Hiilidioksidi vs hiilimonoksidi | CO vs CO2
Molemmat yhdisteet, hiilidioksidi ja hiilimonoksidi, on valmistettu hiilestä ja hapesta. Ne ovat kaasuja ja muodostuvat hiiltä sisältävien yhdisteiden palaessa.
Hiilidioksidi
Hiilidioksidi on molekyylimuoto, joka muodostuu hiiliatomista ja kahdesta happiatomista. Jokainen happiatomi muodostaa kaksoissidoksen hiilen kanssa, ja molekyylillä on lineaarinen geometria. Hiilidioksidin molekyylipaino on 44 g moolia-1 Hiilidioksidi (CO2) on väritön kaasu, ja veteen liukeneessaan se muodostaa hiilihappoa. Hiilidioksidi on tiheämpää kuin ilma. Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus on 0,03 %. Hiilikierron kautta ilmakehän hiilidioksidin määrä tasapainottuu. Hiilidioksidia voi päästä ilmakehään luonnollisten prosessien, kuten hengityksen, tulivuorenpurkauksen ja ihmisen toiminnan, kuten fossiilisten polttoaineiden polttamisen kautta ajoneuvoissa ja tehtaissa. Hiilidioksidi poistuu ilmakehästä fotosynteesissä ja ne voivat laskeutua karbonaatteina pitkällä aikavälillä. Ihmisen puuttuminen (fossiilisten polttoaineiden poltto, metsien hävittäminen) on aiheuttanut epätasapainon hiilen kiertoon ja nostanut hiilidioksidin määrää. Tämän seurauksena ovat maailmanlaajuiset ympäristöongelmat, kuten happosateet, kasvihuoneilmiö ja ilmaston lämpeneminen. Hiilidioksidia käytetään virvoitusjuomien valmistukseen, leipomoteollisuudessa, sammuttimina jne.
Biologisissa järjestelmissä hiilidioksidia syntyy soluhengityksen sivutuotteena. Tämä hiilidioksidi tulee poistaa soluista, ja sitten se erittyy ulkoiseen ympäristöön keuhkojen kautta. On kolme tapaa kuljettaa hiilidioksidia soluista keuhkoihin. Yksi tapa on sitoutua hemoglobiiniin ja muodostaa karbaminohemoglobiinia. Lisäksi hiilidioksidi voidaan liuottaa veriplasmaan ja kuljettaa. Yleisin tapa kuljettaa hiilidioksidia on muuttaa se bikarbonaatti-ioneiksi hiilihappoanhydraasientsyymillä punasoluissa.
Hiilimonoksidi
Hiilimonoksidi on myös hiilen ja hapen muodostama molekyyli. Yksi hiiliatomi on sitoutunut happiatomiin kolmella sidoksella, ja molekyylin geometria on lineaarinen. Kahdesta sidoksesta kaksi on kovalenttisia sidoksia ja yksi on datiivinen sidos. Se on väritön, hajuton ja mauton kaasu, ja se on hieman ilmaa kevyempi. CO:n molekyylipaino on 28 g mooli-1 CO:ta pidetään polaarisena molekyylinä johtuen hiilen ja hapen välisestä elektronegatiivisuuserosta. CO syntyy orgaanisten yhdisteiden osittaisesta palamisesta. Hiilimonoksidia tuotetaan myös biologisissa järjestelmissä pieniä määriä. Kuitenkin, kun ihmiset hengittävät suuren määrän hiilidioksidia ulkoisesta ympäristöstä, se voi aiheuttaa kuoleman. CO:lla on korkeampi affiniteetti hemoglobiiniin kuin hapen ja se muodostaa karboksihemoglobiinikomplekseja, jotka ovat melko stabiileja. Tämä alentaa käytettävissä olevan hemoglobiinin määrää hapen kuljettamiseen soluihin ja aiheuttaa siten solukuoleman.
Mitä eroa on hiilidioksidilla ja hiilimonoksidilla?
• Hiilidioksidissa kaksi happiatomia on sitoutunut yhteen hiileen, mutta hiilimonoksidissa vain yksi happiatomi on sitoutunut hiileen.
• Kohdassa CO2 on vain kovalenttisia sidoksia. Mutta CO:ssa on toinen datiivisidos kuin kaksi kovalenttista sidosta.
• CO:lla voi olla resonanssirakenteita, mutta CO2 ei.
• Hiilidioksidi on ilmaa tiheämpää, mutta hiilimonoksidi on hieman ilmaa kevyempää.
• CO on polaarinen molekyyli, kun taas CO2 on ei-polaarinen molekyyli.
• Hiilidioksidi muodostaa karbaminohemoglobiinikompleksin hemoglobiinin kanssa, mutta CO muodostaa karboksihemoglobiinikompleksin.
• Suuremmat CO-pitoisuudet ovat erittäin myrkyllisiä ihmisille kuin CO2.
• CO:ta muodostuu, kun happikaasua ei ole tarpeeksi hiiltä sisältävien yhdisteiden hapettamiseksi. Pohjimmiltaan CO muodostuu hiiltä sisältävien yhdisteiden osittaisessa palamisessa, ja täydessä palamisessa syntyy CO2.
