Lihat sumber Karbon dioksida

{{Chembox new
|   Name = '''Karbon dioksida'''
|   ImageFileL1 = Carbon-dioxide-2D-dimensions.svg
|   ImageSizeL1 = 120px
|   ImageFileR1 = Carbon-dioxide-3D-vdW.svg
|   ImageSizeR1 = 120px 
|   ImageName = Carbon dioxide
|   IUPACName = Karbon dioksida
|   OtherNames = Gas asam karbonat; karbonat anhidrida; [[es kering]] (bentuk padat); zat asam arang 
| Section1 = {{Chembox Identifiers
|   CASNo = 124-38-9
|   PubChem = 280
|   SMILES = C(=O)=O
|   EINECS = 204-696-9
|   RTECS = FF6400000
|   InChI = 1/CO2/c2-1-3
  }}
| Section2 = {{Chembox Properties
|   Formula = CO<sub>2</sub>
|   MolarMass = 44,0095(14) g/mol 
|   Appearance = gas tidak berwarna 
|   Density = 1.600 g/L (padat)<br />1,98 g/L (gas)
|   Solubility = 1,45 g/L 
|   MeltingPt = −57&nbsp;°C (216 K) <br /> (di bawah tekanan) 
|   BoilingPt = −78&nbsp;°C (195 K)<br />([[sublimasi|menyublim]]) 
|   pKa = 6,35 dan 10,33 
|   Viscosity = 0,07 c[[Poise|P]] pada −78&nbsp;°C 
|   Dipole = nol
  }}
| Section3 = {{Chembox Structure
|   MolShape = [[Linear (kimia)|linear]]
}}
| Section8 = {{Chembox Related
|   Function = [[oksida]] 
|   OtherFunctn = [[karbon monoksida]]; [[karbon suboksida]]; [[dikarbon monoksida]]; [[karbon trioksida]]}}
}}

'''Karbon dioksida''' atau '''zat asam arang''' ([[rumus kimia]]: '''CO<sub>2</sub>''') adalah sejenis [[senyawa kimia]] yang terdiri dari dua atom [[oksigen]] yang terikat secara [[ikatan kovalen|kovalen]] dengan sebuah atom [[karbon]]. Ia berbentuk [[gas]] pada keadaan [[temperatur dan tekanan standar]] dan hadir di [[atmosfer bumi]]. Rata-rata [[konsentrasi]] karbon dioksida di atmosfer bumi pada Maret 2022 adalah 417 [[bagian per juta|ppm]] berdasarkan [[volume]], dibandingkan dengan konsentrasi pra-industri 280 ppm.<ref>{{Cite web|title=Carbon Dioxide Concentration|url=https://climate.nasa.gov/vital-signs/carbon-dioxide|website=Climate Change: Vital Signs of the Planet|publisher=NASA|language=en|archive-url=https://web.archive.org/web/20220417141013/https://climate.nasa.gov/vital-signs/carbon-dioxide/|archive-date=2022-04-17|access-date=2021-06-23|url-status=live|dead-url=no}}</ref><ref name="Cambridge2013">{{cite book|vauthors=Eggleton T|date=2013|url=https://books.google.com/books?id=jeSwRly2M_cC&q=280&pg=PA52|title=A Short Introduction to Climate Change|publisher=Cambridge University Press|isbn=9781107618763|page=52|language=en|access-date=9 November 2020|archive-url=https://web.archive.org/web/20210723051807/https://books.google.com/books?id=jeSwRly2M_cC&q=280&pg=PA52|archive-date=23 July 2021|url-status=live}}</ref> Karbon dioksida adalah [[gas rumah kaca]] yang penting karena ia menyerap gelombang [[inframerah]] dengan kuat.

Karbon dioksida dihasilkan oleh semua hewan, tumbuh-tumbuhan, fungi, dan mikroorganisme pada proses [[respirasi]] dan digunakan oleh tumbuhan pada proses [[fotosintesis]]. Oleh karena itu, karbon dioksida merupakan komponen penting dalam [[siklus karbon]]. Karbon dioksida juga dihasilkan dari hasil samping pembakaran [[bahan bakar fosil]]. Karbon dioksida [[anorganik]] dikeluarkan dari [[gunung berapi]] dan proses [[geotermal]] lainnya seperti pada [[mata air panas]].

Karbon dioksida tidak mempunyai bentuk cair pada tekanan di bawah 5,1 [[atm]] namun langsung menjadi padat pada temperatur di bawah -78&nbsp;°C. Dalam bentuk padat, karbon dioksida umumnya disebut sebagai [[es kering]].

CO<sub>2</sub> adalah [[oksida asam]]. Larutan CO<sub>2</sub> mengubah warna [[lakmus]] dari biru menjadi merah muda.

== Sifat-sifat kimia dan fisika ==
{{seealso|Karbon dioksida superkritis|es kering}}
[[Berkas:Carbon dioxide pressure-temperature phase diagram.jpg|kiri|jmpl|220px|Diagram fase tekanan-temperatur karbon dioksida yang memperlihatkan [[titik tripel]] karbon dioksida]]

Karbon dioksida adalah gas yang tidak berwarna dan tidak berbau. Ketika dihirup pada konsentrasi yang lebih tinggi dari konsentrasi karbon dioksida di atmosfer, ia akan terasa asam di mulut dan mengengat di hidung dan tenggorokan. Efek ini disebabkan oleh pelarutan gas di [[membran mukosa]] dan [[saliva]], membentuk larutan [[asam karbonat]] yang lemah. Sensasi ini juga dapat dirasakan ketika seseorang bersendawa setelah meminum air [[karbonasi|berkarbonat]] (misalnya [[Coca Cola]]). Konsentrasi yang lebih besar dari 5.000 ppm tidak baik untuk kesehatan, sedangkan konsentrasi lebih dari 50.000 ppm dapat membahayakan kehidupan hewan.<ref>{{cite web | author = Staff | date= [[16 August]] [[2006]] | url = http://www.cdc.gov/niosh/idlh/124389.html | title = Carbon dioxide: IDLH Documentation | publisher = National Institute for Occupational Safety and Health | accessdate = 2007-07-05}}</ref>

Pada keadaan [[STP]], rapatan karbon dioksida berkisar sekitar 1,98&nbsp;kg/m³, kira kira 1,5 kali lebih berat dari [[atmosfer bumi|udara]]. Molekul karbon dioksida (O=C=O) mengandung dua [[ikatan kovalen|ikatan rangkap]] yang berbentuk linear. Ia tidak bersifat [[dipol]]. Senyawa ini tidak begitu [[reaktif]] dan tidak mudah terbakar, tetapi bisa membantu pembakaran logam seperti [[magnesium]].

[[Berkas:Dry Ice Pellets Subliming.jpg|jmpl|kiri|220px|Pelet kecil dari es kering yang menyublim di udara.]]

[[Berkas:Carbon-dioxide-crystal-3D-vdW.png|jmpl|kiri|220px|Struktur kristal es kering]]

Pada suhu −78,51° [[Celsius|C]], karbon dioksida langsung [[sublimasi|menyublim]] menjadi padat melalui proses [[deposisi (kimia)|deposisi]]. Bentuk padat karbon dioksida biasa disebut sebagai "[[es kering]]". Fenomena ini pertama kali dipantau oleh seorang kimiawan Prancis, [[Charles Thilorier]], pada tahun 1825. Es kering biasanya digunakan sebagai zat pendingin yang relatif murah. Sifat-sifat yang menyebabkannya sangat praktis adalah karbon dioksida langsung menyublim menjadi gas dan tidak meninggalkan cairan. Penggunaan lain dari es kering adalah untuk [[penyemburan es kering|pembersihan sembur]].

Cairan kabon dioksida terbentuk hanya pada tekanan di atas 5,1 atm; [[titik tripel]] karbon dioksida kira-kira 518 [[kPa]] pada −56,6&nbsp;°C (Silakan lihat diagram fase di atas). [[Titik kritis]] karbon dioksida adalah 7,38 MPa pada 31,1&nbsp;°C.<ref>{{cite web|url=http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C124389&Units=SI&Mask=4#Thermo-Phase|title=Phase change data for Carbon dioxide|publisher=National Institute of Standards and Technology|accessdate=2008-01-21}}</ref>

Terdapat pula bentuk [[amorf]] karbon dioksida yang seperti kaca, tetapi ia tidak terbentuk pada tekanan atmosfer.<ref>{{cite journal | last=Santoro | first=M. | coauthors=et al | year=2006 | title=Amorphous silica-like carbon dioxide | url= | journal=Nature | issn=0028-0836 | volume=441 | issue=7095 | pages=857-860 | doi=10.1038/nature04879}}</ref> Bentuk kaca ini, disebut sebagai [[karbonia amorf|''karbonia'']], dihasilkan dari [[pelewatbekuan]] CO<sub>2</sub> yang terlebih dahulu dipanaskan pada tekanan ekstrem (40-48 [[GPa]] atau kira-kira 400.000 atm) di [[landasan intan]]. Penemuan ini mengkonfirmasikan teori yang menyatakan bahwa karbon dioksida bisa berbentuk kaca seperti senyawa lainnya yang sekelompok dengan karbon, misalnya [[silikon]] dan [[germanium]]. Tidak seperti kaca silikon dan germanium, kaca karbonia tidak stabil pada tekanan normal dan akan kembali menjadi gas ketika tekanannya dilepas.

== Sejarah pemahaman manusia ==
Pada abad ke-17, seorang kimiawan [[suku Fleming|Fleming]], [[Jan Baptist van Helmont]], menemukan bahwa [[arang]] yang dibakar pada bejana tertutup akan menghasilkan abu yang massanya lebih kecil dari massa arang semula. Dia berkesimpulan bahwa sebagian arang tersebut telah ditransmutasikan menjadi zat yang tak terlihat, ia menamakan zat tersebut sebagai "gas" atau ''spiritus sylvestre'' (Bahasa Indonesia: arwah liar).

Sifat-sifat karbon dioksida dipelajari lebih lanjut pada tahun 1750 oleh fisikawan Skotlandia [[Joseph Black]]. Dia menemukan bahwa [[batu kapur]] ([[kalsium karbonat]]) dapat dibakar atau diberikan [[asam]] dan menghasilkan gas yang dia namakan sebagai ''"fixed air"''. Dia juga menemukan bahwa gas ini lebih berat daripada udara dan ketika digelembungkan dalam larutan kapur ([[kalsium hidroksida]]) akan [[pengendapan|mengendapkan]] kalsium karbonat. Dia menggunakan fenomena ini untuk mengilustrasikan bahwa karbon dioksida dihasilkan dari pernapasan hewan dan fermentasi mikroba. Pada tahun 1772, seorang kimiawan Inggris [[Joseph Priestley]] mempublikasikan sebuah jurnal yang berjudul ''Impregnating Water with Fixed Air''. Dalam jurnal tersebut, dia menjelaskan proses penetesan [[asam sulfat]] (atau ''minyak vitriol'' seperti yang Priestley sebut) ke kapur untuk menghasilkan karbon dioksida dan memaksa gas itu untuk larut dengan menggoncangkan semangkuk air yang berkontak dengan gas.<ref name="Priestley">{{cite journal | first = Joseph | last = Priestley | authorlink = Joseph Priestley | title = Observations on Different Kinds of Air | journal = Philosophical Transactions | issn = 0260-7085 | volume = 62 | year = 1772 | pages = 147-264 | url = http://web.lemoyne.edu/~GIUNTA/priestley.html}}</ref>

Karbon dioksida pertama kali dicairkan (pada tekanan tinggi) pada tahun 1823 oleh [[Humphry Davy]] dan [[Michael Faraday]].<ref name="Davy">{{cite journal | first = Humphry | last = Davy | authorlink = Humphry Davy | title = On the Application of Liquids Formed by the Condensation of Gases as Mechanical Agents | journal = Philosophical Transactions | issn = 0261-0523 | volume = 113 | year = 1823 | pages = 199-205 | url = http://www.journals.royalsoc.ac.uk/content/r004631789435274/fulltext.pdf }}{{Pranala mati|date=Mei 2021 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }}</ref> Deskripsi pertama mengenai karbon dioksida padat dilaporkan oleh [[Charles Thilorier]] ketika pada tahun 1834 dia membuka kontainer karbon dioksida cair yang diberikan tekanan dan menemukan pendinginan tersebut menghasilkan penguapan yang menghasilkan "salju" CO<sub>2</sub> padat.<ref>{{cite journal | title = Thilorier and the First Solidification of a "Permanent" Gas (1835) | last = Duane | first = H.D. Roller | coauthors = M. Thilorier | journal = Isis | issn = 0021-1753 | volume = 43 | issue = 2 | year = 1952 | pages = 109–113 | url = }}</ref>

== Isolasi ==
Karbon dioksida bisa kita dapatkan dengan [[distilasi]] udara. Namun cara ini hanya menghasilkan CO<sub>2</sub> yang sedikit. Berbagai jenis reaksi kimia dapat menghasilkan karbon dioksida, seperti reaksi pada kebanyakan asam dengan karbonat logam. Reaksi antara [[asam sulfat]] dengan kalsium karbonat adalah:

<center><math>\text{H}_2\text{SO}4 + \text{CaCO}_3 \longrightarrow \text{CaSO}_4 + \text{H}_2\text{CO}_3</math></center>

{{chem|H|2|CO|3}} kemudian terurai menjadi air dan CO<sub>2</sub>. Reaksi ini diikuti dengan pembusaan atau penggelembungan.

[[Pembakaran]] dari semua bahan bakar yang mengandung karbon, seperti [[metana]] ([[gas alam]]), distilat minyak bumi ([[bensin]], [[diesel]], [[minyak tanah]], [[propana]]), arang dan kayu akan menghasilkan karbon dioksida. Sebagai contohnya reaksi antara metana dan oksigen:

<center><math>\text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \longrightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}</math></center>

[[Besi]] direduksi dari oksida [[besi]] dengan [[kokas]] pada [[tungku sembur]], menghasilkan ''pig iron'' dan karbon dioksida:

<center><math>2\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{C} \longrightarrow 4\text{Fe} + 3\text{CO}_2</math></center>

[[Khamir]] mencerna [[gula]] dan menghasilkan karbon dioksida beserta [[etanol]] pada proses pembuatan anggur, bir, dan spiritus lainnya:

<center>[[Glukosa|<math>\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6</math>]]<math>\longrightarrow 2\text{CO}_2 + 2\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}</math></center>

Semua organisme aerob menghasilkan {{chem|CO|2}} dalam proses pembakaran [[karbohidrat]], [[asam lemak]], dan protein pada mitokondria di dalam sel. Reaksi-reaksi yang terlibat dalam proses pembakaran ini sangatlah rumit dan tidak bisa dijelaskan dengan mudah. (Lihat pula: [[respirasi sel]], [[respirasi anaerob]], dan [[fotosintesis]]).

Karbon dioksida [[larut]] dalam air dan secara spontan membentuk {{chem|H|2|CO|3}} ([[asam karbonat]]) dalam kesetimbangan dengan {{chem|CO|2}}. Konsentrasi relatif antara {{chem|CO|2|, H|2|CO|3}}, dan {{chem|HCO|3|<sup>−</sup>}} ([[bikarbonat]]) dan {{chem|CO|3|<sup>2−</sup>}}([[karbonat]]) bergantung pada kondisi [[pH]] larutan. Dalam air yang bersifat netral atau sedikit basa (pH > 6,5), bentuk bikarbonat mendominasi (>50%). Dalam air yang bersifat basa kuat (pH > 10,4), bentuk karbonat mendominasi. Bentuk karbonat dan bikarbonat memiliki kelarutan yang sangat baik. Dalam air laut (dengan pH = 8,2 - 8,5), terdapat 120&nbsp;mg bikarbonat per liter.

=== Produksi dalam skala industri ===

Karbon dioksida secara garis besar dihasilkan dari enam proses:<ref name="kirk">{{cite encyclopedia | title = Carbon Dioxide | first = Ronald | last = Pierantozzi | encyclopedia = Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology | publisher = Wiley | year = 2001 | doi = 10.1002/0471238961.0301180216090518.a01.pub2 }}</ref>

# Sebagai hasil samping dari pengilangan ammonia dan hidrogen, di mana metana dikonversikan menjadi CO<sub>2</sub>.
# Dari pembakaran [[kayu]] dan [[bahan bakar fosil]];
# Sebagai hasil samping dari [[fermentasi]] gula pada proses peragian [[bir]], [[wiski]], dan [[minuman]] beralkohol lainnya;
# Dari proses penguraian termal batu kapur, {{chem|CaCO|3}};
# Sebagai produk samping dari pembuatan [[natrium fosfat]];
# Secara langsung di ambil dari [[mata air]] yang karbon dioksidanya dihasilkan dari pengasaman air pada batu kapur atau [[dolomit]].

== Di Atmosfer Bumi ==
[[Berkas:CO2 increase rate.png|jmpl|Peningkatan tahunan CO<sub>2</sub> atmosfer: Rata-rata peningkatan tahunan pada tahun 1960-an adalah 37% dari rata-rata peningkatan tahunan tahun 2000-2007.<ref>Dr. Pieter Tans ([[3 May]] [[2008]]) [ftp://ftp.cmdl.noaa.gov/ccg/co2/trends/co2_gr_mlo.txt "Annual CO2 mole fraction increase (ppm)" for 1959-2007] [[National Oceanic and Atmospheric Administration]] Earth System Research Laboratory, Global Monitoring Division ([http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/ additional details].)</ref>]]

{{further|Karbon dioksida di atmosfer bumi}}

Karbon dioksida di [[atmosfer bumi]] dianggap sebagai [[gas kelumit]] dengan [[konsentrasi]] sekitar 417 [[ppm]] berdasarkan volume. Massa [[atmosfer bumi]] adalah 5,14×10<sup>18</sup> kg,<ref>{{Cite web |url=http://www.agu.org/pubs/crossref/1988/87JD00743.shtml |title=Global atmospheric mass, surface pressure, and water vapor variations<!-- Bot generated title --> |access-date=2008-06-23 |archive-date=2008-08-30 |archive-url=https://web.archive.org/web/20080830062450/http://www.agu.org/pubs/crossref/1988/87JD00743.shtml |dead-url=yes }}</ref> sehingga massa total karbon dioksida atmosfer adalah 3,0×10<sup>15</sup> kg (3.000 gigaton). Konsentrasi karbon dioksida bervariasi secara musiman (lihat grafik di samping). Di wilayah perkotaan, konsentrasi karbon dioksida secara umum lebih tinggi, sedangkan di ruangan tertutup, ia dapat mencapai 10 kali lebih besar dari konsentrasi di atmosfer terbuka.

Oleh karena aktivitas manusia seperti pembakaran [[bahan bakar fosil]] dan [[penggundulan hutan]], konsentrasi karbon dioksida di atmosfer telah meningkat sekitar 35% sejak dimulainya [[revolusi industri]].<ref>[http://www.noaanews.noaa.gov/stories2005/s2412.htm NOAA News Online (Story 2412)<!-- Bot generated title -->]</ref> Pada tahun 1999, 2.244.804.000 ton {{chem|CO|2}} dihasilkan di Amerika Serikat dari pembangkitan energi listrik. Laju pengeluaran ini setara dengan 0,6083&nbsp;kg per kWh.<ref>{{cite web | title=Carbon Dioxide Emissions from the Generation of Electric Power in the United States | url=http://www.eia.doe.gov/cneaf/electricity/page/co2_report/co2emiss.pdf }}</ref>

[[Berkas:Carbon Dioxide 800kyr.svg|thumb|kiri|300x300px|[[Konsentrasi]] CO<sub>2</sub> di atmosfer Bumi sepanjang 800.000 tahun yang lalu.]]

Lima ratus juta tahun yang lalu, keberadaan karbon dioksida 20 kali lipat lebih besar dari yang sekarang dan menurun 4-5 kali lipat semasa periode [[Jura]] dan secara lambat menurun sampai dengan [[revolusi industri]].<ref>{{cite web | title = Climate and CO2 in the Atmosphere | url=http://earthguide.ucsd.edu/virtualmuseum/climatechange2/07_1.shtml| accessdate=2007-10-10 }}</ref><ref>{{cite web | title = GEOCARB III: A REVISED MODEL OF ATMOSPHERIC CO2 OVER
PHANEROZOIC TIME| url=http://www.geocraft.com/WVFossils/Reference_Docs/Geocarb_III-Berner.pdf| accessdate=2008-02-15 }}</ref>

Sampai dengan 40% dari gas yang dimuntahkan oleh [[gunung berapi]] semasa ledakan subaerial adalah karbon dioksida.<ref>Sigurdsson, H. et al., (2000) ''Encyclopedia of Volcanoes'', San Diego, Academic Press</ref> Menurut perkiraan paling canggih, gunung berapi melepaskan sekitar 130-230 juta ton {{chem|CO|2}} ke atmosfer setiap tahun. Karbon dioksida juga dihasilkan oleh mata air panas, seperti yang terdapat di situs Bossoleto dekat Terme Rapolano di Toscana, Italia. Di sini, di depresi yang berbentuk mangkuk dengan diameter kira-kira 100 m, konsentrasi {{chem|CO|2}} setempat meningkat sampai dengan lebih dari 75% dalam semalam, cukup untuk membunuh serangga-serangga dan hewan yang kecil, tetapi menghangat dengan cepat ketika cahaya matahari memancar dan berbaur secara konveksi semasa pagi hari.<ref>vanGardingen PR, Grace J, Jeffree CE, Byari, S.H., Miglietta, F., Raschi, A., Bettarini, I. (1997) Long-term effects of enhanced CO2 concentrations on leaf gas exchange: research opportunities using {{co2}} springs. In Plant responses to elevated {{co2}}. Evidence from natural springs. Ed. A. Raschi, F. Miglietta, R. Tognetti and P.R. van Gardingen. Cambridge University Press. pp. 69-86.</ref> Konsentrasi setempat {{chem|CO|2}} yang tinggi yang dihasilkan oleh gangguan air danau dalam yang jenuh dengan {{Chem|CO|2}} diduga merupakan akibat dari terjadinya 37 kematian di [[Danau Moboun]], [[Kamerun]] pada 1984 dan 1700 kematian di [[Danau Nyos]], Kamerun.<ref>M. Martini (1997){{co2}} emissions in volcanic areas: case histories and hazaards. In Plant responses to elevated {{co2}}. Evidence from natural springs. Ed. A. Raschi, F. Miglietta, R. Tognetti and P.R. van Gardingen. Cambridge University Press. pp. 69-86.</ref> Namun, emisi {{Chem|CO|2}} yang diakibatkan oleh aktivitas manusia sekarang adalah 130 kali lipat lebih besar dari kuantitas yang dikeluarkan gunung berapi, yaitu sekitar 27 miliar ton setiap tahun.<ref>{{cite web | title = Volcanic Gases and Their Effects
| url=http://volcanoes.usgs.gov/Hazards/What/VolGas/volgas.html| accessdate=2007-09-07 }}</ref>

== Di samudera ==
Terdapat sekitar 50 kali lebih banyak karbon yang terlarut di dalam samudera dalam bentuk {{Chem|CO|2}} dan hidrasi {{Chem|CO|2}} daripada yang terdapat di atmosfer. Samudera berperan sebagai [[buangan karbon]] raksasa dan telah menyerap sekitar sepertiga dari emisi {{Chem|CO|2}} yang dihasilkan manusia."<ref>{{cite web | last = Doney | first = Scott C. | authorlink = | coauthors = Naomi M. Levine | title = How Long Can the Ocean Slow Global Warming? | publisher = Oceanus | date = 2006-11-29 | url = http://www.whoi.edu/oceanus/viewArticle.do?id=17726 | accessdate = 2007-11-21 }}</ref> Secara umum, kelarutan akan berkurang ketika temperatur air bertambah. Oleh karena itu, karbon dioksida akan dilepaskan dari air samudera ke atmosfer ketika temperatur samudera meningkat.

Kebanyakan {{chem|CO|2}} yang berada di samudera berbentuk asam karbonat. Sebagian dikonsumsi oleh organisme air sewaktu fotosintesis dan sebagian kecil lainnya tenggelam dan meninggalkan siklus karbon. Terdapat kekhawatiran meningkatnya konsentrasi {{chem|CO|2}} di udara akan meningkatkan keasaman air laut, sehingga akan menimbulkan efek-efek yang merugikan terhadap organisme-organisme yang hidup di air.

== Peranan biologis ==
Karbon dioksida adalah hasil akhir dari organisme yang mendapatkan energi dari penguraian gula, lemak, dan [[asam amino]] dengan [[oksigen]] sebagai bagian dari [[metabolisme]] dalam proses yang dikenal sebagai [[respirasi sel]]. Hal ini meliputi semua tumbuhan, hewan, kebanyakan jamur, dan beberapa bakteri. Pada hewan tingkat tinggi, karbon dioksida mengalir di darah dari jaringan tubuh ke paru-paru untuk dikeluarkan. Pada tumbuh-tumbuhan, karbon dioksida diserap dari atmosfer sewaktu fotosintesis.

=== Peranan pada fotosintesis ===
Tumbuh-tumbuhan mengurangi kadar karbon dioksida di atmosfer dengan melakukan fotosintesis, disebut juga sebagai [[fiksasi karbon|asimilasi karbon]], yang menggunakan energi cahaya untuk memproduksi materi organik dengan mengkombinasi karbon dioksida dengan air. Oksigen bebas dilepaskan sebagai gas dari penguraian molekul air, sedangkan hidrogen dipisahkan menjadi proton dan elektron, dan digunakan untuk menghasilkan energi kimia via [[fotofosforilasi]]. Energi ini diperlukan untuk fiksasi karbon dioksida pada [[siklus Kalvin]] untuk membentuk gula. Gula ini kemudian digunakan untuk pertumbuhan tumbuhan melalui respirasi

Walaupun terdapat lubang angin, karbon dioksida haruslah dimasukkan ke dalam rumah kaca untuk menjaga pertumbuhan tanaman oleh karena konsentrasi karbon dioksida dapat menurun selama siang hari ke level 200 ppm. Tumbuhan memiliki potensi tumbuh 50 persen lebih cepat pada konsentrasi {{chem|CO|2}} sebesar 1.000 ppm.<ref>{{cite web | title=Carbon Dioxide In Greenhouses | last=Blom | first=T.J. | coauthors=W.A. Straver; F.J. Ingratta; Shalin Khosla; Wayne Brown | url=http://www.omafra.gov.on.ca/english/crops/facts/00-077.htm | date=2002-12 | accessdate=2007-06-12 }}</ref>

Tumbuh-tumbuhan juga mengeluarkan {{chem|CO|2}} selama pernapasan, sehingga tumbuhan yang berada pada tahap pertumbuhan sajalah yang merupakan penyerap bersih {{chem|CO|2}}. Sebagai contoh, hutan tumbuh akan menyerap berton-ton {{chem|CO|2}} setiap tahunnya, tetapi hutan matang akan menghasilkan {{chem|CO|2}} dari pernapasan dan dekomposisi sel-sel mati sebanyak yang dia gunakan untuk biosintesis tumbuhan.<ref>{{cite web|url=http://www-wds.worldbank.org/external/default/WDSContentServer/WDSP/IB/2002/09/07/000094946_02081604154234/Rendered/INDEX/multi0page.txt|title=Global Environment Division Greenhouse Gas Assessment Handbook - A Practical Guidance Document for the Assessment of Project-level Greenhouse Gas Emissions|accessdate=2007-11-10|work=[[World Bank]]}}</ref> Walaupun demikian, hutan matang jugalah penting sebagai [[buangan karbon]], membantu menjaga keseimbangan atmosfer bumi. Selain itu, fitoplankton juga menyerap {{chem|CO|2}} yang larut di air laut, sehingga mempromosikan penyerapan {{Chem|CO|2}} dari atmosfer.<ref>{{cite journal|last=Falkowski|first=P.|coauthors=Scholes, R.J.; Boyle, E.; Canadell, J.; Canfield, D.; Elser, J.; Gruber, N.; Hibbard, K.; Hogberg, P.; Linder, S.; Mackenzie, F.T.; Moore, B 3rd.; Pedersen, T.; Rosenthal, Y.; Seitzinger, S.; Smetacek V.; Steffen W.| year=2000 | title=The global carbon cycle: a test of our knowledge of earth as a system | journal=Science | issn=0036-8075 | volume=290 | issue=5490 | pages=291–296 | doi=10.1126/science.290.5490.291 | pmid=11030643 }}</ref>

=== Toksisitas ===
Kandungan karbon dioksida di udara segar bervariasi antara 0,03% (300ppm) sampai dengan 0,06% (600 ppm) bergantung pada lokasi.

Menurut Otoritas Keselamatan Maritim Australia, "Paparan berkepanjangan terhadap konsentrasi karbon dioksida yang sedang dapat menyebabkan asidosis dan efek-efek merugikan pada metabolisme kalsium fosforus yang menyebabkan peningkatan endapan kalsium pada jaringan lunak. Karbon dioksida beracun kepada jantung dan menyebabkan menurunnya gaya kontraktil. Pada konsentrasi tiga persen berdasarkan volume di udara, ia bersifat narkotik ringan dan menyebabkan peningkatan tekanan darah dan denyut nadi, dan menyebabkan penurunan daya dengar. Pada konsentrasi sekitar lima persen berdasarkan volume, ia menyebabkan stimulasi pusat pernapasan, pusing-pusing, kebingungan, dan kesulitan pernapasan yang diikuti sakit kepala dan sesak napas. Pada konsentrasi delapan persen, ia menyebabkan sakit kepala, keringatan, penglihatan buram, tremor, dan kehilangan kesadaran setelah paparan selama lima sampai sepuluh menit."<ref>Davidson, Clive. 7 February 2003. "Marine Notice: Carbon Dioxide: Health Hazard". Australian Maritime Safety Authority.</ref>

Oleh karena bahaya kesehatan yang diasosiasikan dengan paparan karbon dioksida, Administrasi Kesehatan dan Keselamatan Kerja Amerika Serikat menyatakan bahwa paparan rata-rata untuk orang dewasa yang sehat selama waktu kerja 8 jam sehari tidak boleh melebihi 5.000 ppm (0,5%). Batas aman maksimum untuk balita, anak-anak, orang tua, dan individu dengan masalah kesehatan kardiopulmonari (jantung dan paru-paru) secara signifikan lebih kecil. Untuk paparan dalam jangka waktu pendek (di bawah 10 menit), batasan dari Institut Nasional untuk Kesehatan dan Keamanan Kerja Amerika Serikat (NIOSH) adalah 30.000 ppm (3%). NIOSH juga menyatakan bahwa konsentrasi karbon dioksida yang melebihi 4% adalah langsung berbahaya bagi keselamatan jiwa dan kesehatan.<ref>Occupational Safety and Health Administration. Chemical Sampling Information: Carbon Dioxide. Retrieved 5 June 2008 from: http://www.osha.gov/dts/chemicalsampling/data/CH_225400.html {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110501114645/http://www.osha.gov/dts/chemicalsampling/data/CH_225400.html |date=2011-05-01 }}</ref>

Adaptasi terhadap peningkatan kadar {{chem|CO|2}} dapat terjadi pada manusia. Inhalasi {{chem|CO|2}} yang berkelanjutan dapat ditoleransi pada konsentrasi inspirasi tiga persen paling sedikit selama satu bulan dan empat persen konsentrasi insiparsi selama lebih dari satu minggu. Diajukan juga bahwa konsentrasi insipirasi sebesar 2,0 persen dapat digunakan untuk ruangan tertutup (seperti [[kapal selam]]) oleh karena adaptasi ini bersifat fisiologis dan reversibel. Penurunan kinerja atau pada aktivitas fisik yang normal tidak terjadi pada tingkat konsentrasi ini.<ref>{{cite journal |title=Carbon Dioxide Tolerance and Toxicity |author=Lambertsen, C. J. |year=[[1971]] |journal=Environmental Biomedical Stress Data Center, Institute for Environmental Medicine, University of Pennsylvania Medical Center |volume=IFEM Report No. 2-71 |location=Philadelphia, PA |url=http://archive.rubicon-foundation.org/3861 |accessdate=2008-05-02 |archive-date=2011-07-24 |archive-url=https://web.archive.org/web/20110724044527/http://archive.rubicon-foundation.org/3861 |dead-url=yes }}</ref><ref>{{cite journal |title=Carbon Dioxide Tolerance Studies |author=Glatte Jr H. A., Motsay G. J., Welch B. E. |year=[[1967]] |volume=SAM-TR-67-77 |journal=Brooks AFB, TX School of Aerospace Medicine Technical Report |url=http://archive.rubicon-foundation.org/6045 |accessdate=2008-05-02 |archive-date=2008-05-09 |archive-url=https://web.archive.org/web/20080509072828/http://archive.rubicon-foundation.org/6045 |dead-url=yes }}</ref>

Gambaran-gambaran ini berlaku untuk karbon dioksida murni. Dalam ruangan tertutup yang dipenuhi orang, konsentrasi karbondioksida akan mencapai tingkat yang lebih tinggi daripada konsentrasi di udara bebas. Konsentrasi yang lebih besar dari 1.000 ppm akan menyebabkan ketidaknyamanan terhadap 20% penghuni dan ketidaknyamanan ini akan meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi {{chem|CO|2}}. Ketidaknyamanan ini diakibatkan oleh gas-gas yang dikeluarkan sewaktu pernapasan dan keringatan manusia, bukan oleh {{chem|CO|2}}. Pada konsentrasi 2.000 ppm, mayoritas penghuni akan merasakan ketidaknyamanan yang signifikan dan banyak yang akan mual-mual dan sakit kepala. Konsentrasi {{chem|CO|2}} antara 300 ppm sampai dengan 2.500 ppm digunakan sebagai indikator kualitas udara dalam ruangan.

Keracunan karbon dioksida akut dikenal sebagai [[lembap hitam]]. Para [[penambang]] biasanya akan membawa sesangkar burung kenari ketika mereka sedang bekerja untuk memperingati mereka ketika kadar karbon dioksida mencapat tingkat yang berbahaya. Burung kenari akan terlebih dahulu mati sebelum kadar {{chem|CO|2}} mencapai tingkat yang berbahaya untuk manusia. Karbon dioksida menyebabkan kematian yang luas di [[Danau Nyos]] di [[Kamerun]] pada tahun 1996.<ref>New York Times, "Trying to Tame the Roar of Deadly Lakes", February 27, 2001. [http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9F04E2DC1F39F934A15751C0A9679C8B63&sec=&spon=&partner=permalink&exprod=permalink].</ref> Karbon dioksida yang lebih berat yang dikeluarkan mendorong oksigen keluar, menyebabkan kematian hampir 2000 orang.

=== Fisiologi manusia ===
{{seealso|Gas darah arteri}}

{{Chem|CO|2}} diangkut di darah dengan tiga cara yang berbeda:

* Kebanyakan (sekitar 70% – 80%) dikonversikan menjadi ion [[bikarbonat]] HCO<sub>3</sub><sup>−</sup> oleh enzim [[karbonat anhidrase]] di sel-sel darah merah,<ref name='solarnav'>{{cite web|url=http://www.solarnavigator.net/solar_cola/carbon_dioxide.htm |title=CARBON DIOXIDE |accessdate=2007-10-12 |work=solarnavigator.net }}</ref> dengan reaksi
<center><math>\text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{CO}_3 \rightarrow \text{H}^+ + \text{HCO}_3^-</math></center>
* 5% – 10% larut di [[Plasma darah|plasma]]<ref name='solarnav' />
* 5% – 10% diikat oleh [[hemoglobin]] sebagai senyawa [[karbamino]]<ref name='solarnav' />

[[Hemoglobin]], molekul pengangkut oksigen yang utama pada [[sel darah merah]], mengangkut baik oksigen maupun karbon dioksida. Namun {{chem|CO|2}} yang diangkut hemoglobin tidak terikat pada tempat yang sama dengan oksigen. Ia bergabung dengan gugus terminal-N pada empat rantai globin. Namun, karena efek [[regulasi alosterik|alosterik]] pada molekul hemoglobin, pengikatan {{chem|CO|2}} mengurangi jumlah oksigen yang dapat diikat. Penurunan pengikatan karbon dioksida oleh karena peningkatan kadar oksigen dikenal sebagai [[efek Haldane]] dan penting dalam traspor karbon dioksida dari jaringan ke paru-paru. Sebaliknya, peningkatan tekanan parsial {{chem|CO|2}} atau penurunan pH akan menyebabkan pelepasan oksigen dari hemoglobin, dikenal sebagai [[efek Bohr]]

Karbon dioksida adalah salah satu mediator [[autoregulasi]] setempat suplai darah. Apabila kadar karbon dioksidanya tinggi, [[kapiler]] akan mengembang untuk mengizinkan arus darah yang lebih besar ke jaringan yang dituju.

Ion bikarbonat sangatlah penting dalam meregulasi pH darah. Laju pernapasan seseorang dipengaruhi oleh kadar {{chem|CO|2}} dalam darahnya. Pernapasan yang terlalu lambat akan menyebabkan [[asidosis pernapasan]], sedangkan pernapasan yang terlalu cepat akan menimbulkan [[hiperventilasi]] yang bisa menyebabkan [[alkalosis|alkalosis pernapasan]].

Walaupun tubuh memerlukan oksigen untuk metabolisme, kadar oksigen yang rendah tidak akan menstimulasi pernapasan. Sebaliknya pernapasan distimulasi oleh kadar karbon dioksida yang tinggi. Akibatnya, bernapas pada udara bertekanan rendah atau campuran gas tanpa oksigen (seperti nitrogen murni) dapat menyebabkan kehilangan kesadaran. Hal ini sangatlah berbahaya bagi pilot tempur. Ini juga adalah alasan mengapa penumpang pesawat diinstruksikan untuk memakai masker oksigen ke dirinya sendiri terlebih dahulu sebelum membantu orang lain ketika tekanan kabin berkurang, jika tidak maka terjadi risiko tidak sadarkan diri.<ref name='solarnav' />

Menurut salah satu kajian dari [[Departemen Pertanian Amerika Serikat]], pernapasan orang pada umumnya menghasilkan kira-kira 450 liter (sekitar 900 gram) karbon dioksida perhari.<ref name="hannan">{{cite web | url=http://www.faithscience.org/oldsite/articles/90s/hannan.html | title=Your Role in the "Greenhouse Effect" | first=Jerry | last=Hannan | accessdate=2006-04-19 | archive-date=2007-09-28 | archive-url=https://web.archive.org/web/20070928214901/http://www.faithscience.org/oldsite/articles/90s/hannan.html | dead-url=yes }}</ref>

== Sebagai bahan tambahan pangan ==
Dalam Permenkes RI No 033/2012 tentang Bahan Tambahan Pangan, gas ini termasuk sebagai [[aditif makanan|bahan tambahan pangan]] yang diizinkan, yaitu sebagai [[Aditif makanan#Bahan pengarbonasi|bahan pengarbonasi]] dan [[Aditif makanan#gas untuk kemasan|pengisi kemasan]].<ref name=PP0332012>{{Cite|title = PERATURAN MENTERI KESEHATAN NOMOR 033 TAHUN 2012 TENTANG BAHAN TAMBAHAN PANGAN|url = http://clearinghouse.pom.go.id/admin/editor/gambar/File/PERATURAN%20BTP/Permenkes%20ttg%20BTP-1.pdf|website = pom.go.id|accessdate = 2016-01-28|ref = PP0332012|archive-date = 2016-02-02|archive-url = https://web.archive.org/web/20160202225345/http://clearinghouse.pom.go.id/admin/editor/gambar/File/PERATURAN%20BTP/Permenkes%20ttg%20BTP-1.pdf|dead-url = yes}}</ref> Dosis harian yang dapat diterima menurut Peraturan Kepala BPOM RI adalah:
* Sebagai bahan pengarbonasi: tidak dinyatakan,<ref>{{cite|url=http://faolex.fao.org/docs/pdf/ins140017.pdf|journal=Peraturan Kepala BPOM RI No. 4/2013|title=Batas Maksimum Penggunaan Bahan Tambahan Pangan Bahan Pengarbonasi|accessdate=2016-02-01}}</ref>
* Sebagai gas untuk kemasan: tidak dinyatakan.<ref>{{cite|journal=Peraturan Kepala BPOM RI No. 17/2013|title=Batas Maksimum Penggunaan Bahan Tambahan Pangan Gas untuk Kemasan|url=http://faolex.fao.org/docs/pdf/ins140046.pdf|accessdate=2016-02-01}}</ref>

== Lihat pula ==
<div style="-moz-column-count:2; column-count:2;">
* [[Karbon monoksida]]
* [[Siklus karbon]]
* [[Sekuestrasi CO2]]
* [[Pemanasan global]]
* [[Gas rumah kaca]]
* [[Standar emisi kendaraan]]
* [[Danau Nyos]]
* [[Danau Kivu]]
* [[Reaksi Bosch]]
* [[Reaksi Sabatier]]
* [[Orbiting Carbon Observatory 2]] milik NASA
* [[Greenhouse Gases Observing Satellite]]
</div>

== Referensi ==
{{reflist|2}}

== Lihat pula ==
* [http://www.uigi.com/carbondioxide.html Sifat-sifat, Penggunaan, dan Aplikasi Karbon Dioksida]
* [http://scifun.chem.wisc.edu/chemweek/CO2/CO2_phase_diagram.gif Diagram Tekanan-Temperatur Karbon Dioksida] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080216015146/http://scifun.chem.wisc.edu/chemweek/CO2/CO2_phase_diagram.gif |date=2008-02-16 }}
* [http://www.bluerhinos.co.uk/molview/indv.php?id=2 Molview from bluerhinos.co.uk] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080216134911/http://www.bluerhinos.co.uk/molview/indv.php?id=2 |date=2008-02-16 }} Melihat Karbon Dioksida secara 3D
* [http://www.dryiceinfo.com/science.htm Informasi Es Kering]
* [http://www.cmdl.noaa.gov/ccgg/trends/ Tren Karbon Dioksida Atmosfer] ''(NOAA)''
* [http://www.science.uwaterloo.ca/~cchieh/cact/c123/phasesdgm.html Diagram Fase Karbon Dioksida] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080222025440/http://www.science.uwaterloo.ca/~cchieh/cact/c123/phasesdgm.html |date=2008-02-22 }}
* [http://chemmovies.unl.edu/chemistry/smallscale/SS071.html Experimen 071 -- Titik Tripel Transisi Fase Karbon Dioksida] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080205202741/http://chemmovies.unl.edu/chemistry/smallscale/SS071.html |date=2008-02-05 }}
* http://www.r744.com/knowledge/faq_a.php {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20071006101017/http://www.r744.com/knowledge/faq_a.php |date=2007-10-06 }}
* [http://www.understandingnano.com/nanotechnology-carbon-dioxide.html Metode pengurangan emisi karbondioksida dari pembangkit listrik]

{{Senyawa oksigen}}
{{Senyawa anorganik karbon}}
{{Oksida}}

[[Kategori:Karbon dioksida| ]]
[[Kategori:Gas]]
[[Kategori:Pendingin reaktor nuklir]]