आढळ : कार्बन डायऑक्साइड हे कार्बनचे असेंद्रिय संयुग आहे. वातावरणातील हवेत कार्बन डायऑक्साइड मुक्त स्वरूपात आढळतो आणि त्याचे प्रमाण सुमारे ०.०४% आहे. झाडांना प्रकाशसंश्लेषणाद्वारे अन्न तयार करण्यासाठी तो आवश्यक घटक आहे. खडू, शहाबादी फरशी यामध्ये तो संयुगावस्थेत आढळतो. उच्छ्वासावाटे बाहेर पडणाऱ्या हवेत त्याचे प्रमाण सु. ४% असते.
इतिहास : सन १६४० मध्ये फ्लेमिश शास्त्रज्ञ यान बाप्टिस्टा व्हान (व्हॅन) हेल्माँट (Jan Baptist van Helmont) यांच्या असे लक्षात आले की, कोळसा बंद भांड्यात जाळला असता जी राख तयार होते त्याचे वस्तुमान मूळ कोळशापेक्षा बरेच कमी असते. कोळशाचे रूपांतर राखेत होताना तयार होणाऱ्या पदार्थाचे नामकरण त्यांनी ‘गॅस’ असे केले. पुढे १७५० मध्ये स्कॉटिश रसायनशास्त्रज्ञ जोसेफ ब्लॅकने दाखवले की, चुनखडी तापवल्यास अथवा अम्लाशी क्रिया घडल्यास गॅस तयार होतो आणि त्याला त्यांनी ‘स्थिर हवा’ (Fixed air) असे नाव दिले. ही ‘स्थिर हवा’ सामान्य हवेपेक्षा जड असून ती ज्वलनाला तसेच प्राणिमात्रांच्या जगण्याला मदत करत नाही.
भौतिक गुणधर्म : कार्बन डायऑक्साइड रंगहीन वायू असून त्याची घनता कोरड्या हवेपेक्षा ६०% अधिक आहे. अत्यल्प प्रमाणातील कार्बन डायऑक्साइडचा वास येत नाही परंतु प्रमाण वाढल्यास तीव्र अम्लीय वास येतो. कक्ष तापमानाला तो वायुरूपात आढळतो व -७८.५०C ला तो स्थायू स्वरूपात रूपांतरित होतो. घन स्वरूपातील कार्बन डायऑक्साइड कक्ष तापमानाला द्रव स्थितीत न जाता थेट वायू स्वरूपात बदलतो. कार्बन डायऑक्साइड पाणी, इथेनॉल व अॅसिटोनमध्ये विरघळतो. तो ज्वलनशील नाही व ज्वलनाला मदतही करत नाही.
कार्बन डायऑक्साइड वायू हा सिलिंडरमध्ये साठविला जातो. या सिलिंडरचा रंग औद्योगिक मानकांनुसार चंदेरी व काळा असा असतो. स्थायू कार्बन डायऑक्साइडला शुष्क बर्फ (Dry ice) असे म्हणतात.
रासायनिक गुणधर्म : कार्बन डायऑक्साइडचा रेणू सहसंयुज आहे. हा अम्लधर्मी ऑक्साइड असून त्याची पाण्याशी अभिक्रिया होऊन कार्बॉनिक अम्ल तयार होते.
अल्कलीशी कार्बन डायऑक्साइडची अभिक्रिया होऊन कार्बोनेट व बायकार्बोनेट मिळतात.
निर्मिती : नैसर्गिकरित्या ज्वालामुखीच्या उद्रेकामुळे, सेंद्रिय पदार्थांच्या ज्वलनातून, जीवाणूंच्या श्वासोच्छ्वासातून आणि किण्वन प्रक्रियेमध्ये कार्बन डायऑक्साइड निर्माण होतो. ऊर्जा उत्पादन व वाहतुकीच्या साधनांसाठी वापरण्यात येणाऱ्या जीवाश्म इंधनांच्या ज्वलनातून कार्बन डायऑक्साइड मोठ्या प्रमाणावर वातावरणात उत्सर्जित होतो. तसेच सिमेंट, स्टील व लोखंड आणि पेट्रोलजन्य पदार्थांचे उत्पादन यांमुळे वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइडचे प्रमाण प्रचंड वाढले आहे. जागतिक तापमानवाढीसाठी कारणीभूत असणाऱ्या हरितगृह वायूंपैकी हा एक आहे.
प्रयोगशालेय उत्पादन पध्दती : (१) कॅल्शियम कार्बोनेटाच्या तुकड्यांबरोबर विरल हायड्रोक्लोरिक अम्लाची विक्रिया झाली असता कार्बन डायऑक्साइड वायू तयार होतो.
कार्बन डायऑक्साइड वायूची घनता हवेपेक्षा जास्त असल्याने तो हवेच्या अध:सारण पध्दतीने (downward displacement) साठविला जातो.
(२) कॉपर कार्बोनेटाला उष्णता दिली असता औष्णिक अपघटनाद्वारे कॉपर ऑक्साइड तयार होतो.
उपस्थिती चाचणी : (१) कार्बन डायऑक्साइड रंगहीन वायू असून त्याचा वास येत नाही. (२) जळती कांडी कार्बन डायऑक्साइड वायूच्या संपर्कात आली असता विझते. (३) ओलसर निळा लिटमस कागद कार्बन डायऑक्साइडच्या संपर्कात येताच त्याचा रंग लाल होतो. (४) चुनकळीच्या (कॅल्शियम हायड्रॉक्साइडच्या) द्रवातून कार्बन डायऑक्साइड वायूचे बुडबुडे सोडले असता कॅल्शियम कार्बोनेटाचा दुधी रंगाचा अवक्षेप तयार होतो.
उपयोग : फसफसणारी शीतपेये तयार करण्यासाठी, मिथेनॅाल व युरियाच्या उत्पादनातील रासायनिक प्रक्रियेत कार्बन डायऑक्साइडचा वापर करतात. अन्न, दूध व दुग्धजन्य पदार्थांना थंड करून टिकवणे व त्याची वाहतूक करताना प्रशीतनक (refrigerant/coolant) म्हणून, सिनेमा व नाटकात धुक्यासारखे परिणाम मिळवण्यासाठी व कृत्रिम पाऊस पाडण्यासाठीच्या मेघबिजनामध्ये (cloud seeding) शुष्क बर्फाचा वापर होतो. अन्न आवेष्टन (packaging) व औषधनिर्माण उद्योगामध्ये कार्बन डायऑक्साइड वापरतात. आग विझविण्यासाठी अग्निशामक यंत्रात रासायनिक अभिक्रियेने तयार होणाऱ्या किंवा दाबाखाली ठेवलेल्या कार्बन डायऑक्साइडचा उपयोग होतो. कॉफीमधून कॅफेन काढून टाकण्यासाठी व पर्यावरणपूरक शुष्क धुलाईमध्ये (dry cleaning) द्रवरूप कार्बन डायऑक्साइड वापरतात. कार्बन डायऑक्साइडचा वापर अल्कधर्मी पाण्याचे व कारखान्यातून बाहेर पडणाऱ्या अल्कली सांडपाण्याचे उदासिनीकरण करण्यासाठी केला जातो.
संदर्भ :
- विज्ञान आणि तंत्रज्ञान, इयत्ता ९ वी, महाराष्ट्र राज्य पाठ्यपुस्तक निर्मिती व अभ्यासक्रम संशोधन मंडळ, पुणे.
समीक्षक – श्रीनिवास सामंत