Kooldioxide vs Koolmonoxide | CO versus CO2
Beide verbindingen, Kooldioxide en Koolmonoxide, zijn gemaakt met koolstof en zuurstof. Het zijn gassen en worden gevormd bij de verbranding van koolstofhoudende verbindingen.
Kooldioxide
Kooldioxide is een molecuulvorm van een koolstofatoom en twee zuurstofatomen. Elk zuurstofatoom vormt een dubbele binding met koolstof en het molecuul heeft een lineaire geometrie. Het molecuulgewicht van kooldioxide is 44 g mol-1 Kooldioxide (CO2) is een kleurloos gas, en na oplossen in water, het vormt koolzuur. Kooldioxide is dichter dan lucht. Concentratie van kooldioxide is 0,03% in de atmosfeer. Door de koolstofcyclus wordt de hoeveelheid koolstofdioxide in de atmosfeer in evenwicht gehouden. Kooldioxide kan in de atmosfeer worden uitgestoten door natuurlijke processen zoals ademhaling, vulkaanuitbarsting en menselijke activiteiten zoals het verbranden van fossiele brandstoffen in voertuigen en fabrieken. Koolstofdioxide wordt bij fotosynthese uit de atmosfeer verwijderd en kan op den duur als carbonaten worden afgezet. De menselijke tussenkomst (verbranding van fossiele brandstoffen, ontbossing) heeft een onbalans in de koolstofcyclus veroorzaakt, waardoor het CO2-gasniveau is gestegen. Wereldwijde milieuproblemen zoals zure regen, broeikaseffect en opwarming van de aarde zijn het gevolg hiervan. Kooldioxide wordt gebruikt om frisdranken te maken, in de bakkerij-industrie, als brandblussers, enz.
In biologische systemen wordt koolstofdioxide geproduceerd als bijproduct van cellulaire ademhaling. Deze koolstofdioxide moet uit de cellen worden verwijderd en vervolgens via de longen naar de externe omgeving worden uitgescheiden. Er zijn drie manieren om koolstofdioxide van cellen naar longen te transporteren. Een manier is om te binden met hemoglobine en carbaminohemoglobine te vormen. Verder kan kooldioxide in bloedplasma worden opgelost en getransporteerd. De meest gebruikelijke manier om koolstofdioxide te transporteren is om het om te zetten in bicarbonaationen door het koolzuuranhydrase-enzym in de rode bloedcellen.
Koolmonoxide
Koolmonoxide is ook een molecuul dat wordt gevormd door koolstof en zuurstof. Eén koolstofatoom is gebonden aan een zuurstofatoom met drie bindingen en het molecuul heeft een lineaire geometrie. Van de twee bindingen zijn er twee covalente bindingen en één is een datieve binding. Het is een kleurloos, geurloos en smaakloos gas en het is iets lichter dan lucht. Het molecuulgewicht van CO is 28 g mol-1 CO wordt beschouwd als een polair molecuul vanwege het elektronegativiteitsverschil tussen koolstof en zuurstof. CO wordt geproduceerd door de gedeeltelijke verbranding van organische verbindingen. Koolmonoxide wordt ook in kleine hoeveelheden geproduceerd in biologische systemen. Wanneer mensen echter grote hoeveelheden CO uit de externe omgeving inademen, kan dit de dood veroorzaken. CO heeft een hogere affiniteit voor hemoglobine dan zuurstof en vormt carboxyhemoglobinecomplexen, die vrij stabiel zijn. Dit verlaagt de hoeveelheid beschikbare hemoglobine voor zuurstoftransport naar cellen, waardoor celdood wordt veroorzaakt.
Wat is het verschil tussen kooldioxide en koolmonoxide?
• In kooldioxide zijn twee zuurstofatomen gebonden aan één koolstof, maar in koolmonoxide is slechts één zuurstofatoom gebonden aan koolstof.
• In CO2 zijn er alleen covalente bindingen. Maar in CO is er een andere datieve binding dan twee covalente bindingen.
• CO kan resonantiestructuren hebben, maar CO2 niet.
• Kooldioxide is dichter dan lucht, maar koolmonoxide is iets lichter dan lucht.
• CO is een polair molecuul, terwijl CO2 een niet-polair molecuul is.
• Kooldioxide vormt een carbaminohemoglobinecomplex met hemoglobine, maar CO vormt een carboxyhemoglobinecomplex.
• Hogere concentraties CO zijn zeer giftig voor de mens dan CO2.
• CO wordt gevormd wanneer er niet genoeg zuurstofgas is om koolstofhoudende verbindingen te oxideren. In principe wordt CO gevormd bij gedeeltelijke verbranding van koolstofhoudende verbindingen, en bij volledige verbranding wordt CO2 geproduceerd.
