Unterschied zwischen Kohlendioxid und Kohlenmonoxid

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 13:35

Kohlendioxid vs. Kohlenmonoxid | CO vs. CO2

Beide Verbindungen, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid, werden aus Kohlenstoff und Sauerstoff hergestellt. Sie sind Gase und entstehen bei der Verbrennung von kohlenstoffh altigen Verbindungen.

Kohlendioxid

Kohlendioxid ist eine Molekülform aus einem Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatomen. Jedes Sauerstoffatom bildet eine Doppelbindung mit Kohlenstoff, und das Molekül hat eine lineare Geometrie. Das Molekulargewicht von Kohlendioxid beträgt 44 g mol^-1 Kohlendioxid (CO_{2) ist ein farbloses Gas und löst sich in Wasser auf, es bildet Kohlensäure. Kohlendioxid ist dichter als Luft. Die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre beträgt 0,03 %. Durch den Kohlenstoffkreislauf wird die Kohlendioxidmenge in der Atmosphäre ausgeglichen. Kohlendioxid kann durch natürliche Prozesse wie Atmung, Vulkanausbruch und menschliche Aktivitäten wie das Verbrennen fossiler Brennstoffe in Fahrzeugen und Fabriken in die Atmosphäre abgegeben werden. Kohlendioxid wird der Atmosphäre bei der Photosynthese entzogen und sie können langfristig als Karbonate abgelagert werden. Der menschliche Eingriff (Verbrennung fossiler Brennstoffe, Entwaldung) hat ein Ungleichgewicht im Kohlenstoffkreislauf verursacht und den CO2-Gasgeh alt erhöht. Als Folge davon sind globale Umweltprobleme wie saurer Regen, Treibhauseffekt und globale Erwärmung entstanden. Kohlendioxid wird zur Herstellung von Erfrischungsgetränken, in der Bäckereiindustrie, als Feuerlöscher usw. verwendet.}

In biologischen Systemen entsteht Kohlendioxid als Nebenprodukt der Zellatmung. Dieses Kohlendioxid sollte aus den Zellen entfernt werden und wird dann über die Lunge an die äußere Umgebung ausgeschieden. Es gibt drei Wege, Kohlendioxid von den Zellen zur Lunge zu transportieren. Eine Möglichkeit besteht darin, sich an Hämoglobin zu binden und Carbaminohämoglobin zu bilden. Außerdem kann Kohlendioxid im Blutplasma gelöst und transportiert werden. Der gebräuchlichste Weg, Kohlendioxid zu transportieren, besteht darin, es durch das Enzym Carboanhydrase in den roten Blutkörperchen in Bicarbonat-Ionen umzuwandeln.

Kohlenmonoxid

Kohlenmonoxid ist ebenfalls ein Molekül, das aus Kohlenstoff und Sauerstoff gebildet wird. Ein Kohlenstoffatom ist mit drei Bindungen an ein Sauerstoffatom gebunden, und das Molekül hat eine lineare Geometrie. Unter zwei Bindungen sind zwei kovalente Bindungen und eine ist eine Dativbindung. Es ist ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas und etwas leichter als Luft. Das Molekulargewicht von CO beträgt 28 g mol^{-1 CO wird aufgrund des Elektronegativitätsunterschieds zwischen Kohlenstoff und Sauerstoff als polares Molekül betrachtet. CO entsteht bei der teilweisen Verbrennung organischer Verbindungen. Kohlenmonoxid entsteht auch in biologischen Systemen in kleinsten Mengen. Wenn Menschen jedoch große Mengen CO aus der äußeren Umgebung einatmen, kann dies zum Tod führen. CO hat eine höhere Affinität zu Hämoglobin als Sauerstoff und bildet Carboxyhämoglobin-Komplexe, die ziemlich stabil sind. Dies verringert die Menge an verfügbarem Hämoglobin für den Sauerstofftransport zu den Zellen und führt somit zum Zelltod.}

Was ist der Unterschied zwischen Kohlendioxid und Kohlenmonoxid?

• In Kohlendioxid sind zwei Sauerstoffatome an einen Kohlenstoff gebunden, aber in Kohlenmonoxid ist nur ein Sauerstoffatom an Kohlenstoff gebunden.

• In CO_{2 gibt es nur kovalente Bindungen. Aber in CO gibt es eine andere Dativbindung als zwei kovalente Bindungen.}

• CO kann Resonanzstrukturen haben, aber CO_{2 nicht.}

• Kohlendioxid ist dichter als Luft, aber Kohlenmonoxid ist etwas leichter als Luft.

• CO ist ein polares Molekül, wohingegen CO_{2 ein unpolares Molekül ist.}

• Kohlendioxid bildet mit Hämoglobin einen Carbaminohämoglobin-Komplex, aber CO bildet einen Carboxyhämoglobin-Komplex.

• Höhere CO-Konzentrationen sind für den Menschen hochgiftig als CO_2.

• CO entsteht, wenn nicht genügend Sauerstoffgas vorhanden ist, um kohlenstoffh altige Verbindungen zu oxidieren. Grundsätzlich wird CO bei der teilweisen Verbrennung von kohlenstoffh altigen Verbindungen gebildet, und bei der vollständigen Verbrennung entsteht CO_2.