ההבדל העיקרי בין חמצן לפחמן דו חמצני הוא שחמצן הוא מולקולה דיאטומית בעלת שני אטומי חמצן ואילו פחמן דו חמצני הוא מולקולה תלת-אטומית בעלת אטום פחמן אחד ושני אטומי חמצן.
גזי חמצן ופחמן דו חמצני הם שני מרכיבים חיוניים באטמוספרה של כדור הארץ. זאת בשל חשיבותו עבור אורגניזמים חיים. כמו כן, אנו זקוקים לחמצן לנשימה, ופחמן דו חמצני פולט במהלך תהליך הנשימה. אנו זקוקים לחמצן הנשאף הזה כדי לייצר אנרגיה (ATP) בתוך תאים חיים מהתהליך המכונה נשימה תאית. מצד שני, צמחים מנצלים פחמן דו חמצני לפוטוסינתזה כדי לייצר פחמימות.אז, צמחים מעורבים בשמירה על מאזן החמצן, הפחמן הדו-חמצני באטמוספירה.
מהו חמצן?
גז חמצן הוא גז דו-אטומי בעל שני אטומי חמצן הקשורים זה לזה באמצעות קשר כפול. שני אטומי החמצן הללו נקשרים זה לזה באמצעות קשר כימי קוולנטי. לפיכך, מולקולת החמצן היא תרכובת מולקולרית (או תרכובת קוולנטית). בטמפרטורה ולחץ סטנדרטיים, תרכובת זו קיימת במצב גזי.
יתר על כן, האטמוספירה שלנו מכילה כ-21% מהגז הזה. וזה חסר צבע וריח. זה מאוד חשוב לחיים על פני כדור הארץ מכיוון שאנו משתמשים בגז זה לנשימה תאית. יתרה מכך, אטומי החמצן הם מרכיבים חיוניים במערכות ביולוגיות הנכללות בביו-מולקולות כגון פחמימות, חלבונים וחומצות גרעין.
איור 01: מולקולת חמצן דיאטומית
פוטוסינתזה, לעומת זאת, הוא תהליך חשוב שבו צמחים משתמשים באנרגיה של אור השמש כדי לייצר פחמימות וחמצן ממים ופחמן דו חמצני. אלוטרופ של חמצן, אוזון, יוצר שכבה באטמוספרה העליונה שיכולה להגן עלינו מפני קרני UV מזיקות.
בקיצור, ישנם מספר מאפיינים חיוביים של גז זה; הוא מתמוסס בקלות במים, מה שמקל על העברה בכל גוף האדם באמצעות נוזלי הגוף. יתר על כן, אנו יכולים להשיג גז חמצן בטוהר גבוה מזיקוק חלקי של אוויר נוזלי. גז זה מגיב עם כל היסודות ליצירת תחמוצות למעט גזים אינרטיים. לכן, זהו חומר חמצון טוב. חמצן חיוני גם לבעירה. חמצן שימושי בבתי חולים, ריתוך ובתעשיות רבות אחרות.
מהו פחמן דו חמצני?
פחמן דו חמצני היא מולקולה טריאטומית בעלת אטום פחמן אחד ושני אטומי חמצן.כל אטום חמצן יוצר קשר כפול עם פחמן. מכאן שלמולקולה יש גיאומטריה ליניארית. המשקל המולקולרי של פחמן דו חמצני הוא 44 גרם מול-1 הנוסחה הכימית היא CO2,וזהו גז חסר צבע. יתר על כן, עם ההמסה במים, הוא יוצר חומצה פחמנית. חשוב מכך, הגז הזה צפוף יותר מאוויר. ריכוז הפחמן הדו חמצני הוא 0.03% באטמוספרה.
איור 02: מולקולה טריאטומית של פחמן דו-חמצני
עם זאת, כמות הפחמן הדו-חמצני באטמוספירה מאזנת את תכולתה באטמוספרה דרך מחזור הפחמן. המקורות של הגז הזה שפולט אותו לאטמוספירה כוללים כמה תהליכים טבעיים כמו נשימה, התפרצות הר געש, וגם דרך פעילויות אנושיות כמו שריפת דלק מאובנים בכלי רכב ובמפעלים.יתרה מכך, תהליך הפוטוסינתזה מסיר פחמן דו חמצני מהאוויר, וכך הוא מושקע כקרבונטים בטווח הארוך.
ההפרעה האנושית (שריפת דלק מאובנים, כריתת יערות) גורמת לחוסר איזון במחזור הפחמן, ומגבירה את רמת הגז CO2. בעיות סביבתיות גלובליות כמו גשם חומצי, אפקט החממה, התחממות כדור הארץ נגרמו כתוצאה מכך. גז זה שימושי להכנת משקאות קלים, בתעשיית המאפייה, כמטף וכיבוי אש וכו'.
מה ההבדל בין חמצן לפחמן דו-חמצני?
גז חמצן הוא גז דו-אטומי בעל שני אטומי חמצן הקשורים זה לזה באמצעות קשר כפול ואילו פחמן דו-חמצני הוא מולקולה תלת-אטומית בעלת אטום פחמן אחד ושני אטומי חמצן. מכאן שההבדל העיקרי בין חמצן לפחמן דו חמצני הוא שחמצן הוא מולקולה דיאטומית בעלת שני אטומי חמצן ואילו פחמן דו חמצני הוא מולקולה טריאטומית בעלת אטום פחמן אחד ושני אטומי חמצן.יתר על כן, הנוסחה הכימית של גז חמצן היא O2 בעוד שהנוסחה הכימית של גז פחמן דו חמצני היא CO2.
מלבד זאת, הבדל חשוב נוסף בין חמצן לגזי פחמן דו חמצני הוא שתכולת החמצן באוויר גבוהה מאוד יחסית (21%) מאשר תכולת הפחמן הדו חמצני (0.03%). כהבדל חשוב נוסף בין שני הגזים הללו, אנו יכולים לקחת את התפקיד של כל גז בתהליך הנשימה; אנו שואפים גז חמצן תוך כדי נשיפה של גז פחמן דו חמצני.
סיכום – חמצן לעומת פחמן דו-חמצני
חמצן ופחמן דו חמצני הם רכיבים גזים באוויר האטמוספירה. ההבדל העיקרי בין חמצן לפחמן דו חמצני הוא שחמצן הוא מולקולה דיאטומית בעלת שני אטומי חמצן ואילו פחמן דו חמצני הוא מולקולה טריאטומית בעלת אטום פחמן אחד ושני אטומי חמצן.
