二酸化炭素
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| 二酸化炭素 | |
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| IUPAC名 | 二酸化炭素 |
| 別名 | 炭酸ガス ドライアイス（固体） |
| 組成式 | CO2 |
| 式量 | 44.01 g/mol |
| 形状 | 無色気体 |
| 結晶構造 | |
| CAS登録番号 | [124-38-9] |
| 密度と相 | 0.00198 g/cm3, 気体、25 ℃ |
| 水への溶解度 | 0.145 g/100 mL (℃) |
| 融点 | −56.6 ℃/5.2 atm[1] |
| 沸点 | −78.5 ℃/760 mmHg[1] |
| 出典 | |
二酸化炭素（にさんかたんそ、英：carbon dioxide）は、化学式 CO2で表される化学物質。最も代表的な炭素の酸化物である。気体は炭酸ガス、固体はドライアイス、水溶液は炭酸と呼ばれる。CAS登録番号 [124-38-9]。
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[編集] 性質
常温常圧では無色無臭の気体。分子量 44.01 g/mol、密度 1.98 kg/m³（25℃）、 融点 −56.6 ℃ (5.2 atm)、沸点 −78.5 ℃ (760 mmHg)。水への溶解度 0.145 g（水 100 mL あたり）。常圧では液体にならず、− 79 ℃ で昇華して固体（ドライアイス）となる。水溶液（炭酸）は弱酸性。
炭素を含む物質（石油、石炭、木材など）を燃焼したり、動植物の呼吸や微生物による有機物の分解、火山活動などによって大量に発生する。反対に植物の光合成によって二酸化炭素は様々な有機化合物へと固定される。
[編集] 毒性
空気中の二酸化炭素濃度が極めて高くなると、人間は危険な状態に置かれる。濃度が3～4％を超えると頭痛・めまい・吐き気などを催し、7％を超えると炭酸ガスナルコーシスのため数分で意識を失う。この状態が継続すると麻酔作用による呼吸中枢の抑制のため呼吸が停止し死に至る（二酸化炭素中毒）。[1]
ストレスや疲労等により深呼吸をし過ぎたり呼吸が速くなり過ぎたりして人体の血中の二酸化炭素濃度が異常に低くなった場合、過換気症候群（過呼吸症候群）を引き起こす。但し、命にまで関わる事はまず無い。
[編集] 反応性
二酸化炭素は非常に安定な化合物であるが、グリニャール試薬やアルキルリチウムなどの反応性の高い試薬とは反応して対応するカルボン酸を与える。
- R-MgBr + CO2 → R-CO2H （加水分解後）
また、金属マグネシウムは二酸化炭素中でも燃焼し、二酸化炭素は酸素を奪われて炭素の粉末になる。
- CO2 + 2 Mg → C + 2 MgO
[編集] 用途
炭酸飲料や入浴剤、消火剤などとしても広く用いられている。最近では自転車の補充用エアーとしても使われるようになった。また、超臨界状態の二酸化炭素はグリーンな抽出溶媒として、コーヒーのデカフェなどに利用されている。
工業製品としての炭酸ガスの2004年度日本国内生産量は759,189t、工業消費量は143,788tである。
[編集] 温室効果
二酸化炭素は現在の大気中にはおよそ 370ppm（0.037%）ほど含まれるが、氷床コアなどの分析から産業革命以前はおよそ 280ppm（0.028%）であったと見積もられている。この濃度増加は主に化石燃料の大量消費が原因と考えられている。
二酸化炭素は赤外領域に強い吸収帯を持つため、地上からの熱が宇宙へと拡散することを防ぐ、いわゆる温室効果ガスとしてはたらく。二酸化炭素自体の温室効果はメタンやフロンにくらべ小さいものの、排出量が莫大であることから、地球温暖化の最大の原因と言われている。このため、1997年には京都議定書によって各国の二酸化炭素排出量の削減目標が示された。また、二酸化炭素の排出権取引などの新しいビジネスも起こりつつある。
