Karbon dioksida (rumus kimia: CO2) atau zat asam arang adalah sejenis senyawa kimia yang terdiri dari dua atom oksigen yang terikat secara kovalen dengan sebuah atom karbon. Ia berbentuk gas pada keadaan temperatur dan tekanan standar dan hadir di atmosfer bumi. Rata-rata konsentrasi karbon dioksida di atmosfer bumi kira-kira 387 ppm berdasarkan volume [1] walaupun jumlah ini bisa bervariasi tergantung pada lokasi dan waktu. Karbon dioksida adalah gas rumah kaca yang penting karena ia menyerap gelombang inframerah dengan kuat.
Karbon dioksida dihasilkan oleh semua hewan, tumbuh-tumbuhan, fungi, dan mikroorganisme pada proses respirasi dan digunakan oleh tumbuhan pada proses fotosintesis. Oleh karena itu, karbon dioksida merupakan komponen penting dalam siklus karbon. Karbon dioksida juga dihasilkan dari hasil samping pembakaran bahan bakar fosil. Karbon dioksida anorganik dikeluarkan dari gunung berapi dan proses geotermal lainnya seperti pada mata air panas.
Karbondioksida adalah gas yang terdiri dari satu atom karbon dan dua atom oksigen. Struktur karbondioksida (CO2 ) dapat digambarkan sebagai berikut :
Molekul karbondioksida terdiri dari dua ikatan rangkap dan mempunya bentuk linear. Ia tidak mempunyai dipolar elektrik. Apabila teroksida sepenuhnya, ia tidak aktif dan tidak mudah terbakar. karbondioksida dapat dibuat dari pembakaran bahan organic apabila cukup oksigen. Kabondioksida juga dihasilkan oleh mikroorganisme hasil dari proses peragian dan respirasi. Karbondioksida dan oksigen dapat digunakan untuk menghasilkan karbohidrat. Tumbuhan membebaskan O2 ke atmosfer dan akhirnya digunakan untuk pernafasan oleh organisme heterotrofik.
Karbondioksida merupakan gas tak berwarna, apabila dihirup pada dosis yang tinggi (aktivitas berbahaya disebabkan resiko sesak nafas), menghasikan rasa asam dalam mulut dan rasa menyengat di hidung dan tenggorokan. Kesan ini disebabkan oleh gas yang larut dalam selaput mucus dan air liur, membentuk larutan cair asam karbonik. Kepadatannya pada suhu 250C adalah 1,98 kg/m3, sekitar 1,5 kali kepadatan udara.
Karbondioksida cair hanya terbentuk pada tekanan melebihi 5,1 atm; pada tekanan biasa ia bertukar antara bentuk gas dan padat secara langsung melalui proses yang dikenal sebagai sublimasi.
Air akan meresap karbondioksida sama banyak dengan isinya. Sekitar 1 % dari karbondioksida terlarut bertukar menjadi asam karbonik. Asam karbonik selanjutnya berpisah sebagiannya untuk membentuk bikarbonat dan ion karbonat.
-
Menurut ilmu biologi
Karbondioksida adalah hasil penimbunan dalam organisme yang mendapat tenaga dari penguraian gula atau lemak dengan oksigen sebagai bagian dari metabolisme mereka, dalam proses yang dikenal sebagai pernapasan selular. Ini termasuk semua tumbuhan, hewan, kebanyakan fungi dan sebagian bakteri. Dalam hewan tingkat tnggi, karbondioksida diangkut melalui darah (di mana kebanyakan dalam hewan berada dalam larutan) dari sel tubuh ke paru-paru di mana ia disngkirkan.
Kandungan karbondioksida dalam udara segar adalah kurang dari 1 % atau sekitar 350 ppm, dalam udara dihembus keluar sekitar 4,5 %. Apabila dihirup dalam konsentrasi tinggi sekitar 5 %, akan beracun bagi manusia dan hewan.
Hemoglobin molekul utama dalam sel darah merah, dapat mengikat oksigen dan karbondioksida. Jika konsentrasi CO2 terlalu tinggi, semua hemoglobin dipenuhi karbondioksida dan tidak mengangkut oksigen (walaupun terdapat banyak oksigen di udara). Akibatnya orang yang berada di ruangan tertutup akan mengalami sesak nafas akibat pengumpulan karbondioksida, walaupun kekurangan oksigen menimbulkan masalah. Karbondioksida baik dalam bentuk gas atau padat, perlu dikendalikan dalam kawasan yang mempunyai pengudaraan yang baik.
CO2 yang dibawa darah boleh didapati dalam berbagai bentuk. 8 % dari CO2 terdapat dalam plasma sebagai gas. 20 % dari CO2 terikat oleh hemoglobin. CO2 yang terikat pada hemoglobin tidak bersaing dengan ikatan oksigen karena ia terikat oleh asam amino bukannya molekul heme. Sisa 72 % dari padanya dibawa sebagai HCO3- bikarbonat yang merupakan ion penting dalam pengawalan pH organisme. Kadar bikarbonat dikawal apabila ia meningkat, kita bernafas semakin cepat untuk menyingkirkan karbondioksida yang berlebihan. Kadar karbondioksida/bikarbonat dalam darah memberi efek pada ketebalan kapiler darah. apabila ia tinggi, kapiler mengembang dan lebih banyak darah masuk dan membawa bikarbonat berlebih ke paru-paru.
-
Karbondioksida Dalam Kajian Anorganik
Karbondioksida terdapat di atmosfer (300 ppm), dalam gas-gas vulkanik dan dalam larutan super jenuh dari mata air tertentu.
Gas CO2 dapat dihasilkan karena :
- Pembakaran karbon sempurna
C + O2 CO2
- Sisa pernapasan makhluk hidup
- Letusan gunung berapi
- Pembakaran senyawa karbonat atau karena pengaruh asam
Sedangkan cara memproduksinya:
Hasil fermentasi
C6H12O6 2C2H3OH + 2CO2
Pembakaran batu kapur
CaCO3 CaO + CO2
Di laboratorium dapat dibuat dengan :
H2CO3 CO2 + H2O k = 600
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
Tidak semua CO2 yang larut dan tidak terdisosiasi berada sebagai H2CO3. bagian terbesar dari CO2 yang larut hanyalah terhidrasi secara longgar laju pada saat CO2 masuk dalam kesetimbangan dengan H2CO3 dan hasil disosiasinya ketika melewati air adalah lambat. Ini menyebabkan dapat dibedakan antara H2CO3 dan CO2 (aq) yang terhidrasi longgar.
