Atom węgla, niepoprawny poligamista

Co jest sednem globalnego ocieplenia? Przedstawiamy obyczajowo – towarzyską historię dwutlenku węgla.

Towarzyski atom węgla

Atomy węgla są wszędzie. Grafit w ołówku czy diament to po prostu odmiana tego pierwiastka, niezliczona ilość atomów węgla ciasno upakowanych jeden obok drugiego i jeden na drugim.

Atomy węgla są centralnym elementem życia na ziemi. Jego taśmą klejącą. Są w każdym organizmie żywym, każdej żywej komórce. Wyciśnijmy wodę z przeciętnego Kowalskiego. Osuszek Kowalskiego w 2/3 będzie składał się z węgla!.

Atom węgla jest bardzo towarzyski, może tworzyć wiązania z niemalże każdym mieszkańcem tablicy Mendelejewa. Oraz z innymi atomami węgla, tworząc łańcuchy węglowe. Czasem trzyma się za ręce z jednym atomem, czasem jednocześnie z czterema. A że uścisk jest silny, w tym uścisku jest energia.

To energia podtrzymuje wiązania i utrzymuje w kupie wszystko co żywe.

A teraz, co to ma wspólnego z globalnym ociepleniem? Jak wiemy, problemem jest jeden ze związków węgla, czyli CO2, a podstawowym źródłem tego problemu – spalanie paliw kopalnych (ropy, gazu i węgla – nie mylić z naszym towarzyskim atomem).

Jak powstały paliwa kopalne?

To pozostałości po roślinach i zwierzętach, żyjących miliony lat temu i – podobnie jak dzisiejsze – zawierających atomy węgla. Po obumarciu, owe szczątki zalegały co najmniej kilkadziesiąt milionów lat pod ziemią, poddane wysokiemu ciśnieniu i bez dostępu powietrza. Przekształciły się w ropę, gaz i węgiel. Nie zatraciły jednak wiązań węglowych, czyli uścisków dłoni pomiędzy atomami węgla.

Owe wiązania węglowe to pakunki energii. Gorąco (czyli spalanie paliw kopalnych) rozrywa wiązania między atomami węgla, uwalniając tą energię.

Tlen to dla węgla świetna partia

Węgiel jest jednak atomem bardzo towarzyskim. Nie lubi samotności. Kiedy tylko wiązania zostają rozerwane, natychmiast zaczyna poszukiwać nowych towarzyszy, innych atomów.

Chce się ustabilizować. Stworzyć dobry związek. A najlepszym partnerem węgla jest tlen, z którym tworzy wiązania bardzo stabilne i trwałe. A najlepiej dwa atomy tlenu, bo tutaj węgiel lubi poligamię. Kiedy atom węgla spotka swoje dwa atomy tlenu, trzyma się ich bardzo mocno. Związek CO2 jest tak szczęśliwy, że okazuje się niesłychanie trwały. Mamy więc diamentowe i brylantowe gody. Z opłakanym skutkiem dla klimatu…

No i co, że trwały?

Kluczem są więc wiązania – rozrywanie i tworzenie wiązań. Im więcej energii z paliw kopalnych zużywamy, tym więcej rozbitych węglowych rodzin (czyli wiązań węgiel – węgiel). Tym więcej nowych poligamicznych małżeństw z węgla z tlenem.

Tak oto węgiel – pierwotnie zgromadzony pod ziemią – jest uwalniany do atmosfery. Teraz, w szczęśliwym związku z dwoma atomami tlenu, bryluje w atmosferze, oceanach i glebie. Jak powiedzieliśmy, CO2 jest małżeństwem trwałym i szczęśliwym, nie znika tak łatwo. Oceany i lasy pochłaniają tylko część. Reszta jest w powietrzu. Ta reszta sprawia, że koc gazów cieplarnianych otulający Ziemię staje się grubszy i zatrzymuje więcej ciepła.

W procesie spalania, atom węgla nie może wybierać – kompulsywnie będzie szukał tlenu. My możemy. Częścią rozwiązania, jak wszyscy wiemy, jest efektywność energetyczna i odnawialne źródła energii.

Na pierwszym zdjęciu: model struktury chemicznej CO2. Fot: wikimedia