Oglekļa dioksīds pret oglekļa monoksīdu | CO pret CO2
Abi savienojumi, oglekļa dioksīds un oglekļa monoksīds, ir izgatavoti ar oglekli un skābekli. Tās ir gāzes un veidojas oglekli saturošu savienojumu sadegšanas procesā.
Oglekļa dioksīds
Oglekļa dioksīds ir molekula, kas veidojas no oglekļa atoma un diviem skābekļa atomiem. Katrs skābekļa atoms veido dubultsaiti ar oglekli, un molekulai ir lineāra ģeometrija. Oglekļa dioksīda molekulmasa ir 44 g molu-1 Oglekļa dioksīds (CO2) ir bezkrāsaina gāze, un, izšķīdinot ūdenī, tas veido ogļskābi. Oglekļa dioksīds ir blīvāks par gaisu. Oglekļa dioksīda koncentrācija atmosfērā ir 0,03%. Oglekļa ciklā oglekļa dioksīda daudzums atmosfērā tiek līdzsvarots. Oglekļa dioksīds var izdalīties atmosfērā tādu dabisko procesu rezultātā kā elpošana, vulkāna izvirdums un cilvēka darbības, piemēram, fosilā kurināmā dedzināšana transportlīdzekļos un rūpnīcās. Oglekļa dioksīds tiek izņemts no atmosfēras fotosintēzes laikā, un ilgtermiņā tie var nogulsnēties kā karbonāti. Cilvēka iejaukšanās (fosilā kurināmā dedzināšana, mežu izciršana) ir izraisījusi nelīdzsvarotību oglekļa ciklā, palielinot CO2 gāzes līmeni. Tā rezultātā ir radušās globālas vides problēmas, piemēram, skābie lietus, siltumnīcas efekts un globālā sasilšana. Oglekļa dioksīdu izmanto bezalkoholisko dzērienu pagatavošanai, maizes rūpniecībā, kā ugunsdzēšamos aparātus utt.
Bioloģiskās sistēmās oglekļa dioksīds rodas kā šūnu elpošanas blakusprodukts. Šis oglekļa dioksīds ir jāizņem no šūnām, un pēc tam tas caur plaušām tiek izvadīts ārējā vidē. Ir trīs veidi, kā transportēt oglekļa dioksīdu no šūnām uz plaušām. Viens veids ir saistīties ar hemoglobīnu un veidot karbaminohemoglobīnu. Turklāt oglekļa dioksīdu var izšķīdināt asins plazmā un to var transportēt. Visizplatītākais veids, kā transportēt oglekļa dioksīdu, ir pārvērst to bikarbonāta jonos ar karboanhidrāzes enzīmu sarkanajās asins šūnās.
Oglekļa monoksīds
Oglekļa monoksīds ir arī molekula, ko veido ogleklis un skābeklis. Viens oglekļa atoms ir saistīts ar skābekļa atomu ar trim saitēm, un molekulai ir lineāra ģeometrija. No divām saitēm divas ir kovalentās saites un viena ir datīvā saite. Tā ir gāze bez krāsas, smaržas un garšas, un tā ir nedaudz vieglāka par gaisu. CO molekulmasa ir 28 g molu-1 CO tiek uzskatīts par polāru molekulu, pateicoties elektronegativitātes atšķirībai starp oglekli un skābekli. CO rodas, daļēji sadedzinot organiskos savienojumus. Oglekļa monoksīds tiek ražots arī bioloģiskās sistēmās nelielos daudzumos. Tomēr, ja cilvēki ieelpo lielu CO daudzumu no ārējās vides, tas var izraisīt nāvi. CO ir lielāka afinitāte pret hemoglobīnu nekā skābeklim, un tas veido karboksihemoglobīna kompleksus, kas ir diezgan stabili. Tas samazina pieejamā hemoglobīna daudzumu skābekļa transportēšanai uz šūnām, tādējādi izraisot šūnu nāvi.
Kāda ir atšķirība starp oglekļa dioksīdu un oglekļa monoksīdu?
• Oglekļa dioksīdā divi skābekļa atomi ir saistīti ar vienu oglekli, bet oglekļa monoksīdā tikai viens skābekļa atoms ir saistīts ar oglekli.
• CO2 ir tikai kovalentās saites. Bet CO ir datīvā saite, kas nav divas kovalentās saites.
• CO var būt rezonanses struktūras, bet CO2 nevar.
• Oglekļa dioksīds ir blīvāks par gaisu, bet oglekļa monoksīds ir nedaudz vieglāks par gaisu.
• CO ir polāra molekula, savukārt CO2 ir nepolāra molekula.
• Oglekļa dioksīds ar hemoglobīnu veido karbaminohemoglobīna kompleksu, bet CO veido karboksi hemoglobīna kompleksu.
• Augstākas CO koncentrācijas ir ļoti toksiskas cilvēkiem nekā CO2.
• CO veidojas, ja nav pietiekami daudz skābekļa gāzes, lai oksidētu oglekli saturošus savienojumus. Pamatā CO veidojas oglekli saturošu savienojumu daļējai sadegšanai, un pilnīgas sadegšanas gadījumā rodas CO2.
