이산화 탄소

CO₂ Co2

이산화가스가 아니다

Carbon Dioxide

1 개요

산소 원자 2개와 탄소 원자 1개가 완전연소를 거쳐 결합한 화학물질. 중심 원자는 탄소이며, 결합각은 180도이다. 혼성 오비탈 이론에 따르면 sp. 전기 음성도가 엄청나게 큰 산소 원자가 있지만, 결합각이 180도라서 산소가 탄소로부터 잡아당기는 전자쌍의 효과가 양쪽으로 완벽하게 상쇄해 무극성 분자이다. 고체는 드라이아이스라고 부른다. 1기압일 때 기체 상태다.

2 제법

• 대리석(탄산칼슘)과 염산을 반응시키거나(CaCO₃+ 2HCl → CaCl₂(염화칼슘)+ H₂O(물)+ CO₂↑) 중탄산소다(NaHCO₃)나 탄산칼슘(CaCO₃)에 열을 가한다.

• 탄소 동소체 등을 태운다.다이아몬드를 태운다

• 사실 그냥 가만히 있어도 된다. 죽어도 썩으면서 미생물들이 호흡하니, 결과적으로 이산화탄소는 나온다. 다만 산소가 없다면 거의 안 나온다.

3 특징

주로 호흡 등의 연소작용으로 나타난다. 산소로 호흡하는 동물 대부분이 노폐물로 만드는 물질. 이렇게 나온 이산화탄소는 다시 식물이 광합성해 산소와 탄소로 돌아간다. 지구에서 일어나는 '탄소의 순환' 과정 중 일부이다. 식물도 호흡은 하지만 낮에는 광합성이, 밤에는 호흡이 더 많다. 그러므로 숲에서 산림욕을 하려면 해가 있는 낮에 들어가자. 전지구적으로 북반구의 육지 면적이 더 넓으니, 북반구가 여름일 때는 이산화탄소량이 줄고 겨울일 때는 이산화탄소량이 느는 경향이 있다.

일산화탄소만큼은 아니지만 높은 농도의 이산화탄소는 중독증상(호흡곤란, 어지럼증, 피로 등)을 일으키며 사람을 죽일 수 있으니 환기를 잘하자. 실제로 2014년 3월 27일 삼성전자 수원사업장에서 이산화탄소 누출로 1명이 죽는 인명피해가 나왔다. 이산화탄소는 호흡을 빠르게 하며, 산소는 호흡을 느리게 한다. 이 때 이산화탄소가 늘면 혈액이 산성화하니 위험하다. 하지만 체내 이산화탄소의 양이 너무 적어도 위험할 수 있으니, 과호흡증후군 참조.

이산화탄소를 물에 녹이면 H₂CO₃인데, 다시 H⁺를 내어놓고 HCO₃^-(탄산수소이온)이나 CO₃^2- (탄산이온)으로 바뀌니 산으로 작용한다. 그래서 탄산가스라고도 부르며, 술(맥주, 샴페인 등)이나 탄산음료(사이다, 콜라 등)에 들어있다. 유럽 등에서 죽어라 파는 탄산수는 석회 성분의 축적을 막기 위해서다.

3.1 온실가스

대표적인 온실가스 중 하나다. 삼림파괴 등으로 정화능력이 약화하고 공업 발달로 배출량이 늘어만 간다. 지구는 오늘도 녹슨다. 이른바 지구온난화의 주범. 그러나 아직도 일부 과학자들 사이에서 이산화탄소가 정말 기후변화의 직접적인 주범인지는 논란이 있다. 이산화탄소와 기온 상승은 서로 양의 관계인 양성 피드백 과정이므로, 이산화탄소가 늘어서 기후가 따뜻한지, 기후가 따뜻해서 이산화탄소가 늘었는지는 아직 불분명하다는 것.

하지만 둘다 서로 영향이 있고 부추긴다. 배출량만 따진다면 자연적으로 나오는 이산화탄소의 양(동물의 생리, 화산 활동 등)이 인간의 산업활동으로 나오는 것보다 훨씬 많다는 지적도 있다. 하지만 하필이면 이산화탄소량이 급격히 늘어난 시대와 산업혁명의 시기가 일치한다.(빙하기-간빙기 같은 엄청난 변화에 비하면 이번 변화는 매우 가파르지만 최악의 온난화는 아니다.) 아직까지 지구의 기후변화에 대해서 인간이 알고 있는 부분은 극히 일부분에 불과하고, 인간의 이산화탄소 배출이 지구온난화의 원인이라는 증거도 없는 만큼 무조건 이산화탄소 배출을 줄여야 한다는 주장은 이산화탄소 배출량을 쉽게 줄일 수 있는 선진국들이 이산화탄소 배출량을 쉽게 줄일 수 없는 후진국 간의 불평등을 초래할 위험이 높다. 주요 선진국의 배출량 등 자세한 통계는 OECD/환경지표 항목을 참고하면 좋다.

4 여담

• 온실가스이지만, 정작 온실에서는 이산화탄소가 모자란다. 난방을 하니 밀폐한 곳인 때가 많은데, 식물들이 광합성하러 이산화탄소를 써서 그렇다. 따라서 온실의 온도를 조절하면서 이산화탄소를 건네러 연료를 때우는 일이 많다.

• 흔히 이산화탄소가 산소와 달리 불을 끄게 하는 가스이고 이것 때문에 날숨을 불면 불이 꺼진다라 생각하는 사람들도 있는데, 날숨에 있는 이산화탄소의 양은 산소에 비하면 새발의 피다. 날숨은 이산화탄소 때문이 아니라, 바람 때문에 연료 성분이 흩어져서 불을 끌 뿐이다.

• 고압용기에 주입할시 용기의 지정색상은 파란색. CO₂용접에 쓰인다.

• 표기가 이산화탄소에서 이산화 탄소로 바뀐 이유는 영어로 Carbon Dioxide이기 때문이다.

• 최근 한 연구진이 이산화 탄소를 에탄올로 바꾸는 방법을 우연히 발견했다. [1]

어떤 독서실에 따르면 이산화탄소가 곧 산소란다. 사실 산소드립
어떤 공대녀는 이산화가스라고 한다 카더라