Verschil tussen kooldioxide en koolmonoxide

Belangrijkste verschil - kooldioxide versus koolmonoxide

Gas is een van de drie grote staten waarin alle materie kan bestaan. De andere twee soorten zijn vaste stoffen en vloeistoffen. Gassen hebben unieke eigenschappen die vaste stoffen en vloeistoffen niet hebben. Gasmoleculen zijn erg klein en er zijn zeer weinig interacties tussen gasmoleculen. Verschillende elementen en moleculen bestaan ​​als gassen bij kamertemperatuur. Kooldioxide en koolmonoxide zijn dergelijke twee gassen. De grootste verschil tussen koolstofdioxide en koolmonoxide is dat koolstofdioxide is samengesteld uit twee zuurstofatomen samen met een koolstofatoom terwijl koolmonoxide is samengesteld uit één zuurstofatoom samen met een koolstofatoom.

Key Areas Covered

1. Wat is koolstofdioxide
      - Definitie, structuur, eigenschappen, toepassingen
2. Wat is koolmonoxide
      - Definitie, structuur, eigenschappen, toepassingen
3. Wat is het verschil tussen kooldioxide en koolmonoxide
      - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen: Koolstof, Koolzuur, Kooldioxide, Koolmonoxide, Dipool, Dubbele binding, Molaire massa, Molecuulformule, Zuurstof, Fotosynthese, Triple Bond

Wat is koolstofdioxide

Kooldioxide is een gas op kamertemperatuur dat de molecuulformule CO heeft₂. Dit gas komt veel voor, het komt vrij bij de ademhaling van levende organismen. Het is ook een belangrijke component in het fotosyntheseproces van autotrofen.

De moleculaire massa van het koolstofdioxidemolecuul is ongeveer 44 g / mol. Het is een kleurloos en geurloos gas. De moleculaire vorm van koolstofdioxide is lineair. De twee zuurstofatomen zijn aan de twee zijden aan het koolstofatoom gebonden met covalente dubbele bindingen. De lengte van één C = O-binding is ongeveer 116.3 uur. Het molecuul is symmetrisch. Daarom is het geen dipool. (Een dipool is een molecuul met gedeeltelijke elektrische ladingen op atomen vanwege het type binding dat ze in dat molecuul hebben). 

Figuur 01: De 3D-stick en de balstructuur van het koolstofdioxidemolecuul. Het koolstofatoom wordt getoond in zwarte kleur terwijl de twee zuurstofatomen in rode kleur zijn.

Koolstofdioxide is goed opgelost in watervorming koolzuur (H₂CO₃). Maar koolzuur is een zwak zuur in waterige oplossing; dus is het gedeeltelijk gedissocieerd in zijn ionen. Daarom is er een evenwicht tussen gasvormig koolstofdioxide en koolzuur in water.

Figuur 02: Atmosferische kooldioxide kan worden opgelost in water.

Er is gevonden dat het kooldioxidegehalte in de atmosfeer ongeveer 0,03% is en het neemt snel toe. Deze toename is voornamelijk te wijten aan het verbranden van fossiele brandstoffen en ontbossing. Een van de belangrijkste producten van het verbranden van fossiele brandstoffen is koolstofdioxide. Het meeste van de atmosferische koolstofdioxide wordt opgenomen door de bossen. Met andere woorden, koolstofdioxide wordt door bomen gebruikt voor hun fotosyntheseproces. Maar met ontbossing wordt de hoeveelheid CO2 die door de flora wordt opgenomen verminderd. Als gevolg hiervan gaat het percentage koolstofdioxide in de atmosfeer omhoog.

De verhoogde hoeveelheden koolstofdioxide in de atmosfeer zijn echter ongunstig omdat koolstofdioxide een broeikasgas is. Broeikasgassen kunnen infraroodstraling absorberen en uitstoten. Dit veroorzaakt de snelle toename van het broeikaseffect.

Wat is koolmonoxide

Koolmonoxide is een gas op kamertemperatuur, met de molecuulformule CO. Het is samengesteld uit slechts één koolstofatoom en één zuurstofatoom. Daarom is de structuur in wezen lineair. Het zuurstofatoom is covalent gebonden aan het koolstofatoom. Maar in tegenstelling tot koolstofdioxide, heeft koolmonoxide een drievoudige binding tussen koolstof en zuurstof. De drievoudige binding bestaat uit een dubbele binding en een coördinatieverbinding. Na de vorming van de dubbele binding zijn er twee alleenstaande elektronenparen op het zuurstofatoom. Een van deze eenzame paren wordt gedoneerd aan het koolstofatoom om een ​​stabiel molecuul te vormen. Anders houdt het koolstofatoom zich niet aan de octetregel en stoten de twee alleenstaande paren elkaar af, resulterend in een onstabiel molecuul.

Figuur 03: De stick en balstructuur van kooldioxide. Het koolstofatoom is in zwarte kleur terwijl het zuurstofatoom in rode kleur is.

De bindingslengte tussen koolstof en zuurstof is ongeveer 112,8 pm; dit is minder dan dat van kooldioxide, aangezien koolstofdioxide een dubbele binding heeft tussen koolstof en zuurstof, terwijl koolmonoxide een drievoudige binding heeft tussen koolstof en zuurstof. De drievoudige binding hecht de twee atomen stevig aan elkaar dan een dubbele binding, daarom wordt de lengte van de binding verminderd.

Aangezien het zuurstofatoom meer elektronegatief is dan koolstof, is er een klein dipoolmoment in het koolmonoxidemolecuul. Het is echter geen sterke dipool omdat er een coördinatieverbinding is die elektronen aan de koolstof doneert (de dipool resulteert in een gedeeltelijke positieve lading op het koolstofatoom en de elektronen die door zuurstof worden gedoneerd, kunnen een bepaalde hoeveelheid van deze lading neutraliseren).

Er is een kleine hoeveelheid koolmonoxide in de atmosfeer. Koolmonoxide wordt als een giftig gas beschouwd. Dit komt omdat het kan binden met hemoglobine in ons bloed (waar zuurstofmoleculen binden) en het transport van zuurstof naar lichaamscellen kan blokkeren. Daarom krijgen de lichaamscellen niet genoeg zuurstof die mogelijk de dood van die cellen veroorzaakt.

Koolmonoxide is een bijproduct van onvolledige verbranding van fossiele brandstoffen. Wanneer een grote hoeveelheid koolmonoxide in de droge lucht aanwezig is, wordt deze als vervuilde lucht beschouwd.

Wanneer koolstofdioxide door verwarmde houtskool (koolstof) wordt geleid, wordt koolmonoxide geproduceerd. Koolmonoxide werkt als een reductiemiddel door oxidatie tot koolstofdioxide. De oxidatietoestand van koolstof in koolmonoxide is +2 en het wordt geoxideerd tot +4 in koolstofdioxide. Afgezien daarvan kan koolmonoxide worden gebruikt om koper (Cu) uit CuO (koperoxide) te isoleren. De reactie wordt hieronder gegeven.

CuO_(S)    +    CO_(G)            → Cu_(S)     +     CO_{2 (g)}

Een belangrijke reactie van koolmonoxide is de reactie met overgangsmetalen. Dit kenmerk wordt gebruikt om zuivere overgangsmetaalelementen uit hun verbindingen te verkrijgen. Vb .: Zuivering van nikkel

Verschil tussen kooldioxide en koolmonoxide

Definitie

Kooldioxide: Koolstofdioxide is een gas op kamertemperatuur dat de molecuulformule CO heeft₂.

Koolmonoxide: Koolmonoxide is een gas op kamertemperatuur, met de molecuulformule CO.

Samenstelling

Kooldioxide: Kooldioxide bestaat uit een koolstofatoom gebonden aan twee zuurstofatomen.

Koolmonoxide: Koolmonoxide bestaat uit een koolstofatoom gebonden aan één zuurstofatoom.

Molaire massa

Kooldioxide: De molaire massa van koolstofdioxide is ongeveer 44 g / mol.

Koolmonoxide: De molaire massa van koolmonoxide is ongeveer 28 g / mol.

Koolstof-zuurstofbondlengte

Kooldioxide: De lengte van de binding tussen koolstof en zuurstof is ongeveer 116,3 pm in koolstofdioxide.

Koolmonoxide: De bindingslengte tussen koolstof en zuurstof is ongeveer 112,8 pm koolmonoxide.

bonding

Kooldioxide: Er is een covalente dubbele binding tussen koolstof en zuurstof in koolstofdioxide.

Koolmonoxide: Er is een covalente dubbele binding en een coördinatiebinding (in totaal een drievoudige binding) tussen koolstof en zuurstof in koolmonoxide.

Vorming

Kooldioxide: Koolstofdioxide wordt geproduceerd door de volledige verbranding van fossiele brandstoffen.

Koolmonoxide: Koolmonoxide wordt geproduceerd door de onvolledige verbranding van fossiele brandstoffen.

Chemische reacties

Kooldioxide: Koolstofdioxide kan geen oxidatiereacties ondergaan.

Koolmonoxide: Koolmonoxide kan oxidatiereacties ondergaan.

Conclusie

Hoewel koolstofdioxide wordt beschouwd als een nuttig gas voor het milieu, is te veel ervan niet gunstig, omdat het opwarming van de aarde veroorzaakt. Koolmonoxide wordt beschouwd als een giftig gas en inademing van koolmonoxide veroorzaakt de dood van cellen als gevolg van de remming van zuurstoftransport in het bloed. De twee gassen zijn echter aanwezig in sporenhoeveelheden in de atmosfeer en het percentage van deze gassen neemt snel toe als gevolg van menselijke activiteiten. Het belangrijkste verschil tussen koolstofdioxide en koolmonoxide is hun structuur en samenstelling.

Referenties:

1. "Koolmonoxide." Koolmonoxide - molecuul van de maand. N.p., n.d. Web. Beschikbaar Hier. 12 juli 2017. 
2. "Kooldioxide." ScienceDaily. ScienceDaily, n.d. Web. Beschikbaar Hier. 12 juli 2017. 

Afbeelding met dank aan:

1. "Carbon dioxide 3D ball" door Jynto (talk) - Eigen werkThis chemical image is gemaakt met Discovery Studio Visualizer (CC0) via Commons Wikimedia
2. "Carbon-monoxide-3D-balls" door Benjah-bmm27 - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia