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Gás carbônico

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Gás carbônico
Identificadores
Número CAS 124-38-9
PubChem 280
Número da CE 204-696-9
Número RTECS FF6400000
Imagens-jmol 3D Imagem 1
Propriedades
Fórmula molecular CO2
Massa molar 44,0095 (14) g / mol
Aparência gás incolor
Densidade 1,600 g / L, sólidos; 1,98 g / L, de gás
Ponto de fusão

-57 ° C (216 K) (sob pressão)

Ponto de ebulição

-78 ° C (195 K), ( sublima)

Solubilidade em água 1,45 g / L
Acidez (p Ka) 6.35 e 10.33
Viscosidade 0,07 c P a -78 ° C
Momento de dipolo zero
Estrutura
Forma molecular linear
Os compostos relacionados
Relacionado óxidos monóxido de carbono ; sub�ido de carbono; monóxido de dicarbon; trióxido de carbono
Página Suplementar dados
Estrutura e
Propriedades
N, ε r, etc.
Termodinâmica
dados
Comportamento de fase
Sólido, líquido, gasoso
Os dados espectrais UV, IV, RMN , MS
Excepto quando indicado, os dados são dados para materiais no seu estado normal (a 25 ° C, 100 kPa)
Referências de Infobox

O dióxido de carbono ( fórmula química : CO 2) é um composto químico constituído por dois oxigénio átomos covalentemente ligados a um único carbono átomo. É um gás a temperatura padrão e pressão e existe na atmosfera da Terra neste estado. Ele está atualmente em uma concentração média global de cerca de 383 ppm por volume de na atmosfera da Terra, embora isso varie tanto por local e hora. O dióxido de carbono é um importante gás de efeito estufa porque transmite luz visível, mas absorve fortemente na infravermelho.

O dióxido de carbono é produzida por todos os animais, plantas, fungos e microrganismos durante respiração e é utilizada pelas plantas durante a fotossíntese . Isto é para tornar açúcares que podem ser consumidos ou novamente na respiração ou utilizados como matéria-prima para o crescimento das plantas. É, portanto, um importante componente da ciclo do carbono. O dióxido de carbono é gerado como um subproduto da combustão de combustíveis fósseis ou matéria vegetal, entre outros processos químicos. inorgânico de dióxido de carbono é produzido por vulcões e outros geotérmicos processos tais como nascentes de água quente.

O dióxido de carbono não tem estado líquido a pressões abaixo de 5,1 atm, mas é um sólido a temperaturas inferiores a -78 ° C. No seu estado sólido, o dióxido de carbono é normalmente chamado de gelo seco .

O CO2 é um óxido ácido: uma solução aquosa transforma decisivo de azul para rosa.

Propriedades químicas e físicas

O dióxido de carbono diagrama de fases de pressão-temperatura que mostra o ponto triplo de dióxido de carbono

O dióxido de carbono é um gás incolor e inodoro. Quando inalado em concentrações muito maiores do que os níveis atmosféricos de costume, ela pode produzir um gosto amargo na boca e uma sensação de ardor no nariz e na garganta. Estes efeitos resultam da dissolução do gás na membranas mucosas e a saliva, formando uma solução fraca de ácido carbônico. Essa sensação também pode ocorrer durante uma tentativa de abafar um arroto depois de beber um bebida carbonatada. Valores acima de 5.000 ppm são considerados muito pouco saudável, e aqueles acima de cerca de 50.000 ppm (equivalente a 5% em volume) são considerados perigosos para a vida animal.

Em a temperatura e pressão normal, a densidade do dióxido de carbono é de cerca de 1,98 kg / m³, cerca de 1,5 vezes a do ar . A molécula de dióxido de carbono (O = C = O) contém dois ligações duplas e tem uma forma linear. Não tem nenhum eléctrica dipolo, e uma vez que é totalmente oxidado, que é moderadamente reactivo e é não inflamável, mas suporta a combustão de metais tais como magnésio .

Pequenas pelotas de sublimação do gelo seco no ar.
Estrutura cristalina do gelo seco

Na -78,51 ° C ou -109,3 ° F, dióxido de carbono muda directamente a partir de uma fase sólida para uma fase gasosa através sublimação, ou de gasoso para sólido através deposição. Dióxido de carbono sólido é normalmente chamado de " gelo seco ", um marca genérica. Foi observado pela primeira vez em 1825 pelo químico francês Charles Thilorier. O gelo seco é comumente utilizado como um agente de arrefecimento, e é relativamente barato. Uma propriedade conveniente para esta finalidade é que sublima dióxido de carbono sólido directamente na fase gasosa que sai nenhum líquido. Muitas vezes pode ser encontrada em alimentos e laboratórios, e também é usado na indústria de transporte. O maior uso não-resfriamento para gelo seco é a limpeza da explosão.

Formas de dióxido de carbono líquido só na pressões acima de 5,1 atm; o ponto triplo do dióxido de carbono é de cerca de 518 kPa a -56,6 ° C (Veja diagrama de fases, acima). O ponto crítico é 7,38 MPa a 31,1 ° C.

Uma forma alternativa de dióxido de carbono sólido, uma É possível amorfo como vidro forma, embora não à pressão atmosférica. Esta forma de vidro, chamada carbonia, foi produzido pela supercooling aquecida CO 2 à pressão extrema (40-48 GPa ou cerca de 400.000 atmosferas) numa bigorna de diamante. Esta descoberta confirma a teoria de que o dióxido de carbono poderia existir em um estado de vidro semelhante a outros membros de sua família elementar, como silício ( vidro de sílica ) e germânio . Ao contrário de sílica e Germania óculos, no entanto, vidro carbonia não é estável em pressões normais e reverte para gás quando a pressão é liberada.

História da compreensão humana

O dióxido de carbono foi um dos primeiros gases a ser descrita como uma substância distinta de ar. No século XVII, o Químico flamengo Jan Baptist van Helmont observou que, quando ele queimou carvão em um recipiente fechado, a massa das cinzas resultantes era muito menos do que o do carvão vegetal original. Sua interpretação era que o resto do carvão tinha se transformado em uma substância invisível que ele chamou de "gás" ou "espírito selvagem" (spiritus sylvestre).

As propriedades de dióxido de carbono foram estudados mais a fundo na década de 1750 pelo médico escocês Joseph Black. Ele descobriu que calcário ( carbonato de cálcio ) pode ser aquecido ou tratado com ácidos para produzir um gás que chamou de "ar fixo". Ele observou que o ar fixo era mais denso do que o ar e não apoiar qualquer chama ou vida animal. Ele também verificou que, quando feito borbulhar através de uma solução aquosa de cal ( hidróxido de cálcio), que seria precipitar carbonato de cálcio. Usou este fenómeno para ilustrar que o dióxido de carbono é produzido pela respiração animal e fermentação microbiana. Em 1772, o químico Inglês Joseph Priestley publicou um artigo intitulado Impregnação hidro com ar fixo no qual ele descreve um processo de gotejamento ácido sulfúrico (ou óleo de vitríolo como Priestley sabia disso) em giz, a fim de produzir dióxido de carbono, e forçando o gás para dissolver agitando uma tigela de água em contacto com o gás.

O dióxido de carbono liquefeito foi primeiro (a pressões elevadas) em 1823 por Humphry Davy e Michael Faraday . A primeira descrição do dióxido de carbono sólido foi dada por Charles Thilorier, que em 1834 abriu um recipiente pressurizado de dióxido de carbono líquido, apenas para descobrir que o arrefecimento produzida pela rápida evaporação do líquido resultou em uma "neve" de CO2 sólido.

Isolamento

O dióxido de carbono pode ser obtido a partir de ar de destilação . No entanto, isto resulta em apenas pequenas quantidades de CO 2. Uma grande variedade de reacções químicas produzir dióxido de carbono, tal como a reacção entre a maioria dos ácidos e a maioria dos carbonatos de metais. Por exemplo, a reacção entre o ácido sulfúrico e o carbonato de cálcio (calcário ou giz) está representada abaixo:

H 2 SO 4 + CaCO3CaSO4 + H 2 CO 3

O H 2 CO 3 em seguida, decompõe-se em água e CO2. Tais reacções são acompanhadas por formação de espuma ou borbulhante, ou ambos. Na indústria tais reacções são comuns porque podem ser usadas para neutralizar ácidos fluxos de resíduos.

A produção de cal viva (CaO), um produto químico que tem utilização generalizada, a partir de calcário por aquecimento a cerca de 850 ° C também produz CO 2:

CaCO3 → CaO + CO2

O a combustão de combustíveis que contém a totalidade do carbono, tais como metano ( gás natural ), destilados de petróleo ( gasolina, diesel, querosene, propano ), mas também do carvão e da madeira, vai originar dióxido de carbono e, na maioria dos casos, a água. Como um exemplo, a reacção química entre o metano e o oxigénio é dado abaixo.

CH 4 +2 O 2CO2 + 2 H2O

Ferro é reduzida a partir dos seus óxidos com coque numa alto-forno, produzindo ferro e carbono dióxido de porco:

2 Fe 2 O 3 + 3 C → 4 Fe + 3 CO 2

Levedura metaboliza o açúcar para produzir dióxido de carbono e etanol , também conhecido como álcool, na produção de vinhos, cervejas e outras bebidas espirituosas:

C 6 H 12 O 62 CO 2 + 2 C 2 H 5 OH

Tudo organismos aeróbicos produzem CO2, quando eles oxidar os hidratos de carbono , ácidos gordos e proteínas na mitocôndria de células. O grande número de reacções envolvidas são extremamente complexa e não facilmente descrito. Consulte ( respiração celular, respiração anaeróbica e fotossíntese ). Fotoautótrofos (isto é, plantas cianobactérias) utilizar outro modus operandi: As plantas absorvem CO 2 do ar, e, junto com a água, reagem para formar hidratos de carbono:

n CO 2 + n H2O(CH2O) n + n O2

O dióxido de carbono é solúvel em água, em que interconverte espontaneamente entre CO 2 e H 2 CO 3 ( ácido carbónico). As concentrações relativas de CO 2, H 2 CO 3, e a formas de HCO desprotonado -
3 ( bicarbonato) e CO 2-
3 ( carbonato ) dependem da pH. Em água neutra ou ligeiramente alcalina (pH> 6,5), que predomina o formulário de bicarbonato (> 50%) tornando-se o mais prevalente (> 95%) com o pH da água do mar, ao passo que em água muito alcalina (pH> 10,4) predominante (> 50%) forma é o carbonato. As formas de bicarbonato e carbonato são muito solúveis, de modo que a água do oceano equilibrada ao ar (ligeiramente alcalino com pH típico = 8,2-8,5) contém cerca de 120 mg de bicarbonato por litro.

Produção industrial

O dióxido de carbono é fabricado principalmente a partir de seis processos:

  1. Como subproduto em amônia e hidrogênio plantas, onde o metano é convertida em CO 2;
  2. Da combustão de madeira e combustíveis fósseis ;
  3. Como subproduto fermentação de açúcar no fabricação de cerveja de cerveja , uísque e outras alcoólicas bebidas ;
  4. A partir da decomposição térmica da pedra calcária, CaCO 3, no fabrico de cal, CaO;
  5. Como subproduto fabrico de fosfato de sódio;
  6. Diretamente de dióxido de carbono naturais molas, em que é produzido pela acção da água acidificada em ou calcário dolomite.

Usos

O dióxido de carbono bolhas numa bebida suave.

O dióxido de carbono é utilizado pela indústria de alimentos, indústria do petróleo e da indústria química. Ele é utilizado em muitos produtos de consumo que requerem gás pressurizado porque é barata e não inflamável, e uma vez que sofre uma transição de fase de gás para líquido à temperatura ambiente a uma pressão de aproximadamente 60 atingível bar (870 psi, 59 atm), permitindo muito mais dióxido de carbono para caber em um determinado recipiente do que de outra maneira. Coletes salva-vidas, muitas vezes contêm vasilhas de dióxido de carbono pressionado pela inflação rápida. Cápsulas de alumínio também são vendidos como fornecimentos de gás comprimido para armas de ar, marcadores de paintball, para encher pneus de bicicleta, e para fazer seltzer. Vaporização rápida do dióxido de carbono líquido é utilizado para soprar em minas de carvão. Elevadas concentrações de dióxido de carbono também podem ser utilizados para matar as pragas, tais como o Comum Moth Vestuário.

O dióxido de carbono é usado para produzir carbonatadas refrigerantes e ?gua com gás. Tradicionalmente, a carbonatação da cerveja e do vinho espumante é obtida através da fermentação natural, mas alguns fabricantes de carbonato estas bebidas artificialmente. Um doce chamado Pop Rocks é pressurizada com gás de dióxido de carbono em cerca de 40 bar (600 psi). Quando colocado na boca, dissolve-se (assim como outros doces duro) e libera as bolhas de gás com um pop audível.

Agentes de fermentação produzem dióxido de carbono para fazer com que a massa de pão a subir. Levedura de padeiro produz dióxido de carbono através da fermentação de açúcares dentro da massa, enquanto leaveners químicos tais como fermento em pó e bicarbonato de sódio dióxido de liberação de carbono quando aquecidos ou se expostos a ácidos .

A laser de dióxido de carbono.

O dióxido de carbono é o gás mais comum usado comprimido para sistemas pneumáticos em ferramentas e de pressão portátil robôs de combate.

O dióxido de carbono extingue chamas, e alguns extintores de incêndio, especialmente aqueles projetados para incêndios elétricos, contêm dióxido de carbono líquido sob pressão. O dióxido de carbono também encontra utilização como uma atmosfera de soldadura , embora, no arco de soldadura, que reage aos oxidar a maioria dos metais. Use na indústria automotiva é comum, apesar de evidências significativas de que as soldas feitas em dióxido de carbono são brittler do que as feitas em atmosferas inertes, e que tais juntas de solda se deteriorar ao longo do tempo, devido à formação de ácido carbónico. Ele é utilizado como um gás de soldadura, principalmente porque é muito menos dispendioso do que os gases inertes, tais como árgon ou hélio .

O dióxido de carbono líquido é um bom solvente para muitos lipofílicos compostos orgânicos , e é usado para remover a cafeína do café . Em primeiro lugar, os grãos de café verde são embebidas em água. Os grãos são colocados no topo de uma coluna de 70 pés (21 m) de altura. O fluido de dióxido de carbono a cerca de 93 graus Celsius entra na parte inferior da coluna. A cafeína difunde para fora dos grãos e para o dióxido de carbono.

O dióxido de carbono começou a atrair a atenção na solventes outro processamento químico e indústrias farmacêuticas como uma alternativa menos tóxica para mais tradicionais, como organoclorados. Ele é usado por alguns limpeza a seco por este motivo. (Ver química verde.)

As plantas necessitam de dióxido de carbono para realizar a fotossíntese , e estufas podem enriquecer as suas atmosferas com CO 2 adicionais para impulsionar o crescimento da planta, uma vez que a sua concentração baixa atmosfera atual é um pouco acima do nível de "asfixia" para as plantas verdes. A fotossíntese gota -relacionados na concentração de dióxido de carbono num compartimento de estufa pode matar as plantas verdes. Em concentrações elevadas, o dióxido de carbono é tóxico para os animais, de modo a aumentar a concentração de 10.000 ppm (1%), durante várias horas pode eliminar pragas tais como whiteflies e ácaros em uma estufa.

Tem sido proposto que o dióxido de carbono a partir de geração de energia ser feito borbulhar lagoas a crescer algas que poderiam, em seguida, ser convertido em biodiesel combustível. Na medicina, até 5% de dióxido de carbono é adicionado a puro de oxigénio para a estimulação da respiração depois apneia e para estabilizar o equilíbrio de O2 / CO2 no sangue.

Um tipo comum de gás industrial de laser é a laser de dióxido de carbono.

O dióxido de carbono pode também ser combinado com óxido de limoneno a partir de cascas de laranja ou outra epóxidos para criar polímeros e plásticos.

O dióxido de carbono é usado em recuperação melhorada de petróleo, onde ele é injectado no interior ou adjacente a produção de poços de petróleo, geralmente sob condições supercríticas. Ele atua como um agente de pressurização e, quando dissolvido no subterrâneo de petróleo bruto , reduz significativamente a sua viscosidade, permitindo que o óleo flua mais rapidamente através da terra para a remoção bem. Em campos de petróleo maduros, redes extensas de tubos são utilizados para transportar o dióxido de carbono para os pontos de injecção.

Na indústria química, o dióxido de carbono é usado para a produção de ureia , carbonatos e bicarbonatos, e salicilato de sódio.

Líquido e dióxido de carbono sólido são importantes refrigerantes, especialmente na indústria de alimentos, onde são empregadas durante o transporte e armazenamento de sorvete e outros alimentos congelados. Dióxido de carbono sólido é chamado de "gelo seco" e é usado para pequenos embarques onde equipamentos de refrigeração não é prático.

Foi utilizado o dióxido de carbono líquido (indústria nomenclatura R744 / R-744) como um refrigerante, antes da descoberta de R-12 e é provável que desfrutar de um renascimento devido a preocupações ambientais. Suas propriedades físicas são altamente favoráveis para refrigeração, refrigeração, e fins de aquecimento, tendo uma alta capacidade de refrigeração volumétrica. Devido ao seu funcionamento a pressões de até 130 bar, CO 2 sistemas requerem componentes altamente resistentes que foram já desenvolvidas para a produção de série em muitos sectores. No carro de ar condicionado, em mais de 90% de todas as condições de condução, R744 opera de forma mais eficiente do que os sistemas usando R-134a. Suas vantagens ambientais ( GWP de 1, empobreçam a camada de ozono não, não-tóxico, não inflamável) poderia fazê-lo no futuro fluido de trabalho para substituir os HFC atuais em carros, supermercados, bombas de calor de água quente, entre outros. Algumas aplicações: Coca-Cola tem escalado CO 2 baseados refrigeradores de bebidas e Exército dos EUA está interessado em CO 2 de refrigeração e tecnologia de aquecimento.

Até o final de 2007, a indústria automóvel mundial deverá decidir sobre o refrigerante de próxima geração no carro ar condicionado. CO 2 é uma opção discutida. (Ver A Guerra Fria)

Na atmosfera da Terra

Atmosférica concentrações de CO 2 medida a Mauna Loa Observatory.

O dióxido de carbono na atmosfera da Terra é considerada um gás traço atualmente ocorrendo em uma concentração média de cerca de 385 partes por milhão por volume ou 582 partes por milhão em massa. A massa da atmosfera da Terra é 5,14 x 10 18 kg, de modo que a massa total de dióxido de carbono na atmosfera é de 3,0 x 10 15 kg (3,000 gigatoneladas). Sua concentração varia sazonalmente (ver gráfico à direita) e também consideravelmente numa base regional: nas áreas urbanas é geralmente mais elevado e dentro de casa pode chegar a 10 vezes a concentração atmosférica de fundo.

O dióxido de carbono é um gás de efeito estufa ; ver efeito de estufa para mais.

Devido às atividades humanas como a queima de combustíveis fósseis e desmatamento, a concentração de dióxido de carbono na atmosfera tem aumentado em cerca de 35% desde o início da era da industrialização . Em 1999, 2.244.804 mil toneladas métricas de CO 2 foram produzidos em os EUA como resultado da geração de energia elétrica. Isto é uma taxa de 0,6083 kg (1,341 libras) por kWh de saída.

Quinhentos milhões de anos atrás dióxido de carbono era 20 vezes mais prevalente do que hoje, diminuindo para 4-5 vezes durante o Jurássico período e, em seguida, manteve um declínio lento até que a revolução industrial , com uma redução particularmente rápida ocorrendo 49 milhões anos atrás.

Até 40% do gás emitido por alguns vulcões durante subaérea erupções vulcânicas é o dióxido de carbono. De acordo com as melhores estimativas, vulcões liberar cerca de 130-230000000 toneladas (145-255000000 toneladas) de CO 2 na atmosfera a cada ano. O dióxido de carbono também é produzida por fontes termais, tais como aqueles no local do Bossoleto perto Rapolano Terme, em Toscana, Itália. Aqui, uma depressão em forma de taça de cerca de 100 m de diâmetro, as concentrações locais de CO 2 subir acima dos 75% durante a noite, suficiente para matar insectos e pequenos animais, mas quente rapidamente quando iluminado e dispersar por convecção durante o dia localmente elevadas concentrações de CO 2, produzido por perturbação da água do lago profundo saturado com CO 2 são pensados para ter causado 37 mortes em Lago Monoun, Camarões em 1984 e 1700 as baixas no Lago Nyos , República dos Camarões, em 1986. No entanto, as emissões de CO 2 por atividades humanas são atualmente mais de 130 vezes maior do que a quantidade emitida por vulcões, no valor de cerca de 27 bilhões de toneladas por ano (30 bilhão de toneladas).

Nos oceanos

Há cerca de 50 vezes mais carbono dissolvido nos oceanos sob a forma de CO 2 e CO 2 produtos de hidratação como existe na atmosfera. Os oceanos agir como uma enorme sumidouro de carbono, tendo "absorvido cerca de um terço de todas as emissões humanas de CO 2 gerado até o momento." Geralmente, a solubilidade do gás diminui com o aumento de temperatura da água. Assim dióxido de carbono é liberado da água do oceano para a atmosfera como as temperaturas do oceano aumentam.

Papel biológico

O dióxido de carbono é um produto final em organismos que obter energia a partir de quebrar açúcares, gorduras e aminoácidos com oxigénio , como parte da sua metabolismo, num processo conhecido como respiração celular. Isto inclui todas as plantas, animais, muitos fungos e algumas bactérias. Nos animais superiores, o dióxido de carbono viaja no sangue a partir dos tecidos do corpo para os pulmões, onde ele é exalado. Em instalações que utilizam a fotossíntese, o dióxido de carbono é absorvido a partir da atmosfera.

Papel na fotossíntese

Plantas remover o dióxido de carbono da atmosfera pela fotossíntese, também chamada assimilação de carbono, que utiliza a energia da luz para produzir materiais vegetais orgânicos através da combinação de dióxido de carbono e água. Oxigénio livre é libertado como gás a partir da decomposição das moléculas de água, enquanto que o hidrogénio é dividido em seus protões e electrões e utilizado para gerar energia química através fotofosforilação. Esta energia é necessária para a fixação de dióxido de carbono na Ciclo de Calvin para formar açúcares. Estes açúcares podem, então, ser utilizada para o crescimento dentro da planta através da respiração.

Mesmo quando ventilada, o dióxido de carbono deve ser introduzido em estufas para manter o crescimento das plantas, como a concentração de dióxido de carbono pode cair durante as horas de luz do dia para tão baixo como 200 ppm (limite de C3 carbono fixação da fotossíntese). As plantas podem potencialmente crescer até 50 por cento mais rápido em concentrações de 1000 ppm de CO 2, quando comparado com as condições ambientais.

As plantas também emitem CO 2 durante a respiração, por isso é apenas durante as fases de crescimento que plantas são absorventes de líquidos. Por exemplo, uma floresta em crescimento vai absorver muitas toneladas de CO 2 por ano, no entanto, uma floresta madura produz tanto CO2 proveniente da respiração e decomposição de espécimes mortos (por exemplo, ramos caídos) como utilizado em biosíntese em plantas em crescimento. Independentemente disto, florestas maduras ainda são valiosas sumidouros de carbono, ajudando a manter o equilíbrio na atmosfera da Terra. Além disso, e crucialmente para a vida na terra, a fotossíntese do fitoplâncton absorve CO2 dissolvido na parte superior do oceano e, assim, promove a absorção de CO 2 da atmosfera.

Toxicidade

Teor de dióxido de carbono em ar fresco varia entre 0,03% (300 ppm) e 0,06% (600 ppm), dependendo do local (ver mapa gráfico de CO 2 em tempo real).

Ar exalado de uma pessoa é de aproximadamente 4,5% de dióxido de carbono por volume.

É perigoso quando inalado em concentrações elevadas (superiores a 5% por volume, ou 50.000 ppm). O valor atual limite de limite (TLV) ou o nível máximo que é considerado seguro para adultos saudáveis para uma jornada de trabalho de oito horas é de 0,5% (5000 ppm). O nível máximo seguro para bebês, crianças, idosos e pessoas com problemas de saúde cardio-pulmonar é significativamente menor.

Estes valores são válidos para o dióxido de carbono puro. Em espaços interiores ocupados por pessoas a concentração de dióxido de carbono atingirá níveis mais elevados do que no ar ao ar livre puro. Concentrações mais elevadas do que 1000 ppm causará desconforto em mais de 20% dos ocupantes, e o desconforto irá aumentar com o aumento da concentração de CO 2. O desconforto irá ser causada por vários tipos de gases provenientes de respiração e transpiração humana, e não por si mesmo de CO 2. Em 2000 ppm a maioria dos ocupantes vai se sentir um grau significativo de desconforto, e muitos irão desenvolver náuseas e dores de cabeça. A concentração de CO 2 entre 300 e 2500 ppm é utilizada como um indicador da qualidade do ar interior.

Toxicidade aguda dióxido de carbono é muitas vezes conhecido como pelos nomes que lhe são dadas pelos mineiros: blackdamp (também chamado de estrangulamento úmido ou stythe). Mineiros iria tentar alertar-se a níveis perigosos de dióxido de carbono em uma mina de eixo, trazendo um canário engaiolado com eles enquanto trabalhavam. O canário inevitavelmente morrer antes de CO 2 atingiram níveis tóxicos para as pessoas. O dióxido de carbono causou uma grande perda de vidas no Lago Nyos em Camarões em 1986, quando uma ressurgência de CO 2 -laden lago de água rapidamente cobriu uma grande área povoada envolvente .. O dióxido de carbono mais pesado forçado para fora o oxigênio que sustenta a vida perto da superfície, matando cerca de duas mil pessoas.

Os níveis de dióxido de carbono ppm (CDPL) são um substituto para a medição de poluentes interiores que podem causar com que os ocupantes crescer sonolento, dores de cabeça, ou em função dos níveis de atividade mais baixos. Para eliminar a maior Queixas qualidade do ar interior, CDPL interior total deve ser reduzido para menos de 600. NIOSH considera que as concentrações do ar interior que excedem 1.000 são um marcador sugerindo ventilação inadequada. ASHRAE recomenda que não excedam 1000 dentro de um espaço. OSHA limita as concentrações no local de trabalho de 5000 por períodos prolongados. O Instituto Nacional dos EUA para Segurança e Saúde Ocupacional limita breves exposições (até 10 minutos) para 30.000 e considera CDPL superior a 40.000 como " imediatamente perigosas à vida e à saúde. "As pessoas que respiramos 50.000 para mais de meia hora mostram sinais de aguda hipercapnia, enquanto respira 70.000 - 100.000 podem produzir inconsciência em poucos minutos. Assim, dióxido de carbono, quer como um gás ou como gelo seco, deve ser manuseado em áreas bem ventiladas.

Fisiologia humana

CO2 é realizada no sangue de três maneiras diferentes. (As percentagens exactas variam consoante se trate de sangue arterial ou venosa).

  • A maior parte dele (cerca de 70% - 80%) é convertida em íons bicarbonato HCO 3 - pela enzima anidrase carbónica nas células vermelhas do sangue, por a reacção de CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3 → H + + HCO3 -.
  • 5% - 10% Dissolve-se no plasma
  • 5% - 10% é ligado ao hemoglobina como compostos carbamino

O CO 2 ligado à hemoglobina não se liga ao mesmo local como o oxigénio. Em vez disso, combina-se com os grupos N-terminais sobre as quatro cadeias de globina. No entanto, devido efeitos alostéricos na molécula de hemoglobina, a ligação de CO2 diminui a quantidade de oxigénio que está ligado a uma dada pressão parcial de oxigénio.

Hemoglobina, a molécula principal de transporte de oxigênio no células vermelhas do sangue, podem transportar ambos oxigénio e dióxido de carbono, embora de maneiras muito diferentes. A diminuição da ligação de dióxido de carbono no sangue devido ao aumento dos níveis de oxigénio é conhecida como a Efeito Haldane, e é importante no transporte de dióxido de carbono dos tecidos para os pulmões. Por outro lado, um aumento na pressão parcial de CO 2 ou de um pH mais baixo fará com que o descarregamento de oxigénio da hemoglobina. Isto é conhecido como o Efeito Bohr.

O dióxido de carbono pode ser um dos mediadores de locais auto-regulação do fornecimento de sangue. Se os seus níveis são elevados, o capilares expandir para permitir um maior fluxo sanguíneo para que o tecido.

?ons bicarbonato são cruciais para regular o pH do sangue. Taxa de respiração de uma pessoa influencia o nível de CO 2 no sangue. Respiração que é demasiado lenta ou superficial pode causar acidose respiratória, durante a respiração que é demasiado rápida pode levar a hiperventilação, o que pode causar alcalose respiratória.

Embora o corpo necessita de oxigênio para o metabolismo, níveis baixos de oxigênio não estimulam a respiração. Em vez disso, a respiração é estimulada por níveis elevados de dióxido de carbono. Como resultado, a respiração de ar de baixa pressão, ou uma mistura de gases sem oxigénio em todos os (tal como o azoto puro), pode levar a perda de consciência. Isto é especialmente perigosa para os pilotos de caça de alta altitude. É também por isso que os comissários de bordo instruir os passageiros, em caso de perda de pressão na cabine, para aplicar a máscara de oxigênio para si mesmos primeiro antes de ajudar os outros - caso contrário se corre o risco de ir inconsciente sem ter consciência do perigo iminente.

De acordo com um estudo realizado pela Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, a respiração de uma pessoa média gera aproximadamente 450 litros (cerca de 900 gramas) de dióxido de carbono por dia.

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