פחמן דו-חמצני
| פחמן רב-חמצני | |
|---|---|
 |
|
 |
|
| פרטים | |
| שם סיסטמטי | פחמן רב-חמצני |
| שמות נוספים | קרח יבש (קשה) (מוצק) |
| נוסחה כימית | CO2 |
| מסה מולקולרית | g/mol 44.0095(14) |
| מראה | אינו נראה (חסר צבע) |
| מספר CAS | [124-38-9] |
| צפיפות | g/cm3 1,600 |
| מצב צבירה בטמפרטורת החדר | גז (נפלט בתהליך הנשימה של יצורים חיים) |
| מסיסות במים | 1.45 g/L |
| טמפרטורת היתוך | -78 °C (195 K) |
| טמפרטורת רתיחה | -57 °C (216 K) |
| חומציות | 6.35 / 10.33 pKa |
פחמן דו-חמצני, נקרא גם דו תחמוצת הפחמן CO2 בכתיב כימי, הוא גז (בטמפרטורת החדר) המהווה תרכובת של פחמן וחמצן. כל מולקולה של CO2 מורכבת מאטום פחמן (C) אחד ושני אטומי חמצן (O), הקשורים אליו בקשר קוולנטי כפול. זהו גז חסר צבע. מצב הצבירה המוצק של פחמן דו-חמצני קרוי קרח יבש, בזכות תכונת ההמראה המאפיינת אותו, כלומר מעבר ישיר ממצב מוצק למצב גז. שכיחותו באטמוספירה נמוכה - רק 0.038 אחוזים. CO2 הינו התחמוצת - תרכובת המכילה אטומי חמצן במצב מעורר ולכן בעלת חומציות - המצויה ביותר בעולם.
תוכן עניינים |
[עריכה] תכונות כימיות
מבנה המולקולה: O=C=O או (O::C::O). כל אחד מאטומי החמצן (שבמעטפתו החיצונית שישה אלקטרונים) קשור בקשר קוולנטי כפול לאטום הפחמן (שבמעטפתו החיצונית ארבעה אלקטרונים).
פחמן דו-חמצני נפוץ בטבע בשתי צורות:
א. כגז באטמוספירה, מתפקד כגז חממה.
ב. מומס במקווי מים.
טמפרטורת ההמראה של פחמן דו חמצני בלחץ של 1 אטמוספירה היא 78.5- מעלות צלזיוס. בצורה נוזלית הוא יכול להתקיים רק בהינתן לחץ גבוה (מעל 5.19 אטמוספירות) ומעל טמפרטורה של 57- מעלות צלזיוס; עם עליית הטמפרטורה, עולה הלחץ הדרוש כדי שהחומר ישאר נוזלי, ולא יעבור לפאזה גזית (ירתח). ראו את דיאגרמת הפאזות בהמשך הערך לפרטים נוספים.
[עריכה] ביולוגיה
הצמחייה והפוטוסינתזים האחרים (חלק מהחיידקים והפרוטיסטים) מטמיעים את הפחמן בתהליך הפוטוסינתזה ומרכיבים באמצעותו מים וגלוקוז שממנו מורכבות תרכובות אורגניות מורכבות (פחמימות, חלבונים ושומנים). אלו מהוות את מקור הפחמן העיקרי במזונם של בעלי החיים וצרכנים אחרים, והוא מועבר הלאה באמצעות שרשרת המזון.
בתהליך הנשימה חוזר חלק מהפחמן הדו-חמצני לאטמוספירה, כמות נוספת משתחררת מריקבון וחלק קטן נצבר בצורה של חומר אורגני או כמחצבים של פחם, נפט וגז טבעי.
[עריכה] אפקט החממה
במאתיים השנים האחרונות נעשה שימוש בתהליכים תעשייתיים רבים לשם הפקת אנרגיה (בעיקר שריפה של דלקים מאובנים), המשחררים כמויות גדולות של פחמן דו-חמצני לאטמוספירה (ביחד עם עוד מזהמים). ביחד עם הקטנת כמות הצמחייה על פני כדור הארץ, בעקבות בירוא יערות וגורמים נוספים, הופר המאזן הטבעי של הפחמן הדו-חמצני וכמותו באטמוספירה גדלה, עד כדי כך שהיום באטמוספירה כמותו גדולה פי 1.5 מהכמות שהייתה בה לפני מאתיים שנה. בשל היותו אחד מגזי החממה העיקריים, יש המשערים כי עליה זו היא אחת הסיבות העיקריות לתופעת ההתחממות העולמית.
[עריכה] שימוש מסחרי
בניגוד לדעה רווחת הוספת הפחמן הדו-חמצני למשקאות תוססים כמו מיצים מוגזים ובירה שחורה לא נועדה לשמר אותם, בשל הכמות הקטנה שמוספת, אלא בשל הרצון לייצר טעם אטרקטיבי לחך. כמו כן, פחמן דו-חמצני משמש לכיבוי שריפות.
[עריכה] פחמן דו-חמצני כגורם למוות
פחמן דו-חמצני עלול לגרום מוות כתוצאה מחנק. כאשר אדם נחנק, הוא נפגע מחוסר חמצן. משקלו הסגולי של פחמן דו-חמצני גדול מזה של חמצן, ולכן הוא תופס את מקום החמצן במיוחד במקומות סגורים ונמוכים כמו מרתפים וחדרים אטומים. בחדרים אלו יש לדאוג להחלפה תכופה של חמצן, ולשמור על רמת נוכחות נמוכה של פחמן הדו-חמצני.
[עריכה] השפעה גאולוגית - תופעת קארסט
תופעות קארסט - המסת סלע גירי ויצירת מערות, בולענים, נטיפים ותצורות סלע טרשיים, הנן כתוצאה מהמסת CO2 מהאויר - בגשם, בטל ובמקורות מים עומדים או זורמים לאיטם. המים הופכים לחומציים, וגורמים להמסת הסלע הגירי, ולהופעת מגוון התצורות הגאולוגיות השייכות לתופעה זו. ישנן גם תופעות קארסטיות תת-ימיות הן במי תהום שתחת אגמים במי תהום תחת הימים והאוקיינוסים, ואפילו במי תהום קדומים. דו תחמוצת הפחמן וחומציות המים, במקרה זה, מקורם בבעלי החיים שחיו או חיים במקור המים - בעיקר פיטופלנקטון אך גם יצורים ימיים אחרים כולל דגים וסרטנים.
