Belangrijkste verschil - Kooldioxide versus koolmonoxide

Gas is een van de drie belangrijkste toestanden 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 zulke twee gassen. De grootste verschil tussen kooldioxide en koolmonoxide is dat: kooldioxide is samengesteld uit twee zuurstofatomen samen met een koolstofatoom, terwijl koolmonoxide is samengesteld uit één zuurstofatoom samen met een koolstofatoom.

Belangrijkste gebieden die worden gedekt

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 de belangrijkste verschillen

Sleutelbegrippen: koolstof, koolzuur, kooldioxide, koolmonoxide, dipool, dubbele binding, molmassa, molecuulformule, zuurstof, fotosynthese, drievoudige binding

Wat is koolstofdioxide?

Kooldioxide is een gas bij kamertemperatuur met de molecuulformule CO₂. Dit gas komt veel voor omdat het vrijkomt bij de ademhaling van levende organismen. Het is ook een belangrijke component in het fotosyntheseproces van autotrofen.

De molecuulmassa 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 met covalente dubbele bindingen aan het koolstofatoom bevestigd. De lengte van één C=O binding is ongeveer 116,3 pm. Het molecuul is symmetrisch. Het is dus geen dipool. (Een dipool is elk molecuul met gedeeltelijke elektrische ladingen op atomen vanwege het type binding dat ze in dat molecuul hebben).

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

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

Figuur 02: Atmosferische kooldioxide kan worden opgelost in water.

Gebleken is dat het gehalte aan kooldioxide in de atmosfeer ongeveer 0,03% is en snel toeneemt. Deze toename is voornamelijk te wijten aan de verbranding van fossiele brandstoffen en ontbossing. Een van de belangrijkste producten van de verbranding van fossiele brandstoffen is koolstofdioxide. Het grootste deel van de atmosferische koolstofdioxide wordt geabsorbeerd door de bossen. Met andere woorden, koolstofdioxide wordt door bomen gebruikt voor hun fotosyntheseproces. Maar door ontbossing wordt de hoeveelheid koolstofdioxide 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 zijn in staat om infraroodstraling te absorberen en uit te zenden. Dit veroorzaakt de snelle toename van de opwarming van de aarde.

Wat is koolmonoxide?

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

Figuur 03: De stick en ball-structuur van kooldioxide. Het koolstofatoom heeft een zwarte kleur, terwijl het zuurstofatoom een ​​rode kleur heeft.

De bindingslengte tussen koolstof en zuurstof is ongeveer 112.8 pm; dit is minder dan die van kooldioxide, aangezien kooldioxide 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 dan een dubbele binding, daarom wordt de bindingslengte verminderd.

Omdat zuurstofatoom meer elektronegatief is dan koolstof, is er een klein dipoolmoment in het koolmonoxidemolecuul. Het is echter geen sterke dipool omdat er een coördinatiebinding 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 deel van deze lading neutraliseren).

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

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

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

CuO_(s) + CO_(G) → Cu_(s) + CO_2(g)

Een belangrijke reactie van koolmonoxide is de reactie met overgangsmetalen. Deze functie wordt gebruikt om pure overgangsmetaalelementen uit hun verbindingen te verkrijgen. Bijv.: Zuivering van nikkel

Verschil tussen kooldioxide en koolmonoxide

Definitie

Kooldioxide: Kooldioxide is een gas bij kamertemperatuur met de molecuulformule CO₂.

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

Samenstelling

Kooldioxide: Kooldioxide is samengesteld uit een koolstofatoom gebonden aan twee zuurstofatomen.

Koolmonoxide: Koolmonoxide is samengesteld uit een koolstofatoom gebonden aan één zuurstofatoom.

Molaire massa

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

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

Lengte koolstof-zuurstofbinding

Kooldioxide: De bindingslengte 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 (samen een drievoudige binding) tussen koolstof en zuurstof in Koolmonoxide.

Vorming

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

Koolmonoxide: Koolmonoxide ontstaat bij onvolledige verbranding van fossiele brandstoffen.

Chemische reacties

Kooldioxide: Kooldioxide 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 de 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 het zuurstoftransport in het bloed. De twee gassen zijn echter in sporenhoeveelheden aanwezig in de atmosfeer en het percentage van deze gassen neemt snel toe als gevolg van menselijke activiteiten. Het belangrijkste verschil tussen kooldioxide 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." WetenschapDagelijks. ScienceDaily, z.d. Web. Beschikbaar Hier. 12 juli 2017.

Afbeelding met dank aan:

1. "Koolstofdioxide 3D-bal" door Jynto (talk) - Eigen werk Deze chemische afbeelding is gemaakt met Discovery Studio Visualizer (CC0) via Commons Wikimedia2. "Koolmonoxide-3D-ballen" door Benjah-bmm27 - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia