Aggregatzustand kohlenstoffdioxid

V03 AN Kohlenstoffdioxid oder Kohlendioxid CO 2 ist eine chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff. CO 2 ist ein nicht brennbares, saures und farbloses Gas. Mit basischen Metalloxiden oder - hydroxiden kann es Carbonate und Hydrogencarbonate bilden. CO 2 ist ein elementarer Bestandteil des globalen Kohlenstoffzyklus , ein natürlicher Bestandteil der Luft und ein wichtiges Treibhausgas in der Erdatmosphäre : Durch menschliche Aktivitäten, insbesondere durch die Verbrennung fossiler Energieträger , stieg der Anteil von Kohlendioxid in der Erdatmosphäre von ca. Tonnen Kohlenstoffdioxid durch menschliche Aktivitäten in die Erdatmosphäre emittiert Stand Unter ausreichender Sauerstoff zufuhr entsteht CO 2 sowohl bei der Verbrennung kohlenstoffhaltiger Substanzen als auch im Organismus von Lebewesen als Produkt der Zellatmung. Pflanzen , Algen sowie manche Bakterien und Archaeen wandeln CO 2 durch Fixierung Kohlenstoffdioxid-Assimilation in Biomasse um. Bei der Photosynthese entsteht aus anorganischem CO 2 und Wasser H 2 O Glucose.

Aggregatzustand von Kohlenstoffdioxid: Einführung

In dieser Konzentration wirkt das Gas nicht schädlich. Zu hohe Gehalte in der Atemluft wirken toxisch, auch wenn genügend Sauerstoff vorhanden ist. Der Arbeitsplatzgrenzwert liegt bei 0,5 Volumenprozent. Bei Volumenkonzentrationen von drei bis fünf Prozent beginnt man schnell zu atmen. Ab einer Konzentration von sechs Volumenprozent besteht die Gefahr, dass man ohnmächtig wird. Noch höhere Konzentrationen wirken tödlich. Chemisch-physikalische Eigenschaften Kohlenstoffdioxid ist ein farb- und geruchloses Gas mit einem schwach säuerlich schmeckenden Geschmack. In einem Liter Wasser kann man etwa 0, Liter Kohlenstoffdioxid auflösen. Das Gas ist schwerer als Luft und kann in einem offenen Behälter eine Weile aufbewahrt werden. Es unterhält die Verbrennung nicht, Flammen erlöschen bei Volumenkonzentrationen von acht bis zehn Prozent Kohlenstoffdioxid in der Luft. Der chemische Nachweis von Kohlenstoffdioxid im Labor erfolgt mit Kalkwasser , einer Lösung von Calciumhydroxid in Wasser. Eine Kerzenflamme erstickt in einem Behälter mit CO 2.

Übergänge zwischen festem, flüssigem und gasförmigem Kohlenstoffdioxid

Mit einem my. Kohlensäure H 2 CO 3 ist eine Säure und das Reaktionsprodukt von Kohlenstoffdioxid CO 2 mit Wasser. Hydrogencarbonate , auch ihre Ester werden Carbonate genannt. Technische Bedeutung haben die Polyester , die als Polycarbonate bezeichnet werden. CO 2 als Gas wird umgangssprachlich oft fälschlicherweise als Kohlensäure bezeichnet. Kohlensäure spielt eine wichtige Rolle im Säure-Basen-Haushalt des Blutes. Gelöstes Kohlendioxid steht in wässriger Lösung im Gleichgewicht mit Kohlensäure:. In Organismen wird die Reaktion durch das Enzym Carboanhydrase beschleunigt. Die Kohlensäure ist eine zweiprotonige Säure. Sie gibt daher ihre Protonen in zwei Dissoziationsstufen an Wasser oder andere Basen ab:. Der pH-Wert der ersten Säurekonstante liegt mit temperaturabhängigen Abweichungen eigentlich bei ca. Der pK s -Wert für die zweite Säurekonstante liegt um 10,5. Die Konzentrationen der drei Kohlensäure- Spezies , also der freien Kohlensäure, des Hydrogencarbonat und des Carbonat sowie der Oxoniumionen stehen mit einander durch das Massenwirkungsgesetz in einem berechenbarem Zusammenhang.

Anwendungen von Kohlenstoffdioxid in verschiedenen Aggregatzuständen

Nachteilig sind der hohe benötigte Druck, die unterschiedlichen Eigenschaften von gasförmigem und überkritischem CO 2 , sowie Korrosionsprobleme, welche Herausforderungen an die Materialwissenschaft stellen. Dadurch kann es in andere Stoffe eindringen und wird in der Industrie als Extraktionsmittel bzw Destraktionsmittel genutzt. Kohlenwasserstoffe, Ether, Ester, Ketone leicht extrahierbar. Eine wirtschaftlich wichtiges Einsatzgebiet ist die Entkoffeinierung von Kaffee. Der Prozessfortschritt kann dabei zum Beispiel on-line mittels NIR-Techniken verfolgt werden. Im Gegensatz zu vielen anderen unpolaren Lösungsmitteln ist CO 2 ungiftig und kann durch entsprechende Verringerung des Drucks rückstandsfrei vom extrahierten Produkt entfernt werden. Nicht extrahierbar sind dagegen polare Substanzen, z. Zucker, Glykoside, Aminosäuren, Lecithine und polymere Verbindungen Proteine, Cellulose, Polyterpene, Kunststoffe. Mit überkritischem CO 2 lassen sich organische Präparate sehr schonend trocknen z. Dabei werden die Proben erst vernetzt, das Wasser stufenweise gegen ein Lösemittel ausgetauscht meist Aceton und das Aceton mit überkritischem CO 2 ausgetragen.