عرض مصدر ثنائي أكسيد الكربون

{{معلومات كيمياء
| صورة1 = Carbon-dioxide-2D-dimensions.svg
| حجم صورة1 = 170
| اسم صورة1 = الصيغة البنيوية لثنائي أكسيد الكربون مع طول الروابط
| صورة يسار1 = Carbon dioxide 3D ball.png
| حجم صورة يسار1 = 121
| ImageNameL1 = نموذج الكرة والعصا لثنائي أكسيد الكربون
| صورة يمين1 = Carbon dioxide 3D spacefill.png
| حجم صورة يمين1 = 121
| ImageNameR1 = نموذج فراغي لثنائي أكسيد الكربون
| أسماء أخرى = ثاني أكسيد الكربون<br />[[ثلج جاف]] <small>في الحالة الصلبة</small><br />[[مضاف غذائي|E290]] <br /> [[وسيط تبريد|R744]]
| قسم1 = {{معلومات كيمياء - معرفات
| CASNo = 124-38-9
| PubChem = 280
| StdInChI = 1S/CO2/c2-1-3
|  StdInChI_Ref = {{stdinchicite|correct|chemspider}}
| InChI = 1/CO2/c2-1-3
| StdInChIKey = CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N
|  StdInChIKey_Ref = {{stdinchicite|correct|chemspider}}
| InChIKey = CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYAO}}
| قسم2 = {{معلومات كيمياء - خواص
| C = 1
| O = 2
| Appearance = غاز عديم اللون
| Odor = عديم الرائحة
| Density = 1562 كغ/م<sup>3</sup> <small>(صلب عند 1&nbsp;ض.ج. و −78.5&nbsp;°س)</small><br />770 كغ/م<sup>3</sup> <small>(سائل عند 56&nbsp;ض.ج. و 20&nbsp;°س)</small><br />1.977&nbsp;كغ/م<sup>3</sup> <small>(غاز عند 1&nbsp;ض.ج. و 0&nbsp;°س)</small>
| Solubility = 1.45 غ/ل عند 25&nbsp;°س, 100 كيلوباسكال
| BoilingPtK = 216.6
| Boiling_notes = عند 5.185&nbsp;بار
| MeltingPtK = 194.7
| Melting_notes = ''[[تسام]]ي''
| RefractIndex = 1.1120
| Viscosity = 0.07 [[بواز|سنتيبواز]] عند −78.5&nbsp;°س
| VaporPressure = 5.73 ميغا باسكال (20 °س)
| Dipole = 0 D
}}
| قسم3 = {{معلومات كيمياء - بنية
| MolShape = خطية
}}
| قسم4 = {{معلومات كيمياء - حرارة
|   DeltaHf = −393.5&nbsp;كيلوجول·مول<sup>−1</sup>
|   HeatCapacity = 37.135 جول·مول<sup>−1</sup>·كلفن<sup>−1</sup>
|   Entropy = 214&nbsp;جول·مول<sup>−1</sup>·كلفن<sup>−1</sup>
}}
}}
'''ثنائي أكسيد الكربون''' (أو كما يعرف بالاسم الشائع ''ثاني أكسيد الكربون'')<ref>{{استشهاد بويكي بيانات|Q126042864|ص=115}}</ref> هو [[مركب كيميائي|مركّب كيميائي]] من [[أكسجين|الأكسجين]] و[[كربون|الكربون]] له [[صيغة كيميائية|الصيغة الكيميائيّة]] CO<sub>2</sub>. عند [[ظروف قياسية من الضغط ودرجة الحرارة|ظروف الضغط والحرارة القياسيّتين]] يكون ثنائي أكسيد الكربون على شكل [[غاز]] عديم اللون والرائحة، وهو غير قابل للاشتعال، وله صفة حمضية، كما أنه سهل [[انحلالية|الانحلال]] في الماء.
يشكّل غاز CO<sub>2</sub> ما متوسّطه 0.040 % من حجم [[غلاف جوي|الغلاف الجوّي]]، أي ما يعادل 400 [[جزء في المليون]] في حدود سنة 2014،<ref name=NOAA>[https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/#mlo National Oceanic & Atmospheric Administration (NOAA) – Earth System Research Laboratory (ESRL), Trends in Carbon Dioxide]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180314173737/https://esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/ |date=14 مارس 2018}}</ref><ref>{{استشهاد بويب | عنوان=Northern Hemisphere Cracks 400 ppm CO₂ for Whole Month for First Time| ناشر=National Geographic|مسار=https://www.nationalgeographic.com/news/2014/5/140527-400-ppm-carbon-dioxide-global-warming-climate-science/|تاريخ الوصول =2014-05-27| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190423035616/https://news.nationalgeographic.com/news/2014/05/140527-400-ppm-carbon-dioxide-global-warming-climate-science/ | تاريخ أرشيف = 23 أبريل 2019 }}</ref> (وقد بلغ أعلى نسبة له سنة 2016 بمعدل 416 جزء في المليون<ref>{{استشهاد بويب
| مسار = https://www.aljazeera.net/news/science/2019/5/14/ثاني-أكسيد-الكربون-يصل-إلى-معدل-غير
| عنوان = ثاني أكسيد الكربون يصل إلى معدل غير مسبوق في الغلاف الجوي
| موقع = www.aljazeera.net
| لغة = ar
| تاريخ الوصول = 2021-03-13
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210310102100/https://www.aljazeera.net/news/science/2019/5/14/ثاني-أكسيد-الكربون-يصل-إلى-معدل-غير | تاريخ أرشيف = 10 مارس 2021 }}</ref>). كجزء من [[دورة الكربون]]، تستخدم [[نبات|النباتات]] و[[طحالب|الطحالب]] و[[بكتيريا زرقاء|الزراقم]] طاقة [[ضوء|الضوء]] لتقوم [[تركيب ضوئي|بالتمثيل الضوئي]] [[سكريات|للسكريّات]] من ثنائي أكسيد الكربون و[[ماء|الماء]]، وينتج عن ذلك تكوّن [[أكسجين]] كناتج للعملية.<ref>{{استشهاد بكتاب|مؤلف1=Donald G. Kaufman|مؤلف2=Cecilia M. Franz|عنوان=Biosphere 2000: protecting our global environment|مسار=http://books.google.com/books?id=nm5FAAAAYAAJ|تاريخ الوصول=11 October 2011|سنة=1996|ناشر=Kendall/Hunt Pub. Co.|ردمك=978-0-7872-0460-0| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170406002004/https://books.google.com/books?id=nm5FAAAAYAAJ | تاريخ أرشيف = 6 أبريل 2017 }}</ref> بالمقابل، فإن عملية التمثيل الضوئي لا تتمّ في الظلام، وتقوم النباتات بإنتاج ثنائي أكسيد الكربون ليلاً أثناء عملية {{ال|تنفس|خلوي}}.<ref>[https://legacyproject.org/activities/foodfactories.html Food Factories]. www.legacyproject.org. Retrieved on 2011-10-10. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170812043852/http://www.legacyproject.org/activities/foodfactories.html |date=12 أغسطس 2017}}</ref> بالإضافة إلى ذلك، فإنّ ثنائي أكسيد الكربون ينتج خلال زفير البشر وسائر [[كائن هوائي|الكائنات الهوائية]]. كما ينتج ثنائي أكسيد الكربون خلال عمليات [[تحلل|تحلّل]] المواد العضويّة، وأثناء [[تخمر (كيمياء حيوية)|تخمّر]] السكريّات، وكناتج [[احتراق|لاحتراق]] [[خشب|الخشب]] و[[سكريات|السكريّات]] ومعظم {{ال|وقود|أحفوري}} الغنيّ [[كربون|بالكربون]] و[[هيدروكربون|الهيدروكربون]]، [[فحم (توضيح)|كالفحم]] و[[خث|الخثّ]] و[[نفط|النفط]] و[[غاز طبيعي|الغاز الطبيعي]]. ينبعث CO<sub>2</sub> أيضاً من [[بركان|البراكين]] و[[حمة|الحمم]] و[[فوارة حارة|العيون الحمئة]] (السخّانات)، كما يتحرّر من [[صخر الكربونات|صخور الكربونات]] عند [[إذابة|إذابتها]] في الأحماض، بالإضافة إلى تواجده أيضاً في البحيرات، وفي أعماق البحار ممتزجاً مع ترسّبات النفط والغاز.<ref>{{استشهاد بويب|مسار=https://www.globalccsinstitute.com/publications/good-plant-design-and-operation-onshore-carbon-capture-installations-and-onshore-pipe-5|عنوان=General Properties and Uses of Carbon Dioxide, Good Plant Design and Operation for Onshore Carbon Capture Installations and Onshore Pipelines|ناشر=Energy Institute|تاريخ الوصول=2012-03-14| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20181109153316/https://www.globalccsinstitute.com/publications/good-plant-design-and-operation-onshore-carbon-capture-installations-and-onshore-pipe-5 | تاريخ أرشيف = 09 نوفمبر 2018 |url-status=dead}}</ref>
تثير التأثيرات البيئيّة لثنائي أكسيد الكربون اهتمامات واسعة، حيث يُعدّ وجوده في الغلاف الجويّ عنصراً أوليّاً في استمرار [[حياة|الحياة]] على الأرض كمصدر للكربون، وهو بالمقابل، أحد [[غازات دفيئة|غازات الدفيئة]] الهامّة. كانت عملية التمثيل الضوئي أساساً لتنظيم تركيز ثنائي أكسيد الكربون في [[ما قبل الكمبري|عصر ما قبل الكمبري]]، وحتّى عصر ما قبل [[الثورة الصناعية|الثورة الصناعيّة]]. مع زيادة عمليّة احتراق الوقود الكربوني منذ الثورة الصناعيّة، زادت تراكيز ثنائي أكسيد الكربون بسرعة كبيرة، ممّا أدّى إلى {{ال|احترار|عالمي}}. من جهة أخرى، يعدّ ثنائي أكسيد الكربون مصدراً رئيسيّاً لعملية [[تحمض المحيطات|تحمّض المحيطات]]، نظراً لذوبانه في الماء مكوّناً [[حمض الكربونيك]].<ref>National Research Council. "Summary." Ocean Acidification: A National Strategy to Meet the Challenges of a Changing Ocean. Washington, DC: The National Academies Press, 2010. 1. Print.</ref>
هناك العديد من التطبيقات لغاز ثنائي أكسيد الكربون، وذلك في [[صناعة الغذاء|الصناعات الغذائيّة]]، و[[صناعة نفطية|الصناعات النفطيّة]] و[[صناعة كيميائية|الصناعات الكيميائيّة]].<ref name="kirk"/> على سبيل المثال، يستخدم CO<sub>2</sub> في إنتاج [[يوريا|اليوريا]]، كما يستخدم في الصناعات الغذائيّة من أجل صناعة المشروبات الغازيّة والروحيّة. بالإضافة إلى ذلك، فإنّ [[ثنائي أكسيد الكربون فوق الحرج]] يستخدم [[مذيب|كمذيب]] وكوسيلة [[استخلاص|للاستخلاص]] في الكيمياء، أمّا [[ثلج جاف|الثلج الجاف]]، وهو ثنائي أكسيد الكربون في الحالة الصلبة، فيستخدم [[مادة تبريد|مادّةً للتبريد]].
== التاريخ ==
يعدّ ثنائي أكسيد الكربون أحد أوائل الغازات التي يتمّ وصفها كمادّة منفصلة عن الهواء؛ ففي القرن السابع عشر الميلادي، لاحظ الكيميائي [[يان بابتست فان هيلمونت]] أنّه عند حرق {{ال|فحم|نباتي}} في وعاء مغلق، فإنّ وزن [[رماد|الرماد]] أقلّ بكثير من وزن الفحم النباتي الأصلي. اعتقد فان هيلمونت أن بقيّة الفحم النباتي تتحوّل إلى مادّة غير مرئية، وصفها بمصطلح «الروح الشاذّة» (''spiritus sylvestre'').<ref>Ebbe Almqvist (2003): ''History of industrial gases'', Springer, 2003, ISBN 978-0-306-47277-0, p. 93</ref>
درس الفيزيائي [[جوزيف بلاك]] خواص ثنائي أكسيد الكربون بشكل أكبر خلال خمسينات القرن الثامن عشر الميلادي، فوجد أنّ {{ال|حجر|جيري}} ([[كربونات الكالسيوم]]) يمكن تسخينه أو معالجته [[حمض|بالأحماض]] لإنتاج غاز سمّاه «الهواء المُثَبَّت»، والذي وجد أنّه أكثر كثافةً من الهواء، ولا يساعد على الاشتعال، كما أنّه لا يؤمّن استمرارية حياة الحيوانات. لاحظ بلاك أيضاً أنّه عند قرقرة فقاعات من غاز ثنائي أكسيد الكربون في محلول من [[ماء الجير|الجير المطفأ]] (محلول مائي مُشبّع من [[هيدروكسيد الكالسيوم]])، [[ترسيب (كيمياء)|فسيترسّب]] مركّب كربونات الكالسيوم. استخدم بلاك هذه الظاهرة ليوضّح أنّ ثنائي أكسيد الكربون ينتج عن تنفّس الحيوانات وعن التخمّر البكتيري، كما استطاع أن يبيّن أنّ الغازات يمكن لها أن تشارك في [[تفاعل كيميائي|التفاعلات الكيميائيّة]]، ممّا أدّى لاحقاً إلى سقوط [[فلوجستون|نظرية الفلوجستون]].<ref name="BKV">William Emerson Brock, B. Kleidt, H. Voelker: ''Viewegs Geschichte der Chemie'', Springer-Verlag, ISBN 3-540-67033-5, S.&nbsp;72.{{أيقونة ألمانية}}</ref>
في سنة 1772 م، نشر الكيميائي [[جوزيف بريستلي]] ورقة بحثية بعنوان «إشباع الماء بالهواء المُثَبّت»، والتي وصف فيها عملية إسقاط قطرات من [[حمض الكبريتيك]] على الطباشير من أجل إنتاج غاز ثنائي أكسيد الكربون، ومن ثمّ إجبار الغاز على الذوبان عن طريق هزّ أو خضّ إناء يحوي على الماء، وذلك بتماس مباشر مع الغاز.<ref name="Priestley">{{استشهاد بدورية محكمة|الأول = Joseph|الأخير = Priestley|مؤلف-وصلة = جوزيف بريستلي|عنوان = Observations on Different Kinds of Air|صحيفة = Philosophical Transactions|المجلد = 62|سنة = 1772|صفحات = 147–264|مسار = http://web.lemoyne.edu/~GIUNTA/priestley.html|doi = 10.1098/rstl.1772.0021|مؤلف2-الأخير =Hey|مؤلف2-الأول = Wm| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190416200857/http://web.lemoyne.edu/~giunta/priestley.html | تاريخ أرشيف = 16 أبريل 2019 }}</ref>
سُيّل ثنائي أكسيد الكربون للمرة الأولى (تحت ضغوط عالية) بواسطة العالم [[همفري ديفي]] سنة 1823 م.<ref name="Davy">{{استشهاد بدورية محكمة|الأول = Humphry|الأخير = Davy|مؤلف-وصلة = همفري ديفي|عنوان = On the Application of Liquids Formed by the Condensation of Gases as Mechanical Agents|مسار=http://archive.org/details/jstor-107649|jstor=107649|صحيفة = Philosophical Transactions|المجلد = 113|العدد = 0|سنة = 1823|صفحات = 199–205|doi = 10.1098/rstl.1823.0020| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20160914204803/https://archive.org/details/jstor-107649 | تاريخ أرشيف = 14 سبتمبر 2016 }}</ref> أمّا أقدم وصف لثنائي أكسيد الكربون الصلب فقد كان على يد [[أدريان-جان-بيير تيلورييه]] سنة 1835 م، والذي وجد أنّ تبريد وعاء ضغط يحتوي على ثنائي أكسيد الكربون السائل يؤدّي إلى الحصول على ''ثلج'' من CO<sub>2</sub> الصلب.<ref>اقرأ:
* Thilorier (1835) [https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k29606/f194.image.langEN "Solidification de l’acide carbonique"] (Solidification of carbonic acid), ''Comptes rendus'' ..., '''1''' : 194-196.
* [http://books.google.com/books?id=4GwqAAAAYAAJ&pg=PA446#v=onepage&q&f=false "Solidification of carbonic acid,"] ''The London and Edinburgh Philosophical Magazine'', '''8''' : 446-447 (1836). {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20171026081252/http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k29606/f194.image.langEN |date=26 أكتوبر 2017}}</ref>
== الوفرة ==
{{مفصلة|دورة الكربون}}
يتوفّر ثنائي أكسيد الكربون في الطبيعة في كل من [[غلاف الأرض الجوي]] و[[غلاف الأرض المائي]] و[[غلاف الأرض الصخري]] و[[محيط حيوي|غلاف الأرض الحيوي]]. إنّ عنصر الكربون المهمّ لوجود الحياة على سطح الأرض يكون في حالة تبادل بين أغلفة الأرض المذكورة فيما يعرف باسم [[دورة الكربون]]. يوجد في الغلاف الجوي ما يقدّر بحوالي 800 غيغاطن من ثنائي أكسيد الكربون، أمّا الغلاف المائي فيحوي 38,000 غيغاطن، وذلك على شكل غاز منحلّ بشكل فيزيائي في الماء وعلى شكل [[بيكربونات]] و[[كربونات]]، في حين أنّ ثنائي أكسيد الكربون في الغلاف الصخري يكون مرتبطاً بشكل كيميائي في صخور الكربونات مثل [[كالسيت|الكالسيت]] و[[دولوميت (معدن)|الدولوميت]]، والتي تحوي ما يقدّر بستين ألف تيرّاطن من ثنائي أكسيد الكربون.<ref>Martin Kappas: ''Klimatologie'', Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2009, ISBN 978-3-8274-1827-2, S.&nbsp;159.</ref>
=== في الغلاف الجوي ===
[[ملف:Global carbon dioxide AIRS.jpg|تصغير|التوزّع العالمي من غاز ثنائي أكسيد الكربون في طبقة التروبوسفير، وذلك من بيانات مأخوذة من جهاز مسح الأشعة تحت الحمراء في الغلاف الجوي AIRS التابع لناسا.]]
يعدّ غاز ثنائي أكسيد الكربون أحد [[غاز نزر|الغازات النزرة]] في تركيب [[غلاف الأرض الجوي]]، حيث أنّ تركيزه يبلغ ما متوسّطه 400 [[جزء في المليون]] [[كسر حجمي|حجماً]]، وذلك حسب قياسات [[الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي]] الأمريكية NOAA على جزيرة [[مونا لوا]] في [[هاواي]].<ref name="NOAA"/><ref>J. Ewald: ''Carbon Dioxide at NOAA’s Mauna Loa Observatory reaches new milestone: Tops 400&nbsp;ppm''. In: ''NOAA Research'', 10. Mai 2013.</ref> يتفاوت تركيز غاز CO<sub>2</sub> وذلك بين المناطق القريبة من سطح الأرض والمناطق المرتفعة، كما يختلف تركيزه على أساس محلّي بين المدن والأرياف، وبين الدول الصناعيّة عن الدول غير الصناعيّة. بالإضافة إلى ذلك، فإنّ هناك اختلافاً في تركيز ثنائي أكسيد الكربون حسب شهور السنة، ففي [[نصف الأرض الشمالي]] يكون تركيز CO<sub>2</sub> في قمّته في فصل الربيع، ويكون في أدنى مستواه في فصل الخريف، وذلك في دورة سنويّة متكرّرة.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| مؤلف1-الأخير = Enting | مؤلف1-الأول = I. G.
| doi = 10.1029/JD092iD05p05497
| عنوان = The interannual variation in the seasonal cycle of carbon dioxide concentration at Mauna Loa
| صحيفة = Journal of Geophysical Research
| المجلد = 92
| صفحات = 5497–5504
| سنة = 1987
}}
</ref>
قبل حدوث ارتفاع في تركيز ثنائي أكسيد الكربون في الغلاف الجوي الأرضي نتيجة التأثير البشري، كانت تراكيز هذا الغاز في العصور الجيولوجية الماضية ترتفع مع ارتفاع درجات الحرارة العالميّة، وذلك على شكل [[ارتجاع إيجابي|تغذية راجعة إيجابيّة]] للتغيّرات الناجمة عن عمليات أخرى مثل تأثيرات مَيَلان محور الأرض كما فسّرها [[دورات ميلانكوفيتش|ميلانكوفيتش]].<ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| مؤلف7-الأخير = Korotkevich | مؤلف6-الأول = N. I.
| مؤلف6-الأخير = Barkov | مؤلف5-الأول = J. | مؤلف7-الأول = Y. S.
| مؤلف8-الأخير = Kotlyakov
| صفحات = 414
| المجلد = 329
| صحيفة = Nature | مؤلف8-الأول = V. M.
| doi = 10.1038/329414a0
| مؤلف5-الأخير = Jouzel | مؤلف1-الأول = G.
| مؤلف1-الأخير = Genthon
| سنة = 1987
| عنوان = Vostok ice core: climatic response to CO2 and orbital forcing changes over the last climatic cycle | مؤلف4-الأول = C.
| مؤلف2-الأخير = Barnola
| مؤلف4-الأخير = Lorius | مؤلف2-الأول = J. M. | مؤلف3-الأول = D.
| مؤلف3-الأخير = Raynaud
| العدد = 6138
|bibcode = 1987Natur.329..414G}}</ref> كان تركيز غاز CO<sub>2</sub> في الجوّ قبل خمسمئة مليون سنة أكبر بحوالي 20 مرّة ممّا هو عليه الآن،<ref>{{استشهاد بويب | عنوان=Carbon Dioxide through Geologic Time| ناشر= Geoscience Research Division at Scripps Institution of Oceanography| مسار=http://earthguide.ucsd.edu/virtualmuseum/climatechange2/07_1.shtml|
تاريخ الوصول =2013-12-21| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20181006151450/http://earthguide.ucsd.edu/virtualmuseum/climatechange2/07_1.shtml | تاريخ أرشيف = 06 أكتوبر 2018 }}</ref> والذي تناقص إلى حوالي 4 إلى 5 مرات ممّا هو عليه الآن خلال [[العصر الجوراسي]]، ثمّ تناقص تدريجيّاً نتيجة [[حدث أزولا|حادثة أزولا]] قبل حوالي 49 مليون سنة مضت.<ref>{{استشهاد بويب|عنوان = Climate and CO<sub>2</sub> in the Atmosphere|مسار=http://earthguide.ucsd.edu/virtualmuseum/climatechange2/07_1.shtml| تاريخ الوصول=2007-10-10| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20181006151450/http://earthguide.ucsd.edu/virtualmuseum/climatechange2/07_1.shtml | تاريخ أرشيف = 06 أكتوبر 2018 }}</ref><ref>
{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف1-الأول=Robert A.|مؤلف1-الأخير=Berner| مؤلف2-الأول=Zavareth|مؤلف2-الأخير=Kothavala |عنوان = GEOCARB III: A revised model of atmospheric CO<sub>2</sub> over Phanerozoic Time|مسار=http://www.geocraft.com/WVFossils/Reference_Docs/Geocarb_III-Berner.pdf|صحيفة=American Journal of Science|المجلد=301|سنة=2001|العدد=2|صفحات=182–204|doi=10.2475/ajs.301.2.182|تاريخ الوصول=2008-02-15 |صيغة=PDF| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20191218184059/https://www.geocraft.com/WVFossils/Reference_Docs/Geocarb_III-Berner.pdf | تاريخ أرشيف = 18 ديسمبر 2019 }}</ref> كان مستوى تركيز ثنائي أكسيد الكربون قبل 650 ألف سنة دائماً دون 280 جزء في المليون (ppm)، وبقي ثابتاً كذلك حتّى العشر آلاف سنة الأخيرة.<ref name="Siegenthaler et al. 2005">U. Siegenthaler: ''Stable Carbon Cycle-Climate Relationship During the Late Pleistocene.'' In: ''Science.'' 310, 2005, S.&nbsp;1313–1317, {{دوي|10.1126/science.1120130}}.</ref>
يُطلق غاز ثنائي أكسيد الكربون بشكل مستمر إلى الغلاف الجوي من مصادر طبيعيّة. إنّ حوالي 40% من الغاز الذي ينبعث من [[بركان|البراكين]] خلال [[أنواع الثورات البركانية|الثوران]] هو من ثنائي أكسيد الكربون.<ref>{{استشهاد بكتاب|الأخير=Sigurdsson |الأول=Haraldur |مؤلف2=Houghton, B. F. |عنوان=Encyclopedia of volcanoes |وصلة=https://archive.org/details/isbn_012643140 |سنة=2000 |ناشر=Academic Press |مكان=San Diego |ردمك=0-12-643140-X}}</ref> يقدّر بأنّ البراكين تطلق ما يتراوح بين 130 إلى 230 مليون طن من CO<sub>2</sub> إلى الغلاف الجوي كلّ سنة. على الرغم من ذلك، فإن غاز CO<sub>2</sub> المنبعث من النشاطات البشريّة أكبر بحوالي 135 مرّة من الكمّيّات الصادرة عن البراكين.<ref>{{استشهاد بويب|عنوان = Volcanic Gases and Climate Change Overview | مسار=https://www.usgs.gov/natural-hazards/volcano-hazards/volcanic-gases | ناشر = US Geological Survey | تاريخ الوصول=2013-02-26| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20160121183644/http://volcanoes.usgs.gov/hazards/gas/climate.php | تاريخ أرشيف = 21 يناير 2016 }}</ref> كما ينتج ثنائي أكسيد الكربون من الينابيع الساخنة مثل الموجودة في موقع ''بوسوليتو'' ''Bossoleto''، وذلك بالقرب من [[رابولانو تيرمي]] في [[تسكانة|توسكانا]] في إيطاليا، حيث أنّ تراكيز CO<sub>2</sub> يمكن أن ترتفع بنسبة 75% ليلاً.<ref>{{استشهاد بكتاب |الأخير=van Gardingen |الأول=P.R. |مؤلف2=Grace, J. |مؤلف3=Jeffree, C.E. |مؤلف4=Byari, S.H. |مؤلف5=Miglietta, F. |مؤلف6=Raschi, A. |مؤلف7= Bettarini, I.  |الفصل=Long-term effects of enhanced CO<sub>2</sub> concentrations on leaf gas exchange: research opportunities using CO<sub>2</sub> springs |عنوان=Plant responses to elevated CO<sub>2</sub>: Evidence from natural springs |وصلة=https://archive.org/details/plantresponsesto0000unse_n8j0 |محرر=Raschi, A.; Miglietta, F.; Tognetti, R.; van Gardingen, P.R. (Eds.) |سنة=1997 |ناشر=Cambridge University Press |مكان=Cambridge |ردمك=0-521-58203-2|صفحات=[https://archive.org/details/plantresponsesto0000unse_n8j0/page/69 69]–86}}</ref>
أدّى النشاط البشري مثل [[إزالة الغابات|قطع أشجار الغابات]] واستخدام [[وقود أحفوري|الوقود الأحفوري]] كمصدر من مصادر الطاقة إلى ازدياد تركيز ثنائي أكسيد الكربون في الجوّ بحوالي 35% وذلك منذ بداية [[الثورة الصناعية|الثورة الصناعيّة]].<ref name="nonanews">{{استشهاد بخبر |عنوان=After two large annual gains, rate of atmospheric CO<sub>2</sub> increase returns to average| مسار=http://www.noaanews.noaa.gov/stories2005/s2412.htm |تاريخ=2005-03-31 |ناشر =NOAA News Online, Story 2412| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20180623184236/http://www.noaanews.noaa.gov/stories2005/s2412.htm | تاريخ أرشيف = 23 يونيو 2018 }}</ref> في الفترة الزمنيّة بين سنتي 1960 و 2005 ازدادت نسبة غاز ثنائي أكسيد الكربون في الجوّ بمعدّل 1.4 جزء في المليون سنويّاً.<ref name="Canadell et al. 2007">J. G. Canadell, C. Le Quere, M. R. Raupach, C. B. Field, E. T. Buitenhuis, P. Ciais, T. J. Conway, N. P. Gillett, R. A. Houghton, G. Marland: ''Contributions to accelerating atmospheric CO<sub>2</sub> growth from economic activity, carbon intensity, and efficiency of natural sinks.'' In: ''Proceedings of the National Academy of Sciences.'' 104, 2007, S.&nbsp;18866–18870, {{دوي|10.1073/pnas.0702737104}}.</ref> تعدّ صناعة [[أسمنت|الأسمنت]] أحد ثلاثة مصادر رئيسيّة لانبعاث ثنائي أكسيد الكربون في الجوّ وذلك بالإضافة إلى إنتاج الطاقة والمواصلات، حيث أنّه في سنة 2011 ساهمت صناعة الأسمنت عالمياً في حوالي 7% من انبعاثات CO<sub>2</sub> البشريّة.<ref>{{استشهاد بويب|مسار=https://www.intechopen.com/download/get/type/pdfs/id/28663|مؤلف1=Navdeep Kaur Dhami|مؤلف2=Sudhakara M. Reddy|مؤلف3=Abhijit Mukherjee|عنوان=Biofilm and Microbial Applications in Biomineralized Concrete|صفحة=142| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20181106223818/https://www.intechopen.com/download/get/type/pdfs/id/28663 | تاريخ أرشيف = 06 نوفمبر 2018 }}</ref> إنّ القيمة الحاليّة من تركيز ثنائي أكسيد الكربون هي أعلى قيمة منذ 15 إلى 20 مليون سنة.<ref name="Prentice et al. 2001">{{استشهاد بويب | عنوان=Iain Colin Prentice et al.: ''The Carbon Cycle and Atmospheric Carbon Dioxide.'' In: ''IPCC Third Assessment Report.'' 2001, S.&nbsp;185| مسار=https://www.grida.no/climate/ipcc_tar/wg1/096.htm| تاريخ الوصول =2013-12-21| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20160517114037/http://www.grida.no/climate/ipcc_tar/wg1/096.htm | تاريخ أرشيف = 17 مايو 2016 |url-status=dead}}</ref>
[[ملف:Mauna Loa Carbon Dioxide curve.jpg|تصغير|200 بك|[[منحنى كيلنغ]] الذي يوضّح القيمة الثابتة التي يزيد بها انبعاث غاز ثنائي أكسيد الكربون في الجوّ وذلك منذ سنة 1958.]]
إنّ ما ينتجه البشر من غاز ثنائي أكسيد الكربون يبلغ سنوياً حوالي 36.3 غيغاطن،<ref name="Canadell et al. 2007"/> وهو جزء صغير بالمقارنة مع المصادر الطبيعيّة، حيث ينتج منها سنويّاً 550 غيغاطن.<ref name="IPCC 2001">{{استشهاد بويب | عنوان=GRID-Arendal: ''Vital Climate Graphics: The present carbon cycle''| ناشر=Grid Arendal| مسار=https://www.grida.no/publications/vg/climate/page/3066.aspx| تاريخ الوصول =2013-12-21| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20161006160422/http://www.grida.no/publications/vg/climate/page/3066.aspx | تاريخ أرشيف = 06 أكتوبر 2016 |url-status=dead}}</ref> ولكن بالمقابل، فإنّ [[مصرف كربون|تصريف الكربون]] الطبيعي يستهلك قسماً كبيراً من الإنتاج الطبيعي في دورة الكربون الطبيعيّة، لذلك فإنّ التركيز قبل الثورة الصناعيّة كان ثابتاً. إنّ كمّيّة ثنائي أكسيد الكربون الفائضة يُستهلك حوالي نصفها في [[محيط حيوي|غلاف الأرض الحيوي]] والمحيطات، والتي كانت في السابق في حالة توازن بين الإنتاج والاستهلاك، ولكن الازدياد في تركيز CO<sub>2</sub> أدّى إلى كونها في الوقت الحالي تستهلك أكثر مما تنتج.<ref>A. P. Ballantyne, C. B. Alden, J. B. Miller, P. P. Tans, J. W. C. White: ''Increase in observed net carbon dioxide uptake by land and oceans during the past 50 years.'' In: ''Nature.'' 488, 2012, S.&nbsp;70–72, {{دوي|10.1038/nature11299}}.</ref> أمّا النصف الثاني، فتبقى في الغلاف الجوي، وهي التي تؤدّي إلى ازدياد قيمة التركيز، والتي بدأ العالم [[تشارلز كيلينغ]] في إظهارها في ما يعرف باسم [[منحنى كيلنغ]] بدءاً من ستّينات القرن العشرين.
إنّ المسبّب الرئيسي [[الاحتباس الحراري|للاحترار العالمي]] الحالي هو من [[تأثير الإنسان على البيئة|تأثير بشري]] (أنتروبوجيني) على البيئة، وذلك بسبب توسّع ظاهرة [[الاحتباس الحراري]]،<ref>S. A. Montzka, E. J. Dlugokencky, J. H. Butler: ''Non-CO2 greenhouse gases and climate change.'' In: ''Nature.'' 476, 2011, S.&nbsp;43–50, {{دوي|10.1038/nature10322}}.</ref> والتي تنتج عندما يقوم الغلاف الجوّي الأرضي باحتباس الإشعاع الحراري الصادر عن الأرض تجاه الفضاء.<ref>{{استشهاد بويب|الأخير=Jenkins|الأول=Amber|عنوان=Global Climate Change|مسار=https://climate.nasa.gov/causes/|ناشر=Randal Jackson|تاريخ الوصول=2013-10-05| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190520174109/https://climate.nasa.gov/causes/ | تاريخ أرشيف = 20 مايو 2019 }}</ref> يكون غاز ثنائي أكسيد الكربون شفّافاً تجاه أشعّة الضوء القادمة من الشمس، حيث لا يمتصّ في مجال الأشعّة فوق البنفسجيّة، لكنّه يمتصّ الأشعّة تحت الحمراء الصادرة عن الأرض، بالتالي فإنّ غاز ثنائي أكسيد الكربون هو أحد [[غازات دفيئة|الغازات الدفيئة]]، وهو يشكّل حوالي 60% من الغازات المؤثّرة على الاحتباس الحراري.<ref name="Meehl et al. 2004">Gerald A. Meehl, Warren M. Washington, Caspar M. Ammann, Julie M. Arblaster, T. M. L. Wigley, Claudia Tebaldi: ''Combinations of Natural and Anthropogenic Forcings in Twentieth-Century Climate.'' In: ''Journal of Climate.'' 17, 2004, S.&nbsp;3721–3727, {{دوي|10.1175/1520-0442(2004)017<3721:CONAAF>2.0.CO;2}}.</ref><ref name="Hansen et al. 2005">James Hansen, Makiko Sato, Reto Ruedy, Larissa Nazarenko, Andrew Lacis, Gavin Schmidt, Gary Russell et al.: ''Efficacy of climate forcings.'' In: ''Journal of Geophysical Research.'' Vol. 110, Issue D18, 27. September 2005, {{دوي|10.1029/2005JD005776}}.</ref> إنّ الطاقة الممتصّة تتحوّل في مجال هذه الأشعّة إلى حركات اهتزازيّة، ممّا يؤدّي لاحقاً إلى حدوث تصادمات على المستوى الجزيئي، والذي يؤدّي في النهاية إلى رفع درجة حرارة الغلاف الجوي.<ref>[https://www.epa.gov/sites/production/files/signpost/cc.html Climate Change Indicators in the United States]. EPA.gov {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120511101212/http://www.epa.gov/climatechange/science/recentac.html |date=11 مايو 2012}}</ref> تشير العديد من الدراسات إلى ارتفاع درجة حرارة سطح الأرض بمقدار 0.3-0.6°م منذ أواخر القرن التاسع عشر، بسبب ازدياد تركيز غاز ثنائي أكسيد الكربون، ممّا أدّى بذلك إلى ارتفاع منسوب البحر بمعدّل 10-25 سم خلال المئة سنة الأخيرة نتيجة ذوبان الجليد القطبي ، ولوحظ أيضاً ارتفاع طفيف في متوسّط الهطول المطري العالمي في القرن العشرين، وازدياد نسبة الأجزاء من العالم التي تتعرّض لموجات من الجفاف أو الفيضانات منذ عام 1970.<ref>أيمن الشحاذة العودة. تأثير ارتفاع تركيز غاز ثاني اكسيد الكربون في ظاهرة الاحتباس الحراري. عالم الزراعة. العدد الخامس. نيسان 2006</ref> إنّ [[تبعات الاحتباس الحراري|تبعات الاحترار العالمي]] هذه يمكن الحدّ منها عن طريق اتّباع سياسات [[التخفيف من آثار تغير المناخ|حماية المناخ]] في الدول المعنيّة.<ref>Oppenheimer, M., ''et al.'', ''Section 19.7.1: Relationship between Adaptation Efforts, Mitigation Efforts, and Residual Impacts,'' in: [http://ipcc-wg2.gov/AR5/images/uploads/WGIIAR5-Chap19_FGDall.pdf Chapter 19: Emergent risks and key vulnerabilities] (archived [https://web.archive.org/web/20140708062559/http://ipcc-wg2.gov/AR5/images/uploads/WGIIAR5-Chap19_FGDall.pdf July 8 2014]), pp.46-49, in {{استشهاد بهارفارد دون أقواس|IPCC AR5 WG2 A|2014}} {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160607045251/http://ipcc-wg2.gov/AR5/images/uploads/WGIIAR5-Chap19_FGDall.pdf |date=07 يونيو 2016}}</ref>
=== في الغلاف المائي ===
==== في المحيطات ====
تحوي مياه المحيطات على ثنائي أكسيد الكربون بالشكل المنحلّ (فيزيائياً)، كما تحويه على شكل [[حمض الكربونيك]] والذي يكون في حالة توازن كيميائي مع [[بيكربونات|البيكربونات]] و[[كربونات|الكربونات]]. تتغيّر الكمّيّة المنحلّة مع تغيّر فصول السنة، إذ أنّها تتعلّق بدرجة حرارة المياه وبكمّيّة الأملاح المنحلّة، حيث أنّ الماء البارد له القدرة على حلّ كمّيّة أكبر من ثنائي أكسيد الكربون. بما أنّ للماء البارد كثافة أكبر من الماء الدافئ، بالتالي فإنّ الماء غنيّ المحتوى بثنائي أكسيد الكربون يتركّز في الطبقات السفلى. تتناقص مقدرة مياه المحيطات على استقبال كمّيّات من CO<sub>2</sub> مع ارتفاع درجة الحرارة، وهذا ما يحصل حتّى عند ضغوط مرتفعة في أعماق المحيطات وذلك بالقرب من [[أنبوب بركاني|الأنابيب البركانيّة]].<ref>Zhenhao Duan, Rui Sun: ''An improved model calculating CO<sub>2</sub> solubility in pure water and aqueous NaCl solutions from 273 to 533 K and from 0 to 2000 bar.'' In: ''Chemical Geology.'' 193, 2003, S.&nbsp;257–271, {{دوي|10.1016/S0009-2541(02)00263-2}}.</ref>
يوجد في المحيطات كمّيّات من ثنائي أكسيد الكربون تفوق التي هي موجودة في الغلاف الجوّي للأرض بحوالي 50 مرّة. بناءً على هذا الأمر، فإنّ المحيطات تعدّ أكبر [[مصرف كربون|مصرّف للكربون]]، حيث يستقبل حوالي ثلث الكمّيّة المنتجة بشريّاً من غاز CO<sub>2</sub>.<ref>{{استشهاد بويب | عنوان=How Long Can the Ocean Slow Global Warming?| ناشر=Naomi M. Levine, Scott C. Doney| مسار=https://www.whoi.edu/oceanus/feature/how-long-can-the-ocean-slow-global-warming/?id=17726| تاريخ الوصول =2006-11-29| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20181227084513/http://www.whoi.edu/oceanus/viewArticle.do?id=17726 | تاريخ أرشيف = 27 ديسمبر 2018 }}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| مؤلف1-الأخير = Cai | مؤلف1-الأول = W. -J.
| مؤلف2-الأخير = Chen | مؤلف2-الأول = L.
| مؤلف3-الأخير = Chen | مؤلف3-الأول = B.
| مؤلف4-الأخير = Gao | مؤلف4-الأول = Z.
| مؤلف5-الأخير = Lee | مؤلف5-الأول = S. H.
| مؤلف6-الأخير = Chen | مؤلف6-الأول = J.
| مؤلف7-الأخير = Pierrot | مؤلف7-الأول = D.
| مؤلف8-الأخير = Sullivan | مؤلف8-الأول = K.
| مؤلف9-الأخير = Wang | مؤلف9-الأول = Y.
| الأخير10 = Hu
| إظهار المؤلفين=8 | الأول10 = X.
| الأخير11 = Huang | الأول11 = W. -J.
| الأخير12 = Zhang | الأول12 = Y.
| الأخير13 = Xu | الأول13 = S.
| الأخير14 = Murata | الأول14 = A.
| الأخير15 = Grebmeier | الأول15 = J. M.
| الأخير16 = Jones | الأول16 = E. P.
| الأخير17 = Zhang | الأول17 = H.
| عنوان = Decrease in the CO2 Uptake Capacity in an Ice-Free Arctic Ocean Basin
| صحيفة = Science
| المجلد = 329
| العدد = 5991
| صفحات = 556–559
| سنة = 2010
| pmid = 20651119
| doi = 10.1126/science.1189338
|bibcode = 2010Sci...329..556C}}</ref> إنّ ازدياد الكمّيّة المنحلّة من ثنائي أكسيد الكربون في مياه المحيطات تؤدّي إلى انخفاض [[قلوية|قلويّة]] [[ماء مالح|الماء المالح]]، وتعرف هذه الظاهرة باسم [[تحمض المحيطات|تحمّض المحيطات]]، ويخشى أن يؤثّر ذلك بشكل سلبي على الأحياء التي تحوي على [[تكلس|الكلس]] مثل [[صدفة بحرية|الصدف البحري]].<ref>Tom Garrison: ''Oceanography: an invitation to marine science'', 2005, Verlag Thomson Brooks/Cole, Belmont, CA, ISBN 0-534-40887-7, S.&nbsp;505.</ref> من جهة أخرى، هناك أنواع من الصدف البحري أظهرت ردود أفعال مغايرة لارتفاع تركيز CO<sub>2</sub> في المياه، حيث أنّها تكاثرت بشكل أكبر.<ref>J. B. Ries, A. L. Cohen, D. C. McCorkle: ''Marine calcifiers exhibit mixed responses to CO<sub>2</sub>-induced ocean acidification.'' In: ''Geology.'' 37, 2009, S.&nbsp;1131–1134, {{دوي|10.1130/G30210A.1}}.</ref>
==== في المياه العذبة ====
يمكن للمياه العذبة نتيجة شروط جيولوجيّة معيّنة أن تحوي كمّيّات كبيرة من غاز ثنائي أكسيد الكربون، وذلك مثل مياه [[ينبوع معدني|الينابيع المعدنيّة]] أو في [[حمة|العيون الحمئة]] (الحِمَام). في حالات نادرة، يمكن لكمّيّات من غاز ثنائي أكسيد الكربون أن تسبّب حوادث بالقرب من هذه الأماكن، كما حصل سنة 1986 في [[بحيرة نيوس]] في [[الكاميرون]].<ref>{{استشهاد بكتاب |الأخير=Martini |الأول=M. |الفصل=CO<sub>2</sub> emissions in volcanic areas: case histories and hazards |عنوان=Plant responses to elevated CO<sub>2</sub>: Evidence from natural springs |وصلة=https://archive.org/details/plantresponsesto0000unse_n8j0 |محرر=Raschi, A.; Miglietta, F.; Tognetti, R.; van Gardingen, P.R. (Eds.) |سنة=1997 |ناشر=Cambridge University Press |مكان=Cambridge |ردمك=0-521-58203-2|صفحات=[https://archive.org/details/plantresponsesto0000unse_n8j0/page/69 69]–86}}</ref>
=== خارج الغلاف الأرضي ===
[[ملف:Ssc2004-08b-ar.jpg|تصغير|دليل على وجود ثنائي أكسيد الكربون (بالأخضر) في الأقراص الكوكبيّة (المصدر: ناسا).]]
يتكوّن الغلاف الجوي لكوكب [[الزهرة]] بشكل شبه كامل (96.5 %) من ثنائي أكسيد الكربون، وذلك عند ضغط مقداره حوالي 90 بار. من جهة أخرى، فإن [[درجة حرارة سطح البحر|درجة حرارة السطح]] لهذا الكوكب الأقرب إلى الشمس من الأرض تبلغ 480 °س، ويعود ذلك إلى خاصّيّة الاحتباس الحراري التي يوفّرها الغلاف الجوّي من CO<sub>2</sub>.<ref>{{استشهاد بويب | عنوان=The Atmosphere of Venus| ناشر=Department of Physics and Astronomy Georgie State University| مسار=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Solar/venusenv.html| تاريخ الوصول =2010-03-22| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190307062424/http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Solar/venusenv.html | تاريخ أرشيف = 07 مارس 2019 }}</ref> يشكّل ثنائي أكسيد الكربون حوالي 95% أيضاً من الغلاف الجوي لكوكب [[المريخ|المرّيخ]]،<ref>{{استشهاد بويب | عنوان=Kohlendioxid (fast) pur … Atmosphäre und Klima des Roten Planeten| ناشر= Scinexx, das Wissensmagazin| مسار=https://www.scinexx.de/dossierartikel/kohlendioxid-fast-pur/| تاريخ الوصول =2003-12-20| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20180619163103/http://www.scinexx.de/dossier-detail-41-13.html | تاريخ أرشيف = 19 يونيو 2018 }}{{أيقونة ألمانية}}</ref> بحيث يكون في أقطاب كوكب المريخ على شكل ثلج جاف. على الرغم من أن الضغط الجوّي لغاز ثنائي أكسيد الكربون على سطح المريخ منخفض، حيث يبلغ فقط حوالي 7 ميلي بار، إلاّ أنّ ظاهرة الاحتباس الحراري لهذا الغاز تؤثّر في رفع درجة حرارة السطح إلى حوالي 5 °س. إنّ الأغلفة الجوية للكواكب المتطرّفة وأقمارها تحوي على كمّيّات من ثنائي أكسيد الكربون، والتي أتت من ارتطام [[مذنب|المذنّبات]] والأجرام السماويّة مثل [[شوميكار-ليفي 9]] على سطح تلك الكواكب ومن [[غبار كوني|الغبار الكوني]].<ref>E. Lellouch, B. Bezard, J.I. Moses, G.R. Davis, P. Drossart, H. Feuchtgruber, E.A. Bergin, R. Moreno, T. Encrenaz: ''The Origin of Water Vapor and Carbon Dioxide in Jupiter's Stratosphere.'' In: ''Icarus.'' 159, 2002, S.&nbsp;112–131, {{دوي|10.1006/icar.2002.6929}}.</ref><ref>Dale P. Cruikshank, Allan W. Meyer, Robert H. Brown, Roger N. Clark, Ralf Jaumann, Katrin Stephan, Charles A. Hibbitts, Scott A. Sandford, Rachel M.E. Mastrapa, Gianrico Filacchione, Cristina M. Dalle Ore, Philip D. Nicholson, Bonnie J. Buratti, Thomas B. McCord, Robert M. Nelson, J. Brad Dalton, Kevin H. Baines, Dennis L. Matson: ''Carbon dioxide on the satellites of Saturn: Results from the Cassini VIMS investigation and revisions to the VIMS wavelength scale.'' In: ''Icarus.'' 206, 2010, S.&nbsp;561–572, {{دوي|10.1016/j.icarus.2009.07.012}}.</ref> بالإضافة إلى ذلك، فإنّ ثنائي أكسيد الكربون يوجد في [[كوكب غير شمسي|الكواكب خارج المجموعة الشمسيّة]]، حيث أعلنت [[ناسا]] وجود CO<sub>2</sub> على الكوكب [[HD 189733 b]] وذلك باستخدام [[مقراب هابل الفضائي|مرصد هابل الفضائي]].<ref>{{استشهاد بويب | عنوان=Hubble finds carbon dioxide on an extrasolar planet| ناشر= Inoovations-Report, Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft| مسار=https://www.innovations-report.de/berichte/physik-astronomie/hubble-finds-carbon-dioxide-extrasolar-planet-124057| تاريخ الوصول =2008-12-10| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20131224094126/http://www.innovations-report.de/html/berichte/physik_astronomie/hubble_finds_carbon_dioxide_extrasolar_planet_124057.html | تاريخ أرشيف = 24 ديسمبر 2013 }}</ref>
عُثر على ثنائي أكسيد الكربون في كلّ من [[وسط بين نجمي|الأوساط بين النجميّة]] و[[قرص كوكبي أولي|الأقراص الكوكبيّة]] المحيطة بالنجوم حديثة الولادة.<ref>L.B. d'Hendecourt, M. Jourdain de Muizon: ''The discovery of interstellar carbon dioxide.'' In: ''Astronomy and Astrophysics'', 223 (1989), S.&nbsp;L5–L8 ([http://adsabs.harvard.edu/full/1989A&A...223L...5D النص]). {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20151209170423/http://adsabs.harvard.edu/full/1989A&A...223L...5D |date=09 ديسمبر 2015}}</ref> تحدث عملية التشكّل هذه من التفاعلات الجارية على السطح بين [[أحادي أكسيد الكربون]] و[[أكسجين|الأكسجين]] على جسيمات من الجليد عند درجات حرارة تبلغ -123 °س (150 كلفن)، حيث أنّه عند تبخّر الجليد يتحرّر غاز ثنائي أكسيد الكربون.<ref>{{استشهاد بويب | عنوان=Interstellar Chemistry| ناشر= Department of Physics, Ohio State University| مسار=http://www.physics.ohio-state.edu/~eric/research_files/cen.htm| تاريخ الوصول =2013-12-21| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20140724025455/http://www.physics.ohio-state.edu/~eric/research_files/cen.htm | تاريخ أرشيف = 24 يوليو 2014 |url-status=dead}}</ref> بالمقابل، فإنّ تركيز CO<sub>2</sub> في مناطق الأوساط بين النجميّة البعيدة عن النجوم يكون قليلاً، حيث أنّه يتفاعل مع [[هيدروجين|الهيدروجين]] الذرّي والجزيئي ليشكّل الماء وأحادي أكسيد الكربون.<ref>D. Talbi, E. Herbst: ''The gas-phase destruction of interstellar carbon dioxide: Calculations on the reactions between CO<sub>2</sub> and H<sub>2</sub> and between CO<sub>2</sub> and H.'' In: ''Astronomy and Astrophysics.'' 386, 2002, S.&nbsp;1139–1142, {{دوي|10.1051/0004-6361:20020312}}.</ref>
== التحضير والإنتاج ==
إنّ حرق الوقود الحاوي على الكربون، خاصّةً من [[وقود أحفوري|الوقود الأحفوري]]، يعطي كمّيّات من غاز ثنائي أكسيد الكربون، وعلى هذا النحو، ينتج سنويّاً ما مقداره حوالي 36 مليار طن. ينتج غاز ثنائي أكسيد الكربون كناتج ثانوي من [[قمين الجير]]، وذلك عند حرق الجير ([[كربونات البوتاسيوم]])، حيث أنّ هذه العمليّة تعطي حوالي 530 مليون طن سنويّاً. بما أنّ أبحاث [[التقاط وتخزين ثنائي أكسيد الكربون|احتجاز وتخزين ثنائي أكسيد الكربون]] لا زالت في المستوى البحثي، ولم تطبّق على شكل تجاري، فإنّ الكمّيّة المنتجة من ثنائي أكسيد الكربون تنتقل إلى الغلاف الجوّي.<ref>{{استشهاد بويب | عنوان=Verwertung und Speicherung von CO<sub>2</sub>| ناشر= Verband der Chemischen Industrie| مسار=https://www.vci.de/Downloads/PDF/VCI%20Dechema%20Positionspapier%20zur%20Verwertung%20und%20Speicherung%20von%20CO2.pdf| تاريخ الوصول =2010-03-22| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20160315084808/https://www.vci.de/downloads/pdf/vci%20dechema%20positionspapier%20zur%20verwertung%20und%20speicherung%20von%20co2.pdf| تاريخ أرشيف = 15 مارس 2016 }}{{أيقونة ألمانية}}</ref>
ينتج غاز ثنائي أكسيد الكربون من تفاعل [[كربون|الكربون]] مع [[أكسجين|الأكسجين]]:
:<ref>o.A.: ''Schülerduden Chemie'', Bibliografisches Institut & F.A. Brockhaus AG, Mannheim 2007, ISBN 978-3-411-05386-5, S.&nbsp;195.</ref><math>\mathrm{C\ +\ O_2 \longrightarrow \ CO_2 \ ; \quad \Delta} H = -394 \; \mathrm{kJ/mol}</math>
إنّ تفاعل [[أكسدة واختزال|الأكسدة]] أعلاه يحدث عند [[احتراق]] كلّ أنواع الوقود الحاوية على الكربون، مثل [[ميثان|الميثان]] ([[غاز طبيعي|الغاز الطبيعي]]) وكل قطفات تقطير النفط (من [[وقود السيارات|البنزين]] و[[ديزل (وقود)|الديزل]] و[[كيروسين|الكيروسين]] وغيرها)، بالإضافة إلى [[فحم (توضيح)|الفحم]] و[[خشب|الخشب]] والمواد العضويّة الأخرى.
:<math>\mathrm{CH_4\ +\ 2\ O_2\ \longrightarrow\ CO_2\ +\ 2\ H_2O}</math>
كما يعطي [[تكليس]] الجير عند تسخينه إلى درجات حرارة فوق 850 °س غاز ثنائي أكسيد الكربون:
:<math>\mathrm{CaCO_3 \ \xrightarrow {\Delta} \ CaO\ +\ CO_2}</math>
على المستوى الصناعي، ينتج ثنائي أكسيد الكربون بعدّة طرق على كافّة المستويات،<ref name="kirk">{{استشهاد بموسوعة|عنوان = Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology|الأول = Ronald|الأخير = Pierantozzi|موسوعة = Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology|ناشر = Wiley|سنة = 2001|doi = 10.1002/0471238961.0301180216090518.a01.pub2|الفصل = Carbon Dioxide|isbn = 0-471-23896-1}}</ref> وغالباً على شكل ناتج ثانوي من إنتاج [[أمونيا|الأمونياك]] في [[عملية هابر-بوش]] ومن إنتاج [[هيدروجين|الهيدروجين]] في عمليّات [[تغويز الفحم]] و[[إصلاح بالبخار|إصلاح البخار]] في محطّات إنتاج [[غاز طبيعي|الغاز الطبيعي]]، حيث يُحصل على ثنائي أكسيد الكربون كناتج من [[تفاعل انزياح ماء-غاز]]، والمستخدَم من أجل تحضير [[غاز الاصطناع]].<ref>Susan Topham "Carbon Dioxide" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Wiley-VCH, Weinheim. {{دوي|10.1002/14356007.a05_165}}</ref>
:<math>\mathrm{ CO + H_2O \;\overrightarrow{\leftarrow}\; CO_2 + H_2}  \qquad  \Delta H_{R\ 298}^0 = -41{,}2\ \mathrm{kJ/mol} </math>
تقوم [[خميرة|الخميرة]] باستقلاب [[سكر|السكّر]] لإنتاج [[إيثانول|الإيثانول]]، وينطلق غاز ثنائي أكسيد الكربون نتيجة لذلك:
:<math>\mathrm{C_6H_{12}O_6\ \longrightarrow\ 2\ C_2H_5OH\ +\ 2\ CO_2}</math>
يستخدم التفاعل أعلاه أثناء إنتاج [[كحول|الكحول]] و[[مشروب كحولي|المشروبات الروحيّة]]، كما يعدّ الأساس في إنتاج [[إيثانول حيوي|الإيثانول الحيوي]].
على المستوى المخبري، فقد كان ثنائي أكسيد الكربون في السابق ينتج مخبريّاً من أثر [[حمض الهيدروكلوريك]] على [[كربونات الكالسيوم]]، وذلك في [[جهاز كيب]] على سبيل المثال.
:<math>\mathrm{CaCO_3\ +\ 2\ HCl\ \longrightarrow\ CaCl_2\ +\ H_2O +\ CO_2}</math>
أمّا في الوقت الراهن، فيمكن الحصول على غاز CO<sub>2</sub> ضمن أسطوانات أو على شكل [[ثلج جاف|الثلج الجاف]] الصلب.<ref>H. Kolbe: ''Antiseptische Eigenschaften der Kohlensäure.'' In: ''Journal für Praktische Chemie.'' 26, 1882, S.&nbsp;249–255, {{دوي|10.1002/prac.18820260116}}.</ref>
== الخواص ==
=== الخواص الفيزيائيّة ===
[[ملف:Carbon dioxide p-T phase diagram - Ar.png|تصغير|[[مخطط أطوار|مخطّط أطوار]] ثنائي أكسيد الكربون (مقياس غير منتظم)]]
إنّ غاز ثنائي أكسيد الكربون في [[ظروف قياسية من الضغط ودرجة الحرارة|الظروف القياسيّة من الضغط ودرجة الحرارة]] غاز عديم اللون، له كثافة مقدارها 1.98 كغ/م<sup>3</sup>،<ref name="Bau">Roland Benedix: ''Bauchemie''. Vieweg+Teubner Verlag, ISBN 978-3-8348-0584-3, S.&nbsp;113 {{أيقونة ألمانية}}.</ref> والتي هي أكبر بمقدار 1.67 مرّة من الهواء. لا توجد هناك حالة سائلة من ثنائي أكسيد الكربون عند ضغوط أدنى من 5.2 [[بار]]. عند الضغط العادي (1 [[جو (وحدة)|وحدة ضغط جوّي]] (جوّ)، فإنّ ثنائي أكسيد الكربون يوجد عند درجات حرارة أدنى من −78.5 °س على شكل صلب، يدعى باسم [[ثلج جاف|الثلج الجاف]]. لا يؤدّي تسخين الثلج الجاف إلى انصهاره، حيث [[تسام|يتسامى]] (يتصعّد)، أي أنّه يتحوّل بشكل مباشر إلى الحالة الغازيّة.
تقع [[نقطة ثلاثية|النقطة الثلاثيّة]]، والتي تكون فيها أطوار المادة الثلاثة؛ الصلبة والسائلة والغازيّة، في حالة [[توازن ديناميكي حراري|توازن]]، بالنسبة لثنائي أكسيد الكربون عند درجة حرارة مقدارها −56.6 °س، وعند ضغط مقداره 5.18 بار. أمّا [[نقطة حرجة (ديناميكا حرارية)|النقطة الحرجة]] فهي تقع عند الدرجة 31.0 °س، وذلك عند ضغط 73.8 بار.<ref>{{استشهاد بويب|مسار=https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C124389&Units=SI&Mask=4#Thermo-Phase|عنوان=Phase change data for Carbon dioxide|ناشر=National Institute of Standards and Technology|تاريخ الوصول=2008-01-21| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190212194218/https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C124389&Units=SI&Mask=4 | تاريخ أرشيف = 12 فبراير 2019 }}</ref> يمكن تحويل ثنائي أكسيد الكربون بتطبيق ضغط مرتفع دون درجة الحرارة الحرجة إلى سائل عديم اللون.<ref name="HoWi">A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: ''Lehrbuch der anorganischen Chemie.'' 101. Auflage, deGruyter, 1995, ISBN 3-11-012641-9, S.&nbsp;860 {{أيقونة ألمانية}}.</ref> لا يمكن الحصول على ثنائي أكسيد الكربون السائل عند [[درجة حرارة الغرفة]] إلّا عند تطبيق ضغط حوالي 60 بار.
يكون لثنائي أكسيد الكربون الصلب (الثلج الجاف) [[نظام بلوري مكعب|بنية بلّوريّة مكعّبة]]، ذات زمرة فراغيّة من النمط ''P''a{{سطر فوقي|3}}، ويكون [[ثابت الشبكة البلورية|ثابت الشبكة البلّوريّة]] a = 562.4 [[بيكومتر]].<ref>A. Simon und K. Peters: ''Single-crystal refinement of the structure of carbon dioxide.'' In: ''Acta Crystallographica Section B.'' 1980, B36, S.&nbsp;2750–2751, {{دوي|10.1107/S0567740880009879}}.</ref>
يمتصّ ثنائي أكسيد الكربون قسماً من [[طيف كهرومغناطيسي|الطيف الكهرومغناطيسي]] عند مجال طيف [[الأشعة تحت الحمراء|أشعة تحت الأحمر]]، حيث يؤدّي ذلك إلى حدوث [[اهتزاز جزيئي]]. على أساس هذه الخاصّيّة يعدّ ثنائي أكسيد الكربون أحد [[غازات دفيئة|الغازات الدفيئة]].
=== الانحلاليّة ===
إنّ [[انحلالية|انحلاليّة]] ثنائي أكسيد الكربون في الماء جيّدة جداً، وهي تقريباً في كل الحالات (أكثر من 99%) انحلال فيزيائي، حيث يتحوّل بشكل عكوس ومتوازن إلى [[حمض الكربونيك]] H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>. نظراً لأن [[قانون هنري|ثابت توازن]] إماهة حمض الكربونيك هو <math>K_{\mathrm h}=\frac{\rm{[H_2CO_3]}}{\rm{[CO_2(aq)]}}=1.70\times 10^{-3}</math> (عند 25°س)، لذلك فإنّ معظم ثنائي أكسيد الكربون لا يتحوّل إلى حمض الكربونيك بشكل كامل، ويبقى معظمه في صورة جزيئات CO<sub>2</sub>، بالتالي فإنّ تأثير ثنائي أكسيد الكربون على قيمة {{ال|أس|هيدروجيني}} عند انحلاله في الماء ضعيفة.
يمكن كتابة معادلة توازن ثنائي أكسيد الكربون في الماء وتشكّل حمض الكربونيك بالشكل المبسّط التالي:
:<math>\mathrm{CO_2\ +\ H_2O\ \rightleftharpoons \ H_2CO_3}</math>
ولكن فعلياً تكون معادلات التوازن الكيميائي على الشكل التالي:
:<math>\rm CO_2 + 2\ H_2O \rightleftarrows HCO_3^- + H_3O^+</math>
:<math>\rm HCO_3^- + H_2O \rightleftarrows CO_3^{2-} + H_3O^+</math>
يكون حمض الكربونيك في [[توازن كيميائي]] مع نواتج تفكّكه في الماء وهي أيون [[بيكربونات|البيكربونات]] <sup>−</sup>HCO<sub>3</sub> وأيون [[كربونات|الكربونات]] <sup>2−</sup>CO<sub>3</sub>. تتعلّق نسبة وجود هذين الأيونين إلى بعضهما بقيمة [[أس هيدروجيني|الأس الهيدروجيني]] (pH الوسط). يسود انتشار أيون البيكربونات (بنسبة> 50٪) في المياه المتعادلة أو قليلة القلويّة (pH> 6.5)، وتصل نسبته إلى (> 95٪) في مياه البحر. تحوي مياه المحيطات، والتي هي متوسّطة القلويّة (pH = 8.2–8.5) على نحو 120 مغ من البيكربونات لكل لتر. أما في المياه شديدة القلويّة (pH> 10.4)، فيسود أيون الكربونات (بنسبة> 50٪)، لأنه في حال سحب [[أكسونيوم|أيون الأوكسونيوم]] <sup>+</sup>H<sub>3</sub>O من الوسط وذلك بإضافة كاشف [[قلوي]] يحوي أيون [[هيدروكسيد|الهيدروكسيد]] <sup>−</sup>OH، فإن التوازن بين البيكربونات والكربونات [[مبدأ انزياح التوازن|ينزاح]] إلى صالح تشكّل الكربونات.
تعدّ انحلالية ثنائي أكسيد الكربون في الماء مقارنةً مع الغازات الأخرى مرتفعة نسبيّاً، حيث أنّ [[تشبع (كيمياء)|درجة الإشباع]] لغاز CO<sub>2</sub> نقيّ في حالة توازن مع الماء عند درجة حرارة 20 °س وعند الضغط العادي (1 جوّ) تبلغ 1688 مغ/ل، في حين أنّها [[أكسجين|للأكسجين]] النقي 44 مغ/ل، و[[نيتروجين|للنتروجين]] النقي 19 مغ/ل.<ref>Frank Wisotzky:''Angewandte Grundwasserchemie, Hydrogeologie und hydrogeochemische Modellierung: Grundlagen, Anwendungen und Problemlösungen'', 2011, Springer Verlag, ISBN 978-3-642-17812-2, S.&nbsp;65{{أيقونة ألمانية}}</ref>
=== البنية ===
[[ملف:Kristallstruktur-Kohlenstoffdioxid.png|تصغير|[[بنية بلورية|البنية البلوريّة]] للثلج الجاف (الشكل الصلب من ثنائي أكسيد الكربون).]]
يرتبط الكربون مع كلتا ذرّتي الأكسجين [[رابطة تساهمية|برابطة تساهميّة]] [[رابطة ثنائية|مضاعفة]] وبشكل متكافئ، بحيث يبلغ [[طول الرابطة]] C=O ما مقداره 116.3 [[بيكومتر]].<ref name="HoWi"/><ref name="Green">Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0-08-037941-9.</ref> نتيجة هذا الارتباط يكون هناك زوجين إلكترونيّين [[زوج غير رابط|غير رابطين]] على كل ذرة أكسجين. إنّ لجزيء ثنائي أكسيد الكربون بنية خطّيّة، حيث تصطف الذرّات الثلاثة (ذرّتي أكسجين طرفيتين وذرّة كربون في المنتصف) على خط مستقيم، وحسب هذا الترتيب، يكون جزيء CO<sub>2</sub> [[تناظر مركزي|متناظر مركزيّاً]].
[[ملف:Co2comp-Ar.png|مركز|200px]]
على الرغم من [[استقطاب (فيزياء)|استقطاب]] الرابطة بين الأكسجين والكربون بسبب اختلاف [[كهرسلبية|الكهرسلبيّة]] بين الذرّتين، إلاّ أنّ [[عزم ثنائي قطب|عزم ثنائي القطب]] بالنسبة للرابطتين يفني بعضه، نظراً لأنّ الجزيء متناظر مركزياً، بالتالي فإنّ ثنائي أكسيد الكربون ليس [[ثنائي قطب]]. نتيجة التناظر المركزي أيضاً، فإنّه لا يشاهد لجزيء ثنائي أكسيد الكربون في [[طيف كهرومغناطيسي|طيف مجال أشعّة تحت الحمراء]] سوى حزمتين اهتزازيّتين، إحداها من نمط الامتطاط اللامتناظر عند [[عدد الموجة]] 2349 سم<sup>−1</sup>، والأخرى من نمط الانحناء بالقرب من عدد الموجة 666 سم<sup>−1</sup>. هناك أيضاً اهتزاز من نمط الامتطاط المتناظر عند 1388 سم<sup>−1</sup>، والذي يلاحظ فقط في [[مطيافية رامان]].<ref>[https://chemistry.illinoisstate.edu/standard/che362/handouts/362molvibs.pdf Introduction to Molecular Vibrations and Infrared Spectroscopy] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20161213023944/http://chemistry.illinoisstate.edu/standard/che362/handouts/362molvibs.pdf |date=13 ديسمبر 2016}} {{وصلة مكسورة|تاريخ=2020-10-13|bot=JarBot}}</ref>
=== الخواص الكيميائيّة ===
لا يعدّ ثنائي أكسيد الكربون من [[مؤكسد|المؤكسدات]] القويّة، حيث أنّه يتفاعل فقط بشكل «مؤكسد» مع الفلزّات التي لها قدرة [[مختزل|اختزال]] كبيرة مثل [[مغنيسيوم|المغنسيوم]]، حيث يتشكّل الكربون والأكسيد الموافق.<ref>Hans-Dieter Barke: ''Chemiedidaktik heute''. Springer-Verlag, Berlin 2001, ISBN 3-540-41725-7, S.&nbsp;30 {{أيقونة ألمانية}}.</ref>
:<math>\mathrm{CO_2 + 2\ Mg \longrightarrow \ C + 2\ MgO}</math>
نظراً لوجود [[شحنة جزئية]] موجبة على ذرة الكربون في جزيء ثنائي أكسيد الكربون، فإنّ CO<sub>2</sub> يتفاعل ككاشف ضعيف [[محب للإلكترون]] في تفاعلات [[إضافة كربوكسيل]] إلى [[نوع كيميائي|الأنواع الكيميائيّة]] [[محب للنواة|المحبّة للنواة]]، على سبيل المثال، يتفاعل ثنائي أكسيد الكربون مع [[أنيون كربوني|الأنيونات الكربونيّة]] (الكربانيونات) التي توفّرها [[تفاعل غرينيار|كواشف غرينيار]] و[[مركب ليثيوم عضوي|مركبات الليثيوم العضويّة]] لتعطي الكربوكسيلات:
:<math>\mathrm{MR\ +\ CO_2\ \longrightarrow\ RCO_2M}</math>
حيث M هي Li أو MgBr و R عبارة عن [[ألكيل]] أو [[أريل (كيمياء)|أريل]].
يدخل CO<sub>2</sub> [[ربيطة|كربيطة]] في تركيب [[معقد تناسقي|المعقدات التناسقيّة]] مع بعض [[فلز انتقالي|الفلزّات الانتقاليّة]]، والتي تقوم بتسهيل تحوّل CO<sub>2</sub> إلى مركّبات أخرى.<ref>M. Aresta (Ed.) "Carbon Dioxide as a Chemical Feedstock" 2010, Wiley-VCH: Weinheim. ISBN 978-3-527-32475-0</ref>
إنّ تفاعل اختزال ثنائي أكسيد الكربون إلى [[أحادي أكسيد الكربون]] هو من التفاعلات البطيئة صعبة التنفيذ:
:<math>\mathrm{CO_2\ +\ 2\ e^-\ +\ 2\ H^+\ \longrightarrow\ CO\ +\ H_2O}</math>
إنّ [[جهد اختزال]] هذا التفاعل في وسط معتدل (pH ~ 7) يكون حوالي −0.53 فولت مقابل [[قطب الهيدروجين المعياري|القطب القياسي للهيدروجين]]. تقوم إنزيمات «ديهيدروجيناز أحادي أكسيد الكربون» ''carbon monoxide dehydrogenase'' الحاوية على فلزّ [[نيكل|النيكل]] بإجراء عمليّة [[تحفيز]] هذا التفاعل في الحيويّات.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة | مؤلف1-الأخير = Finn | مؤلف1-الأول = Colin | مؤلف2-الأخير = Schnittger | مؤلف2-الأول = Sorcha | مؤلف3-الأخير = Yellowlees | مؤلف3-الأول = Lesley J. | مؤلف4-الأخير = Love | مؤلف4-الأول = Jason B. | عنوان = Molecular approaches to the electrochemical reduction of carbon dioxide | صحيفة = Chemical Communications | المجلد = 2011 | العدد = 10| صفحة = 0000 | doi = 10.1039/c1cc15393e | سنة = 2012}}</ref>
== الدور الحيوي ==
إنّ ثنائي أكسيد الكربون هو ناتج عملية [[تنفس خلوي|التنفس الخلوي]] في الأحياء التي تحصل على الطاقة من تكسير سلاسل [[سكر|السكريات]] و[[دهن|الدهون]] و[[حمض أميني|الأحماض الأمينيّة]] بواسطة [[أكسجين|الأكسجين]] وذلك كجزء من عملية [[أيض|الاستقلاب]]. تشمل هذه الأحياء كل من [[نبات|النباتات]] و[[طحالب|الطحالب]] و[[فطر|الفطور]] الهوائيّة، و[[بكتيريا|البكتريا]]، بالإضافة إلى [[حيوان|الحيوانات]] و[[إنسان|البشر]].
=== التركيب الضوئي وتثبيت الكربون ===
[[ملف:Calvin-cycle4-ar.svg|تصغير|يسار|300px|دورة كالفن وتثبيت الكربون.]]
إنّ [[تثبيت الكربون]] هي عمليّة كيميائيّة حيويّة يستخدم فيها ثنائي أكسيد الكربون من قبل [[نبات|النباتات]] و[[طحالب|الطحالب]] و[[بكتيريا زرقاء|الزراقم]] ويحول إلى [[جزيء|جزيئات]] عضويّة غنيّة بالطاقة، مثل [[جلوكوز|الغلوكوز]]، وبالتالي تشكّل غذائها بعمليّة [[تركيب ضوئي|التركيب الضوئي]]. يُستخدم ثنائي أكسيد الكربون و[[ماء|الماء]] في عملية التركيب الضوئي لإنتاج [[سكريات|السكر]]، والذي يعدّ مادّة بدائيّة للعديد من [[مركب عضوي|المركّبات العضويّة]]، وفيها ينتج [[أكسجين|الأكسجين]] كناتج ثانوي للعمليّة.
يعدّ [[إنزيم]] ''ريبولوز-5،1-مضاعف فوسفات كربوكسيلاز أوكسيجيناز'' المعروف بالاسم المختصر [[روبيسكو]] RuBisCO، المسؤول عن الخطوة الرئيسيّة الأولى في عملية تثبيت الكربون، وهي إنتاج جزيئتين من [[حمض 3-فوسفوغليسيريك]] من CO<sub>2</sub> و[[ريبولوز-5،1-مضاعف فوسفات]]. يعتقد أنّ أنزيم RuBisCo هو أكثر بروتين فردي متوفّر على سطح الأرض.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة | مؤلف = Dhingra A, Portis AR, Daniell H | عنوان = Enhanced translation of a chloroplast-expressed RbcS gene restores small subunit levels and photosynthesis in nuclear RbcS antisense plants | صحيفة = Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. | المجلد = 101 | العدد = 16 | صفحات = 6315–20 |تاريخ=2004 | pmid = 15067115 | pmc = 395966 | doi = 10.1073/pnas.0400981101 | اقتباس = (Rubisco) is the most prevalent enzyme on this planet, accounting for 30–50% of total soluble protein in the chloroplast;  |bibcode = 2004PNAS..101.6315D}}</ref>
إنّ الكائنات [[ضوئي التغذية|ضوئيّة التغذية]] تستخدم منتجات عمليّة التركيب الضوئي كمصدر غذاء داخلي وكمادّة أوليّة من أجل [[اصطناع حيوي|التخليق الحيوي]] لمركّبات عضويّة معقّدة مثل [[متعدد السكاريد|متعدّدات السكاريد]] و[[حمض نووي|الأحماض النوويّة]] و[[بروتين|البروتينات]]. تستخدم هذه المركّبات الناتجة من أجل نموّ النباتات، وكأساس في [[سلسلة غذائية|السلاسل الغذائيّة]] والشبكات من أجل تأمين غذاء المتعضيّات. حتّى أنّ بعض الكائنات ضوئيّة التغذية مثل [[بذيرات جيرية|البذيرات الجيريّة]] (الاسم:Coccolithophore) تقوم بتصنيع [[كربونات الكالسيوم]]، ومن هذه الأنواع [[إميليانية هكسلية|الإميليانيّة الهكسليّة]] (الاسم العلمي:Emiliania huxleyi)، والتي تقوم بإنتاج [[كالسيت|الكالسيت]]، والذي يعدّ أساس العديد من [[صخر رسوبي|الصخر الرسوبية]] مثل [[حجر جيري|الحجر الجيري]]، ممّا يعدّ أحد الأمثلة على عملية تثبيت الكربون.
[[ملف:Auto-and heterotrophs-Ar.png|يمين|تصغير|200px|التركيب الضوئي والتنفّس. ثنائي أكسيد الكربون (على اليمين) يشكّل مع الماء مركّبات عضويّة بالإضافة إلى الأكسجين (على اليسار) من خلال عملية [[تركيب ضوئي|<span style="color:green;">التركيب الضوئي</span>]]. هذه المنتجات تستهلك في عملية [[تنفس خلوي|<span style="color:red;">التنفّس الخلوي</span>]] ليتشكّل الماء و (CO<sub>2</sub>) من جديد.]]
يمكن للنباتات أن تنمو بشكل أسرع وذلك بنسبة حتى 50% في تراكيز مرتفعة من CO<sub>2</sub> يمكن أن تصل إلى 1000 جزء في المليون، وذلك عند المقارنة مع الشروط العاديّة، وذلك مع افتراض عدم حدوث تغيير في المناخ وعدم وجود تقييد على مغذّيات أخرى.<ref>{{استشهاد بويب|عنوان=Carbon Dioxide In Greenhouses|الأخير=Blom|الأول=T.J.|مؤلف2=W.A. Straver |مؤلف3=F.J. Ingratta |مؤلف4=Shalin Khosla |مؤلف5= Wayne Brown |مسار=http://www.omafra.gov.on.ca/english/crops/facts/00-077.htm|تاريخ=December 2002|تاريخ الوصول=2007-06-12| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190429202513/http://www.omafra.gov.on.ca/english/crops/facts/00-077.htm | تاريخ أرشيف = 29 أبريل 2019 }}</ref> إنّ تراكيز CO<sub>2</sub> المرتفعة يمكن أن تسبّب ازدياداً في نموّ النباتات، ممّا ينعكس على مردود المحاصيل، حيث أنّ محاصيل القمح والرز والصويا أظهرت ازدياداً بنسبة 12-14% وذلك في تجارب FACE التي فيها تركيز مرتفع من ثنائي أكسيد الكربون.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف1-الأخير=Ainsworth|مؤلف1-الأول=Elizabeth A.|doi=10.1111/j.1365-2486.2008.01594.x|عنوان=Rice production in a changing climate: a meta-analysis of responses to elevated carbon dioxide and elevated ozone concentration|سنة=2008|صفحة=1642|العدد=7|المجلد=14|صحيفة=Global Change Biology|مسار=http://plant-biotech.dk/Meetings/PBD_Symposium_Plant%20Stress_litterature/LisaAinsworth_pdf2.pdf|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20110719130608/http://www.plant-biotech.dk/Meetings/PBD_Symposium_Plant%20Stress_litterature/LisaAinsworth_pdf2.pdf|تاريخ أرشيف=2011-07-19}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف1-الأخير=Long|مؤلف1-الأول=SP|مؤلف2-الأخير=Ainsworth|مؤلف2-الأول=EA|مؤلف3-الأخير=Leakey|مؤلف3-الأول=AD|مؤلف4-الأخير=Nösberger|مؤلف4-الأول=J|مؤلف5-الأخير=Ort|مؤلف5-الأول=DR|عنوان=Food for thought: lower-than-expected crop yield stimulation with rising CO<sub>2</sub> concentrations |صحيفة=Science|المجلد=312|العدد=5782|صفحات=1918–21|سنة=2006|pmid=16809532|doi=10.1126/science.1114722|bibcode = 2006Sci...312.1918L}}</ref>
بالمقابل، فإنّ ازدياد تركيز CO<sub>2</sub> الجوّي يؤدّي إلى تشكّل عدد أقلّ من [[ثغر (نبات)|المسام]] في النباتات،<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف=F. Woodward and C. Kelly |صحيفة=New Phytologist|سنة=1995 |المجلد= 131|العدد=3|صفحات=311–327 |عنوان=The influence of CO<sub>2</sub> concentration on stomatal density|مسار=https://archive.org/details/sim_new-phytologist_1995-11_131_3/page/311 |doi=10.1111/j.1469-8137.1995.tb03067.x}}</ref> ممّا يؤدّي إلى ازدياد في [[كفاءة استخدام الماء]].<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|doi=10.1146/annurev.arplant.48.1.609|صحيفة=Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology|المجلد=48|العدد=1|سنة=1997|عنوان=More efficient plants: A consequence of rising atmospheric CO<sub>2</sub>?|مؤلف=Bert G. Drake|مؤلف2-الأخير=Gonzalez-Meler|مؤلف2-الأول=Miquel A.|مؤلف3-الأخير=Long|مؤلف3-الأول=Steve P.|pmid=15012276|صفحات=609–639}}</ref> أظهرت الدراسات باستخدام تجارب تخصيب تركيز ثنائي أكسيد الكربون في الهواء الطلق (FACE) أنّ رفع تركيز ثنائي أكسيد الكربون يؤدّي إلى تناقص تراكيز المغذّيات المكروئيّة في نباتات المحاصيل.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|doi=10.1016/S0169-5347(02)02587-9|عنوان=Rising atmospheric CO<sub>2</sub> and human nutrition: toward globally imbalanced plant stoichiometry?|سنة=2002|مؤلف=Loladze, I|صحيفة=Trends in Ecology & Evolution|المجلد=17|العدد=10|صفحة=457}}</ref> هذا الأمر يمكن أن يؤدّي إلى حدوث تأثيرات على أجزاء أخرى من [[نظام بيئي|النظام البيئي]]، حيث يمكن [[عاشب (حيوان)|للحيوانات العاشبة]] أن تحتاج إلى تناول المزيد من الغذاء لتأمين كمّيّة أكبر من البروتين.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|jstor=2641685|مؤلف=Carlos E. Coviella and John T. Trumble |صحيفة=Conservation Biology|المجلد= 13|العدد= 4|سنة=1999|صفحة=700|عنوان=Effects of Elevated Atmospheric Carbon Dioxide on Insect-Plant Interactions|مسار=https://archive.org/details/sim_conservation-biology_1999-08_13_4/page/700|doi=10.1046/j.1523-1739.1999.98267.x}}</ref> إنّ تركيز [[مستقلب|المستقلبات]] الثانويّة مثل مركّبات [[فينيل بروبانويد]] و[[فلافونيد|الفلافونويد]] يمكن أن يختلف في النباتات التي تتعرّض إلى تراكيز مرتفعة من CO<sub>2</sub>.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| مؤلف1-الأخير = Davey | مؤلف1-الأول = M. P.
| مؤلف2-الأخير = Harmens | مؤلف2-الأول = H.
| مؤلف3-الأخير = Ashenden | مؤلف3-الأول = T. W.
| مؤلف4-الأخير = Edwards | مؤلف4-الأول = R.
| مؤلف5-الأخير = Baxter | مؤلف5-الأول = R.
| عنوان = Species-specific effects of elevated CO<sub>2</sub> on resource allocation in ''Plantago maritima'' and ''Armeria maritima''
| doi = 10.1016/j.bse.2006.09.004
| صحيفة = Biochemical Systematics and Ecology
| المجلد = 35
| العدد = 3
| صفحات = 121
| سنة = 2007
}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| مؤلف1-الأخير = Davey | مؤلف1-الأول = M.
| مؤلف2-الأخير = Bryant | مؤلف2-الأول = D. N.
| مؤلف3-الأخير = Cummins | مؤلف3-الأول = I.
| مؤلف4-الأخير = Ashenden | مؤلف4-الأول = T. W.
| مؤلف5-الأخير = Gates | مؤلف5-الأول = P.
| مؤلف6-الأخير = Baxter | مؤلف6-الأول = R.
| مؤلف7-الأخير = Edwards | مؤلف7-الأول = R.
| عنوان = Effects of elevated CO<sub>2</sub> on the vasculature and phenolic secondary metabolism of ''Plantago maritima''
| doi = 10.1016/j.phytochem.2004.06.016
| صحيفة = Phytochemistry
| المجلد = 65
| العدد = 15
| صفحات = 2197–2204
| سنة = 2004
| pmid =  15587703
}}</ref>
تقوم النباتات بإصدار CO<sub>2</sub> خلال التنفّس، إلّا أنّه في المحصّلة فإنّ النباتات والطحالب، التي تستخدم [[تمثيل ضوئي ثلاثي الكربون|التمثيل الضوئي ثلاثي الكربون]]، تقوم بامتصاص CO<sub>2</sub> خلال اليوم. رغم أنّ الغابة الفتيّة ستقوم بامتصاص العديد من الأطنان من CO<sub>2</sub> كلّ سنة، فإنّ غابة معمّرة ستنتج كمية من CO<sub>2</sub> ناتجة عن التنفس وعن تفكّك الأجزاء والأغصان الميّتة، وذلك بشكل أكبر من المستهلَك في التركيب الضوئي للغابات الفتيّة.<ref>{{استشهاد بويب|مسار=http://www-wds.worldbank.org/external/default/WDSContentServer/WDSP/IB/2002/09/07/000094946_02081604154234/Rendered/INDEX/multi0page.txt|عنوان=Global Environment Division Greenhouse Gas Assessment Handbook – A Practical Guidance Document for the Assessment of Project-level Greenhouse Gas Emissions|تاريخ الوصول=2007-11-10|عمل=World Bank| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20160603011630/http://www-wds.worldbank.org/external/default/WDSContentServer/WDSP/IB/2002/09/07/000094946_02081604154234/Rendered/INDEX/multi0page.txt | تاريخ أرشيف = 03 يونيو 2016 }}</ref> على الرغم من ذلك، فإنّ الغابات المعمّرة تعدّ من الأماكن المفضّلة لتجميع الكربون،<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|doi=10.1038/nature07276|عنوان=Old-growth forests as global carbon sinks|سنة=2008|مؤلف1-الأخير=Luyssaert|مؤلف1-الأول=Sebastiaan|مؤلف2-الأخير=Schulze|مؤلف2-الأول=E. -Detlef|مؤلف3-الأخير=Börner|مؤلف3-الأول=Annett|مؤلف4-الأخير=Knohl|مؤلف4-الأول=Alexander|مؤلف5-الأخير=Hessenmöller|مؤلف5-الأول=Dominik|مؤلف6-الأخير=Law|مؤلف6-الأول=Beverly E.|مؤلف7-الأخير=Ciais|مؤلف7-الأول=Philippe|مؤلف8-الأخير=Grace|مؤلف8-الأول=John|صحيفة=Nature|المجلد=455|pmid=18784722|العدد=7210|bibcode = 2008Natur.455..213L|صفحات=213–5}}</ref> وأحد [[مصرف كربون|مصارف الكربون]] بالغة الأهميّة من أجل المحافظة على توازن الكربون في الغلاف الجوّي للأرض. بالإضافة إلى ذلك، فإنّ هناك أمراً مهمّاً لاستمرارية الحياة على الأرض، وهو أنّ التركيب الضوئي الذي تقوم به [[عوالق نباتية|العوالق النباتيّة]] يستهلك كمّيّات من CO<sub>2</sub> المنحلّ في الطبقات العليا من المحيطات، وبالتالي يحفّز امتصاص غاز CO<sub>2</sub> من الغلاف الجوّي.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف=Falkowski P, Scholes RJ, Boyle E, Canadell J, Canfield D, Elser J, Gruber N, Hibbard K, Högberg P, Linder S, Mackenzie FT, Moore B 3rd, Pedersen T, Rosenthal Y, Seitzinger S, Smetacek V, Steffen W.| سنة=2000|عنوان=The global carbon cycle: a test of our knowledge of earth as a system|صحيفة=Science|المجلد=290|العدد=5490|صفحات=291–296|doi=10.1126/science.290.5490.291|pmid=11030643|bibcode = 2000Sci...290..291F}}</ref>
{{-}}
=== الدور الفيزيولوجي في جسم الإنسان ===
==== المحتوى ====
ينتج جسم الإنسان تقريباً حوالي 1 كغ من ثنائي أكسيد الكربون كل يوم،<ref>{{استشهاد بويب|مسار=https://www.epa.gov/sites/production/files/signpost/cc.html|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20110202140715/http://www.epa.gov/climatechange/fq/emissions.html|تاريخ أرشيف=2011-02-02|عنوان=How much carbon dioxide do humans contribute through breathing?|تاريخ الوصول=2009-04-30}}</ref> وهذه الكمّيّة تحوي 290 غ من [[كربون|الكربون]] والباقي [[أكسجين]]. ينتقل ثنائي أكسيد الكربون الناتج من عملية [[أيض|الاستقلاب]] في جسم الإنسان في [[وريد|الأوردة]] بواسطة [[جهاز الدوران]] ثم ينتهي به المطاف خارج الجسم في هواء الزفير. لذلك فإنّ تركيز ثنائي أكسيد الكربون يكون مرتفعاً في الأوردة ويتناقص في [[جهاز تنفسي|جهاز التنفس]]، بالتالي يكون تركيزه منخفضاً في [[شريان|الشرايين]]. إنّ محتوى ثنائي أكسيد الكربون في الدمّ يعبّر عنه باستخدام [[ضغط جزئي|الضغط الجزئي]]، والذي هو الضغط الذي سيطبّقه غاز ثنائي أكسيد الكربون لو كان سيشغل وحده الحجم المعطى له.<ref>{{استشهاد بكتاب|مؤلف=Charles Henrickson|عنوان=Chemistry|وصلة=https://archive.org/details/chemistry00henr|ناشر=Cliffs Notes|سنة=2005|ردمك=0-7645-7419-1}}</ref>
يكون محتوى ثنائي أكسيد الكربون في جسم الإنسان كما يلي:
{| class="wikitable" style="margin:auto; text-align:center;"
|+[[مجال مرجعي|المجال المرجعي]] أو القيمة الوسطيّة [[ضغط ثاني أكسيد الكربون الجزئي|للضغط الجزئي لثنائي أكسيد الكربون]]<br /> (اختصاراً pCO<sub>2</sub>)
|-
! الوحدة !! في [[وريد|الأوردة]]  || في [[حويصلة هوائية|الحويصلات الهوائيّة]] !! [[غازات الدم الشرياني|في الشرايين]]
|-
| | [[باسكال (وحدة)|كيلوباسكال (kPa)]] || 5.5<ref name=mmHg/>-6.8<ref name=mmHg/> || 4.8 || 4.7<ref name=mmHg>Derived from mmHg values using 0.133322 kPa/mmHg</ref>-6.0<ref name=mmHg/>
|-
| [[ميليمتر زئبقي|ميليمتر زئبقي (mmHg)]] || 41–51 || 36 || 35<ref name=southwest>[https://web.archive.org/web/20111225185659/http://pathcuric1.swmed.edu/pathdemo/nrrt.htm Normal Reference Range Table].  University of Texas Southwestern Medical Center at Dallas. Used in Interactive Case Study Companion to Pathologic basis of disease. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170601055825/https://web.archive.org/web/20111225185659/http://pathcuric1.swmed.edu/pathdemo/nrrt.htm |date=1 يونيو 2017}}</ref>-45<ref name=southwest/>
|}
==== النقل في الدم ====
ينتقل ثنائي أكسيد الكربون CO<sub>2</sub> في جسم الإنسان من خلال ثلاثة طرق، بحيث أن النسبة المئويّة الدقيقة تعتمد على نوع الوعاء الدموي إن كان شرياناً أو وريداً.
* أغلب ثنائي أكسيد الكربون (من 70% إلى 80%) يتحوّل إلى أيون [[بيكربونات]] <sup>-</sup>HCO<sub>3</sub> وذلك بواسطة أنزيم [[أنهيدراز كربوني|الأنهيدراز الكربوني]] (كربوأنهيدراز) في [[خلية دم حمراء|خلايا الدمّ الحمراء]]،<ref name='solarnav'>{{استشهاد بويب|مسار=http://www.solarnavigator.net/solar_cola/carbon_dioxide.htm |عنوان=Carbon dioxide |تاريخ الوصول=2007-10-12 |عمل=solarnavigator.net| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20181015181337/http://www.solarnavigator.net/solar_cola/carbon_dioxide.htm | تاريخ أرشيف = 15 أكتوبر 2018 }}</ref> وذلك عبر التفاعل:
:<math>\mathrm{CO_2\ +\ H_2O\ \rightleftharpoons\ HCO_3^-\ +\ H^+}</math>
* حوالي 5% إلى 10% ينحلّ في [[بلازما الدم]].<ref name='solarnav'/>
* حوالي 5% إلى 10% يرتبط مع [[هيموغلوبين|خضاب الدم]] (الهيموغلوبين) وذلك على شكل ''كربامينو هيموغلوبين Carbaminohemoglobin''.<ref name='solarnav'/>
إنّ الهيموغلوبين هو الجزيء الحامل للأكسجين في خلايا الدم الحمراء، كما أنّه يرتبط مع ثنائي أكسيد الكربون CO<sub>2</sub>، ولكن في موقع مختلف عن موقع ارتباطه مع الأكسجين، حيث يتحدّ مع مجموعات N-الطرفيّة على سلاسل [[غلوبين|الغلوبين]] الأربع. بسبب وجود [[تفارغية|ضوابط تفارغيّة]] من حيث الارتباط مع جزيء الهيموغلبين، فإنّ ارتباط CO<sub>2</sub> معه يؤدّي إلى تناقص كمّيّة الأكسجين المرتبط بالنسبة إلى ضغط جزئي معيّن من الأكسجين، وكذلك فالعكس صحيح، فإنّ ارتباط الأكسجين يؤدّي إلى تناقص كمّيّة ثنائي أكسيد الكربون المرتبط. تعرف هذه الظاهرة باسم [[تأثير هولدين|تأثير هالدين]]، وهي مهمّة جدّاً فيما يخصّ نقل ثنائي أكسيد الكربون من الأنسجة إلى الرئتين. كما تلعب قيمة [[أس هيدروجيني|pH]] الوسط دوراً في مدى إلفة الهيموغلوبين إلى كلّ من الأكسجين وثنائي أكسيد الكربون، ويتمّ دراسة ذلك فيما يعرف باسم [[تأثير بور]].
== الاستخدامات ==
هناك طيف واسع من التطبيقات التي يدخل فيها ثنائي أكسيد الكربون، وذلك نظراً لانخفاض سعره، ولعدم خطورته، ولسهولة التعامل به، سواءً على شكل غاز أو سائل أو صلب أو في الطور فوق الحرج.
=== الصناعات الكيميائيّة ===
يدخل ثنائي أكسيد الكربون في تركيب [[غاز الاصطناع]] المستخدم في عدّة عمليّات كيميائيّة مهمّة مثل [[عملية هابر-بوش]] من أجل إنتاج [[أمونيا|الأمونياك]]، ومن أجل إنتاج [[ميثانول|الميثانول]]، حيث يستخدم ثنائي أكسيد الكربون بشكل نقي وبكمّيّات كبيرة.<ref>G. Hochgesand: ''Anwendung von Absorptionsverfahren für die CO<Sub>2</Sub>-Entfernung aus Natur- und Synthesegasen.'' In: ''Chemie Ingenieur Technik – CIT.'' 40, 1968, S.&nbsp;432–440, {{دوي|10.1002/cite.330400904}}.{{أيقونة ألمانية}}</ref><ref>Birgit Kessler, Jörg Von Eysmondt, Heinrich Merten: ''Nutzung von CO<sub>2</sub> aus Rauchgasen für chemische Synthesen.'' In: ''Chemie Ingenieur Technik.'' 64, 1992, S.&nbsp;1075–1083, {{دوي|10.1002/cite.330641207}}.{{أيقونة ألمانية}}</ref>
من أجل إنتاج [[يوريا|اليوريا]]، يتفاعل غاز ثنائي أكسيد الكربون مع [[أمونيا|الأمونياك]] في خطوة أولى حيث يتشكّل مركب [[كربامات الأمونيوم]]، والذي يتفاعل لاحقاً ليشكّل كلّ من اليوريا والماء.
:<math>\mathrm{2 \ NH_3 + CO_2 \longrightarrow \lbrack H_2N{-}CO{-}O \rbrack NH_4}</math>
:<math>\mathrm{\lbrack H_2N{-}CO{-}O \rbrack NH_4 \longrightarrow H_2N{-}CO{-}NH_2 + H_2O}</math>
كما يمكن اختزال الكربامات بالهيدروجين للحصول على [[فورماميد|الفورماميد]]، أو مفاعلته مع [[أمين (كيمياء)|الأمينات]] مثل [[ثنائي ميثيل أمين]] للحصول على [[ثنائي ميثيل فورماميد]].<ref>A. Behr, P. Ebbinghaus, F. Naendrup: ''Verfahrenskonzepte für die Übergangsmetallkatalysierten Synthesen von Ameisensäure und Dimethylformamid auf der Basis von Kohlendioxid.'' In: ''Chemie Ingenieur Technik.'' 75, 2003, S.&nbsp;877–883, {{دوي|10.1002/cite.200303221}}{{أيقونة ألمانية}}.</ref>
ينتج حمض [[حمض الساليسيليك]] من تفاعل ثنائي أكسيد الكربون مع [[فينولات الصوديوم]]، وذلك حسب [[تفاعل كولبه-شميت|تفاعل كولبة-شميت]].<ref>H. Kolbe: ''Ueber Synthese der Salicylsäure.'' In: ''Liebigs Ann.'', 113 (1860), S.&nbsp;125–127, {{دوي|10.1002/jlac.18601130120}}.{{أيقونة ألمانية}}</ref>
:[[ملف:Kolbe-Schmitt.png|400px|تحضير حمض الساليسيليك حسب تفاعل كولبة-شميت.]]
كما يعطي تفاعل [[أكسيد الإيثيلين]] مع ثنائي أكسيد الكربون مركّب [[كربونات الإيثيلين]]، والذي يحصل منه لاحقاً على [[إيثيلين غليكول|غليكول الإيثيلين]].
:[[ملف:Ethylene-carbonate-syn.png|300px|تحضير كربونات الإيثيلين]]
يمكن الحصول على [[حمض كربوكسيلي|الأحماض الكربوكسيلي]] من تفاعل ثنائي أكسيد الكربون مع [[تفاعل غرينيار|كواشف غرينيار]]:
[[ملف:Carboxylation of alkyl magnesium halides.svg|تفاعل غرينيار مع CO<sub>2</sub>]]
يؤدّي تفاعل ثنائي أكسيد الكربون مع [[3،1-بوتاديين]] بوجود حفاز من [[بلاديوم|البالاديوم]] في طور متجانس إلى الحصول على مركّبات مهمّة مثل [[لاكتون|اللاكتونات]]، وذلك ضمن شروط تفاعل معتدلة.
[[ملف:Telomerisation.svg|450px|مثال على تفاعل البوتادين مع CO<sub>2</sub>]]
يعدّ التفاعل مع غاز ثنائي أكسيد الكربون أحد الخطوات المهمّة في [[عملية سولفاي]] من أجل الحصول على [[كربونات الصوديوم]] (الصودا). إنّ العديد من كربونات الفلزّات، والتي لها تطبيقات في صناعة [[خضاب|الخضب]] مثل [[كربونات الرصاص الثنائي]]، يجري الحصول عليها من تفاعل هيدروكسيدات الفلزّات الموافقة مع ثنائي أكسيد الكربون.
=== الصناعات الغذائيّة ===
[[ملف:Sodastream-offen.jpg|تصغير|100بك|الطرف الخلفي من جهاز كربنة الماء، وتظهر فيه أسطوانة غاز ثنائي أكسيد الكربون.]]
يستخدم ثنائي أكسيد الكربون [[مضاف غذائي|كمضاف غذائي]] وذلك في العموم كمحتوى غازي في المشروبات ومن أجل تنظيم الحموضة في [[صناعة الغذاء|الصناعات الغذائيّة]]، حيث أنّ إضافته أمر موافق عليه من الجهات الرسميّة في عدّة دول في الاتحاد الأوروبي، إذ أنّ له [[رقم إي]] E290.<ref>UK Food Standards Agency: {{استشهاد بويب |مسار=https://www.food.gov.uk/business-guidance/approved-additives-and-e-numbers |عنوان=Current EU approved additives and their E Numbers |تاريخ الوصول=2011-10-27| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20120207124535/http://www.food.gov.uk/safereating/chemsafe/additivesbranch/enumberlist | تاريخ أرشيف = 07 فبراير 2012 }}</ref> كما أنّه من الإضافات الغذائية في الولايات المتّحدة الأمريكيّة،<ref>US Food and Drug Administration: {{استشهاد بويب |مسار=https://www.fda.gov/food/food-additives-petitions/food-additive-status-list |عنوان=Food Additive Status List |تاريخ الوصول=2014-12-11| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190423024438/https://www.fda.gov/Food/IngredientsPackagingLabeling/FoodAdditivesIngredients/ucm091048.htm | تاريخ أرشيف = 23 أبريل 2019 }}</ref> وفي أستراليا ونيوزيلندا.<ref>Australia New Zealand Food Standards Code{{استشهاد بويب |مسار=https://www.legislation.gov.au/Details/F2011C00827 |عنوان=Standard 1.2.4 – Labelling of ingredients |تاريخ الوصول=2011-10-27| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20150628213720/https://www.comlaw.gov.au/Details/F2011C00827 | تاريخ أرشيف = 28 يونيو 2015 }}</ref>
ينشأ غاز ثنائي أكسيد الكربون في [[جعة|الجعة]] (البيرة) و[[نبيذ فوار|النبيذ الفوّار]] نتيجة [[تخمر (كيمياء حيوية)|التخمّر]]، أمّا في [[مشروب غازي|المشروبات الغازيّة]] الأخرى مثل [[شراب الليمون]] الغازي أو [[ماء مكربن|المياه المكربنة]] أو [[كولا|الكولا]] فإنّ غاز ثنائي أكسيد الكربون يضاف بشكل صناعي على الأغلب، وفي بعض الأحيان بإضافة [[مياه معدنية]] حاوية على غاز CO<sub>2</sub> بشكل طبيعي. عادةً ما يضاف ثنائي أكسيد الكربون إلى المشروبات الغازيّة في منشآت صناعيّة مجهّزة، ولكن مؤخّراً أصبح بالإمكان استخدام أجهزة تمكّن من القيام بعملية [[كربنة (كيمياء)|الكربنة]] على الصعيد المكتبي أو المنزلي.
تقوم [[خميرة الجعة|فطريات الخميرة]] بعملية تخمير للسكّر وتطلق بذلك غاز ثنائي أكسيد الكربون، لذلك فإنّ [[خميرة|الخميرة]] هي من [[عامل نفاشية|عوامل النفاشية]] المستخدمة من أجل تحضير [[عجينة خبز|عجينة الخبز]]. إنّ [[ذرور الخبز|مسحوق الخَبْز]]، وهو مزيج من [[بيكربونات الصوديوم]] مع ملح له صفة حمضيّة، يقوم بإطلاق غاز ثنائي أكسيد الكربون عند التسخين في الفرن.
و
يستخدم الثلج الجاف، وهو الشكل الصلب من ثنائي أكسيد الكربون، كمادّة تبريد للعنب المقطوف، دون الحاجة إلى استخدام الماء، وذلك لتجنّب حدوث [[تخمر (كيمياء حيوية)|تخمّر]].<ref>Hugh Johnson, Steven Brook: ''Der große Johnson. Die Enzyklopädie der Weine, Weinbaugebiete und Weinerzeuger der Welt'', Verlag Gräfe und Unzer GmbH, 2009, ISBN 3-8338-1621-X, S.&nbsp;135.</ref> بالإضافة إلى ذلك، فإنّ ضبط نسبة غاز ثنائي أكسيد الكربون إلى الأكسجين في مستودعات الأغذية يمكّن من تخزين الفواكه والخضراوات لمدّة أطول. ففي ثلاثينات القرن العشرين أُسّس أوّل مستودع، له ميزة [[غلاف موجه|الغلاف الموجّه]] بحيث يمكن ضبط نسبة O<sub>2</sub> و CO<sub>2</sub> في بريطانيا.<ref name="Thompson">A. Keith Thompson: ''Fruit and Vegetables Harvesting, Handling and Storage,'' Blackwell Publishing, Oxford 2003, ISBN 1-4051-0619-0, S.&nbsp;61–70.</ref> كما يستخدم غاز CO<sub>2</sub> كوسط من أجل حفظ [[لحم|اللحوم]] و[[سمك|الأسماك]] و[[منتجات الألبان]]. تتفاوت النسبة المستخدمة حسب نوع المادّة الغذائيّة، فهي تبلغ 20% بالنسبة للحم البقر، و50% بالنسبة للحم العجل، و60% بالنسبة للمعجّنات، 80% بالنسبة للأسماك. تجدر الإشارة إلى أنه لا تستخدم نسبة كاملة 100% من غاز ثنائي أكسيد الكربون لحفظ المواد الغذائيّة، وذلك من أجل تجنّب تشكّل الجراثيم اللا هوائية، كما أنّ هذا الأمر يؤثّر على لون وعلى طعم المنتج الغذائي. لا تزال الأبحاث مستمرة في مجال [[صناعة الغذاء]] للحصول على التركيب الأمثل من الغازات الحافظة.<ref>Anne Emblem: ''Predicting packaging characteristics to improve shelf-life.'' In: David Kilcast und Persis Subramaniam (Hrg.): ''The stability and shelf-life of food,'' 2000, Woodhead Publishing, Cambridge (UK), ISBN 1-85573-500-8, S.&nbsp;145–169.</ref><ref>Joseph P. Kerry (Hrg.): ''Advances in meat, poultry and seafood packaging,'' 2012, Woodhead Publishing, Cambridge (UK), ISBN 978-1-84569-751-8.</ref>
يعدّ ثنائي أكسيد الكربون في الحالة [[مائع فوق حرج|فوق الحرجة]] أحد وسائل الاستخلاص، وهو يستخدم من أجل عملية [[نزع الكافيين]] من القهوة.<ref name="decaf 101">{{استشهاد بويب|مؤلف1-الأخير=Emden|مؤلف1-الأول=Lorenzo|عنوان=Decaffeination 101: Four Ways to Decaffeinate Coffee|مسار=http://coffeeconfidential.org/health/decaffeination/|موقع=Coffee Confidential|تاريخ الوصول=29 October 2014| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20180925032945/http://coffeeconfidential.org/health/decaffeination/ | تاريخ أرشيف = 25 سبتمبر 2018 }}</ref>
=== التطبيقات الزراعيّة والحيويّة ===
تحتاج النباتات ثنائي أكسيد الكربون لإجراء عملية {{ال|تركيب|ضوئي}}. وقد تستخدم [[دفيئة زراعية|الدفيئات]] لإثراء الأجواء بكمّيّات من CO<sub>2</sub> لدعم وزيادة نمو النباتات.<ref>[http://www.ext.colostate.edu/mg/gardennotes/141.html Plant Growth Factors: Photosynthesis, Respiration, and Transpiration]. Ext.colostate.edu. Retrieved on 2011-10-10. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160520094529/http://www.ext.colostate.edu/mg/Gardennotes/141.html |date=20 مايو 2016}}</ref><ref>[http://www-formal.stanford.edu/jmc/nature/node21.html Carbon dioxide]. Formal.stanford.edu. Retrieved on 2011-10-10. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160604182115/http://www-formal.stanford.edu/jmc/nature/node21.html |date=04 يونيو 2016}}</ref> ومن شأن أيّ انخفاض في نسبة ثنائي أكسيد الكربون (بنسبة أقل من نصف تركيزه في الغلاف الجوي) أن يضرّ بعمليّة التركيب الضوئي في الدفيئات، وقد تؤدّي إلى قتل النباتات الخضراء، أو على الأقلّ، قد توقف نموّها تماماً. أمّا إذا زاد تركيزه بنسب عالية جداً (نحو 100 مرّة تركيزه في الغلاف الجوي أو أكثر)، قد يصبح ثنائي أكسيد الكربون سامّاً للحياة الحيوانيّة، لذا فإنّ رفع تركيزه إلى 10,000 جزء في المليون (1٪) أو أعلى لعدّة ساعات، من شأنه القضاء على الآفات مثل [[ذبابيات بيضاء|الذبابة البيضاء]] والعناكب في الدفيئات.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف=Stafford, Ned|عنوان=Future crops: The other greenhouse effect|صحيفة=Nature|المجلد=448|تاريخ=7 February 2007|doi=10.1038/448526a|pmid=17671477|العدد=7153|bibcode = 2007Natur.448..526S|صفحات=526–8}}</ref>
في الطبّ، يُضاف ثنائي أكسيد الكربون بنسبة تصل إلى 5% (130 مرة تركيز الغلاف الجوي) إلى ال[[أكسجين]] لتحفيز التنفّس بعد حالات [[فشل تنفسي|توقف التنفّس]] ولتثبيت اتّزان نسبة {{كيم|O|2|/CO|2}} في الدمّ. وهناك بحث اقترح استخدام ثنائي أكسيد الكربون الناتج عن توليد الطاقة، وتحويله إلى فقاعات تُمرر في أحواض لتنمية طحالب يمكن بعد ذلك تحويلها إلى وقود [[ديزل حيوي]].<ref name='csmon'>{{استشهاد بخبر|الأول=Mark|الأخير=Clayton|عنوان=Algae – like a breath mint for smokestacks|تاريخ=2006-01-11| مسار =https://www.csmonitor.com/2006/0111/p01s03-sten.html|عمل =[[كريستشن ساينس مونيتور|Christian Science Monitor]]| تاريخ الوصول = 2007-10-11| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190402120122/https://www.csmonitor.com/2006/0111/p01s03-sten.html | تاريخ أرشيف = 02 أبريل 2019 }}</ref>
=== التطبيقات التقنيّة ===
==== التثليج والتبريد ====
يعدّ ثنائي أكسيد الكربون السائل والصلب من [[وسيط تبريد|المُثلِّجات]] الهامّة، خاصة في الصناعات الغذائيّة، حيث يستخدم أثناء عمليّات النقل وتخزين [[مثلجات|المثلَّجات]] والأغذية المُجمّدة الأخرى. يستخدم ثنائي أكسيد الكربون الصلب الذي يعرف [[ثلج جاف|بالثلج الجاف]] لحفظ الشحنات الصغيرة التي يكون استخدام أجهزة التبريد لحفظها غير عملي، ويكون دائماً عند درجة حرارة أقل من −78.5 °س عند الضغط الجوي العادي دون أن يتأثّر ذلك بدرجة الحرارة.
[[ملف:Comparison carbon dioxide water phase diagrams.svg|تصغير|400px|مقارنة بين [[مخطط أطوار|مخططات أطوار]] ثنائي أكسيد الكربون (باللون الأحمر) والماء (باللون الأزرق) مع ذكر نقاط التحوّلات الطوريّة عند ضغط جوي قدره واحد ض.ج.]]
أمّا ثنائي أكسيد الكربون السائل (يُعرف صناعيًا بالرمز R744 أو R-744)، فقد كان يستخدم كمُبرّد قبل اكتشاف [[ثنائي كلورو ثنائي فلورو الميثان]] (R-12). وتعدّ خواصه الفيزيائيّة مناسبة للغاية للتبريد والتجميد وأغراض التدفئة، حيث لديه [[سعة التبريد|سعة تبريديّة]] كبيرة الحجم. ونظراً لإمكانيّة استخدامه حتّى ضغوط تصل إلى 130 [[بار]] (1880 [[رطل لكل بوصة مربعة|رطل/بوصة مربعة]])، فإنّ أنظمة CO<sub>2</sub> تتطلّب وجود مكوّنات شديدة المقاومة للضغوط، والتي تمّ تطويرها بالفعل لخدمة الإنتاج الكمّي في بعض القطاعات. نتيجةً لمزاياه البيئيّة، فمن الممكن أن يصبح ثنائي أكسيد الكربون سائلاً بديلاً لغازات الهيدروكربونات الفلوريّة HFC في السيارات والسوبرماركت ومضخّات المياه الساخنة الحراريّة.<ref>{{استشهاد بويب | عنوان=Kohlendioxid – Besonderheiten und Einsatzchancen als Kältemittel| ناشر= Klima- und Kältetechnischer Verein جمعية تقنيي التبريد والتكييف الألمان| مسار=https://dkv.org/index.php?id=9&no_cache=1&tx_fsdatasets_pi1'page'=all&tx_fsdatasets_pi1'item'=102| تاريخ الوصول =2010-03-22| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20160307225125/http://dkv.org/index.php?id=9&no_cache=1&tx_fsdatasets_pi1'item'=102&tx_fsdatasets_pi1'page'=all | تاريخ أرشيف = 07 مارس 2016 }}{{أيقونة ألمانية}}</ref><ref>{{استشهاد بويب | عنوان=Natürliches Kältemittel für Pkw-Klimaanlagen| ناشر= Umweltbundesamt وزارة البيئة الألمانية| مسار=https://www.umweltbundesamt.de/presse/pressemitteilungen/natuerliches-kaeltemittel-fuer-pkw-klimaanlagen| تاريخ الوصول =2008-06-09| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20130629031900/http://www.umweltbundesamt.de/uba-info-presse/2008/pd08-043.htm | تاريخ أرشيف = 29 يونيو 2013 }}{{أيقونة ألمانية}}</ref>
في [[تقانة نووية|التقانة النوويّة]] يستخدم ثنائي أكسيد الكربون [[مادة تبريد|كمادّة تبريد]] في [[مفاعل بتبريد غازي تقدمي|المفاعلات النوويّة المبرّدة بالغاز]].
==== إطفاء الحرائق ====
يستخدم ثنائي أكسيد الكربون من أجل إطفاء الحرائق، حيث أنّ بعض [[مطفأة حريق|مطافئ الحريق]]، وخاصّة التي تستخدم من أجل الحرائق الكهربائيّة، تحوي في أسطواناتها على ثنائي أكسيد الكربون السائل الموضوع تحت الضغط. بالمقابل، فإنّ مطافئ الحريق الحاوية على ثنائي أكسيد الكربون السائل غير مناسبة لإطفاء الحرائق الكبيرة والتي فيها مواد قابلة للاشتعال، لأنّها تقوم بحجب الأكسجين فقط، دون أن تقوم بدور تبريدي. يمكن استخدام ثنائي أكسيد الكربون في إطفاء الحرائق على نطاق فردي ضيق، كما يستخدم في مجال الوقاية ضد الحرائق في السفن وغرف المحركّات.
من جهة أخرى، فإنّ استخدام ثنائي أكسيد الكربون كوسيلة للإطفاء يمكن أن يؤدّي إلى الاختناق في حال وجود تراكيز مرتفعة منه، حيث وجدت دراسة أمريكيّة أنّ استخدام أنظمة CO<sub>2</sub> في إطفاء الحرائق قد سبّب 51 حادثة بين سنتي 1975 و 1997، من ضمنها 72 حالة وفاة و145 إصابة.<ref>{{استشهاد بويب | عنوان=Carbon Dioxide as a Fire Suppressant: Examining the Risks| ناشر= Environmental Protection Agency| مسار=https://www.epa.gov/Ozone/snap/fire/co2/co2report.html| تاريخ الوصول =2010-08-19| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20150928121451/http://www.epa.gov/ozone/snap/fire/co2/co2report.html | تاريخ أرشيف = 28 سبتمبر 2015 |url-status=dead}}</ref>
=== مجالات الطاقة ===
==== استخراج النفط ====
يستخدم ثنائي أكسيد الكربون في [[استخراج محسن للنفط|استخراج النفط المحسّن]]، حيث يتمّ حقنه في أو بالقرب من آبار النفط، تحت ظروف [[مائع فوق حرج|فوق حرجة]]، حيث يصبح ثنائي أكسيد الكربون ممتزجاً مع النفط. يمكن لهذه الطريقة أن تزيد من إنتاج النفط المستخرج عن طريق الحدّ من فاقد النفط المستخرج نتيجة التشبُّع بنسبة تتراوح بين 7-23% عن [[استخراج النفط|الطرق العاديّة لاستخراج النفط]].<ref>{{استشهاد بويب|مسار=http://www.globalccsinstitute.com/publications/accelerating-uptake-ccs-industrial-use-captured-carbon-dioxide/online/28496|عنوان=CO<sub>2</sub> for use in enhanced oil recovery (EOR)|ناشر=Global CCS Institute|تاريخ الوصول=2012-02-25| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20140101002213/http://www.globalccsinstitute.com/publications/accelerating-uptake-ccs-industrial-use-captured-carbon-dioxide/online/28496 | تاريخ أرشيف = 01 يناير 2014 }}</ref> يعمل ثنائي أكسيد الكربون أيضاً كعامل ضغط حين يذوب ال[[نفط]] المدفون ويقلّل لزوجته بشكل كبير، ويُغيّر من التركيب الكيميائي للطبقات، فيتمكّن النفط من التدفّق بسرعة أكبر من [[خزان النفط|الخزانات]] إلى الآبار.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Austell |الأول=J Michael |سنة=2005 |عنوان=CO<sub>2</sub> for Enhanced Oil Recovery Needs – Enhanced Fiscal Incentives |صحيفة=Exploration & Production: the Oil & Gas Review |مسار=http://www.touchoilandgas.com/enhanced-recovery-needs-enhanced-a423-1.html|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20120207071349/http://www.touchoilandgas.com/enhanced-recovery-needs-enhanced-a423-1.html|تاريخ أرشيف=2012-02-07|تاريخ الوصول= 2007-09-28}}</ref>
==== ميثان طبقة الفحم ====
في [[ميثان طبقة الفحم|الطريقة المحسّنة لاستخراج الميثان من الفحم]]، يُضخّ ثنائي أكسيد الكربون في طبقات من الفحم لإنتاج الميثان، وهي طريقة بديلة للطرق الحاليّة التي تعتمد في المقام الأول على فصل الماء من عروق الفحم لتحرير غاز الميثان المحتجز.<ref>{{استشهاد بويب|مسار=https://ipe.ethz.ch/laboratories/spl/research/adsorption/project03|عنوان=Enhanced coal bed methane recovery|ناشر=ETH Zurich|تاريخ=2006-08-31| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20141129151030/http://www.ipe.ethz.ch/laboratories/spl/research/adsorption/project03/ | تاريخ أرشيف = 29 نوفمبر 2014 | تاريخ الوصول =  أكتوبر 2020  |url-status=dead}}</ref>
==== التحوّل الحيوي إلى وقود ====
استطاع باحثون عمل تعديلات وراثيّة على سلالة من [[بكتيريا زرقاء|الزراقم]] تدعى [[متعاقبة حبيبية متطاولة|المتعاقبة الحُبَيْبِيَّة المتطاولة]] (الاسم العلمي:''Synechococcus elongatus'') لتُنتج وقود [[إيزوبوتانال]] (ألدهيد) و[[إيزوبوتانول]] (كحول) من ثنائي أكسيد الكربون من خلال {{ال|تركيب|ضوئي}}.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مسار=https://www.nature.com/articles/nbt.1586|صحيفة=Nature Biotechnology|المجلد=27|صفحات=1177–1180|تاريخ=November 2009|مؤلف1=Shota Atsum|مؤلف2=Wendy Higashide|مؤلف3=James C Liauo|doi=10.1038/nbt.1586|pmid=19915552|عنوان=Direct photosynthetic recycling of carbon dioxide to isobutyraldehyde|العدد=12| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170529211815/http://www.nature.com/nbt/journal/v27/n12/abs/nbt.1586.html | تاريخ أرشيف = 29 مايو 2017 }}</ref>
=== استخدامات مختلفة ===
[[ملف:Carbon Dioxide Laser At The Laser Effects Test Facility.jpg|تصغير|300px|[[ليزر ثنائي أكسيد الكربون]].]]
نظرًا لكون ثنائي أكسيد الكربون رخيصًا للغاية وغير ضار، لذا فهو يستخدم في العديد من الاستخدامات التخصصيّة الصغيرة المختلفة.
على سبيل المثال، كان [[ليزر ثنائي أكسيد الكربون]] واحداً من أقدم أنواع أجهزة الليزر. في هذا الجهاز، يضخّ مزيج من غاز ثنائي أكسيد الكربون مع [[نيتروجين|النتروجين]] و[[هيليوم|الهيليوم]] بشكل مستمرّ في أنبوب التفريغ، ويمكن أن يعطي استطاعة جيّدة مقارنةً مع باقي أجهزة [[ليزر الغاز]] وذلك ضمن مجال يتراوح بين 10 [[واط]] إلى 20 كيلوواط.<ref>Douglas A. Skoog, James J. Leary, S. Hoffstetter-Kuhn: ''Instrumentelle Analytik: Grundlagen – Geräte – Anwendungen''. Springer-Verlag, ISBN 3-540-60450-2, S.&nbsp;285 {{أيقونة ألمانية}}.</ref>
يستخدم ثنائي أكسيد الكربون [[غاز الحجب|كغاز ٍواق ٍ]] في عمليات [[لحام|اللحام]]، وذلك إمّا على الشكل النقي، أو كمضاف لتشكيل مزيج غازي مع [[آرغون|الآرغون]] أو [[هيليوم|الهيليوم]]. إنّ غاز ثنائي أكسيد الكربون ليس [[غاز خامل|بخامل]]، حيث أنّه عند درجات حرارة مرتفعة يكون غير مستقر [[ديناميكا حرارية|ترموديناميكيّاً]]، حيث يعدّ من الغازات الفعّالة، وخاصّة في مجال [[لحام قوسي بالمعدن والغاز|اللحام القوسي باستخدام المعدن والغاز]].<ref>{{استشهاد بويب | عنوان=Metall-Aktivgasschweißen (MAG/135)| ناشر= Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren| مسار=http://www.dvs-ev-bvschwaben.de/files/presse/Metall-Aktivgasschweiessn-JugendSchweisst.pdf| تاريخ الوصول =2010-03-22| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20160405170509/http://dvs-ev-bvschwaben.de/files/presse/Metall-Aktivgasschweiessn-JugendSchweisst.pdf | تاريخ أرشيف = 05 أبريل 2016 }}</ref>
كما يمكن استخدام ثنائي أكسيد الكربون كوسيلة لضبط {{ال|أس|هيدروجيني}} للمسابح، عن طريق التغذية المستمرّة للغاز في الماء، فيمنع قيمة pH من الارتفاع. ومن مميّزات تلك الطريقة، أنّها تتجنّب التعامل مع الأحماض. أيضاً وبشكل مشابه، يستخدم ثنائي أكسيد الكربون في الحفاظ على [[حوض شعاب مرجانية|أحواض الشعاب المرجانيّة]] وفي [[مفاعل كالسيوم|مفاعلات الكالسيوم]] بصفة مؤقّتة لخفض قيمة pH للماء عن طريق تمريره على [[كربونات الكالسيوم]] لتتمكّن الكربونات من الذوبان في الماء ليستخدمها بعض أنواع [[مرجان|المرجان]] لبناء هيكله.
يستخدم هذا الغاز كذلك في عمليات القتل الرحيم لحيوانات التجارب المخبريّة، من خلال إدخالهم إلى غرفة مغلقة ممتلئة بالغاز، أو بتعريضهم تدريجيّاً لتراكيز متزايدة من CO<sub>2</sub>. وفي سنة 2013 م، أصدرت [[الجمعية الأمريكية للطب البيطري]] دليلاً جديداً لكيفيّة استخدام ثنائي أكسيد الكربون في تلك العمليّات، حيث اعتبرت أنّ ضخّ الغاز بمعدّل تدفّق من 10% إلى 30% حجماً في الدقيقة، يعدّ الأمثل لعمليّات القتل الرحيم للقوارض الصغيرة.<ref name="2013 AVMA Guidelines for the Euthanasia of Animals: 2013 Edition">{{استشهاد بويب|مسار=https://www.avma.org/sites/default/files/2020-01/2020-Euthanasia-Final-1-17-20.pdf |عنوان=2013 AVMA Guidelines for the Euthanasia of Animals |صيغة=PDF |تاريخ الوصول=2014-01-14| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190428164226/https://www.avma.org/KB/Policies/Documents/euthanasia.pdf | تاريخ أرشيف = 28 أبريل 2019 }}</ref> كما يضخّ غاز ثنائي أكسيد الكربون في أحواض الأسماك أو تستخدم مياه حاوية على تراكيز عالية منه من أجل تخدير الأسماك ممّا يسهّل من صيدها.<ref>Lindsay G. Ross und Barbara Ross (Hrg.): ''Anaesthetic and Sedative Techniques for Aquatic Animals. Third Edition,'' 2008, Blackwell Publishing, Oxford, ISBN 978-1-4051-4938-9, Kap.&nbsp;9: ''Anaesthesia of Fish: II.&nbsp;Inhalation Anaesthesia Using Gases'', S.&nbsp;127–135.</ref>
عندما [[تسام|تتصعّد]] أبخرة [[ثلج جاف|الثلج الجاف]] يتشكّل ضباب أبيض من مزيج ثنائي أكسيد الكربون مع الهواء بالإضافة إلى الرطوبة المتكثّفة. استخدم هذا الضباب سابقاً كإحدى التقنيّات في العروض والحفلات، أمّا في الوقت الحالي، فتستخدم [[آلة ضباب|آلات الضباب]] الاصطناعي، والتي يمكن تشغيلها باستخدام ثنائي أكسيد الكربون السائل كأحد السوائل المستخدمة. يمكن استخدام تيار من ثنائي أكسيد الكربون السائل على شكل تيار من أجل تنظيف السطوح،<ref>Mark Krieg: ''Trockeneisstrahlen – mit Schnee oder mit Pellets?'' In: ''JOT Journal für Oberflächentechnik'', 45.6 (2005): S.&nbsp;50–55.</ref> كما يستخدم [[ثنائي أكسيد الكربون فوق الحرج]] من أجل التنظيف وإزالة الدهون من على [[رقاقة|الرقاقات]] في صناعة أشباه الموصلات، وفي [[تنظيف جاف|التنظيف الجاف]] للأنسجة.<ref>N. Dahmen, P. Griesheimer, A. Hebach: ''Reinigung und Oberflächenbehandlung mit komprimiertem Kohlendioxid.'' In: Galvanotechnik, 98 (2007) S.&nbsp;1111–1120.</ref>
== المخاطر ==
[[ملف:Main symptoms of carbon dioxide toxicity-Ar.png|تصغير|يمين|270px|الأعراض الأساسيّة للتسمّم بثنائي أكسيد الكربون عند ارتفاع نسبة تركيزه حجماً في الجو.<ref name="friedman"/>]]
إنّ غاز ثنائي أكسيد الكربون CO<sub>2</sub> ليس من الغازات السامّة أو المؤذية وذلك حسب [[نظام عالمي متوافق لتصنيف وترميز المواد الكيميائية|النظام العالمي المتوافق لتصنيف وترميز المواد الكيميائيّة]] (GHS) التابع [[لجنة الأمم المتحدة الاقتصادية لأوروبا|للجنة الأمم المتحدة الاقتصادية لأوروبا]] UNECE، وحسب معايير [[منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية|منظمة التنمية والتعاون الاقتصادي]] OECD لاختبار المواد الكيميائيّة.
عند تراكيز تصل إلى 1% (10,000 جزء في المليون ppm)، فإنّ بعض الأشخاص يشعرون بالنعاس وفقدان الوعي التدريجي.<ref name=friedman>[https://inspectapedia.com/hazmat/CO2gashaz.htm Toxicity of Carbon Dioxide Gas Exposure, CO2 Poisoning Symptoms, Carbon Dioxide Exposure Limits, and Links to Toxic Gas Testing Procedures] By Daniel Friedman – InspectAPedia {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090928073740/http://www.inspect-ny.com/hazmat/CO2gashaz.htm |date=28 سبتمبر 2009}}</ref> أمّا عند تراكيز تتراوح بين 7% إلى 10% فيمكن حدوث [[اختناق]]، حتّى رغم وجود كمّيّات كافية من غاز الأكسجين، ويصاحب ذلك أعراض مثل الدوخة والصداع وحدوث اضطرابات سمعيّة وبصريّة، ويمكن أن تنتهي بفقدان الوعي الذي قد يدوم من بضع دقائق إلى ساعة.<ref>{{استشهاد بخبر|ناشر=U.S. Environmental Protection Agency: |مسار=https://www.epa.gov/snap |عنوان=Carbon Dioxide as a Fire Suppressant: Examining the Risks| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20150928121451/http://www.epa.gov/ozone/snap/fire/co2/co2report.html | تاريخ أرشيف = 28 سبتمبر 2015 }}</ref> إنّ التأثيرات الفيزيولوجيّة للتعرّض لمستويات مرتفعة من CO<sub>2</sub> يمكن أن يعبّر عنها باسم [[فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم]] ''Hypercapnia''، وهو أحد أنواع مظاهر الاختناق.
يجب أخذ الحذر في الأماكن التي يتسرّب فيها غاز CO<sub>2</sub> من الأرض بالقرب من أماكن البراكين والنشاطات الجيوحراريّة، حيث أنّ ثنائي أكسيد الكربون أثقل من الهواء، بالتالي فإنّه يمكن أن يصعد من الطبقات القريبة من سطح الأرض بتراكيز عالية نسبياً، ويتجمّع بشكل يمكن أن يؤدّي إلى اختناق الحيوانات. وقد سُجّل وقوع حوادث وفيّات لأطفال في القارّة الأفريقيّة في مدينة [[غوما]]، وذلك نتيجة التعرّض لانبعاثات من غاز ثنائي أكسيد الكربون المحتجز في تجاويف بالقرب من [[بركان نيراجونجو]] في [[جمهورية الكونغو الديمقراطية]].<ref>[https://www.pbs.org/wgbh/nova/transcripts/3215_volcanoc.html Volcano Under the City]. PBS.org (1 November 2005). {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170621160159/http://www.pbs.org/wgbh/nova/transcripts/3215_volcanoc.html |date=21 يونيو 2017}}</ref> يطلق على هذه الظاهرة في [[اللغة السواحلية]] اسم ''مازوكو mazuku''، والتي تعني ''الريح الشرّيرة''.
هناك القليل من الدراسات التي تهتمّ بالتأثيرات الصحيّة على الإنسان والحيوانات نتيجة التعرّض المستمرّ والطويل لتراكيز من CO<sub>2</sub> تحت 1%، وذلك على الرغم من وجود احتماليّة خطورة كبيرة للبشر في المستقبل القريب مع ارتفاع مستويات غاز ثنائي أكسيد الكربون في الغلاف الجوي المترافق مع [[تغير المناخ]].<ref>{{استشهاد بويب|مسار=http://grapevine.com.au/~pbierwirth/co2toxicity.pdf|مؤلف=Bierwirth P., |سنة=2014 |عنوان=How will rising carbon dioxide in the atmosphere directly affect human health via breathing toxicity? A Science Review| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190427232332/http://grapevine.com.au/~pbierwirth/co2toxicity.pdf | تاريخ أرشيف = 27 أبريل 2019 }}</ref> يبلغ الحدّ الأعظمي المهني من مستويات التعرّض لغاز CO<sub>2</sub> في الولايات المتّحدة الأمريكيّة 0.5% (5000 جزء في المليون ppm) وذلك لمدّة ثمان ساعات.<ref>{{استشهاد بويب|مسار=http://www.inspectapedia.com/hazmat/CO2_Exposure_Limits.htm |عنوان=Exposure Limits for Carbon Dioxide Gas - CO<sub>2</sub> Limits |عمل=www.InspectAPedia.com| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20180916235612/https://inspectapedia.com/hazmat/CO2_Exposure_Limits.htm | تاريخ أرشيف = 16 سبتمبر 2018 }}</ref> عند هذا المستوى من التركيز أصيب طاقم [[محطة الفضاء الدولية]] بالصداع والنعاس والخبول الفكري والتشوش العاطفي، بالإضافة إلى حدوث اضطرابات في النوم.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة |عنوان=In-Flight Carbon Dioxide Exposures and Related Symptoms: Associations, Susceptibility and Operational Implications |مؤلف=Law J., Watkins S., Alexander, D. |سنة=2010 |المجلد=TP–2010–216126 |صحيفة=NASA Technical Report|مسار=https://ston.jsc.nasa.gov/collections/trs/_techrep/TP-2010-216126.pdf |تاريخ الوصول=2014-08-26| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190430073026/https://ston.jsc.nasa.gov/collections/trs/_techrep/TP-2010-216126.pdf | تاريخ أرشيف = 30 أبريل 2019 |url-status=dead}}</ref> تشير الدراسات على الحيوانات التي تتعرّض لمستويات تبلغ 0.5% من CO<sub>2</sub> حدوث تكلّس بالكلى وهشاشة العظام بعد ثمانية أسابيع من التعرّض.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة |عنوان=Effect of Prolonged Exposure to 0.5% CO<sub>2</sub> on Kidney Calcification and Ultrastructure of Lungs |مؤلف=Schaefer K. E. |سنة=1979 |صحيفة=Undersea Biomed Res |المجلد=S6 |صفحات=155–117 |مسار=http://handle.dtic.mil/100.2/ADA075625 |تاريخ الوصول=2014-10-19 |تاريخ أرشيف=19 أكتوبر 2014 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20141019131035/http://handle.dtic.mil/100.2/ADA075625 |حالة المسار=dead }}</ref> أظهرت دراسة أخرى أن تعرّض البشر في فترات مدتها 2.5 ساعة يؤدّي إلى حدوث تأثيرات بالغة الأثر على القدرات الإدراكية عند تراكيز أقل من 0.1 % من CO<sub>2</sub>، ويعود ذلك إلى العلاقة بين تركيز ثنائي أكسيد الكربون و[[معدل جريان الدم في الدماغ|معدّل جريان الدمّ في الدماغ]].<ref>{{استشهاد بدورية محكمة |عنوان=Is CO2 an Indoor Pollutant? Direct Effects of Low-to-Moderate CO<sub>2</sub> Concentrations on Human Decision-Making Performance. |مؤلف=Satish U., Mendell M. J., Shekhar K., Hotchi T., Sullivan D., Streufert S., Fisk W.J. |سنة=2012 |صحيفة=Environmental Health Perspectives | المجلد=120 |العدد=12|مسار=http://ehp.niehs.nih.gov/wp-content/uploads/2012/09/ehp.1104789.pdf |تاريخ الوصول=2014-08-26| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170706155459/https://ehp.niehs.nih.gov/wp-content/uploads/2012/09/ehp.1104789.pdf | تاريخ أرشيف = 6 يوليو 2017 }}</ref>
== انظر أيضًا ==
* [[قائمة الدول حسب انبعاث غازات الدفيئة]]
* [[قائمة الدول حسب انبعاثات ثاني أكسيد الكربون]]
* [[خطة الطاقة النظيفة]]
* [[تجوية محسنة]]
== كتب ==
<div style="direction: ltr;">
* James Newton Butler: ''Carbon Dioxide Equilibria and Their Applications.'' Lewis Publishers, 1991, ISBN 0-87371-624-8.
* Martin M. Halmann, Meyer Steinberg: ''Greenhouse Gas Carbon Dioxide Mitigation: Science and Technology.'' CRC Press Inc, 1998, ISBN 1-56670-284-4.
* Martin M. Halmann: ''Chemical Fixation of Carbon Dioxide Methods Recycling: Methods of Recycling CO<sub>2</sub> into Useful Products.'' CRC Press Inc, 1993, ISBN 0-8493-4428-X.
</div>
== المراجع ==
{{مراجع|محاذاة=نعم}}
== وصلات خارجية ==
{{تصنيف كومنز|Carbon dioxide}}
* [http://www.chemcalc.org/analyse?mf=CO2&isograph=on ثنائي اكسيد الكربون على موقع chemcalc]
* {{PubChemLink|280}}
* [https://web.archive.org/web/20210415091754/http://sdsdata.org/68399 Carbon dioxide MSDS] by Amerigas in the SDSdata.org database.
* [http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0103.html CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards – Carbon Dioxide]
* [http://www.uigi.com/carbondioxide.html CO<sub>2</sub> Carbon Dioxide Properties, Uses, Applications]
* [https://web.archive.org/web/20210426234033/https://dryiceinfo.com/science.htm Dry Ice information]
* [http://www.cmdl.noaa.gov/ccgg/trends/ Trends in Atmospheric Carbon Dioxide] ''(NOAA)''
* [http://books.google.com/books?id=RicDAAAAMBAJ&pg=PA53 "A War Gas That Saves Lives."] ''Popular Science'', June 1942, pp.&nbsp;53–57.
* [http://oco.jpl.nasa.gov/ NASA's Orbiting Carbon Observatory]
* [http://googas.ov.ingv.it/ The on-line catalogue of CO<sub>2</sub> natural emissions in Italy]
* [https://web.archive.org/web/20210224192607/http://chemistry-reference.com/q_compounds.asp?CAS=124-38-9 Reactions, Thermochemistry, Uses, and Function of Carbon Dioxide]
* [http://www.periodicvideos.com/videos/mv_carbon_dioxide_one.htm Carbon Dioxide – Part One] and [http://www.periodicvideos.com/videos/mv_carbon_dioxide_two.htm Carbon Dioxide – Part Two] at ''The Periodic Table of Videos'' (University of Nottingham)
{{أكاسيد}}
{{احترار عالمي}}
{{أكاسيد الكربون}}
{{الجزيئات المكتشفة في الفضاء الخارجي}}
{{معرفات مركب كيميائي}}
{{ضبط استنادي}}
{{شريط بوابات|صيدلة|الكيمياء|طاقة|علم الفلك}}
{{شريط محتوى متميز|مختارة|التاريخ=4 مارس 2015|النسخة=15016415}}
{{مصادر طبية}}
[[تصنيف:ثنائي أكسيد الكربون| ]]
[[تصنيف:مضافات رقم إي]]
[[تصنيف:أكاسيد الكربون]]
[[تصنيف:أكاسيد حمضية]]
[[تصنيف:أنهيدريدات الأحماض]]
[[تصنيف:المواد الكيميائية مع معرفات مركبة متعددة]]
[[تصنيف:غازات دفيئة]]
[[تصنيف:مبردات]]
[[تصنيف:مذيبات لاعضوية]]
[[تصنيف:مركبات الأكسجين]]
[[تصنيف:مركبات الكربون]]
[[تصنيف:مواد إطفاء الحريق]]
[[تصنيف:مواد تثليج]]
[[تصنيف:مواد دافعة]]
[[تصنيف:مواد كيميائية منزلية]]