CO₂ & Kohlensäure

Du drehst den Deckel einer Sprudelflasche auf und es zischt. Kleine Bläschen steigen auf, und auf der Zunge prickelt es. Was da entweicht, ist ein Gas, das du längst kennst: Kohlenstoffdioxid, kurz CO₂. Dasselbe Gas atmest du bei jedem Atemzug aus, es entsteht beim Verbrennen von Holz und Benzin, und Pflanzen brauchen es zum Wachsen. Zeit, dieses Molekül genauer kennenzulernen.

CO₂ im Sprudel: die Kohlensäure

Ein CO₂-Molekül besteht aus einem Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatomen. In der Sprudelflasche ist CO₂ unter Druck im Wasser gelöst. Ein kleiner Teil davon reagiert mit dem Wasser zu Kohlensäure, H₂CO₃, der große Rest bleibt einfach als CO₂-Moleküle zwischen den Wassermolekülen. Die Kohlensäure macht den Sprudel leicht sauer, und zusammen mit den platzenden Bläschen ergibt das dieses frische Prickeln auf der Zunge. Öffnest du die Flasche, fällt der Druck ab: So viel Gas kann jetzt nicht mehr gelöst bleiben, ein Teil davon entweicht, und genau das ist das Zischen und Blubbern.

Atmen, Verbrennen, Fotosynthese

CO₂ entsteht überall dort, wo Kohlenstoff mit Sauerstoff reagiert. In deinen Körperzellen verbrennt Zucker ganz langsam mit Sauerstoff, die frei werdende Energie hält dich am Laufen, und übrig bleiben Wasser und CO₂, das du ausatmest. Beim Lagerfeuer und im Automotor passiert im Prinzip dasselbe, nur schneller und heißer. Pflanzen machen den umgekehrten Weg: Bei der Fotosynthese fangen sie CO₂ aus der Luft ein und bauen daraus mit Wasser und Sonnenlicht Zucker auf, wobei Sauerstoff frei wird. So entsteht ein Kreislauf, in dem Kohlenstoff ständig zwischen Luft, Pflanzen und Lebewesen wandert.

CO₂ und das Klima

CO₂ hat noch eine wichtige Eigenschaft: Es hält Wärme zurück. Die Erde gibt ständig Wärme als unsichtbare Infrarotstrahlung ins All ab, und CO₂-Moleküle fangen einen Teil davon ein und strahlen ihn wieder nach unten zurück. Das nennt man den Treibhauseffekt: Ähnlich hält auch das Glasdach eines Gewächshauses die Wärme fest. Ohne diesen Effekt läge die mittlere Temperatur der Erde bei etwa −18 °C statt bei rund 15 °C. Seit Menschen große Mengen Kohle, Öl und Gas verbrennen, ist der CO₂-Anteil der Luft von etwa 280 auf über 420 Teilchen pro Million Luftteilchen gestiegen, und mit ihm die Durchschnittstemperatur. Deshalb ist es wichtig zu verstehen, wo CO₂ entsteht und wie es wieder gebunden werden kann.