Apakah Karbon Dioksida Itu?

ASTALOG.COM – Dalam ilmu kimia kita mengenal istilah karbon dioksida atau CO2. Karbon dioksida yang disebut juga zat asam arang merupakan sejenis senyawa kimia yang terdiri dari 2 atom oksigen yang terikat secara kovalen dengan sebuah atom karbon. Karbon dioksida berbentuk gas pada keadaan temperatur dan tekanan standar dan hadir di atmosfer bumi.

Konsentrasi karbon dioksida pada atmosfer bumi berada pada kisaran rata-rata sekitar 387 ppm berdasarkan volume walaupun jumlah ini bisa bervariasi tergantung pada lokasi dan waktu. Karbon dioksida adalah gas rumah kaca yang penting karena dapat menyerap gelombang inframerah dengan kuat. Karbon dioksida tidak mempunyai bentuk cair pada tekanan di bawah 5,1 atm namun langsung menjadi padat pada temperatur di bawah -78°C. Dalam bentuk padat, karbon dioksida umumnya disebut sebagai es kering.

Karbon dioksida dapat dihasilkan oleh semua hewan, tumbuh-tumbuhan, fungi, dan mikroorganisme pada proses respirasi dan digunakan oleh tumbuhan pada proses fotosintesis. Oleh karena itu, karbon dioksida merupakan komponen penting dalam siklus karbon. Karbon dioksida juga dihasilkan dari hasil samping pembakaran bahan bakar fosil. Karbon dioksida anorganik dikeluarkan dari gunung berapi dan proses geotermal lainnya seperti pada mata air panas.

Sifat Kimia dari Karbon Dioksida

  • Karbon dioksida adalah gas yang tidak berwarna dan tidak berbau.
  • Ketika dihirup pada konsentrasi yang lebih tinggi dari konsentrasi karbon dioksida di atmosfer, karbon dioksida akan terasa asam di mulut dan menyengat di hidung dan tenggorokan. Efek ini disebabkan oleh pelarutan gas di membran mukosa dan saliva, membentuk larutan asam karbonat yang lemah. Sensasi ini juga dapat dirasakan ketika seseorang bersendawa setelah meminum air berkarbonat (misalnya Coca Cola). Konsentrasi yang lebih besar dari 5.000 ppm tidak baik untuk kesehatan, sedangkan konsentrasi lebih dari 50.000 ppm dapat membahayakan kehidupan hewan.
  • Pada keadaan STP, rapatan karbon dioksida berkisar sekitar 1,98 kg/m³, kira kira 1,5 kali lebih berat dari udara. Molekul karbon dioksida (O=C=O) mengandung 2 ikatan rangkap yang berbentuk linear, sehingga karbon dioksida tidak bersifat dipol.
  • Karbon dioksida merupakan senyawa yang tidak begitu reaktif dan tidak mudah terbakar, namun bisa membantu pembakaran logam seperti magnesium.
  • Pada suhu −78,51°C, karbon dioksida langsung menyublim menjadi padat melalui proses deposisi. Bentuk padat karbon dioksida biasa disebut sebagai “es kering”. Es kering biasanya digunakan sebagai zat pendingin yang relatif murah. Sifat-sifat yang menyebabkannya sangat praktis adalah karbon dioksida langsung menyublim menjadi gas dan tidak meninggalkan cairan. Penggunaan lain dari es kering adalah untuk pembersihan sembur.
  • Cairan kabon dioksida terbentuk hanya pada tekanan di atas 5,1 atm, dimana titik tripel karbon dioksida kira-kira berada pada kisaran 518 kPa pada −56,6°C. Titik kritis karbon dioksida adalah 7,38 MPa pada 31,1°C.
  • Terdapat pula bentuk amorf dari karbon dioksida yang seperti kaca, namun itu tidak terbentuk pada tekanan atmosfer. Bentuk kaca ini, disebut sebagai karbonia yang dihasilkan dari pelewatbekuan CO2 yang terlebih dahulu dipanaskan pada tekanan ekstrem (40-48 GPa atau kira-kira 400.000 atm) di landasan intan. Penemuan ini sekaligus mengkonfirmasikan teori yang menyatakan bahwa karbon dioksida bisa berbentuk kaca seperti senyawa lainnya yang sekelompok dengan karbon, misalnya silikon dan germanium. Tidak seperti kaca silikon dan germanium, kaca karbonia tidak stabil pada tekanan normal dan akan kembali menjadi gas ketika tekanannya dilepas.

Peranan Karbon Dioksida

  • Karbon dioksida memiliki peran biologis dimana dalam hal ini karbon dioksida adalah hasil akhir dari organisme yang mendapatkan energi dari penguraian gula, lemak, dan asam amino dengan oksigen sebagai bagian dari metabolisme dalam proses yang dikenal sebagai respirasi sel yang meliputi semua tumbuhan, hewan, kebanyakan jamur, dan beberapa bakteri. Pada hewan tingkat tinggi, karbon dioksida mengalir di darah dari jaringan tubuh ke paru-paru untuk dikeluarkan. Pada tumbuh-tumbuhan, karbon dioksida diserap dari atmosfer sewaktu fotosintesis.
  • Sementara itu peranan karbon dioksida dalam proses fotosintesis, yaitu dengan cara tumbuh-tumbuhan akan mengeluarkan CO2 selama pernapasan, sehingga tumbuhan yang berada pada tahap pertumbuhan sajalah yang merupakan penyerap bersih CO2. Sebagai contoh, hutan tumbuh akan menyerap berton-ton CO2 setiap tahunnya, namun hutan matang akan menghasilkan CO2 dari pernapasan dan dekomposisi sel-sel mati sebanyak yang dia gunakan untuk biosintesis tumbuhan. Walaupun demikian, hutan matang juga penting sebagai buangan karbon, membantu menjaga keseimbangan atmosfer bumi. Selain itu, fitoplankton juga menyerap CO2 yang larut di air laut, sehingga mempromosikan penyerapan CO2 dari atmosfer.