¿Qué es el monóxido de carbono? La estructura de la molécula

Tabla de contenido:

¿Qué es el monóxido de carbono? La estructura de la molécula
¿Qué es el monóxido de carbono? La estructura de la molécula
Anonim

El monóxido de carbono, también conocido como monóxido de carbono, tiene una composición molecular muy fuerte, es inerte en sus propiedades químicas y no se disuelve bien en agua. Este compuesto también es increíblemente tóxico, cuando ingresa al sistema respiratorio, se combina con la hemoglobina de la sangre y deja de llevar oxígeno a los tejidos y órganos.

monóxido de carbono
monóxido de carbono

Nombres químicos y fórmula

El monóxido de carbono también se conoce con otros nombres, incluido monóxido de carbono II. En la vida cotidiana, se le conoce comúnmente como monóxido de carbono. Este monóxido de carbono es un gas venenoso, incoloro, insípido e inodoro. Su fórmula química es CO y la masa de una molécula es 28,01 g/mol.

no hay monóxido de carbono compuesto
no hay monóxido de carbono compuesto

Efecto en el cuerpo

El monóxido de carbono se combina con la hemoglobina para formar carboxihemoglobina, que no tiene capacidad para transportar oxígeno. La inhalación de sus vapores provoca daños en el SNC (sistema nervioso central) yasfixia. La f alta de oxígeno resultante causa dolor de cabeza, mareos, disminución de la frecuencia cardíaca y respiratoria, lo que lleva a desmayos y posterior muerte.

fórmula de monóxido de carbono
fórmula de monóxido de carbono

Gas tóxico

El monóxido de carbono se obtiene por combustión parcial de sustancias que contienen carbono, por ejemplo, en motores de combustión interna. El compuesto contiene 1 átomo de carbono unido covalentemente a 1 átomo de oxígeno. El monóxido de carbono es altamente tóxico y es una de las causas más comunes de envenenamiento mortal en todo el mundo. La exposición puede causar daño al corazón y otros órganos.

monóxido de carbono y dióxido de carbono
monóxido de carbono y dióxido de carbono

¿Para qué sirve el monóxido de carbono?

A pesar de su grave toxicidad, el monóxido de carbono es extremadamente útil: gracias a las tecnologías modernas, se crean una serie de productos vitales a partir de él. El monóxido de carbono, aunque hoy en día se considera un contaminante, siempre ha estado presente en la naturaleza, pero no en cantidades tales como, por ejemplo, el dióxido de carbono.

Aquellos que creen que los compuestos de monóxido de carbono no existen en la naturaleza están equivocados. El CO se disuelve en roca volcánica fundida a altas presiones en el manto terrestre. El contenido de óxidos de carbono en los gases volcánicos varía de menos del 0,01% al 2%, según el volcán. Debido a que este compuesto natural no es un valor constante, no es posible medir con precisión las emisiones de gas natural.

producción de monóxido de carbono
producción de monóxido de carbono

Propiedades químicas

El monóxido de carbono (fórmula CO) se refiere a óxidos indiferentes o que no forman sales. Sin embargo, a +200 oС reacciona con hidróxido de sodio. Durante este proceso químico se forma formiato de sodio:

NaOH + CO=HCOONa (sal de ácido fórmico).

Las propiedades del monóxido de carbono se basan en su capacidad reductora. Monóxido de carbono:

  • puede reaccionar con el oxígeno: 2CO + O2 =2CO2;
  • capaz de interactuar con halógenos: CO + Cl2 =COCl2 (fosgeno);
  • tiene una propiedad única para restaurar metales puros a partir de sus óxidos: Fe2O3 + 3CO=2Fe + 3CO2;
  • forma carbonilos metálicos: Fe + 5CO=Fe(CO)5;
  • Perfectamente soluble en cloroformo, ácido acético, etanol, hidróxido de amonio y benceno.
  • oxidación de monóxido de carbono
    oxidación de monóxido de carbono

Estructura de una molécula

Dos átomos, de los cuales, de hecho, se compone la molécula de monóxido de carbono (CO), están interconectados por un triple enlace. Dos de ellos están formados por la fusión de los electrones p de los átomos de carbono con el oxígeno, y el tercero se debe a un mecanismo especial debido al orbital libre 2p del carbono y al par de electrones 2p del oxígeno. Esta estructura proporciona a la molécula una alta resistencia.

existe el monóxido de carbono
existe el monóxido de carbono

Un poco de historia

Incluso Aristóteles de la antigua Grecia describió los humos tóxicos producidos por la quema de carbones. El mecanismo de la muerte en sí no se conoce.era. Sin embargo, uno de los antiguos métodos de ejecución consistía en encerrar al delincuente en una sala de vapor, donde había carbones encendidos. El médico griego Galeno sugirió que ocurren ciertos cambios en la composición del aire que causan daño cuando se inhala.

Durante la Segunda Guerra Mundial, el gas monóxido de carbono se usaba como combustible para vehículos motorizados en partes del mundo donde la gasolina y el diesel escaseaban. Se instalaron generadores de carbón o gas de madera externos (con algunas excepciones) y se alimentó una mezcla de nitrógeno atmosférico, monóxido de carbono y una pequeña cantidad de otros gases en un mezclador de gas. Era el llamado gas de madera.

propiedades del monóxido de carbono
propiedades del monóxido de carbono

Oxidación de monóxido de carbono

El monóxido de carbono se forma por la oxidación parcial de compuestos que contienen carbono. El CO se produce cuando no hay suficiente oxígeno para producir dióxido de carbono (CO2), como cuando un horno o un motor de combustión interna está funcionando en un espacio cerrado. Si hay oxígeno presente, así como otras concentraciones atmosféricas, el monóxido de carbono se quema y emite una luz azul que produce dióxido de carbono, conocido como dióxido de carbono.

El gas de carbón, ampliamente utilizado hasta la década de 1960 para la iluminación interior, la cocina y la calefacción, tenía CO como componente combustible predominante. Algunos procesos de la tecnología moderna, como la fundición de hierro, todavía producen monóxido de carbono encomo subproducto. El compuesto de CO en sí se oxida a CO2 a temperatura ambiente.

combustión de monóxido de carbono
combustión de monóxido de carbono

¿Existe el CO en la naturaleza?

¿Existe el monóxido de carbono en la naturaleza? Una de sus fuentes naturales son las reacciones fotoquímicas que ocurren en la troposfera. Se espera que estos procesos puedan generar alrededor de 5×1012 kg de sustancia e; anualmente. Otras fuentes, como se mencionó anteriormente, incluyen volcanes, incendios forestales y otras formas de combustión.

Propiedades moleculares

El monóxido de carbono tiene una masa molar de 28,0, lo que lo hace un poco menos denso que el aire. La longitud del enlace entre dos átomos es de 112,8 micrómetros. Esto está lo suficientemente cerca como para proporcionar uno de los enlaces químicos más fuertes. Ambos elementos en un compuesto de CO juntos tienen alrededor de 10 electrones en una capa de valencia.

Por regla general, en los compuestos carbonílicos orgánicos se produce un doble enlace. Un rasgo característico de la molécula de CO es que surge un fuerte enlace triple entre átomos con 6 electrones comunes en 3 orbitales moleculares enlazados. Debido a que 4 de los electrones compartidos provienen del oxígeno y solo 2 del carbono, un orbital enlazado está ocupado por dos electrones de O2, formando un enlace dativo o dipolar. Esto provoca una polarización C ← O de la molécula con una pequeña carga "-" en el carbono y una pequeña carga "+" en el oxígeno.

Los otros dos orbitales enlazados ocupan una partícula cargada de carbono yuno de oxígeno. La molécula es asimétrica: el oxígeno tiene una densidad de electrones más alta que el carbono y también tiene una carga ligeramente positiva en comparación con el carbono negativo.

monóxido de carbono
monóxido de carbono

Recibir

En la industria, la obtención de monóxido de carbono CO se realiza calentando dióxido de carbono o vapor de agua con carbón sin acceso al aire:

CO2 + C=2CO;

H2O + C=CO + H2.

La última mezcla resultante también se denomina agua o gas de síntesis. En el laboratorio, monóxido de carbono II exponiendo ácidos orgánicos a ácido sulfúrico concentrado, que actúa como agente deshidratante:

HCOOH=CO + H2O;

N2C2O4=CO2 + H2O.

Principales síntomas y ayuda para la intoxicación por CO

¿El monóxido de carbono causa envenenamiento? Sí, y muy fuerte. La intoxicación por monóxido de carbono es la ocurrencia más común en todo el mundo. Síntomas más comunes:

  • sentirse débil;
  • náuseas;
  • mareos;
  • fatiga;
  • irritabilidad;
  • f alta de apetito;
  • dolor de cabeza;
  • desorientación;
  • discapacidad visual;
  • vomitar;
  • desmayo;
  • convulsiones.

La exposición a este gas tóxico puede causar daños significativos, que a menudo pueden conducir a enfermedades crónicas a largo plazo. El monóxido de carbono es capazcausar daño grave al feto de una mujer embarazada. Las víctimas, por ejemplo, después de un incendio, deben recibir asistencia inmediata. es urgente llamar a una ambulancia, dar acceso a aire fresco, quitarse la ropa que restringe la respiración, calma, calor. El envenenamiento grave, por regla general, se trata solo bajo la supervisión de médicos, en un hospital.

Solicitud

El monóxido de carbono, como ya se mencionó, es venenoso y peligroso, pero es uno de los compuestos básicos que se utilizan en la industria moderna para la síntesis orgánica. El CO se utiliza para producir metales puros, carbonilos, fosgeno, sulfuro de carbono, alcohol metílico, formamida, aldehídos aromáticos y ácido fórmico. Esta sustancia también se utiliza como combustible. A pesar de su toxicidad y envenenamiento, a menudo se utiliza como materia prima para diversas sustancias en la industria química.

Monóxido de carbono y dióxido de carbono: ¿cuál es la diferencia?

El monóxido de carbono y el dióxido de carbono (CO y CO2) a menudo se confunden entre sí. Ambos gases son inodoros e incoloros, y ambos afectan negativamente al sistema cardiovascular. Ambos gases pueden entrar al cuerpo por inhalación, piel y ojos. Estos compuestos, cuando se exponen a un organismo vivo, tienen una serie de síntomas comunes: dolores de cabeza, mareos, convulsiones y alucinaciones. A la mayoría de las personas les cuesta distinguir la diferencia y no se dan cuenta de que los gases de escape de los automóviles emiten tanto CO como CO2. En interiores, un aumento en la concentración de estos gases puede ser peligroso para la salud y la seguridad de la persona expuesta a ellos.impacto. ¿Cuál es la diferencia?

A altas concentraciones, ambos pueden ser fatales. La diferencia es que CO2 es el gas natural común requerido para toda la vida vegetal y animal. El CO no es común. Es un subproducto de la combustión de combustible libre de oxígeno. La diferencia química crítica es que el CO2 contiene un átomo de carbono y dos átomos de oxígeno, mientras que el CO tiene solo uno cada uno. El dióxido de carbono no es inflamable, mientras que el monóxido es más probable que se encienda.

El dióxido de carbono se encuentra naturalmente en la atmósfera: los seres humanos y los animales inhalan oxígeno y exhalan dióxido de carbono, lo que significa que los seres vivos pueden soportar pequeñas cantidades de él. Este gas también es necesario para la realización de la fotosíntesis por parte de las plantas. Sin embargo, el monóxido de carbono no se encuentra naturalmente en la atmósfera y puede causar problemas de salud incluso en bajas concentraciones. La densidad de ambos gases también es diferente. El dióxido de carbono es más pesado y más denso que el aire, mientras que el monóxido de carbono es ligeramente más ligero. Esta característica debe tenerse en cuenta al instalar sensores apropiados en los hogares.

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