Karbondioksid

Historie

Karbondioksid var en av de første gassene som fikk et navn. På 1600-tallet observerer den flamske kjemikeren Jan Johannes van Helmont at massen av trekull ble redusert under forbrenningen, ettersom massen av den gjenværende aske var mindre enn det kull som ble brukt. Hans tolkning var at resten av kullet hadde blitt omgjort til et usynlig stoff som han kalte gass eller Spiritus Sylvestre («Vild ånd»).
Egenskapene til karbondioksid ble undersøkt mer grundig av den skotske legen Joseph Black. Han oppdaget i 1754 at når kalk (kalsiumkarbonat, CaCO₃) blandes i en løsning med syrer, frigjøres en gass som han kalte fixed air («fiksert/etablert luft»). Han innså at denne gassen var tyngre enn luft og ikke opprettholder forbrenningprosesser. Ved injisering av denne gass i en oppløsning av kalsiumhydroksid så han at en fellingsreaksjon skjedde. Dette fenomen fikk ham til å forstå at karbondioksid oppstår i pusting hos pattedyr, og frembringes av mikrobiologisk fermentering. Hans arbeid viste at gasser kan være involvert i kjemiske reaksjoner, og bidro til at en vente seg bort fra teorien om flogiston.
Joseph Priestley lyktes i 1772 med den første produksjon av brus ved å tilføre svovelsyre i en kalkløsning, for deretter å oppløse den resulterende karbondioksid i en mugge med vann. I 1823 lyktes Humphry Davy og Michael Faraday med å gjøre karbondioksid om til en væske ved å øke trykket. Den første beskrivelsen av fast karbondioksid kommer fra Charles Thilorier, i 1834 trykksatt han en beholder med flytende karbondioksid. Da han åpnet beholderen fant han ut at en spontan fordampning finner sted, noe som fører til avkjøling slik at også en del faststoff av CO₂ ble dannet.

Forekomst

Karbondioksid er i atmosfæren, i hydrosfæren, i litosfæren og biosfæren. Karbon utveksles mellom disse sfærene i stor grad i form av karbondioksid. I atmosfæren var det i 2015 rundt 830 gigatonn (830 000 000 000 tonn) karbon i form av karbondioksid. hydrosfæren inneholder cirka 38 000 gigatonn med karbon i form av fysisk oppløst karbondioksid, samt oppløst hydrogenkarbonater og - karbonater. Litosfæren omfatter den klart største andelen av kjemisk bundet karbondioksid. Karbonatbergarter som kalsitt og dolomitt inneholder cirka 60 millioner gigatonn karbon I tillegg til dette kommer innholdet av karbon i permafrostområder som tundraen i Arktis og Antarktis ved polområdene, boreal barskog eller fjellområder som lagrer store mengder karbon.

Forekomst i atmosfæren

Karbondioksid er en sporgass i atmosfære. Konsentrasjonen i 2013 er lokalt overskred terskelen på 400 ppm (parts per million, deler per million), som ble målt av National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) i USA på Mauna Loa (Mauna Loa-observatoriet), Hawaii.
En studie publisert høsten 2016 i tidsskriftet Science kunne for første gang fremvise en lineær sammenheng mellom utslipp av CO₂ og smelting av sommerisen i Arktis: «Et tonn CO₂ = -3 km³ sommeris».
Den totale massen av karbondioksid i atmosfæren er cirka 3000 gigatonn eller cirka 800 gigatonn karbon (forholdet mellom molar masse av CO₂ til C er 44:12). Konsentrasjonen varierer både med årstidene og lokalt, spesielt på bakken. I urbane områder er konsentrasjonen generelt høyere i lukkede rom, der kan konsentrasjonen være opp til ti ganger høyere enn gjennomsnittet.
Karbondioksid absorberer noe av varmestrålingen fra solen (den infrarøde), mens den kortbølgede del av solstrålingen kan passere nesten uhindret. Et absorberende legeme avgir også varmestråling i henhold til sin temperatur. Disse funksjonene gjør karbondioksid til en såkalt klimagass. Etter vanndamp utgjør karbondioksid den andre store klimagassen i forhold til sin mengdeandel i atmosfæren, selv om den spesifikke virkningen av metan og ozon er høyere. Alle klimagasser sammen øker den gjennomsnittlige temperaturen på jordoverflaten på grunn av den naturlige drivhuseffekten fra cirka -18 °C til +15 °C. Karbondioksid har en relativt stor andel av den samlede effekten og dermed bidrar dermed til å gjøre klimaet vennlig for livet på jorden.
Atmosfærens innhold av karbondioksid har vært utsatt for store svingninger i løpet av historien, noe som har hatt ulike biologiske, kjemiske og fysiske årsaker. For 500 millioner år siden var karbondioksidkonsentrasjonen omtrent 20 ganger høyere enn dagens nivå. Verdien sank jevnt og var i jura om lag fire til fem ganger sin nåværende verdi. Siden da har verdien falt videre. I alle fall de siste 800 000 år har andelen alltid vært under 300 ppm. Konsentrasjon av karbondioksid i den siste 10 000 år har holdt seg relativt stabilt på 300 ppm. Balansen i karbonkretsløpet har dermed vært i likevekt over dette tidsrommet. Fra begynnelsen av den industrielle revolusjon på 1800-tallet har karbondioksidinnholdet i atmosfæren økt. Den nåværende konsentrasjonen er trolig den høyeste på flere hundre tusen år.
I perioden 1960 til 2005 økte karbondioksidinnholdet med 1,4 ppm per år.
De antropogene, altså menneskeskapte, utslipp av karbondioksid, er cirka 36,3 gigatonn per år. Dette utgjør bare en liten andel av de fra naturlige kilder av karbondioksid som er på cirka 550 gigatonn per år. Men fordi det naturlige karbonsluket opptar samme mengde CO₂ hold karbondioksidkonsentrasjonen seg relativt konstant før industrialiseringen. Den ekstra karbondioksiden er omtrent halvparten av biosfærens og av verdenshavenes (som fører til forsuring) opptak, slik at de nå absorberer mer karbondioksid enn de avgir. Den andre halvparten av karbondioksidutslippene forblir i atmosfæren, hvor det fører til målbar økning i konsentrasjonen. Denne kurven som viser økt karbondioksidkonsentrasjon er beskrevet av Charles David Keeling, og den såkalte Keeling-kurven er oppkalt etter ham. Denne ble første gang vist i begynnelsen av 1960-årene.
Det er generelt akseptert at det er en statistisk signifikant menneskeskapt innflytelse på klimaet, som er delvis ansvarlig for den global oppvarming. Denne oppvarmingen har svært sannsynlig for en stor del sin årsak i økningen i drivhuseffekten på grunn av utslipp av klimagasser. Det karbondioksid som produseres i tillegg har en andel på cirka 60 % av drivhuseffekten.
I mars 2015 ble det i henhold til National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) for første gang målt mer enn 400 ppm CO₂ i jordens atmosfære.

Forekomst i verdenshavene

Vannet i havet inneholder karbondioksid i oppløst form, så vel som karbondioksid i likevekt med hydrogenkarbonater og karbonater. Den oppløste mengde varierer med årstidene, fordi den avhenger av temperaturen og saltinnholdet i vannet: Kaldt vann oppløser mer karbondioksid enn varmt. Fordi kaldt vann har større tetthet, synker karbondioksidinnholdet i havene på dypere lag. Bare ved trykk over 300 bar og temperaturer over 120 °C (393 K) er situasjonen annerledes, som i nærvær av dyp med geotermiske skorsteiner.
I havet er det omtrent 50 ganger mer karbon enn inneholdet i atmosfæren. Havet fungerer som en stort karbonsluk og absorberer cirka en tredjedel av den frigitte mengden karbondioksid fra menneskelig aktivitet. I de øvre lag av verdenshavene er karbondioksid delvis bundet av fotosyntesen. Med ved økende oppløsning av karbondioksid senkes alkaliteten til saltvann, og det er fryktet at dette vil påvirke dannelsen av skjell hos organismer. På den annen side er det bevis for at økt karbondioksid konsentrasjon stimulerer noen arter til økt skjellproduksjon.

Forekomst i ferskvann

Gjennom spesielle geologiske forhold kan ferskvann oppta betydelige mengder med karbondioksid, som vann fra mineralkilder eller i innsjøer i utdødde vulkaner, kalt Maarer. I sjeldne tilfeller inntreffer naturkatastrofer på grunn karbondioksid. I 1986 inntraff en katastrofe på Lake Nyos i Kamerun. Innsjøen ligger i et gammelt vulkankrater i Oku-vulkansk område. Et magmakammer strømmet ut i innsjøen, og karbondioksid ble oppløst i vannet slik at det ble mettet. Sannsynligvis forårsaket et jordras at store mengder karbondioksid fra innsjøen ble sluppet ut, noe som drepte omkring 1700 innbyggere og 3500 dyr i omkringliggende landsbyer. I 1984 inntraff en liknende katastrofe ved Lake Monoun der vannet ble mettet med karbondioksid på grunn av en slik hendelse. Under denne spontane frigjøringen av karbondioksid omkom 37 mennesker. Dessuten har Kivusjøen i Sentral-Afrika høye konsentrasjoner av oppløste gasser på dypt vann. Det er anslått at rundt 250 km³ karbondioksid er oppløst i denne innsjøen.

Forekomst utenom jorden

Atmosfæren på Venus består av cirka 96,5 % karbondioksid, og har en massen på cirka 90 ganger Jordens atmosfære, med et trykk på 90 bar. Det høye karbondioksidinnholdet er en årsak til den sterke drivhuseffekten på planeten. Videre i forhold til jorden har den gjennomsnittlig en 41 millioner kilometer kortere avstand fra solen, noe som resulterer i en overflatetemperatur på cirka 480 °C. Karbondioksid er også den viktigste delen av atmosfære på Mars, som utgjør rundt 95 % av innholdet. På polene til Mars er den atmosfærisk delen av karbondioksid delvis bundet som tørris. Det atmosfæriske trykk er svært lavt, bare cirka syv millibar, noe som fører til at dens drivhuseffekten bare gir en økning av temperaturen på om lag 5 °C. Dette til tross for det høye karbondioksidinnhold. Atmosfærene til de ytre planetene i solsystemet, samt til deres satellitter, inneholder også karbondioksid. Opprinnelsen til denne er knyttet til konsekvensene av kometer som Shoemaker–Levy 9 og kosmisk støv. Med instrumenter som Hubble-teleskopet har NASA funet eksoplaneter som HD 189733 b med karbondioksid.
Karbondioksid er funnet både i det interstellare rom, i den protoplanetarisk skive og rundt unge stjerner. Dannelsen skjer ved overflatereaksjoner med karbonmonoksid og oksygen til vann- og ispartikler ved temperaturer rundt -123 °C (150 K). Ved fordampning av isen frigjøres karbondioksid. I det frie rommet mellom, er konsentrasjonen forholdsvis lav, ettersom vann og karbonmonoksid er dannet ved reaksjoner med atomært og molekylært hydrogen.

Fysiske egenskaper

Karbondioksid opptrer ved normalt trykk som et fast stoff ved temperaturer under -78,5 °C. Dette stoffet kalles tørris. Hvis dette blir oppvarmet vil det ikke smelte, men blir sublimert direkte til gassform.
Trippelpunkt der de tre fasene av faststoff, væske og gass finnes ved termodynamisk likevekt, er ved en temperatur på -56,6 °C og et trykk på 5,19 bar.
Den kritiske temperaturen er 31,0 °C, det kritiske trykket 73,8 bar og den kritiske tettheten 0,468 g/cm³. Under den kritiske temperaturen kan karbondioksid komprimeres ved trykkøkning til en fargeløs væske. Ved romtemperatur kreves et trykk på cirka 60 bar for at CO₂ skal være i væskeform.
Fast karbondioksid krystalliserer i kubisk krystallstruktur i romgruppe Pa-3 (romgruppe nummer 205) med gitterparameteren a = 562,4 pm.
Karbondioksid absorberer elektromagnetisk stråling hovedsakelig i regionen av spektret av infrarød, noe som gir molekylær vibrasjoner. Dette er selve årsaken til stoffets egenskap som klimagass.
Dens løselighet i vann er forholdsvis høy. Ved 20 °C under normalt trykk er metning i likevekt med ren karbondioksid ved 1688 mg/l. For sammenligning er løseligheten av oksygen eller nitrogen som følger: I rent oksygen er metningen allerede nådd ved 44 mg/l og ved ren nitrogen ved 19mg/l. I standard tilstand er tetthet av karbondioksid 1,98 kg/m³.

Molekylære egenskaper

Karbondioksidmolekylet er lineært, det vil si at alle tre atomer ligge på en rett linje. Karbonet er bundet til to oksygenatomer med dobbeltbindinger, begge oksygenatomene har to frie elektronpar. Karbon-oksygen avstanden er 116,32 pm Karbon-oksygenbindinger er polarisert på grunn av de forskjellige elektronegativitetene til karbon og oksygen. Imidlertid vil de elektriske dipolmomenter oppheve hverandre utover på grunn av symmetri, slik at molekylet ikke har noe elektrisk dipolmoment.

Anvendelse

Karbondioksid brukes i industrien til mange forskjellige formål. Det er billig, ikke-brennbart og anvendes som komprimert gass, i flytende form, som tørris eller i superkritisk fase. Den kjemiske industrien anvender karbondioksid som et råmateriale for kjemiske synteser.

Bruk i næringsmiddelteknologi

I drikker som inneholdt karbondioksid stimuleres reseptorceller i munnen, noe som har en forfriskende effekt. For drikker som øl eller champagne kommer karbondioksid fra gjæringsprosessen. I andre drikker som limonade eller sodavann blir CO₂ kunstig tilsatt, eller det benyttes naturlig mineralvann som inneholder CO₂. Ved produksjon av slike varer blir karbondioksid pumpet inn i drikken under høyt trykk. Der cirka 0,2 % av vannet reagerer med karbondioksid og danner karbonsyre, mens den største del går i oppløsning som en gass i vannet. Som tilsetningsstoff kalles karbondioksid for E 290.
Gjær utvikler ved gjæring av sukker karbondioksid som benyttes som hevemiddel ved fremstilling av deig. Bakepulver er en blanding av natriumbikarbonat og et surt salt er også brukt som et hevemiddel, men gir ikke karbondioksid.
Ved produksjon av vin brukes tørris som kjølemiddel for å avkjøle nylig plukket druer uten fortynning med vann, noe som vil kunne skape spontan gjæring. Vindyrkerne i Beaujolais i Frankrike bruker kullsyregjæring for å produsere "Beaujolais Primeur .
Ved lagring av frukt og grønnsaker spiller temperaturen en viktig rolle, men det samme gjør også sammensetningen av atmosfæren der disse produktene oppbevares. Hos fruktprodusenter og butikker kan epler som lagres i kontrollerte omgivelser være holdbare i flere tiår. Kunnskapen om at moden frukt forbruker oksygen og avgir karbondioksid, og at en atmosfære uten oksygen vil føre til at modningen stopper, går tilbake til begynnelsen av 1800-tallet. På 1930-tallet ble det for første gang konstruert et lager der innholdet av oksygen og karbondioksid i luften kontrolleres, dette ble utprøvd i Storbritannia. Den økonomiske betydningen av nøyaktig kontrollerte atmosfærer for fruktlagring er stor. Med tilsetning av karbondioksid til atmosfæren kan holdbarheten forlenges med flere måneder, dermed blir en mindre avhengigheten av import fra varmere strøk om vinteren og våren. På den annen side kan uriktig tilsetning av karbondioksid føre til feil i fruktkjøttet, dermed kan et helt lager eller en containertransport bli verdiløs. De biokjemiske prosessene som fører til den forsinkede modning av frukt er ennå ikke forstått. For tiden er det antatt at både bremsing av modningsprosessen og dannelsen av forskjellige feil forårsaket av stressresponser blir styrt på cellenivå.
Frukt, grønnsaker og sopper som i detaljhandel blir pakket i folie, blir gjerne utstyrt med en beskyttende atmosfære, dette for å forlenge holdbarheten. Dette gir også en beskyttelse av friskheten på vei til forbrukeren. I dag blir også kjøtt, fisk og sjømat, pasta, bakervarer og meieriprodukter solgt i slik forpakning. Typiske nivåer er 20 % karbondioksid for storfekjøtt, 50 % for storfekjøtt, svinekjøtt og pasta, 60 % for bakervarer og hele 80 % for fisk. En emballasje med bare karbondioksid unngås. Dette fordi det ville kunne føre til utviklingen av sykdomsfremkallende anaerobe bakterier, og i mange tilfeller påvirke farge og smak på produktene. Bestemmelse av optimal beskyttende atmosfære for et produkt er gjenstand for intens forskning i matindustrien.
Superkritisk karbondioksid har høy løselighet for upolare stoffer og kan erstatte giftige organiske Løsemidler. Det brukes som ekstraksjonsmiddel, for eksempel for utvinning av naturstoffer som koffein ved fremstilling av koffeinfri kaffe.

Teknisk anvendelse

Karbondioksid anvendes ved brannslokking på grunn av sin egenskap til å fortrenge oksygen, spesielt i brannslokningsapparater og automatiske slukkeanlegg. CO₂-brannslukningssystemer anvendes for å beskytte siloer eller lagerrom for brannfarlige væsker ved å fylle hele rommet med karbondioksid. Dette har imidlertid ført til gjentatte ulykker, med kvelning til følge. En studie av US Environmental Protection Agency (EPA) raporterte om 51 ulykker i tidsrommet 1975–1997 med 72 dødsfall og 145 skadete på grunn av slike anlegg.
Karbondioksid brukes som kuldemedium i bilbransjen og stasjonære klimaanlegg, som industriell kjøling, supermarkeder og transportkjøling og drikkemaskiner. Den har en stor volummessig kjølekapasitet og dermed en høy effektivitet for et gitt volum. Karbondioksid har en lav miljøbelastning, ettersom det globale oppvarmingspotensialet bare er en brøkdel av de vanlige kjølemedier som brukes i dag. Det har heler ingen ozonnedbrytende potensiale. Karbondioksid blir anvendt i sentralvarmesystemer og oppvarming i kjøretøyer. I gasskjølte atomreaktorer av type som Advanced Gas-cooled Reactor blir karbondioksid brukt som kjølemiddel.
Karbondioksid blir anvendt som en inertgass innenfor sveiseteknologi, enten i ren form eller som et tilsetningsstoff sammen med argon eller helium. Ved høye temperaturer er CO₂ termodynamisk ustabil derfor er det ikke er referert til som lite reaksjonsvillig, i stedet blir det da omtalt som en aktiv gass.
I en såkalt karbondioksidlaser strømmer kontinuerlig en lasergass gjennom utladningsrøret, denne består av en blanding av nitrogen, helium og karbondioksid. I tillegg til den vanlige faste laseren, er det en av de mest bruket industrielt gasslasere med ytelse mellom 10 W og 20 kW. Virkningsgraden er omtrent 10 til 20 %.
I flytende form omsettes karbondioksid i gassflasker. Det finnes to typer: flasker med stigerør for uttak av flytende karbondioksid og flaske uten stigerør for uttak av karbondioksid i gassform. Begge må være i vertikal posisjon ved transport. Flasken uten stigerør anvendes med trykkreduksjonsventil, mens den med stigerør hovedsakelig drives uten. Så lenge det fremdeles er flytende karbondioksid i trykkflasken, er det indre trykket bare avhengig av temperaturen. En måling av fyllingsnivået er derfor bare mulig via veiing for begge flasketypene. Kapasiteten for uttak av gass er begrenset av hvor mye varme som kan absorberes fra omgivelsene, den flytende karbondioksiden må nemlig fordampe i flasken for å gjenoppbygge det trykk som tilsvarer gjeldende temperatur.
Sublimasjon av tørris frembringer en hvit tåke fra den kalde karbondioksid-luftblanding, samt kondensasjon av luftfuktigheten i omgivelsene. Dette gir visuelle effekter som blir brukt i teater og konserter. I dag er det vanlig med tåkekjøling som tilleggsutstyr for røykmaskiner, som drives med flytende karbondioksid.
I økende grad blir karbondioksid anvendt i forbindelse med automatiserte prosesser for sandblåsing der overflater med spesielt høy renhet etterstrebes. Med sin kombinasjon av mekaniske, termiske og kjemiske egenskaper, kan «karbondioksid-snø», for eksempel oppløse og fjerne forskjellige typer av overflateurenheter uten gjenværende rester.
Superkritisk karbondioksid er et løsemiddel som brukes til rengjøring og avfetting, for eksempel wafere i halvlederindustrien og tekstiler i renserier. Karbondioksid i denne tilstanden benyttes også som et reaksjonsmedium for produksjon av finkjemikalier. Disse brukes for eksempel til fremstilling av smakstilsetninger, fordi isolerte enzymer ofte forblir aktive og ingen rester av oppløsningsmidler forblir i produktene, i motsetning til organiske oppløsningsmidler.
I tertiære oljeutvinning blir superkritisk karbondioksid brukt til fylling av oljereservoar for å rense oljen fra større dyp til overflaten.

Resirkulering av karbondioksid

I tillegg til karbonfangst og -lagring går forskningen også i retning av å konvertere karbondioksid som dannes under forbrenning av fossile brensler til nyttbare forbindelser, og om mulig, dannelse av energibærere på nytt. For eksempel kan reduksjonsforbindelser slik som metanol og maursyre allerede fremstilles på denne måten.
Tilsvarende er syntese av urea en mulighet. Et fransk forskerteam undersøkte organisk katalyse, ved konvertering til formamid eller dens derivater. Sidens energi til å drive prosessen må tilføres, er ikke disse metodene egnet for økonomisk produksjon av energi. Forskere ved RWTH Aachen har utviklet en homogen katalytisk prosess for fremstilling av metanol fra karbondioksid og hydrogen under trykk med en spesiell ruthenium-fosfin-kompleks til stede i katalysatoren og reagenser i en løsning. Likeledes er en kontinuerlig fremgangsmåte for fremstilling av maursyre utviklet med et organometallisk ruthenium-kompleks, karakterisert ved at karbondioksid innehar en dobbelrolle både som reaktant og i en superkritisk form i den ekstraherende fase der maursyren dannes. I en annen variant som er utviklet av en spansk forskningsgruppe, kan karbondioksid omdannes via en iridium-katalysert hydrosilyleringsreaksjon og fanges opp i form av silyl-formater. Fra dette kan maursyre lett skilles ut. Denne reaksjon som allerede har blitt realisert på i mindre skala, foregår under meget milde reaksjonsbetingelser, er meget selektiv og har høy omsetning.
I Niederaussem kraftverk utforske RWE og Brain AG hvordan mikroorganismer kan konvertere CO₂.

Andre bruksområder

Karbondioksid var opp til 1950-årene, vanlig i brukt som bedøvelse for mennesker, spesielt i USA, og ble den gangen vurdert som svært tilfredsstillende. Etter dette er mer effektive anestetikum innført.
Imidlertid brukes fortsatt en metode med bedøving med karbondioksid før slakting av dyr. Griser blir ført ned i grupper via en heis i en grop med en atmosfære som inneholder minst 80 % karbondioksid, hvor de mister bevisstheten. Denne prosedyren er kontroversielt og intensiv innsats gjøres for å forbedre metodene ut fra et dyrevernperspektiv. Fisk blir lamslått ved å innføre gassformig karbondioksid eller ved å tilsette kullsyre i vannet. Metoden med å bedøve slaktedyr med karbondioksid er underlagt ulike restriksjoner i forskjellige land, for eksempel bestemmelser for hvilke dyr som tillates bedøvd på denne måten.
Karbondioksid blir anvendt som avføringsmiddel i form av stikkpiller. Ved utvikling av natriumdihydrogenfosfat og natriumbikarbonat under oppløsning av stikkpillen blir karbondioksid frigjort og ekspanderer i tarmen, noe som i sin tur utløser avføringsrefleksen.
Karbondioksid virker som et gjødsel, og brukes som det i drivhus. Grunnen til dette er mangelen på karbondioksid forårsaket av plantenes fotosyntese som forbruker CO₂. Ved utilstrekkelig påfylling av frisk luft, spesielt om vinteren når ventilasjonen er lukket kan dette bli et problem. Karbondioksidet blir enten innført direkte som en ren gass eller som et forbrenningsprodukt av propan eller naturgass. Dette resulterer i en kobling av gjødsling og oppvarming. Den mulige økning av utbytte avhenger av omfanget av mangel på karbondioksid og i hvilken grad planter er utsatt for lys. Karbondioksid blir anvendt i akvarier som et gjødsel for vannplanter. Ved tilførsel av organisk materiale øker karbondioksidinnholdet i vannet ved åndedrett på bekostning av oksygeninnholdet.
CO₂ anvendes for å fange blodsugende insekter og smittebærere. Disse bruker karbondioksid som forekommer i pusten til verten til å orientere seg etter. Det blir frigjort fra tørris, fra gassflasker eller fra forbrenning av propan eller butan. Dette lokker insekter i nærheten til å bli dratt inn i et eget innsug.

Økologiske betydningen

Planter og fotosyntetiske bakterier absorbere karbondioksid fra atmosfæren og omdanner den ved fotosyntese under påvirkning av lys og absorpsjon av vann, til i karbohydrater som glukose. Denne prosessen skjer frittgjør oksygen fra dekomposisjon av vann. De resulterende karbohydrater tjener som energikilder og byggemateriale for alle andre biokjemiske stoffer som polysakkarid, nukleinsyreer og proteiner. Karbondioksid gir dermed råstoff for dannelsen av all biomasse i primærproduksjon til økosystemene.
Nedbrytning av biomasse etter celleånding er en reversering av prosessen med fotosyntese, med dannelse av karbondioksid og forbruk av oksygen. Som et eksempel har utåndingsluften fra et menneske et CO₂-innhold på cirka 4 %. Alle organismer i et økosystem ånder kontinuerlig, og er dermed avhengig av fotosyntesen som igjen er avhengig av tilgjengeligheten av lys. Dette fører til syklisk økning og reduksjon av karbondioksid i daglige og sesongmessige rytmer, avhengig av forskjellige lysintensitet.
I vann varierer også karbondioksidkonsentrasjonen i henhold til døgn- og årsrytmer. Karbondioksid og andre oppløste karbondsyrestoffer er i kjemisk likevekt, dette bestemmer det fremherskende pH-nivået i vannet i betydelig grad. Det kjemiske likevektsnivået av dissosiasjonen av ammonium/ammoniakk, nitritt/salpetersyrling, sulfid/hydrogensulfid er igjen avhengig av pH-nivået. Sammensetningen av disse stoffene avgjør giftigheten for organismene som lever i vann.
Dersom karbondioksid er oppbrukt ved fotosyntese i vannet, noe som indikeres av en pH-verdi nær 8,3, er noen arter av alger og vannplanter i stand til å utvinne den ønskede karbondioksid fra oppløste hydrogenkarbonat, slik at hydroksidioner frigjøres og gjør pH-nivået mer alkalisk. I næringsrike vann som karpedammer kan pH-verdien stige til 12, med tilhørende helsemessige konsekvenser for fisken, for eksempel kjertelnekrose hos karpefisk.
Forskere ved Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum hadde i 2012 en felles studie med andre institusjoner, beregnet at sporeplanter, altså lag av lav, alger og mose ved siden av nitrogen, binder cirka 14 milliarder tonn karbondioksid årlig. De binder like mye karbondioksid som det slippes årlig ut av skogbranner og brenning av biomasse over hele verden. Det er imidlertid ikke mulig å bekjempe klimaendringer ved hjelp av lag av sporeplanter, siden denne to-dimensjonale vegetasjonen lagrer klimagassen karbondioksid bare for noen få år.
En betydning lagring og frigjøring av karbondioksid skjer i jord. Hvor sterk frigjøringen av organisk bundet karbon fra jord er påvirket av de respektive miljøforhold og andre faktorer. Dette er for tiden i stor grad ukjent. Frigjøringen er imidlertid akselerert ved oppvarming, noe som har vært påvist i nyere studier og som kan ha en effekt på klimaet. Ved å indikere størrelsen av CO₂-utslippene kan ulike prosesser bli sammenlignbare rent energimessig og økologisk. Disse vil bli konvertert til utslipp av karbondioksid fra fossile brensler.