CO2

Výskyt v přírodě
Oxid uhličitý je běžnou součástí zemské atmosféry, přičemž jeho koncentrace[4] v ovzduší kolísá v závislosti na místních podmínkách, na nadmořské výšce a relativní vlhkosti vzduchu v ovzduší. V důsledku hlavně emisí průmyslu jeho průměrná koncentrace ve vzduchu stále roste (viz odstavec „Vliv oxidu uhličitého na globální oteplování“).

Lokálně velmi vysoká koncentrace je v místech jeho výronu ze země ve vulkanicky aktivních oblastech a v některých přírodních minerálních vodách. Vzhledem k tomu, že je těžší než vzduch, může se v takových místech hromadit a představovat nebezpečnou past pro zvířata i lidi. Ročně takto vulkanické aktivity dodávají do ovzduší Země přibližně 130 až 230 Tg, což představuje řádově jen 0,5% produkce CO2 lidstvem[5].

Oxid uhličitý byl také nalezen v mezihvězdném prostoru. Je hlavní složkou atmosfér planet Venuše a Mars. Spektroskopicky byl prokázán i v kometách.

Využití
Oxid uhličitý je průmyslově snadno dostupný plyn. Využívá se jako:

chemická surovina pro výrobu:
anorganických uhličitanů
metanolu
polykarbonátů
polyuretanů
karbamátů
isokyanátů
jiných organických sloučenin
hnací plyn a ochranná atmosféra pro potravinářské účely
součást perlivých nápojů
náplň sněhových hasicích přístrojů
chladicí médium (suchý led)
v medicíně se přidává (do 5 %) ke kyslíku pro zvýšení efektivity dýchaní
v akvaristice na podporu růstu akvarijních rostlin
Vliv oxidu uhličitého na globální oteplování
Ve své podstatě nepředstavuje CO2 škodlivinu, protože není jedovatý. Koncem roku 1997 na Konferenci o ovzduší konané v Japonsku (Kjóto), dospěly jednající země k přijetí omezení pro produkci CO2. Tato omezení jsou známá pod názvem Kjótský protokol. Nárůst CO2 v ovzduší je považován za hlavní příčinu globálního oteplování, je způsoben hlavně spalováním fosilních paliv a úbytkem lesů. Naštěstí zatím nejvýkonnější ekosystém poutající vzdušný oxid uhličitý – mořský fytoplankton – není příliš narušen.

Velké množství oxidu uhličitého je také rozpuštěno ve světových mořích a oceánech, které tak regulují jeho množství v atmosféře. Pozvolný nárůst globální teploty však negativně ovlivňuje rozpustnost CO2 v mořské vodě a pozitivní zpětnou vazbou se tak dostává zpět do vzduchu další dodatečné množství tohoto skleníkového plynu. Naštěstí většina oxidu uhličitého je v mořské vodě vázána chemicky ve formě uhličitanových a hydrogenuhličitanových iontů, za což vděčíme jeho reakci s vápenatými minerály podle rovnice:

CaCO3 + CO2 + H2O ←→ Ca2+ + 2 HCO3-
Tato rovnováha se však se zvyšující teplotou posouvá doleva.

Také intenzita fotosyntézy, fytoplanktonem, je závislá na optimální teplotě as jejím růstem nad optimum klesá.

Oxid uhličitý a biomasa
Kromě spalování biomasy resp.  bioplynu vzniká oxid uhličitý také během kompostování. Část organické hmoty zůstává na poli jako požární zbytky a kořenový systém.

V průběhu kompostování je velká část organické hmoty přeměněna na stabilizované organo-minerální hnojivo s vysokým podílem humusových látek, takže velký podíl uhlíku zůstává dlouhodobě fixován v humusu, který zlepšuje vlastnosti půd (vododržnost, pufrační kapacitu, apod.). Navíc zlepšené vlastnosti půdy mají za následek vyšší výnosy, a tedy i intenzivnější asimilaci CO2 během fotosyntézy.

Historické souvislosti
Oxid uhličitý byl první chemickou sloučeninou, která byla popsána jako plyn odlišný od vzduchu. V 17. století vlámský chemik Jan Baptist van Helmont zjistil, že při spalování dřevěného uhlí v uzavřené nádobě váha popela je menší, než původního uhlí. Vysvětlil to přeměnou části uhlí na neviditelnou substanci, kterou nazval plyn spiritus sylvestre.

V polovině 18. století vlastnosti tohoto plynu studoval podrobněji skotský lékař Joseph Black. Zjistil, že zahříváním vápence nebo jeho reakcí s kyselinami vzniká plyn, který nazval „fixovatelný vzduch“ („fixed air“), protože jej bylo možné vázat silnými zásadami (např. hydroxidem vápenatým). Zjistil také, že je těžší než vzduch a že na rozdíl od normálního vzduchu nepodporuje hoření a že zvířata v něm hynou. Vázání na hydroxid vápenatý použil na důkaz, že je ve vydechovaném vzduchu a také, že se uvolňuje při procesu kvašení (fermentaci).