نبذة تعريفية عن غاز “ثاني أكسيد الكربون”

1995 موسوعة الكويت العلمية للأطفال الجزء السادس

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

غاز ثاني أكسيد الكربون علوم الأرض والجيولوجيا

يتكوَّن جزيء ثاني أكسيد الكربون باتحاد ذرة من الكربون بذرتين من الأكسيجين.

وثاني أكسيد الكربون غاز في درجة الحرارة العادية، لا لون له ولا رائحة، ويتحول إلى مادة جامدة تشبه الجليد عند تبريده إلى 80˚م (س) تحت الصفر.

ويوجد غاز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأراض بنسبة صغيرة، لا تزيد على 0,03% أي بنسبة 3 أجزاء في كل عشرة آلاف جزء من الهواء.

 

ويذوب ثاني أكسيد الكربون في الماء بنسبة أعلى من النسبة التي تذوب بها بقية غازات الغلاف الجوي، مثل النتروجين أو الأكسيجين.

وقد يصل تركيزه في الماء إلى نحو 50 مرة قدر تركيزه في الهواء، أي قد تصل نسبته في الماء إلى نحو 1,6% بالوزن، أي 16 جزءاً منه في كل 1000 جزء من الماء.

ونظراً لسهولة ذوبان هذا الغاز في الماء، فإنه يوجد في جميع المياه السطحية، مثل الأنهار والبحيرات.

وهو يكوِّن مع الماء حمضاً ضعيفاً يعرف باسم حمض «الكربونيك» الذي يتفاعل مع كثير من الفلزات معطياً مركباتٍ تعرف «بالكربونات».

 

وبعض هذه الكربونات سهل الذوبان في الماء، مثل كربونات الصوديوم وكربونات البوتاسيوم، وكربونات الأمونيوم (والتي تعرف أحياناً باسم مسحوق الخُبْز).

ولكنَّ أغلب كربونات الفلزات الأخرى لا يذوب في الماء، مثل كربونات الكالسيوم (الحجر الجيري أو الطباشير)، التي تستعمل في تحضير الجير الحي (أكسيد الكربون) عند تسخينها في قمائن خاصة إلى درجات حرارة عالية. 

فتتفكك ويتصاعد منها غاز ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى إلى الهواء.

 

ويوجد غاز ثاني أكسيد الكربون في مناجم الفحم، وعلى الرغم من عدم سمّيَّة هذا الغاز، إلا أن زيادة نسبته في هواء المناجم قد يؤدي إلى اختناق العاملين بها. وذلك لأن هذه الزيادة تحرمهم من الحصول على المقدار الكافي من الأكسيجين اللازم لحياتهم.

وينتج ثاني أكسيد الكربون عند احتراق المواد العضوية في الهواء، مثل الخشب والورق وقطع القماش والبلاستك وغيرها. 

ويُعَدُّ الوقودُ الحَفْري، مثل الفحم والبترول والغاز الطبيعي، من أهم مصادر ثاني أكسيد الكربون، إذ يعطي كلُّ جرام من الوقود نحو ثلاثة جرامات من هذا الغاز عند احتراقه احتراقاً كاملاً.

ونظراً للزيادة المضطردة في احراق هذه الأنواع من الوقود في التجمُّعات الصناعية وفي وسائل النقل والمواصلات، فإن هذا يؤدي إلى إطلاق عدة ملايين من الأطنان من ثاني أكسيد الكربون في الهواء كلَّ عام.

 

وتتسبب زيادة نسبة ثاني أكسيد الكربون في الهواء في رفع درجة حرارة جو الأرض، وذلك لأن هذا الغاز يمتصُّ جزءاً كبيراً من حرارة الشمس المنعكسة من سطح الأرض.

ويمنع تسربها إلى الفضاء الخارجي، وهو بهذا يقوم بعمل مشابه لعمل الصُّوبَة الزجاجية التي تزرع فيها النباتات في المناطق الباردة لتدفئة الجو المحيط بها.

ويَخشى العلماء من أن استمرار ارتفاع درجة حرارة جو الأرض قد يؤدي إلى انصهار جليد القطبين وارتفاع مستوى سطح البحر، وقد يتسبب ذلك في إغراق دلتا الأنهار وبعض حافات القارات.

 

ويَنْتُج غاز ثاني أكسيد الكربون كذلك عند تخمُّر المواد السكرية والنَّشَوية.

وتُستغل هذه الظاهرة  في إعداد الخبز، فتضاف الخميرة إلى العجينة، ثم تترك في مكان دافئ، فتتفاعل إنزيمات الخميرة مع المادة النَّشَوية، مكونة الكحول وغاز ثاني أكسيد الكربون، الذي يتصاعد على هيئة فقاعات في داخل الخبز تؤدي إلى تمدده وارتفاعه نتيجة لتكوين عدد كبير من الفجوات فيه.

وعند تسخين الخبز في الفرن، يتمدد الخبز بصورة أكبر نتيجة لخروج الغاز منه وتطاير الكحول.

وينتج ثاني أكسيد الكربون أيضاً عند أكسدة المواد العضوية في خلايا الجسم، حيث يتحد الأكسيجين الذي يحمله الدم إلى الخلايا مع الكربون الموجود بالمركبات العضوية مكوناً ثاني أكسيد الكربون، الذي يحمله الدم بعد ذلك إلى الرئتين، ويخرج منها مع الزفير.

 

ويستعمل جليد ثاني أكسيد الكربون في التبريد، وهو سريع التسامي، أي يتحوّل من الحالة الجامدة إلى الحالة الغازية مباشرة.

ولهذا يُعَدُّ أفضلَ من الثلج العادي، خاصة وأنه يعزل المادة التي يقوم بتبريدها عن الهواء بغلالة من غاز ثاني أكسيد الكربون.

كذلك يستعمل هذا الغاز تحت الضغط في صنع أنواع مختلفة من المياه الغازية. فالفقاقيع التي تراها في هذه المشروبات هي كرات من غاز ثاني أكسيد الكربون، تخرج من السائل بعد تخفيف الضغط عليه عند فتحك للزجاجة. وغاز ثاني أكسيد الكربون هو السر في المذاق اللاذع لهذه المشروبات.

وتحتاج النباتات إلى ثاني أكسيد الكربون لصنع غذائها، فهي تمتص هذا الغاز من الهواء، وتمتص الماء من التربة، وتصنع منهما معاً في وجود ضوء الشمس ومادة الكلوروفيل، سكر الجلوكوز الذي تحوله بعد ذلك إلى النَّشَا والدهون والبروتينات. وتعرف هذه العملية باسم «البناء الضوئي».

 

ويوجد غاز ثاني أكسيد الكربون في أجواء بعض الكواكب، فهو يكوِّن نحو 95% من الغلاف الجوي لكوكب الزُّهَرَة.

وهو يساعد على الاحتفاظ بالحرارة المنبعثة من سطح الزهرة، ولذلك نجد أن حرارة هذا السطح تصل إلى نحو 480 مئوية (سلزية).

ويوجد ثاني أكسيد الكربون كذلك في الغلاف الجوي الرقيق لكوكب المرِّيخ، وتزيد نسبته في هذا الغلاف عن نسبة مكونَاته الأخرى.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]