Dióxido de carbon
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Dióxido de Carbono El dióxido de carbono (CO2), es un gas incoloro, denso y poco reactivo. Forma parte de la composición de la tropósfera(capa de la atmósfera más próxima a la Tierra), actualmente en una proporción de 350 ppm. (partes por millón). Su ciclo en la naturaleza está vinculado al del oxígeno. El balance del dióxido de carbono es sumamente complejo por las interacciones que existen entre la reserva atmosférica de este gas, las plantas que lo consumen en el proceso de fotosíntesis y el transferido desde la tropósfera a los océanos.
Sumario
Causa del aumento del dióxido de carbono en la atmósfera
El aumento del contenido de dióxido de carbono que se verifica actualmente es un componente del cambio climático global, y posiblemente el mejor documentado. Desde mediados del siglo XIX hasta hoy, el aumento ha sido de 80 ppm. El análisis de gases retenidos en muestras de hielo obtenidas a distintas profundidades en Antártida y Groenlandia, ha permitido conocer la concentración de dióxido de carbono atmosférico, y de otros gases del llamado efecto invernadero, durante por lo menos los últimos 150.000 años. Estas concentraciones han variado en la escala temporal de las glaciaciones, con concentraciones bajas durante los períodos glaciales (temperaturas bajas) y relativamente altas durante los períodos interglaciales (temperaturas altas), con transiciones rápidas tanto en la variación de la temperatura como de la concentración de dióxido de carbono. Se ha discutido si este aumento del contenido de dióxido de carbono atmosférico corresponde o no a estas fluctuaciones naturales, dado que transitamos por un período postglacial. A partir de la misma fuente de información, las burbujas de gas retenidas en hielos de diferentes edades, se ha comprobado que el actual incremento de la concentración de dióxido de carbono se superpone a la variación esperada del mismo y los niveles alcanzados superan a los registrados en el pasado, siendo el aumento sustancial y acelerado durante los últimos 160 años e indudablemente causado por la actividad humana. Se estima que este aumento es causado por una concurrencia de factores entre los cuales el uso de combustibles fósiles (carbón, petróleo y derivados, gas) y las quemas con fines agrícolas pueden señalarse como los más significativos. Se calcula que este aumento del nivel de dióxido de carbono ocasione cambios climáticos considerables.
Características
- Tal como su nombre lo indica, el dióxido de carbono está constituido por dos átomos de carbono y un atómo de oxígeno, por lo que su fórmula química es CO2. La molécula de dióxido de carbono tiene geometría lineal y simétrica, y la estructura de Lewis que la representa es: O=C=O. Antiguamente también se lo llamaba gas carbónico o anhídrido carbónico.
- Propiedades físicas: A temperatura ambiente y presión atmosférica el dióxido de carbono es un gas incoloro e inodoro, pero puede solidificarse si se lo somete a temperaturas inferiores de -79° C, así como descomponerse si se expone a temperaturas altas (mayores de 2000 °C).
- Solubilidad y densidad: El dióxido de carbono es bien soluble en agua (cada volumen de agua disuelve 0,9 volumen de C02) y su densidad es de 1,5 g/cm3 (una vez y media la del aire).
- Generación: El dióxido de carbono se forma a partir de diversos procesos, se destacan entre ellos:
- Combustión: De materiales fósiles y no fósiles, como petróleo, carbón, gas.
- Fermentación: La fermentación de azúcares que realizan bacterias y levaduras por lo general conduce a la liberación de ácidos y/o alcoholes y de CO2.
- Respiración:Tanto los animales superiores como las plantas respiran; en ese proceso hay toma de oxígeno y liberación de dióxido de carbono.
- Reacción de carbonatos en medio ácido.
Usos
Se utiliza como agente extintor eliminando el oxígeno encontrado en ese espacio, e impidiendo que se genere una combustión. En la industria alimentaria, se utiliza en bebidas carbonatadas para darles efervescencia. También se puede utilizar como ácido inocuo o poco contaminante. La acidez puede ayudar a cuajar lácteos de una forma más rápida y por tanto barata, sin añadir ningún sabor, y en la industria se puede utilizar para neutralizar residuos alcalinos sin añadir otro ácido más contaminante como el sulfúrico.
En agricultura, se puede utilizar como abono. Aunque las plantas no pueden absorberlo por las raíces, se puede añadir para bajar el pH, evitar los depósitos de cal y hacer más disponibles algunos nutrientes del suelo.
También en refrigeración se utiliza como una clase de líquido refrigerante en máquinas frigoríficas o congelado como hielo seco. Este mismo compuesto se usa para crear niebla artificial y apariencia de hervor en agua en efectos especiales en el cine y los espectáculos.
Otro uso que está incrementándose es como agente extractor cuando se encuentra en condiciones supercríticas, dada su escasa o nula presencia de residuos en los extractos. Este uso actualmente se reduce a la obtención de alcaloides como la cafeína y determinados pigmentos, pero una pequeña revisión por revistas científicas puede dar una visión del enorme potencial que este agente de extracción presenta, ya que permite realizar extracciones en medios anóxidos, lo que permite obtener productos de alto potencial antioxidante.
Es utilizado también como material activo para generar luz coherente (Láser de CO2).
Junto con el agua, es el disolvente más empleado en procesos con fluidos supercríticos.
El dióxido de carbono es un producto secundario no deseado en muchos procesos químicos a gran escala, como la oxidación selectiva de hidrocarburos a oxigenados. El dióxido de carbono es el producto termodinámicamente favorecido en cada reacción de oxidación. Por lo tanto, el reto en el desarrollo de estos procesos es encontrar un catalizador adecuado y condiciones de proceso que permitan la producción del producto diana termodinámicamente menos favorecido y minimice la producción de dióxido de carbono
Uso médico del dióxido de carbono
- Como agente de insuflación en cirugías laparoscópicas.
- Como agente de contraste en radiología de vasos sanguíneos.
- En láser de CO2.
- Como agente para ventilación mecánica en cirugías.
- En tratamiento de heridas craneales y úlceras agudas y crónicas.
- En tratamientos estéticos.
- En tratamiento de problemas circulatorios.
Detección y cuantificación
El dióxido de carbono puede ser detectado cualitativamente en la forma de gas por la reacción con agua de barita (Ba(OH)2) con la cual reacciona formando carbonato de bario, un precipitado blanco insoluble en exceso de reactivo pero soluble en soluciones ácidas. La cuantificación de dióxido de carbono se hace por métodos ácido-base en forma indirecta y por métodos instrumentales mediante infrarrojo.
