Dwutlenek węgla

Dwutlenek węgla (CO2) stanowi bezbarwny i bezzapachowy gaz. Znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu.

Właściwości chemiczne

Dwutlenek węgla w warunkach atmosferycznego ciśnienia i temperatury jest gazem nieco cięższym od powietrza. Nie jest toksyczny i może występować w różnych stanach skupienia – także w stanie ciekłym i stałym o budowie krystalicznej. Stan skupienia zależy od temperatury oraz warunków ciśnienia. To nieorganiczny związek chemiczny należący do grupy tlenków, dlatego inna nazwa CO2 to tlenek węgla (IV). W cząsteczce występuje węgiel na IV stopniu utlenienia.

Jakie znaczenie fizjologiczne ma dwutlenek węgla?

Dwutlenek węgla pełni ważne funkcje w świecie przyrody, ponieważ pod względem energetycznym stanowi najbardziej stabilną postać węgla. Rośliny wchłaniają dwutlenek węgla z powietrza, po czym wykorzystują go podczas procesu fotosyntezy. Fotosynteza jest szczególnie istotnym procesem, ponieważ jej produktem ubocznym jest niezbędny do życia tlen.

Dwutlenek węgla nie jest gazem trującym, gdyż występuje powszechnie w organizmie człowieka. Spore ilości CO2 znajdują się we krwi żylnej, osiągając w niej nawet do 60%. Około 700 g tego gazu wydychane jest każdego dnia, co stanowi ponad 350 litrów. Można zatem podsumować, że dwutlenek węgla jest gazem ważnym zarówno dla roślin, jak i dla zwierząt. W przypadku zwierząt i ludzi pozwala utrzymać równowagę kwasowo-zasadową organizmu, czuli wspiera zachowanie prawidłowej homeostazy.

Transport dwutlenku węgla w organizmie

Omawiany gaz przenika z tkanek do krwi naczyń włosowatych, które oplatają poszczególne tkanki i narządy, po czym jest transportowany wraz z krwią do płuc w około:

• 6% – pod postacią dwutlenku węgla rozpuszczonego w osoczu i w cytoplazmie erytrocytów;
• 88% – pod postacią jonów HCO3- związanych przez wodorowęglanowy układ buforowy osocza i erytrocytów;
• 6% – pod postacią karbaminianów, czyli CO2 związanego z wolnymi grupami aminowymi białek osocza i hemoglobiny.

Cząsteczki CO2 przedostające się z tkanek do krwi ulegają rozpuszczeniu w osoczu i dyfundują tym samym do wnętrza krwinek czerwonych. Tam w efekcie działania enzymu anhydrazy węglanowej wiążą się z wodą. W efekcie dochodzi do tworzenia się kwasu węglowego. CO2 obecny jest w osoczu w rozpuszczonej postaci, znajduje się również na krwinkach czerwonych. W tym środowisku wiąże się z grupami aminowymi aminokwasów, które budują białka osocza, a także hemoglobinę.

Jakie zastosowanie ma dwutlenek węgla?

Dwutlenek węgla znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu – przykładowo, w stanie płynnym jest często stosowany w gaśnicach. Inne zastosowania dwutlenku węgla obejmują jego użycie jako:

• suchy lód;
• gaz napędowy do broni pneumatycznej;
• element atmosfery neutralnej w przemyśle rolniczym i ogrodniczym, którą wykorzystuje się w przechowalniach owoców i warzyw;
• ośrodek czynny w laserach molekularnych;
• składnik napojów gazowanych;
• czynnik wspomagający wydobycie ropy naftowej i gazu ziemnego.

Zastosowań jest znacznie więcej, dlatego gaz ten jest tak ceniony w wielu branżach.

Dwutlenek węgla w powietrzu

Dwutlenek węgla nie jest stałym składnikiem powietrza, lecz względnym. Uważa się, że człowiek może przetrwać bez większej szkody dla zdrowia przebywając w pomieszczeniu, w którym powietrze zawiera do 2,5% CO2 – nawet, jeśli wdycha się je kilka godzin. Jednak zwiększenie zawartości tego gazu do 8-10% wywołuje już ból głowy, podnosi ciśnienie tętnicze i pobudza organizm. Z kolei zawartość przekraczająca 10% powoduje omdlenia i obniża ciśnienie tętnicze krwi. Ponad 15% CO2 w powietrzu powoduje paraliż.

Bibliografia

1. Jeglińska O., Dwutlenek węgla – podstawowe informacje, projekt Chemol.
2. Such P., Lubaś J., Aspekty termodynamiczne zatłaczania dwutlenku węgla w procesach intensyfikacji wydobycia ropy naftowej i gazu ziemnego, Państwowy Instytut Badawczy, 2016.
3. Traczyk W., Fizjologia człowieka w zarysie, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2007.

Chlorella w tabletkach z rozerwaną ścianą komórkową
Chlorella posiada właściwości przeciwbakteryjne, przeciwwirusowe i przeciwgrzybiczne nie wpływając przy tym na florę fizjologiczną. Bardzo dokładnie usuwa toksyny z organizmu ...
Zobacz tutaj ...