Kohlenstoffdioxid

Strukturformel
Allgemeines
Name	Kohlenstoffdioxid
Andere Namen	Kohlendioxid Kohlensäuregas Kohlenstoff(IV)-oxid Dioxidokohlenstoff Kohlensäureanhydrid E 290[1] R744 CARBON DIOXIDE (INCI)[2]
Summenformel	CO2
Kurzbeschreibung	farbloses, geruchloses Gas[3]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 124-38-9 EG-Nummer 204-696-9 ECHA-InfoCard 100.004.271 PubChem 280 ChemSpider 274 DrugBank DB09157 Wikidata Q1997
Arzneistoffangaben
ATC-Code	V03AN02
Eigenschaften
Molare Masse	44,01 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig
Dichte	1,98 kg·m−3 (0 °C und 1013 hPa)[4]
Schmelzpunkt	kein Schmelzpunkt (Tripelpunkt bei −56,6 °C und 5,19 bar)[4]
Sublimationspunkt	−78,5 °C / 1013 mbar[4]
Dampfdruck	5,73 MPa (20 °C)[4]
Löslichkeit	in Wasser: 3,3 g·l−1 bei 0 °C, 1,7 g·l−1 bei 20 °C, jeweils bei 1013 hPa[5]
Dipolmoment	0[6]
Brechungsindex	1,0004493 (0 °C, 101,325 kPa)[7] 1,6630 (24 °C, Sättigungsdampfdruck)[8]
Sicherheitshinweise
Bitte die Befreiung von der Kennzeichnungspflicht für Arzneimittel, Medizinprodukte, Kosmetika, Lebensmittel und Futtermittel beachten GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[4] Achtung H- und P-Sätze H: 280 P: 403[4]
MAK	DFG: 9100 mg·m−3[4] Schweiz: 5000 ml·m−3 bzw. 9000 mg·m−3[9]
Treibhauspotential	1 (per Definition)[10]
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0	−393,5 kJ·mol−1 (g)[11]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Kohlenstoffdioxid oder Kohlendioxid (CO₂) ist eine chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff. CO₂ ist ein nicht brennbares, saures und farbloses Gas. Da es sich gut in Wasser löst, wird es umgangssprachlich manchmal fälschlicherweise auch „Kohlensäure“ genannt. Mit basischen Metalloxiden oder -hydroxiden kann es Carbonate und Hydrogencarbonate bilden.

CO₂ ist ein elementarer Bestandteil des globalen Kohlenstoffzyklus, ein natürlicher Bestandteil der Luft und ein wichtiges Treibhausgas in der Erdatmosphäre: Durch menschliche Aktivitäten, insbesondere durch die Verbrennung fossiler Energieträger, stieg der Anteil von Kohlendioxid in der Erdatmosphäre von ca. 280 parts per million (ppm, Teile pro Million) zu Beginn der Industrialisierung auf 407,8 ppm im Jahr 2018 an.^[12][13] Im Mai 2019 wurde in der NOAA-Messstation Mauna Loa in Hawaii ein Monatsdurchschnitt von rund 415 ppm gemessen,^[14][15] Tendenz weiter steigend.^[16] Dieser Anstieg bewirkt eine Verstärkung des Treibhauseffekts und führt zur aktuellen globalen Erwärmung.^[17] Pro Tag werden ca. 100 Mio. Tonnen Kohlenstoffdioxid durch menschliche Aktivitäten in die Erdatmosphäre emittiert (Stand 2020).^[18]

Unter ausreichender Sauerstoffzufuhr entsteht CO₂ sowohl bei der Verbrennung kohlenstoffhaltiger Substanzen als auch im Organismus von Lebewesen als Produkt der Zellatmung. Pflanzen, Algen sowie manche Bakterien und Archaeen wandeln CO₂ durch Fixierung (Kohlenstoffdioxid-Assimilation) in Biomasse um. Bei der Photosynthese entsteht aus anorganischem CO₂ und Wasser (H₂O) Glucose.

CO₂ kann schädlich wirken. Die Konzentrationen in der Luft oder Mengen durch die Aufnahme von beispielsweise Limonade reichen hierfür aber bei weitem nicht aus. CO₂ hat ein breites technisches Anwendungsspektrum: In der chemischen Industrie z. B. wird es zur Gewinnung von Harnstoff (CH₄N₂O) eingesetzt. In fester Form als Trockeneis wird es als Kühlmittel verwendet. Überkritisches Kohlenstoffdioxid dient als Lösemittel und Extraktionsmittel.

1. ↑ Eintrag zu E 290: Carbon dioxide in der Europäischen Datenbank für Lebensmittelzusatzstoffe, abgerufen am 1. Juli 2020.
2. ↑ Eintrag zu CARBON DIOXIDE in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 16. Februar 2020.
3. ↑ Eintrag zu Kohlendioxid. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 1. Juni 2014.
4. ↑ ^{a b c d e f g} Eintrag zu Kohlenstoffdioxid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 1. Februar 2016. (JavaScript erforderlich)
5. ↑ Carbon Dioxide Solubility in Water (Memento vom 27. März 2010 im Internet Archive)
6. ↑ David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Permittivity (Dielectric Constant) of Gases, S. 6-188.
7. ↑ David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Index of Refraction of Gases, S. 10-254.
8. ↑ David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Index of Refraction of Inorganic Liquids, S. 4-140.
9. ↑ Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 124-38-9 bzw. Kohlenstoffdioxid), abgerufen am 2. November 2015.
10. ↑ United Nations Framework Convention on Climate Change: Global Warming Potentials.
11. ↑ Eintrag zu Kohlenstoffdioxid. In: P. J. Linstrom, W. G. Mallard (Hrsg.): NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg MD, abgerufen am 22. März 2010.
12. ↑ Greenhouse gas concentrations in atmosphere reach yet another high. WMO, 25. November 2019, abgerufen am 27. November 2019 (englisch). 
13. ↑ Verena Kern: Treibhausgas-Konzentration erreicht neuen Rekordwert. In: Klimareporter. 25. November 2019, abgerufen am 27. November 2019. 
14. ↑ Florian Rötzer auf Telepolis: CO2-Emissionen in der Atmosphäre steigen weiter exponentiell. 7. Juni 2019, abgerufen am 7. Juli 2019. 
15. ↑ Carbon Dioxide Levels Hit Record Peak in May. 3. Juni 2019, abgerufen am 7. Juli 2019 (englisch). 
16. ↑ Weltorganisation für Meteorologie: Greenhouse gas concentrations in atmosphere reach yet another high. 25. November 2019, abgerufen am 25. November 2019 (englisch). 
17. ↑ Jochem Marotzke: „Vorhersagen sind schwierig …“ Möglichkeiten und Grenzen von Klimamodellen. In: Ders., Martin Stratmann (Hrsg.): Die Zukunft des Klimas. Neue Erkenntnisse, neue Herausforderungen. Ein Report der Max-Planck-Gesellschaft. Beck, München 2015, ISBN 978-3-406-66968-2, S. 9–22, hier S. 22.
18. ↑ Corinne Le Quéré et al.: Temporary reduction in daily global CO₂ emissions during the COVID-19 forced confinement. In: Nature Climate Change. Band 10, 2020, S. 647–653, doi:10.1038/s41558-020-0797-x.