Was ist Kohlensäure (Kohlendioxid / Kohlenstoffdioxid)?

Kohlendioxid / Kohlensäure ist ein geruchloses, farbloses nicht brennbares Gas, welches schwerer als Luft ist. Die chemische Formel lautet CO2. Der korrekte Name lautet Kohlenstoffdioxid, da die Verbindung ein Oxid des Elements Kohlenstoff ist. Das Molekül ist linear aufgebaut und unpolar.

Wie entsteht Kohlensäure (Kohlendioxid / Kohlenstoffdioxid)?

Kohlendioxid /Kohlenstoffdioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoffhaltigen Stoffen, wenn Sauerstoff vorhanden ist. Auch im Organismus entsteht es als Nebenprodukt der Zellatmung. Das CO2 wird dabei über den Atem abgegeben.
Kohlensäure entsteht erst nachdem Kohlenstoffdioxid in Wasser gelöst ist. Wobei aber ca. 99% des Kohlendioxids nur physikalisch gelöst sind. Die Kohlensäure als solche liegt aber praktisch nicht als Molekül vor.

Verwendung von Kohlensäure (Kohlendioxid / Kohlenstoffdioxid)

Im festen Aggregatzustand wird es in der Technik unter dem Begriff Trockeneis verwendet. Trockeneis schmilzt nicht, sondern verdampft bei –78°C. Bei der Sublimation, entsteht ein weißer Nebel aus kaltem CO2-Luftgemisch und kondensierender Feuchtigkeit, der in der Bühnentechnik Anwendung findet. Viele Getränke enthalten Kohlensäure (Kohlenstoffdioxid in Wasser gelöst). Hier wird es künstlich zugesetzt, oder es entsteht durch Gärung. Eine Verwendung von natürlichen kohlenstoffhaltigen Mineralwassern ist ebenfalls möglich.
Auch in Feuerlöschern kommt es zum Einsatz, da es Sauerstoff vom Brandherd verdrängt. In Klimaanlagen, wird Kohlenstoffdioxid zunehmend als natürliches Kältemittel eingesetzt. Als Dünger in Gewächshäusern eingesetzt, können Ertragssteigerungen erreicht werden. Pflanzen verwenden bei der Photosynthese Kohlendioxid um Glukose zu produzieren und ihre Biomasse aufzubauen. Beim Schweißen wird Kohlenstoffdioxid auch als Schutzgas eingesetzt. Da Kohlenstoffdioxid bei hohen Temperaturen thermodynamisch instabil ist, wird es als Aktivgas bezeichnet. Auch in der Medizin findet Kohlendioxid seine Anwendungsgebiete, sei es bei der Arzneiherstellung als auch bei Untersuchungen und Eingriffen.

Gefahren von Kohlensäure (Kohlendioxid / Kohlenstoffdioxid)

Immer wieder kommt es zu Unfällen mit CO2. In Futtersilos, Weinkellern und Jauchegruben bilden sich durch Gärprozesse beträchtliche Mengen von Kohlendioxid. Bei der Vergärung von 1 Liter Most, entstehen bis zu 50 Liter Gärgase. Wenn nicht für ausreichend Belüftung gesorgt ist bilden sich gefährliche Konzentrationen in Bodennähe, da Kohlenstoffdioxid schwerer als Luft ist.
Die weit verbreitete Ansicht, Kohlendioxid sei an sich ungiftig und verdränge nur den lebensnotwendigen Sauerstoff ist falsch. Eine Kerzenprobe zum erkennen der Sauerstoffknappheit ist zu ungenau, da ein brennen auch dann noch möglich ist wenn der Sauerstoff zum Atmen nicht mehr ausreicht. In der atmosphärischen Luft kommt Kohlendioxid zu etwa 0,03% vor, bei der ausgeatmeten Luft sind es bereits 4,5%. Ab 5% treten Kopfschmerzen und Schwindel auf, bei höheren Konzentrationen beschleunigter Herzschlag, Blutdruckanstieg, Atemnot und Bewusstlosigkeit.

Konzentrationen über 20% sind tödlich. Die Rettung eines Verunglückten aus CO2 - verdächtigen Situationen ist nur mit schwerem Atemschutz möglich.