Јаглерод диоксид

Јаглерод диоксид (хемиска формула ) е хемиско соединение составено од молекули од кои секоја има по еден атом на јаглерод поврзан со ковалентна двојна врска за два атоми на кислород. Се наоѓа во гасовита агрегатна состојба на собна температура. Во воздухот, јаглеродниот диоксид е проѕирен за видливата светлина, но апсорбира инфрацрвено зрачење, дејствувајќи како стакленички гас. Тоа е гас во траги во Земјината атмосфера со 421 дел на милион (ppm) или околу 0,04 % зафатнински удел (од мај 2022 година), кој се зголемил од прединдустриските нивоа од 280 ppm. Согорувањето на фосилните горива е примарна причина за овие зголемени концентрации на CO<sub>2</sub> и исто така примарна причина за климатските промени. Јаглерод диоксидот е растворлив во вода и се наоѓа во подземните води, езерата, ледените капи и морската вода. Кога јаглеродниот диоксид се раствора во вода, тој формира карбонат, главно бикарбонат, што предизвикува закиселување на океаните како што се зголемуваат нивоата на CO<sub>2</sub> во атмосферата.
Фламанскиот лекар и хемичар Јан Баптиста фан Хелмонт (1580-1644) е првиот научник кој покажал дека јаглерод диоксидот е одделен гас кој се разликува од другите тогаш познати видови „воздух“.
Како извор на достапен јаглерод во јаглеродниот циклус, атмосферскиот CO<sub>2</sub> е примарен извор на јаглерод за живот на Земјата. Неговата концентрација во прединдустриската атмосфера на Земјата од доцниот прекамбриум е регулирана од организми и геолошки феномени. Растенијата, алгите и цијанобактериите користат енергија од сончевата светлина за да синтетизираат јаглехидрати од јаглерод диоксид и вода во процес наречен фотосинтеза, кој произведува кислород како отпаден производ. За возврат, кислородот се троши и CO<sub>2</sub> се ослободува како отпад од сите аеробни организми кога ги метаболизираат органските соединенија за да произведат енергија со дишење. CO<sub>2</sub> се ослободува од органските материјали кога тие се распаѓаат или согоруваат, како на пример при шумски пожари. Бидејќи растенијата бараат CO<sub>2</sub> за фотосинтеза, а луѓето и животните зависат од растенијата за храна, CO<sub>2</sub> е неопходен за опстанок на животот на земјата.
Јаглерод диоксидот е 53 % погуст од сувиот воздух, но е долговечен и темелно се меша во атмосферата. Околу половина од вишокот на емисии на CO<sub>2</sub> во атмосферата се апсорбираат од копнените и океанските јаглеродни одводи. Овие одводи можат да станат заситени и испарливи, бидејќи распаѓањето и шумските пожари резултираат со ослободување на CO<sub>2</sub> назад во атмосферата. CO<sub>2</sub> на крајот се задржува (се складира на долг рок) во карпите и органските наоѓалишта како јаглен, нафта и природен гас. Секвертираниот CO<sub>2</sub> се ослободува во атмосферата преку согорување на фосилни горива или природно од вулкани, топли извори, гејзери и кога карбонатните карпи се раствораат во вода или реагираат со киселини.
CO<sub>2</sub> е разновиден индустриски материјал, кој се користи, на пример, како инертен гас при заварување и противпожарни апарати, како гас под притисок во воздушните пиштоли и за искористување на маслото и како суперкритичен течен растворувач при декофеинирање на кафе и суперкритично сушење. Тој е нуспроизвод на ферментација на шеќери во лебот, пивото и правењето вино и се додава во газирани пијалаци како селцер и пиво. Има остар и кисел мирис и генерира вкус на сода вода во устата, но при вообичаени концентрации е без мирис.
1 Хемиски и физички својства
1.1 Структура, сврзување и молекулски вибраци
Симетријата на молекулата на јаглерод диоксид е линеарна и центросиметрична во нејзината рамнотежна геометрија. Должината на јаглерод-кислород врската во јаглерод диоксидот е 116,3 pm, значително пократка од приближно 140-pm должината на типична единечна C–O врска и пократка од повеќето други функционални групи со повеќекратна C–O врска, како што се карбонилите. Бидејќи е центросиметрична, молекулата нема електричен диполен момент.
Како линеарна триатомска молекула, има четири вибрациони модови како што е прикажано на дијаграмот. Во модовите на симетрично и антисиметрично истегнување, атомите се движат по оската на молекулата. Постојат два начини на свиткување, кои се дегенерирани, што значи дека имаат иста фреквенција и иста енергија, поради симетријата на молекулата. Кога молекулата допира површина или допира друга молекула, двата модови на свиткување може да се разликуваат по фреквенција бидејќи интеракцијата е различна за двата модови. Некои од вибрационите модови се забележани во инфрацрвениот (IR) спектар: антисиметричниот мод на истегнување на брановиот број 2349 cm<sup>−1</sup> (бранова должина 4,25 μm) и дегенерираниот пар на модови на свиткување на 667 cm<sup>−1</sup> (бранова должина 15 μm). Симетричниот мод на истегнување не создава електричен дипол, така што не е забележан во IR спектроскопијата, но е откриен со Раманска спектроскопија на 1388 cm<sup>−1</sup> (бранова должина 7,2 μm).
Во гасната фаза, молекулите на јаглерод диоксид подлежат на значителни вибрациони движења и не одржуваат фиксна структура. Меѓутоа, во експеримент на снимање со Кулонова експлозија, може да се заклучи моментална слика на молекуларната структура. Ваков експеримент е направен за јаглерод диоксид. Резултатот од овој експеримент и заклучокот од теоретските пресметки врз основа на ''ab initio'' потенцијалната енергетска површина на молекулата, е дека ниту една од молекулите во гасната фаза никогаш не е точно линеарна. Овој контраинтуитивен резултат е тривијален поради фактот што елементот за волумен на јадреното движење исчезнува за линеарни геометрии. Ова е така за сите молекули (освен двоатомските!).
1.2 Во воден раствор
Јаглерод диоксидот е растворлив во вода, во која реверзибилно формира (јаглеродна киселина), која е слаба киселина бидејќи нејзината јонизација во вода е нецелосна.
:CO2 + H2O <=> H2CO3
Рамнотежната константа на хидратација на јаглеродната киселина на 25 °C е:
:<math>K_\mathrm{a1}{\rm{(apparent)=\frac{\ce{[HCO3- ][H+]{\ce{[H2CO3] + [CO2_{(aq)}]</math>
Бидејќи најголемиот дел од растворените останува како молекули, ''K''<sub>a1</sub> (очигледно) има многу поголем именител и многу помала вредност од вистинската ''K''<sub>a1</sub>.
Бикарбонатниот јон е амфотерен вид кој може да дејствува како киселина или како база, во зависност од pH на растворот. При висока pH вредност, значително се дисоцира во карбонатниот јон:
:HCO3- <=> CO3^2- + H+:''K''<sub>a2</sub> = ; p''K''<sub>a2</sub> = 10.329
Во организмите, производството на јаглеродна киселина се катализира од ензимот, јаглеродна анхидраза.
1.3 Хемиски реакции на CO2
е моќен електрофил кој има електрофилна реактивност што е споредлива со бензалдехид или силни α, β-незаситени карбонилни соединенија. Меѓутоа, за разлика од електрофилите со слична реактивност, реакциите на нуклеофилите со се термодинамички помалку фаворизирани и често се открива дека се многу реверзибилни. Само многу силни нуклеофили, како карбанионите обезбедени од Грињардовите реагенси и органолитиумските соединенија реагираат со за добивање карбоксилати:
:MR + CO2 -> RCO2M:каде M = Li или Mg Br, а R = алкил или арил.
Во металните комплекси на јаглерод диоксид, служи како лиганд, кој може да ја олесни конверзијата на на други хемикалии.
Редукцијата на до CO е обично тешка и бавна реакција:
:CO2 + 2 e- + 2H+ -> CO + H2O
Фотоавтотрофите (т.е. растенијата и цијанобактериите) ја користат енергијата содржана во сончевата светлина за фотосинтеза на едноставни шеќери од апсорбирани од воздухот и водата:
:\mathit{n}CO2{} + \mathit{n}H2O -> (CH2O)_\mathit{n}{} + \mathit{n}O2
Редокс потенцијалот за оваа реакција во близина на pH 7 е околу -0,53 V наспроти стандардната водородна електрода. Ензимот јаглерод моноксид дехидрогеназа кој содржи никел го катализира овој процес.
1.4 Физички својства
Јаглерод диоксидот е безбоен. При ниски концентрации гасот е без мирис; сепак, при доволно високи концентрации, има остар, кисел мирис. При стандардна температура и притисок, густината на јаглеродниот диоксид е околу 1,98 kg/m<sup>3</sup>, околу 1,53 пати поголема од онаа на воздухот.
Јаглерод диоксидот нема течна состојба при притисок под 0,51795 ± (10) MPa (5,11177 ± (99) atm). При притисок од 1 atm (0,101325 MPa), гасот се депонира директно на цврсто тело на температури под 194,6855 ± (30)  K (-78,4645 ± (30) °C) и цврстата состојба сублимира директно до гас над оваа температура. Во својата цврста состојба, јаглерод диоксидот најчесто се нарекува сув мраз.
Течниот јаглерод диоксид се формира само при притисок над 0,51795 ± (10) MPa (5,11177 ± (99) atm); тројната точка на јаглерод диоксид е 216,592 ± (3) K (−56,558 ± (3) °C) на 0,51795 ± (10) MPa (5,11177 ± (99) atm) (види фазен дијаграм). Критичната точка е на 304.128 ± (15) K (30.978 ± (15) °C) и на 7.3773 ± (30) MPa (72.808 ± (30) atm). Друга форма на цврст јаглерод диоксид, забележана при висок притисок е аморфна цврстина слична на стакло. Оваа форма на стакло, наречена карбонија, се произведува со суперладење загреан при екстремен притисок (40–48 GPa или околу 400.000 атмосфери) во дијамантска наковална. Ова откритие ја потврди теоријата дека јаглерод диоксидот може да постои во стаклена состојба слична на другите членови на неговото елементарно семејство, како што се силициум диоксид (силика стакло) и германиум диоксид. Меѓутоа, за разлика од силициумските и германските очила, карбонското стакло не е стабилно при нормални притисоци и се враќа во гас кога ќе се ослободи притисокот.
На температури и притисоци над критичната точка, јаглеродниот диоксид се однесува како суперкритична течност позната како суперкритичен јаглерод диоксид.
Табела на топлински и физички својства на заситениот течен јаглерод диоксид:
Температура (°C), Густина (kg/m^3), Специфична топлина (kJ/kg K), Кинематичка вискозност (m^2/s), Кондуктивност (W/m K), Топлинска дифузија (m^2/s), Prandtl Број, Модул на збивливост (K^-1)
-50, 1156.34, 1.84, 1.19E-07, 0.0855, 4.02E-08, 2.96, -
-40, 1117.77, 1.88, 1.18E-07, 0.1011, 4.81E-08, 2.46, -
-30, 1076.76, 1.97, 1.17E-07, 0.1116, 5.27E-08, 2.22, -
-20, 1032.39, 2.05, 1.15E-07, 0.1151, 5.45E-08, 2.12, -
-10, 983.38, 2.18, 1.13E-07, 0.1099, 5.13E-08, 2.2, -
0, 926.99, 2.47, 1.08E-07, 0.1045, 4.58E-08, 2.38, -
10, 860.03, 3.14, 1.01E-07, 0.0971, 3.61E-08, 2.8, -
20, 772.57, 5, 9.10E-08, 0.0872, 2.22E-08, 4.1, 1.40E-02
30, 597.81, 36.4, 8.00E-08, 0.0703, 0.279E-08, 28.7, -
Табела на топлински и физички својства на јаглерод диоксид при атмосферски притисок:
Температура (K), Густина (kg/m^3), Специфична топлина (kJ/kg °C), Динамична вискозност (kg/m s), Кинематична вискозност (m^2/s), Топлинска спроводливост (W/m °C), Топлинска дифузија (m^2/s), Prandtl Број
220, 2.4733, 0.783, 1.11E-05, 4.49E-06, 0.010805, 5.92E-06, 0.818
250, 2.1657, 0.804, 1.26E-05, 5.81E-06, 0.012884, 7.40E-06, 0.793
300, 1.7973, 0.871, 1.50E-05, 8.32E-06, 0.016572, 1.06E-05, 0.77
350, 1.5362, 0.9, 1.72E-05, 1.12E-05, 0.02047, 1.48E-05, 0.755
400, 1.3424, 0.942, 1.93E-05, 1.44E-05, 0.02461, 1.95E-05, 0.738
450, 1.1918, 0.98, 2.13E-05, 1.79E-05, 0.02897, 2.48E-05, 0.721
500, 1.0732, 1.013, 2.33E-05, 2.17E-05, 0.03352, 3.08E-05, 0.702
550, 0.9739, 1.047, 2.51E-05, 2.57E-05, 0.03821, 3.75E-05, 0.685
600, 0.8938, 1.076, 2.68E-05, 3.00E-05, 0.04311, 4.48E-05, 0.668
650, 0.8143, 1.1, 2.88E-05, 3.54E-05, 0.0445, 4.97E-05, 0.712
700, 0.7564, 1.13E+00, 3.05E-05, 4.03E-05, 0.0481, 5.63E-05, 0.717
750, 0.7057, 1.15, 3.21E-05, 4.55E-05, 0.0517, 6.37E-05, 0.714
800, 0.6614, 1.17E+00, 3.37E-05, 5.10E-05, 0.0551, 7.12E-05, 0.716
2 Биолошка улога
Јаглерод диоксидот е краен производ на клеточното дишење кај организмите кои добиваат енергија со разградување на шеќери, масти и аминокиселини со кислород како дел од нивниот метаболизам. Ова ги вклучува сите растенија, алги и животни и аеробни габи и бактерии. Кај ’рбетниците, јаглеродниот диоксид патува во крвта од ткивата на телото до кожата (на пример, водоземци) или жабрите (на пример, рибите), од каде што се раствора во водата или до белите дробови од каде што се издишува. За време на активната фотосинтеза, растенијата можат да апсорбираат повеќе јаглерод диоксид од атмосферата отколку што ослободуваат при дишењето.
2.1 Фотосинтеза и фиксација на јаглерод
Фиксацијата на јаглеродот е биохемиски процес со кој атмосферскиот јаглерод диоксид е инкорпориран од растенија, алги и цијанобактерии во органски молекули богати со енергија како што е гликозата, со што се создава сопствена храна со фотосинтеза. Фотосинтезата користи јаглерод диоксид и вода за производство на шеќери од кои може да се конструираат други органски соединенија, а кислородот се произведува како нуспроизвод.
Рибулоза-1,5-бисфосфат карбоксилаза оксигеназа, вообичаено скратено RuBisCO, е ензимот вклучен во првиот главен чекор на фиксација на јаглеродот, производството на две молекули на 3-фосфоглицерат од CO<sub>2</sub> и рибулоза бисфосфат, како што е прикажано на дијаграмот лево.
Се смета дека RuBisCO е единствениот најзастапен белковини на Земјата.
Фототрофите ги користат производите од нивната фотосинтеза како внатрешни извори на храна и како суровина за биосинтеза на посложени органски молекули, како што се полисахариди, нуклеински киселини и белковини. Тие се користат за сопствен раст, а исто така и како основа на синџирите и мрежите на исхрана кои ги хранат другите организми, вклучително и животните како нас. Некои важни фототрофи, коколитофорите синтетизираат тврди лушпи од калциум карбонат. Глобално значаен вид коколитофор е ''Emiliania huxleyi'' чии скали на калцит ја формираа основата на многу седиментни карпи како варовникот, каде што претходно атмосферскиот јаглерод може да остане фиксиран за геолошки временски размери.
Растенијата можат да растат дури 50 проценти побрзо во концентрации од 1.000 ppm CO<sub>2</sub> во споредба со условите на околината, иако ова не претпоставува никаква промена во климата и нема ограничување на другите хранливи материи. Зголемените нивоа на CO<sub>2</sub> предизвикуваат зголемен раст што се рефлектира во приносот на културите што може да се жнее, при што пченицата, оризот и сојата покажуваат зголемување на приносот од 12-14% при покачен CO<sub>2</sub> во FACE експериментите.
Зголемените концентрации на CO<sub>2</sub> во атмосферата резултираат со помалку стомати кои се развиваат на растенијата што доведува до намалена употреба на вода и зголемена ефикасност во користењето на водата. FACE студиите покажаа дека збогатувањето со CO<sub>2</sub> доведува до намалени концентрации на микрохранливи материи во растителните растенија. Ова може да има негативни ефекти врз другите делови на екосистемите бидејќи тревопасните животни ќе треба да јадат повеќе храна за да добијат иста количина на белковини.
Концентрацијата на секундарните метаболити како што се фенилпропаноидите и флавоноидите, исто така, може да се промени во растенијата изложени на високи концентрации на CO<sub>2</sub>.
Растенијата, исто така, испуштаат CO<sub>2</sub> за време на дишењето и затоа поголемиот дел од растенијата и алгите, кои користат C3 фотосинтеза, се само нето апсорбери во текот на денот. Иако растечката шума ќе апсорбира многу тони CO<sub>2</sub> секоја година, зрелата шума ќе произведе онолку CO<sub>2</sub> од дишењето и распаѓањето на мртвите примероци (на пример, паднатите гранки) колку што се користи во фотосинтезата кај растечките растенија. Спротивно на долгогодишното мислење дека тие се јаглеродно неутрални, зрелите шуми можат да продолжат да акумулираат јаглерод и да останат вредни јаглеродни одводи, помагајќи да се одржи јаглеродната рамнотежа во атмосферата на Земјата. Дополнително и клучно за животот на земјата, фотосинтезата од фитопланктонот троши растворен CO<sub>2</sub> во горниот дел на океанот и со тоа ја промовира апсорпцијата на CO<sub>2</sub> од атмосферата.
2.2 Токсичност
Содржината на јаглерод диоксид во свеж воздух (во просек помеѓу нивото на морето и 10 kPa, т.е. околу 30 kм (98.000 ст) надморска височина) варира помеѓу 0,036% (360 ppm) и 0,041% (412 ppm), во зависност од локацијата.
CO<sub>2</sub> е асфиксирачки гас и не е класифициран како токсичен или штетен во согласност со Глобално хармонизираниот систем за класификација и означување на хемиски стандарди на Економската комисија на Обединетите нации за Европа со користење на упатствата на ОЕCD за тестирање на хемикалии. Во концентрации до 1% (10.000 ppm), ќе направи некои луѓе да се чувствуваат поспани и да им даде чувство на затнатост на белите дробови. Концентрациите од 7% до 10% (70.000 до 100.000 ppm) може да предизвикаат гушење, дури и во присуство на доволно кислород, манифестирајќи се како вртоглавица, главоболка, дисфункција на видот и слухот и несвестица во рок од неколку минути до еден час. Физиолошките ефекти од акутната изложеност на јаглерод диоксид се групирани заедно под терминот хиперкапнија, подгрупа на асфиксија.
Бидејќи е потежок од воздухот, на локации каде што гасот излегува од земјата (поради подповршинска вулканска или геотермална активност) во релативно високи концентрации, без дисперзираните ефекти на ветерот, може да се собере на заштитени/забранети локации под просечна земјино ниво, поради што животните сместени во него се задушуваат. Потоа се убиваат и хранилките за мрши привлечени од труповите. Децата се убиени на ист начин во близина на градот Гома од емисиите на CO<sub>2</sub> од блискиот вулкан, на планината Нирагонго. Свахили терминот за овој феномен е мазуку.
Адаптацијата кон зголемените концентрации на CO<sub>2</sub> се јавува кај луѓето, вклучувајќи модифицирано дишење и производство на бубрежни бикарбонати, со цел да се балансираат ефектите од закиселувањето на крвта (ацидоза). Неколку студии сугерираа дека 2,0 проценти инспирирани концентрации може да се користат за затворени воздушни простори (на пример, подморница), бидејќи адаптацијата е физиолошка и реверзибилна, бидејќи влошувањето на перформансите или нормалната физичка активност не се случува на ова ниво на изложеност пет дена. Сепак, други студии покажуваат намалување на когнитивната функција дури и на многу пониски нивоа. Исто така, со тековната респираторна ацидоза, адаптациските или компензаторните механизми нема да можат да ја сменат таквата состојба.
2.2.1 Под 1%
Постојат неколку студии за здравствените ефекти од долгорочната континуирана изложеност на CO<sub>2</sub> врз луѓето и животните на нивоа под 1%. Ограничувањата на професионалната изложеност на CO<sub>2</sub> се поставени во Соединетите Држави на 0,5% (5000 ppm) за период од осум часа. При оваа концентрација на CO<sub>2</sub>, екипажот на Меѓународната вселенска станица доживеа главоболки, летаргија, ментална бавност, емоционална иритација и нарушување на спиењето. Студиите кај животни со 0,5% CO<sub>2</sub> покажаа калцификација на бубрезите и губење на коскената маса по осум недели изложеност. Студија на луѓе изложени во сесии од 2,5 часа покажа значајни негативни ефекти врз когнитивните способности при концентрации од 0,1 % (1000 ppm) CO<sub>2</sub> веројатно поради зголемувањето на церебралниот проток на крв предизвикано од CO<sub>2</sub>. Друга студија забележа пад на нивото на основна активност и употребата на информации на 1000 ppm, во споредба со 500 ppm. Сепак, прегледот на литературата покажа дека повеќето студии за феноменот на јаглерод диоксид предизвикале когнитивно оштетување да имаат мал ефект врз донесувањето одлуки на високо ниво и повеќето од студиите биле збунети со несоодветни дизајни на студијата, удобност во околината, несигурности во дозите на изложеност и користени различни когнитивни проценки. Слично на тоа, една студија за ефектите од концентрацијата на CO<sub>2</sub> во кацигите за мотоцикли беше критикувана поради сомнителна методологија во незабележувањето на самоизјавите на возачите на мотоцикли и преземањето мерења со помош на манекени. Понатаму кога беа постигнати нормални услови за мотоцикл (како што се брзини на автопат или во град) или визирот беше подигнат, концентрацијата на CO<sub>2</sub> се намали на безбедно ниво (0,2 %).
2.2.2 Вентилација
Лошата вентилација е една од главните причини за прекумерните концентрации на CO<sub>2</sub> во затворени простори, што доведува до лош квалитет на воздухот во затворените простории. Диференцијалот на јаглерод диоксид над концентрациите на отворено при стабилни услови (кога зафатеноста и работата на системот за вентилација се доволно долги што концентрацијата на CO<sub>2</sub> е стабилизирана) понекогаш се користат за да се проценат стапките на вентилација по лице. Повисоките концентрации на CO<sub>2</sub> се поврзани со здравјето на патниците, удобноста и влошувањето на перформансите. Стапките на вентилација со стандардот ASHRAE 62.1–2007 може да резултираат со концентрации во затворен простор до 2.100 ppm над надворешните услови на околината. Така, ако концентрацијата на отворено е 400 ppm, концентрациите во затворен простор може да достигнат 2.500 ppm со стапки на вентилација што го задоволуваат овој индустриски консензусен стандард. Концентрациите во слабо проветрени простори може да се најдат дури и повисоки од ова (опсег од 3.000 или 4.000 ppm).
Рударите, кои се особено ранливи на изложеност на гас поради недоволна вентилација, ги нарекуваат мешавините од јаглерод диоксид и азот како „црна влажност“, „влажно пригушување“ или „стит“. Пред да се развијат поефективни технологии, рударите честопати следеа за опасните нивоа на црна влага и други гасови во окната во рудникот со носење на канаринец во кафез додека работеа. Канаринецот е почувствителен на гасови за асфиксија отколку луѓето и кога ќе онесвести, ќе престане да пее и ќе падне од седалото. Дејвиевата ламба, исто така, може да детектира високи нивоа на црна влага (која тоне и се собира во близина на подот) со помалку светло согорување, додека метанот, уште еден гас што предизвикува задушување и ризик од експлозија, би направил ламбата да гори посилно.
Во февруари 2020 година, три лица починаа од гушење на забава во Москва кога сув мраз (замрзнат CO<sub>2</sub>) беше додаден во базенот за да се излади. Слична несреќа се случи и во 2018 година кога една жена почина од испарувања на CO<sub>2</sub> кои произлегуваат од големото количество сув мраз што го превезувала во нејзиниот автомобил.
2.2.3 Надворешни региони со покачени концентрации
Локалните концентрации на јаглерод диоксид може да достигнат високи вредности во близина на силни извори, особено оние што се изолирани од околниот терен. На топлиот извор Босолето во близина на Раполано Терме во Тоскана, Италија, сместен во вдлабнатина во облик на чинија со дијаметар од околу 100 м (330 ст), концентрациите на CO<sub>2</sub> се зголемуваат на над 75% преку ноќ, што е доволно за убивање на инсекти и мали животни. По изгрејсонце гасот се дисперзира со конвекција. Се смета дека високите концентрации на CO<sub>2</sub> произведени од нарушување на длабоката езерска вода заситена со CO<sub>2</sub> предизвикале 37 жртви во езерото Моун, Камерун во 1984 година и 1700 жртви во езерото Ниос, Камерун во 1986 година.
3 Човечка физиологија
3.1 Содржина
+Референтни опсези или просеци за парцијални притисоци на јаглерод диоксид (скратено pCO<sub>2</sub>)
Оддел во крвоток, (kPa), (mmHg)
Јаглерод диоксид во венска крв, <ref, 41–51
Алвеоларни пулмонални, 36
Јаглерод диоксид во артериската крв, <ref, 35–45
Телото произведува приближно 1,0 kg јаглерод диоксид дневно по лице, што содржи 290 g јаглерод. Кај луѓето, овој јаглерод диоксид се пренесува преку венскиот систем и се издишува преку белите дробови, што резултира со помали концентрации во артериите. Содржината на јаглерод диоксид во крвта често се дава како парцијален притисок, што е притисок што би го имал јаглеродниот диоксид доколку сам го окупира волуменот. Кај луѓето, содржината на јаглерод диоксид во крвта е прикажана во соседната табела.
3.2 Транспорт во крвта
CO<sub>2</sub> се носи во крвта на три различни начини. (Точните проценти варираат помеѓу артериската и венската крв).
* Мнозинството (околу 70 % до 80 %) се претвора во бикарбонатни јони од ензимот карбонска анхидраза во црвените крвни зрнца, со реакцијата .
* 5–10% се раствора во крвната плазма.* 5–10% се врзуваат за хемоглобинот како карбамино соединенија.
Хемоглобинот, главната молекула што носи кислород во црвените крвни зрнца, носи и кислород и јаглерод диоксид. Сепак, CO<sub>2</sub> врзан за хемоглобинот не се врзува за истото место како кислородот. Наместо тоа, се комбинира со ''N''-терминалните групи на четирите глобински синџири. Меѓутоа, поради алостеричните ефекти врз молекулата на хемоглобинот, врзувањето на CO<sub>2</sub> ја намалува количината на кислород што е врзана за даден парцијален притисок на кислород. Ова е познато како Халдан ефект и е важно во транспортот на јаглерод диоксид од ткивата до белите дробови. Спротивно на тоа, зголемувањето на парцијалниот притисок на CO<sub>2</sub> или пониската pH вредност ќе предизвика исфрлање на кислород од хемоглобинот, што е познато како Боров ефект.
3.3 Регулација на дишењето
Јаглерод диоксидот е еден од посредниците на локалната авторегулација на снабдувањето со крв. Ако неговата концентрација е висока, капиларите се шират за да овозможат поголем проток на крв во тоа ткиво.
Бикарбонатните јони се клучни за регулирање на pH вредноста на крвта. Стапката на дишење на една личност влијае на нивото на CO<sub>2</sub> во крвта. Премногу бавно или плитко дишење предизвикува респираторна ацидоза, додека пребрзото дишење доведува до хипервентилација, што може да предизвика респираторна алкалоза.
Иако на телото му е потребен кислород за метаболизмот, ниските нивоа на кислород вообичаено не го стимулираат дишењето. Наместо тоа, дишењето се стимулира со повисоки нивоа на јаглерод диоксид. Како резултат на тоа, дишењето на воздух под низок притисок или гасна мешавина без кислород (како што е чист азот) може да доведе до губење на свеста без воопшто да доживеете глад на воздух. Ова е особено опасно за борбените пилоти на голема височина. Исто така, стјуардесите ги упатуваат патниците, во случај на губење на притисокот во кабината, прво да ја нанесат маската за кислород на себе пред да им помогнат на другите; во спротивно, се ризикува да се изгуби свеста.
Респираторните центри се обидуваат да одржат артериски притисок на CO<sub>2</sub> од 40 mmHg. Со намерна хипервентилација, содржината на CO<sub>2</sub> во артериската крв може да се намали на 10 - 20 mmHg (содржината на кислород во крвта е малку засегната), а респираторниот нагон е намален. Ова е причината зошто може да се задржи здивот подолго по хипервентилација отколку без хипервентилација. Ова носи ризик дека може да дојде до несвест пред да стане огромна потребата за дишење, поради што хипервентилацијата е особено опасна пред слободното нуркање.
4 Концентрации и улога во животната средина
4.1 Океани
4.1.1 Закиселување на океаните
Јаглеродниот диоксид се раствора во океанот и формира јаглеродна киселина (H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>), бикарбонат (HCO<sub>3</sub><sup>−</sup>) и карбонат (CO<sub>3</sub><sup>2−</sup>). Во океаните има околу педесет пати повеќе растворен јаглерод диоксид отколку што има во атмосферата. Океаните делуваат како огромен одвод на јаглерод и зафаќаат околу една третина од CO<sub>2</sub> емитиран од човековата активност.
4.1.2 Хидротермални отвори
Јаглерод диоксидот се внесува и во океаните преку хидротермални отвори. Хидротермалниот отвор на Шампањ, пронајден на северозападниот вулкан Еифуку во Маријанскиот ров, произведува речиси чист течен јаглерод диоксид, едно од двете познати места во светот од 2004 година, а другото е во коритото на Окинава. Откривањето на подморско езеро со течен јаглерод диоксид во коритото Окинава беше објавено во 2006 година.
5 Производство
5.1 Биолошки процеси
Јаглерод диоксидот е нуспроизвод на ферментација на шеќер при подготовка на пиво, виски и други алкохолни пијалаци и во производството на биоетанол. Квасецот го метаболизира шеќерот за да произведе CO<sub>2</sub> и етанол, исто така познат како алкохол, според следната реакција:
:C6H12O6 -> 2 CO2 + 2 C2H5OH
Сите аеробни организми произведуваат CO<sub>2</sub> кога оксидираат јаглехидрати, масни киселини и белковини. Големиот број на вклучени реакции се исклучително сложени и не се опишуваат лесно (видете клеточно дишење, анаеробно дишење и фотосинтеза). Равенката за дишење на гликоза и други моносахариди е:
:C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O
Анаеробните организми разложуваат органски материјал што произведува метан и јаглерод диоксид заедно со траги од други соединенија. Без оглед на видот на органскиот материјал, производството на гасови следи добро дефинирана кинетичка шема. Јаглерод диоксидот сочинува околу 40 - 45 % од гасот што произлегува од распаѓањето во депониите (наречен „депонски гас“). Поголемиот дел од преостанатите 50 - 55 % е метан.
5.2 Индустриски процеси
Јаглерод диоксид може да се добие со дестилација од воздух, но методот е неефикасен. Индустриски, јаглерод диоксидот е претежно неповратен отпад, произведен со неколку методи кои може да се практикуваат во различни размери.
5.2.1 Согорување
Согорувањето на сите горива базирани на јаглерод, како што се метан (природен гас), нафтени дестилати (бензин, дизел, керозин, пропан), јаглен, дрво и генерички органски материи произведува јаглерод диоксид и вода (освен во случај на чист јаглерод). Како пример, хемиската реакција помеѓу метанот и кислородот е:
: CH4 + 2 O2-> CO2 + 2 H2O
Железото се редуцира од неговите оксиди со кокс во висока печка, произведувајќи сурово железо и јаглерод диоксид:: Fe2O3 + 3 CO -> 3 CO2 + 2 Fe
5.2.2 Нус-производ од производство на водород
Јаглерод диоксидот е нуспроизвод на индустриското производство на водород со реформирање на пареа и реакција на поместување на воден гас во производството на амонијак. Овие процеси започнуваат со реакција на вода и природен гас (главно метан). Ова е главен извор на јаглерод диоксид за употреба во карбонизација на пиво и безалкохолни пијалаци, а исто така се користи и за зашеметување на животни како што е живината. Во летото 2018 година во Европа се појави недостиг на јаглерод диоксид за овие цели поради привременото затворање на неколку фабрики за амонијак поради одржување.
5.2.3 Топлинско разложување на варовник
Се произведува со топлинско разложување на варовник, со загревање (калцинирање) на околу 850 °C (1.560 °F), во производството на жив вар (калциум оксид, ), соединение кое има многу индустриски намени:
:CaCO3 -> CaO + CO2
Киселините ослободуваат CO<sub>2</sub> од повеќето метални карбонати. Следствено, може да се добие директно од природни извори на јаглерод диоксид, каде што се добива со дејство на закиселена вода на варовник или доломит. Реакцијата помеѓу хлороводородна киселина и калциум карбонат (варовник) е прикажана подолу:
:CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + H2CO3
Јаглеродната киселина потоа се распаѓа до вода и :
:H2CO3 -> CO2 + H2O
Ваквите реакции се придружени со пенење или клокотење или и двете, бидејќи се ослободува гас. Тие имаат широка употреба во индустријата бидејќи можат да се користат за неутрализирање на истекувањето на отпадните киселини.
6 Комерцијални употреби
Јаглерод диоксидот се користи во прехранбената индустрија, нафтената индустрија и хемиската индустрија. Соединението има различни комерцијални намени, но една од нејзините најголеми употреби како хемикалија е во производството на газирани пијалаци, дава сјај во газираните пијалаци како што се газирана вода, пиво и пенливо вино.
6.1 Прекурсор на хемикалии
Во хемиската индустрија, јаглеродниот диоксид главно се консумира како состојка во производството на уреа, а помал дел се користи за производство на метанол и низа други производи. Некои деривати на карбоксилните киселини како натриум салицилат се подготвуваат со употреба на CO<sub>2</sub> со реакцијата Колбе-Шмит.
Покрај конвенционалните процеси кои користат CO<sub>2</sub> за хемиско производство, електрохемиските методи исто така се на ниво на истражување. Особено, употребата на обновлива енергија за производство на горива од CO<sub>2</sub> (како што е метанол) е привлечна бидејќи тоа може да резултира со горива што може лесно да се транспортираат и да се користат во рамките на конвенционалните технологии за согорување, но немаат нето емисии на CO<sub>2</sub>.
6.2 Земјоделство
На растенијата им е потребен јаглерод диоксид за спроведување на фотосинтезата. Атмосферите на оранжериите може (ако се големи) да се збогатат со дополнителен CO<sub>2</sub> за да се одржи и зголеми стапката на раст на растенијата. При многу високи концентрации (100 пати поголема од атмосферската концентрација), јаглеродниот диоксид може да биде токсичен за животинскиот свет, така што зголемувањето на концентрацијата на 10.000 ppm (1%) или повисоко на неколку часа ќе ги елиминира штетниците како што се бели муви и пајакови грини во стаклената градина.
6.3 Храна
Јаглерод диоксидот е додаток на храната, кој се користи како погонско гориво и регулатор на киселоста во прехранбената индустрија. Тој е одобрен за употреба во ЕУ (наведено како Е број E290), САД и Австралија и Нов Зеланд (наведени според неговиот INS број 290).
Бонбоната наречена Pop Rocks е под притисок со гас од јаглерод диоксид на околу 4.000 kPa (40 bar; 580 psi). Кога ќе се стави во устата, се раствора (исто како и другите тврди бонбони) и ги ослободува меурчињата со гас со звучен удар.
Средствата за квасец предизвикуваат нараснување на тестото со производство на јаглерод диоксид. Пекарскиот квасец произведува јаглерод диоксид со ферментација на шеќери во тестото, додека хемиските квасци како прашокот за печиво и сода бикарбонаослободуваат јаглерод диоксид кога се загреваат или ако се изложени на киселини.
6.3.1 Пијалаци
Јаглеродниот диоксид се користи за производство на газирани безалкохолни пијалаци и газирана вода. Традиционално, карбонизацијата на пивото и пенливото вино настана преку природна ферментација, но многу производители ги карбонизираатат овие пијалаци со јаглерод диоксид обновен од процесот на ферментација. Во случај на пиво во шишиња и буриња, најчестиот метод што се користи е карбонизација со рециклиран јаглерод диоксид. Со исклучок на британското вистинско пиво, точеното пиво обично се пренесува од буриња во ладна соба или подрум до чешмите на шипката со помош на јаглерод диоксид под притисок, понекогаш измешан со азот.
Вкусот на газирана вода (и сродните сензации на вкус кај другите газирани пијалаци) е ефект на растворениот јаглерод диоксид кој предизвикува пукање на меурчињата од гасот. Јаглеродната анхидраза 4 го претвора во јаглеродна киселина што доведува до кисел вкус, а исто така растворениот јаглерод диоксид предизвикува соматосензорен одговор.
6.3.2 Производство на вино
Јаглерод диоксидот во форма на сув мраз често се користи за време на фазата на ладно натопување во производството на вино, за брзо ладење на гроздовите зрна по берењето за да помогне да се спречи спонтана ферментација од дивиот квасец. Главната предност на користењето на сув мраз над воден мраз е тоа што го лади грозјето без додавање дополнителна вода што може да ја намали концентрацијата на шеќер во ширата, а со тоа и концентрацијата на алкохол во готовото вино. Јаглерод диоксидот исто така се користи за создавање хипоксична средина за јаглеродна мацерација, процес што се користи за производство на виното Божоле.
Јаглеродниот диоксид понекогаш се користи за полнење на шишиња со вино или други садови за складирање, како што се буриња, за да се спречи оксидација, иако има проблем што може да се раствори во виното, правејќи го виното кое претходно мирно е малку газирано. Поради оваа причина, други гасови како што се азот или аргон се претпочитаат за овој процес од професионалните производители на вино.
6.3.3 Зашеметување на животни
Јаглеродниот диоксид често се користи за да се „зашеметат“ животните пред колењето. „Зашеметување“ можеби е погрешен назив, бидејќи животните не се нокаутирани веднаш и може да претрпат неволја.
6.4 Инертен гас
Јаглерод диоксид е еден од најчесто користените компримирани гасови за пневматски системи (гас под притисок) во преносни алатки под притисок. Јаглерод диоксид исто така се користи како атмосфера за заварување, иако во лакот за заварување, реагира на оксидација на повеќето метали. Употребата во автомобилската индустрија е вообичаена и покрај значителните докази дека заварите направени во јаглерод диоксид се покршливи од оние направени во поинертни атмосфери. Кога се користи за MIG заварување, употребата на CO<sub>2</sub> понекогаш се нарекува MAG заварување, за Метален Активен Гас, бидејќи CO<sub>2</sub> може да реагира на овие високи температури. Има тенденција да создаде потопла локва од вистински инертни атмосфери, подобрувајќи ги одликите на протокот. Иако, ова може да се должи на атмосферските реакции што се случуваат на местото на локвата. Ова е обично спротивно од саканиот ефект при заварување, бидејќи има тенденција да ја направи покршлива локацијата, но можеби не е проблем за општо заварување со благ челик, каде што крајната еластичност не е голема грижа.
Јаглеродниот диоксид се користи во многу производи за широка потрошувачка за кои е потребен гас под притисок затоа што е евтин и незапалив и затоа што се подложува на фазен премин од гас во течност на собна температура при достижен притисок од приближно 60 bar (870 psi; 59 atm), што овозможува многу повеќе јаглерод диоксид за да се собере во даден контејнер. Спасувачките елеци често содржат канистри со јаглерод диоксид под притисок за брзо надувување. Алуминиумските капсули со CO<sub>2</sub> се продаваат и како залихи на компримиран гас за воздушни пиштоли, маркери/пиштоли за пејнтбол, надувување гуми за велосипеди и за правење газирана вода. Високите концентрации на јаглерод диоксид може да се користат и за убивање на штетниците. Течниот јаглерод диоксид се користи при суперкритично сушење на некои прехранбени производи и технолошки материјали, при подготовка на примероци за скенирање на електронска микроскопија и во декофеинирање на зрна кафе.
6.5 Противпожарен апарат
Јаглерод диоксидот може да се користи за гаснење на пламенот со поплавување на околината околу пламенот со гас. Самата не реагира на гаснење на пламенот, туку го изгладнува пламенот за кислород со негово истиснување. Некои противпожарни апарати, особено оние наменети за електрични пожари, содржат течен јаглерод диоксид под притисок. Апаратите за гаснење на јаглерод диоксид добро работат на мали запаливи течности и електрични пожари, но не и на обични запаливи пожари, бидејќи тие не ги ладат значително запалените материи, а кога јаглеродниот диоксид ќе се распрсне, тие можат да се запалат при изложување на атмосферски кислород. Тие главно се користат во серверски соби.
Јаглерод диоксидот исто така е широко користен како средство за гаснење во фиксни системи за заштита од пожар за локална примена на специфични опасности и целосно поплавување на заштитен простор. Стандардите на Меѓународната поморска организација ги препознаваат системите за јаглерод диоксид за заштита од пожари на бродовите и моторните простории. Системите за заштита од пожар базирани на јаглерод диоксид се поврзани со неколку смртни случаи, бидејќи може да предизвикаат задушување во доволно високи концентрации. Прегледот на системите за CO<sub>2</sub> идентификуваше 51 инцидент помеѓу 1975 година и датумот на извештајот (2000), предизвикувајќи 72 смртни случаи и 145 повредени.
6.6 Суперкритичен CO2 како растворувач
Течниот јаглерод диоксид е добар растворувач за многу липофилни органски соединенија и се користи за отстранување на кофеинот од кафето. Јаглерод диоксидот го привлече вниманието во фармацевтската и другите хемиски преработувачки индустрии како помалку токсична алтернатива на повеќе традиционални растворувачи како што се органохлоридите. Поради оваа причина, го користат и за хемиско чистење. Се користи во подготовката на некои аерогели поради својствата на суперкритичниот јаглерод диоксид.
6.7 Медицинска и фармаколошка употреба
Во медицината, до 5% јаглерод диоксид (130 пати поголема од атмосферската концентрација) се додава во кислородот за стимулација на дишењето по апнеја и за стабилизирање на / рамнотежа во крвта.
Јаглерод диоксидот може да се меша со до 50% кислород, формирајќи гас што може да се вдишува; ова е познато како Карбоген и има различни медицински и истражувачки намени.
Друга медицинска употреба се мофетите, суви бањи кои користат јаглерод диоксид од пост-вулкански исцедок за терапевтски цели.
6.8 Енергија
Суперкритичниот CO<sub>2</sub> се користи како работна течност во моторот со циклус на моќност Алам.
6.8.1 Обновување на фосилни горива
Јаглерод диоксидот се користи за засилено обновување на нафтата каде што се вбризгува во или во непосредна близина на производствените нафтени бунари, обично во суперкритични услови, кога се меша со маслото. Овој пристап може да го зголеми оригиналното искористување на маслото со намалување на преостанатата заситеност на маслото за 7 - 23 % дополнително на примарната екстракција. Дејствува и како средство за притисок и кога се раствора во подземната сурова нафта, значително ја намалува неговата вискозност, а менувањето на хемијата на површината овозможува маслото побрзо да тече низ резервоарот до бунарот за отстранување. Во зрелите нафтени полиња, широки цевководни мрежи се користат за носење на јаглерод диоксид до точките за инјектирање.
При засилено обновување на метанот од јагленовото корито, јаглеродниот диоксид би се испумпувал во јагленот слој за да го помести метанот, за разлика од сегашните методи кои првенствено се потпираат на отстранување на водата (за намалување на притисокот) за да го натераат јагленот слој да го ослободи заробениот метан.
6.8.2 Био трансформација во гориво
Предложено е CO<sub>2</sub> од производството на електрична енергија да се истура во бари за да се стимулира растот на алгите кои потоа би можеле да го претворат во биодизел-гориво. Вид на цијанобактеријата ''Synechococcus elongatus'' е генетски конструиран да произведува горива изобутиралдехид и изобутанол од CO<sub>2</sub> користејќи фотосинтеза.
Истражувачите развија процес наречен електролиза, користејќи ензими изолирани од бактерии за да ги поттикнат хемиските реакции кои го претвораат CO<sub>2</sub> во горива.
6.8.2.1 Ладилно средство
Течниот јаглерод диоксид (индустриска номенклатура R744 или R-744) се користел како средство за ладење пред употребата на дихлородифлуорометан (R12, соединение на хлорофлуоројаглерод (CFC)). CO<sub>2</sub> е една од главните замени за CFC, 1,1,1,2-тетрафлуороетан (R134a, соединение на флуоројаглеводород (HFC)) и придонесува за климатските промени. Физичките својства на CO<sub>2</sub> се многу поволни за цели на ладење, ладење и греење, со висок зафатнински капацитет за ладење. Поради потребата да се работи при притисок до 130 бари (1.900 psi; 13.000 kPa), CO<sub>2</sub> системите бараат високо механички отпорни резервоари и компоненти кои се веќе развиени за масовно производство во многу сектори. Во автомобилската климатизација, во повеќе од 90% од сите услови за возење на географски широчини повисоки од 50°, CO<sub>2</sub> (R744) работи поефикасно од системите што користат HFC (на пр., R134a). Неговите еколошки предности (GWP од 1, не ја осиромашува озонската обвивка, нетоксичен, незапалив) би можеле да го направат идниот работен флуид што ќе ги замени тековните HFC во автомобилите, супермаркетите и бојлерите за топлинска пумпа, меѓу другото. Coca-Cola ги извади CO<sub>2</sub>-базираните ладилници за пијалаци и Армијата на САД е заинтересирана за CO<sub>2</sub> технологија за ладење и греење.
6.9 Мали употреби
Јаглерод диоксидот е ласерски медиум во ласерот со јаглерод диоксид, кој е еден од најраните типови на ласери.
Јаглерод диоксидот може да се користи како средство за контрола на pH вредноста на базените, со постојано додавање гас во водата, со што се спречува зголемувањето на pH вредноста. Меѓу предностите на ова е избегнувањето на ракување со (поопасни) киселини. Слично, се користи и во аквариумите за одржување на гребенот, каде што најчесто се користи во реактори на калциум за привремено намалување на pH на водата што се пренесува преку калциум карбонат со цел да се овозможи калциум карбонатот послободно да се раствори во водата, каде што е користени од некои корали за да го изградат својот скелет.
Се користи како примарна течност за ладење во британскиот напреден реактор, што се лади со гас, за производство на јадрена енергија.
Индукцијата на јаглерод диоксид најчесто се користи за евтаназија на лабораториски истражувачки животни. Методите за администрирање на CO<sub>2</sub> вклучуваат ставање на животните директно во затворена, претходно наполнета комора што содржи CO<sub>2</sub> или изложување на постепено зголемена концентрација на CO<sub>2</sub>. Упатствата на Американското ветеринарно медицинско здружение за 2020 година за индукција на јаглерод диоксид наведуваат дека стапката на поместување од 30 – 70 % од волуменот на комората или кафезот во минута е оптимална за хумана евтаназија на мали глодари. Процентите на CO<sub>2</sub> варираат за различни видови, врз основа на идентификуваните оптимални проценти за минимизирање на вознемиреноста.
Јаглерод диоксидот исто така се користи во неколку поврзани техники за чистење и подготовка на површината.
7 Историја на откритија
Јаглерод диоксидот беше првиот гас што беше опишан како дискретна супстанца. Околу 1640 година, фламанскиот хемичар Јан Баптист ван Хелмонт забележал дека кога согорувал јаглен во затворен сад, масата на добиената пепел била многу помала од онаа на оригиналниот јаглен. Неговото толкување беше дека остатокот од јагленот бил преточен во невидлива супстанција што тој ја нарекол „гас“ или „див дух“ (''spiritus sylvestris'').
Својствата на јаглеродниот диоксид беа дополнително проучувани во 1750-тите од шкотскиот лекар Џозеф Блек. Тој открил дека варовникот (калциум карбонат) може да се загрее или обработи со киселини за да се добие гас што тој го нарекува „фиксен воздух“. Тој забележал дека фиксираниот воздух е погуст од воздухот и не поддржува ниту пламен ниту животински живот. Блек, исто така, откри дека кога ќе се пробие низ варова вода (заситен воден раствор на калциум хидроксид), ќе таложи калциум карбонат. Тој го искористи овој феномен за да илустрира дека јаглеродниот диоксид се произведува со дишење на животните и микробна ферментација. Во 1772 година, англискиот хемичар Џозеф Пристли објави труд со наслов Импрегнирање на вода со фиксен воздух во кој го опиша процесот на капнување на сулфурна киселина (или масло од витриол како што го знаеше Пристли) на креда со цел да се произведе јаглерод диоксид и да се принуди гасот да се раствора со мешање на сад со вода во контакт со гасот.
Јаглерод диоксидот првпат бил течен (при покачен притисок) во 1823 година од Хамфри Дејви и Мајкл Фарадеј. Најраниот опис на цврстиот јаглерод диоксид (сув мраз) го дал францускиот пронаоѓач Адриен-Жан-Пјер Тилорие, кој во 1835 година отворил контејнер со течен јаглерод диоксид под притисок, само за да открие дека ладењето предизвикано од брзото испарување на течноста даде „снег“ од цврст CO<sub>2</sub>.