二酸化炭素

にさんかたんそ

分子式CO2で表す物質。炭素の完全燃焼や生物の呼吸にて発生する。

概要

炭素原子1つに酸素原子が2つ化合した化合物。地球の大気中に0.04%含まれる。

炭素を含む物質の燃焼、生物の呼吸、微生物の有機物分解、火山活動にて生ずる。また、植物の光合成では二酸化炭素は有機化合物に変化する。高温下、酸素と一酸化炭素に可逆的に分解する。また、水素とは同じく高温下で一酸化炭素と水に可逆的に分解するが、触媒が存在するといった条件化ではメタンやメタノールに変化する。

物性

融点	-56.6［℃］(0.52MPa)
沸点	−78.5［℃］(常圧下では昇華)

常温・常圧では気体(ガス)であり、固体はドライアイスと呼ばれる。常圧では液体にならない。

毒性は持たないが、濃度3～4%では頭痛・めまい・吐き気が起こり、7%以上では呼吸不全により意識を失う。この状態が長く続くと麻酔作用により呼吸中枢の抑制され呼吸が停止し死にいたる。(二酸化炭素中毒)

塩基性あるいは求核性を持つ物質を除き反応性は持たない。

また、アルカリ金属など一部の物質の燃焼を除き助燃性を持たないため、そのため消火器用ガスとしても用いられる。ちなみに高圧の二酸化炭素の入ったボンベは緑色に塗ることが義務付けられている。(二酸化炭素消火器の場合は本体の半分を緑色に塗ることが義務付けられている)

水に溶け炭酸を生じるため、炭酸ガスとも呼ばれる。

用途

• ドライアイス(冷却用)
• 炭酸水・炭酸飲料
• 重曹・ベーキングパウダー(加熱により生じる二酸化炭素で膨らませる)
• コーヒーからカフェインを取り除く(超臨界状態(31.1℃、7.4MPa超)の二酸化炭素を使う)
• ガスレーザー
• イチゴや水草などの成長促進
• 炭酸ガスアーク溶接（溶接時に二酸化炭素を吹き付けて、空気を遮断する）

温室効果

二酸化炭素は地上からの熱が宇宙へと拡散することを防ぐ温室効果ガスとしてはたらき、地球温暖化の主な原因である（他の温室効果ガスであるメタンやフロン、六フッ化硫黄などにくらべ温室効果は少ないものの、排出量が莫大であるため）。

かつては大気中に占める二酸化炭素の割合は0.03%（300ppm）未満だったが人間による化石燃料の使用により継続的に増加しつづけており、2013年には0.04%（400ppm）を突破した。

また、二酸化炭素そのものの海水中への溶存量が増えることによって海水が酸性化し、生態系に悪影響を与える海洋酸性化も懸念されている。

関連タグ

化学　空気　ガス