Vidi kôd stranice Ugljikov(IV) oksid

{{Infookvir kemijski spoj
| formula = <chem>CO2</chem>
| slika = Carbon-dioxide-3D-vdW.svg
| slika_opis = 
| slika1 = Carbon-dioxide-2D-dimensions.svg
| slika_opis1 = 
| IUPAC nomenklatura = Ugljikov (IV) oksid
| ostala imena = ugljikov dioksid<br/>suhi led (kruta faza)
| CAS = 124-38-9
| EC = 204-696-9
| UN = 1013 (plin)<br/>1845 (krutina)
| RTECS = FF6400000
| molarna masa = 44,01 g·mol<sup>−1</sup>
| molekulska masa = 44,01
| izgled = bezbojni plin
| gustoća = 1,562 g·cm<sup>−3</sup> (krutina pod 1 atm i −78.5 °C)<br/>
1,101 g·cm<sup>−3</sup> (zasićena tekućina na −37°C)<br/>
0,001977 g·cm<sup>−3</sup> (plin pod 1 atm i 0 °C)
| tališteK = 216,6 K
| tališteC = -56,55 °C
| vrelišteK = 194,7 K
| vrelišteC = -78.45 °C - sublimacija
| tlak para = 57.300 hPa (20 °C)
| topljivost = 1,45 g·l<sup>−1</sup> (25 °C)
| dipolni moment = 
| slika2 = 
| oblik molekule = linearna
| znakovi opasnosti = 
| NFPA 704 = {{NFPA 704 |H = 2 |F = 0| R = 0 |O = }}
}}'''Ugljikov (IV) oksid''' ('''ugljikov dioksid''', '''CO<sub>2</sub>''') je kemijski spoj sastavljen od dva [[atom]]a [[kisik]]a [[Kovalentna veza|kovalentno vezan]] (vezani elektronima iz zadnje ljuske) za jedan atom [[ugljik]]a. Ugljikov dioksid je [[plin]] koji se pod [[Standardni tlak i temperatura|standardnim tlakom i temperaturom]] nalazi u [[Zemljina atmosfera|Zemljinoj atmosferi]], u koncentraciji od 0,039 %.

Kao dio [[ugljikov ciklus|ugljikova ciklusa]] važan je za [[fotosinteza|fotosintezu]] [[biljke|biljaka]], [[alge|algi]] i [[modrozelene alge|modrozelenih algi]] koje mogu upiti ugljični dioksid, sunčevo [[toplinsko zračenje]] i [[voda|vodu]], stvarajući [[ugljikohidrati|ugljikohidrate]], energiju za sebe i kisik kao višak u tom procesu. S druge strane, [[stanično disanje]] oslobađa ugljikov dioksid kao višak u reakciji. Ugljikov dioksid se stvara i kao rezultat [[Gorenje|izgaranja]]. Oslobađaju ga [[vulkan]]i, [[termalni izvor]]i i [[gejzir]]i, a oslobađa se i iz [[Karbonati|karbonatnih]] stijena [[Topljivost|otapanjem]]. 

Godine 2010. ugljikov dioksid u Zemljinoj atmosferi je bio u koncentraciji 0,0388 % (po [[obujam|obujmu]]).<ref> [ftp://ftp.cmdl.noaa.gov/ccg/co2/trends/co2_mm_mlo.txt Mauna Loa CO<sub>2</sub> annual mean data] from NOAA. "Trend" data was used. See also: [http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/ Trends in Carbon Dioxide] from NOAA.</ref> Ta se koncentracija lagano mijenja, s promjenom godišnjih doba. Najviše se koristi u [[proljeće]] i [[ljeto]], kada [[stablo|stabla]] i biljke rastu i razvijaju se i to najviše na [[sjeverna polutka|sjevernoj polutci]], pa je tada i koncentracija najmanja. Koncentracija ugljikova dioksida raste u [[jesen]] i [[zima|zimu]], kada je većina biljaka neaktivna. Ugljikov dioksid je [[Staklenički plinovi|staklenički plin]], koji odašilje [[vidljiva svjetlost|vidljivu svjetlost]], a jako upija u području [[Infracrveno zračenje|infracrvenog]] i u blizini infracrvenog područja [[elektromagnetsko zračenje|elektromagnetskog zračenja]].<ref> [http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/#mlo_growth] "Annual Mean Growth Rate for Mauna Loa, Hawaii", publisher=NOAA Earth System Research Laboratory, 2010.</ref>

I bez utjecaja ljudi na povećanu koncentraciju ugljikova dioksida u Zemljinoj atmosferi, prirodno se koncentracija lagano povećava, a time i temperature na [[Zemlja|Zemlji]], zbog orbitalnih ciklusa ([[Milankovićevi ciklusi]]), jer se ekscentričnost [[Zemljina rotacija|Zemljine elipsaste putanje]] smanjuje.<ref> Enting I.G., 1987: "Interannual variation in the seasonal cycle of carbon dioxide concentration at Mauna Loa", ''Journal of Geophysical Research'' 92:D5, 5497–5504.</ref>

Ugljikov dioksid nema [[Tekućine|tekuće agregatno stanje]] (kapljevina) ispod 5,1 atm ([[standardna atmosfera]]) ili 520 k[[Paskal|Pa]]. Kod jedne standardne atmosfere, plin ugljikov dioksid se direktno pretvara u [[Krutine|krutu tvar]] kod −78&nbsp;°C (195,1 K). Ili obrnuto gledano, suhi led ugljikova dioksida se kod temperature −78&nbsp;°C direktno pretvara u [[plin]]. 

Ugljikov dioksid je kiseli oksid. Ako je otopljen u vodi, onda se [[Kiseline|lakmus papir]] oboji od plave u ljubičastu boju. On je anhidrid ugljične kiseline (H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>), jer jer je ona dosta nestabilna u vodenoj otopini i ne može se tako koncentrirati, rastavlja se na ugljikov dioksid i vodu. U organizmima se ugljična kiselina dobiva uz pomoć [[enzim]]a ([[katalizator]]):

: CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O <=> H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>

CO<sub>2</sub> je otrovan u većim koncentracijama: 1 % CO<sub>2</sub> će učiniti neke ljude pospanim, od 7 % do 10 %, javlja se nesvjestica, glavobolja, slabljenja vida i sluha, a gubljenje svijesti može biti od nekoliko minuta do sata.<ref> publisher=U.S. Environmental Protection Agency: [http://www.epa.gov/ozone/snap/fire/co2/co2report.html], "Carbon Dioxide as a Fire Suppressant, Examining the Risks" </ref>

== Kemijska i fizikalna svojstva ==
Ugljikov dioksid je bez boje. Kod malih koncentracija, plin je bez mirisa. Kod većih koncentracija ima oštar, kiselkast miris. Može izazvati osjećaj gušenja i razdraženost. Kada se udahne veća koncentracija, stvara gorak okus u ustima i osjećaj peckanja u nosu i u grlu. To nastaje jer se plin otapa u [[sluznica|sluznici]] i u [[slina|slini]], stvarajući slabu otopinu ugljične kiseline. Sličan osjećaj se javlja kad se piju [[Gazirano piće|gazirana pića]] i mjehurići izlaze kroz usta i nos. Koncentracija iznad 0,5 % se smatra jako nezdravom, a iznad 5 % se smatra opasnom po život.<ref> Staff: [http://www.cdc.gov/niosh/idlh/124389.html] "Carbon dioxide: IDLH Documentation", publisher = National Institute for Occupational Safety and Health, 2006.</ref>

Kod standardnog tlaka i temperature, gustoća ugljičnog dioksida je oko 1,98 kg/m<sup>3</sup>, oko 1,5 puta je gušći od [[zrak]]a. Molekule ugljičnog dioksida (O=C=O) tvore dvije dvostruke [[Kovalentna veza|kovalentne veze]] i imaju linijski oblik. Nema električni dipol, i kada oksidira i otpušta [[elektron]]e, srednje je kemijski reaktivan i nezapaljiv, ali podržava [[gorenje]] metala kao što je [[magnezij]]. 

Iznad −78,51&nbsp;°C, ugljikov dioksid se mijenja direktno iz krute tvari u plin, kroz [[sublimacija|sublimaciju]]. Kruti CO<sub>2</sub> se naziva '''suhi led''' kao trgovački naziv. To je prvi puta zapazio francuski kemičar Charles Thilorier 1825. Obično se koristi kao [[Rashladna sredstva|rashladno sredstvo]] i nije pretjerano skup. Glavna mu je prednost što suhi led, nakon što se otopi, ne ostavlja tekućinu. Često se koristi u prehrambenim centrima, laboratorijima, trgovačkim brodovima, a koristi se i za čišćenje sačmarenjem. 

Tekući CO<sub>2</sub> se može naći samo kod [[tlak]]ova iznad 5,1 [[Standardna atmosfera|atm]]; [[trojna točka]] mu je 518 kPa kod −56,6&nbsp;°C. Kritična točka mu je 7,38 MPa kod 31,1&nbsp;°C.<ref> [http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C124389&Units=SI&Mask=4#Thermo-Phase] "Phase change data for Carbon dioxide", publisher=National Institute of Standards and Technology, 2008.</ref>

Kruti CO<sub>2</sub> je [[amorfna tvar]], slična [[staklo|staklu]], iako ne može opstati kod standardnog tlaka. Taj oblik se može dobiti super [[Pothlađenje|pothlađivanjem]] ugrijanog CO<sub>2</sub>, kod vrlo visokih tlaka (40 - 48 GPa), u dijamantskom nakovnju. To otkriće je potvrdilo teoriju da CO<sub>2</sub> može postojati u stanju sličnom staklu, kao i ostali članovi osnovne grupe, gdje spadaju silicij ([[silicijev dioksid]]) i [[germanij]].<ref> Santoro M., 2006. "Amorphous silica-like carbon dioxide", journal=Nature </ref>

== Povijest ==
Ugljikov dioksid je bio jedan od prvih plinova, koji je opisan kao sastavni dio [[Zemljina atmosfera|atmosfere]]. U 17. stoljeću [[Belgija|belgijski]] kemičar Jan Baptist van Helmont je primijetio, kada je stavio drveni [[ugljen]] u zatvorenu posudu, da je masa nakon izgaranja puno manja nego prije, što je objasnio da se dio drvenog ugljena pretvori u plin. 

Oko 1750. je [[Škotska|škotski]] fizičar Joseph Black dalje proučavao CO<sub>2</sub>. Pronašao je da [[vapnenac]] grijanjem ili polijevanjem [[kiselina|kiselinom]], stvara plin, koji je gušći od zraka, ne podržava gorenje i disanje životinja. Black je isto primijetio da ako u otopinu živog [[vapno|vapna]] (CaO), upuhujemo mjehuriće CO<sub>2</sub>, da će nastati talog [[Karbonati|kalcijevog karbonata]] (CaCO<sub>3</sub>). Dokazao je da CO<sub>2</sub> nastaje kod [[stanično disanje|staničnog disanja]] i kod [[vrenje|vrenja]]. 1772. [[Engleska|engleski]] kemičar Joseph Priestley je opisao postupak ukapljavanja [[Sumporna kiselina|sumporne kiseline]] na kredu, da bi se stvorio CO<sub>2</sub>, koji bi se pod tlakom mješao s vodom i tako je nastala [[Gazirano piće|soda voda]].<ref> Joseph Priestley: "Observations on Different Kinds of Air", journal = Philosophical Transactions, 1772., [http://web.lemoyne.edu/~GIUNTA/priestley.html]</ref>

Ugljikov dioksid je prvi puta dobiven kao [[kapljevina]] 1823., pod povišenim tlakovima, a to su ostvarili [[Humphry Davy]] i [[Michael Faraday]].<ref>  Humphry Davy: "On the Application of Liquids Formed by the Condensation of Gases as Mechanical Agents", journal = Philosophical Transactions, 1823., </ref>

== Proizvodnja ==
[[Datoteka:Carbon dioxide pressure-temperature phase diagram.svg|mini|desno|300px|Fazni dijagram ugljikova dioksida (tlak – temperatura) pokazuje trojnu točku i kritičnu točku]]
Ugljični dioksid se može dobiti [[Destilacija|destilacijom]] zraka, ali to je vrlo neuspješan postupak. Razni postupci postoje da se dobije CO<sub>2</sub>, a jedan je kemijska reakcija između kiselina i metalnih karbonata. Na primjer, kemijska reakcija između [[Klorovodična kiselina|klorovodične kiseline]] i kalcijevog karbonata:

:: 2 HCl + CaCO<sub>3</sub> → CaCl<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>

U industriji je jako prisutan postupak dobivanja CO<sub>2</sub> iz ugljične kiseline, jer je ona ostatak iz mnogih drugih postupaka. Taj postupak je povezan s pojavom pjene i mjehurića. Proizvodnja [[Vapno|živog vapna]] (CaO) je vrlo zastupljena u industriji, a za dobivanje CO<sub>2</sub>, potrebno je grijanje na oko 850&nbsp;°C:

:: CaCO<sub>3</sub> → CaO + CO<sub>2</sub>

Izgaranjem svih [[goriva]] koji sadrže ugljik, nastaje CO<sub>2</sub>, kao što je [[metan]], [[prirodni plin]], destilati [[nafta|nafte]] ([[benzin]], [[dizel]], [[petrolej]], [[propan]]), [[ugljen]] i [[drvo]]. Primjer je kemijska reakcija metana i kisika:

:: CH<sub>4</sub> + 2 O<sub>2</sub> → CO<sub>2</sub> + 2 H<sub>2</sub>O

[[Željezo]] se dobiva [[oksidacija|oksidacijom]] i izgaranjem koksa u visokim pećima, stvarajući sirovo željezo i CO<sub>2</sub>:<ref> 
Strassburger Julius: "Blast Furnace Theory and Practice", publisher= American Institute of Mining, Metallurgical, and Petroleum Engineers, 1969.</ref>

:: Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> + 3 CO → 2 Fe + 3 CO<sub>2</sub>

[[Kvasac]] se hrani [[Šećeri|šećerom]] da bi stvorio CO<sub>2</sub> i [[etanol]], poznatiji kao alkohol, u proizvodnji [[vino|vina]], [[pivo|piva]] i ostalih [[Alkoholno piće|alkoholnih pića]], ali se isto koristi za proizvodnju [[biogoriva]]:

:: C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>O<sub>6</sub> → 2 CO<sub>2</sub> + 2 C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>OH

[[Stanično disanje]] u organizmima, stvara CO<sub>2</sub> kada izgaraju ili [[oksidacija|oksidiraju]] [[ugljikohidrati]], [[masne kiseline]] i [[bjelančevine]] u [[mitohondrij]]ima unutar stanica. [[Modrozelene alge]] provode nešto drukčiji oblik reakcije, koju nazivamo [[fotosinteza]], a rezultat su ugljikohidrati i kisik.

:: ''n'' CO<sub>2</sub> + ''n'' H<sub>2</sub>O → (CH<sub>2</sub>O)<sub>n</sub> + ''n'' O<sub>2</sub>
[[Datoteka:Soda bubbles macro.jpg|mini|desno|300px|Mjehurići ugljikova dioksida u gaziranom piću]]
Ugljikov dioksid je [[Topljivost|topiv]] u vodi, u kojoj postoji ravnoteža između CO<sub>2</sub> i ugljične kiseline (H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>), te karbonatnih(CO<sub>3</sub><sup>−2</sup>) i bikarbonatnih (HCO<sub>3</sub><sup>−</sup>) [[ion]]a, o čemu ovisi i [[pH]] vrijednost. U neutralnoj ili lagano kiseloj vodi, prevladava bikarnonatni (HCO<sub>3</sub><sup>−</sup>) ion, dok u bazičnoj ili [[Baza (kemija)|lužnatoj]] vodi, prevladava karbonatni (CO<sub>3</sub><sup>−2</sup>) ion. Ti su ioni dosta topivi u vodi, tako da je morska voda u ravnoteži s atmosferom, otprilike srednje bazična, s pH = 8,2 – 8,5, te sadrži oko 120 mg CO<sub>2</sub> po litri. 

=== Industrijska proizvodnja ===
Industrijska proizvodnja obično se izvodi na pet načina:<ref> "Carbon Dioxide" Ronald Pierantozzi, encyclopedia = Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, publisher = Wiley, 2001.</ref>
*direktno iz prirodnih izvora vode, koja sadrži CO<sub>2</sub> u sebi, djelovanjem kisele vode na [[vapnenac]] ili [[dolomit]]e
*kao višak u postrojenjima za proizvodnju [[vodik]]a, gdje se CO<sub>2</sub> dobiva iz [[metan]]a (CH<sub>4</sub>)
*izgaranjem [[fosilna goriva|fosilnih goriva]] ili [[drvo|drva]]
*kao višak u fermentaciji [[šećeri|šećera]] pri dobivanju [[Alkoholno piće|alkoholnoh pića]], kao što su [[pivo]] ili [[viski]]
*kod toplinske obrade [[vapnenac|vapnenca]] (CaCO<sub>3</sub>) i proizvodnje [[vapno|gašenog vapna]] (CaO)

== Primjena ==
[[Datoteka:Mthomebrew grapes from harvest.JPG|mini|desno|300px|Ugljikov dioksid u obliku suhog leda se isto koristi kod spremanja grožđa u spremnike]]
Ugljikov dioksid se koristi u [[Prehrambena tehnologija|prehrambenoj industriji]], proizvodnji [[ulja]] i kemijskoj industriji. Koristi se često gdje je potreban plin pod [[tlak]]om, zato što nije toliko skup i nije zapaljiv. Da bi se dobio pod tlakom, plin se tlači na oko 60 [[Bar (jedinica)|bara]] (59 [[Standardna atmosfera|atm]]), tako da stane znatna količina CO<sub>2</sub> u spremnike (plinske boce). Pojasevi za spasavanje, na [[brod]]ovima, često sadrže spremnike s CO<sub>2</sub> za brzo napuhavanja. Aluminijske kapsule s CO<sub>2</sub>, se često koriste za zračne [[pištolj]]e, [[paintball]] markere, [[airsoft]] replike, za pumpanje [[bicikl]]ističkih guma i za dobivanje [[Gazirano piće|gaziranih pića]]. Brzo isparavanje tekućeg CO<sub>2</sub> se koristi za miniranje u [[Rudnik|rudnicima]] [[ugljen]]a. Visoka koncentracija CO<sub>2</sub> se isto ponekad koristi za [[Pesticidi|ubijanje štetočina]] u [[Poljoprivreda|poljoprivredi]]. 

=== Hrana ===
Neke vrste [[Bombon|slatkiša]] se proizvode pod pritiskom CO<sub>2</sub>, otprilike 40 [[Bar (jedinica)|bara]], pa kad se stave u usta, dolazi do laganog pucketanja. Pekarski [[kvasac]] stvara CO<sub>2</sub> da bi se tijesto podiglo, dok kemijski kvasci kao što je prašak za pecivo i [[Natrijev hidrogenkarbonat|soda bikarbona]], oslobađaju CO<sub>2</sub> kada se zagrijavaju ili tretiraju s kiselinama. 

=== Gazirana pića ===
Ugljikov dioksid se koristi za dobivanje [[Gazirano piće|gaziranih pića]] i soda vode. Po tradiciji, stvaranje CO<sub>2</sub> u [[pivo|pivu]] i [[Šampanjac|šampanjcima]], se odvija prirodnim [[vrenje]]m, ali mnogi proizvođači to danas rade na umjetan način. Kod piva u bocama ili limenkama, umjetni način dobivanja CO<sub>2</sub> je uobičajen. 
[[Datoteka:Assorted bread.jpg|mini|desno|300px|Pekarski kvasac stvara CO<sub>2</sub> da bi se tijesto podiglo]]
=== Proizvodnja vina ===
Ugljikov dioksid u obliku suhog leda, se koristi u proizvodnji [[vino|vina]], da bi se hrpa [[Grožđe|grozdova]] ohladila odmah nakon berbe, da ne bi došlo do neželjene brzog vrenja. Glavna je prednost u odnosu na vodeni led, da suhi led odmah isparava i ne miješa se tekućina s vinskim [[mošt]]om, i time smanjuje koncentracija [[alkohol]]a u vinu. 

Ugljikov dioksid u obliku suhog leda se isto koristi kod spremanja grožđa u spremnike, jer se suhi led stavi na dno, da ne bi došlo ponovo do neželjenog vrenja na dnu spremnika. CO<sub>2</sub> i nakon što ispari ostaje na dnu spremnika, jer je teži od [[zrak]]a. 

Kod proizvodnje [[Francuska|francuske]] sorte vina Beaujolais, cijeli grozdovi fermentiraju u zaštitnom plinu CO<sub>2</sub>, bez postupka gnječenja. 

CO<sub>2</sub> se ponekad koristi na vrhu boca ili na vrhu [[Bačva|bačvi]], da bi se spriječila [[oksidacija]] i kiselost vina, iako se CO<sub>2</sub> može otopiti u vinu i napraviti vino lagano gaziranim. Zbog toga je poželjnije staviti [[dušik]] ili [[argon]], umjesto CO<sub>2</sub> za te namjene. 

=== Aparati za gašenje požara ===
Ugljikov dioksid se koristi i kod aparata za gašenje požara, posebno za požare na [[Električni vodič|električnim instalacijama]] i za zapaljive tekućine. Za velike požare se obično ne koristi, jer je previše suh. Prema Međunarodnoj pomorskoj organizaciji (engl. ''International Maritime Organization – IMO''), gašenje strojarnica i kuhinja na [[brod]]ovima, se mora obavljati s ugljikovim dioksidom. Iako je bilo i smrtnih slučajeva zbog tog sistema gašenja požara, IMO inzistira na primjeni CO<sub>2</sub> za strojarnice i kuhinje, s tim da je nakon gašenja potrebno prostorije dobro [[Ventilator|ventilirati]], prije ulaska spasioca. 

=== Zavarivanje ===
[[Datoteka:5lb. CO2 extinguisher.jpg|mini|desno|300px|CO<sub>2</sub> aparat za gašenje požara]]
[[Datoteka:Carbon Dioxide Laser At The Laser Effects Test Facility.jpg|mini|desno|300px|CO<sub>2</sub> laser]]
Ugljikov dioksid se ponekad koristi kod [[zavarivanje|zavarivanja]], iako on reagira ([[oksidacija|oksidira]]) s većinom [[Kovine|metala]] i čini zavar krtijim i kvari kvalitetu zavara. Zbog toga se kao zaštitni plin više preporučuje [[argon]] ili [[helij]]. Takav postupak sliči MIG postupku, ali se naziva '''MAG postupak''' ili elektrolučno zavarivanje taljivom žicom u zaštiti aktivnim plinom. Ovaj postupak omogućuje nešto veću temperaturu tekućeg zavara i pojačava protok i uglavnom se može koristiti kod [[čelik]]a sa srednjom koncentracijom ugljika, gdje rastezljivost materijala nije pretjerano bitna. 

=== Primjena u farmaciji ===
Tekući ugljikov dioksid je dobro otapalo za mnoge lipofiličke organske tvari, za otapanje [[masti]], [[ulja]], [[Lipidi|lipida]], [[heksan]]a ili toulena. Koristi se i za uklanjanje [[kofein]]a u [[kava|kavi]]. U [[Farmacija|proizvodnji]] [[lijek]]ova se ponekad koristi, kao manje otrovno rješenje od tradicionalnih otapala organoklorida. Koristi se ponekad i za suho čišćenje za kemijsko čišćenje odjeće (zelena kemija). 

Ugljikov dioksid se koristi kad se proizvodi [[urea]] i [[karboksilne kiseline]].<ref> M. Aresta: "Carbon Dioxide as a Chemical Feedstock" 2010, Wiley-VCH: Weinheim </ref>

=== Poljoprivredna i biološka primjena ===
Ugljikov dioksid je neophodan za [[fotosinteza|fotosintezu]]. Povećana koncentracija ugljikova dioksida u [[Zemljina atmosfera|Zemljinoj atmosferi]], teoretski dovodi i do povećanog rasta [[biljke|bilja]]. U [[Staklenik|staklenicima]], ako koncentracija CO<sub>2</sub> padne ispod 50 %, rast bilja može stati ili ih čak uništiti. Povećanje CO<sub>2</sub> u staklenicima iznad 1 %, na nekoliko sati, može uništiti neke [[Parazitizam|parazite]] (moljci).<ref> Stafford Ned: "Future crops: The other greenhouse effect, journal=Nature, 2007.</ref>

U [[medicina|medicini]], do 5 % koncentracije ugljikova dioksida (130 puta više od koncentracije u atmosferi), se dodaje [[kisik]]u, za stimulaciju [[disanje|disanja]] kod oživljavanja, da bi se ostvarila O<sub>2</sub>/CO<sub>2</sub> ravnoteža u [[krv]]i.

=== Laseri ===
Uobičajena vrsta industrijskog [[laser]]a je [[CO2 laser|CO<sub>2</sub> laser]]. 

=== Oporavak naftnih bušotina ===
Ugljikov dioksid se ponekad koristi za tehniku povećanja količine izvađene [[nafta|nafte]] iz naftnih bušotina, tako da se izbuši dodatni otvor i ubacuje CO<sub>2</sub>. Osim što vrši dodatni tlak na naftni izvor, ugljikov dioksid smanjuje i [[Viskoznost|viskozitet]] nafte, čime ona lakše izlazi na površinu.<ref>Austell J. Michael, 2005. "CO2 for Enhanced Oil Recovery Needs – Enhanced Fiscal Incentives", journal=Exploration & Production: the Oil & Gas Review [http://www.touchoilandgas.com/enhanced-recovery-needs-enhanced-a423-1.html] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120207071349/http://www.touchoilandgas.com/enhanced-recovery-needs-enhanced-a423-1.html|date=7. veljače 2012.}}</ref>

=== Rashladno sredstvo ===
Tekući i kruti ugljikov dioksid je važno [[Rashladna sredstva|rashladno sredstvo]], posebno u prehrambenoj industriji. Ponekad se suhi led koristi za manje transporte, gdje su veliki rashladni uređaji nepraktični. Suhi led je uvijek ispod −78&nbsp;°C, kod standardnog tlaka. 

Tekući ugljikov dioksid kao rashladno sredstvo ima industrijsku oznaku R-744, i koristio se prije otkrića R-12 ili [[freon]]a-12, a možda doživi ponovni uspon u korištenju, jer postoje strahovi da rashladno sredstvo R-134a doprinosi [[klimatske promjene|klimatskim promjenama]]. Tekući ugljikov dioksid ima vrlo povoljna rashladna svojstva. Koristi se kod radnih pritisaka od 130 [[Bar (jedinica)|bara]], tako da komponente u rashladnom uređaju moraju biti vrlo čvrste i otporne, ali su u industriji već razvijene i raširene. U automobilskim uređajima za [[klimatizacija|klimatizaciju]], za [[Zemljopisna širina|geografske širine]] više od 50º, u 90% slučajeva je tekući ugljikov dioksid ili R-744, efikasniji od R-134a. Osim toga, on je za [[Zaštita okoliša|zaštitu okoliša]] povoljnije rješenje, ne utječe na [[ozonske rupe]], nije otrovan i nije zapaljiv, tako da je velika mogućnost da on zamijeni freone u automobilima, a i ostalim rashladnim tehnikama ('''hladni rat''').<ref>"Modine reinforces its CO<sub>2</sub> research efforts" [http://www.r744.com/news/news_ida145.php] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080210194203/http://www.r744.com/news/news_ida145.php|date=10. veljače 2008.}}, 2007., publisher = R744.com</ref>
[[Datoteka:Global Carbon Emissions.svg|mini|desno|400px|Globalne emisije CO<sub>2</sub>]]
=== Oporavak metana u rudniku ugljena ===
Oporavak [[metan]]a u [[rudnik]]u, je tehnika kada se CO<sub>2</sub> pumpa u hodnike rudnika ugljena, da istisne opasni i eksplozivni metan.<ref>[http://www.ipe.ethz.ch/laboratories/spl/research/adsorption/project03] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110706232006/http://www.ipe.ethz.ch/laboratories/spl/research/adsorption/project03|date=6. srpnja 2011.}} "Enhanced coal bed methane recovery", publisher=ETH Zurich, 2006.</ref>

=== pH kontrola ===
Ugljikov dioksid se može koristi za kontrolu [[pH]] vrijednosti u [[bazen]]ima za plivanje, s neprestanim dodavanjem, da bi pH vrijednost smanjila, a time se izbjegava korištenje opasnijih tvari. 

CO<sub>2</sub> se isto koristi za morske [[akvarij]]e, pogotovo ako su unutra [[koralj]]i, da bi se omogućilo otapanje kalcij karbonata, kojeg koriste koralji za izgradnju svoga kostura.

== Ugljikov dioksid u Zemljinoj atmosferi ==
Ugljikov dioksid u [[Zemljina atmosfera|Zemljinoj atmosferi]] je trenutno u koncentraciji od 0,039 % (po [[obujam|obujmu]]) ili 0,0591 % (po [[masa|masi]]). Ukupna masa CO<sub>2</sub> u atmosferi je 3,16 x 10<sup>15</sup> kg. Kao što se vidi na Keelingovoj krivulji, u proljeće i ljeto je koncentracija manja, zbog veće aktivnosti biljaka. U gradskim sredinama ta vrijednost je veća, a u zatvorenim prostorijama može biti i 10 puta veća. Ugljikov dioksid je [[Staklenički plinovi|staklenički plin]].<ref> [http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/#mlo NOAA ESRL] "Trends in Carbon Dioxide", 2010.</ref>

Prije 500 milijuna godina, ugljikova dioksida je bilo oko 20 puta više u atmosferi, da bi se za vrijeme [[Jura (geološko razdoblje)|jure]] (prije 200 milijuna godina) smanjio 4 do 5 puta, zatim je koncentracija lagano padala i naglo se smanjila prije 49 milijuna godina. Ljudske aktivnosti, kao što je izgaranje [[fosilna goriva|fosilnih goriva]] i iskrčivanje šuma, povećali su koncentraciju CO<sub>2</sub> u atmosferi, za 35 % od početka [[Industrijska revolucija|industrijske revolucije]].<ref> "Climate and CO2 in the Atmosphere" [http://earthguide.ucsd.edu/virtualmuseum/climatechange2/07_1.shtml] 2007.</ref><ref> Robert A. Berner, Zavareth Kothavala: "GEOCARB III: A Revised Model of Atmospheric CO2 over Phanerozoic Time" [http://www.geocraft.com/WVFossils/Reference_Docs/Geocarb_III-Berner.pdf], journal=American Journal of Science, 2001.</ref><ref> "After two large annual gains, rate of atmospheric CO<sub>2</sub> increase returns to average" [http://www.noaanews.noaa.gov/stories2005/s2412.htm], 2005., publisher =NOAA News Online</ref> 
[[Datoteka:Mauna Loa CO2 monthly mean concentration.svg|mini|desno|300px|Keelingova krivulja koncentracije atmosferskog CO<sub>2</sub>, mjereno u opservatoriju Mauna Loa, [[Havaji]]]]
Kod [[vulkan]]skih erupcija na površini Zemlje, CO<sub>2</sub> može biti i do 40 % svih plinova.<ref> Sigurdsson Haraldur, Houghton, B. F.: "Encyclopedia of volcanoes", 2000., publisher=Academic Press</ref> Procjenjuje se da vulkani izbace 130 do 230 milijuna tona CO<sub>2</sub> svake godine. [[Termalni izvor]]i isto izbacuju CO<sub>2</sub> u atmosferu. Neka vulkanska jezera isto ispuštaju povremeno CO<sub>2</sub> u atmosferu; tako je 1984. u blizini jezera Monoun, u [[Kamerun]]u, nastradalo 37 ljudi, a 1986., u blizini jezera Nyos, isto u Kamerunu, nastradalo oko 1700 ljudi. Trenutno ljudske aktivnosti doprinose (oko 27 milijardi tona godišnje) oko 130 puta više koncentraciji CO<sub>2</sub> u atmosferi od vulkana.<ref> Martini M.:  "Plant responses to elevated CO<sub>2</sub>: Evidence from natural springs", publisher=Cambridge University Press</ref><ref>"Volcanic Gases and Their Effects" [http://volcanoes.usgs.gov/Hazards/What/VolGas/volgas.html] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130801120440/http://volcanoes.usgs.govvolcanoes.usgs.gov/ |date=1. kolovoza 2013. }} 2007.</ref>

== Ugljični dioksid u oceanima ==
U [[ocean]]ima ima oko 50 puta više CO<sub>2</sub> nego u atmosferi, u obliku ugljične kiseline, karbonatnih iona i samog CO<sub>2</sub>. Oceani djeluju kao ogroman ugljični izljev i preuzeli su oko trećinu CO<sub>2</sub>, koji se stvorio ljudskom aktivnošću.<ref> Doney Scott C., Naomi M. Levine: "How Long Can the Ocean Slow Global Warming?", publisher = Oceanus, 2006. [http://www.whoi.edu/oceanus/viewArticle.do?id=17726], 2007.</ref>  Kako se [[Porast razine mora|temperatura oceana povećava]], tako se i topivost CO<sub>2</sub> smanjuje. Jedan dio troše mikroorganizmi s fotosintezom, a jedan dio se taloži na dnu. Povećanje CO<sub>2</sub> u atmosferi dovodi do povećanja kiselosti oceana, što bi moglo imati nepovoljan utjecaj na organizme u morskoj vodi.<ref> Duana Zhenhao, Rui Sun, 2003., "An improved model calculating CO<sub>2</sub> solubility in pure water and aqueous NaCl solutions from 273 to 533 K and from 0 to 2000 bar", journal=Chemical Geology</ref><ref> "Oceanography: An Invitation to Marine Science" Garrison Tom, 2004., publisher= The Thomson Corporation, Thomson Brooks</ref>

Američka državna organizacija NOAA (engl. ''National Oceanic and Atmospheric Administration'') je izjavila 2008: “... mnoge studije o povećanju kiselosti oceana ukazuju na:<ref>[http://www.pmel.noaa.gov/co2/OA/ PMEL] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110107094542/http://www.pmel.noaa.gov/co2/OA/ |date=7. siječnja 2011. }} Ocean Acidification Home Page</ref>
*Iznos kojim [[koralj]]i grade svoj skelet se smanjio, dok se s druge strane povećao broj [[Meduze|meduza]]
*Mogućnost morskih [[alge|algi]] i zoo[[plankton]]a, da gradi svoje zaštitne ljušture se smanjio
*Preživljavanje larvi morskih organizama, uključujući komercijalne [[ribe]] i [[Školjkaši|školjkaše]], se smanjio

Neki [[hidrotermalni izvori]], kao što su u dubokoj [[Marijanska brazda|Marijanskoj brazdi]], stvaraju gotovo čisti CO<sub>2</sub>.<ref> Lupton, J.; Lilley, M.; Butterfield, D.; Evans, L.; Embley, R.; Olson, E.; Proskurowski, G.; Resing, J.; Roe, K.; Greene, R.; Lebon, G.: "Liquid Carbon Dioxide Venting at the Champagne Hydrothermal Site, NW Eifuku Volcano, Mariana Arc", journal=American Geophysical Union, 2004.</ref>

== Biološka uloga ==
Ugljikov dioksid je završni proizvod u organizmima, koje stvaraju energiju iz [[Šećeri|šećera]], [[aminokiselina]] i [[masti]], zajedno s [[kisik]]om, kao dio [[Metabolizam|metabolizma]] ili izmjene tvari, u procesu koji se naziva [[stanično disanje]]. To uključuje sve [[biljke]], [[životinje]], [[ljudi|ljude]], mnoge [[gljive]] i neke [[bakterije]]. Biljke uz pomoć [[fotosinteza|fotosinteze]], koriste CO<sub>2</sub> iz zraka i pretvaraju ga u [[ugljikohidrati|ugljikohidrate]]. 

=== Fotosinteza ===
Vezanje ugljika je uklanjanje CO<sub>2</sub> iz zraka i ugradnja u čvrste tvari, kao što su biljke, alge i [[modrozelene alge]], koje vrše fotosintezu. [[Fotosinteza]] koristi CO<sub>2</sub> i vodu, da bi stvorila šećere i ponekad neke druge organske tvari, oslobađajući kisik kao višak u tom procesu. [[Autotrofija|Autotrofi]] koriste proizvode fotosinteze, kao vlastitu hranu i za stvaranje složenijih [[Polisaharidi|polisaharida]], [[Nukleinske kiseline|nukleinskih kiselina]] i [[Bjelančevine|bjelančevina]]. Osim toga, one su osnova za [[hranidbeni lanac]] svih životinja. Neki sedreni [[plankton]]i stvaraju tvrdi kalcijev karbonat za ljuske, koje nakon taloženja stvaraju sedimentne stijene, kao što je [[vapnenac]].

Biljke mogu rasti i 50 % brže, u koncentraciji CO<sub>2</sub> od 0,1 %, tako da neki naučnici tvrde da će povećanje CO<sub>2</sub> u atmosferi, dovesti do povećanog rasta biljaka. Biljke isto izlučuju CO<sub>2</sub> za svoje [[disanje]], tako da one koriste CO<sub>2</sub> samo po danu. Mlade biljke troše veliku količinu CO<sub>2</sub> za rast i razvoj, dok su stare biljke u ravnoteži između uzimanja i izbacivanja CO<sub>2</sub>.<ref> "Carbon Dioxide In Greenhouses" Blom T.J., W.A. Straver; F.J. Ingratta; Shalin Khosla; Wayne Brown [http://www.omafra.gov.on.ca/english/crops/facts/00-077.htm] 2002.</ref><ref> "Global Warming? What a load of poppycock!" [[David Bellamy]], [[Daily Mail]], 2004.</ref> 

=== Otrovnost ===

Koncentracija CO<sub>2</sub> u zraku je između 0,036 % i 0,039 % (po obujmu), ovisno o položaju i godišnjem dobu. Predugo izlaganje povećanim koncentracijama CO<sub>2</sub> može dovesti do povećanja kiselosti u [[krv]]i i nepovoljno utjecati na metabolizam [[kalcij]]a i [[fosfor]]a, povećavajuci taloženje kalcija u mekom tkivu. Isto tako može doći do otežanog rada [[srce|srca]]. 

Još veće koncentracije CO<sub>2</sub> dovode do daljnjih simptoma:<ref> Davidson Clive, 2003. "Marine Notice: Carbon Dioxide: Health Hazard". Australian Maritime Safety Authority.</ref>
*1 % može dovesti do pospanosti prilikom dužeg izlaganja
*kod 2 % djeluje kao blago opojno sredstvo, povećava krvni pritisak i raste broj otkucaja srca, te slabi sluh
*kod 5 % utječe na smetnje kod dišnog sustava, nesvjesticu, zbunjenost, glavobolje, smanjen udisaj, a može se javiti i panika
*kod 8 % uzrokuje glavobolje, znojenje, slabljenje vida, drhtanje i gubitak svijesti, ako je izlaganje 5 do 10 

Zato se preporučuje da na radnom mjestu, gdje se radi 8 sati, koncentracija CO<sub>2</sub> ne smije preći 0,5 %. Zbog sigurnosti beba, djece, starih i ostalih sa srčanim smetnjama, ta koncentracija treba biti puno manja. Koncentracija veća od 4 % se smatra opasnom po zdravlje.<ref>"Occupational Safety and Health Administration. Chemical Sampling Information: Carbon Dioxide", 2008. [http://www.osha.gov/dts/chemicalsampling/data/CH_225400.html] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110501114645/http://www.osha.gov/dts/chemicalsampling/data/CH_225400.html|date=1. svibnja 2011.}}</ref><ref>"Carbon Dioxide Tolerance Studies" Glatte Jr H. A., Motsay G. J., Welch B. E., 1967., journal=Brooks AFB, TX School of Aerospace Medicine Technical Report [http://archive.rubicon-foundation.org/6045] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080509072828/http://archive.rubicon-foundation.org/6045|date=9. svibnja 2008.}}</ref>

Neka proučavanja su pokazala, da u zatvorenim prostorijama, koncentracija CO<sub>2</sub> veća od 0,1 %, izaziva neugodu kod 20 % prisutnih. Kod koncentracije veće od 0,2 %, svi će prisutni osjetiti neugodu, a mnogi će osjetiti mučninu i glavobolju.<ref>"Carbon Dioxide Tolerance and Toxicity" Lambertsen, C. J., 1971., journal=Environmental Biomedical Stress Data Center, Institute for Environmental Medicine, University of Pennsylvania Medical Center [http://archive.rubicon-foundation.org/3861] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110724044527/http://archive.rubicon-foundation.org/3861|date=24. srpnja 2011.}}</ref>

U „Pasjoj špilji" kod [[Napulj]]a ugljikov(IV) oksid zadržava se pri dnu špilje, pa pas koji uđe u špilju ugine. Otuda joj i ime.

=== Ljudska fiziologija ===
CO<sub>2</sub> se prenosi u krvi na 3 različita načina (postoci se razlikuju za arterijsku i vensku krv):<ref> [http://www.solarnavigator.net/solar_cola/carbon_dioxide.htm] "Carbon dioxide" 2007.</ref>
*većina se pretvara (70 % do 80 %) u bikarbonatni ion (HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>) u crvenim krvnim zrncima, kemijskom reakcijom CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O → H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> → H<sup>+</sup> + HCO<sup>−</sup>
*5 % do 10 % se otapa u [[Krvna plazma|krvnoj plazmi]]
*5 % do 10 % je vezano za haemoglobin (aminokiseline)

[[Hemoglobin]] je glavni nosioc kisika u krvi, ali i CO<sub>2</sub>, samo što se ne vežu na istom mjestu. Postoji povezanost vezivanja kisika i CO<sub>2</sub>, tako da povećano vezivanje CO<sub>2</sub> na hemoglobin, smanjuje mogućnost vezanja kisika na hemoglobin. Bikarbonatni ioni imaju veliku važnost u reguliranju [[pH]] vrijednosti u krvi. 

Iako tijelo treba kisik za metabolizam, mala količina kisika ne potiče pojačano [[disanje]]. Upravo je obratno, velika koncentracija CO<sub>2</sub> utječe na pojačano disanje. Tako na primjer, ako udišete zrak bez kisika, izgubit ćete svijest, a da i ne osjetite teskoće u disanju. To je opasno pogotovo za pilote borbenih [[avion]]a. 

Centri za disanje pokušavaju održati u arterijama CO<sub>2</sub> pritisak od 40 [[Milimetar živina stupca|mm Hg]]. S pojačanim disanjem, taj se pritisak smanjuje. Disanje jedne osobe stvara oko 1 kg CO<sub>2</sub> dnevno.<ref> [http://www.epa.gov/climatechange/fq/emissions.html#q7] "How much carbon dioxide do humans contribute through breathing?" 2009.</ref>

== Izvori ==
{{izvori|30em}}

[[Kategorija:Spojevi ugljika]]
[[Kategorija:Oksidi]]