Anidride carbonica, dove vai?

CO2 in atmosfera: concentrazione e quantità

Conoscendo la concentrazione in atmosfera di anidride carbonica (espressa in ppm), possiamo calcolarne la quantità totale in peso (espressa in PgC) facendo qualche calcolo.

Supponiamo, per esempio, di sapere che la concentrazione di anidride carbonica in atmosfera è pari a x ppm, ovvero che per ogni milione di molecole presenti in atmosfera ci siano x molecole di anidride carbonica. Allora per sapere quanti grammi di carbonio ci sono in atmosfera occorre sapere di quante molecole è fatta l'atmosfera, tra queste quante sono quelle di anidride carbonica e quanto carbonio c'è (in termini di peso) in ciascuna di esse.

Naturalmente lavorare con le molecole richiede numeri molto grandi, utilizzeremo quindi come unità di misura la mole (unità di misura del sistema internazionale), una quantità di sostanza in grammi pari al peso atomico della sostanza stessa. Una mole, ad esempio, di CO2 pesa 44g e contiene un numero fisso (numero di Avogadro, pari a 6,022 x 1023) di molecole di CO2.

Andiamo passo a passo:

1) quante moli ci sono in atmosfera?
Dalla tabella della composizione dell'atmosfera sappiamo che:
  • il peso totale dell'atmosfera è 5,136 x 1021 g
  • il peso medio di ciascuna mole presente in atmosfera è 28,96 g
quindi possiamo stimare il numero totale di moli presenti in atmosfera come: numero totale di moli in atmosfera = peso totale dell'atmosfera / peso medio di ciascuna mole = 5,136 x 1021/28,96 = 1,77 x 1020.
2) quante sono quelle di anidride carbonica?
Se la concentrazione di CO2 è di X ppm, allora il numero totale di moli di anidride carbonica presenti in atmosfera è dato da: numero totale di moli di anidride carbonica = numero totale moli in atmosfera x concentrazione di CO2 in ppm / 1000000 = 1,77 x 1020 x X / 106 = X x 1,77 x 1014
3) quanto pesa il carbonio che c'è in tutte le moli di anidride carbonica presenti in atmosfera?
Ogni mole di CO2 contiene un atomo di C il cui peso è 12, quindi il peso totale del carbonio presente in atmosfera si può calcolare come: peso totale del carbonio presente in atmosfera = numero totale di moli di anidride carbonica x 12 = X x 1,77 x 1014 x 12 (espresso in grammi) = X x 1,77 x 1014 x 12 /1015 (espresso in PgC) = X x 1,77 x 1014 x 12 /1015 = X x 2,128 = y

Quindi ci sono y PgC in atmosfera.

Ovviamente, in modo analogo a quanto visto, se sappiamo la quantità totale di carbonio in atmosfera (espressa in PgC) possiamo calcolare la sua concentrazione (espressa in ppm).