Oxid uhelnatý

Oxid uhelnatý
Carbon-monoxide-2D-dimensions.png
Schéma molekuly oxidu uhelnatého

Schéma molekuly oxidu uhelnatého

Obecné
Systematický názevoxid uhelnatý
Latinský názevCarbonii monoxidum
Monoxidum carbonis
Anglický názevCarbon monoxide
Německý názevKohlenstoffmonoxid
Sumární vzorecCO
Vzhledbezbarvý jedovatý plyn bez zápachu
Identifikace
Registrační číslo CAS
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)211-128-3
Indexové číslo006-001-00-2
PubChem
ChEBI
UN kód1016
SMILES[C-]#[O+]
InChI1S/CO/c1-2
Číslo RTECSFG3500000
Vlastnosti
Molární hmotnost28,010 1 g/mol
Teplota tání−205 °C (68 K)
Teplota varu−191,5 °C (81 K)
Hustota789 kg/m³, (kapalný, tv)
0,001 25 g/cm³ (0 °C)
0,001 145 g/cm³ (25 °C)
Dynamický viskozitní koeficient0,005 61 cP (plyn, tv)
0,012 7 cP (−78,5 °C)
0,016 6 cP (0 °C)
0,021 8 cP (126 °C)
0,025 5 cP (227 °C)
Index lomunD= 1,000 34 (0 °C)
Kritická teplota Tk−140,23 °C
Kritický tlak pk3 499 kPa
Kritická hustota0,301 g/cm3
Rozpustnost ve vodě3,5 cm3/100 g (0 °C)
2,82 cm3/100 g (10 °C)
2,32 cm3/100 g (20 °C)
2,14 cm3/100 g (25 °C)
2,00 cm3/100 g (30 °C)
1,77 cm3/100 g (40 °C)
1,49 cm3/100 g (60 °C)
1,43 cm3/100 g (80 °C)
1,40 cm3/100 g (100 °C)
Rozpustnost v polárních
rozpouštědlech
karbonylové sloučeniny
estery
alkoholy
Relativní permitivita εr1,000 634
Van der Waalsovy konstanty stavové rovnicea= 0,148 5 Pa m6 mol−2
b= 39,85 m3 mol−1
Součinitel tepelné vodivosti0,020 0 W m−1 K−1 (−40 °C)
0,021 8 W m−1 K−1 (−17 °C)
0,023 4 W m−1 K−1 (4,4 °C)
0,025 1 W m−1 K−1 (27 °C)
0,026 8 W m−1 K−1 (49 °C)
Ionizační energie14,013 eV
Struktura
Dipólový moment0,374×10−30 C·m
Termodynamické vlastnosti
Standardní slučovací entalpie ΔHf°−110,53 kJ/mol
−121 kJ/mol (vodný roztok)
Entalpie tání ΔHt29,8 J/g
Entalpie varu ΔHv215,6 J/g
Standardní molární entropie S°197,556 J/mol·K
105 J/mol·K (vodný roztok)
Standardní slučovací Gibbsova energie ΔGf°−137,15 kJ/mol
−199,9 kJ/mol (vodný roztok)
Izobarické měrné teplo cp1,039 5 J K−1 g−1
Izochorické měrné teplo cV0,741 J K−1 g−1
Bezpečnost
GHS02 – hořlavé látky
GHS02
GHS06 – toxické látky
GHS06
GHS08 – látky nebezpečné pro zdraví
GHS08
[1]
Nebezpečí[1]
H-větyH220 H360D H331 H372
R-větyR12, R23, R33, R48, R61
S-větyS9, S16, S33, S45, S53
NFPA 704
NFPA 704.svg
2
4
2
Teplota vzplanutí− 191 °C
Teplota vznícení609 °C
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Oxid uhelnatý (starší terminologií kysličník uhelnatý) je bezbarvý jedovatý plyn bez chuti a zápachu, nedráždivý. Ve vodě je málo rozpustný. Je obsažen ve svítiplynu, v generátorovém a ve vodním plynu; má silně redukční vlastnosti. V přírodě je přítomen v nepatrném množství v atmosféře, kde vzniká především fotolýzou oxidu uhličitého působením ultrafialového záření, jako produkt nedokonalého spalování fosilních paliv i biomasy. Je také obsažen v sopečných plynech. V mezihvězdném prostoru se vyskytuje ve značném množství. Byl nalezen i v atmosféře Marsu (0,08 %) a spektroskopicky prokázán v komě komet.

Vznik

Vzniká z kyslíkatých organických látek rozkladem při vysokých teplotách. Např. při koksování uhlí. Nad 600 °C vzniká i při spalování ochotněji než oxid uhličitý.

Ve vysoké peci se získává vysokoteplotním spalováním koksu:

2C + O2 → 2CO

Endotermní reakcí vodní páry s koksem za vysokých teplot se vyráběl vodní plyn jako ušlechtilé palivo nebo zdroj vodíku:

C + H2O → CO + H2

Vzniká také při výrobě vodíku parním reformováním methanu endotermní reakcí okolo 1000 °C:

CH4 + H2O → 3 H2 + CO

Následně se ale spotřebovává konverzí pod 600 °C, kdy redukuje vodní páru:

CO + H2O → H2 + CO2

V nepatrném množství vzniká i metabolickými procesy v živých organismech a proto je obsažen ve stopových množstvích ve vydechovaném vzduchu z plic.

Vlastnosti

S kyslíkem hoří namodralým plamenem na oxid uhličitý:

2CO + O2 → 2CO2

za uvolnění značného množství tepla. Ve směsi, obsahující od 12,5 do 74,2 % [2] oxidu uhelnatého ve vzduchu, reakce probíhá jako výbuch. I při nižší koncentraci tato reakce probíhá dobře na katalyzátoru výfukových plynů.

CO má podobnou hustotu jako vzduch, nepatrně nižší (97 %).

Využití

Oxid uhelnatý se dříve používal jako plynné palivo (například součást svítiplynu). Jeho směs s vodíkem (vodní plyn) byl jedním z meziproduktů používaných v těžkém chemickém a potravinářském[3] průmyslu. Při výrobě železa vzniká oxid uhelnatý z uhlíku v koksu a spolu s ním funguje jako redukční činidlo.

Zdroje oxidu uhelnatého a jeho výskyt v ovzduší

Výskyt oxidu uhelnatého v atmosféře v roce 2000, MOPITT

Vzhledem k jedovatosti je jednou z významných znečišťujících látek. Vzniká při vysokoteplotním spalování uhlíku a organických látek. Je emitován např. automobily, lokálními topeništi, energetickým a metalurgickým průmyslem.

CO vzniká zejména pokud:

  • je teplota spalování příliš nízká, než aby mohlo dojít k úplné oxidaci pohonných látek na oxid uhličitý,
  • čas hoření ve spalovací komoře je příliš krátký,
  • není k dispozici dostatek kyslíku.

Díky povinnému zavedení řízených katalyzátorů u vozidel s benzínovými motory se emise oxidu uhelnatého v poslední době snižují.

V roce 2005 v České republice nepřekračovaly pozaďové koncentrace 300 µg/m3. V Praze činily roční aritmetické průměry v oblastech zatížených dopravou přibližně 1.000 µg/m3.[4]

Při používání zemního plynu k vaření v domácnostech je koncentrace CO v domácím ovzduší průměrně cca 2.900 µg/m3 [5].

Kouření

Významným zdrojem oxidu uhelnatému je kouření. Lidé kouřící cca 20 cigaret denně mají asi 4 až 7 % krevního hemoglobinu zablokováno působením CO.[4] Při pasivním kouření je člověk vystaven koncentracím okolo 1.700 µg/m3 [5].

Účinky na živé organismy

Toxicita

Oxid uhelnatý je značně jedovatý; jeho jedovatost je způsobena silnou afinitou k hemoglobinu (krevnímu barvivu), s nímž vytváří karboxyhemoglobin (COHb), čímž znemožňuje přenos kyslíku v podobě oxyhemoglobinu z plic do tkání. Vazba oxidu uhelnatého na hemoglobin je přibližně dvousetkrát silnější než kyslíku, a proto jeho odstranění z krve trvá mnoho hodin až dní. Příznaky otravy se objevují již při přeměně 10 % hemoglobinu na karboxyhemoglobin.

Otrava oxidem uhelnatým

Podrobnější informace naleznete v článku Otrava oxidem uhelnatým.

Oxid uhelnatý blokuje přenášení kyslíku krví, neboť jeho vazba s hemoglobinem je 200× až 300× pevnější než vazba kyslíku a z hemoglobinu se stává karboxyhemoglobin. Otrava CO se vyskytuje např. v uzavřených prostorech, kde běží spalovací motory nebo při špatném odvětrání plynových spotřebičů. První pomoc spočívá v přerušení kontaktu (vyvětrat, vynést z prostoru), dále podání kyslíku a pokud došlo k zástavě oběhu, je třeba resuscitovat.

Oxidem uhelnatým (ve svítiplynu) se otrávil například Jiří Šlitr.[6]

Signalizační molekula

Oxid uhelnatý patří spolu s oxidem dusnatým a sulfanem ke gasotransmiterům; působí (podobně jako oxid dusnatý) jako relaxant na hladkosvalové buňky ve stěnách cév (vasodilatační účinek).

Odkazy

Reference

  1. a b Carbon monoxide. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-23]. Dostupné online. (anglicky) 
  2. http://www.biotox.cz/toxikon/anorgan/ja_4a.php – IV.A skupina - skupina uhlíku
  3. Spotřebitelé jí maso ošetřené jedovatým plynem
  4. a b Miroslav Šuta: Účinky výfukových plynů z automobilů na lidské zdraví (druhé, přepracované a doplněné vydání, Děti Země 2008, ISBN 80-86678-10-5
  5. a b Carbon Monoxide - International Programme on Chemical Safety - Environmental Health Criteria 213. www.inchem.org [online]. [cit. 2009-09-18]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2013-11-04. 
  6. Svítiplynem se otrávil skladatel Jiří Šlitr - Česká televize

Literatura

  • VOHLÍDAL, Jiří; ŠTULÍK, Karel; JULÁK, Alois. Chemické a analytické tabulky. 1. vyd. Praha: Grada Publishing, 1999. ISBN 80-7169-855-5. 

Související články

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

GHS-pictogram-flamme.svg
Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) pictogram for flammable substances
GHS-pictogram-silhouette.svg
Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) pictogram for substances hazardous to human health.
Mopitt first year carbon monoxide.jpg
The MOPITT sensor aboard NASA’s Terra satellite has assembled the first view of carbon monoxide in the Earth's atmosphere.
The false colors represent levels of carbon monoxide in the lower atmosphere, ranging from about 390 parts per billion (dark brown pixels), to 220 parts per billion (red pixels), to 50 parts per billion (blue pixels).
GHS-pictogram-skull.svg
Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) pictogram for toxic substances
NFPA 704.svg
The "fire diamond" as defined by NFPA 704. It is a blank template, so as to facilitate populating it using CSS.