Xem mã nguồn của Carbon dioxide

{{chú thích trong bài}}
 
{{Dữ liệu hóa chất|Hình = Carbon-dioxide-3D-vdW.png
 |Tiêu đề = Cấu trúc phân tử của carbon dioxide
 | Danh pháp IUPAC = carbon dioxide
 | Tên khác = khí carbonic<br>thán khí<br>carbonic oxide<br>carbon(IV) oxide<br>anhydride carbonic<br>băng khô (rắn)<br>khí ga (gas) 
 | Công thức hóa học = CO<sub>2</sub>
 | Phân tử gam = 44,0098 g/mol
 | Biểu hiện = Chất khí không màu, không mùi
 | Số đăng ký CAS = <nowiki>[124-38-9]</nowiki>
 | Tỷ trọng và pha = 1,98 kg/m³ ở 298 K<br>1,6 g/cm³ (rắn)
 | Độ hòa tan trong nước = 1,45 kg/m³
 | Điểm nóng chảy = {{convert|-57|C|F K}} (áp lực)
 | Điểm sôi = {{convert|-78|C|F K}} (thăng hoa)
 | Hằng số điện ly acid = 6,35 và 10,33
 | Hằng số điện ly base = không rõ
 | Độ nhớt = 0,07 c[[Poise|P]] ở -78 °C
 | MSDS = [[Dữ liệu hóa chất bổ sung của carbon dioxide#Bảng chỉ dẫn an toàn hóa chất|MSDS ngoài]]<!--đề nghị thay bằng liên kết chính xác-->
 | Nguy hiểm chính = Ngạt thở<br>Kích thích
 | Biểu tượng NFPA = [[Tập tin:nfpa h2.png]][[Tập tin:nfpa f0.png]][[Tập tin:nfpa r0.png]] (lỏng)
 | Điểm bắt lửa = Không cháy
 | Thông báo R/S = R: As, Fb<br>S: 9, 23, 36a (lỏng)
 | Số RTECS = FF6400000
 | Chiết suất & hằng số điện môi = ''n ε<sub>r</sub>'', v.v.
 | Nhiệt động lực = Các trạng thái<br>rắn, lỏng, khí
 | Dữ liệu quang phổ = [[Phổ UV/VIS|UV]], [[Phổ hồng ngoại|IR]], [[Phổ NMR|NMR]], [[Phương pháp phổ khối lượng|MS]]
| Hợp chất tương tự = [[Metan]]
 |-
 | Hợp chất liên quan = [[Carbon]]<br>[[Carbon monoxide]]<br>[[Carbonat]]<br>[[Carbon trioxide]]}}
'''Carbon dioxide''' hay '''carbonic oxide''' (tên gọi khác: ''thán khí'', ''anhydride carbonic'', ''khí carbonic'') là một hợp chất ở điều kiện bình thường có dạng [[chất khí|khí]] trong [[khí quyển]] [[Trái Đất]], bao gồm một nguyên tử [[carbon]] và hai nguyên tử [[oxy]]. Là một [[hợp chất|hợp chất hóa học]] được biết đến rộng rãi, nó thường xuyên được gọi theo công thức hóa học là '''CO<sub >2</sub>'''. Trong [[chất rắn|dạng rắn]], nó được gọi là băng khô hoặc '''[[đá khô]]'''.

Carbon dioxide thu được từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm cả khí thoát ra từ các [[núi lửa]], sản phẩm [[lửa|cháy]] của các [[hợp chất hữu cơ]] và hoạt động [[hô hấp (sinh lý học)|hô hấp]] của các sinh vật sống hiếu khí. Nó cũng được một số [[vi sinh vật]] sản xuất từ sự [[lên men]] và sự [[hô hấp của tế bào]]. Các loài [[thực vật]] hấp thụ carbon dioxide trong quá trình [[quang hợp]], và sử dụng cả carbon và oxy để tạo ra các [[carbohydrat]]. Ngoài ra, thực vật cũng giải phóng oxy trở lại khí quyển, oxy này sẽ được các [[dị dưỡng|sinh vật dị dưỡng]] sử dụng trong quá trình hô hấp, tạo thành một [[chu trình (lý thuyết đồ thị)|chu trình]]. Nó có mặt trong [[khí quyển Trái Đất]] với nồng độ thấp và tác động như một khí gây [[hiệu ứng nhà kính]]. Nó là thành phần chính trong [[chu trình carbon]].

==Các thuộc tính hóa-lý==
Carbon dioxide là một khí [[không màu]] mà khi hít thở phải ở nồng độ cao (nguy hiểm do nó gắn liền với rủi ro ngạt thở) tạo ra vị chua trong miệng và cảm giác nhói ở mũi và cổ họng. Các hiệu ứng này là do khí hòa tan trong [[màng nhầy]] và [[nước miếng|nước bọt]], tạo ra dung dịch yếu của [[acid carbonic]].

Tỷ trọng riêng của nó ở 25&nbsp;°C là 1,98&nbsp;kg·m<sup>−3</sup>, nặng hơn khoảng 1,5 lần [[khí quyển Trái Đất|không khí]]. Phân tử carbon dioxide (O = C = O) chứa hai [[liên kết cộng hóa trị|liên kết đôi]] và có hình dạng tuyến tính. Nó không có [[lưỡng cực]] điện. Do nó là hợp chất đã bị oxy hóa hoàn toàn nên về mặt hóa học nó không hoạt động lắm và cụ thể là [[không cháy]].

Ở nhiệt độ dưới -78 [[Độ Celsius|°C,]] carbon dioxide [[ngưng tụ]] lại thành các [[tinh thể]] màu trắng gọi là băng khô. Carbon dioxide lỏng chỉ được tạo ra dưới [[áp suất]] trên 5,1 [[Bar (đơn vị)|bar]]; ở điều kiện áp suất khí quyển, nó chuyển trực tiếp từ các pha khí sang rắn hay ngược lại theo một quá trình gọi là [[thăng hoa]].

[[Nước]] sẽ hấp thụ một lượng nhất định carbon dioxide, và nhiều hơn lượng này khi khí bị nén. Khoảng 1% carbon dioxide hòa tan chuyển hóa thành [[acid carbonic]]. Acid carbonic phân ly một phần thành các ion [[bicarbonat]] (HCO<sub>3</sub><sup>−</sup>) và [[carbonat]] (CO<sub>3</sub><sup>2−</sup>).

Khi một nguồn lửa được đưa vào ống thử có chứa carbon dioxide thì ngọn lửa sẽ tắt ngay lập tức do carbon dioxide thông thường không duy trì sự cháy, tuy nhiên nếu là sự cháy của các kim loại mang tính khử cao như [[Magie|Mg]], [[Kẽm|Zn]] thì carbon bị khử, tạo ra Oxide kim loại và muội than. (Một số loại [[bình cứu hỏa]] chứa carbon dioxide hay các chất khi phản ứng với nhau sẽ tạo ra nó dùng để dập lửa). Để xác nhận tiếp theo là khí này là carbon dioxide thì khí được dẫn qua dung dịch [[calci hydroxide]] (Ca(OH)<sub>2</sub>) trong. Dung dịch calci  hydroxide sẽ chuyển thành [[kết tủa]] màu trắng do sự tạo thành [[calci carbonat]] (CaCO<sub>3</sub>).

==Sử dụng==
Carbon dioxide lỏng và rắn là [[chất làm lạnh]] quan trọng, đặc biệt là trong [[công nghiệp thực phẩm]], trong đó chúng tham gia vào quá trình lưu trữ và vận chuyển các loại [[kem lạnh]] và các [[thực phẩm đông lạnh]].

Carbon dioxide được sử dụng để sản xuất [[nước giải khát]] [[bão hòa carbon dioxide|carbonat hóa]] và [[nước soda]]. Theo truyền thống, quá trình carbonat hóa trong [[bia (đồ uống)|bia]] và [[vang nổ]] có được do lên men tự nhiên, nhưng một số nhà sản xuất carbonat hóa các đồ uống này một cách [[nhân tạo]].

[[Bột nở]] sử dụng trong các loại bánh nướng tạo ra khí carbonic làm cho khối bột bị phình to ra, do tạo ra các lỗ xốp chứa bọt khí. [[Men bánh mì]] tạo ra khí carbonic bằng sự lên men trong khối bột, trong khi các loại bột nở hóa học giải phóng ra khí carbonic khi bị nung nóng hoặc bị tác dụng với các [[acid]].

Carbon dioxide thông thường cũng được sử dụng như là khí điều áp rẻ tiền, không cháy. Các [[áo phao cứu hộ]] thông thường chứa các hộp nhỏ chứa carbon dioxide đã nén để nhanh chóng thổi phồng lên. Các ống thép chứa carbonic nén cũng được bán để cup cấp khí nén cho [[súng hơi]], [[bi sơn]], bơm lốp [[xe đạp]], cũng như để làm [[nước carbonat hóa|nước khoáng xenxe]]. Sự bốc hơi nhanh chóng của carbon dioxide lỏng được sử dụng để gây nổ trong các [[than mỏ|mỏ than]].

Carbon dioxide dập tắt lửa, và một số bình cứu hỏa, đặc biệt là các loại được thiết kể để dập cháy do điện, có chứa carbon dioxide lỏng bị nén. carbon dioxide cũng được sử dụng như là môi trường khí cho [[công nghệ hàn]], mặc dù trong [[hồ quang điện|hồ quang]] thì nó phản ứng với phần lớn các kim loại. Nó được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp ô tô mặc dù có chứng cứ đáng kể cho thấy khi hàn trong môi trường này thì mối hàn giòn hơn so với các mối hàn trong môi trường các [[khí hiếm|khí trơ]], và các mối hàn này theo thời gian sẽ giảm phẩm cấp do sự tạo thành của axít carbonic. Nó được sử dụng làm việc này chủ yếu là do nó rẻ tiền hơn nhiều so với các khí trơ như [[agon]] hay [[heli]].

Carbon dioxide lỏng là một [[dung môi]] tốt cho nhiều [[hóa hữu cơ|hợp chất hữu cơ]], và được dùng để loại bỏ [[cafein]] từ [[cà phê]]. Nó cũng bắt đầu nhận được sự chú ý của công nghiệp [[dược phẩm]] và một số ngành công nghiệp chế biến hóa chất khác do nó là chất thay thế ít độc hơn cho các dung môi truyền thống như các [[chloride hữu cơ]] (xem [[hóa học xanh]]).

Thực vật cần có carbon dioxide để thực hiện việc [[quang hợp]], và các nhà kính có thể được làm giàu bầu khí quyển của chúng bằng việc bổ sung CO<sub>2</sub> nhằm kích thích sự tăng trưởng của thực vật. Người ta cũng đề xuất ý tưởng cho carbon dioxide từ các nhà máy nhiệt điện đi qua các ao để phát triển [[tảo]] và sau đó chuyển hóa chúng thành nguồn nhiên liệu [[diesel sinh học|điezen sinh học]]. Nồng độ cao của carbon dioxide trong khí quyển tiêu diệt có hiệu quả nhiều loại sâu hại. Các nhà kính được nâng nồng độ CO<sub>2</sub> tới 10.000 ppm (1%) trong vài giờ để tiêu diệt các loại sâu bệnh như rầy trắng (họ ''Aleyrodidae''), nhện v.v.

Trong y học, tới 5% carbon dioxide được thêm vào [[oxy]] nguyên chất để trợ thở sau khi [[ngừng thở]] và để ổn định cân bằng O<sub>2</sub>/CO<sub>2</sub> trong máu.

Một dạng phổ biến của [[laser]] khí công nghiệp là laze carbon dioxide, sử dụng carbon dioxide làm môi trường.

Carbon dioxide cũng hay được bơm vào hay gần với các [[giếng dầu]]. Nó có tác dụng như là tác nhân nén và khi hòa tan trong [[dầu mỏ|dầu thô]] dưới lòng đất thì nó làm giảm đáng kể độ nhớt của dầu thô, tạo điều kiện để dầu chảy nhanh hơn trong lòng đất vào các giếng hút. Trong các mỏ dầu đã hoàn thiện thì một hệ thống ống đồ sộ được sử dụng để chuyển carbon dioxide tới các điểm bơm.

==Băng khô==
{{Chính|Đá khô}}
'''Băng khô''' là tên gọi cho carbon dioxide rắn (đóng băng). Thuật ngữ này được Prest Air Devices tạo ra năm [[1925]] (công ty thành lập năm 1923 tại thành phố [[Long Island]], New York).

Băng khô, dưới áp suất thường, không nóng chảy thành carbon dioxide lỏng mà [[thăng hoa]] trực tiếp thành dạng khí ở -78,5 [[độ Celsius|°C]] (-109,3 [[độ Fahrenheit|°F]]). Vì thế nó được gọi là "băng khô" như là cách gọi để so sánh với băng "ướt" ([[băng|nước đá]] thông thường).

Băng khô được sản xuất bằng cách nén khí carbon dioxide thành dạng lỏng, loại bỏ nhiệt gây ra bởi quá trình nén (xem [[định luật Charles]]), và sau đó cho carbon dioxide lỏng giãn nở nhanh. Sự giãn nở này làm giảm [[nhiệt độ]] và làm cho một phần CO<sub>2</sub> bị đóng băng thành "tuyết", sau đó "tuyết" này được nén thành các viên hay khối.

===Sử dụng===
[[Tập tin:Trockeneis.jpg|nhỏ|phải|275px|Băng khô được sử dụng để làm lạnh đồ uống tại Công viên trung tâm, thành phố [[New York]], [[Hoa Kỳ]]]]
*Làm lạnh cá khô, các mẫu sinh học và các mặt hàng mau hỏng khác.
*Sản xuất "sương mù cá khô" để tạo các [[hiệu ứng đặc biệt]]. Khi cá khô tiếp xúc với nước thì carbon dioxide đóng băng thăng hoa thành hỗn hợp khí carbon dioxide lạnh và không khí lạnh ẩm ướt. Điều này sinh ra sự [[ngưng tụ]] và hình thành [[sương mù]]; xem thêm [[máy tạo sương mù]]. Hiệu ứng sương mù của hỗn hợp băng khô với [[nước]] được tạo ra tốt nhất là với nước ấm.
*Các viên nhỏ băng khô (thay vì [[cát]]) được bắn vào bề mặt cần làm sạch. Băng khô không cứng như cát, nhưng nó tăng tốc quá trình bằng sự thăng hoa để "không còn gì" tồn tại trên bề mặt cần làm sạch và gần như không tạo ra nhiều bụi gây hại phổi.
*Tăng gây [[mưa]] từ các đám mây hay làm giảm độ dày của mây nhờ sự [[kết tinh]] nước trong mây.
*Sản xuất khí carbon dioxide do cần thiết trong các hệ thống như thùng nhiên liệu [[hệ thống trơ]] trong các máy bay [[Boeing B-47 Stratojet|B-47]].
*Các ống lót trục bằng [[đồng thau]] hay kim loại khác được cho vào băng khô để làm chúng co lại sao cho chúng sẽ khớp với kích thước trong của lỗ trục. Khi các ống lót này ấm trở lại, chúng nở ra và trở nên cực kỳ khít nhau.

===Tiếp xúc===
Do các đặc trưng cụ thể của mình, băng khô đòi hỏi phải có sự phòng ngừa đặc biệt khi tiếp xúc. Nó cực lạnh vì vậy không nên cho tiếp xúc trực tiếp với da (nghĩa là cần đeo găng cách nhiệt thích hợp). Nó thường xuyên thăng hoa thành khí carbonic, vì thế nó không thể lưu trữ trong các thùng chứa có nắp đậy do áp suất tạo ra sẽ nhanh chóng phá vỡ thùng do bị nổ. Khí thăng hoa cần thông gió tốt; nếu không nó có thể tràn ngập không gian quanh đó và làm cho người ta nghẹt thở. Sự quan tâm đặc biệt đối với các thiết bị thông gió là cần thiết. Những người tiếp xúc với băng khô cần phải được cảnh báo là carbon dioxide nặng hơn không khí và sẽ chìm xuống dưới sàn. Một số thị trường đòi hỏi những người mua băng khô phải từ 18 tuổi trở lên.

==Sinh học==
Carbon dioxide là sản phẩm cuối cùng trong cơ thể sinh vật có sự tích lũy năng lượng từ việc phân hủy [[đường (hóa học)|đường]] hay [[chất béo]] với [[oxy]] như là một phần của sự [[trao đổi chất]] của chúng, trong một quá trình được biết đến như là sự [[hô hấp của tế bào]]. Nó bao gồm tất cả các loài thực vật, [[động vật]], nhiều loại [[nấm]] và một số [[vi khuẩn]]. Trong các động vật bậc cao, carbon dioxide di chuyển trong [[máu]] từ các mô của cơ thể tới [[phổi]] và ở đây nó bị thải ra ngoài.

Hàm lượng carbon dioxide trong [[khí quyển Trái Đất|không khí]] trong lành là khoảng 0,04%, và trong không khí bị thải ra từ sự thở là khoảng 4,5%. Khi thở trong không khí với nồng độ cao (khoảng 5% theo thể tích), nó là [[độc hại]] đối với con người và các động vật khác.

[[Hemoglobin]], phân tử chuyên chở oxy chính trong [[hồng cầu]], có thể chở cả oxy và carbon dioxide, mặc dù theo các cách thức hoàn toàn khác nhau. Sự suy giảm liên kết với oxy trong máu do sự tăng mức carbon dioxide được biết đến như là [[hiệu ứng Haldane]], và nó là quan trọng trong việc vận chuyển carbon dioxide từ các mô tới phổi. Ngược lại, sự tăng áp suất thành phần của CO<sub>2</sub> hay pH thấp hơn sẽ sinh ra sự rút bớt oxy từ hemoglobin. Hiệu ứng này gọi là [[hiệu ứng Bohr]].

Theo nghiên cứu của USDA <ref>[http://itest.slu.edu/articles/90s/hannan.html] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20051213010831/http://itest.slu.edu/articles/90s/hannan.html|date=2005-12-13}}</ref>, sự thở của một người trung bình mỗi ngày sinh ra khoảng 450 lít (khoảng 900 gam) carbon dioxide.

CO<sub>2</sub> được vận chuyển trong máu theo ba cách khác nhau. Phần lớn trong chúng (khoảng 80%–90%) được các enzym [[carbonic anhydraz]] chuyển hóa thành các ion bicarbonat HCO<sub>3</sub><sup>−</sup> trong các tế bào hồng cầu. 5%–10% được hòa tan trong huyết tương và 5%–10% liên kết với hemoglobin thành các hợp chất carbamin. Phần trăm chính xác phụ thuộc vào đó là máu ở động mạch hay tĩnh mạch.

Hemoglobin liên kết với CO<sub>2</sub> không giống như liên kết với oxy; CO<sub>2</sub> liên kết với các nhóm chứa N trên 4 chuỗi globin. Tuy nhiên, do các hiệu ứng khác khu vực hoạt hóa trên phân tử hemoglobin, liên kết của CO<sub>2</sub> làm giảm lượng oxy được liên kết đối với áp suất thành phần nhất định của oxy.

Carbon dioxide có thể là một trong các chất trung gian để tự điều chỉnh việc cung cấp máu theo khu vực. Nếu nồng độ của nó cao thì các [[mao mạch]] nở ra để cho nhiều máu hơn đến các mô.

Các ion bicarbonat là chủ yếu trong việc điều chỉnh [[pH]] của máu. Do tần suất thở có ảnh hưởng tới mức CO<sub>2</sub> trong máu, nên nhịp thở quá chậm hay quá nông sẽ sinh ra hiện tượng [[toan hô hấp]], trong khi nhịp thở quá nhanh gây nên [[thở nhanh]] sẽ dẫn đến [[kiềm hô hấp]].

Một điều thú vị là mặc dù oxy là chất cần thiết của quá trình trao đổi chất của cơ thể, nhưng không phải nồng độ thấp của oxy kích thích sự hô hấp mà lại là nồng độ cao của carbon dioxide. Kết quả là, sự hô hấp trong không khí loãng (áp suất thấp) hay hỗn hợp khí không có oxy (ví dụ nitơ nguyên chất) dẫn đến sự bất tỉnh mà không cần có các vấn đề về hệ hô hấp của cá thể đó. Nó là đặc biệt nguy hiểm cho các phi công lái máy bay chiến đấu bay ở cao độ lớn, và nó cũng là lý do giải thích tại sao các hướng dẫn tại các máy bay thương mại trong trường hợp sụt áp suất trong khoang thì người ta cần phải sử dụng mặt nạ thở oxy cho chính mình trước khi giúp người khác—nếu không thì chính người đó sẽ chịu rủi ro bất tỉnh mà không hề được cảnh báo trước về nguy hiểm sắp xảy ra.

Thực vật hấp thụ carbon dioxide từ khí quyển trong quá trình quang hợp. Carbon dioxide được thực vật (với năng lượng từ ánh sáng Mặt Trời) sử dụng để sản xuất ra các chất hữu cơ bằng tổ hợp nó với nước. Các phản ứng này giải phóng ra oxy tự do. Đôi khi carbon dioxide được bơm thêm vào các nhà kính để thúc đẩy thực vật phát triển. Thực vật cũng giải phóng ra CO<sub>2</sub> trong quá trình hô hấp của nó, nhưng tổng thể thì chúng làm giảm lượng CO<sub>2</sub>.

Các giới hạn của [[OSHA]] cho nồng độ carbon dioxide tại nơi làm việc là 0,5% cho thời gian dài, tối đa tới 3% cho phơi nhiễm ngắn (tối đa 10 phút). OSHA cho rằng các nồng độ trên 4% là "nguy hiểm ngay lập tức đối với sức khỏe và sự sống". Những người thở không khí chứa trên 5% carbon dioxide trên 30 phút có các triệu chứng [[tăng anhydride carbonic máu]] cấp tính, trong khi việc thở với nồng độ carbon dioxide từ 7%–10% có thể làm bất tỉnh trong vài phút. Carbon dioxide, dù là dạng khí hay dạng rắn, chỉ được tiếp xúc trong các môi trường/khu vực thông gió tốt.

''Xem thêm'': [[Khí máu động mạch]].

==Khí quyển Trái Đất==
{{Chính|Khí quyển Trái Đất}}
[[Tập tin:CO2-Mauna-Loa.png|nhỏ|phải|250px|Nồng độ CO<sub>2</sub> trong khí quyển, đo tại [[Mauna Loa]].]]
Vào thời điểm năm [[2004]], [[khí quyển Trái Đất]] chứa khoảng 0,038% theo thể tích (380 µL/L hay [[ppm (mật độ)|ppm]]) hoặc 0,053% theo trọng lượng là CO<sub>2</sub>. Nó tương đương với 2,7 × 10<sup>12</sup> [[tấn]] CO<sub>2</sub>. Do có nhiều đất đai hơn (và vì thế nhiều thực vật hơn) nên ở bắc bán cầu khi so với nam bán cầu có sự dao động hàng năm vào khoảng 5 µL/L, sự dao động này lên tới đỉnh vào tháng 5 và xuống tối thiểu vào tháng 10 khi kết thúc mùa sinh trưởng ở bắc bán cầu, khi mà khối lượng các chất sinh học trên hành tinh là lớn nhất.

Mặc dù nồng độ thấp nhưng CO<sub>2</sub> là một thành phần cực kỳ quan trọng trong khí quyển Trái Đất, do nó hấp thụ bức xạ [[tia hồng ngoại|hồng ngoại]] và làm tăng [[hiệu ứng nhà kính]].

Carbon dioxide nguyên thủy trong khí quyển của Trái Đất được tạo ra trong hoạt động của các [[núi lửa]]; nó là cốt yếu để làm ấm và ổn định khí hậu dẫn đến sự sống. Hoạt động núi lửa ngày nay giải phóng khoảng 130–230 triệu tấn carbon dioxide mỗi năm. Lượng khí này xấp xỉ 1% lượng carbon dioxide do các hoạt động của con người tạo ra.

[[Tập tin:Global Carbon Emissions.svg|nhỏ|trái|250px|Sự thải khí carbon dioxide toàn cầu từ năm [[1751]] đến năm [[2004]].]]
Từ đầu thời kỳ [[cách mạng công nghiệp]], [[carbon dioxide trong khí quyển Trái Đất|nồng độ CO<sub>2</sub> trong khí quyển]] đã tăng khoảng 110 µL/L hay khoảng 40%, phần lớn trong số này được giải phóng từ năm [[1945]] đến nay. Các đo đạc hàng tháng tại [[Mauna Loa]] [http://cdiac.esd.ornl.gov/trends/co2/sio-mlo.htm] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20041210093357/http://cdiac.esd.ornl.gov/trends/co2/sio-mlo.htm |date = ngày 10 tháng 12 năm 2004}} từ năm [[1958]] chỉ ra sự tăng từ 316 µL/L trong năm đó tới 376 µL/L năm [[2003]], tổng thể tăng 60 µL/L trong lịch sử 44 năm đo đạc. Các [[nhiên liệu hóa thạch]] như [[than (định hướng)|than]] và [[dầu mỏ]] bị đốt là nguyên nhân chính trong sự gia tăng của CO<sub>2</sub> do con người tạo ra; Sự [[tàn phá rừng]] là nguyên nhân thứ hai. Năm 1997, các đám cháy [[than bùn]] ở Indonesia có thể giải phóng tới 13%–40% lượng dioxide carbon do nhiên liệu hóa thạch tạo ra. Nhiều công nghệ khác nhau đã được giới thiệu nhằm làm giảm lượng carbon dioxide dư thừa khỏi khí quyển. Không phải toàn bộ lượng CO<sub>2</sub> được giải phóng ra tồn tại trong không khí; một số được các đại dương hoặc [[sinh quyển]] hấp thụ. Tỷ lệ CO<sub>2</sub> tỏa ra trên sự tăng của CO<sub>2</sub> trong khí quyển được biết đến như là ''tỷ lệ bay lên'' (Keeling và những người khác, 1995); nó dao động theo các trung bình ngắn hạn nhưng thông thường là 57% cao hơn đối với các chu kỳ dài hơn (5 năm).
[[Tập tin:TOMS indonesia smog lrg.jpg|nhỏ|200px|Ô nhiễm khói và ôzôn từ các đám cháy ở Indonesia năm 1997.]]

Thuyết "[[ấm lên toàn cầu|sự ấm toàn cầu]]" (GWT) dự báo là sự gia tăng lượng CO<sub>2</sub> trong khí quyển có xu hướng làm trầm trọng thêm [[hiệu ứng nhà kính]] và vì thế góp phần vào [[ấm lên toàn cầu|sự ấm toàn cầu]]. Hiệu ứng của carbon dioxide tạo ra từ sự cháy đối với khí hậu được gọi là [[hiệu ứng Callendar]].

===Thay đổi trong quá khứ===
[[Tập tin:Carbon Dioxide 400kyr.png|nhỏ|phải|250px|Nồng độ CO<sub>2</sub> trong 400.000 năm gần đây]]

Phương pháp trực tiếp nhất để đo nồng độ carbon dioxide trong khí quyển cho các thời kỳ trước việc lấy mẫu trực tiếp là đo các bọt khí bị giữ lại trong các chỏm băng ở [[Nam Cực]] hay [[Greenland]]. Nghiên cứu được chấp nhận rộng rãi nhất là từ các loại lấy từ Nam Cực và chỉ ra rằng mức CO<sub>2</sub> trong khí quyển là khoảng 260–280 µL/L ngay trước khi khí thải công nghiệp bắt đầu và nó không dao động nhiều với mức này trong khoảng 10.000 năm trước đó.

Ghi chép về [[lõi băng]] dài nhất đến từ Đông Nam Cực, tại đó băng được lấy mẫu đến niên đại khoảng 650.000 năm trước. [http://pubs.acs.org/cen/news/83/i48/8348notw1.html] Trong thời gian này, nồng độ carbon dioxide trong khí quyển đã dao động trong khoảng 180–210 µL/L trong các [[thời kỳ băng hà]], tăng lên tới 280–300 µL/L trong các [[thời kỳ giữa các kỷ băng hà]] ấm áp hơn.

Một số nghiên cứu đã gây tranh luận về sự ổn định của mức CO<sub>2</sub> trong thời kỳ giữa các kỷ băng hà gần đây nhất (10.000 năm cuối). Dựa trên phân tích các lá hóa thạch, Wagner và những người khác cho rằng mức CO<sub>2</sub> trong thời kỳ 7–10.000 năm trước là cao hơn một cách đáng kể (≈ 300 µL/L) và chứa các thay đổi đáng kể mà có thể có tương quan với các thay đổi khí hậu. Các tuyên bố khác gây tranh cãi là giả thiết cho rằng chúng có lẽ phản ánh các vấn đề định cỡ hơn là các thay đổi thực sự của CO<sub>2</sub>. Liên quan đến tranh cãi này là các quan sát lõi băng ở Greenland thông thường cho các giá trị của CO<sub>2</sub> cao hơn và biến đổi nhiều hơn so với các phép đo tương tự tại Nam Cực. Tuy nhiên, các nhóm chịu trách nhiệm cho các đo đạc này (ví dụ Smith và những người khác tin rằng các thay đổi trong lõi băng Greenland được tạo ra do sự phân hủy tại chỗ (''in situ'') của bụi [[calci carbonat]] tìm thấy trong băng. Khi mức độ bụi trong các lõi băng Greenland là thấp gần như bằng mức ở lõi băng Nam Cực thì các báo cáo của các nhà nghiên cứu cũng gần như cho một kết quả giữa các phép đo tại hai nơi này.

[[Tập tin:Phanerozoic Carbon Dioxide.png|nhỏ|trái|300px|Các thay đổi của carbon dioxide từ [[thời Phanerozoic]] (542 triệu năm trước). Thời kỳ gần đây nằm bên trái của biểu đồ, và nó dường như là 550 triệu năm trước thì nồng độ carbon dioxide cao hơn đáng kể so với ngày nay.]]

Trên biểu thời gian dài hơn, các phép đo đại diện khác nhau được sử dụng để cố gắng xác định mức carbon dioxide trong khí quyển hàng triệu năm trước. Các phép đo này bao gồm các tỷ lệ [[đồng vị]] [[bo]] và [[carbon]] trong các dạng trầm tích đại dương nào đó cũng như số lượng [[khí khổng]] quan sát được trên các lá hóa thạch. Trong khi các phép đo này ít chính xác hơn về nồng độ carbon dioxide so với việc đo lõi băng thì ở đây có chứng cứ cho thấy các nồng độ CO<sub>2</sub> rất cao (> 3.000 µL/L) trong khoảng 600–400 triệu năm trước và trong khoảng 200–150 triệu năm trước.[http://www.grida.no/climate/ipcc_tar/wg1/fig3-2.htm] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070427162234/http://www.grida.no/climate/ipcc_tar/wg1/fig3-2.htm |date = ngày 27 tháng 4 năm 2007}}. Trên biểu thời gian dài, hàm lượng CO<sub>2</sub> khí quyển được xác định theo cân bằng giữa các quá trình địa hóa học (bao gồm carbon hữu cơ bị chôn vùi trong các trầm tích, đá silicat [[phong hoá|phong hóa]]) và tác động của núi lửa. Hiệu ứng ròng của sự không cân bằng nhẹ trong chu trình carbon trên hàng chục đến hàng trăm triệu năm đã làm giảm CO<sub>2</sub> khí quyển. Các tốc độ của các quá trình này là cực chậm; vì thế chúng có mối tương quan bị giới hạn đối với các phản ứng của CO<sub>2</sub> khí quyển trong việc thoát ra trong hàng trăm năm sau. Trong thời gian gần đây, nồng độ CO<sub>2</sub> khí quyển vẫn tiếp tục theo đà suy giảm kể từ khoảng 60 triệu năm trước, và ở đây cũng có chứng cứ địa hóa học cho thấy nồng độ đã nhỏ hơn 300 µL/L vào khoảng 20 triệu năm trước. Nồng độ CO<sub>2</sub> thấp có thể đã là tác nhân kích thích cho sự tiến hóa của các thực vật [[Sự cố định carbon C<sub>4</sub>|C<sub>4</sub>]], là những loài đã tăng đáng kể về số lượng trong khoảng 7–5 triệu năm trước. Mặc dù các nồng độ CO<sub>2</sub> thời đó đã vượt quá trong vòng các kỷ nguyên địa chất diễn ra sớm hơn, các nồng độ carbon dioxide hiện nay có lẽ là cao hơn so với bất kỳ thời gian nào trong vòng 20 triệu năm qua [http://www.grida.no/climate/ipcc_tar/wg1/107.htm#331] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060709234538/http://www.grida.no/climate/ipcc_tar/wg1/107.htm#331 |date=2006-07-09 }} nhưng lại là thấp hơn so với bất kỳ thời gian nào trong lịch sử nếu ta nhìn vào thang thời gian dài hơn 50 triệu năm.

==Thủy quyển Trái Đất==
{{Chính|Thủy quyển}}
Các đại dương của Trái Đất chứa một lượng khổng lồ carbon dioxide trong dạng các ion bicarbonat và carbonat—nhiều hơn rất nhiều so với lượng CO<sub>2</sub> trong khí quyển. Bicarbonat được tạo ra trong các phản ứng của đá, nước và carbon dioxide. Dưới đây là ví dụ về sự hòa tan [[calci carbonat]]:

CaCO<sub>3</sub> + CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O ⇌ Ca<sup>2+</sup> + 2 HCO<sub>3</sub><sup>−</sup>

Các phản ứng tương tự như thế có xu hướng tạo ra các thay đổi đệm của CO<sub>2</sub> khí quyển. Các phản ứng giữa carbon dioxide và các loại đá không carbonat cũng bổ sung thêm bicarbonat vào biển cả, chúng sau đó phản ứng theo chiều ngược lại của phản ứng trên để tạo ra các loại đá carbonat và giải phóng một nửa các bicarbonat thành CO<sub>2</sub>. Hàng trăm triệu năm qua chúng đã tạo ra một lượng lớn đá carbonat. Nếu tất cả các loại đá carbonat trong lớp vỏ Trái Đất được chuyển hóa ngược lại thành carbon dioxide thì lượng khí này sẽ nặng gấp 40 lần toàn bộ khí quyển.

Phần chủ yếu của CO<sub>2</sub> được bổ sung vào khí quyển cuối cùng sẽ bị các đại dương hấp thụ trong dạng các ion bicarbonat, nhưng quá trình này phải mất hàng trăm năm do phần lớn nước biển lại không ở gần bề mặt.

==Trong vũ trụ==
Carbon dioxide là thành phần chính của [[khí quyển Sao Hỏa]], và là một thành phần quan trọng của [[khí quyển Sao Kim]]. Có giả thuyết cho rằng vào thời kỳ [[hệ Mặt Trời]] mới hình thành, các hành tinh nằm ở vòng trong ([[Trái Đất]], [[Sao Hỏa]], [[Sao Kim]]) đều có khí quyển khá giống nhau và chứa nhiều thán khí. Thán khí cũng có mặt ở dạng băng khô trên các [[sao chổi]].

Chất khí này đã được quan sát là có mặt ở khoảng không vũ trụ, gần những [[sao]] thuộc thế hệ 2 hoặc thế hệ 3, nơi mà sản phẩm của quá trình [[phản ứng tổng hợp hạt nhân|phản ứng nhiệt hạch]] trong các sao đã tích tụ nhiều [[carbon]] và [[oxy]]. Có thể đặt giả thuyết rằng chất khí này có mặt trong khí quyển của các [[hành tinh]] thuộc vòng trong bay quanh các sao thuộc thế hệ từ 2 trở đi.

==Lịch sử==
Carbon dioxide là một trong các khí đầu tiên được miêu tả như là chất hiện hữu trong không khí. Vào [[thế kỷ XVII]], nhà hóa học người [[Flanders]] là [[Jan Baptist van Helmont]] đã quan sát thấy khi ông đốt [[than củi]] trong bình kín thì khối lượng còn lại của tro là thấp hơn so với khối lượng nguyên thủy của than củi. Diễn giải của ông là phần còn lại của than củi đã được biến tố thành chất không nhìn thấy mà ông gọi là "khí" hay "linh hồn hoang dã" (''spiritus sylvestre'').

Các thuộc tính của carbon dioxide được nhà vật lý [[người Scotland]] là [[Joseph Black]] nghiên cứu nhiều hơn trong [[thập niên 1750]]. Ông phát hiện ra là [[đá vôi]] ([[calci carbonat]]) có thể nung nóng hay xử lý bằng các [[acid]] để sinh ra khí mà ông gọi là "không khí cố định". Ông quan sát thấy không khí cố định nặng hơn không khí và không hỗ trợ sự cháy cũng như sự sống của động vật. Ông cũng phát hiện là nó có thể, khi cho chạy qua dung dịch nước của vôi tôi ([[calci hydroxide]]) làm kết tủa calci carbonat và sử dụng hiện tượng này để minh họa rằng carbon dioxide là sản phẩm của sự hô hấp của động vật và lên men vi sinh vật. Năm [[1772]], [[Joseph Priestley]] sử dụng carbon dioxide tạo ra từ phản ứng của [[acid sunfuric]] với đá vôi để điều chế nước soda, ví dụ đầu tiên được biết của đồ uống carbonat hóa nhân tạo.

Carbon dioxide được [[Humphry Davy|Humphrey Davy]] và [[Michael Faraday]] hóa lỏng lần đầu tiên năm [[1823]] bằng tăng áp suất. Mô tả đầu tiên về carbon dioxide rắn là của [[Charles Thilorier]], là người năm [[1834]] đã mở thùng chứa carbon dioxide lỏng bị nén, chỉ để tìm sản phẩm được tạo ra do bị làm lạnh vì sự bay hơi nhanh của carbon dioxide lỏng và thấy "tuyết" của CO<sub>2</sub> rắn.

==Xem thêm==
*[[Khí thiên nhiên]]
*[[Nhiên liệu hóa thạch]]
*[[Khí nhà kính]]
*[[Chu trình carbon]]

==Tham khảo==
{{Tham khảo}}
*Friederike Wagner, Bent Aaby và Henk Visscher (2002) Rapid atmospheric CO<sub>2</sub> changes associated with the 8,200-years-B.P. cooling event, PNAS 99 (19): 12011-12014 DOI: [http://dx.doi.org/10.1073/pnas.182420699 10.1073/pnas.182420699]
*Andreas Indermühle, Bernhard Stauffer, Thomas F. Stocker (1999) Early Holocene Atmospheric CO<sub>2</sub> Concentrations, ''Science'' 286 (5446): 1815 DOI: [http://dx.doi.org/10.1126/science.286.5446.1815a 10.1126/science.286.5446.1815a] [http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/286/5446/1815a Early Holocene Atmospheric CO<sub>2</sub> Concentrations] ''Science'' URL truy cập 26 tháng 5 năm 2005
*H.J. Smith, M Wahlen và D. Mastroianni (1997) The CO<sub>2</sub> concentration of air trapped in GISP2 ice from the Last Glacial Maximum-Holocene transition, ''Geophysical Research Letters'' 24(1) 1-4
*Joseph Priestley (1772) Observations on Different Kinds of Air, ''Philosophical Transactions'' 62: 147-264 
*Humphry Davy (1823) On the Applicatin of Liquids Formed by the Condensation of Gases as Mechanical Agents, ''Philosophical Transactions'' 113: 199-205
{{Ấm lên toàn cầu}}

==Liên kết ngoài==
{{Thể loại Commons|Carbon dioxide}}
*[http://www.ilo.org/public/english/protection/safework/cis/products/icsc/dtasht/_icsc00/icsc0021.htm Thẻ an toàn hóa chất số 0021]
*[http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/summary/summary.cgi?cid=280 CID280 từ PubChem]
*[http://www.dryiceinfo.com/science.htm Thông tin về băng khô] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20040403174431/http://www.dryiceinfo.com/science.htm |date = ngày 3 tháng 4 năm 2004}}
*Bassam Z. Shakhashiri – [http://scifun.chem.wisc.edu/chemweek/CO2/CO2.html Hóa chất trong tuần: Carbon dioxide] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20041210094010/http://scifun.chem.wisc.edu/chemweek/CO2/CO2.html |date = ngày 10 tháng 12 năm 2004}}
*Keeling, C.D. và T.P. Whorf – [http://cdiac.esd.ornl.gov/trends/co2/sio-mlo.htm Ghi chép về carbon dioxide trong khí quyển tại Mauna Loa] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20041210093357/http://cdiac.esd.ornl.gov/trends/co2/sio-mlo.htm |date = ngày 10 tháng 12 năm 2004}}, 2002
*[http://www.usatoday.com/weather/news/2004-03-21-co2-buildup_x.htm Cập nhật Mauna Loa 2004]
*[http://www.uigi.com/carbondioxide.html Carbon dioxide, CO<sub>2</sub>: Thuộc tính, sử dụng, ứng dụng]
*[http://www.compchemwiki.org/index.php?title=Carbon_dioxide Wiki hóa điện toán] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060221234757/http://www.compchemwiki.org/index.php?title=Carbon_dioxide |date=2006-02-21 }}
*[http://scifun.chem.wisc.edu/chemweek/CO2/CO2_phase_diagram.gif Biểu đồ pha theo áp suất-nhiệt độ của carbon dioxide] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080216015146/http://scifun.chem.wisc.edu/chemweek/CO2/CO2_phase_diagram.gif |date = ngày 16 tháng 2 năm 2008}}
{{Oxide|state=}}

[[Thể loại:Hợp chất carbon vô cơ]]
[[Thể loại:Oxide]]
[[Thể loại:Khí nhà kính]]
[[Thể loại:Tác nhân đẩy]]
[[Thể loại:Dung môi]]
[[Thể loại:Chất làm lạnh]]
[[Thể loại:Chất dập lửa]]
[[Thể loại:Hợp chất carbon]]
[[Thể loại:Hợp chất oxy]]
[[Thể loại:Carbon dioxide]]
[[Thể loại:Hóa chất gia dụng]]
[[Thể loại:Oxide acid]]