Monossido di carbonio
| Monossido di carbonio | |
| Nome IUPAC | |
|---|---|
| ossido di carbonio (II) | |
| Nomi alternativi | |
| |
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta | CO |
| Massa molecolare (amu) | 28,01 |
| Aspetto | gas incolore |
| Numero CAS | 630-08-0 |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Densità (g/l, in c.n.) | 1,145 |
| Solubilità in acqua | 0,23 g/l a 293 K |
| Temperatura di fusione (K) | 68 (-205°C) |
| Temperatura di ebollizione (K) | 81 (-192°C) |
| Proprietà termochimiche | |
| ΔfH0 (kJ·mol-1) | -110,5 |
| ΔfG0 (kJ·mol-1) | -137,2 |
| S0m(J·K-1mol-1) | 197,7 |
| C0p,m(J·K-1mol-1) | 29,1 |
| Indicazioni di sicurezza | |
| Temperatura di autoignizione (K) | 878 (605°C) |
| Limiti di esplosione | 12,5 - 74% vol. |
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50px|tossico
50px|facilmente infiammabile
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frasi R: R 61-12-23-48/23 Le sostanze chimiche vanno manipolate con cautela.
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Il monossido di carbonio (o ossido di carbonio o ossido carbonico) ha formula CO, il numero CAS è 630-08-0, è un gas compresso inodore, incolore, insapore e velenoso.
Il gas si miscela bene con l'aria, con cui forma facilmente miscele esplosive. Il gas penetra facilmente attraverso le pareti e il soffitto. In presenza di polveri metalliche finemente disperse la sostanza forma carbonili tossici e infiammabili. Può reagire vigorosamente con ossigeno, acetilene, cloro, fluoro, ossidi di azoto.
Tossicità
Il monossido di carbonio è tossico perché legandosi saldamente agli atomi di ferro nell'emoglobina del sangue forma un complesso molto più stabile dell'ossiemoglobina; inoltre l'affinità dell'emoglobina verso il CO è 200 volte quella verso l'ossigeno. La formazione di questo complesso fa sì che l'emoglobina sia satura di CO e che sia quindi incapace di distribuire l'ossigeno al corpo, questo causa una deficienza di ossigeno che porta ad uno stato di incoscienza e quindi alla morte. Anche basse esposizioni al monossido di carbonio possono ridurre la concentrazione di ossigeno nel cervello al punto che la vittima divente incosciente e muore di asfissia.
Produzione e usi
Il monossido di carbonio è un prodotto di combustione incompleta del carbone, dell'olio, del legno. Esso è presente negli scarichi dei veicoli e nel fumo di tabacco. Il CO è inoltre un combustibile importante perché svolge una considerevole quantità di calore quando brucia all'aria.
2 CO + O2 --> 2 CO2 ΔH0gas = -565.53 kJ/mol
Importanti combustibili industriali sono: il gas d'acqua: una miscela di CO e H2; il gas d'aria: una miscela di CO e N2 ed il gas da carbone, miscela di CO,H2,CH4 e CO2, prodotto per distillazione del carbone e conservato nei gasometri. Questo era il gas di città, fornito nelle case per cucinare e per il riscaldamento; è stato ora sostituito dal gas naturale CH4. Il gas d'acqua viene invece 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 coke. Il gas d'aria si ottiene invece facedo 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 prima perché non si raffredda. Tuttavia il gas d'acqua ha un potere calorifero maggiore e quest'ultimo risulta essere un combustibile meno efficiente. In laboratorio il CO è prodotto per disidratazione dell'acido formico con H2SO4 concentrato:
HCOOH + H2SO4 --> CO + H2O
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 toluene diisocianato, un intermedio nella preparazione di materie plastiche.
Il CO è poi 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 è un gas e può essre separato dalle impurezze; il nichel viene quindi recuperato decomponendolo per riscaldamento a 250°C.
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