Por Kevin Beck
Actualizado el 30 de agosto de 2022
El dióxido de carbono (CO₂) es una molécula simple pero profundamente influyente. En los animales, es un subproducto del metabolismo aeróbico; en las plantas, es el sustrato esencial para la fotosíntesis. Su condición de gas de efecto invernadero lo ha convertido en un punto central en los debates sobre el cambio climático, mientras que su versatilidad lo hace indispensable en innumerables procesos industriales.
El dióxido de carbono es un gas incoloro e inodoro a temperatura ambiente. Su geometría molecular lineal (O=C=O) consiste en un único átomo de carbono con doble enlace a dos átomos de oxígeno. La alta estabilidad de la molécula se debe a los dobles enlaces que satisfacen los requisitos de valencia de cada átomo.
Con un peso molecular de 44 uma (12 para el carbono + 2×16 para el oxígeno), un mol de CO₂ (6,02 × 10²³ moléculas) tiene una masa de 44 g. Este valor sigue la convención de que 12 g de carbono contienen exactamente el número de átomos de Avogadro.
El CO₂ existe en tres estados. En estado líquido se utiliza como refrigerante y en sistemas de extinción de incendios; como sólido (hielo seco), sirve en refrigeración y puede causar congelación al entrar en contacto con la piel.
Aunque el CO₂ puede ser tóxico en altas concentraciones, normalmente es un marcador inofensivo de la respiración. Cuando cesa la respiración, el CO₂ se acumula en el torrente sanguíneo, lo que provoca asfixia, de forma similar a como el agua no es tóxica a menos que provoque ahogamiento.
Atmosféricamente, el CO₂ constituye aproximadamente el 0,04 % del aire:unas 400 ppm en la actualidad, un fuerte aumento con respecto al rango de 200 a 300 ppm que prevaleció durante miles de años antes de la Revolución Industrial.
En la respiración celular, los carbohidratos, las proteínas y las grasas se oxidan a CO₂ y agua, produciendo ATP a través del ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones. Este proceso impulsa prácticamente todos los organismos aeróbicos.
El CO₂ es un gas de efecto invernadero natural que modera la temperatura de la Tierra. Sin embargo, la combustión de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) ha aumentado significativamente el CO₂ atmosférico desde el siglo XIX, acelerando el calentamiento global.
Las consecuencias incluyen el aumento de las temperaturas promedio, el aumento del nivel del mar, el derretimiento de los glaciares, la acidificación de los océanos, la reducción del hielo polar y un aumento de los fenómenos meteorológicos extremos como los huracanes.
Las propiedades físicas del CO₂ lo hacen invaluable en todas las industrias. Se utiliza como refrigerante (sólido y líquido), propulsor de aerosoles, rodenticida, medio criogénico en experimentos de física y gas enriquecedor en invernaderos.
Otras aplicaciones incluyen fracturación hidráulica de pozos petroleros, procesos mineros, moderación de neutrones en ciertos reactores nucleares y láseres especiales.
A nivel personal, un adulto promedio produce alrededor de 500 g de CO₂ al día (aproximadamente medio kilo de gas invisible) a través de la actividad metabólica.
Para obtener información más detallada, consulte recursos de CO₂ de la NASA y revisiones de química revisadas por pares .
