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Kohlenstoffdioxid

Reaktivität von Kohlenstoffdioxid

Thermische Zersetzung

Oberhalb von 2000 °C zersetzt sich Kohlendioxid in Kohlenstoffmonoxid und Sauerstoff. Bei 2600 °C ist Kohlendioxid zu 52 % zerfallen. Bei weiterer Temperaturerhöhung zerfällt Kohlendioxid in die Elemente.

CO 2 CO + 0,5 O 2 ( ΔrH° = + 238,2 kJmol-1 ) CO 2 C + O 2 ( ΔrH° = + 393,5 kJmol-1 )

Reduktion

Kohlendioxid kann mit starken Reduktionsmitteln wie Wasserstoff (siehe Technische Synthese, Kohlenmonoxid-Konvertierung) oder Kohlenstoff zu Kohlenmonoxid reduziert werden.Das Gleichgewicht zwischen C und CO2 sowie CO heißt Boudouard-Gleichgewicht.

CO 2 + H 2 CO + H 2 O ( ΔrH° = 41,2 kJmol-1 ) CO 2 + C 2 CO ( ΔrH° = 172,6 kJmol-1 )

Viele starke Reduktionsmittel wie Alkali-/Erdalkalimetalle und Phosphor können Kohlendioxid in der Hitze zu CO bzw. C reduzieren.

Reaktion mit Wasser

Kohlendioxid ist in Wasser gut löslich (1 Liter Wasser löst bei 20 °C 0,9 Liter Kohlendioxid). Lediglich 0,2 % reagieren mit Wasser zu Kohlensäure (H2CO3), die nicht als reiner Stoff isolierbar ist. Die entstehende Lösung reagiert schwach sauer. Die Salze der Kohlensäure heißen Hydrogencarbonate und Carbonate.

CO 2 ( g ) CO 2 ( aq )

CO 2 ( aq ) + H 2 O H 2 CO 3 H 2 CO 3 + H 2 O HCO 3 - + H 3 O + HCO 3 - + H 2 O CO 3 2 + H 3 O +

Gewöhnlich wird Kohlensäure als schwache Säure bezeichnet, wobei aber in die Berechnung der Säurekonstante Ka nicht nur die Konzentration an H2CO3 (ca. 0,2 % der Gesamtmenge), sondern auch die Konzentration an CO2(aq) (ca. 99,8 % der Gesamtmenge) eingeht: c (undissoziierte Säure) = c (H2CO3 ) + c (CO2(aq) ).

Nachweis im Labor

Beim Einleiten von Kohlendioxid in Bariumhydroxidlösung (Barytwasser) fällt weißes Bariumcarbonat aus.

CO2+ Ba(OH)2 BaCO3+ H2O
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