이산화탄소

화학식: CO₂

IUPAC 명칭: Carbon dioxide

다른 명칭: 탄산가스, 콜라, 드라이아이스(고체 상태)

개요

이산화탄소(CO₂)는 탄소 원자 하나와 산소 원자 두 개로 구성된 무기 화합물이다. 상온, 상압에서는 무색, 무취의 기체로 존재하며, 공기보다 무겁다. 지구 대기 중에 존재하며, 생물의 호흡과 연소 과정에서 발생한다. 온실 효과의 주요 원인 물질 중 하나로 알려져 있으며, 지구 온난화에 큰 영향을 미친다.

물리적 성질

• 상태: 기체 (상온, 상압)
• 밀도: 1.98 kg/m³ (0°C, 1 atm)
• 녹는점: -78.5 °C (1 atm) - 승화 (고체에서 기체로 직접 변화)
• 끓는점: -78.5 °C (1 atm) - 승화
• 용해도: 물에 약간 용해됨 (탄산을 형성)

화학적 성질

• 산성 산화물: 물에 녹아 약한 산성을 띠는 탄산(H₂CO₃)을 형성한다.
• 비활성 기체: 일반적인 조건에서는 반응성이 낮다.
• 광합성: 식물의 광합성 과정에서 탄수화물을 생성하는 데 사용된다.
• 소화기: 일부 소화기에 사용되어 산소 공급을 차단한다.

발생원 및 환경적 영향

이산화탄소는 자연적인 과정(호흡, 화산 활동)과 인위적인 과정(화석 연료 연소, 산림 벌채)을 통해 발생한다. 인간 활동에 의한 이산화탄소 배출량 증가는 지구 온난화의 주요 원인으로 지목되고 있으며, 기후 변화, 해수면 상승, 극지방 빙하 감소 등 심각한 환경 문제를 야기한다.

용도

• 탄산 음료: 탄산 음료의 탄산화에 사용된다.
• 드라이아이스: 고체 이산화탄소로, 냉각제 및 특수 효과에 사용된다.
• 소화기: 소화제로 사용된다.
• 식물 재배: 온실 가스로 사용되어 식물의 성장을 촉진할 수 있다.
• 화학 공업: 다양한 화학 물질 생산의 원료로 사용된다.

건강 영향

고농도의 이산화탄소에 노출되면 두통, 어지러움, 호흡 곤란 등을 유발할 수 있다. 극단적인 경우에는 의식 상실이나 사망에 이를 수 있다. 그러나 일반적인 대기 중 농도에서는 건강에 큰 영향을 미치지 않는다.