Dióxido de carbono (CO₂)

O dióxido de carbono é um gás essencial para a fotossíntese e amplamente usado na indústria, porém seu aumento na atmosfera contribui para o aquecimento global.

Apesar de suas aplicações benéficas, o excesso de dióxido de carbono na atmosfera é um dos principais responsáveis pelo aquecimento global.

O dióxido de carbono (CO₂) é um gás que está presente na natureza e faz parte de vários processos biológicos e ambientais, sendo, dentre eles, o principal a fotossíntese, por meio do qual as plantas convertem CO₂ e água em glicose e oxigênio, ou seja, ele faz parte da manutenção da vida na Terra. Por outro lado, ele também é um dos principais gases causadores do efeito estufa, que na verdade é essencial para regular a temperatura do planeta ao absorver e reemitir radiação infravermelha. Todavia, o seu excesso oriundo da atividade antrópica, como a queima de combustíveis fósseis e desmatamento, está diretamente associado ao aquecimento global e às mudanças climáticas.

Resumo sobre dióxido de carbono

O dióxido de carbono é um composto químico com fórmula CO_2,gasoso, incolor e inodoro em condições normais.
Está presente na atmosfera, e é essencial para o ciclo do carbono.

É um gás de efeito estufa, regulador da temperatura global e essencial para a fotossíntese.

Possui aplicações na carbonatação de bebidas, em estufas agrícolas para promover o crescimento de plantas e na produção de produtos químicos, como ureia.
É usado como agente de extinção de incêndios e em forma de gelo seco na conservação de alimentos.

Produzido naturalmente na respiração e decomposição de matéria orgânica.
Pode ser obtido industrialmente como subproduto da fermentação e combustão ou capturado diretamente da atmosfera ou de fontes de emissão concentradas.

O aumento das suas concentrações contribui para o aquecimento global, mudanças climáticas, derretimento das calotas polares, elevação do nível do mar e acidificação dos oceanos.

Pode causar impactos na saúde humana em ambientes fechados e alterar os ciclos hidrológicos impactando a agricultura.

O que é o dióxido de carbono?

O dióxido de carbono é um composto formado por dois átomos de oxigênio e um átomo de carbono, também conhecido pela fórmula química CO₂, e em condições normais de temperatura e pressão é encontrado na forma de um gás incolor e inodoro. Além disso, está naturalmente presente na atmosfera e desempenha um papel crucial no ciclo do carbono, sendo tanto um produto da respiração de organismos aeróbicos quanto da combustão de materiais orgânicos.

Quais são as propriedades do dióxido de carbono?

Quanto às propriedades do dióxido de carbono, podemos destacar que ele é um gás denso, com uma densidade aproximadamente 1,5 vez maior que a do ar. Nesse sentido, em condições de alta pressão, ele pode ser comprimido até se tornar um líquido e, posteriormente, um sólido conhecido como gelo seco. Além disso, é solúvel em água, gerando uma solução levemente ácida devido à formação de ácido carbônico (H₂CO₃). Diante disso, em termos quantitativos, podemos citar também as seguintes propriedades:

Densidade: aproximadamente 1,98 kg/m³ (a 25°C e 1 atm).
Ponto de fusão: -78,5°C (sublimação direta do sólido para o gás a pressão atmosférica).
Ponto de ebulição: -56,6°C (a 5,2 atm, transforma-se de líquido para gás).
Solubilidade em água: moderadamente solúvel (aproximadamente 1,45 g/L a 25°C).

Principais características do dióxido de carbono

A seguir, algumas das principais características do dióxido de carbono:

É um gás incolor e sem odor em condições normais.
Não é inflamável, tornando-se seguro para uso em diversas aplicações.
Sob pressão atmosférica, o CO₂ sólido é conhecido como gelo seco, usado em várias aplicações de refrigeração e preservação.
Além de ser estável, não é inflamável.

Veja também: O que é o dióxido de enxofre?

Quais são as aplicações do dióxido de carbono?

O dióxido de carbono pode ser usado na agricultura, sendo empregado em estufas para promover o crescimento das plantas. Ele também pode ser usado na indústria de bebidas para carbonatação, conferindo a efervescência característica em refrigerantes e águas com gás.

A presença de dióxido de carbono (CO₂) dissolvido sob pressão nos refrigerantes forma bolhas de gás quando a bebida é aberta e a pressão é reduzida.

O dióxido de carbono também é usado na produção de produtos químicos, como a ureia, e em extintores como agente de extinção de incêndios de classe B e C. Vale ressaltar que os de classe B envolvem líquidos inflamáveis como gasolina, óleo e solventes, enquanto os de classe C são incêndios elétricos que envolvem equipamentos e instalações elétricas energizadas.

O dióxido de carbono (CO₂) sufoca as chamas ao deslocar o oxigênio e resfriar o material em combustão sem deixar resíduos. ^[1]

Na forma sólida, como gelo seco, é amplamente usado na preservação de alimentos e transporte de materiais sensíveis à temperatura.

O dióxido de carbono (CO₂) pode ser utilizado para criar texturas espumantes ou aeradas em preparações culinárias.

Obtenção e ocorrência do dióxido de carbono

O dióxido de carbono pode ocorrer de forma natural por meio da respiração de organismos vivos, na decomposição de matéria orgânica e em erupções vulcânicas. Ou pode ser obtido através de processos industriais, como subproduto da fermentação alcoólica, da produção de cimento e da combustão de combustíveis fósseis. Ademais, pode ser capturado diretamente da atmosfera ou de fontes de emissão concentradas, como usinas de energia e indústrias químicas, através de tecnologias de captura e armazenamento de carbono (CCS).

Qual a importância do dióxido de carbono?

A importância do dióxido de carbono se reflete principalmente na manutenção do equilíbrio ecológico e climático da Terra, uma vez que ele é crucial para o processo de fotossíntese, que é a base da cadeia alimentar e responsável pela produção de oxigênio, conforme ilustrado abaixo:

Nesse sentido, ele desempenha um papel vital na regulação da temperatura do planeta através do efeito estufa, ajudando a manter a Terra habitável. No entanto, o aumento de suas concentrações na atmosfera devido às atividades humanas tem implicações significativas para o clima, conforme veremos tópico a seguir.

Quais são os riscos e impactos causados pelo dióxido de carbono?

Embora o dióxido de carbono seja essencial para a vida, níveis elevados desse gás na atmosfera representam riscos consideráveis. Por exemplo, o aumento das concentrações de CO₂ é um dos principais fatores que contribuem para o aquecimento global e para as mudanças climáticas, resultando em fenômenos como o derretimento das calotas polares, elevação do nível do mar e eventos climáticos extremos.

Outro problema está na acidificação dos oceanos, causada pela absorção de dióxido de carbono pela água do mar, ameaçando ecossistemas marinhos e a biodiversidade.

Vale destacar, ainda, o efeito na saúde humana, visto que altas concentrações de dióxido de carbono em ambientes fechados podem causar problemas respiratórios, dor de cabeça, tontura e, em casos extremos, asfixia. Isto é, em níveis elevados, ele pode deslocar o oxigênio, tornando o ar inadequado para a respiração e representando um risco para a vida.

Por fim, na agricultura, o aumento do dióxido de carbono pode afetar o crescimento das plantas, pois embora ele seja necessário para a fotossíntese, níveis excessivos podem alterar o equilíbrio dos nutrientes nas plantas, afetando a qualidade nutricional das culturas agrícolas e, consequentemente, a segurança alimentar.

Além disso, pode influenciar os ciclos hidrológicos, alterando padrões de precipitação e aumentando a frequência e intensidade de secas e inundações. Isso pode ter impactos devastadores em comunidades vulneráveis, prejudicando a disponibilidade de água potável e a produção agrícola.

Crédito de imagem

^[1] Reioa1 / Wikimedia Commons (reprodução)

Fontes

CASTRO, A. Utilización de dióxido de carbono como fuente sostenible de carbono para la síntesis de carbonatos cíclicos y policarbonatos. Anales de Química, v. 112, n. 4, p. 207–215, 2016.

DO, I.; DA, P. E. Dióxido de Carbono. Statewide Agricultural Land Use Baseline 2015, v. 1, n. 01, p. 1–8, 2004.

GÁMEZ, N.; COBO, M. Purificación de dióxido de carbono emitido en las plantas de gas natural. Ciencia en Desarrollo, v. 9, n. 2, p. 137–148, 2018.

MONDRAGÓN, F. Carbon dioxide cycles in the formation and use of fossil fuels and their effect on climate change. Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Fisicas y Naturales, v. 45, n. 176, p. 833–849, 2021.

PELINCO, E. Valoración económica de servicios ambientales por captura de dióxido de carbono en totorales de la Reserva Nacional del Titicaca año 2018. Revista Científica de Investigación Andina, v. 19, n. 2, p. 21–39, 2019.

PINTO, J. M.; BOTREL, T. A.; MACHADO, E. C. Uso de dióxido de carbono na agricultura. Ciência Rural, v. 30, n. 5, p. 919–925, 2000.

ROBINSON, A. B. et al. Efectos Ambientales de los Incrementos Atmosféricos de Dióxido de Carbono. Instituto de Ciencia y Medicina de Oregon, 2016. Disponível em: artr@oism.org.

SALDÍVAR-ESPARZA, S.; CABRERA-ROBLES, J. S.; RETA-HERNÁNDEZ, M. Tecnologías de captura y almacenamiento de dióxido de carbono. Revista de Ciencias Naturales y Agropecuarias, v. 4, n. 12, p. 22–34, 2017.

TOLENTINO, M.; ROCHA-FILHO, R. C. O que é uma estufa. Química Nova na Escola, n. 8, p. 10–14, 1998.

Publicado por Jhonilson Pereira Gonçalves