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Lexikon der Chemie: Kohlendioxid

Kohlendioxid, CO2, farbloses Gas von leicht säuerlichem Geruch und Geschmack, D. des festen K. 1,53 g cm-3, F. -56,6 °C bei 0,52 MPa, Sbp. -78,5 °C, krit. Temp. 31 °C, krit. Druck 7,29 MPa. Das CO2-Molekül ist linear gebaut. Durch rasches Entspannen von komprimiertem K. erhält man festes K., das als Trockeneis bezeichnet wird. K. ist thermisch recht stabil, erst bei sehr hoher Temperatur zerfällt es partiell in Kohlenstoff und Sauerstoff. Wasserstoff und einige elektropositive Metalle wie Natrium, Kalium, Magnesium und Zink, reduzieren K. (Boudouard-Gleichgewicht) in Kohlenmonoxid um. In Wasser löst sich K. beträchtlich: Bei 15 °C und Atmosphärendruck löst 1 l Wasser etwa 1 l CO2. Etwa 0,1 % des so gelösten K. reagiert mit dem Wasser zu Kohlensäure gemäß CO2 + H2O

H2CO3, deren Dissoziation die schwach saure Reaktion der Lösung verursacht. Zum Nachweis des K. dient die Fällung von Bariumcarbonat aus Bariumhydroxidlösung.

Kohlendioxid ist nicht giftig, wirkt aber erstickend.

K. ist Bestandteil der Atmosphäre (CO2-Gehalt 0,03 %) und in dieser Form Basis des Assimilationsprozesses der Pflanzen. Viele natürliche Gas- und Mineralquellen enthalten K., große Mengen sind im Meerwasser gelöst. Gebunden in Carbonaten hat K. wesentlichen Anteil am Aufbau der Erdkruste. Bei der natürlichen Umwandlung verschiedener Kohlenstoffverbindungen ineinander hat es eine zentrale Funktion.



Kohlendioxid. Abb.: CO2-Cyclus in der Natur.

Zur technischen Gewinnung des K. dient vor allem der Kalkbrennprozeß gemäß CaCO3 → CaO + CO2. Große Mengen K. entstehen als Nebenprodukt

bei der Verbrennung fossiler Kohlenstoffträger (Treibhauseffekt) und bei der Konvertierung des Kohlenmonoxids. Zur Abtrennung des K. aus Gasgemischen bedient man sich der Druckwäsche mit Wasser (nach Entspannen entweicht das K. wieder), oder man absorbiert in Carbonat- oder Aminlösungen, aus denen es durch Erhitzen wieder freigesetzt wird. K. ist verflüssigt in Stahlflaschen im Handel.

K. ist Basismaterial zur technischen Gewinnung von Soda und Harnstoff. Große Mengen finden in der Getränkeindustrie Verwendung. K. dient ferner als Feuerlöschmittel, als Schutzgas beim Schweißen und einigen chem. Prozessen, zur Kohlensäuredüngung in Gewächshäusern sowie in Form von Trockeneis als Kältemittel.

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