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Cos è CO2?

Il diossido di carbonio (Formula chimica CO2) è un gas incolore e inodore che si trova naturalmente nell'atmosfera. La molecola è lineare (Vedi illustrazione). Alcune persone si riferiscono ad esso chiamandolo acido carbonico, ma in realtà quello che vorrebbero dire è l'idrogeno carbonato (H2CO3), la soluzione del diossido di carbonio in acqua.

CO2 e cannabis

L'atmosfera terreste negli ultimi anni contiene circa ben 383 ppm di diossido di carbonio (Gen, 2007). Questa concentrazione purtroppo si alza di anno in anno, ed è il risultato di un uso massiccio di combustibili fossili, ma anche la deforestazione gioca un ruolo primario. Prima della Rivoluzione Industriale la concentrazione era di circa 280 ppm. Il continuo alzarsi della concentrazione di diossido di carbonio nell'atmosfera molto probabilmente gioca un ruolo importante nel riscaldamento globale e nell'effetto serra.

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Il diossido di carbonio è anche molto usato nelle bibite in lattina, diventando la fonte delle bollicine (Che le rende frizzanti). Il diossido di carbonio è stato trovato anche in natura, in alcune acque minerali.
E' usato anche nella lotta agli incendi, in particolare nelle situazioni dove l'acqua potrebbe diventare pericolosa da usare a causa di reazioni chimiche, conduttività elettrica o danni significanti, come negli archivi cartacei.

LA SCOPERTA

Il diossido di carbonio è stato scoperto agli inizi del 17' secolo da un aristocratico di Bruxelles, Jan Baptista van Helmont, che lo chiamò "gas Silvestre". Riuscì a determinare che dopo la combustione di carbone in un ambiente completamente chiuso, la massa rimanente del carbone era più piccola della massa di partenza. La sua conclusione fu che la differenza di massa si trasformava in uno spirito libero, "lo spirito Silvestre" di gas.

PROPRIETA' CHIMICHE

Il diossido di carbonio è usato dalle piante nel processo di foto sintesi clorofilliana. Questo è il processo con il quale le piante prendono l'acqua dalle radici e il diossido di carbonio dall'atmosfera e li combinano per produrre glucosio, mentre rilasciano nell'atmosfera ossigeno (O2).
L'energia necessaria per questo processo è fornita dalla luce solare che riceve la pianta durante il giorno.

fotosintesi

Nelle serre il gas del diossido di carbonio è usato come una sorta di nutrimento per le piante, perchè in presenza di un'alta concentrazione di CO2 molte piante crescono più velocemente. Con un incremento molto significativo nella concentrazione di diossido di carbonio nell'atmosfera, probabilmente la vegetazione mondiale crescerebbe più velocemente.

Gli animali invece fanno l'opposto di quello che fanno le piante. Loro respirano ossigeno ed espellono diossido di carbonio, l'ossigeno è usato per il metabolismo, per "bruciare" i grassi e i carboidrati e rilasciare al corpo la loro energia, il diossido di carbonio che espellono è prodotto durante il processo del metabolismo.

Il modo più semplice di fare diossido di carbonio è bruciando il carbonio (come il carbone) in presenza di aria. Questo, bruciando il combustibile fossile(il carbone), rilascerà grandi quantità di diossido di carbonio. Questo processo è una della più importanti fonti di energia per il genere umano.

Il diossido di carbonio presente naturalmente nell'atmosfera nasce dalle savane e foreste in fiamme (Incendi causati dai fulmini), dalle eruzioni dai vulcani, dai processi di fermentazione delle paludi.
L'ammontare del diossido di carbonio prodotto dall'uomo è circa il 6% del diossido di carbonio totale, in accordo con le correnti teorie scientifiche.

Il diossido di carbonio è solubile in acqua, con la formazione di acido carbonico.

Proprietà fisiologiche dei mammiferi

Le cellule producono il diossido di carbonio come prodotto di scarto del metabolismo; il diossido di carbonio in eccesso crea l'acido carbonico che è rimosso dal corpo grazie al sangue. L'acido carbonico riduce il pH, che è tenuto a bada molto attentamente dal corpo e varia tra i valori 7.35 e 7.45. Se il pH rischia di cambiare troppo il controllo respiratorio del cervello viene stimolato e la respirazione si fa più veloce e profonda. Con questo metodo l'eccesso di diossido di carbonio è espirato grazie ai tratti di respirazione. Sebbene il diossido di carbonio non sia tossico neanche in alte concentrazioni può causare asfissia a causa della mancanza di ossigeno.
Nell'area attorno al lago Nyos, un lago formato da un cratere vulcanico in Cameroon, il 26 Agosto 1986 morirono più di 1700 persone quando una nuvola di diossido di carbonio fu rilasciata. Il 16 Agosto 2008, 107 persone dovettero essere portate in ospedale dopo che un una fabbrica di estintori rilasciò accidentalmente 25,000 m3 di diossido di carbonio che defluì verso una zona residenziale.

Le possibilità di fuga di grandi volumi di diossido di carbonio dal sottosuolo sono una delle aree di interesse più importanti.

PROPRIETA' FISICHE

Due proprietà fisiche del diossido di carbonio che sono importanti nella nostra vita di tutti i giorni. La più importante è che è un gas che causa l'effetto serra. Inoltre, grazie al modo in cui il diossido di carbonio cambia forma è utilizzato per una grande varietà di scopi. Leggi l'articolo sopra per l'articolo principale sul riscaldamento globale.
La concentrazione di CO2 è aumentata drammaticamente a cominciare dalla Rivoluzione Industriale.

GasIl diossido di carbonio assorbe le radiazioni infrarosse e a causa di questo il calore che arriva dal sole rimane bloccato nell'atmosfera e non riesce a tornare indietro nello spazio. Questo è quello che significa effetto serra. Negli ultimi 10,000 anni la concentrazione del diossido di carbonio nell'atmosfera è stata sempre attorno alle 275 ppm. Tuttavia, a cominciare dalla Rivoluzione Industriale la concentrazione di diossido di carbonio è cominciata ad aumentare.
Dalla seconda metà del 20' secolo c'è stato un significante aumento della concentrazione. Attorno all'anno 2000 è stato scoperto che la concentrazione di diossido di carbonio aveva già raggiunto le 375 ppm. L'aumento di diossido di carbonio è stato principalmente causato dalla combustione di combustibili fossili (Petrolio e gas).
Questo si può dedurre dal fatto che l'isotopo carbonio C-13 è diminuito in confronto alla presenza in atmosfera di CO2, il che avrebbe indicato una fonte vegetale. Anche l'isotopo carbonio C-14 è diminuito, indicando una fonte di carbone che non era nella biosfera da molto tempo.
Finalmente, misurazioni altamente accurate hanno determinato che la concentrazione di ossigeno è diminuita con uguale velocità, il che indica un processo di ossidazione o combustione.

 effetto serraSecondo più o meno tutti gli esperti, l'aumento dell'effetto serra è una conseguenza dell'aumento della concentrazione di diossido di carbonio (il cosiddetto effetto serra amplificato). Nel Novembre 2007 l' IPCC delle Nazioni Unite propose che il diossido di carbonio emesso dall'uomo fosse il più importante gas effetto serra. Sebbene ci siano altri gas con un effetto serra maggiore, è la quantità pura di diossido di carbonio emesso che dice che è il gas che al momento contribuisce maggiormente all'effetto serra.

L'atmosfera del pianeta Venus è praticamente tutta diossido di carbonio. L'effetto serra presente in questo pianeta è veramente forte.

L'aumento di diossido di carbonio nell'atmosfera può aiutare le piante a crescere più velocemente, il che potrebbe contribuire a contro bilanciare gli effetti della deforestazione menzionati prima. Un altro effetto dell'aumento del diossido di carbonio è che il valore del pH dell'acqua è mantenuto bilanciato dall'acqua sta diminuendo. Il che significa che l'acqua sta diventando più acida, che potrebbe avere effetti sulla flora marina e sulla fauna marina.

Fasi di transizioni

Fasi di transizioniSe raffreddato a -78.5 °C il diossido di carbonio diventa direttamente solido, conosciuto anche come ghiaccio secco. Sotto la normale pressione dell'aria il ghiaccio secco non si scioglie se riscaldato ma diventa subito in stato gassoso (Sublimazione). Il diossido di carbonio solido assomiglia più o meno al ghiaccio formato dall'acqua. A 15 °C il diossido di carbonio diventa liquido se la pressione dell'aria raggiunge i 50 bar.

Ci sono vari spettacolari e relativamente non pericolosi esperimenti che possono essere fatti con il diossido di carbonio solido. Se una coppia di granuli vengono fatti cadere dentro un bicchiere di acqua il diossido di carbonio solido evapora grazie al relativo calore dell'acqua. L'acqua inizia a formare delle bolle e un considerevole volume di vapore. Sembra quasi che l'acqua stia bollendo facendo molto più vapore, quando in realtà l'acqua è ancora a temperatura ambiente o forse un po' più bassa.
Visto che il vapore dell'acido carbonico è più pesante dell'aria il vapore "cade" verso il basso e percorre il bicchiere in tutta la sua altezza fino ad arrivare al tavolo. Questo effetto è spesso usato a teatro o anche in TV nelle macchine per il fumo.

Proprietà geologiche

L'acido carbonico dissolto in acqua (pioggia), il carbonato di idrogeno, è ugualmente geologicamente importante, grazie al fatto che può sciogliere il gesso o il calcare. Questo porta a fenomeni carsici. Nella sua forma legata con il carbonato di calcio (CaCO3) si presenta come calcare. Quando il carbonato di calcio è dissolto in acido o è riscaldato come nella produzione di cemento, viene rilasciato CO2. L'industria del cemento è responsabile per circa il 5% dell'emissione annuale del gas effetto serra CO2.

Il mercato delle emissioni CO2

Per regolare l'emissione dei gas effetto serra, è stato creato uno schema per il diossido di carbonio. I partecipanti nel settore del commercio delle emissioni di CO2 ricevono all'inizio dell'anno una certa quantità di diritti.

Questa quantità è stabilita dal governo nazionale e dai ministeri sulla base del piano nazionale di assegnazione (NAP). Un business dove avviene emissione (Nella legge viene indicato come un 'stabilimento') avrà diritto ad una quota a questi permessi fintanto che le emissioni avranno un valido permesso. La registrazione e il controllo di questi viene effettuato dai Paesi Bassi dall'Autorità Olandese di Emissioni (NEA) e altri stati partecipanti hanno autorità simili.

 

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