednictvím Krebsova cyklu , podle katabolismus z rostlin , zvířat , hub (houby, nebo hub ) a mikroorganismy . To je zvláště katabolismus oxidovat na lipidů a sacharidů vody a oxidu uhličitého s kyslíkem na vzduchu k výrobě elektrické energie a redukční schopnost, respektive ve formě ATP a NADH + H + . CO 2je proto základní součástí uhlíkového cyklu na naší planetě. To je také vyrábí spalováním z fosilních paliv , jako je uhlí , zemního plynu a ropy , jakož i tím, že ze všech organických látek obecně. Jedná se o nežádoucí vedlejší produkt ve velkých průmyslových procesech.
Významné množství CO 2jsou také odmítnuty sopkami a jinými geotermálními jevy, jako jsou gejzíry .
V lednu 2021 obsahovala zemská atmosféra 415,13 ppmv (objemových dílů na milion) CO 2nebo 0,04153%. Podle ledových jader odebraných z Antarktidy byla tato hladina v roce 1839 283,4 ppmv , což je celkový nárůst o zhruba 46% za 182 let.
CO 2je hlavní skleníkový plyn , průhledný ve viditelném světle, ale pohlcující v infračerveném rozsahu , takže má tendenci blokovat zpětné emise tepelné energie přijímané na zemi pod vlivem slunečního záření . Je zodpovědný za přibližně 26% skleníkového efektu při práci v zemské atmosféře ( vodní pára poskytuje 60%); zvýšení jeho koncentrace je částečně zodpovědné za oteplování pozorované po celé planetě v posledních desetiletích v XX th století. Navíc okyselení vyplývající z rozpuštění oxidu uhličitého v atmosféře by mohla ohrozit existenci mnoha mořských živočichů před koncem XXI th století.
Za atmosférického tlaku sublimuje při -78,5 ° C (změna z pevného na plynné skupenství), ale neroztaje (změna z pevného do kapalného stavu).
Kapalná fáze může existovat pouze při minimálním tlaku 519 kPa ( tj. 5,12 atm ) a v teplotním rozsahu od -56,6 ° C ( trojitý bod ) do maxima 31,1 ° C při 7,38 MPa ( tj. 72,8 atm ) ( kritická bod ).
Tlak nasycených par
|
Přechod | Teplota | Latentní teplo |
---|---|---|
Vypařování | 0 ° C | 234,5 kJ kg −1 |
Vypařování | -16,7 ° C | 276,8 kJ kg −1 |
Vypařování | -28,9 ° C | 301,7 kJ kg −1 |
Fúze | -56,6 ° C | 199 kJ kg −1 |
Bylo by nejméně pět pevných molekulárních fází (existujících při „nízkém“ tlaku, méně než 30 až 60 GPa) a tři pevné polymerní fáze (při vyšších tlacích) CO2 . :
CO 2rozpouští se ve vodě a tvoří kyselinu uhličitou H 2 CO 3 : CO 2 (aq)+ H 2 O (l) H 2 CO 3 (aq), S K h = [H 2 CO 3] / [CO 2] ≈ 1,70 x 10 -3 až 25 ° C .
Je také rozpustný v tucích (rozpustný v tukových látkách).
Kyselina uhličitá je pouze středně stabilní a snadno se štěpí na H 2 Oa CO 2. Na druhou stranu, když se oxid uhličitý rozpustí v zásaditém vodném roztoku (soda, potaš atd.), Báze deprotonuje kyselinu uhličitou za vzniku hydrogenuhličitanového iontu HCO-
3, nazývaný také hydrogenuhličitanový ion , pak uhličitanový ion CO2-
3. Tímto způsobem je rozpustnost CO 2je značně zvýšena. Uhličitan draselný K 2 CO 3Například má rozpustnost ve 1,12 kg / l ve vodě při 20 ° C .
Takto se vápenec rozpouští ve vodě v rozmezí pH, ve kterém je stabilní kyselý hydrogenuhličitan, za vzniku roztoku hydrogenuhličitanu (uhličitanu) (vápníku a hořčíku…). Je proto pravděpodobné, že se vysráží, když CO 2rozpuštěný se odplyňuje, jako při tvorbě stalagmitů a stalaktitů . Vápenec tedy má v přítomnosti CO 2"rozpustnost, která klesá s rostoucí teplotou, jako plyny a na rozdíl od většiny pevných látek (jejichž rozpustnost obecně roste s teplotou).
Za určitých podmínek (vysoký tlak + nízká teplota) CO 2mohou být uvězněni v takzvaných klatrátových vodních klecích . Je to jeden z možných způsobů průmyslové separace CO 2obsažené v plynu před nebo po spalování . Je to také jeden z plánovaných prostředků pro sekvestraci CO 2průmyslovou nebo geologického ukládání studovali, případně ve vzájemném vztahu s odsolování mořské vody (teoreticky to může být dokonce nahradit metan hydrátu metanu ).
Oxid uhličitý je jedním z prvních plynů (spolu s vodní párou ), který byl popsán jako látka odlišná od vzduchu. V XVII -tého století , lékárna a lékař vlámský Jan Baptista van Helmont pozorováno, že spalování uhlí v uzavřené nádobě, množství vzniklého popela je nižší než u uhlí. Jeho interpretace byla taková, že chybějící hmota se přeměnila na neviditelnou látku, kterou nazýval „ plyn “ nebo spiritus sylvestre („divoký duch“).
Vlastnosti oxidu uhličitého byly podrobněji studovány v 50. letech 20. století skotským chemikem a fyzikem Josephem Blackem . Zjistil, že zahřátím nebo nalitím kyseliny na vápenec (horninu složenou z uhličitanu vápenatého ) bylo výsledkem emise plynu, který nazval „stálý vzduch“, což podkopává teorii flogistonu, který se v té době stále učil. Poznamenal, že je hustší než vzduch a že nedokáže podporovat ani plamen, ani život zvířete. Black také zjistil, že když se oxid uhličitý zavádí do roztoku vápence ( hydroxid vápenatý ), dojde ke sraženině uhličitanu vápenatého. Tento jev použil k ilustraci, že oxid uhličitý je produkován dýcháním zvířat a mikrobiální fermentací.
V roce 1772 vydal anglický chemik Joseph Priestley práci s názvem Impregnování vody fixovaným vzduchem, ve které popsal proces nalévání kyseliny sírové (nebo „vitriolového oleje“, jak se tomu v té době říkalo) na křídu. Za účelem výroby uhlíku kysličník uhličitý, a poté donutí plyn rozpustit se v misce s vodou. Právě „vynalezl“ perlivou vodu . Proces poté převzal Johann Jacob Schweppe, který v roce 1790 založil v Londýně závod na výrobu sody známý jako Schweppes .
V roce 1781 zdůraznil francouzský chemik Antoine Lavoisier skutečnost, že tento plyn je produktem spalování uhlíku s kyslíkem .
Oxid uhličitý byl nejprve zkapalnit v roce 1823 tím, Humphry Davy a Michael Faraday . První popis oxidu uhličitého v pevné fázi napsal Charles Thilorier (fr) , který v roce 1834 otevřel tlakovou nádobu na zkapalněný plynný oxid uhličitý a zjistil, že chlazení produkované rychlým odpařováním kapaliny generované ve „sněhu“ „CO 2.
Oxid uhličitý se prodává v různých formách pro nejrůznější použití na trhu, kterému dominují velké společnosti, jako jsou Messer , Air Liquide a Air Products . Pro potravinářský průmysl je srovnávací standard v Evropě publikován Evropskou asociací průmyslových plynů (de ). Ve Francii to představuje 70% spotřeby.
V září 2019 zveřejnila Mezinárodní energetická agentura zprávu o používání CO 2, kterou odhaduje na 230 Mt / rok , z toho 130 Mt / rok na výrobu hnojiv a 80 Mt / rok na lepší využití ropy a zemního plynu. Cílem této zprávy je posoudit jejich potenciál přispět k vyrovnání emisí CO 2 .. Dochází k závěru, že tento potenciál je v krátkodobém horizontu nízký a dlouhodobě zůstane mnohem nižší než potenciál zachycování a sekvestrace oxidu uhličitého ; nejslibnějšími způsoby jsou použití ve stavebních materiálech, při výrobě polymerů a ve sklenících.
CO 2 má mnoho použití, včetně:
V kapalné formě se používá jako:
Při použití jako chladivo CO 2nese název průmyslové nomenklatury „R744“. Jeho použití jako chladiva má v posledních letech tendenci stát se demokratičtějším: je považováno za „přírodní chladivo“ a jeho potenciál globálního oteplování je ve srovnání s „tradičními“ chladivy velmi nízký.
Při atmosférickém tlaku není oxid uhličitý nikdy v kapalné formě. Jde přímo z pevné formy do plynné formy ( sublimace ).
Oxid uhličitý v pevné formě má mnoho názvů: „suchý led“, „suchý led“, „suchý led“, „suchý led“. Pochází z tuhnutí CO 2kapalný. Získá se suchý led, který se potom lisuje za získání suchého ledu.
Ve své pevné fázi tento suchý led sublimuje a nezanechává žádné zbytky s entalpií sublimace 573 kJ kg -1 (nebo 25,2 kJ mol -1 ) při -78,5 ° C a 1 atm . Proto bylo rychle nalezeno více použití jako chladivo.
Je uváděn na trh v různých prezentacích v závislosti na jeho použití:
Pevný oxid uhličitý je také ve formě sněhu oxidu uhličitého na pólech planety Mars , kde během místní zimy pokrývá ledové čepičky (většinou složené z vody) a jejich periferie, a také ve formě oxidu uhličitého led. při nižší šířky, pozdě v noci v časných zdejších pramenů (fotografie pořízené Viking Landers , na Sojourner rover , na Phoenix Lander a četné HRSC obrázků ). Důležitá ložiska jsou geologicky izolována na jižním pólu.
Za svým kritickým bodem vstupuje oxid uhličitý do fáze zvané superkritická . Křivka rovnováhy kapalina-plyn je v kritickém bodě přerušena, což zajišťuje superkritické fázi kontinuu fyzikálně-chemických vlastností beze změny fáze. Je to fáze hustá jako kapalina, ale zajišťující transportní vlastnosti (viskozita, difúze) blízké plynným. Nadkritický oxid uhličitý se používá jako zelené rozpouštědlo, přičemž extrakty neobsahují žádné stopy rozpouštědla.
V této podobě slouží jako:
Je to vedlejší produkt velkých průmyslových procesů. Jedním z příkladů je výroba kyseliny akrylové, která se vyrábí v množství přes pět milionů tun ročně. Úkolem při vývoji těchto procesů je najít vhodný katalyzátor a podmínky procesu, které maximalizují tvorbu produktu a minimalizují produkci CO 2 ..
Oxid uhličitý je velmi stabilní molekula, se standardní entalpie tvorby z -393,52 kJ mol -1 . Uhlík má kladný částečný náboj, díky čemuž je molekula slabě elektrofilní . Například karbanion bude schopen provést nukleofilní adici na CO 2a tvorba karboxylové kyseliny po hydrolýze. Kromě toho CO 2lze použít k vytvoření organických uhličitanů přidáním do epoxidů .
Nakonec CO 2může být snížen, například oxidu uhelnatého pomocí elektrochemie s redox potenciálu z -0.53 V porovnání se standardní vodíkové elektrodě , nebo hydrogenací .
Venkovní vzduch obsahuje v roce 2019 přibližně 0,04% CO 2 (412 ppm v lednu 2019).
Při určité koncentraci ve vzduchu je tento plyn nebezpečný nebo dokonce smrtelný kvůli riziku udušení nebo acidózy , i když CO 2není chemicky toxický. Mezní hodnota expozice je 3% po dobu patnácti minut. Tato hodnota by nikdy neměla být překročena. Kromě toho jsou účinky na zdraví o to vážnější, jako obsah CO 2zvýšil. Tedy při 2% CO 2ve vzduchu se zvyšuje respirační amplituda. Při 4% (neboli 100násobku aktuální koncentrace v atmosféře) se zrychluje dechová frekvence. U 10% se mohou objevit poruchy vidění, třes a pocení. U 15% je to náhlá ztráta vědomí . Při 25%má zástava dýchání za následek smrt.
Vdechování koncentrovaného oxidu uhličitého způsobuje zablokování ventilace, někdy je popisováno jako násilný pocit uškrcení, dušnost, dýchací potíže nebo tlak na hrudi , což může při prodloužené expozici rychle vést k smrti.
Podle ANSES studie uvádějí „koncentrace spojené s vnitřními účinky CO 2 na zdraví(prahová hodnota kolem 10 000 ppm odpovídá výskytu respirační acidózy (poklesu pH krve), první kritický účinek CO 2) “ . Respirační acidóza se může vyskytovat již od 1% (10 000 ppm ) CO 2ve vzduchu, pokud je dýchán po dobu třiceti minut nebo více zdravým dospělým se střední fyzickou zátěží, a případně dříve u zranitelných nebo citlivých jedinců. Tyto sazby „jsou vyšší než regulační a / nebo normativní mezní hodnoty pro kvalitu obnovy vzduchu ve Francii a na mezinárodní úrovni, které se obvykle pohybují mezi 1 000 a 1 500 ppm CO 2. “. Malá experimentální studie (zahrnující 22 dospělých) dospěla k závěru, že CO 2 má účineko psychomotricitě a intelektuální funkci (rozhodování, řešení problémů) od 1 000 ppm (studie Satish et al. , 2012), ale tuto studii musí potvrdit studie s vyšší statistickou silou. ANSES konstatuje, že v konečném důsledku existuje jen málo epidemiologických studií o tomto běžném plynu, včetně možných účinků CMR (karcinogenních, mutagenních a reprotoxických).
Oxid uhličitý, který je bezbarvým a těžkým plynem hromadícím se v listech, je obtížné zjistit nezkušenou osobou.
Lidé tráví stále více času v uzavřené atmosféře (asi 80–90% času v budově nebo vozidle). Podle ANSES a různých aktérů ve Francii je míra CO 2ve vnitřním vzduchu budov (spojený s obsazením lidí nebo zvířat a přítomností spalovacích zařízení ), vážený obnovou vzduchu, je „obvykle přibližně mezi 350 a 2 500 ppm “ .
V domácnostech, školách, školkách a kancelářích neexistuje systematický vztah mezi hladinami CO 2a další znečišťující látky a CO 2indoor není statisticky dobrým prediktorem škodlivin spojených s venkovním silničním (nebo leteckým ...) provozem. CO 2je parametr, který se mění nejrychleji (s vlhkoměrem a rychlostí kyslíku, když jsou lidé nebo zvířata shromažďováni v uzavřené nebo špatně větrané místnosti. V chudých zemích je zdrojem CO 2 mnoho otevřených ohnišť.a CO emitované přímo v místě života. Nebo zůstaňte celý den na vzduchu s rychlostí CO 2dosažení nebo překročení 600 ppm degraduje naše kognitivní schopnosti (myšlení, uvažování, vzpomínání, rozhodování). Malé změny v úrovních CO 2 , podle studie publikované v Perspektivách životního prostředí a zdravíve vzduchu silně ovlivňují naše komplexní myšlení a rozhodovací schopnosti. Této úrovně 600 ppm je často dosaženo ve vnitřním vzduchu, kde často překračuje 1000 ppm , několikrát denně, například s průměrným obsahem 3110 mg / m 3 CO 2ve studovaných učebnách; na úkor schopností učit se dětí).
Zvláštním případem jsou sportovní haly, kde fyzická námaha znamená další potřebu kyslíku a zvýšení CO 2.hráči (a divákům) vypršela. Například při hokejových hrách CO 2se zvyšuje z 92 na 262 ppm během hry (většinou ji hrají dospělí muži). Ve středu kluziště hladina CO 2překračuje 1000 ppm v každém zápase (maximální prahová hodnota doporučená norským institutem veřejného zdraví). In situ měření ukazují, že hráč dýchá vzduch více obohacený o CO 2že diváci a že CO 2sestupuje v době odpočinku a stoupá během doby hraní. V noci po utkání v uzavřené hokejové hale trvá téměř tucet hodin, než se znovu získá úroveň CO 2nízká (600–700 ppm ), což je stále nad normální hodnotou. Kromě toho je v chladných, mírných nebo horkých zemích mnoho sportovních hal klimatizováno; z důvodu úspor energie nemají stálou nebo dostatečnou obnovu venkovního vzduchu. Během hokejové hry ženy a děti vypouštějí méně CO 2než u mužů, ale ve stejné místnosti, stupeň zvýšení hladiny CO 2ve vzduchu sportovní haly je srovnatelný a ve všech studovaných případech přestávka mezi dvěma zápasy nesnižuje koncentraci CO 2natolik, že začátek druhé třetiny je stejně slabý jako začátek první. Když se počet diváků zvýší, hladina CO 2v místnosti se ještě zvyšuje. Počet otevírání / zavírání dveří vedoucích ven také ovlivňuje obnovu vzduchu a tedy i míru CO 2 .v posilovně. Studie prokázaly pokles kognitivního výkonu a rozhodování nebo učení, když CO 2zvýšil. Několik studií se zaměřilo na účinek stejného CO 2 o sportovních výkonech jednotlivce nebo jeho týmu.
V ubytovacích zařízeníchNení regulován v domácím vzduchu; ale musí to být měřeno jako „indikátor omezování a kvality obnovy vzduchu“ na určitých uzavřených místech na základě norem, které ANSES považuje za hygienické.
V nebytových budováchVe Francii doporučují resortní zdravotní předpisy (RSD) nepřekračovat prahovou hodnotu 1 000 ppm (část na milion) „za normálních podmínek obsazení“ s tolerancí 1300 ppm na místech, kde je zakázáno. Kouření ( „bez výslovného zdravotní základ pro tyto dvě hodnoty “ podle ANSES.
Vyhláška z 5. ledna 2012ukládá sledování kvality vnitřního ovzduší v určitých zařízeních, která přijímají citlivou veřejnost, jako jsou děti; navrhuje výpočet „zadržovacího indexu“ nazývaného „Icone index“ (navržený Vědeckým a technickým centrem pro stavebnictví (CSTB) na základě četnosti překračování hladin CO 2 .ve srovnání se dvěma prahovými hodnotami 1000 a 1700 ppm v učebnách .
Na pracovišti je otázka bezpečnosti a prevence spojená s rizikem otravy oxidem uhličitým velkým problémem, aby se omezilo riziko pracovních úrazů . Kvůli nedostatku epidemiologických údajů to však ve Francii nebylo považováno za relevantní jako indikátor hygienické kvality vnitřního ovzduší ze strany ANSES, který pro tento účel neposkytuje směrnou hodnotu pro kvalitu vnitřního ovzduší (IGAI).
Ve vysokých koncentracích blížících se 50 až 100%, jaké se vyskytují v umělých skvrnách oxidu uhličitého na pracovišti, může dojít k nervovému úžasu a okamžité ztrátě vědomí , následované rychlou smrtí bez pomoci zvenčí. Tyto nehody představují vysoké riziko druhé nehody , protože svědci mohou spěchat na pomoc oběti bez přemýšlení o své vlastní bezpečnosti a také se mohou stát oběťmi intoxikace.
Oxid uhličitý je v zemské atmosféře běžně přítomen pouze ve stopovém množství. Měří se pomocí indexu , kterému se od roku 1979 říká „ Annual Greenhouse Gas Index “ (AGGI), a to sítí zhruba sta stanic na souši i na moři, které se nacházejí od Arktidy po jižní pól.
Od průmyslové revoluce , vzhledem k neustálému spalování velmi velkého množství fosilního uhlíku , zatímco pokračoval pokles požárů , lesů a vegetace, se rychlost CO 2ve vzduchu se pravidelně zvyšuje (v lednu 2021: 415,13 ppm objemu, nebo také 632,96 ppm podle hmotnosti. To odpovídá celkové hmotnosti CO 2atmosférický asi 3,258 × 10 15 kg (asi tři tisíce gigatonů ) . Tento obsah byl v roce 1839 283,4 ppmv z ledových jader odebraných z oblasti Poinsett v Antarktidě , což je celkový nárůst o 42% za 177 let. Sazba CO 2atmosférický očekávat na konci XXI th století se odhaduje na 540 a 970 ppmv vybranými simulací (ISAM modelu a modelu Bern-CC). Rok 1990 (což odpovídá přebytku přibližně 2,1 W / m 2 ve srovnání s rokem 1980 ) je referenčním rokem používaným pro Kjótský protokol (má tedy „index AGGI“ 1). Byla zřízena zvláštní výzkumná skupina pro uhlíkový cyklus a skleníkové plyny.
V čase t obsah CO 2se liší v každé hemisféře, s pravidelnými sezónními variacemi v každé hemisféře (srov. vzor „pilovitý zub“ na grafu vpravo, ukazující pokles CO 2v sezoně z vegetace a zvýšení v zimě). Existují také regionální rozdíly, zejména na úrovni atmosférické mezní vrstvy , tj. Ve vrstvách blízko země.
Úrovně CO 2 jsou obecně vyšší v městských oblastech a v bytech (až desetinásobek úrovně pozadí).
Krátce po vzniku Země (dlouho před vznikem života), kdy bylo slunce téměř poloviční jako „horké“, byl počáteční tlak CO 2byla asi 100 000krát vyšší než dnes (30 až 60 atmosfér CO 2( tj. 3 000 000 až 6 000 000 pascalů), tj. 100 000násobek aktuálního množství CO 2 asi před 4,5 miliardami let).
Pak se objevil život a fotosyntéza , přičemž CO 2atmosféry a vody, aby se přeměnila na karbonátové horniny a uhlí, ropu a zemní plyn, velká část byla pohřbena hluboko v zemských hlubinách. Sazba CO 2stále zažil některé vrcholy mnohem menší důležitosti (dvacetkrát vyšší než dnes před asi půl miliardou let, ale slunce bylo tehdy méně horké než dnes (sluneční záření se s časem zvyšuje a v posledních čtyřech se zvýšilo asi o 40%) miliarda let) rychlost CO. 2padl ještě čtyřikrát pětkrát během jury , pak klesal pomalu, s výjimkou zrychleného způsobu během geologicky krátké epizody známé jako „ událost Azolla “ (asi před 49 miliony let).
Vulkanismus také vydává CO 2(až 40% plynů emitovaných některými sopkami během subaeriálních erupcí je oxid uhličitý) a některé horké prameny to také emitují (například na italském místě Bossoleto poblíž Rapolano Terme, kde v prohlubni ve tvaru pánve asi 100 m v průměru, za klidné noci, CO 2dokáže vylézt 75% za pár hodin, což je dost na to, aby zabilo hmyz a malá zvířata. Hmota plynu se ale rychle zahřeje, když je místo slunečné, a poté se během dne rozptýlí konvekčními proudy vzduchu. Lokálně vysoké koncentrace CO 2, vznikající při narušení vody v hlubokém jezeře nasyceném CO 2může také zabíjet (příklad: 37 úmrtí během erupce CO 2z jezera Monoun v Kamerunu v roce 1984 a 1700 obětí po Nyos (také Kamerun) v roce 1986.
Emise CO 2lidské činnosti jsou v současné době více než 130krát větší než množství vypouštěné sopkami, což v roce 2007 činilo téměř 27 miliard tun ročně. V roce 2012 byla Čína s 27% celkového množství oxidu uhličitého největším světovým producentem a Spojené státy Státy na druhém místě produkují 14% světové produkce. V roce 2016 meteorologická agentura OSN uvádí, že koncentrace oxidu uhličitého dosáhla nového historického maxima 403,3 ppm a podle OMM byl překonán teplotní rekord pro rok 2017 El Niño, zatímco s 405 ppm , CO 2 vzduch nikdy nebyl tak vysoký asi 800 000 let.
Globální emise CO 2v roce 2018 vzrostl o 2,7%, což je největší nárůst za posledních sedm let. Ve zprávě z roku 2019 jsou koncentrace CO 2dosáhl 407,8 ppm v roce 2018, nález také koreloval s nárůstem koncentrací metanu (CH 4) a oxid dusný (N 2 O).
Vyšší úroveň CO 2stimuluje fotosyntézu a růst rostlin, s potenciálními přínosy pro produktivitu obilovin, světového primárního zdroje potravy pro lidi a hospodářská zvířata. Uhlík získávaný z oxidu uhličitého ve vzduchu autotrofními rostlinami procesem fotosyntézy nebo získávaný z uhlíku v půdě je skutečně jednou z hlavních živin v potravinové síti . Zvýšení biomasy je jednou účinek simulovaných experimentů predikujících zvýšení 5-20% výnosu plodin při 550 ppm CO 2. Ukázalo se, že míra fotosyntézy listů se zvyšuje o 30-50% v rostlinách C3 a o 10-25% v C4 pod hladinami CO 2 zdvojnásobil.
Od roku 2010 se objeví ucelenější obrázek se značným rozdílem v reakcích pozorovaných u různých druhů rostlin, dostupnosti vody a koncentraci ozonu . Například projekt Horsham obohacení koncentrace volného vzduchu ( FACE) 2007-2010 (využívající plodiny pšenice) ve Victorii v Austrálii zjistil, že „vlivem CO2 bylo zvýšení biomasy plodin. Při splatnosti 20% a kořenová biomasa antéza 49% “. Bylo zjištěno, že zvýšení atmosférického oxidu uhličitého snižuje spotřebu vody rostlinami, a tím i absorpci dusíku , což je zvláště výhodné pro výnosy plodin v suchých oblastech.
Pokud však vzroste hladina CO 2Atmosféra účinně podporuje růst ( například obilovin ), z dosud nepochopených důvodů pak snižuje nutriční hodnotu hlavních základních plodin (zejména rýže , pšenice a brambor ) snížením jejich obsahu bílkovin , stopových prvků a B vitaminy . Za experimentálních podmínek byla hladina CO 2zvýšená (i když nekombinovaná se zvýšenou teplotou) má za následek vyšší hladinu cukru v pěstovaných rostlinách (zdroj stále silnějších alkoholů pro hrozny), ale také nedostatek bílkovin a minerálů. Rýže také často obsahuje vysoké koncentrace arsenu , což může okyselení prostředí zhoršit. Nakonec vyšší koncentrace CO 2zhoršují okyselování sladké vody a okyselování oceánů , což by mohlo ovlivnit produktivitu řas (a tedy řasové kultury ).
Z tohoto důvodu je podle nedávné studie (2018) z let 2015–2050 abnormálně vysoká úroveň CO 2naší atmosféry by ve světě mohlo do roku 2050 vést k chorobám vyvolaným u lidí a některých hospodářských zvířat (prasata, krávy, drůbež) nutričními nedostatky. Ve studii publikované ve zvláštním vydání PLOS Medicine o změně klimatu a zdraví se Christopher Weyant a jeho kolegové ze Stanfordské univerzity zaměřili na dva základní mikroživiny , zinek a železo. S přihlédnutím ke změně klimatu a stravovacím návykům ukazují, že se riziko onemocnění ve 137 zemích změní. Pokud se nic neděje, zvýšení rychlosti CO 2sníží hladinu zinku a železa v potravinách a bude stát odhadem 125,8 milionu let života upravených podle postižení (95% interval spolehlivosti [CrI] 113,6–138,9) na celém světě pro období 2015–2050, kvůli nárůstu infekčních nemocí , průjmů a případů z anémie , a to zejména v jihovýchodní Asii a Africe , kde populace je již neobtěžuje zinku a železa nedostatků. Postiženy by byly zejména děti s rizikem nevratných vývojových poruch souvisejících s těmito nedostatky, které mohou být přenášeny po několik generací alespoň z epigenetických důvodů .
Weyantova studie by také naznačila, že nerovnost ve výživě by se mohla zvýšit, a ukázala by, že tradiční reakce veřejného zdraví (včetně doplňování minerálů a vitamínů a posílené kontroly nemocí lidí a zvířat) nemusí k zastavení fenoménu onemocnění stačit. Takové reakce by skutečně snížily pouze 26,6% (95% CI 23,8–29,6) této zdravotní, lidské a ekonomické zátěže, zatímco účinná strategie ke snížení emisí skleníkových plynů. Skleníkový efekt, jak navrhuje Pařížská dohoda o klimatu , by zabránil až 48,2% (95% indexu CIF 47,8–48,5) tohoto zatížení.
Ačkoli CO 2vyživuje růst rostlin, jeho nadbytek vyvolává degradaci jejich potravinové hodnoty, což bude mít globální důsledky pro všechny živé tvory, kteří konzumují rostliny, včetně lidí. Autoři podporují lepší studium účinků zvýšeného CO 2atmosférický na jiné sloučeniny rostlinného původu, které mají dopad na lidské zdraví (např. mastné kyseliny, vitamíny, farmakologické sloučeniny, zejména proto, že tato studie nebrala v úvahu další důsledky zvýšení CO 2, o meteorologických a biologických rizicích (zvýšené plenění atd.) v oblasti zajišťování potravin, přístupu k potravinám, jejich používání a cenové stability, ani řetězců následků opožděných v prostoru a čase (zejména dlouhodobé účinky podvýživy).
Zemědělské výnosy v jedné části světa stagnují nebo se zhoršují, zejména v důsledku oteplování (vlny veder atd.) A upravených režimů srážek. Životně důležité plodiny (zejména pšenice a rýže) jsou již ovlivněny v tropických a mírných pásmech a výhledové studie naznačují, že plodiny rýže a kukuřice by mohly poklesnout o 20 až 40% jen kvůli očekávanému nárůstu teploty v této zóně. i při zohlednění účinků extrémních klimatických jevů. Tento kontext by mohl způsobit růst cen potravin, což by je učinilo cenově nedostupnými pro nejchudší, zatímco zvýšení hladin CO 2 v ovzdušíby také mohlo snížit nutriční kvalitu, zejména obilovin, důležitých pro lidské zdraví a potenciálně i pro zvířata (také zdroje mléka a masa (a tedy bílkovin), zatímco na moři klesá také biomasa v rybách.
„Zatím není jasné, zda pokles nutriční hodnoty potravinářských plodin vyvolaný CO 2je lineární a pokud již nutriční kvalita poklesla v důsledku nárůstu CO2 od začátku průmyslové revoluce. "
Kromě opatření na přizpůsobení se změně klimatu také opatření ke snížení emisí CO 2a biologické zachycování CO 2jsou naléhavě potřeba. Některé kultivary, které jsou méně náchylné na výživové deficity v oteplovacím podnebí, hledají závěr práce Weyanta a kolegů.
Účinky zvyšování CO 2na rostlinách jsou mnohem znepokojivější než to, co předpovídali první modely 90. a počátku 2000. Morgan et al. , na základě laboratorních a in situ experimentů , potvrdilo již v roce 2004, že ve vznikajících ekosystémech, CO 2, I když se zvyšuje produktivitu, pokud jde o biomasy, mohou přesto mít negativní účinky modifikací složení druhů a snížením stravitelnost z krátkých trav například v stepní vegetace ).
CO 2je druhým nejvýznamnějším skleníkovým plynem v atmosféře po vodní páře , podílí se na tomto jevu 26%, respektive 60%. Realita globálního oteplování pozorovaná v planetárním měřítku od minulého století již není z vědeckého hlediska zpochybňována, je však ještě třeba vyjasnit přesný podíl odpovědnosti za oxid uhličitý v tomto procesu (zejména ve srovnání s metanem ), zejména díky fosilním záznamům paleoklimatů.
Navíc okyselení vyplývající z rozpuštění oxidu uhličitého v atmosféře by mohla ohrozit existenci mnoha mořských živočichů před XXI th století, a to zejména ty, které v exoskeletu kalcifikované, jako korálů a měkkýšů , ale i některé ryby.
Na snížení antropogenních emisí se zaměřuje Kjótský protokol i směrnice 2003/87 / ES ; jeho dlouhodobá geologická sekvestrace je předmětem výzkumu, ale je kontroverzním řešením, pokud jde o jednoduché vstřikování CO 2 v geologických vrstvách.
CO 2má určitý eutrofický účinek (je to základní živina , nezbytná pro rostliny), ale je také faktorem okyselení oceánů a určitých útvarů sladké vody , což může negativně zasahovat do mnoha druhů (včetně některých mikrořas a jiných vodních živočichů) mikroorganismy chráněné vápenatými strukturami, které může kyselina uhličitá rozpustit). Okyselení také podporuje uvolňování a cirkulaci, a tím i biologickou dostupnost většiny těžkých kovů , metaloidů nebo radionuklidů (přirozeně se vyskytujících v sedimentech nebo antropogenního původu, zejména od průmyslové revoluce).
Ve vzduchuZvýšení obsahu CO 2 v atmosféřemůže mít také diferencované nebo dokonce nepřátelské účinky v závislosti na jeho rychlosti, environmentálních a biogeografických souvislostech a podle novějších údajů v závislosti na ročním období a sezónních výkyvech srážek (zejména nad lesy);
Mezi ekology panuje shoda spojená se studiem účinků změny klimatu, že po zvýšení o 2 ° C za století budou vážně negativně ovlivněny suchozemské a mořské ekosystémy.
V roce 2013 došlo ke skutečné reakci ekosystémů na CO 2a jeho biogeografické modulace jsou stále považovány za složité a lépe pochopitelné, a to kvůli četným „ biogeochemickým zpětným vazbám “ . Musí však být objasněno, pokud chceme správně posoudit nebo dokonce předpovědět planetární nebo místní kapacity ekosystémů z hlediska přirozeného ukládání uhlíku a tlumení účinků změny klimatu vyvolané lidmi.
Zpětné vazby zprostředkované koloběhu vody jsou zvláště důležité a srážky hraje významnou roli. Fyziologie rostlin má alespoň jeden dobře známý úlohu; až do určité fáze (za kterou rostlina odumírá), zvýšení hladiny CO 2vzduchu snižuje vodivost ve stomatu a zvyšuje účinnost využívání vody rostlinami (množství vody potřebné k produkci jednotky sušiny ), snížení spotřeby vody má za následek větší dostupnost půdní vlhkosti. V roce 2008 bylo odhadnuto, že účinky zvýšení CO 2ve vzduchu v ekosystému by se mělo zhoršit, když je voda omezujícím faktorem (ale je třeba vzít v úvahu také vstup dusíku); toto bylo ukázáno některými experimenty, ale je to faktor, který byl mnoha studiemi „přehlédnut“.
Tento vztah se zdá být tak silný, že umožňuje - v mírných pásmech - přesně předpovídat roční rozdíly ve stimulaci vzdušné biomasy po vzestupu hladiny CO 2.ve smíšeném trávníku obsahujícím rostliny typu C3 a C4 , na základě celkových sezónních srážek ; deštivé léto mít pozitivní účinek, vzhledem k tomu, podzim a na jaře mít negativní vliv na reakci na CO 2. Účinek zvyšování hladin CO 2 bude tedy hlavně záviset na nových bilancích nebo nerovnováhách, které budou stanoveny mezi letními a podzimními / jarními srážkami.
Spojení s dusíkem (další prvek narušený lidskou činností, včetně průmyslového zemědělství, průmyslu a emisí z automobilové dopravy ), je zde: silné srážky v chladném a vlhkém období vedou k omezení přístupu k vozidlům, suchozemským rostlinám s dusíkem, a proto omezují nebo zakazují stimulace biomasy hladinou CO 2zvednutý. Rovněž bylo poznamenáno, že tato predikce také platila pro parcely „zahřáté“ o 2 ° C nebo nevytápěné a byla podobná pro rostliny v C3 a v celkové biomase, což, jak se zdá, umožňuje prognostikům robustní předpovědi o odpovědích na vysoké koncentrace CO 2v ekosystému . To je cenný přínos, protože klimatické projekce modelů s vysokým rozlišením potvrzují velmi vysokou pravděpodobnost velkých změn v ročním rozložení srážek, i když se celkové roční množství srážek, které spadlo na zem, nezmění. Tyto vědecky potvrzené údaje (v roce 2013) by měly pomoci vysvětlit některé rozdíly, které se objevily ve výsledcích experimentů založených na expozici rostlin zvýšeným hladinám CO 2.a zlepšit perspektivní účinnost modelů, které dostatečně nezohlednily sezónní účinky srážek na reakce biologické rozmanitosti na CO 2 14, zejména v lesním prostředí.
Je prozkoumáno nebo implementováno několik způsobů, jak omezit akumulaci CO 2ve vzduchu. Mohou zahrnovat přirozené procesy, jako je fotosyntéza nebo průmyslové procesy. Rovněž je třeba rozlišovat mezi zachycením u zdroje a zachycením v atmosféře.
Spuštění indické Carbon Clean Solutions (CCSL) zahájila své první zařízení, které zachycuje a opakovaně 100% CO 2(60 000 tun ročně) z malé uhelné elektrárny v Indii v Chennai (Madras); tento CO 2je vyčištěn a poté prodán místnímu průmyslníkovi, který jej používá k výrobě sody. Technologie CCSL snižuje náklady na CO 2prodává se za 30 dolarů za tunu v Indii a 40 dolarů v Evropě nebo ve Spojených státech, což je hluboko pod tržní cenou: 70 až 150 dolarů za tunu. Veolia podepsala smlouvu s CCSL na mezinárodní prodej tohoto procesu. Společnost Climeworks se zároveň snaží zachytit CO 2 filtrováním okolního vzduchu.
Kanadská společnost Carbon Engineering, založená inženýrem Davidem Keithem a financovaná Billem Gatesem a několika ropnými a těžebními společnostmi, vyvinula reaktor, který extrahuje CO 2atmosféra za nižší cenu než stávající technologie zachycování. Prostředky poskytnuté investory budou použity ke kombinaci tohoto procesu přímého zachycení s procesem „Vzduch na palivo“, který umožňuje přeměnu uhlíku získaného v atmosféře na palivo podobné benzinu. Ve spolupráci se společností Occidental Petroleum plánuje vybudovat hlavní závod v Houstonu . Nicméně reaktory senzoru CO 2jsou velmi energeticky náročné, a proto musí být poháněny obnovitelnými zdroji energie; Vědecká rada Akademií evropských věd (EASAC) má výhrady: podle ní je eliminace CO 2 ve vzduchu nezabrání změně klimatu a do dnešního dne nesplňuje doporučení IPCC.
Směrem k výrobě „solárního metanu“ z CO 2 ? .
Transformace CO 2 teoretickyv palivech nebo chemických surovinách by omezilo používání fosilních paliv a snížilo emise CO 2.
Od 10. let 20. století je elektrochemická přeměna z obnovitelných zdrojů elektrické energie předmětem mnoha výzkumů.
Jednou z nadějí, založených na fotochemii , je to, že můžeme použít pouze sluneční světlo a neznečišťující katalyzátory, které jsou na Zemi levné a hojné. Z fotokatalyzátorů a molekulárních elektrokatalyzátorů zmíněných ve vědecké literatuře z roku 2010 je jen málo stabilních a selektivních pro snížení CO 2 ; kromě toho vyrábějí hlavně CO nebo HCOO a katalyzátory schopné generovat i nízké až střední výtěžky výrazně redukovaných uhlovodíků zůstávají vzácné.
Čtyři vědci, včetně dvou Francouzů (Julien Bonin a Marc Robert), vyrobili katalyzátor, což je komplex železo -tetraphenylporphyrin funkcionalizovaný trimethylamoniovými skupinami , které prezentují jako (v době vydání) nejúčinnější a nejselektivnější pro přeměnu CO 2v CO, protože může katalyzovat redukci osmi elektronů CO 2v methanu za jednoduchého světla, při teplotě a tlaku okolí. Katalyzátor však musí být použit v acetonitrilovém roztoku obsahujícím fotosenzibilizátor a obětovaný donor elektronů; poté pracuje stabilně několik dní. CO 2se nejprve převážně transformuje na CO fotoredukcí a pokud existují dva reaktory, pak CO generuje methan se selektivitou až 82% a s kvantovým výtěžkem , tj. světelnou účinností, 0,18 %). Autoři se domnívají, že by se tím mohly inspirovat další molekulární katalyzátory.
Předpokládají se také systémy "kokatalýzy", molekulárních katalyzátorů, stejně jako systémy na bázi perovskitu nebo na bázi komplexů přechodných kovů .