Ugljikov(IV) oksid nastaje potpunom oksidacijom ugljika i njegovih spojeva. Stvara se procesom metabolizma ljudi i životinja. Prijeko je potreban sastojak za održavanje života na Zemlji, jer sudjeluje u procesu fotosinteze, pa ga nazivaju „snagom prirode“.
Pokus dobivanja i svojstava ugljikova(IV) oksida:Pribor i kemikalije: okrugla destilacijska tikvica s čepom, lijevak za dokapljivanje, 2 čaše od 100ml, čaša od 600ml, 3 svijeće različite duljine, destilirana voda, vapnena voda (Ca(OH)2), metiloranž, čvrsti natrijev karbonat (Na2CO3), klorovodična kiselina (HCl).
Postupak: U destilacijsku tikvicu naspite 10g (~3 žlice) natrijeva karbonata, a u lijevak za dokapavanje klorovodičnu kiselinu. U prvu čašu ulijte do polovice destiliranu vodu, dodajte 1-2 kapi metiloranža. U druku čašu ulijte do polovice bistru otopinu kalcijeva hidroksida. U veliku čašu stavite tri svjećice različite duljine. Nakon dokapavanja klorovodične kiseline na natrijev karbonat, plin koji se razvija uvodite u prvu, a zatim u drugu čašu. Kad nastupe promjene, zapalite svijeće i uvodite plin uz stijenku čaše
Reakcija ovdje: Na2CO3 + 2HCl --> 2NaCl + H2O + CO2(g)
Ugljikov(IV) oksid može se dobiti i reakcijom natrijeva hidrogenkarbonata (NaHCO3, sode bikarbone) s octom ili limunskom kiselinom. Ako se pomiješa soda bikarbona s limunskom kiselinom, dobit će se osvježavajuće piće iz kojeg se „čuje“ izlaženje mjehurića ugljikova(IV) oksida. Upravo su soda bikarbona i limunska kiselina sastojci i „šumećih“ tableta.
Uvođenjem ugljikova(IV) oksida u vodu promijeni se boja indikatora u crvenu, što je dokaz da je nastala kiselina. Vapnena voda se uvođenjem ugljikova dioksida zamuti od teško tapljiva kalcijeva karbonata. Ova se reakcija koristi za dokazivanje ugljikova(IV) oksida:
Ca2+(aq) + 2OH-(aq) + CaCO3(s) + H2O(I)
U čaši sa svijećama prvo se ugasi najniža svijećica, a zatim i ostale, jer je ugljikov(IV) oksid teži od zraka, pa ga postupno istiskuje i onemogućava gorenje. Pri sobnoj temperaturi ugljikov je dioksid plin bez boje i mirisa, koji ne gori niti podržava gorenje. Ubraja se u zagušljivce, jer onemogućava pristup kisiku, pa onemogućava disanje. Zbog navedenih svojstava rabi se za gašenje požara. Komprimiranjem prelazi u tekuće stanje pod tlakom od 70 bara. Ekspanzijom na atmosferski tlak, ugljikov dioksid se vrlo brzo ohladi i skrutne u obliku snijega. Takav se naziva „suhi led“ zbog svojstava da pri atmosferskom tlaku i temperaturi višo od -78,9°C izravno sublimacijom prelazi u plinovito stanje. Upotrebljava se za hlađenje namirnica.
U usporedbi s većinom plinova CO2 je dobro topljiv u vodi. Vodena otopina je kisela. Maseni dio u vodi otopljenog ugljikova(IV) oksida (oko 0,1%) reagira s vodom, pri čemu nastaje slaba diprotonska ugljična kiselina (H2CO3), koja odmah disocira na ione H3O +, HCO3 - i CO3 2-. Od ugljične se kiseline izvode dvije vrste soli: hidrogenkarbonati i karbonati. Svi su hidrogenkarbonati, osim natrijevog hidrogenkarbonata (NaHCO3), dobro topljivi u vodi. Njihove otopine djeluju slabo bazično. Zagrijavanjem hidrogenkarbonati daju ugljikov(IV) oksid i karbonate.
Nasuprot hidrogenkarbonatima, svi su karbonati, osim alkalijskih i amonijeva karbonata, slabo topljiv u vodi. Karbonati se raspadaju pri mnogo višim temperaturama od hidrogenkarbonata.
Temperature raspada su više što je bazičnost nastalog oksida veća:
MgCo3(s) --> MgO(s) + CO2(g) t-raspada = 469°C
NaCO3(s) --> Na2O(s) + CO2(g) t-raspada = 1800°C
Za industrijske svrhe ugljikov se dioksid dobiva najčešće termičkim raspadom vapnenca ili kao nusprodukt u proizvodnji alkohola i piva. Ugljični dioksid koji nastaje gorenjem fosilnih goriva uglavnom se ne koristi jer sadrži nečistoće i štetne sastojke. Zato velike količine CO2 odlaze u atmosferu, gdje pridonose učinku staklenika. Transportira se u tekućem stanju u čeličnim bocama pod tlakom od 70 bara. Uporaba ugljikova dioksida je prilično raznolika. Koristi se u aparatima za gašenje požara, na koncertima za stvaranje umjetne magle, za nov način prerade živežnih namirnica (šok zamrzavanjem i pakiranjem bez konzervansa pod zaštitom CO2), za proizvodnju pjenušavih pića (jer je već 1772.g. J. Pristley je otkrio da se otapanjem CO2 u običnoj vodi za piće može proizvesti soda-voda), za zavarivanje (MAG-postupkom nelegiranih i niskolegiranih čelika pomoću smjese plinova argona, helija i kisika s ugljikovim dioksidom).
Dobivanje ugljikovog(IV) oksida