Что такое углекислый газ?

Искусство дыхания заключается в том, чтобы почти не выдыхать углекислый газ и терять его как можно меньше. Роль углекислого газа (CO2, или диоксид углерода) в жизнедеятельности биосферы состоит прежде всего в поддержании фотосинтеза, который осуществляется растениями. Полученный из атмосферы углекислый газ растения преобразуют в углеводы и кислород.

При атмосферном давлении диоксид углерода не существует в жидком состоянии, переходя непосредственно из твёрдого состояния в газообразное. Твёрдый диоксид углерода называют сухим льдом. При повышенном давлении и обычных температурах углекислый газ переходит в жидкость, что используется для его хранения.

Что такое углекислый газ?

Организм человека выделяет приблизительно 1 кг (2,3 фунта) углекислого газа в сутки. Этот углекислый газ переносится от тканей, где он образуется в качестве одного из конечных продуктов метаболизма, по венозной системе и затем выделяется с выдыхаемым воздухом через лёгкие. Углекислый газ является одним из важнейших медиаторов ауторегуляции кровотока.

В норме дыхание стимулируется повышением уровня углекислого газа в крови. Дыхательный центр гораздо более чувствителен к повышению уровня углекислого газа, чем к нехватке кислорода. Дыхательный центр человека пытается поддерживать парциальное давление углекислого газа в артериальной крови не выше 40 мм ртутного столба.

Смесь полученных газов промывают раствором карбоната калия, которые поглощают углекислый газ, переходя в гидрокарбонат. Также углекислый газ получают на установках разделения воздуха как побочный продукт получения чистого кислорода, азота и аргона.

Жидкая углекислота широко применяется в системах пожаротушения и в огнетушителях. В связи с этим приходится в сварочную проволоку вводить раскислители, такие как марганец и кремний. Анализ концентрации CO2 в атмосфере используется для экологических и научных исследований, для изучения парникового эффекта. Углекислый газ регистрируют с помощью газоанализаторов основанных на принципе инфракрасной спектроскопии и других газоизмерительных систем.

Углекислый газ нетоксичен, но по воздействию его повышенных концентраций в воздухе на воздуходышащие живые организмы его относят к удушающим газам(англ.)русск.. Незначительные повышения концентрации до 2—4 % в помещениях приводят к развитию у людей сонливости и слабости. В связи с активным использованием человечеством ископаемых энергоносителей в качестве топлива происходит быстрое увеличение концентрации этого газа в атмосфере.

Содержание углерода в атмосфере Земли.

Сжигание ископаемых топлив, таких как уголь, нефть и природный газ, является основной причиной эмиссии антропогенного CO2, вырубка лесов является второй по значимости причиной. Углекислый газ — второй по количеству (после водяного пара) газ, выделяемый вулканами. В 2009 году средняя концентрация CO2 в земной атмосфере составляла 0,0387 % или 387 ppm. В 2016 уровень достиг 403ppm.

Весной 2016 года австралийские ученые установили, что концентрация диоксида углерода в атмосфере в районе острова Тасмания достигла 400 ppm. Изменения концентрации атмосферного углекислого газа в течение фанерозоя (последние 541 млн лет, современность слева). Для изучения концентрации углекислого газа в прошлом также используются различные косвенные(англ.)русск. С4-механизм фиксации углерода выработался как приспособление к условиям низких концентраций CO2 в атмосфере.

Углекислый газ принимает участие в образовании всего живого вещества планеты и вместе с молекулами воды и метана создает так называемый «оранжерейный (парниковый) эффект».

Так вот, для углекислого газа это время составляет 3-5 лет, для метана – 10-14 лет. СО окисляется до СО2 в течение нескольких месяцев. В биосфере значение углерода очень велико, так как он входит в состав всех живых организмов. Метан под воздействием кислорода быстро окисляется до углекислого газа. Основными поставщиками метана в атмосферу являются тропические леса и болота. В свою очередь углекислый газ атмосферы является источником углерода для других геосфер — литосферы, биосферы и гидросферы.

При втором способе углерод участвует в создании карбонатов в гидросфере. Углекислый газ из атмосферы Земли извлекается зелеными растениями в процессе фотосинтеза, который осуществляется посредством пигмента хлорофилла, использующего энергию солнечного излучения. Углеводы участвуют в образовании органических соединений растений, а кислород выделяется обратно в атмосферу.

Массовая вырубка лесов также ведет к увеличению концентрации углекислоты в воздухе. Выдыхаемый воздух — это смесь воздуха, заполнявшего альвеолы, — альвеолярного воздуха — с воздухом, находящимся в воздухоносных путях (в полости носа, гортани, трахеи и бронхов).

Комаров в человеке притягивает углекислый газ

В смеси газов, какой является воздух, давление каждого газа определяется процентным содержанием данного газа и называется парциальным давлением (от латинского слова pars — часть). Содержание кислорода в воздухе равно 20,94%. Парциальное давление кислорода атмосферного воздуха будет составлять 20,94% от общего давления воздуха, т. е. 760 мм, и равно 159 мм ртутного столба.

Углекислый газ CO2 (углекислота, двуокись углерода, диоксид углерода, угольный ангидрид) в зависимости от давления и температуры может находиться в газообразном, жидком или твердом состоянии. В газообразном состоянии диоксид углерода представляет собой бесцветный газ с немного кисловатым вкусом и запахом.

Углекислота не токсична и не взрывоопасна, однако при ее концентрациях в воздухе свыше 5% (92г/м3) снижается доля кислорода, что может привести к кислородной недостаточности и удушью.

Углекислый газ С02 постоянно образуется в клетках организма. Около 5 % — 10 % углекислого газа связано с гемоглобином в виде карбаминосоединений (карбогемоглобин). Содержится в воздухе и минеральных источниках, выделяется при дыхании животных и растений.

Читайте также: