Koolmonoxide, ook wel koolmonoxide genoemd, heeft een zeer sterke moleculaire samenstelling, is inert in zijn chemische eigenschappen en lost niet goed op in water. Deze verbinding is ook ongelooflijk giftig, wanneer het in het ademhalingssysteem terechtkomt, combineert het met bloedhemoglobine en stopt het met het transporteren van zuurstof naar weefsels en organen.
Chemische namen en formule
Koolmonoxide is ook bekend onder andere namen, waaronder koolmonoxide II. In het dagelijks leven wordt het gewoonlijk koolmonoxide genoemd. Dit koolmonoxide is een giftig, kleurloos, smaakloos en geurloos gas. De chemische formule is CO en de massa van één molecuul is 28,01 g/mol.
Effect op het lichaam
Koolmonoxide combineert met hemoglobine om carboxyhemoglobine te vormen, dat geen zuurstoftransporterend vermogen heeft. Inademing van de dampen veroorzaakt schade aan het CZS (centraal zenuwstelsel) enverstikking. Het resulterende gebrek aan zuurstof veroorzaakt hoofdpijn, duizeligheid, verminderde hartslag en ademhalingssnelheid, wat leidt tot flauwvallen en de daaropvolgende dood.
Giftig gas
Koolmonoxide wordt verkregen door gedeeltelijke verbranding van stoffen die koolstof bevatten, bijvoorbeeld in verbrandingsmotoren. De verbinding bevat 1 koolstofatoom covalent gebonden aan 1 zuurstofatoom. Koolmonoxide is zeer giftig en is wereldwijd een van de meest voorkomende oorzaken van dodelijke vergiftigingen. Blootstelling kan schade aan het hart en andere organen veroorzaken.
Wat is het gebruik van koolmonoxide?
Ondanks de ernstige toxiciteit is koolmonoxide buitengewoon nuttig - dankzij moderne technologieën worden er een aantal essentiële producten van gemaakt. Koolmonoxide, hoewel het tegenwoordig als een vervuilende stof wordt beschouwd, is altijd in de natuur aanwezig geweest, maar niet in zulke hoeveelheden als bijvoorbeeld kooldioxide.
Degenen die denken dat koolmonoxideverbindingen niet in de natuur voorkomen, hebben het mis. CO lost op in gesmolten vulkanisch gesteente onder hoge druk in de aardmantel. Het geh alte aan koolstofoxiden in vulkanische gassen varieert van minder dan 0,01% tot 2%, afhankelijk van de vulkaan. Omdat deze natuurlijke verbinding geen constante waarde is, is het niet mogelijk om de uitstoot van aardgas nauwkeurig te meten.
Chemische eigenschappen
Koolmonoxide (formule CO) verwijst naar niet-zoutvormende of onverschillige oxiden. Bij +200 oС reageert het echter met natriumhydroxide. Tijdens dit chemische proces wordt natriumformiaat gevormd:
NaOH + CO=HCOONa (mierenzuurzout).
De eigenschappen van koolmonoxide zijn gebaseerd op het reducerende vermogen. Koolmonoxide:
- kan reageren met zuurstof: 2CO + O2 =2CO2;
- in staat tot interactie met halogenen: CO + Cl2 =COCl2 (fosgeen);
- heeft een unieke eigenschap om pure metalen uit hun oxiden te herstellen: Fe2O3 + 3CO=2Fe + 3CO2;
- vormen metaalcarbonylen: Fe + 5CO=Fe(CO)5;
- Perfect oplosbaar in chloroform, azijnzuur, ethanol, ammoniumhydroxide en benzeen.
Structuur van een molecuul
Twee atomen, waaruit in feite het koolmonoxide (CO) molecuul bestaat, zijn onderling verbonden door een drievoudige binding. Twee ervan worden gevormd door de fusie van p-elektronen van koolstofatomen met zuurstof, en de derde is te wijten aan een speciaal mechanisme vanwege de vrije 2p-orbitaal van koolstof en het 2p-elektronenpaar van zuurstof. Deze structuur geeft het molecuul een hoge sterkte.
Een beetje geschiedenis
Zelfs Aristoteles uit het oude Griekenland beschreef de giftige dampen die worden geproduceerd door het verbranden van kolen. Het mechanisme van de dood zelf is niet bekend.was. Een van de oude methoden van executie was echter de dader opsluiten in een stoomkamer, waar smeulende kolen lagen. De Griekse arts Galenus suggereerde dat er bepaalde veranderingen optreden in de samenstelling van de lucht die schade veroorzaken bij inademing.
Tijdens de Tweede Wereldoorlog werd koolmonoxidegas gebruikt als brandstof voor motorvoertuigen in delen van de wereld waar benzine en diesel schaars waren. Er werden externe (op enkele uitzonderingen na) houtskool- of houtgasgeneratoren geïnstalleerd en een mengsel van atmosferische stikstof, koolmonoxide en een kleine hoeveelheid andere gassen werd in een gasmenger gevoerd. Het was het zogenaamde houtgas.
Oxidatie van koolmonoxide
Koolmonoxide wordt gevormd door de gedeeltelijke oxidatie van koolstofhoudende verbindingen. CO wordt geproduceerd wanneer er niet genoeg zuurstof is om koolstofdioxide (CO2) te produceren, zoals wanneer een oven of verbrandingsmotor in een afgesloten ruimte draait. Als er zuurstof aanwezig is, evenals bepaalde andere atmosferische concentraties, brandt koolmonoxide, waarbij blauw licht wordt uitgestraald en kooldioxide wordt geproduceerd, ook wel kooldioxide genoemd.
Kolengas, dat tot de jaren zestig veel werd gebruikt voor binnenverlichting, koken en verwarming, had CO als de belangrijkste brandstofcomponent. Sommige processen in moderne technologie, zoals het smelten van ijzer, produceren nog steeds koolmonoxide inals bijproduct. De CO-verbinding zelf wordt bij kamertemperatuur geoxideerd tot CO2.
Bestaat CO in de natuur?
Bestaat koolmonoxide in de natuur? Een van de natuurlijke bronnen zijn fotochemische reacties die plaatsvinden in de troposfeer. Deze processen zullen naar verwachting jaarlijks ongeveer 5×1012 kg stof e; kunnen genereren. Andere bronnen, zoals hierboven vermeld, zijn onder meer vulkanen, bosbranden en andere vormen van verbranding.
Moleculaire eigenschappen
Koolmonoxide heeft een molaire massa van 28,0, waardoor het iets minder dicht is dan lucht. De bindingslengte tussen twee atomen is 112.8 micrometer. Dit is dichtbij genoeg om een van de sterkste chemische bindingen te verschaffen. Beide elementen in een CO-verbinding hebben samen ongeveer 10 elektronen in één valentieschil.
In organische carbonylverbindingen komt in de regel een dubbele binding voor. Kenmerkend voor het CO-molecuul is dat er een sterke drievoudige binding ontstaat tussen atomen met 6 gemeenschappelijke elektronen in 3 gebonden molecuulorbitalen. Omdat 4 van de gedeelde elektronen uit zuurstof komen en slechts 2 uit koolstof, wordt één gebonden orbitaal ingenomen door twee elektronen van O2, waardoor een datief of dipoolbinding wordt gevormd. Dit veroorzaakt een C ← O-polarisatie van het molecuul met een kleine "-" lading op koolstof en een kleine "+" lading op zuurstof.
De andere twee gebonden orbitalen bezetten één geladen deeltje van koolstof eneen van zuurstof. Het molecuul is asymmetrisch: zuurstof heeft een hogere elektronendichtheid dan koolstof en is ook licht positief geladen in vergelijking met negatief koolstof.
Ontvangen
In de industrie wordt koolmonoxide CO verkregen door kooldioxide of waterdamp te verhitten met steenkool zonder toegang tot lucht:
CO2 + C=2CO;
H2O + C=CO + H2.
Het laatste resulterende mengsel wordt ook wel water of synthesegas genoemd. In het laboratorium koolmonoxide II door organische zuren bloot te stellen aan geconcentreerd zwavelzuur, dat werkt als een dehydratatiemiddel:
HCOOH=CO + H2O;
N2C2O4=CO2 + H2O.
Belangrijkste symptomen en hulp bij CO-vergiftiging
Veroorzaakt koolmonoxide vergiftiging? Ja, en heel sterk. Koolmonoxidevergiftiging is wereldwijd de meest voorkomende gebeurtenis. Meest voorkomende symptomen:
- zich zwak voelen;
- misselijkheid;
- duizeligheid;
- vermoeidheid;
- prikkelbaarheid;
- slechte eetlust;
- hoofdpijn;
- desoriëntatie;
- slechtziendheid;
- braaksel;
- flauwvallen;
- convulsies.
Blootstelling aan dit giftige gas kan aanzienlijke schade aanrichten, wat vaak kan leiden tot langdurige chronische aandoeningen. Koolmonoxide is in staaternstige schade toebrengen aan de foetus van een zwangere vrouw. Slachtoffers, bijvoorbeeld na een brand, dienen direct geholpen te worden. het is dringend om een ambulance te bellen, toegang te geven tot frisse lucht, kleding te verwijderen die de ademhaling belemmert, kalm, warm. Ernstige vergiftiging wordt in de regel alleen behandeld onder toezicht van artsen, in een ziekenhuis.
Toepassing
Koolmonoxide is, zoals eerder vermeld, giftig en gevaarlijk, maar het is een van de basisverbindingen die in de moderne industrie worden gebruikt voor organische synthese. CO wordt gebruikt om zuivere metalen, carbonylen, fosgeen, koolstofsulfide, methylalcohol, formamide, aromatische aldehyden en mierenzuur te produceren. Deze stof wordt ook als brandstof gebruikt. Ondanks zijn giftigheid en giftigheid wordt het vaak gebruikt als grondstof voor verschillende stoffen in de chemische industrie.
Koolmonoxide en kooldioxide: wat is het verschil?
Koolmonoxide en kooldioxide (CO en CO2) worden vaak met elkaar verward. Beide gassen zijn geur- en kleurloos en beide hebben een negatief effect op het cardiovasculaire systeem. Beide gassen kunnen het lichaam binnendringen via inademing, huid en ogen. Deze verbindingen hebben, wanneer ze worden blootgesteld aan een levend organisme, een aantal veel voorkomende symptomen - hoofdpijn, duizeligheid, convulsies en hallucinaties. De meeste mensen hebben moeite om het verschil te zien en realiseren zich niet dat uitlaatgassen van auto's zowel CO als CO uitstoten. Binnenshuis kan een verhoging van de concentratie van deze gassen gevaarlijk zijn voor de gezondheid en veiligheid van de persoon die eraan wordt blootgesteld.gevolg. Wat is het verschil?
Bij hoge concentraties kunnen beide dodelijk zijn. Het verschil is dat CO2 het gemeenschappelijke aardgas is dat nodig is voor al het planten- en dierenleven. CO is niet gebruikelijk. Het is een bijproduct van zuurstofvrije brandstofverbranding. Het cruciale chemische verschil is dat CO2 één koolstofatoom en twee zuurstofatomen bevat, terwijl CO er elk maar één heeft. Kooldioxide is niet-ontvlambaar, terwijl monoxide eerder ontbrandt.
Kooldioxide komt van nature voor in de atmosfeer: mens en dier ademen zuurstof in en ademen koolstofdioxide uit, wat betekent dat levende wezens kleine hoeveelheden ervan kunnen weerstaan. Dit gas is ook nodig voor de uitvoering van fotosynthese door planten. Koolmonoxide komt echter van nature niet in de atmosfeer voor en kan zelfs bij lage concentraties gezondheidsproblemen veroorzaken. De dichtheid van beide gassen is ook verschillend. Kooldioxide is zwaarder en dichter dan lucht, terwijl koolmonoxide iets lichter is. Met deze functie moet rekening worden gehouden bij het installeren van geschikte sensoren in huizen.
