Product successfully added to your shopping cart.
Check out

Wat is CO2?

Koolstofdioxide (chemische formule CO2) is een kleurloos en geurloos gas dat van nature in de atmosfeer voorkomt. Het molecuul is lineair (zie illustratie). Het wordt ook wel koolzuur genoemd, maar in feite bedoelt men diwaterstofcarbonaat (H2CO3), de oplossing van koolstofdioxide in water.

CO2 en cannabis

Tegenwoordig bevat de atmosfeer van de Aarde ongeveer 383 ppm koolstofdioxide (januari, 2007) [1]. De concentratie stijgt ieder jaar, voornamelijk als gevolg van het grootschalige gebruik van fossiele brandstoffen, maar ontbossing speelt hierbij ook een rol [2]. Voor de Industriële Revolutie bedroeg deze concentratie ongeveer 280 ppm. De stijgende concentratie van koolstofdioxide in de atmosfeer speelt waarschijnlijk een belangrijke rol in de opwarming van de Aarde.

Ga naar CO2 en Cannabis

Koolstofdioxide wordt veel gebruikt in blikjes frisdrank; het zorgt voor de prik. Het komt in de natuur ook voor in sommige mineraalwaters. Koolstofdioxide wordt gebruikt bij het brandblussen en dan vooral in situaties waarin het gebruik van water als blusmiddel een gevaar zou kunnen opleveren. Water kan namelijk chemische reacties veroorzaken, elektriciteit geleiden of grote schade veroorzaken, bijvoorbeeld aan papieren archieven.

Ontdekking

Koolstofdioxide werd aan het begin van de 17e eeuw ontdekt door de in Brussel geboren aristocraat Jan Baptista van Helmont, die het ‘sylvestergas’ noemde. Hij stelde vast dat het verbranden van houtskool in een afgesloten kom een massa opleverde die kleiner was dan de oorspronkelijke massa. Hij concludeerde dat de ‘verdwenen’ massa was omgezet in een ‘wilde geest’ (spiritus sylvestre) van gas.

Chemische eigenschappen

Koolstofdioxide wordt door planten gebruikt bij de fotosynthese. Dit is het proces waarin planten water en uit de atmosfeer afkomstige koolstofdioxide opnemen en deze combineren om zo glucose te maken, terwijl ze de hierbij geproduceerde zuurstof (O2) afgeven aan de atmosfeer. Voor dit proces is energie nodig en die wordt geleverd door zonlicht.

Fotosynthese

In broeikassen wordt CO2 gebruikt als een soort voedingsstof voor de planten: sommige planten groeien sneller bij een hogere concentratie CO2. Met een stijging van de CO2-concentratie is het waarschijnlijk dat de vegetatie wereldwijd sneller zal gaan groeien.

Dieren doen het omgekeerde van wat planten doen. Doordat zij zuurstof gebruiken bij de metabolisatie (verbranding) van vet en koolhydraten voor het vrijmaken van energie, en bij dit proces koolstofdioxide produceren, ademen ze zuurstof in en koolstofdioxide uit.

De eenvoudigste manier om koolstofdioxide te maken, is door koolstof (bijvoorbeeld houtskool) te verbranden in aanwezigheid van lucht. Bij de verbranding van fossiele brandstoffen komen enorme hoeveelheden koolstofdioxide vrij. Dit proces is voor mensen een van de belangrijkste energiebronnen.

CO2 kan ook op natuurlijke wijze ontstaan, bijvoorbeeld door savanne- en bosbranden (veroorzaakt door blikseminslag), vulkaanuitbarstingen, het fermentatieproces in draslanden en mangroven, en door uitwisseling met de zeeën en oceanen. De menselijke/industriële CO2-afgifte is volgens huidige, wetenschappelijke theorieën verantwoordelijk voor ongeveer 6% van de totale CO2-productie op aarde.

Doordat het koolzuur vormt, is koolstofdioxide oplosbaar in water.

Fysiologische eigenschappen van zoogdieren

Cellen produceren koolstofdioxide als afvalproduct bij metabolisme; extra inspanning leidt tot extra koolstofdioxide, die door het bloed wordt afgevoerd. Koolzuur verlaagt de PH-waarde, die door het lichaam nauwkeurig tussen de 7,35 en 7,45 wordt gehouden. Als de PH-waarde te laag dreigt te worden, wordt het ademhalingscentrum in de hersenen geprikkeld om de ademhaling te versnellen en dieper te maken. Hierdoor wordt het overschot aan koolstofdioxide via de luchtwegen uitgeademd. Hoewel koolstofdioxide niet giftig is, kan het bij hoge concentraties een verstikkend effect hebben doordat het de plaats van zuurstof inneemt. In het gebied rondom het Nyosmeer, een vulkanische krater in Kameroen, kwamen op 26 augustus 1986 meer dan 1700 mensen om het leven toen een grote CO2 gasbel vrijkwam. In het Duitse Mönchengladbach werden 107 met ademhalingsproblemen in het ziekenhuis opgenomen toen op 16 augustus 2008, vanwege een defecte brandblusinstallatie, in een lakfabriek 25.000 m3 CO2[3] ontsnapte, die vervolgens een woonwijk instroomde [4].

Bij de ondergrondse opslag van CO2 is het mogelijk vrijkomen van grote hoeveelheden koolstofdioxide een van de belangrijkste aandachtspunten.

Fysieke eigenschappen

Twee fysieke eigenschappen van koolstofdioxide zijn beide op hun eigen manier belangrijk in het dagelijks leven. De belangrijkste eigenschap is het feit dat CO2 een broeikasgas is. Door de manier waarop CO2 van fase verandert, wordt het bovendien gebruikt voor een aantal verschillende doeleinden. Zie Opwarming van de Aarde voor het hoofdartikel over dit onderwerp. Sinds de Industriële Revolutie is de concentratie CO2 drastisch toegenomen en na 1960 was er zelfs sprake van een explosieve toename.

GasDoordat koolstofdioxide infraroodstraling opneemt, vermindert het de hoeveelheid zonnehitte die terug de ruimte in wordt gekaatst. Dit noemt men het ‘broeikaseffect’. Men heeft ontdekt dat de concentratie CO2 sinds de Industriële Revolutie is toegenomen [5]. Gedurende de afgelopen 10.000 jaar schommelde de CO2-concentratie op Aarde steeds rond de 275 ppm. De CO2-concentratie is echter sinds het begin van de Industriële Revolutie aan het stijgen. Rond het jaar 2000 kwam men erachter dat de CO2-concentratie al een waarde had bereikt van 375 ppm [6]. De toename van CO2 was voornamelijk veroorzaakt door de verbranding van fossiele brandstoffen (olie en gas). Dit kan worden afgeleid uit het feit dat de hoeveelheid koolstofisotoop C-13 in het atmosferische CO2 afneemt, wat wijst op herkomst uit planten. De hoeveelheid van het koolstofisotoop C-14 is tevens afgenomen, wat wijst op een koolstofbron die nog niet lang in de atmosfeer is. Ten slotte hebben zeer nauwkeurige metingen uitgewezen dat de zuurstofconcentratie met een evenredige snelheid is afgenomen, wat duidt op een oxidatie- of verbrandingsproces.

BroeikaseffectVrijwel alle experts zijn het erover eens dat het broeikaseffect toeneemt als gevolg van een verhoogde koolstofdioxideconcentratie (het zogenaamde ‘versterkte broeikaseffect’). In november 2007 stelde het Inter-governmental Panel on Climate Change (IPCC) van de VN vast, dat het door mensen geproduceerde koolstofdioxide het belangrijkste broeikasgas is [7]. Hoewel er andere gassen zijn met een sterker broeikaseffect, is het enkel de enorme uitstoot van koolstofdioxide die maakt dat dit gas momenteel de grootste bijdrage levert aan het broeikaseffect.

De atmosfeer van de planeet Venus bestaat bijna alleen maar uit koolstofdioxide. Als gevolg daarvan is het broeikaseffect op deze planeet erg groot.

De toename van de hoeveelheid koolstofdioxide in de atmosfeer kan een snellere plantengroei op Aarde tot gevolg hebben, wat tegenwicht kan bieden aan de effecten van de eerder genoemde ontbossing. Een ander gevolg van de toename van de CO2-concentratie is dat de PH-waarde van het water in zeeën en meren, die in balans wordt gehouden met de lucht, daalt. Dit betekent dat het water zuurder wordt, wat weer zijn weerslag kan hebben op de flora en fauna van onze planeet. Zie ook Opwarming van de Aarde, en: CO2 -Afvang en –Opslag.

Fase-overgangen

Fase-overgangenAls CO2 wordt afgekoeld tot −78.5 °C verandert het meteen in een vaste stof, men noemt het dan ook wel ‘droogijs’. Bij een normale luchtdruk zal droogijs niet smelten wanneer het opwarmt, maar direct naar de gastoestand sublimeren. Vast koolstofdioxide ziet er ongeveer zo uit als bevroren water. Als bij een temperatuur van 15 °C de druk wordt opgevoerd tot 50 bar, wordt koolstofdioxide vloeibaar.

Er zijn een aantal spectaculaire en toch relatief ongevaarlijke experimenten die met vast koolstofdioxide uitgevoerd kunnen worden. Als een aantal korrels koolstofdioxide in een glas water worden gedaan, verdampt het droogijs vanwege de relatieve ‘hitte’ van het water. Het water begint te borrelen en een aanzienlijke hoeveelheid damp komt vrij. Het lijkt alsof het water kookt, terwijl het nog steeds op kamertemperatuur is of zelfs in temperatuur is gedaald. Aangezien koolzuurdamp zwaarder is dan lucht stroomt de damp over de rand van het glas heen. In het theater of op tv wordt dit effect vaak op grotere schaal met behulp van rookmachines toegepast.

Geologische eigenschappen

Koolzuur opgelost in (regen)water, oftewel waterstofcarbonaat, is ook van geologisch belang, omdat het krijt of kalksteen kan oplossen. Dit leidt tot het Karstfenomeen. In zijn vaste vorm als calciumcarbonaat (CaCO3) komt het voor als kalksteen. Wanneer calciumcarbonaat in zuur wordt opgelost of bij de productie van klinker of cement wordt verhit , wordt Co2 vrijgegeven. De cementindustrie is verantwoordelijk voor ongeveer 5% van de jaarlijkse, wereldwijde emissie van het broeikasgas CO2.

CO2-emissiehandel

Om de uitstoot van CO2 te reguleren, is een schema voor de CO2-emissiehandel [8] opgesteld. Deelnemers aan de CO2-emissiehandel krijgen aan het begin van het jaar een bepaald aantal rechten.

Dit aantal wordt door de nationale overheden en ministeries vastgesteld op grond van het nationale toewijzingsplan (NAP, national allocation plan). Een bedrijf dat CO2 uitstoot, heeft een aandeel in deze rechten zolang het een geldige emissievergunning heeft. De registratie en controle hiervan wordt in Nederland gedaan door de Nederlandse Emissieautoriteit (NEa). Andere deelnemende landen hebben soortgelijke autoriteiten.

 

Terug naar Cannabis Kweekgids

Terug naar Technieken voor Gevorderden

Zaden