KARBONDİOKSİT

Karbondioksit, kimyasal formülü CO2 olan bir kimyasal bileşiktir.
Karbondioksit, her birinde bir karbon atomunun iki oksijen atomuna kovalent çift bağla bağlı olduğu moleküllerden oluşur.
Karbondioksit, oda sıcaklığında gaz halinde bulunur ve normalde karşılaşılan konsantrasyonlarda kokusuzdur.

CAS: 124-38-9
MF: CO2
MW: 44.01
EINECS: 204-696-9

Eş anlamlılar: Karbondioksitsiz su; Karbondioksit tayini için standart çözelti; karbondioksit (belirsiz isim); soğutulmuş sıvı karbondioksit; katı karbondioksit; gaz karbondioksit; sıvı karbondioksit; katı karbondioksit

Karbon döngüsünde karbon kaynağı olarak, atmosferik karbondioksit, Dünya'daki yaşam için birincil karbon kaynağıdır.
Havada, karbondioksit görünür ışığa karşı şeffaftır ancak kızılötesi radyasyonu emer ve sera gazı görevi görür.
Karbondioksit suda çözünür ve yeraltı sularında, göllerde, buzullarda ve deniz suyunda bulunur.
Karbondioksit, Dünya atmosferinde 428 ppm (milyonda parça) [a] veya yaklaşık %0,043 (Temmuz 2025 itibarıyla) oranında eser miktarda bir gazdır ve sanayi öncesi seviyeler olan 280 ppm veya yaklaşık %0,028'den yükselmiştir.
Fosil yakıtların yakılması, iklim değişikliğinin temel nedeni olan bu artan CO2 konsantrasyonlarının ana nedenidir.
Prekambriyen döneminin sonlarından beri Dünya'nın sanayi öncesi atmosferindeki karbondioksit konsantrasyonu, organizmalar ve jeolojik özellikler tarafından düzenlenmiştir.
Bitkiler, algler ve siyanobakteriler, fotosentez adı verilen bir süreçte karbondioksit ve sudan karbonhidrat sentezlemek için güneş ışığından enerji kullanırlar ve bu süreçte atık ürün olarak oksijen üretirler.
Buna karşılık, tüm aerobik organizmalar organik bileşikleri solunum yoluyla enerji üretmek için metabolize ettiklerinde oksijen tüketilir ve atık olarak karbondioksit salınır.
Karbondioksit, orman yangınları gibi organik maddelerin çürümesi veya yanması sonucu açığa çıkar.
Karbondioksit suda çözündüğünde karbonat ve esas olarak bikarbonat (HCO3–) oluşturur; bu da atmosferdeki karbondioksit seviyeleri arttıkça okyanus asitlenmesine neden olur.

Karbondioksit kuru havadan %53 daha yoğundur, ancak uzun ömürlüdür ve atmosferde tamamen karışır.
Atmosfere salınan fazla karbondioksitin yaklaşık yarısı kara ve okyanus karbon yutakları tarafından emilir.
Bu yutaklar doygun hale gelebilir ve çürüme ve orman yangınları sonucu CO2'nin tekrar atmosfere salınmasıyla uçucu hale gelir.
CO2 veya içerdiği karbon, sonunda kömür, petrol ve doğal gaz gibi kaya ve organik yataklarda uzun vadeli olarak depolanır.
İnsanlar tarafından üretilen CO2'nin neredeyse tamamı atmosfere gider.
Yıllık olarak üretilen CO2'nin %1'inden azı ticari amaçlarla kullanılır; çoğunlukla gübre endüstrisinde ve petrol ve gaz endüstrisinde petrol üretimini artırmak için kullanılır.
Diğer ticari uygulamalar arasında gıda ve içecek üretimi, metal işleme, soğutma, yangın söndürme ve seralarda bitki büyümesini teşvik etme yer almaktadır.

Karbon dioksit (CO2), Amerika Birleşik Devletleri'nde en sık üretilen 18. kimyasaldır.
Karbon dioksitin soğutma, gazlı içecek (örneğin soda) üretimi, yangın söndürücüler, inert atmosfer (reaktif olmayan ortam) sağlama ve bazı nükleer reaktör türleri için moderatör olarak kullanımı da dahil olmak üzere birçok kullanım alanı vardır.
Karbon dioksit, süt ürünleri, et ürünleri, dondurulmuş gıdalar ve diğer bozulabilir gıdaların nakliye sırasında soğutulmasında oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır.
Karbon dioksit ayrıca, ısıya duyarlı malzemelerin öğütülmesi, kauçuk parlatma, metallerin soğuk işlenmesi, makine parçalarının büzüştürülmesi, vakumlu soğuk kapanlar vb. gibi birçok endüstriyel proseste soğutma maddesi olarak kullanılmaktadır.
Gaz halindeki karbondioksit, alkolsüz içeceklerin karbonatlandırılmasında, su arıtımında pH kontrolünde, kimyasal işlemlerde, gıda koruyucu olarak, kimyasal ve gıda işlemede ve metal kaynaklamada inert bir örtü olarak, bitki yaşamı için büyüme uyarıcısı olarak, dökümhanelerde kalıpların ve çekirdeklerin sertleştirilmesinde ve pnömatik cihazlarda kullanılır.
Karbondioksit, gıda ürünlerinin dondurulması ve soğutulması için sarf edilebilir bir soğutucu olarak; havacılık, füze ve elektronik bileşenlerin düşük sıcaklık testlerinde; petrol ve gaz kuyularının uyarılmasında; kauçuk parlatmada ve kimyasal reaksiyonların kontrolünde kullanılır.
Karbondioksit ayrıca taşınabilir ve yerleşik yangın söndürme sistemlerinde yangın söndürme maddesi olarak da kullanılır.

Karbondioksit, atmosferin her yerinde bulunan renksiz, kokusuz, yanıcı olmayan bir gazdır ve Dünya'daki yaşam için temel bir bileşiktir.
Karbondioksit, güneş sistemindeki diğer gezegenlerde de bulunur.
Mars'ın buzulları esas olarak donmuş karbondioksitten oluşur ve Venüs'ün atmosferi çoğunlukla karbondioksittir.
Karbondioksit, atmosferin yaklaşık %0,03'ü (hacimce) oranında doğal olarak bulunur.
Kuru buz olarak da bilinen karbondioksit, genellikle beyaz renkli peletler veya bloklar halinde bulunur.
Karbonun her bir oksijen atomuna çift bağla bağlı olduğu CO2 formülüne sahip tek karbonlu bir bileşik.
Normal koşullar altında renksiz, kokusuz bir gaz olan karbondioksit, doğrudan veya dolaylı olarak canlı veya çürüyen bitkilere besin olarak bağımlı olan tüm hayvanlar, mantarlar ve mikroorganizmalar tarafından solunum sırasında üretilir.
Karbondioksitin basınç altında bir sıvıda çözünmesi, örneğin gazlı meşrubatlarda olduğu gibi.
Karbondioksitin bileşiklere eklenmesi, örneğin karbondioksitin Grignard reaktiflerine eklenmesi.

Renksiz, kokusuz bir gaz olan CO2, suda, etanolde ve asetonda çözünür; d. 1,977 g dm–3 (0°C); erime noktası –56,6°C; kaynama noktası –78,5°C.
Karbondioksit atmosferde bulunur (%0,04 hacimce), ancak hem bitkiler tarafından fotosentez sırasında tüketildiği hem de solunum ve yanma yoluyla üretildiği için bu fazda kısa bir kalış süresine sahiptir.
Karbondioksit, laboratuvarda seyreltik asitlerin metal karbonatlara veya ısının ağır metal karbonatlara etkisiyle kolayca hazırlanır.
Karbondioksit, kireç üretiminden ve fermantasyon işlemlerinden elde edilen bir yan üründür.
Karbondioksitin sıvı aralığı küçüktür ve sıvı karbondioksit yalnızca yüksek basınçlarda üretilir.
CO2 molekülü doğrusaldır ve her oksijen karbona çift bağ oluşturur. Kimyasal olarak reaktif değildir ve yanmayı desteklemez.
Karbondioksit suda çözünerek karbonik asit verir.
Büyük miktarlarda katı karbondioksit (kuru buz), büyük ölçekli soğutma gerektiren süreçlerde kullanılır.
Karbondioksit ayrıca, çoğu yangın için suya tercih edilen bir alternatif olarak yangın söndürücülerde ve solunumu kolaylaştırdığı için tıbbi gazların bir bileşeni olarak kullanılır.
Karbondioksit ayrıca gazlı içeceklerde de kullanılır.
Atmosferdeki karbondioksit seviyesi, esas olarak fosil yakıtların yoğun yakılması ve geniş yağmur ormanı alanlarının yok edilmesi nedeniyle son 100 yılda yaklaşık %12 artmıştır.
Bu durum, sera etkisi yoluyla, aynı dönemde küresel sıcaklıklarda ortalama 0,5°C'lik artışın ana nedeni olarak öne sürülmüştür.
Atmosferdeki CO2 konsantrasyonunda daha fazla artışı ve ardından küresel ısınmayı önlemek için adımlar atılmaktadır.

Karbondioksit, havanın doğal bir bileşeni ve küresel karbon döngüsünün bir parçası olan renksiz ve kokusuz bir gazdır.
Karbondioksit, bitkilerin CO₂'yi oksijene dönüştürdüğü fotosentezde önemli bir rol oynar.
Aynı zamanda, karbondioksit küresel ısınmaya ve iklim değişikliğine katkıda bulunan önemli bir sera gazıdır.
Karbondioksit konsantrasyonu, doğal süreçlerden ve fosil yakıtların yakılması gibi insan faaliyetlerinden etkilenir.
Bu nedenle, CO₂ emisyonlarının izlenmesi ve kontrolü, çevre koruma ve iklim politikası için merkezi öneme sahiptir.
Karbondioksit, oda sıcaklığında ve basıncında renksiz, kokusuz bir gaz olup, Dünya atmosferindeki ve biyolojik süreçlerdeki rolüyle bilinir.
Karbondioksit, yaklaşık 44,01 g/mol moleküler ağırlığa sahip, bir karbon atomunun iki oksijen atomuna kovalent olarak bağlanmasıyla oluşan doğrusal bir moleküldür.
Karbondioksit, solunum, yanma ve ayrışma gibi süreçlerle doğal olarak üretilir ve ayrıca çeşitli endüstriyel faaliyetlerin bir yan ürünüdür.
Karbondioksit suda çözünerek karbon döngüsünde ve okyanus kimyasında önemli bir rol oynayan karbonik asit oluşturur.
Karbondioksit, atmosferde ısıyı hapsederek küresel ısınmaya katkıda bulunan bir sera gazıdır.
Karbondioksitin konsantrasyonu, özellikle iklim değişikliğiyle ilgili çevresel etkileri nedeniyle izlenmektedir.
Güvenlik açısından, karbondioksit düşük konsantrasyonlarda genellikle toksik değildir, ancak yüksek seviyeler havadaki oksijeni yerinden ederek boğulmaya yol açabilir.
Karbondioksitin CAS numarası olan 124-38-9, kimyasal veri tabanlarında ve düzenleyici çerçevelerde tanımlama için kullanılır.

Karbondioksit Kimyasal Özellikleri
Erime noktası: −78,5 °C (literatür)
Kaynama noktası: -78,46 °C
Yoğunluk: 1,977 (0 °C)
Buhar yoğunluğu: 1,52 (havaya göre)
Buhar basıncı: 56,5 atm (20 °C)
Kırılma indisi: 1,0004
Depolama sıcaklığı: −70 °C
Çözünürlük: 20 °C'de ve 101 kPa basınçta, 1 hacim yaklaşık 1 hacim suda çözünür.
Form: Renksiz gaz
Renk: Renksiz
Koku: %100 saflıkta. kokusuz
Su Çözünürlüğü: 760 mm'de mL CO2/100 mL H2O: 171 (0°C), 88 (20°C), 36 (60°C) [MER06]
Termal İletkenlik: 0,016632 W/(m·K)
Merck: 13,1819
BRN: 1900390
Henry Yasası Sabiti: 25℃'de 3,4×10-4 mol/(m3Pa), Burkholder vd. (2019)
Maruz Kalma Limitleri TLV-TWA 5000 ppm (～9000 mg/m3) (ACGIH, MSHA ve OSHA); STEL 30.000 ppm (ACGIH).
Dielektrik sabiti: 1,6 (0℃)
Kararlılık: Kararlı. Alkali metaller gibi kimyasal olarak aktif metallerle uyumsuz.
Kozmetik Bileşen Fonksiyonları: İTİCİ GAZ
InChI: 1S/CO2/c2-1-3
InChIKey: CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N
LogP: 0.830 (tahmini)
Yüzey gerilimi: 293.15K'de 1.19mN/m
CAS Veritabanı Referansı: 124-38-9 (CAS Veritabanı Referansı)
EPA Madde Kayıt Sistemi: Karbondioksit (124-38-9)
Etiketlenmemiş CAS Numarası: 124-38-9

Karbondioksit, CO2, karbonik anhidrit ve karbonik asit gazı olarak da bilinir, -65 °C'de (-86 °F) sıvılaşan ve kuru buzda -78.2 °C'de (-107 °F) katılaşan renksiz, kokusuz bir gazdır.
Karbondioksit, suda, alkolde ve çoğu alkali çözeltide çözünür.
Nispeten yavaş bir reaksiyonla, karbondioksit suda hidratlanarak karbonik aside dönüşür ve aşındırıcıdır.
Petrol üretiminde, karbondioksit gazının hızı, tuzların varlığının önemsiz hale gelmesiyle, korozyon oranını çok yüksek seviyelere çıkarabilir.
Karbondioksit, gazlı içeceklerin, yangın söndürücülerin, kuru buz soğutucularının hazırlanmasında ve Solvay yöntemi kullanılarak sodyum karbonat ve sodyum bikarbonat üretiminde hammadde olarak kullanılır.

Fiziksel Özellikler:
Renksiz, kokusuz ve tatsız gaz; havadan 1,53 kat daha ağır; 25°C'de yoğunluğu 1,80 g/L; basınç altında sıvılaştırılabilir; 5,2 atm'de -56,6°C'de sıvılaşır; 0°C ve 34 atm'de sıvı CO2'nin yoğunluğu 0,914 g/mL; -79°C'de 1,56 g/cm³ yoğunluğa sahip, kuru buz olarak bilinen beyaz kar benzeri taneciklere katılaşır; kuru buz -78,5°C'de CO₂ gazına dönüşür; kritik sıcaklık 31°C; kritik basınç 72,79 atm, kritik yoğunluk 94 cm³/mol; suda orta derecede çözünür, çözünürlük 0°C ve 20°C'de sırasıyla 173 mL ve 88 mL CO₂/100 mL sudur; çözünürlük basınçla artar.

Kullanım Alanları:
İçeceklerin karbonatlandırılmasında; karbonat üretiminde; yangın önleme ve söndürmede; üretim, taşıma ve transfer sırasında yanıcı maddelerin inertleştirilmesinde; aerosollerde itici gaz olarak; soğutma için kuru buz olarak; sahnede zararsız duman veya buhar üretmek için; pirinç fumigantı olarak; bakteriyolojide ve dondurulmuş gıda endüstrisinde antiseptik olarak.
Süperkritik veya sıvı CO₂, kafein ve şerbetçiotu aromasının ekstraksiyonunda; kuru temizlemede kullanılır.
Metal yağ giderme; yarı iletken çiplerin temizlenmesi; boya püskürtme; polimer modifikasyonu.
Organik ve polimer kimyasında potansiyel olarak tehlikeli çözücülere çevre dostu bir alternatif.

Karbon dioksit, glikozun (tahıl şekeri) etil alkole fermantasyonu sırasında elde edilen bir gazdır. Karbon dioksit, basınçlı paketlenmiş gıdalarda itici veya havalandırıcı madde olarak ve ayrıca içeceklerin karbonatlandırılmasında kullanılır.
Karbon dioksit, fırınlanmış ürünlerde hacim artışı sağlamak için kabartma maddelerinin asit-karbonat reaksiyonu sonucu açığa çıkar.
Katı halde karbon dioksit, kuru buz olarak adlandırılır ve dondurma ve soğutma için kullanılır.
Karbon dioksitin birkaç önemli kullanım alanı vardır: Katı karbon dioksit, kuru buz, soğutucu olarak kullanılır.
Karbon dioksitin bir diğer önemli kullanım alanı ise soda endüstrisidir.
Soda, sodyum karbonat monohidrattır (Na2CO3 H2O).
Diğer soda türleri arasında sodyum karbonat dekahidrat (Na2CO3 10H2O) olan çamaşır sodası ve sodyum bikarbonat (NaHCO3) olan kabartma sodası bulunur.
Karbon dioksit, yangın söndürücülerde gaz olarak, yüzdürme cihazları için şişirme gazı olarak ve itici gaz olarak (örneğin havalı tabancalarda) kullanılır.
Son yıllarda, yeşil kimya uygulamalarında süperkritik akışkan olarak karbon dioksit kullanımı artmıştır.
Süperkritik akışkan, sıcaklığı ve basıncı kritik noktasının üzerinde olan bir akışkandır.

İlaç Uygulamaları
Karbon dioksit ve azot ile azot oksit gibi diğer sıkıştırılmış gazlar, topikal ilaç aerosolleri için itici gaz olarak kullanılır.

Ayrıca, sıkıştırılmış gazlarla üretilen kaba aerosol spreyiyle tatmin edici şekilde çalışan diğer aerosol ürünlerinde de kullanılırlar, örneğin kozmetik ürünler, mobilya cilası ve cam temizleyiciler.
Sıkıştırılmış gazların aerosol itici gazı olarak avantajları, daha ucuz olmaları; düşük toksisiteye sahip olmaları; ve neredeyse kokusuz ve tatsız olmalarıdır.
Ayrıca, sıvılaştırılmış gazlara kıyasla basınçları sıcaklıkla nispeten az değişir.
Ancak, sıkıştırılmış gazların dezavantajları, aerosolde itici gaz rezervuarının olmaması ve sonuç olarak ürün kullanıldıkça basıncın azalmasıdır.
Bu, sprey özelliklerinde bir değişikliğe neden olur.
Ek olarak, itici gaz olarak sıkıştırılmış gaz içeren bir ürün ters çevrilmiş bir konumda çalıştırılırsa, sıvı faz yerine buhar fazı boşaltılır.
İtici gazın büyük kısmı buhar fazında bulunur ve bu nedenle itici gazın bir kısmı kaybolur ve püskürtme özellikleri değişir.

Ayrıca, sıkıştırılmış gazlar kullanılarak üretilen püskürtmeler çok ıslaktır. Buhar musluğu veya çift daldırma borusu gibi vanalar şu anda mevcuttur ve bu sorunların üstesinden gelecektir.
Karbondioksit ayrıca, püskürtme yoluyla farmasötik ürünlerden havayı uzaklaştırmak ve böylece oksidasyonu engellemek için kullanılır.
Gıda katkı maddesi olarak karbondioksit, içecekleri karbonatlamak ve ekmek gibi gıdaları küf oluşumundan kaynaklanan bozulmadan korumak için kullanılır; gaz, ürün ile ambalajı arasındaki boşluğa enjekte edilir.
Katı karbondioksit ayrıca ürünleri geçici olarak soğutmak için yaygın olarak kullanılırken, yüksek basınç altında 318℃'ye kadar sıcaklıklarda işlenebilen sıvı karbondioksit, öncelikle parfümeri ve gıda üretim endüstrilerinde aroma ve kokular için çözücü olarak kullanılır.

Gıdalar
Karbondioksit, gıda endüstrisinde itici gaz ve asitlik düzenleyici olarak kullanılan bir gıda katkı maddesidir.

Karbondioksit, AB[121] (E numarası E290 olarak listelenmiştir), ABD, Avustralya ve Yeni Zelanda'da kullanım için onaylanmıştır.
Pop Rocks adlı bir şekerleme, yaklaşık 4.000 kPa (40 bar; 580 psi) basınçta karbondioksit gazı ile doldurulur.
Ağza konulduğunda, karbondioksit (diğer sert şekerlemeler gibi) çözünür ve duyulabilir bir patlama sesiyle gaz kabarcıklarını serbest bırakır.
Kabartma maddeleri, karbondioksit üreterek hamurun kabarmasına neden olur.
Fırıncı mayası, hamur içindeki şekerlerin fermantasyonuyla karbondioksit üretirken, kabartma tozu ve kabartma sodası gibi kimyasal kabartma maddeleri ısıtıldığında veya asitlere maruz kaldığında karbondioksit salar.

Üretim Yöntemleri
Karbondioksit, atmosferin hacimce %0,037'sini oluşturur.
Büyük miktarlarda CO2 üretmek için çeşitli yöntemler kullanılabilir.
Kok veya diğer karbonlu maddelerin yanması CO2 ile sonuçlanır: C(kok) + O2 → CO2(g).
Yanma süreçlerinde, CO2, yıkama ve emme teknikleri kullanılarak diğer gazlardan ayrılarak konsantre edilir.

Başka bir CO2 kaynağı ise kireçtaşı (CaCO3) gibi karbonatların kalsinasyonudur (yavaş ısıtılması): CaCO3(s)→ CaO + CO2(g).
Bu işlem, 500°C ila 900°C sıcaklıklarda çökelmiş kalsiyum karbonat üretiminde kireç fırınında gerçekleşir.
Karbon dioksit ayrıca alkol üretmek için yapılan fermantasyon reaksiyonlarında yan ürün olarak da üretilir.
Örneğin, glikozun (C6H12O6) etanole (C2H5OH) fermantasyonu: C6H12O6(aq)→ 2C2H5OH(aq) + 2CO2(g).
Karbon dioksit, amonyak üretmek için yapılan Haber prosesi gibi bir dizi sentezde de yan ürün olarak üretilir.

Hazırlık
Karbon dioksit birçok işlemde yan ürün olarak üretilir.
Kalsiyum karbonattan kireç üretiminde yan ürün olarak karbondioksit üretilir:

CaCO3 → CaO + CO2
CO2 ayrıca, buhar reformasyonu ile elde edilen havadan CO, CO2, H2 ve N2 karışımı olan sentez gazından da elde edilir.

Karbondioksit ayrıca doğal gazın yakılmasıyla da elde edilir:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
Karbondioksit ayrıca amonyak üretimi için kullanılan Haber-Bosch işleminde de yan ürün olarak elde edilir.

Bu yöntem, sıcak kokun üzerinden buhar ve hava geçirilmesini içerir.
Karbondioksit, etanol ile birlikte maya tarafından karbonhidratların fermantasyonundan da üretilir:
C6H12O6→2CO2 + 2C2H5OH
Laboratuvarda, CO2 herhangi bir karbonatın seyreltik bir mineral asitle reaksiyonuyla üretilebilir:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O

Üretim Yöntemleri
Karbondioksit endüstriyel olarak büyük miktarlarda kireç üretiminde yan ürün olarak; kok veya diğer karbonlu malzemelerin yakılmasıyla; ve glikozun maya tarafından fermantasyonuyla elde edilir.
Laboratuvarda karbondioksit, bir karbonatın üzerine asit damlatılarak hazırlanabilir.