Joseph Black, seorang ahli fisika dan kimia Skotlandia, menemukan karbon dioksida sekitar tahun 1750. Pada suhu kamar (20-25 oC), karbon dioksida adalah gas yang tidak berwarna dan tidak berbau, sedikit asam dan tidak mudah terbakar.

Karbon dioksida adalah molekul dengan rumus molekul CO2. Molekul linier ini dibentuk oleh atom karbon yang dihubungkan dengan dua atom oksigen, O = C = O.

Meskipun karbon dioksida ada terutama dalam bentuk gasnya, ia juga memiliki bentuk padat dan cair. Itu hanya bisa padat pada suhu di bawah 78 oC. Karbon dioksida cair ada terutama ketika karbon dioksida larut dalam air. Karbon dioksida hanya larut dalam air ketika tekanan dipertahankan. Ketika tekanan turun, ia akan mencoba melarikan diri ke udara, meninggalkan massa gelembung udara di dalam air.

Di mana kita menemukan karbon dioksida di Bumi?

Karbon dioksida ditemukan terutama di udara, tetapi juga di dalam air sebagai bagian dari siklus karbon. Kita dapat menunjukkan kepada Anda bagaimana siklus karbon bekerja, melalui penjelasan dan representasi skematis.

Kegunaan karbon dioksida oleh manusia

Manusia menggunakan karbon dioksida dengan berbagai cara. Contoh yang paling akrab adalah penggunaan dalam minuman dan bir yang menyegarkan, untuk membuatnya soda. Karbon dioksida yang dilepaskan oleh ragi menyebabkan adonan membengkak.

Beberapa alat pemadam menggunakan karbon dioksida karena lebih padat daripada udara. Karbon dioksida dapat menutupi api, karena beratnya. Ini mencegah oksigen dari memiliki akses ke api dan sebagai akibatnya, bahan yang terbakar kehilangan oksigen yang dibutuhkannya untuk terus menyala.

Karbon dioksida juga digunakan dalam teknologi yang disebut ekstraksi cairan superkritis yang digunakan untuk membuat kopi tanpa kafein. Bentuk padat karbon dioksida, umumnya dikenal sebagai es kering, digunakan di bioskop untuk membuat kabut di atas panggung dan membuat hal-hal seperti gelembung “ramuan ajaib”.

Peran karbon dioksida dalam proses lingkungan

Karbon dioksida adalah salah satu gas paling melimpah di atmosfer. Karbon dioksida memainkan peran penting dalam proses vital tumbuhan dan hewan, seperti fotosintesis dan pernapasan. Kami akan menjelaskan secara singkat proses ini di bawah ini.

Tumbuhan hijau mengubah karbon dioksida dan air menjadi senyawa makanan, seperti glukosa dan oksigen. Proses ini disebut fotosintesis.

Reaksi fotosintesis adalah sebagai berikut:

6 CO2 + 6 H2O -> C6H12O6 + 6 O2

Tumbuhan dan hewan, pada gilirannya, mengubah komponen makanan dengan menggabungkannya dengan oksigen untuk mendapatkan energi untuk pertumbuhan dan fungsi vital lainnya. Ini adalah proses pernapasan, kebalikan dari fotosintesis.

Reaksi pernapasan adalah sebagai berikut:

C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O

Fotosintesis dan pernapasan memainkan peran yang sangat penting dalam siklus karbon dan seimbang satu sama lain. Fotosintesis mendominasi selama waktu terhangat tahun ini dan pernapasan mendominasi selama waktu paling dingin dalam setahun. Namun, kedua proses tersebut berlangsung sepanjang tahun. Maka, bersama-sama, karbon dioksida di atmosfer berkurang selama musim tanam dan meningkat selama sisa tahun ini.

Karena musim di belahan bumi utara dan selatan berlawanan, karbon dioksida di atmosfer meningkat di utara sementara menurun di selatan, dan sebaliknya. Siklus lebih jelas hadir di belahan bumi utara; karena memiliki massa lahan dan vegetasi yang relatif lebih banyak. Lautan mendominasi di belahan bumi selatan.

Pengaruh karbon dioksida pada alkalinitas

Karbon dioksida dapat mengubah pH air. Beginilah cara kerjanya:

Karbon dioksida sedikit larut dalam air untuk membentuk asam lemah yang disebut asam karbonat, H2CO3, menurut reaksi berikut:

CO2 + H2O -> H2CO3

Setelah ini, asam karbonat bereaksi secara ringan dan reversibel dalam air untuk membentuk kation hidronium, H3O +, dan ion bikarbonat, HCO3-, sesuai dengan reaksi berikut:

H2CO3 + H2O -> HCO3- + H3O +

Perilaku kimia ini menjelaskan mengapa air, yang normalnya memiliki pH netral 7, memiliki pH asam sekitar 5,5 ketika telah terpapar udara.

Emisi karbon dioksida oleh manusia

Karena aktivitas manusia, jumlah CO2 yang dilepaskan ke atmosfer telah meningkat pesat selama 150 tahun terakhir. Akibatnya, telah melebihi jumlah yang diserap oleh biomassa, lautan dan tenggelam lainnya.

Telah terjadi peningkatan konsentrasi karbon dioksida di atmosfer dari sekitar 280 ppm pada tahun 1850 menjadi 364 ppm pada tahun 1998, terutama karena aktivitas manusia selama dan setelah revolusi industri, yang dimulai pada tahun 1850.

Manusia telah meningkatkan jumlah karbon dioksida di udara dengan membakar bahan bakar fosil, memproduksi semen dan membuka lahan dan membakar hutan. Sekitar 22% konsentrasi CO2 saat ini di atmosfer ada karena aktivitas manusia ini, mengingat tidak ada perubahan dalam jumlah alami karbon dioksida. Pada paragraf berikutnya kita akan membahas efek ini lebih terinci