백과사전

이산화탄소

ⓒ DutchScenery/Shutterstock.com | 저작권자의 허가 없이 사용할 수 없습니다.

화학식은 CO₂. 대기중에 소량(300ppm 정도) 존재하며, 탄소를 포함하고 있는 물질이 타거나 발효할 때, 동물이 호흡할 때 생기며, 식물이 광합성하여 탄수화물을 만드는 데 사용된다.

대기 중의 이산화탄소는 지구복사 에너지의 일부를 차단하여 이른바 온실효과를 일으킨다. 공업적으로 응용분야가 매우 많으며, 암모니아 합성에 필요한 수소기체를 만들 때 부산물로 생기는 연도 기체에서 얻을 수 있고, 석회가마와 그밖의 다른 공급원에서도 얻을 수 있다.

17세기초 벨기에의 화학자 얀 밥티스트 반 헬몬트는 발효와 연소과정중에 나오는 생성물이 이산화탄소임을 관찰하여 다른 기체와는 다르다는 사실을 알았다. 31℃에서 7.4×10⁶Pa(파스칼)의 압력을 가해 압축하거나, －23~－12℃에서 1.6×10⁶~2.4×10⁶Pa의 압력을 가해 압축하면 액화된다. 20세기 중반에 이산화탄소는 액체로 시판되었다. 액화 이산화탄소를 대기압에서 팽창시키면 냉각되어 부분적으로 얼어 드라이 아이스라고 하는 눈과 비슷한 고체가 된다. 드라이아이스는 －78.5℃, 대기압하에서 승화(녹지 않고 곧바로 기체로 변하는 것)된다(→ 드라이아이스).

상온에서는 반응성이 거의 없으며, 1,700℃ 이상의 온도에서 부분적으로 분해되어 일산화탄소와 산소로 된다. 수소나 탄소와 함께 고온으로 가열하면 일산화탄소로 전환된다. 대기압에서 암모니아와 반응하여 카르밤산암모늄이 만들어지며, 이것은 비료와 플라스틱의 중요한 성분인 요소가 된다. 이산화탄소는 물에 약간 녹아(0℃, 대기압에서 물의 부피당 1.79 정도가 녹고, 압력을 높이면 더 많은 양이 물에 녹음) 약산성 용액이 되며, 이 용액은 이염기산인 탄산(H₂CO₃)을 함유한다.

이산화탄소는 냉매, 소화기, 구명뗏목과 구명조끼가 물에 뜨도록 하는 데, 숯을 말리는 데, 거품 고무와 거품 수지를 만드는 데, 온실에서 식물의 성장을 촉진시키는 데, 동물을 도살하기 전에 움직이지 못하도록 하는 데, 탄산음료를 만드는 등에 이용한다. 점화된 마그네슘은 이산화탄소에서 계속 타기는 하지만 그밖의 물질을 연소시키지는 못한다. 사람이 5％의 이산화탄소에 장기간 노출되면 의식을 잃거나 사망하기도 한다.