Kohlenstoffdioxid

carbon dioxide (engl.)
Carbonei dioxidum (Pharmazie, Ph. Eur.)
dioxyde de carbone (frz.)
E 290 (Kennzeichnung als Lebensmittelzusatz)
gaz carbonique (frz.)
Kohlendioxid
Kohlenstoff(IV)-oxid
Kohlensäure (fälschliche Bezeichnung)
Kohlensäureanhydrid
Kohlensäureschnee
Luftige Säure (Bezeichnung für Kohlenstoffdioxid in Goethes "Wahlverwandschaften")
Luftsäure (Bezeichnung für Kohlenstoffdioxid in Goethes "Wahlverwandschaften")
R-744 (als Kältemittel)
Trockeneis
»Sodagas« (umgangssprachlich)

CO₂

Bruttoformel nach dem Hill'schen System: CO₂
3D-Darstellung

Siehe auch: Trockeneis
Kohlenstoffdioxid wird zu den anorganischen Verbindungen gezählt.

Stoffdaten ("Steckbrief")
Farbe	farblos
Geruch	geruchlos
Schmelztemperatur	-57 °C (unter Druck)
Siedetemperatur	sublimiert bei -79 °C
Aggregatzustand bei 25 °C (298 K)	gasförmig
Dichte bei 0 °C	0,001977 g/cm3
Litermasse (0 °C)	1,977 g/L
Gasdichte gegenüber Luft Luft = 1	1,53
Löslichkeit in Wasser (Milligramm pro Liter Wasser)	0 °C 10 °C 20 °C 30 °C 40 °C 50 °C 60 °C 3346 2318 1688 1257 973 761 576
Brennbarkeit	nicht brennbar
Besondere Eigenschaften	Der Kohlenstoffdioxid-Gehalt der Luft liegt bei derzeit ca. 318 ppm. Forscher erwarten einen durch menschlliche Einwirkung bedingten Anstieg auf 450 ppm bis zum Jahr 2050.
Molare Standardbildungsenthalpie	-394 kJ/mol
Löslichkeit in Wasser (20 °C)	1,69 g pro 1000 g Wasser
GWP-Wert (Global Warming Potential)	Siehe: Treibhausgase
Dipolcharakter	Das Kohlenstoffdioxid-Molekül besitzt im Gegensatz zum Wasser-Molekül keinen Dipolcharakter, da die beiden Sauerstoff-Atome und das Kohlenstoff-Atom linear angeordnet sind. Es fallen somit die Ladungsschwerpunkte von positiver Teilladung (beim C-Atom) und negativer Teilladung (bei den O-Atomen) zusammen.

Reaktionsgleichung für die Bildung von Kohlenstoffdioxid aus den Elementen
Kohlenstoff	+	Sauerstoff		Kohlenstoffdioxid
C	+	O2		CO2

Kohlenstoffdioxid ist das Anhydrid der Kohlensäure
Wasser	+	Kohlenstoffdioxid		Kohlensäure
H2O	+	CO2		H2CO3

Reduktion von Kohlenstoffdioxid mit Magnesium (Siehe dazu auch: Magnesium)
Kohlenstoffdioxid	+	Magnesium		Magnesiumoxid	+	Kohlenstoff
CO2	+	2 Mg		2 MgO	+	C

Reaktion von Kohlenstoffdioxid mit Kalilauge Zum Entfernen von Kohlenstoffdioxid aus Gasgemischen kann Kalilauge verwendet werden. Das Kohlenstoffdioxid wird vollständig in Kaliumcarbonat umgewandelt. Anwendung z.B. in Liebigs "Fünf-Kugel-Apparat" bei der Elementaranalyse organischer Verbindungen. Die Massenzunahme der Flüssigkeit entspricht der Masse des aufgenommenen Kohlenstoffdioxids.
Kohlenstoffdioxid	+	Kalilauge		Kaliumcarbonat	+	Wasser
CO2	+	2 KOH		K2CO3	+	H2O

Kohlenstoffdioxid-Nachweis in der ausgeatmeten Luft. Kohlenstoffdioxid reagiert mit Calciumhydroxid-Lösung oder Bariumhydroxid-Lösung unter Bildung von schwer löslichen Carbonaten (Calciumcarbonat, Bariumcarbonat). Beim Einblasen von Kohlenstoffdioxid trüben sich die Lösungen durch Bildung eines weißen Niederschlags, der sich im Falle von Calciumcarbonat bei weiterem Einleiten von Kohlenstoffdioxid wieder auflösen kann. Bariumcarbonat hingegen bleibt ungelöst.

Kohlenstoffdioxid hat eine größere Dichte als Luft und erstickt eine Flamme.

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Farbkennzeichnung von Stahlflaschen für Kohlenstoffdioxid
nach DIN EN 1089-3

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Quelle: Webcam Lake Nyos (Kamerun)

Kohlenstoffdioxid in sog. »Killerseen« Im Jahre 1986 erstickten mehr als 1700 Menschen und zahlreiche Tiere qualvoll durch einen Ausbruch von Kohlenstoffdioxid aus dem Lake Nyos in Kamerun. Eine gewaltige Gasblase aus Kohlenstoffdioxid war aus dem See aufgestiegen. 200 Millionen Kubikmeter Kohlenstoffdioxid wurden mitten in der Nacht unter gewaltigem Getöse schlagartig aus dem See freigesetzt. Die riesige Wolke breitete sich wie ein Tod bringender Nebel über die Seeoberfläche aus und strömte dann in die tiefer liegenden Täler und Schluchten der Umgebung. Die letzten Opfer wurden noch in einer Entfernung von mehr als 25 Kilometern vom See gefunden. Am Boden des 209 m tiefen Lake Nyos wird aus der Umgebung ständig Kohlenstoffdioxid an das Seewasser abgegeben. Die auflagernden Schichten relativ warmen, gasarmen Wassers wirken dabei wie ein Korken auf einer Sektflasche und halten das in den See einströmende Kohlenstoffdioxid in den unteren Wasserschichten gefangen. Die Konzentration beträgt bis zu 10 Liter Kohlenstoffdioxid pro Liter Wasser. Zum Ausbruch der Gaswolke kam es, weil irgendein Ereignis (z.B. Erdrutsch, Erdbeben) die natürliche Schichtung des Sees durcheinanderbrachte. Das mit Gas angereicherte Tiefenwasser geriet in höhere Schichten mit geringerem Druck, so dass das Kohlenstoffdioxid wie beim Öffnen einer Mineralwasser-Flasche auszuperlen begannen. Die aufsteigenden Gasblasen setzten nun eine Art Kettenreaktion in Gang. Durch den Sog wurden immer größere Mengen des Tiefenwassers nach oben gebracht und verstärkten damit den Gasausbruch.

14 Jahre nach der Katastrophe hatten sich bereits wieder über 500.000 Tonnen Kohlenstoffdioxid in den Tiefen des Sees angesammelt. Heute wird der See entgast. Ein Rohrsystem reicht in die Tiefe des Sees, über eine starke Pumpe wird Wasser aus diesem Rohr angesaugt und auf diese Weise der gleiche Vorgang wie bei der "Explosion" gestartet. Eine ca. 40 m hohe Fontäne kohlenstoffdioxidreichen Tiefenwassers schießt nun aus dem Rohrende und befördert so das Gas aus der Tiefe allmählich und ungefährlich für Mensch und Tier in die Atmosphäre. Weitere Informationen: Geoscience online

Atom- anzahl	Element	Atom- masse	Massen- anteil des Elements	Massen- anteil in Prozent
1	Kohlenstoff	12,01 u	12,01 u	27,29 %
2	Sauerstoff	16,00 u	32,00 u	72,71 %
Summe			44,01 u

Was ist Kohlendioxid? Kohlendioxid ist eine chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff und ein natürlicher Bestandteil der Luft. Es entsteht bei der Verbrennung kohlenstoffhaltiger Substanzen - wie zum Beispiel der fossilen Energieträger Kohle oder Erdöl aber auch bei der Zellatmung von Lebewesen. Der Kohlenstoff reagiert dabei mit dem Sauerstoff der Luft und verbindet sich zu Kohlendioxid. In unterhaltsamen Episoden beantwortet der BASF-Chemie Reporter Alltagsfragen rund um das Thema Chemie. Warum kann man mit Backpulver Feuer löschen? Mit einem Päckchen Backpulver kann man eine Menge über Chemie lernen. Es macht nicht nur den Kuchenteig locker, sondern kann auch Feuer löschen. Was ist Trockeneis? Auf der Erde kommt in der Natur Trockeneis übrigens gar nicht vor. Bei uns ist es nämlich nicht kalt genug. Anderswo im Weltraum, auf dem Mars zum Beispiel, erstarrt das Kohlendioxid zu Eis. Aber wer fliegt schon extra zum Mars, um Trockeneis zu holen? Was passiert bei der Chemischen Reinigung? Zuhause kommt die schmutzige Kleidung meistens in die Waschmaschine und wird mit Hilfe von Wasser und Waschmittel gereinigt. Manche Kleidungsstücke sind aber zu empfindlich, um einfach in die Waschmaschine gestopft zu werden. Bei der Chemischen Reinigung gibt's aber nichts von beidem, weder Wasser noch Seife. Option für Klimaschutz - Gaswäsche fängt CO2 aus Verbrennungsabgasen (CCS) Damit weniger CO2 in die Luft gelangt, müssen wir sparsamer und effizienter mit fossilen Brennstoffen umgehen. In Zukunft jedoch könnte es noch eine zusätzliche Möglichkeit geben, den CO2-Ausstoß zu vermindern. BASF hat die Technologie für Gaswäsche weiterentwickelt, um CO2 aus den Abgasen z.B. von Kraftwerken abzutrennen. Überlegt wird, das abgespaltene CO2 in unterirdische Gesteinsformationen zu pumpen und dort zu lagern. Carbon Capture and Storage - kurz CCS - nennt sich das Verfahren, das eine Option für den Klimaschutz werden könnte. Was ist die Radiokohlenstoffmethode? Alle Organismen, Pflanzen, Tiere und Menschen benötigen Kohlenstoff zum Leben. In der Luft kommt er in Form von Kohlenstoffdioxid (CO2) vor. Die Pflanzen nehmen das CO2 auf und verwandeln es in Kohlenhydrate. Mit der Nahrung gelangen diese Kohlenhydrate in unseren Körper. Und wenn wir ausatmen, geben wir den Kohlenstoff wieder als CO2 an die Luft ab. Es entsteht ein Kreislauf. Stirbt ein Lebewesen, wird dieser Kreislauf unterbrochen. Dieser Zeitpunkt lässt sich auch noch nach vielen tausend Jahren mit der Radiokohlenstoffmethode feststellen.

Lesetexte Der Brunnenputzer erstickt im Schacht Gärgase im Weinkeller: 46-jähriger Winzer tot Giftige Gase aus Afrikas Seen bedrohen Millionen Verantwortlich für den Klimawandel Vertrocknendes Land Erderwärmung übertrift bisherige Erwartungen (2001)

Gefahrstoffkennzeichnung

Kein Gefahrstoff

S-Sätze: 7-9
S 7: Behälter dicht geschlossen halten.
S 9: Behälter an einem gut gelüfteten Ort aufbewahren.

Hinweise und Empfehlungen für die Schule

Nicht als Gefahrstoff eingestuft.

Stoffe, Zubereitungen und Erzeugnisse, die nach heutigem Wissensstand und auf Grund derzeitiger Einstufungsvorschriften nicht als Gefahrstoff zu kennzeichnen sind, können nicht allein deswegen als ungefährlich betrachtet werden.

Umgang/Beschaffung:
Nur in den jeweils erforderlichen Mengen beschaffen.

Experimentieren:
Übliche Sorgfalt beachten.

Aufbewahrung/Lagerung:
In Sammlungsräumen:
Offen bzw. unter Verschluss im dauerbelüfteten Schrank (DIN 12925, Teil 1).
Die Aufbewahrung in Sammlungsräumen ist nur gestattet, wenn das für den Handgebrauch zulässige Volumen der im gleichen Raum aufbewahrten brennbaren Flüssigkeiten nicht überschritten wird.
In Unterrichtsräumen:
Nicht möglich.
Räume, in denen Gefahrstoffe aufbewahrt bzw. gelagert werden, sind gegen das Betreten durch Unbefugte zu sichern. Kennzeichnung des Raumes mit dem  Warnzeichen W 19 "Warnung vor Gasflaschen".

Menschliche Gesundheit und Umwelt dürfen nicht gefährdet werden.
Missbrauch oder Fehlgebrauch nach Möglichkeit verhindern.
Angeschlossene Manometer sind für die Aufbewahrung vom Druck zu entlasten.

Spezielles:
Vorsicht bei Freisetzung des Gases in unzureichend gelüfteten Räumen: Luft, die nicht mindestens 13% Sauerstoff zum Atmen enthält, führt zu Benommenheit oder sogar zum Tode.

CAS-Nr.: 124-38-9
EG-Nr. 204-696-9