Діоксид вуглецю або двоокис вуглецю (також вуглекислий газ. Углекіслотá, оксид вуглецю (IV). Вугільний ангідрид) - безбарвний газ (в нормальних умовах) без запаху, з хімічною формулою CO2.
Щільність при нормальних умовах 1,98 кг / м³ (в 1,5 рази важчий за повітря). При атмосферному тиску діоксид вуглецю не існує в рідкому стані. переходячи безпосередньо з твердого стану в газоподібний (сублімація). Твердий діоксид вуглецю називають сухим льодом. При підвищеному тиску і звичайних температурах вуглекислий газ переходить в рідину, що використовується для його зберігання.
Концентрація вуглекислого газу в атмосфері Землі становить в середньому 0,04% [2]. Вуглекислий газ легко пропускає ультрафіолетові промені і промені видимої частини спектру, які надходять на Землю від Сонця і обігрівають її. У той же час він поглинає випускаються Землею інфрачервоні промені і є одним з парникових газів. внаслідок чого бере участь в процесі глобального потепління. Постійне зростання рівня вмісту цього газу в атмосфері спостерігається з початку індустріальної епохи.
фізичні
Оксид вуглецю (IV) - вуглекислий газ, газ без запаху і кольору, важчий за повітря, при сильному охолодженні кристалізується у вигляді білої снегообразной маси - «сухого льоду». При атмосферному тиску він не плавиться, а випаровується, температура сублімації -78 ° С. Вуглекислий газ утворюється при гнитті і горінні органічних речовин. Міститься в повітрі і мінеральних джерелах, виділяється при диханні тварин і рослин. Розчинний у воді (1 об'єм вуглекислого газу в одному об'ємі води при 15 ° С).
хімічні
Оксид вуглецю (IV) не підтримує горіння. У ньому горять тільки деякі активні метали: [3]:
Взаємодія з оксидом активного металу:
При розчиненні в воді утворює вугільну кислоту:
Реагує з лугами з утворенням карбонатів і гідрокарбонатів:
C a (O H) 2 + C O 2 # X2192; C a C O 3 # X2193; + H 2 O + CO_ \ rightarrow CaCO_ \ downarrow + H_O >>> (якісна реакція на вуглекислий газ) K O H + C O 2 # X2192; K H C O 3 \ rightarrow KHCO _ >>>
біологічні
Організм людини виділяє приблизно 1 кг вуглекислого газу на добу [4].
Референтні значення або середні значення парціального тиску вуглекислого газу в крові (pCO2)
Газ венозної крові
Альвеолярний легеневий газ
Вуглекислий газ (CO2) транспортується в крові трьома різними способами (точне співвідношення кожного з цих трьох способів транспортування залежить від того, чи є кров артеріальної або венозної).
- Велика частина вуглекислого газу (від 70% до 80%) перетворюється ферментом карбоангидразой еритроцитів в іони гідрокарбонату [8]. за допомогою реакції CO2 + H2 O → H2 CO3 → H + + HCO3 -.
- Близько 5% - 10% вуглекислого газу розчинено в плазмі крові [8].
- Близько 5% - 10% вуглекислого газу пов'язане з гемоглобіном у вигляді карбаміносоедіненій (карбогемоглобін) [8].
Гемоглобін, основний кисень-транспортує білок еритроцитів крові, здатний транспортувати як кисень, так і вуглекислий газ. Однак вуглекислий газ зв'язується з гемоглобіном в іншому місці, ніж кисень. Він зв'язується з N-термінальними кінцями ланцюгів глобіну. а не з гемом. Однак завдяки аллостерическим ефектів, які призводять до зміни конфігурації молекули гемоглобіну при зв'язуванні, зв'язування вуглекислого газу знижує здатність кисню до зв'язування з ним же, при цьому парціальному тиску кисню, і навпаки - зв'язування кисню з гемоглобіном знижує здатність вуглекислого газу до зв'язування з ним же, при даному парціальному тиску вуглекислого газу. Крім цього, здатність гемоглобіну до переважного зв'язування з киснем або з вуглекислим газом залежить також і від pH середовища. Ці особливості дуже важливі для успішного захоплення і транспорту кисню з легенів до тканин і його успішного вивільнення в тканинах, а також для успішного захоплення і транспорту вуглекислого газу з тканин в легені і його вивільнення там.
Вуглекислий газ є одним з найважливіших медіаторів ауторегуляції кровотоку. Він є потужним вазодилататором. Відповідно, якщо рівень вуглекислого газу в тканини або в крові підвищується (наприклад, внаслідок інтенсивного метаболізму - викликаного, скажімо, фізичним навантаженням, запаленням, пошкодженням тканин, або внаслідок утруднення кровотоку, ішемії тканини), то капіляри розширюються, що призводить до збільшення кровотоку і відповідно до збільшення доставки до тканин кисню і транспорту з тканин накопиченої вуглекислоти. Крім того, вуглекислий газ в певних концентраціях (підвищених, але ще не досягають токсичних значень) робить позитивний інотропну і хронотропное дію на міокард і підвищує його чутливість до адреналіну. що призводить до збільшення сили і частоти серцевих скорочень, величини серцевого викиду і, як наслідок, ударного і хвилинного об'єму крові. Це також сприяє корекції тканинної гіпоксії і гіперкапнії (підвищеного рівня вуглекислоти).