Kohlenstoffmonoxid

Vun Wikipedia
Wesseln na: Navigatschoon, Söök
Strukturformel
Carbon monoxide.svg
Allgemeen
Naam Kohlenstoffmonoxid
Annere Naams Kohlenmonoxid, Kohlenstoffmonooxid
Summenformel CO
CAS-Tall 630-08-0
Kortbeschrieven Gas ahn Klöör oder Röök
Egenschoppen
Molar Masse 28,01 g·mol–1
Phaas gasförmig
Dicht 1,2506 kg·m–3 (0°C, 1013 mbar)[1]
Smöltpunkt –205,07 °C[1]
Kaakpunkt –191,55 °C[1]
Löslichkeit

30 mg/l in Water (bi 20 °C)[1]

Sekerheitshenwiesen
Gefahrstoffkennteken ut RL 67/548/EWG, Anh. 1
Gefahrenteken

Hoochtünnernd


F+
Hooch-
tünnernd

Giftig


T
Giftig
R- un S-Sätz R: 61-12-23-48/23
S: 53-45
Wietere Sekerheitshenwiesen
MAK
  • 35 mg·m–3[1]
  • 30 ml·m−3[1]
LD50
  • 40.000 ppm·2 min[1]
  • 16.000 ppm·5 min[1]
  • 8.000 ppm·10 min[1]
  • 3.000 ppm·30 min[1]
  • 1.500 ppm·60 min[1]
Ümweltegenschoppen
WGK 1 (swack watergefährlich)[1]
Thermodynaamsch Egenschoppen
ΔHf0

−110,53 kJ·mol−1

Sowiet mööglich un tyypsch, warrt dat SI-Eenheitensystem bruukt. Wenn nich anners anmarkt, gellt de angeven Daten bi Standardbedingen.

Kohlenstoffmonoxid (tomeist as Kohlenmonoxid afkört) is en cheemsch Verbinnen, de ut Kohlenstoff un Suerstoff tosamensett is. Blangen dat Kohlenstoffdioxid, Kohlenstofftrioxid und Kohlenstoffsuboxid is dat een vun de Oxiden vun’n Kohlenstoff.

Kohlenstoffmonoxid is en giftig Gas ahn Röök, Klöör oder Smack. Tostannen kummt dat, wenn Stoffen, wo Kohlenstoff binnen is, nich vullstännig oxideert. Dat passeert to’n Bispeel bi’t Verbrennen vun disse Stoffen, wenn nich noog Suerstoff dor is oder de Verbrennen bi hoge Temperaturen, as dat dat Boudouard-Gliekgewicht seggt. Kohlenstoffmonoxid sülvst kann wieter verbrennt warrn un reageert mit Suerstoff mit’n blaue Flamm to Kohlenstoffdioxid. De Tünnertemperatur liggt bi 605 °C[1].

Naam[ännern | Bornkood ännern]

In de düütschen Norm DIN 32640 „Chemische Elemente und einfache anorganische Verbindungen – Namen und Symbole“ vun’n Dezember 1986 warrt blots de Schrievwiesen „Kohlenstoffmonooxid“ und „Carbonmonooxid“ mit „oo“ anraat, vun wegen dat na de IUPAC-Regeln för de Nomenklatur vun de anorgaanschen Chemie de vöranstellten greekschen Tallwöör nich weglaten warrt.

In Gegensatz dorto warrt in de Utgaav vun de IUPAC-Nomenklatur vun 1990 blots de Schrievwiese „Kohlenstoffmonoxid“ un „Carbonmonoxid“ angeven. To’n Bruuk vun mehrfacke Vörsülven heet dat, dat „de afsluten Vokalen vun de multiplikativen Präfixen nich weglaten warrt, mit Utnahm, wenn de Spraak dat verlangen deit. Monoxid is so en Utnahm.“[2]

Egenschoppen[ännern | Bornkood ännern]

physikaalsch[ännern | Bornkood ännern]

De Kritische Punkt vun Kohlenmonoxid liggt bi −140,2 °C un 35,0 bar[1].

Strukturformel vun Kohlenmonoxid mit Läng vun de Binnen

In de fasten Phaas bedriggt de Läng vun de Binnen twüschen’t Kohlenstoff- un’t Suerstoffatom 106 un in de Gasphaas 112,8 pm[3].

De Molekülstruktur kann een an’n betsen mit de Molekülorbitaltheorie beschrieven. In’n Vergliek to de orgaanschen Carbonylverbinnen is de C-O-Binnen hier ruchweg 10 pm körter. Se wiest op en partielle Dreefachbinnen hen[4]. Dat Molekül hett en lütt Dipoolmoment (0,12 D) un warrt oft mesomer dorstellt as in dat folgen Bild:

Mesomere Grenzstrukturen. De Oktettregel is in de beiden rechten Strukturformeln nich inhollen.

De ungewöhnliche Bestännigkeit lett sik jüst so verkloren as bi’t düchtig inerte, isoelektroonsche Distickstoffmolekül (N2). De CO-Dissoziatschoonsenergie bedriggt 1070,3 kJ/mol[3].

cheemsch[ännern | Bornkood ännern]

Satellitendaten vun de weltwieten Kohlenstoffmonoxid­verdelen in de Atmosphäär

De Reakschoon vun de Elementen to Kohlenstoffmonoxid is exotherm, man Kohlenmonoxid steiht in en Disportschoneerengliekgewicht mit Kohlenstoff un Kohlenstoffdioxid. Liekers, dat dat Boudouard-Gliekgewicht eher ungünstig liggt, kann Kohlenstoffmonoxid ut de Luft isoleert warrn, vun wegen, dat sik dat Disproportschoneerengliekgewicht bi Ruumtemperatur so bannig langsom instellt, dat dat kuum to meten is – CO is metabestännig. Bi högere Temperaturen schufft sik dat Gliekgewicht na de Siet vun Kohlenstoffmonoxid (Prinzip vun LeChatelier). Utnütt warrt dat to’n Bispeel bi’t Herstellen vun Iesen (Hoochavenprozess), woneem dat Kohlenmonoxidgas en veel beter’t Redukschoonsmiddel dorstellt, as de faste Koks. In de Funkschoon as Redukschoonsmiddel warrt CO in vele Rebeden nütt. De Oxidatschoonskraft is dorgegen blots swack.

De Halfweertstiet vun Kohlenstoffmonoxid in de Atmosphäär liggt bi een bit veer Maanden. Se is afhangig vun de Lufttemperatur un welke annere Gasen ok noch dor sünd[5].

In de Organometallchemie is Kohlenstoffmonoxid ’n faken brukten Ligand. Dorüm is de Chemie vun de Metallcarbonylen goot utforscht. Kohlenstoffmonoxid tellt to de Starkfeld-Liganden un is isoelektroonsch to dat Distickstoff (N2) as ok to de Ionen Cyanid(CN) un Nitrosyl (NO+). Dör’t Utprägen vun Hen- un Rüchbinnen, de sik synergetisch verstarken doot, kummt en starke Metall-Ligand-Verbinnen tostannen. CO is en starken σ-Donater un π-Akzepter.

Mit 1073 kJ/mol bargt Kohlenstoffmonoxid de starkste Binnen ünner de Molekülen ahn Ladung.

Giftwirken[ännern | Bornkood ännern]

Kohlenstoffmonoxid is en gefährlich Atengift. Wenn dat Gas to’n Bispeel över de Lung in dat Blood kummt, lagert sik dat an dat middlere Iesenatom vun’t Hämoglobin an, so dat keen Suerstoff mehr anlagert warrn kann. Dat hinnert den Suerstofftransport in’t Blood un kann to’n Dood dör Sticken föhren. Kohlenstoffmonoxid binnt sik reuchweg 325-mol starker an’t Hämoglobin as Suerstoff. Bi’n Andeel vun 0,1 % CO in de Atenluft warrt ruchweg de Hälft vun de Roden Bloodkörpers blockeert. De Giftwirken vun’t CO warrt dorbi vun de Proteinümgeven vun’t Häm in’t Hämoglobin afminnert. An en unhinnert Häm de dat Kohlenstoffmonoxid 16.000-mol starker anbinnen as Suerstoff. De Grund dorför, so warrt vermodt, liggt dorin, dat in de Enzymtasch to wenig Platz is vör de lineare Fe-C-O-Geometrie, de dat CO an leefsten innehmen deit. Dat Suerstoff lagert sik dorgegen in en anwinkelte Laag an, wat nich hinnert warrt[6]. Bi en Andeel vun mehr as een Prozent CO in de Atenluft blifft’n Minsch in een bit twee Minuuten Dood[7][8]. De Halfweertstiet vun’t Kohlenstoffmonoxid in’t Blood liggt twüschen 2 un 6,5  Stünnen,[1] afhangig vun de Mengde, de in’t Blood opnahmen worrn is, un vun de Atensnelligkeit vun den bedrapen Minsch.

De Binnen vun’t CO an’t Hämoglobin tüüscht in de Pulsoxymetrie verkehrte Weerten vör un gifft’n verkehrte hoge Suerstoffsättigen an. De buteren Anteken vun en Kohlenstoffmonoxidvergiften sünd kirschrode Sliemhüüt. Na ne’ere Ünnersöken mit’n grote Tall vun Patienten is dit klinische Anteken aver sünners bi lichte Vergiftensformen blots roor antofinnen[9]. De Klöör is’n Resultat vun de deeproden Hämoglobin-Kohlenstoffmonoxid-Charge-Transfer-Komplexen. Butendem künnt de Dodenpläck (Livores), de sik na’n Dood bi en Liek billt, dör disse Vörgang tyypscherwies ok lüchten root farvt wesen, wat denn en Henwies op de Kohlenstoffmonoxidvergiften gifft.

Kohlenmonoxid is ok en Gift för de Fotosynthees un schaadt bito dat Chlorophyll vun de Planten.

De Andeel in Prozent vun’t Hämoglobin in’t Blood, dat mit CO beleggt is, warrt ok as COHb afkört un betekent (Kohlenmonoxid- Hämoglobin).

Wirken vun verscheden Kunzentratschonen[ännern | Bornkood ännern]

Öllere Studien beseggt, dat gesunne utwassen Minschen ok bi en duersome Belasten vun acht Stünnen an’n Dag bi Kunzentratschonen bit 115 ppm keen Gefohr drauht. De resulteeren Kunzentratschonen leegt denn blots bi 4 %COHb bi Lüüd, de nich smöökt, un 7,6 % bi Smökers. Ne’e Ünnersöken hebbt aver wiest, dat bi Risikogruppen mit Hart-Kreisloop-Krankheiten Belasten af 2,7 % al de Krankheitsanteken duller maakt[1]. Högere chroonsche Belasten över 150 bit 300 ppm lööst Swinnel un’n flau’ Geföhl bit hen to’n Breken ut, un man föhlt sik mööd un slaaperig. De akut döödliche Mengden vun’t Gas (LD50) staht in de Infobox natolesen.

Wenn een slecht hören kann, warrt de Effekt bi CO-Belasten noch mol üm bit to 50 % duller[10][11].

Redden bi Kohlenstoffmonoxid-Vergiften[ännern | Bornkood ännern]

En PEEP-Ventil för Atenredschoppen

In hoge Kunzentratschoon wirkt Kohlemonxid stark Exotherm mit de Luft, wenn en Funken to’n Tünnern dor is. Al de Funken vun en Lichtschalter oder vun de Döörklock kann denn en Explosion utlösen. Dat heet för den Helper, dat he gröttste Acht geven mutt – de egene Sekerheit hett afsluut Vörrang. Sünners mutt ok de Gefohr vun en egen Vergiften bedacht warrn. Ahn unafhangige Versorgen mit Atenluft (Atenschuul) is en Redden in’n Normalfall nich to maken. Dorför is tomeist de Füerwehr nödig.

Patienten mit en Kohlenmonoxid-Vergiften warrt vun’n Reddensdeenst un Nootdokter normalerwies intubeert un mit positiv endexpiratoorschen Druck (PEEP) un 100 % Suerstoff beatent. Dör dat düütlich högere Suerstoffanbott warrt dat Kohlenstoffmonoxid vun’t Hämoglobin verdrängt. En Mööglichkeit weer ok de hyperbare Oxygeneeren[12][13].

Bioloogsch Bedüden[ännern | Bornkood ännern]

De Andeel COHb vun’t mit CO beleggte Hämoglobin in’t Blood bedriggt bi Minschen in’t venöse Blood twüschen 0,7 un 1,1 %. Dorvun sünd üm un bi 0,5 % endogen produzeert. En stegen CO-Spegel in de Zellen föhrt to en bit to 1000-fack starkere Utschütten vun’t Glykoprotein Erythropoetin (EPO)[14].

Dat Enzym Hämoxygenase Häm-Verbinnen, de vör allen ut Hämoglobin stammt, ünner Freesetten vun Kohlenstoffmonoxid af. Dit Enzym as ok’n Guanylatcyclase, de vun CO reguleert warrt, künnt in’t Röökzentrum vun’n minschlichen Bregen un in’n Röökkolben nawiest warrn. Dorna künn Kohlenstoffmonoxid as gasförmigen Badenstoff för den Rööksinn denen. De aktiveerte Guanylatcyclase sett denn den sekundären Badenstoff cGMP free[15]. Blangen Kohlenstoffmonoxid, cGMP un cAMP warrt ok Stickstoffmonoxid as Second Messenger ansehn[16]. Stickstoff- un ok Kohlenstoffmonoxid künnt as bannig neddermolekulare, waterlösliche Gasen düchtig gau un ahn veel Hinnern dör Biomembranen dördringen un deent dorüm as Neurotransmitters bi’t Överdrägen vun Informatschonen ut dat primäre oder sensoorsche in’t sekundäre oder Langtietgedächtnis dör dat limbische System[17][18].

Kohlenstoffmonoxid bargt en swerentörnen Wirken bi chroonsche Colitis ulcerosa (Darmsweer). Dat verklort ok, woso Smökers düütlich weniger an disse Krankheit liedt as Nichsmökers[19][20]. Ok na Lungentransplantatschonen hinnert en siete Dosis vun inaten Kohlenstoffmonoxid en Schaden dör Ischämie oder Reperfuschoon[14]. Wenn Neren, de för en Transplantatschoon vörsehn sünd, in en Lösen opbewahrt warrt, de’n siete Kunzentratschoon Kohlenstoffmonoxid bargt, warrt dat normalerwies to beobachten Anstiegen an free Häm un Affallen vun Cytochrom P450 töörnt un dormit en Lipidperoxidatschoon, de de Zellen schaden deit, minnert[21].

Go’e Utwirken vun Kohlenmonoxid is bito in Deermodellen vun septischen Schock, Darmversluss un Arterioskleroos beschreven worrn[22].

Bi Fronslüüd mit Swangerschopshypertonie un Präklampsie (Swangerschopsvergiften) is deCO-Kunzentratschoon in de Atenluft minnert[23] Smökersches hebbt in minnert Risiko, Präklampsie to kriegen[24].

Heelmiddels, de kontrolleerte Mengden an Kohlenstoffmonoxid freesetten un transporteeren künnt, warrt to Tiet entwickelt[25].

Herstellen[ännern | Bornkood ännern]

Dat gifft vele Edukten, as to’n Bispeel Eerdgas, Biogas, Lichtbenzin, Sworööl, Kahl un Biomasse, worut Kohlenstoffmonoxid maakt warrn kann. Dorbi warrt toeerst Syntheesgas, en Mischen ut Kohlenstoffmonoxid un Waterstoff tüügt, wat denn reinigt un oparbeit warrt (Fischer-Tropsch-Synthess). In grote Mengden warrt CO ok as Luftschaadstoff dör Afgas-Emisschonen freesett.

Groottechnisch (t. B. ut Koks) kann Kohlenstoffmonoxid ünner Influss von Energie (Verbrennen) op den Folgen Weg produzeert warrn:

\mathrm{3 \ C + O_2 + CO_2 \longrightarrow 4 \ CO}

Kohlenstoff verbrennt mit Suerstoff to Kohlenstoffmonoxid, wenn Kohlenstoffdioxid dorbi is. Dat Kohlendioxid warrt insett, dat de Kohlenstoff nich to Kohlenstoffdioxid verbrennen deit, wat passeert, wenn noog Suerstoff praat steiht:

\mathrm{C + O_2 \longrightarrow CO_2}

In’t Labor kann CO dör Verfall vun Miegeemsüür maakt warrn:

\mathrm{HCOOH \longrightarrow H_2O + CO}

Der Verfall kann dör kunzetreerte Swevelsüür ingang sett warrn, de to de Miegeemsüür todröpelt warrt un Water antrecken deit.

Entsorgen[ännern | Bornkood ännern]

Vun wegen dat Kohlenstoffmonoxid düchtig giftig is, mööt Mengden, de över sünd, mit sünnere Absorbers opfungen oder mit en Afflammvörrichten afbrennt warrn. Sünners Acht geven mutt een bi Kohlenmonoxid-Luft-Mischen, vun wegen dat de bannig explosiv reageeren künnt.

Butendem gifft dat de Mööglichkeit, Kohlenstoffmonoxid mit Kopper(II)-oxid oder Hopcalite katalyytsch to Kohlenstoffdioxid ümtosetten.

Bruuk[ännern | Bornkood ännern]

Rein Kohlenstoffmonoxid warrt vör allen för de nafolgen Anwennen in de Chemie insett:

Nawies[ännern | Bornkood ännern]

In’n Hannel gifft dat vun daag Sensers, de den Nawies vun Kohlenmonoxid in’t Rebeet vun 50-1000 ppm in de Ruumluft verlööft. Bi elektroonsche Sensers schüll aver nich gliektietig noch Waterstoffgas dorbi wesen, vun wegen dat de Nawiesnauigkeit dordör bannig ännert warrt. As nipp un nau Nawiesreagenz deent ok Diiodpentoxid I2O5, dat in en U-Rohr bi högeren Temperaturen (ca. 80–160 °C) in’t Biwesen vun Kohlenstoffmonoxid quantitativ to elementar Jod I2 reduzeert warrt,wobi sik togliek Kohlenstoffdioxid CO2 billt. Dör Torüch-Titratschoon vun’t Jod mit Thiosulfat S2O32− (Iodometrie) lett sik denn de CO-Andeel vun’t Gas bestimmen. Ditte hett al in’t Johr 1870 dit Verfohren mit Diiodpentoxid utforscht. Waterstoff stöört dorbi de Nawiesnauigkeit vun de Methood ok in gröttere Kunzentratschonen blots düchtig wenig. Dör gliektietige quantitative Bestimmen vun’t ümsett’ Kohlenstoffdioxid (Bestimmen över de Leddanlaag oder dör Fällen vun en Bariumhydroxidlösen) is de Bestimmen düchtig nau.

Literatur[ännern | Bornkood ännern]

  • Hans Beyer, Wolfgang Walter: Lehrbuch der Organischen Chemie. S. Hirzel Verlag, Stuttgart – Leipzig 1998, 23. överarb. un aktualiseerte Oplaag, ISBN 3-7776-0808-4

Borns[ännern | Bornkood ännern]

  1. 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 1,11 1,12 1,13 1,14 1,15 Indrag to Kohlenstoffdioxid in de GESTIS-Stoffdatenbank vun’t BGIA; Afropen an’n 12.12.2007
  2. IUPAC: Nomenklatur der Anorganischen Chemie. Deutsche Ausgabe der Empfehlungen 1990. VCH, Weinheim 1994, ISBN 3-527-25713-6, S. 76.
  3. 3,0 3,1 Nils Wiberg, Egon Wiberg und Arnold Fr. Holleman: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. Gruyter Verlag; 102., stark ümarb. u. verb. Oplaag 2007; ISBN 978-3-11-017770-1; S. 898
  4. J.E. Huheey, E.A. Keiter, R.L. Keiter : Anorganische Chemie: Prinzipien von Struktur und Reaktivität, 2003, Walter de Gruyter, ISBN 3-11-017903-2
  5. Dr. Peter Bützer: Autokatalysater (pdf)
  6. James Collman et al: Nature of O2 and CO Binding to Metalloporphyrins and Heme Proteins, 1976
  7. Oxiden vun’t Kohlenstoff-Kohlenstoffmonoxid
  8. Hu & Speizer: Environmental and occupational hazards. Carbon Monoxide. In: Harrison’s Principles of Internal Medicine, McGraw-Hill, New York City, 14th edition, Siet 2533
  9. Cevik AA et al. Interrelation between the PSS, CO-Hb levels and in-hospital clinical course of CO poisoning. Int J Clin Pract 2006; 60: 1558–1564 PMID 16918999
  10. Kohlenmonoxid
  11. Markus Fritz: Klipp und klar, 100 x Umwelt. Bibliographisches Institut AG, Mannheim 1977, ISBN 3-411-01706-6 Seite 18
  12. Weaver et al.: Carbon monoxide poisoning: risk factors for cognitive sequelae and the role of hyperbaric oxygen. Am J Respir Crit Care Med. 2007;176(5):491-7. PMID 17496229
  13. Weaver et al. Hyperbaric oxygen for acute carbon monoxide poisoning. N Engl J Med. 2002 Oct 3;347(14):1057–1067. PMID 12362006
  14. 14,0 14,1 C.S. Gebhard: Untersuchungen zur Regulation der Kohlenmonoxid-bedingten Stimulation der Erythropoetinsekretion bei der Ratte, Dissertatschoon 2007, Universität Tübingen
  15. Wetenschop-Online-Lexika: Indrag to Kohlenmonoxid in’t Lexikon vun de Neurologie
  16. P. Weydt: Rezeptorvermittelte Kalziumsignale in kultivierten humanen Gliomzellen, 2000, Tectum Verlag, ISBN 3-8288-8137-8
  17. R.F. Schmidt, F. Lang: Physiologie des Menschen: Lernen und Gedächtnis, Springer-Verlag, ISBN 978-3-540-32908-4
  18. P. A. Berg: Chronisches Müdigkeits- und Fibromyalgiesyndrom, 2003, Springer-Verlag, ISBN 3-540-44194-8
  19. Das „Gute“ am Kohlenmonoxid - Immunologie: Entzündungshemmende Wirkung im Darm, Abendblatt vun’n 24. Dezember 2005
  20. "Journal of Experimental Medicine". 2005, Vol. 202, S. 1703-17139
  21. Nakao A et al.: Ex vivo carbon monoxide prevents cytochrome P450 degradation and ischemia/reperfusion injury of kidney grafts, 2008 , Kidney Int., Bd.74, S. 1009–1016, [1]
  22. Nakao A et al.: Protective effect of carbon monoxide in transplantation, 2006, J. Cell. Mol. Med., Bd. 10, S.650–671, [2]
  23. Baum M et al.: End-tidal carbon monoxide measurements in women with pregnancy-induced hypertension and preeclampsia, 2000, Am. J. Obstet. Gynecol., Bd. 183(4), S. 900-3 [3]
  24. Bainbridge SA et al.: |Direct placental effects of cigarette smoke protect women from pre-eclampsia: the specific roles of carbon monoxide and antioxidant systems in the placenta, 2005, Med. Hypotheses, Bd. 64(1), S. 17-27 [4]
  25. Foresti R et al.: Use of carbon monoxide as a therapeutic agent: promises and challenges, 2008, Intensive Care Med., Bd. 34, S.649–658 [5]

Weblenken[ännern | Bornkood ännern]

Commons-logo.svg Kohlenstoffmonoxid. Mehr Biller, Videos oder Audiodateien to’t Thema gifft dat bi Wikimedia Commons.

Sekerheitsdatenblööd[ännern | Bornkood ännern]