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Kohlenstoffdioxid - CO2
Kohlenstoffdioxid, auch Kohlendioxid oder in gelöster Form umgangssprachlich oft ungenau Kohlensäure genannt, ist eine chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff - O2 mit der Summenformel CO2. Kohlenstoffdioxid ist ein saures, unbrennbares, farb- und geruchloses Gas, das sich gut in Wasser löst.
Kohlenstoffdioxid, ein wichtiges Treibhausgas, ist ein natürlicher Bestandteil der Luft, wo es derzeit (2011) in einer mittleren Konzentration von 0.039 Vol% (390 ppm) vorkommt. Es entsteht sowohl bei der vollständigen Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Substanzen unter ausreichender Sauerstoffzufuhr als auch im Organismus von Lebewesen als Kuppelprodukt der Zellatmung.
Kohlenstoffdioxid kann toxisch wirken, jedoch reichen die Konzentrationen und Mengen, denen man in der Luft oder durch Limonadengenuss ausgesetzt ist, hierfür bei weitem nicht aus. In fester Form ("Trockeneis") wird es als Kühlmittel eingesetzt.
In den Ozeanen ist etwa 50-mal mehr Kohlenstoff enthalten als in der Atmosphäre. Der Ozean wirkt als grosse Kohlenstoffdioxidsenke und nimmt circa ein Drittel der durch menschliche Aktivitäten freigesetzten Menge Kohlenstoffdioxid auf.
Im Blut gelöstes Kohlenstoffdioxid aktiviert in physiologischer und leicht gesteigerter Konzentration das Atemzentrum des Gehirns. In deutlich höherer Konzentration führt es zur Verminderung oder Aufhebung des reflektorischen Atemanreizes, zunächst zur Atemdepression und schliesslich zum Atemstillstand. Ab etwa fünf Prozent Kohlenstoffdioxid in der eingeatmeten Luft treten Kopfschmerzen und Schwindel auf, bei höheren Konzentrationen beschleunigter Herzschlag (Tachykardie), Blutdruckanstieg, Atemnot und Bewusstlosigkeit, die so genannte Kohlenstoffdioxid-Narkose. Kohlenstoffdioxid-Konzentrationen von acht Prozent führen innerhalb von 30 bis 60 Minuten zum Tod. Siehe auch Hyperkapnie.
Wenn nicht für ausreichende Entlüftung gesorgt ist, bilden sich durch natürliche Kohlenstoffdioxid-Quellen in Höhlen mitunter hohe Konzentrationen des Gases. Diese befinden sich dann in Bodennähe, so dass auftauchende Taucher ohne Lungenautomaten ersticken können.
Eigenschaften von Kohlenstoffdioxid
- farb-/geruchlos
- Verbindung von 1C und 2O Atomen
- sehr gut Löslich in Flüssigkeiten
- Dichte 1.977 kg/m3
- Sublimationspunkt -78.5 °C (direkt von gasförmig zu fest)
- Max. pCO2 0.033 bar
- Wärmeleitfähigkeit 16.4 mW/m-K