غاز ثاني أكسيد الكربون
- غاز ثاني أكسيد الكربون، والذي يُرمز له بـ (CO2)، هو غاز عديم اللون ولطيف الرائحة وطعمه حامض.
- يعتبر غاز ثاني أكسيد الكربون أحد المكونات الثانوية في الغلاف الجوي للأرض.
- يساهم غاز ثاني أكسيد الكربون في الحفاظ على الطاقة الإشعاعية التي يستقبلها الكوكب، مما يساعد على تنظيم درجة حرارة الأرض.
- بدون وجود هذا الغاز، قد تصبح درجة حرارة الأرض منخفضة جدًا لدرجة لا يمكن لأحد تحملها.
- مع ذلك، عندما ترتفع مستويات غاز ثاني أكسيد الكربون، يؤدي ذلك إلى زيادة درجة الحرارة، مما يُساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري.
- يتم إطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي نتيجة عمليات طبيعية مثل التنفس وبعض الثورات البركانية.
- إلى جانب ذلك، تسهم الأنشطة البشرية المختلفة، مثل حرق الوقود الأحفوري وإزالة الغابات، في زيادة انبعاث هذا الغاز.
- يعد غاز ثاني أكسيد الكربون النقي مستخدمًا في إطفاء الحرائق، وغالبًا ما يتم تخزينه كغاز مضغوط في أسطوانات.
- تستخدم هذه الأسطوانات في حالات الطوارئ للحريق، حيث ينتشر غاز ثاني أكسيد الكربون في الهواء أثناء الاحتراق.
- يتميز غاز ثاني أكسيد الكربون بأنه أخف وزنًا من الأكسجين المحيط بالنيران.
- بفضل خصائصه، يعمل غاز ثاني أكسيد الكربون على منع نشوب الحرائق من خلال استبداله للأكسجين.
- كما أنه أكثر فعالية من الماء في إخماد الحرائق الكهربائية أو تلك التي تحتوي على مواد قابلة للاشتعال.
لا تفوتوا قراءة مقالنا حول:
اكتشاف غاز ثاني أكسيد الكربون
تم اكتشاف غاز ثاني أكسيد الكربون في بداية القرن السابع عشر على يد الكيميائي البلجيكي جان باتيست فان هيلمونت.
حيث لاحظ وجود غاز ثاني أكسيد الكربون أثناء عمليات الاحتراق والتخمر، وبحلول منتصف القرن العشرين، تم تسويق معظم غاز ثاني أكسيد الكربون في شكل سائل.
الخصائص الكيميائية لثاني أكسيد الكربون
يمتلك غاز ثاني أكسيد الكربون العديد من الخصائص الكيميائية، ومن أبرزها:
- هذا الغاز يعتبر غير نشط عند درجات الحرارة العادية، لكنه يتفكك إلى أول أكسيد الكربون والأكسجين عند التعرض لحرارة تتجاوز 1700 درجة مئوية.
- يمكن أن يتفاعل غاز ثاني أكسيد الكربون مع الهيدروجين أو الكربون لإنتاج أول أكسيد الكربون عند درجات حرارة مرتفعة. كما يتفاعل الأمونيا مع غاز ثاني أكسيد الكربون تحت ضغط لإنتاج كربونات الأمونيوم ومن ثم اليوريا.
- يتميز غاز ثاني أكسيد الكربون بقدرته على الذوبان في الماء، حيث يشكل حمض ضعيف يعرف باسم حمض الكربونيك (H2CO3).
- يعتبر غاز ثاني أكسيد الكربون أحد المكونات الأساسية في تصنيع البلاستيك والأسمدة.
الخصائص الفيزيائية لثاني أكسيد الكربون
- يتحول غاز ثاني أكسيد الكربون إلى الحالة السائلة عند ضغط يصل إلى كغم/سم3 ودرجة حرارة 31 درجة مئوية، أو عند ضغط يتراوح بين 16-24 كغم/سم3 وحرارة تتراوح بين -23 إلى -12 درجة مئوية.
- يصبح غاز ثاني أكسيد الكربون ثلجًا جافًا عند التبريد، ويتم تخزينه تحت ضغط مرتفع في أسطوانات حمراء بأحجام متنوعة.
- يعتمد مبدأ عمل غاز ثاني أكسيد الكربون على استبداله للأكسجين، الذي يُعتبر أحد العوامل الثلاثة الأساسية لوجود النار، وهي: الوقود والحرارة والأكسدة.
- ينبعث غاز ثاني أكسيد الكربون ببرودة شديدة من طفايات الحريق، مما يسهم في إطفاء الحرائق.
مصادر غاز ثاني أكسيد الكربون
هل تساءلت عن مصادر غاز ثاني أكسيد الكربون؟ دعنا نستكشف ذلك الآن:
التنفس والتحلل
عند تنفس الكائنات الحية، يتم إطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون. خلال هذه العملية، تستخدم الخلايا الأكسجين والجلوكوز لإنتاج الطاقة، مما يؤدي إلى تكوين ثاني أكسيد الكربون كمخلفات.
كما يُعتبر التنفس عملية تحلل للكائنات الحية، إذ يتحلل الجسم بعد الموت بفعل البكتيريا، مما يساهم في إطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون في الماء والغلاف الجوي.
تجوية صخور الكربونات
عند تعرض الحجر الجيري للهواء ومياه الأمطار، يتسبب ذلك في تجويته على مر الزمن نتيجة العمليات التكتونية أو التغير في مستوى سطح البحر.
كما يتكون حمض الكربونيك نتيجة لمذاب غاز ثاني أكسيد الكربون في الماء، مما يساهم في إذابة الصخور الكربونية ويؤدي إلى إطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون.
يمكنك أيضًا التعرف على:
مصادر طبيعية
تعد المصادر الطبيعية مسؤولة عن بعض انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، وأهمها:
- حرائق الغابات والانبعاثات الناتجة عن الانفجارات البركانية.
- المحيطات، حيث تحتفظ بأعلى كمية سنوية من غاز ثاني أكسيد الكربون مقارنة بأي مصدر بشري أو طبيعي.
المصادر البشرية
- يساهم جزء من غاز ثاني أكسيد الكربون الناتج عن الأنشطة البشرية اليومية، مثل النقل، والصناعات، وتوليد الطاقة، وإنتاج المواد الكيميائية، وممارسات الزراعة وإنتاج النفط.
- أيضًا، يُعد حرق الوقود الأحفوري، بما في ذلك الفحم والنفط والغاز الطبيعي، سببًا رئيسيًا في انبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون، حيث يُمثل إنتاج الكهرباء 40% من انبعاثاته.
إزالة الغابات
عندما يتم قطع الأشجار، يتم إطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون أثناء إنتاج البضائع أو التدفئة، حيث تقوم الأشجار بتخزين الكربون حتى تتمكن من القيام بعملية التمثيل الضوئي.
تشير الدراسات التي نشرتها جامعة ديوك إلى أنه يتم انطلاق ما يقرب من مليار طن من الكربون في الغلاف الجوي سنويًا بسبب إزالة الغابات.
أضرار غاز ثاني أكسيد الكربون على الإنسان
يعتبر غاز ثاني أكسيد الكربون من الغازات الضارة التي تؤثر سلبًا على صحة الإنسان. فإن التعرض المستمر لهذا الغاز يمكن أن يؤدي إلى عدة آثار جانبية، وهي:
آثار قصيرة المدى
تظهر هذه الآثار عند استنشاق كميات كبيرة من غاز ثاني أكسيد الكربون خلال فترة قصيرة، مما يؤدي إلى:
- فقدان الوعي.
- الصداع.
- صعوبة في التنفس.
- حدوث تشنجات.
- صعوبة في التركيز.
- طنين الأذن.
- الرؤية المزدوجة.
- الدوار.
آثار طويلة المدى
تظهر هذه الآثار عند استنشاق كميات منخفضة من غاز ثاني أكسيد الكربون ولكن بشكل منتظم، مما يؤدي إلى:
- حدوث تغيرات في الكالسيوم بالعظام.
- تغيرات في عملية الأيض بالجسم.
- الاستنشاق المستمر لكميات كبيرة من غاز ثاني أكسيد الكربون يمكن أن يشكل تهديدًا للحياة، بينما لمسه في حالته الصلبة قد يسبب الإصابة بحروق الصقيع أو ظهور بثور على الجلد.
تقليل انبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون
إليك بعض الإجراءات التي يمكن للناس اتباعها لتقليل انبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون وللحفاظ على البيئة:
- تقليل استخدام السيارات الخاصة في التنقل، والتوجه نحو وسائل النقل العامة، أو ركوب الدراجة، أو المشي.
- فصل الأجهزة الكهربائية عن المقابس، لأن توصيل الأجهزة بالطاقة، حتى عند إيقاف تشغيلها، يؤدي إلى استهلاك الطاقة وبالتالي انبعاث المزيد من الغازات.
- يؤدي ذلك إلى زيادة الانبعاثات.
- تقليل درجة حرارة سخان الماء إلى 49 درجة مئوية، مما يسهم في تقليل انبعاث حوالي 249 كغم من غاز ثاني أكسيد الكربون سنويًا.
- استبدال المصابيح العادية بمصابيح فلبية مدمجة أو مصابيح ثنائية الباعث للضوء، حيث تدوم هذه المصابيح لفترات أطول وتستهلك طاقة أقل، مما يقلل من الحرارة المنبعثة وبالتالي تقليل انبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون.
- إعادة تدوير المواد البلاستيكية واستخدام بقايا الطعام كسماد طبيعي.
- زراعة الأشجار بكثرة لأنها تُساعد في امتصاص غاز ثاني أكسيد الكربون وتبعث غاز الأكسجين.
- استخدام مصادر الطاقة النظيفة مثل الشمس والرياح.
اقرأ المزيد هنا:
