نجيب في حديثنا على سؤال طلاب مادة الكيمياء حول لماذا co2 غير قطبي ؟ ، حيثُ يتكوّن الهواء في الكوّن من حولنا من مجموعة من الغازات المختلفة، والتي يمتاز كل منها بالعديد من الخصائص الفريّدة، ولكل منها أهميّته في الكون وكذلك بعض الجوانب السلبية حال زادت نسبته عن المعدل الطبيعي في تكويّن الهواء، وللمزيّد حول غاز ثاني أكسيد الكربون يُقدم موقع مخزن المعلومات فقرات المقال الآتي.
تتمثل الإجابة على سؤال لماذا co2 غير قطبي ؟ في الآتي:
يُعد غاز ثاني أكسيد الكربون غير قطبي نظراً لأن الشكل الخطيّ لجزيء الغاز في الفراغ يؤدي إلى أن كل رابطة تُسبب تلاشي التأثير القطبي للرابطة الأخرى، وذلك كما هو موضح في الآتي:
يُمثل غاز ثاني أكسيد الكربون أحد الغازات الأساسية المكوّنة للغلاف الجوي في الكون من حولنا، كما أنه أحد مراحل دورة غاز الكربون في الهواء الجويّ، وتبلغ النسبة المتوسطة لوجوده في الهواء قرابة 0.03%، وهي النسبة التي لا يصل فيها إلى قدر كوّنه ملوثاً للهواء، إلا أنه نظراً للاستهلاك الصناعي المتزايد للإنسان عقب حدوث الثورة الصناعية في القرن التاسع عشر الميلادي، والتي قامت على زيادة استهلاك الغاز الطبيعي، الفحم، البترول، فقد تسبب الأمر في زيادة غاز ثاني أكسيد الكربون بقدر كبير مما أدى لتلوث الهواء مُسبباً العديد من المشكلات الصحية والبيئية.
على خلاف غيّره من الغازات المُسببة للتلوث الجويّ، فإن غاز ثاني أكسيد الكربون يبقى متعلقاً في الهواء الجويّ لسنوات طويلة من الزمن، وذلك على عكس الغازات الأخرى التي لا تبقى طويلاً بل تتفاعل مع غيرها من الغازات أو تتحلل إلى أشكال أخرى، بل يسود في الجو من حولنا ويصعب التخلص منه مُسبباً تلوث الهواء، وتعود أسباب ارتفاع مستويا غاز ثاني أكسيد الكربون في الهواء إلى العوامل الآتية:
زيادة الأنشطة الصناعية البشرية
فقد بدأت نسبة غاز ثاني أكسيد الكربون في الزيادة بقدر مطرد بدايةً من ستينات القرن العشريّن، حيثُ ظهرت زيادة معدلاته في العلاف الجوي بشكل يفوق قدرة العمليات البيئية الحيوية الطبيعية على التخلص منه، ويرتبط الأمر ارتباطاً وثيقاً بزيادة معدلات النشاط البشري الصناعي، الذي يُسبب ارتفاع مستويات غاز ثاني أكسيد الكربون في الجو، حيثُ سجّل معدل المتوسط العالمي من غاز ثاني أكسيد الكربون عام 2021م مستوى قياسي جديد وصل إلى 414.72 جزء في المليون.
وهنا تجدر الإشارة إلى أن المعدل السنويّ للزيادة في مستويات غاز ثاني أكسيد الكربون خلال الستين سنة الماضية قد وصّل إلى مئة مرة أكثر سرعةً من الزيادة الطبيعية في السنوات السابقة لها، حيثُ جاءت هذه الزيادة تزامناً مع التطور المدنيّ والصناعي المتسارع للإنسان.
هناك العديد من المصادر المسئولة عن زيادة معدلات غاز ثاني أكسيد الكربون في الجو ويأتي على رأسها وسائل التدفئة، وسائل النقل المختلفة، المصانع، السيارات، وغيرها من العمليات الصناعيّة.
ويُمكن الحدّ من الآثار البيئية السلبية الناجمة عن تلوث الهواء الجوي بغاز ثاني أكسيد الكربون من خلال اتباع الإجراءات التي تسهم في خفض معدلاته بالجو سعياً للحفاظ على البيئة بمكوناتها الطبيعية، وذلك من خلال الاستعانة بالبدائل الصديقة للبيئة في عمليات التدفئة والنقل، التوجّه العالمي نحو مبادئ إعادة التدوير، مع الإشارة إلى أن هذه الخطوات يجب أن يتم القيام بها بصفة مشتركة بين مختلف دول العالم وليس دولة واحدة فقط، حتى يُمكن لمّس أثر ملحوظ لخفض مستويات غاز ثاني أكسيد الكربون في الجو.
يُعد غاز ثاني أكسيد الكربون أو غاز CO2 هو أحد الغازات المكونة للغلاف الجوي للأرض، وهو غاز عديّم اللون والرائحة تبلغ درجة حرارته في الطبيعة 20 درجة مئوية أو درجة حرارة الغرّفة، وحال زيادة نسبته عن المعدل الطبيعي فإنه يؤدي لتفاقم مشكلة الاحتباس الحراري بكوكب الأرض، وينتج غاز ثاني أكسيد الكربون طبيعياً في الحالات الآتية:
عملية التنفس الطبيعية للإنسان والحيوانات.
خلال عمليات التحلل والتخمّر.
خلال عمليات الاحتراق في وسائل النقل المختلفة مثل السيارات، القاطرات.
خلال عمليات التصنيع في المصانع والمؤسسات.
ويُمكن إيجاز ما يُمثله غاز ثاني أكسيد الكربون من أهمية في كوكب الأرض على النحو الآتي:
يُستخدم غاز ثاني أكسيد الكربون في العديد من الصناعات الغذائية مثل عملية كربّنة المشروبات الغازية، المياه، المشروبات الكحوليّة.
يُستخدم في تحفيز نمو النباتات داخل الصوبات الزجاجية.
يُستخدم في عملية تخدير الحيوانات قبل ذبحها.
يُستخدم غاز ثاني أكسيد الكربون في هيئة ثلج جاف في عملية المحافظة على الأغذية طازجة خلال نقلها من مكان إلى آخر.
يُستخدم غاز ثاني أكسيد الكربون في تعليّب الأغذية الطازجة، المخبوزات، اللحوّم، حيثُ يمنع نمو البكتيريا بداخلها مما يحافظ عليها لفترة أطول من الوقت.
كما يُستخدم غاز ثاني أكسيد الكربون في المجالات الطبية، وذلك من خلال استخدامه في بعض العمليات الجراحية بهدف المحافظة على توازن التجويفات الجسمانية، تحفيز عملية التنفس، التخلص من الندبات.
يُستخدم غاز ثاني أكسيد الكربون في عمليات التبريد في المنشآت النووية. ُستخدم غاز ثاني أكسيد الكربون تجارياً في تصنيع سترات النجاة، أجهزة إخماد الحرائق.
هناك العديد من الآثار البيئية السلبية الناتجة عن زيادة مستويات غاز ثاني أكسيد الكربون في الهواء الجويّ، والتي تتمثل في الآتي:
ارتفاع مستويات الحموضة في الهواء
لقد ازدادت مستويات غاز ثاني أكسيد الكربون في الجو بقدّر كبير مما أدى لامتصاص قدر كبير منها عبر المحيطات في كوكب الأرض خلال القرن الماضي، وهو ما يكفي لخفض مستويات الحموضة بمقدار 0.1 وحدة، والتي تعادل زيادة تُقدر بـ 30% من درجة الحموضة.
التأثير على معدّلات دورة الكربون الطبيعية في الجو
أشار الخبراء إلى أن دورة غاز الكربون في كوكب الأرض والمحيطات تعمل على امتصاص ما يُقدر بنصف نسبة غاز ثاني أكسيد الكربون المُنبعث من الأرض سنوياً، إلا أن نسبة غاز ثاني أكسيد الكربون قد زادت بقدر كبير بحيثُ لم تعد الأرض قادرة على احتواءه وإزالته طبيعياً، لذا فإن تركيز نسبة غاز ثاني أكسيد الكربون تزداد في الغلاف الجوي للأرض سنوياً.
المشكلات الصحيّة للإنسان
يُسبب غاز ثاني أكسيد الكربون حال زيادة نسبته في الهواء الجوي عن المعدل الطبيعي العديد من المشكلات الصحية للإنسان، حيثُ يُسبب الضباب والدخان الناتج عنه تهيّج العين، تهيّج الحلق والأنف، الإصابة بأمراض الرئتين والجهاز التنفسي، كما يُسبب العديد من الآثار الصحيّة الضارة للأشخاص المصابيّن بالحساسية الصدرية أو نوبات الربو، حيثُ يُمكن للملوثات الناجمة عن غاز ثاني أكسيد الكربون في زيادة حدة الأعراض لديهم وصولاً لنوبات الربو الشديدة.
لا، بالرغم من استقطاب الرابطة بين غازي الكربون والأكسجين نظراً لاختلاف الكهرباء السلبيةّ بين الذرتين، إلا أن عزم ثنائي القطب للرابطتيّن ينفي بعضه البعض، وذلك لأن الجزيء متناظر مركزياً، لذا فإن غاز ثاني أكسيد الكربون ليس غاز ثنائي القطب.
