Oglekļa dioksīds pret oglekļa monoksīdu CO pret CO2
Abi savienojumi, oglekļa dioksīds un oglekļa monoksīds, tiek ražoti ar oglekli un skābekli. Tās ir gāzes un veidojas, sadedzinot oglekli saturošus savienojumus.
Oglekļa dioksīds
Oglekļa dioksīds ir molekulas forma no oglekļa atoma un diviem skābekļa atomiem. Katrs skābekļa atoms veido dubultu saiti ar oglekli, un molekulai ir lineāra ģeometrija. Oglekļa dioksīda molekulmasa ir 44 g mol -1. Oglekļa dioksīds (CO 2) ir bezkrāsaina gāze, un, izšķīdinot ūdenī, tā veido ogļskābi. Oglekļa dioksīds ir blīvāks par gaisu. Oglekļa dioksīda koncentrācija atmosfērā ir 0,03%. Caur oglekļa ciklu oglekļa dioksīda daudzums atmosfērā ir līdzsvarots. Oglekļa dioksīds var izdalīties atmosfērā, izmantojot dabiskus procesus, piemēram, elpošanu, vulkāna izvirdumu un cilvēku darbības, piemēram, fosilā kurināmā degšanu transportlīdzekļos un rūpnīcās. Oglekļa dioksīds fotosintēzē tiek noņemts no atmosfēras, un ilgtermiņā tos var nogulsnēt kā karbonātus. Cilvēka iejaukšanās (fosilā kurināmā dedzināšana, mežu izciršana) ir izraisījusi nelīdzsvarotību oglekļa ciklā, palielinot CO2 gāzes līmeni. Tā rezultātā ir radušās tādas globālas vides problēmas kā skābie lietus, siltumnīcas efekts un globālā sasilšana. Oglekļa dioksīdu izmanto bezalkoholisko dzērienu,maizes rūpniecībā, kā ugunsdzēšamie aparāti utt.
Bioloģiskajās sistēmās oglekļa dioksīds tiek ražots kā šūnu elpošanas blakusprodukts. Šis oglekļa dioksīds jānoņem 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. Oglekļa dioksīdu var izšķīdināt asins plazmā un transportēt. Visizplatītākais veids, kā transportēt oglekļa dioksīdu, ir tā pārveidošana par bikarbonāta joniem ar sarkano asins šūnu karboanhidrāzes enzīmu palīdzību.
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. Starp divām saitēm divas ir kovalentās saites un viena ir datatīvā saite. Tā ir bezkrāsaina, bez smaržas un bez garšas gāze, un tā ir nedaudz vieglāka par gaisu. CO molekulmasa ir 28 g mol -1. CO tiek uzskatīta par polāru molekulu oglekļa un skābekļa elektronegativitātes starpības dēļ. CO rodas, daļēji sadedzinot organiskos savienojumus. Oglekļa monoksīds tiek ražots arī bioloģiskās sistēmās nelielos daudzumos. Tomēr, ja cilvēki no ārējās vides ieelpo lielu daudzumu CO, tas var izraisīt nāvi. CO ir augstāka afinitāte pret hemoglobīnu nekā skābeklim, un tā 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.
• CO 2 satur tikai kovalentās saites. Bet CO ir datatīvā saite, kas nav divas kovalentās saites.
• CO var būt rezonanses struktūras, bet CO 2 nav.
• Oglekļa dioksīds ir blīvāks par gaisu, bet oglekļa monoksīds ir nedaudz vieglāks par gaisu.
• CO ir polāra molekula, savukārt CO 2 ir nepolāra molekula.
• Oglekļa dioksīds veido karbaminohemoglobīna kompleksu ar hemoglobīnu, bet CO - karboksihemoglobīna kompleksu.
• Lielāka CO koncentrācija cilvēkiem ir ļoti toksiska nekā CO 2.
• CO veidojas, ja nav pietiekami daudz skābekļa gāzes, lai oksidētu oglekli saturošus savienojumus. Būtībā CO veidojas daļēji sadedzinot oglekli saturošus savienojumus, un pilnīgā sadegšanā rodas CO 2.
