Kohlendioxid, auch CO2 genannt, ist ein Gas, das etwa 0,04 % der Erdatmosphäre ausmacht, aber eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung des Gleichgewichts der anderen Treibhausgase und der Lufttemperatur spielt. Denn dieses Gas (Kohlendioxid) entsteht, wenn etwas verbrannt wird. Egal, ob Holz, Kohle oder Öl verbrannt wird – CO2 steigt immer in die Luft und verdichtet die Atmosphäre, wenn etwas verbrennt.

Kohlendioxid, auch bekannt als CO2, ist eine chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff. Es ist ein nicht entflammbares, saures und farbloses Gas. Da es sich gut in Wasser löst, wird es manchmal umgangssprachlich und fälschlicherweise “Kohlensäure” genannt. Mit basischen Metalloxiden oder Hydroxiden kann es Carbonate und Hydrogencarbonate bilden.

CO2 ist ein grundlegender Bestandteil des globalen Kohlenstoffkreislaufs, ein natürlicher Bestandteil der Luft und ein wichtiges Treibhausgas in der Erdatmosphäre. menschliche Aktivitäten, insbesondere die Verbrennung fossiler Brennstoffe, haben die Menge an Kohlendioxid in der Erdatmosphäre von etwa 280 Teilen pro Million (ppm) zu Beginn der Industrialisierung auf 407,8 ppm im Jahr 2018 erhöht. Im Mai 2019 hat die NOAA-Messstation Mauna Loain Hawaii einen Monatsdurchschnitt von etwa 415 ppm gemessen, Tendenz steigend. Dieser Anstieg bewirkt eine Verstärkung des Treibhauseffekts und führt zur aktuellen globalen Erwärmung.

Kohlendioxid ist ein Gas, das bei ausreichender Sauerstoffzufuhr sowohl bei der Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Stoffen als auch im Organismus lebender Organismen als Produkt der Zellatmung entsteht. Pflanzen, Algen und einige Bakterien und Archaeen wandeln CO2 durch Fixierung (Kohlendioxidassimilation) in Biomasse um. Bei der Photosynthese entsteht aus anorganischemCO2 und Wasser Glukose.

Kohlendioxid kann eine toxische Wirkung haben. Die Konzentrationen in der Luft oder die Mengen bei der Einnahme von z. B. Limonade reichen dafür jedoch bei weitem nicht aus. CO2 hat eine Vielzahl von technischen Anwendungen: Zum Beispiel in der chemischen Industrie. In fester Form als Trockeneis wird es als Kühlmittel eingesetzt; überkritisches Kohlendioxid wird als Lösungs- und Extraktionsmittel verwendet.

Kohlendioxid (CO2) ist eine chemische Verbindung, die aus einem Kohlenstoffatom in Verbindung mit zwei Sauerstoffatomen besteht. Bei Raumtemperatur und Druck ist es ein Gas, kann aber unter hohem Druck verfestigt werden. Kohlendioxid wird von Pflanzen durch Photosynthese erzeugt und ist für das Leben auf der Erde unerlässlich.

Der flämische Chemiker Johan Baptista van Helmont (1580-1644) beobachtete, dass die Masse der Holzkohle bei der Verbrennung abnahm, weil die Masse der verbleibenden Asche geringer war als die der verwendeten Holzkohle. Seine Interpretation war, dass sich der Rest der Holzkohle in eine unsichtbare Substanz verwandelt hatte, die er Gas oder spiritus sylvestre (“Waldgeist”) nannte. Es ist nicht bekannt, wann dieses Gas erstmals als Kohlendioxid bezeichnet wurde.

Kohlendioxid (CO2; früher auch “Kohlensäure”) war eines der ersten Gase, das den Namen “Gas” erhielt.

Der schottische Arzt Joseph Black (1728-1799) untersuchte die Eigenschaften von CO2 gründlicher. Im Jahr 1754 entdeckte er, dass beim Mischen von Kalziumkarbonatlösungen mit Säuren ein Gas freigesetzt wurde, das er als fixierte Luft bezeichnete. Er stellte fest, dass dieses Gas schwerer als Luft war und keine Verbrennungsprozesse unterstützte. Als er dieses Gas in eine Lösung von Kalziumhydroxid einführte, konnte er einen Niederschlag erzeugen. Mit diesem Phänomen zeigte er, dass Kohlendioxid in der Atemluft von Säugetieren vorhanden war und durch mikrobiologische Gärung freigesetzt wurde. Seine Arbeit bewies, dass Gase an chemischen Reaktionen beteiligt sein können, und trug zur Begründung der Phlogistontheorie bei.

Black wandte sein Wissen über Gase auch in der Medizin an, indem er sie als Narkosemittel bei Operationen einsetzte. Er entdeckte auch Kohlenmonoxid (CO), dessen Giftigkeit er 1756 feststellte; seine Entdeckung wurde jedoch erst viel später in der Geschichte in vollem Umfang gewürdigt, da das Interesse an seiner Arbeit zu jener Zeit gering war (Kennedy).

Kohlendioxid wurde in der Vergangenheit für viele Dinge verwendet und wird auch heute noch verwendet. Joseph Priestley gelang es 1771, Sodawasser herzustellen, indem er Schwefelsäure in eine Kalklösung einbrachte und das entstandene Kohlendioxid in einem Becherglas mit Wasser auflöste. Der Zusammenhang zwischen Kohlendioxid und Kohlensäure war bereits von William Brownrigg erkannt worden. Im Jahr 1823 verflüssigten Humphry Davy und Michael Faraday Kohlendioxid durch Erhöhung des Drucks. Henry Hill Hickman führte ab 1820 Operationen an Tieren durch, die nach dem Einatmen von Kohlendioxid schmerzfrei waren, um eine Anästhesie zu erreichen. Er beschrieb auch die physiologischen Vorgänge während der Anästhesie. Die erste Beschreibung von festem Kohlendioxid stammt von Adrien Thilorier, der 1834 einen unter Druck stehenden Behälter mit flüssigem Kohlendioxid öffnete und feststellte, dass unter Kühlung eine spontane Verdampfung eintritt, die zu festem CO2 führt.