Monossido di carbonio

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Monossido di carbonio
Formula di Struttura e dimensioni
Carbon-monoxide-3D-vdW.png
Nome IUPAC
monossido di carbonio
Nomi alternativi
ossido di carbonio (II)
ossido di carbonio
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareCO
Massa molecolare (u)28,04
Aspettogas incolore
Numero CAS630-08-0
Numero EINECS211-128-3
PubChem281
DrugBankDB11588
SMILES
[C-]#[O+]
Proprietà chimico-fisiche
Densità (kg·m−3, in c.s.)1,145
Solubilità in acqua0,23 g/l a 293 K
Temperatura di fusione−205 °C (68 K)
Temperatura di ebollizione−192 °C (81 K)
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)−110,5
ΔfG0 (kJ·mol−1)−137,21
S0m(J·K−1mol−1)197,7
C0p,m(J·K−1mol−1)29,1
Indicazioni di sicurezza
Limiti di esplosione12,5 - 74% vol.
Temperatura di autoignizione605 °C (878 K)
Simboli di rischio chimico
tossicità acuta estremamente infiammabile gas compresso tossico a lungo termine
pericolo
Frasi H331 - 220 - 360d - 372 - 280
Consigli P260 - 210 - 202 - 304+340 - 308+313 - 377 - 381 - 405 - 403 [1]

Il monossido di carbonio (o ossido di carbonio o ossido carbonioso) è un gas velenoso particolarmente insidioso in quanto inodore e insapore. La sua molecola è costituita da un atomo di ossigeno e un atomo di carbonio legati con un triplo legame (costituito da due legami covalenti e un legame dativo). La sua formula chimica è CO.

Il monossido di carbonio viene prodotto da reazioni di combustione in difetto di aria (cioè quando l'ossigeno presente nell'aria non è sufficiente a convertire tutto il carbonio in anidride carbonica[2]), per esempio negli incendi di foreste e boschi, dove il prodotto principale della combustione rimane comunque l'anidride carbonica. Altre fonti naturali sono i vulcani, mentre la maggior parte si genera da reazioni fotochimiche che avvengono nella troposfera. Inoltre si sprigiona durante le combustioni in ambienti chiusi[2] e dalle vecchie stufe a gas liquido, responsabili dell'alta frequenza di intossicazione da monossido di carbonio.[2]

Si miscela bene nell'aria, con la quale forma facilmente miscele esplosive. In presenza di polveri metalliche finemente disperse, forma metallocarbonili tossici e infiammabili. Può reagire vigorosamente con ossigeno, acetilene, cloro, fluoro, ossidi di azoto.[3]

Produzione e usi[modifica | modifica wikitesto]

Il monossido di carbonio è un prodotto della combustione incompleta dei combustibili organici (ad esempio: carbone, olio, legno, carburanti). Il CO è inoltre un combustibile importante perché rilascia una considerevole quantità di calore quando brucia all'aria, secondo la reazione:

2 CO + O2 → 2 CO2
ΔH0gas = -565,53 kJ/mol

Importanti combustibili industriali a base di monossido di carbonio sono il gas d'acqua (una miscela di CO e H2), il gas d'aria (una miscela di CO e N2) e il gas da carbone (miscela di CO, H2, CH4 e CO2, prodotto per distillazione del carbone e conservato nei gasometri). Quest'ultimo era il cosiddetto gas di città, fornito nelle case per cucinare e per il riscaldamento; oggi sostituito dal gas naturale, costituito principalmente da metano (CH4).

Il gas d'acqua viene prodotto facendo passare del vapore su carbone scaldato:

C + H2O → CO + H2 (gas d'acqua)

La reazione è tuttavia endotermica, è necessario pertanto interrompere il flusso di vapore e insufflare aria per scaldare nuovamente il carbone.

Il gas d'aria si ottiene invece facendo passare aria sul carbone sempre scaldato:

2 C + O2 + 4 N2 → 2 CO + 4 N2 (gas d'aria)

Questa reazione è invece esotermica, perciò non occorre riscaldare il carbone come nel caso precedente. Il gas d'acqua ha un potere calorifico maggiore di quello del gas d'aria.

In laboratorio, il CO è prodotto per disidratazione dell'acido formico con acido solforico (H2SO4) concentrato:

HCOOH → CO + H2O (in presenza di H2SO4)

Il monossido di carbonio è molto reattivo: si combina facilmente con l'ossigeno, lo zolfo e gli alogeni fluoro, cloro e bromo

CO + 1/2 O2 → CO2
CO + S → COS
CO + Cl2 → COCl2 (fosgene o cloruro di carbonile)

Il cloruro di carbonile è estremamente tossico ed è usato come gas asfissiante. È usato anche per ottenere diisocianato di toluene, un intermedio nella preparazione di materie plastiche.

Il CO è inoltre un legante molto importante: può donare un doppietto di elettroni a molti metalli di transizione, formando composti carbonilici. Nel processo Mond ad esempio veniva usato per purificare il nichel, usando gas d'acqua per produrre il CO:

Ni + 4 CO → Ni(CO)4 (T = 50 °C)

Il nichel tetracarbonile per evaporazione può essere separato dalle impurezze; il nichel viene quindi recuperato decomponendolo per riscaldamento a 250 °C.

Altri usi[modifica | modifica wikitesto]

Viene inoltre utilizzato per la taratura dei rilevatori di gas domestico, nella fabbricazione di semiconduttori, come conservante e come "effetto speciale" per rendere più lucido il cibo quando deve essere fotografato.

Tossicità[modifica | modifica wikitesto]

Luce di emergenza per segnalare la presenza di monossido di carbonio.
Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Intossicazione da monossido di carbonio.

Il monossido di carbonio è un'emotossina, perché legandosi saldamente allo ione del ferro nell'emoglobina del sangue forma un complesso (chiamato carbossiemoglobina) 300 volte più stabile di quello formato dall'ossigeno (chiamato ossiemoglobina),[2] ostacolando così il trasporto di ossigeno nel sangue. Tale affinità scaturisce della struttura dei suoi orbitali molecolari: infatti, a differenza dell'ossigeno, non solo cede un doppietto di elettroni al ferro, ma ha anche due orbitali π liberi che possono ricevere ulteriori elettroni dagli orbitali d del ferro, stabilizzando ulteriormente il complesso.

Note[modifica | modifica wikitesto]

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • Giorgio Di Domenico, Manuale per la formazione del Volontario della Croce Rossa, Torino, F.lli Scaravaglio & C. Industria Grafica ed Editoriale, 2012, pp. 278-279.

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