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 molecolare CO
Massa molecolare (u) 28,04
Aspetto gas incolore
Numero CAS 630-08-0
Numero EINECS 211-128-3
PubChem 281
DrugBank DB11588
SMILES [C-]#[O+]
Proprietà chimico-fisiche
Densità (kg·m−3, in c.s.) 1,145
Solubilità in acqua 0,23 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 esplosione 12,5 - 74% vol.
Temperatura di autoignizione 605 °C (878 K)
Simboli di rischio chimico
tossicità acuta estremamente infiammabile gas compresso tossico a lungo termine

pericolo

Frasi H 331 - 220 - 360d - 372 - 280
Consigli P 260 - 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, 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.

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.[2]

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.
Exquisite-kfind.png Lo 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 molto più stabile di quello formato dall'ossigeno. 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]

  1. ^ scheda del monossido di carbonio su IFA-GESTIS
  2. ^ Fonte: "Schede Internazionali di Sicurezza Chimica ICSC0023"

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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