Óxido de carbono
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Óxido de carbono. Gas tóxico, inodoro, incoloro e insípido, parcialmente soluble en agua, alcohol y benceno, resultado de la oxidación incompleta del carbono durante el proceso de combustión. Consta de un átomo de carbono unido mediante enlace covalente (con una longitud de 0,1128 nm) a un átomo de oxígeno (CO).
Sumario
Otros Nombres
Monóxido de carbono, Óxido de carbono (II), Anhídrido carbonoso, Gas carbonoso
Descubrimiento
El monóxido de carbono fue descubierto por el químico francés de Lassone en 1776 mientras calentaba óxido de zinc con coque. Erróneamente creyó que se trataba de hidrógeno porque generaba una llama de color azul. Más tarde en 1800, el químico inglés William Cruikshank comprobó que dicho compuesto contenía carbono y oxígeno.
Sus propiedades tóxicas del CO fueron investigadas en profundidad por el físico francés Claude Bernard en 1846. Envenenando perros con el gas detectó que su sangre se tornaba más rojiza y brillante en todos los tejidos.
Durante la Segunda Guerra Mundial, el monóxido de carbono fue usado en los motores de los vehículos ya que escaseaba la gasolina. Se introducía carbón mineral o vegetal y el monóxido de carbono generado por gasificación alimentaba al carburador. El CO también fue usado como un método de exterminio durante el Holocausto en los campos de concentración
Características físico-químicas
El Óxido de carbono es un gas inodoro, incoloro, inflamable y altamente tóxico.
Fórmula Química
La molécula se compone de un átomo de carbono unido a un átomo de oxígeno CO.
Propiedades Físicas
- Peso molecular:28,0 uma
- Punto de fusión:68 K (-205 °C)
- Punto de ebullición:81 K (-192 °C)
- Densidad:8,0 ×103 kg/m3 (líquido).1,145 kg/m3 (gas a 298K) - más liviano que el aire
- Solubilidad:0,0026 g en 100g de agua
Fuente de Obtención
El gas generador se forma por la combustión del carbón con oxígeno a elevadas temperaturas. El proceso se lleva a cabo en un horno en el que el aire pasa a través de un lecho de coque.
- O2 + 2 C ↔ 2 CO DH = - 221 kJ/mol
El gas de síntesis, también llamado gas de agua, se produce por medio de una reacción endotérmica entre el vapor de agua y el carbón:
- H2O + C ↔ H2 + CO DH = 131 kJ/mol
El monóxido de carbono también es un subproducto de la reducción de minerales formados por óxidos metálicos en presencia de carbón, tal y como se indica de forma simplificada en la siguiente reacción:
- MO + C ↔ M + CO ΔH = 131 kJ/mol
El CO es el anhídrido del ácido fórmico. Por esta razón, puede obtenerse también mediante la deshidratación del ácido fórmico, por ejemplo, con el ácido sulfúrico.
Otra posible vía de obtención del monóxido de carbono en el laboratorio implica el calentamiento de una mezcla constituida por zinc y carbonato de calcio pulverizados.
- Zn + CaCO3 → ZnO + CaO + CO
Otras vías de obtención
El CO es el contaminante del aire más abundante y ampliamente distribuido de los que se encuentran en la capa inferior de la atmósfera, denominada troposfera.
Su principal origen natural es la oxidación del CH4 y, puesto que todo el metano de la atmósfera se produce por descomposición anaerobia de la materia orgánica, cabe afirmar que estos procesos constituyen una fuente natural de CO.
Los océanos constituyen la segunda gran fuente de CO atmosférico. Ya que las aguas superficiales están en contacto con la atmósfera, debería esperarse que contuviera en disolución CO absorbido por ella. Sin embargo, la cantidad de CO realmente disuelto que se halla en los océanos es de 10 a 40 veces superior a la esperada en base a esta absorción. Se cree que las algas y otras fuentes biológicas aportan cantidades sustanciales de CO a las aguas superficiales. Este CO se libera luego a la atmósfera.
Los volcanes y los incendios también constituyen una fuente significativa de emisión de CO a la atmósfera, aunque su aportación es puntual.
La formación de CO antropogénico es generalmente el resultado de algunos de los siguientes procesos:
- Combustión incompleta del carbono, de compuestos que los contengan: Este proceso tiene lugar cuando el oxígeno disponible es inferior a la cantidad necesaria para una combustión completa, de la que se desprende CO2
- Reacción a elevada temperatura entre el CO2 y materiales que contienen carbono: Esta reacción tiene lugar con rapidez a las elevadas temperaturas comunes en muchos mecanismos industriales. El CO desprendido de esta forma es beneficioso y necesario en ciertas aplicaciones, como en los altos hornos, donde actúa como agente reductor en la producción de hierro a partir de minerales de óxido de hierro. No obstante, puede escapar cierta cantidad de CO a la atmósfera y actuar como contaminante.
- Disociación del CO2 a temperaturas altas: En condiciones apropiadas, una reacción en que se disponga del suficiente oxígeno como para completar la combustión, todavía puede comportarse como fuente de CO. Ello se debe a la elevada temperatura de disociación del CO2 en CO y O. Temperaturas superiores favorecen la producción de CO y O. Por ejemplo, a una temperatura de 1745 ºC se produce una disociación del CO2 del 1%, porcentaje que asciende al 5% a 1940 ºC.
Efectos
La peligrosidad del CO radica en que dicho gas presenta una gran afinidad por la hemoglobina (240 veces superior a la del oxígeno), dando lugar a la carboxihemoglobina, que al desplazar al oxígeno de la hemoglobina de la sangre provoca isquemia e hipoxia, situaciones a las que el corazón y el cerebro son especialmente sensibles.
A bajas concentraciones el monóxido de carbono causa fatiga en personas sanas y dolor pectoral en pacientes con enfermedades cardiacas.
A concentraciones más altas provoca problemas de visión y coordinación, cefaleas, mareos, confusión y náuseas, causando síntomas similares a la gripe que desaparecen al cesar la exposición al contaminante.
Cuando las concentraciones son muy elevadas la exposición al CO puede ser letal, ocasionando la muerte en pocos minutos.
Inhalación de humos de todo tipo de fuegos es la segunda causa de envenenamiento por CO; los bomberos constituyen el colectivo que sufre un mayor riesgo de intoxicación por este contaminante.
Fuente
- Artículo Mónoxido de Carbono.Fundación Crana. Una nueva cultura hacia la sostenibilidad.
- El Medio ambiente y Problemas ambientales
