Tuần hoàn nguyên tố không có nghĩa mọi nơi giữ nguyên lượng carbon

Carbon tồn tại ở dạng **đơn chất** như kim cương, than chì; **hợp chất vô cơ** như CO₂, CaCO₃; **hợp chất hữu cơ** như methane, glucose, protein. Than mỏ chứa nhiều carbon nhưng không phải mọi mẫu than là đơn chất C tinh khiết.
Trong **chu trình carbon**, nguyên tố carbon được trao đổi giữa khí quyển, sinh vật, đất, nước và các kho dự trữ địa chất. Thực vật dùng CO₂ khi quang hợp để tạo chất hữu cơ. Qua thức ăn, carbon đi từ thực vật sang các sinh vật khác. Hô hấp, phân hủy và đốt cháy đưa một phần carbon trở lại môi trường dưới dạng CO₂; trong điều kiện thiếu oxygen, phân hủy còn có thể tạo methane.
Một phần carbon được lưu giữ lâu dài trong trầm tích, đá carbonate hoặc nhiên liệu hóa thạch. Đại dương trao đổi CO₂ với khí quyển. Các quá trình có tốc độ khác nhau; không phải xác sinh vật nào cũng nhanh chóng thành than, dầu.
Đốt nhiều nhiên liệu hóa thạch đưa carbon từ kho tích trữ lâu dài vào khí quyển nhanh. Nếu lượng thêm vào lớn hơn lượng được hấp thụ, CO₂ trong khí quyển tăng dù carbon vẫn có chu trình. Chu trình này nói về **vật chất**; không có nghĩa năng lượng cũng quay vòng kín mà không hao tán.
Hai đường trở về khí quyển
Carbon trong thức ăn có thể trở thành CO₂ qua hô hấp. Carbon tích trữ trong than cũng trở thành CO₂ khi than cháy. Cả hai đều chuyển carbon vào khí quyển, nhưng có nguồn dự trữ và thang thời gian khác nhau.
Vì vậy, chỉ nói “CO₂ là khí tự nhiên” chưa đủ để kết luận việc đốt thêm than không làm thay đổi lượng CO₂. Cần xét lượng vào, lượng ra và tốc độ trao đổi.
Bài luyện
Chất nào chứa carbon nhưng thuộc hợp chất vô cơ trong bài học?
Methane là hydrocarbon, hợp chất hữu cơ.
Glucose là carbohydrate, hợp chất hữu cơ.
Đúng: calcium carbonate là muối vô cơ chứa carbon.
Ethanol là hợp chất hữu cơ.
Lời giải
CaCO₃ là muối carbonate thuộc hợp chất vô cơ, dù có nguyên tố C. Các chất còn lại là hợp chất hữu cơ. Không dùng riêng sự có mặt của C để phân loại. Chọn C.
Bài luyện
Quá trình nào trực tiếp đưa carbon từ CO₂ khí quyển vào chất hữu cơ của cây?
Hô hấp thường đưa carbon từ chất hữu cơ trở lại dạng CO₂.
Đúng: cây dùng CO₂ để tổng hợp chất hữu cơ khi quang hợp.
Đốt than phát thải CO₂, không tạo chất hữu cơ của cây.
Nung CaCO₃ giải phóng CO₂, không phải quá trình cây tổng hợp chất hữu cơ.
Lời giải
Quang hợp sử dụng CO₂ và nước nhờ ánh sáng, chất diệp lục để tạo chất hữu cơ. Đây là đường carbon từ khí quyển đi vào sinh vật sản xuất. Chọn B.