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Einleitung

Kohlendioxid, farbloses, geruchloses und nicht brennbares Gas, das etwa um den Faktor 1,5 dichter als Luft ist. Bei 20 °C und einem Luftdruck von 1 Bar lösen sich in einem Volumen Wasser etwa 0,9 Volumen Kohlendioxid – mit zunehmendem Druck lassen sich mehr Anteile Kohlendioxid in Wasser lösen. Bei Druckverminderung verflüssigt sich das Gas, wobei ein Teil der entstehenden Flüssigkeit derart schnell verdampft, dass der verbleibende Rest durch die sich bildende Kälte fest wird. Diesen Kohlensäureschnee verwendet man u. a. als Feuerlöschmittel und Kühlmittel (Trockeneis).

Kohlendioxid kommt in der Natur sowohl in freiem als auch in gebundenem Zustand vor. In freier Form ist Kohlendioxid zu 0,03 Volumenprozent an der Luft beteiligt und zu fünf zehntausendstel Volumenprozent im Meerwasser enthalten (Volumenprozent = 100 × Volumen des Gelösten/Volumen der Lösung). In gebundener Form findet man Kohlendioxid vor allem in Calciumcarbonat (CaCO₃: z. B. Kalkstein, Kreide) und in Magnesiumcarbonat (MgCO₃). Darüber hinaus wird Kohlendioxid auch bei der Förderung von Erdgas angetroffen.

Kohlendioxidmoleküle bestehen aus einem Atom Kohlenstoff und zwei Atomen Sauerstoff (CO₂). Die Moleküle sind gestreckt und symmetrisch aufgebaut (O9C9O).

Kohlendioxid lässt sich auf unterschiedliche Arten herstellen: durch Verbrennen bzw. Oxidation von kohlenstoffhaltigen Materialien, wie z. B. Kohle oder Holz, dann durch Gärung von Zucker und auch durch den Abbau von Carbonaten unter Einwirkung von Wärme oder Säuren. Technisch gewinnt man Kohlendioxid vor allem aus den Abgasen von Brennstoffen, durch Kalkbrennen und bei Gärprozessen (z. B. bei der Bierherstellung).

Am häufigsten nutzt man die Gewinnung aus Abgasen. Diese werden zunächst in Waschtürmen von Staub und Schwefeldioxid befreit. Dann leitet man das Rohprodukt z. B. in eine konzentrierte Alkalicarbonatlösung. Durch Erwärmen lässt sich das Gas wieder freisetzen. Mit Hilfe von Kompressoren wird es verflüssigt und anschließend in Stahlzylinder gepresst.

Die Erdatmosphäre enthält etwa drei Teile Kohlendioxid auf 10 000 Teile Luft – das entspricht den oben angegebenen 0,03 Volumenprozent. Diese Menge nimmt jährlich um 0,4 Prozent zu (siehe Treibhauseffekt). Kohlendioxid wird von grünen Pflanzen in der Photosynthese zum Aufbau von Kohlenhydraten verwendet. Letztere sind Teile des Kohlenstoffkreislaufes.