Qu’est-ce que le monoxyde de carbone ?
Le monoxyde de carbone est un type d’oxyde de carbone, un gaz incolore, inodore et inflammable à température et pression normales.
Il est produit lorsque le carbone ou les composés du carbone brûlent dans un environnement où l’oxygène est insuffisant, ou lorsque le dioxyde de carbone est réduit par le coke dans un environnement chaud. Le monoxyde de carbone est disponible en bouteilles dans le commerce. De grandes quantités de monoxyde de carbone peuvent également être présentes dans l’air des zones industrielles qui consomment de grandes quantités de charbon et de pétrole.
Par ailleurs, le monoxyde de carbone est également présent dans les gaz d’échappement des voitures. Il est une cause d’empoisonnement, il faut donc être prudent lors de sa manipulation.
Utilisations du monoxyde de carbone
Le monoxyde de carbone est largement utilisé comme agent réducteur dans la métallurgie des métaux, en plus d’être utilisé comme combustible gazeux dans l’industrie en tant que composant principal du gaz de four, du gaz à base d’eau, etc. Il s’agit également d’un composé très important en tant que matière première pour la production de méthanol, de matières premières pour l’ammoniac et d’autres composés importants pour l’industrie.
Lorsqu’il est catalysé dans des conditions particulières, le monoxyde de carbone réagit avec un certain nombre de métaux de transition pour former des carbonyles métalliques. Par exemple, les carbonyles de nickel et les carbonyles de cobalt sont des composés importants en chimie organique synthétique en tant que catalyseurs pour les réactions de Reppe et d’oxo.
Propriétés du monoxyde de carbone
Le monoxyde de carbone est un gaz dont la formule moléculaire est CO et le poids moléculaire 28,01 g/mol. Il a un point d’éclair de -191°C, un point de fusion de -205°C, un point d’ébullition de -191,5°C, un point d’ignition de 605-609°C et est pratiquement insoluble dans l’eau. Il a tendance à réagir avec les métaux pour former des carbonyles métalliques. Il brûle avec une flamme bleue et se transforme en dioxyde de carbone.
Le monoxyde de carbone a des propriétés toxiques, telles que l’inhibition de l’action de l’hémoglobine dans le sang. Il est également réducteur et extrêmement explosif lorsqu’il est mélangé à l’air. En cas d’incendie, utilisez des extincteurs à poudre ou à dioxyde de carbone.
Autres informations sur le monoxyde de carbone
1. Comment le monoxyde de carbone est-il produit ?
En laboratoire, le monoxyde de carbone est produit en mélangeant de l’acide sulfurique concentré et de l’acide formique et en les déshydratant.
HCOOH → CO + H2O
Industriellement, le monoxyde de carbone est obtenu comme un mélange de monoxyde de carbone et d’hydrogène (gaz aqueux) en faisant réagir du carbone, tel que le coke ou le charbon, avec de la vapeur d’eau à des températures supérieures à 800°C.
C + H2O → CO + H2
Industriellement, le monoxyde de carbone gazeux peut également être produit à partir d’hydrocarbures gazeux (gaz naturel, propane, gaz de raffinerie). Le gaz d’hydrocarbure est désulfuré en passant par du charbon actif, puis mélangé à de la vapeur d’eau et du dioxyde de carbone.
Ce mélange gazeux passe dans un tube de réaction rempli d’un catalyseur en nickel chauffé à 780 °C pour donner un mélange de monoxyde de carbone, de dioxyde de carbone et d’hydrogène. En raison de la différence des points de fusion, le CO2 est éliminé par refroidissement et, après un nouveau lavage et une déshydratation avec de la soude, les gaz de monoxyde de carbone et d’hydrogène sont séparés par le procédé de séparation par le froid profond.
CH4 + H2O → CO + 3H2 / CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2
2. Intoxication au monoxyde de carbone
L’intoxication au monoxyde de carbone est un état d’intoxication causé par le monoxyde de carbone. Les symptômes sont les suivants : maux de tête, vertiges, faiblesse, vomissements, douleurs thoraciques et confusion. Le monoxyde de carbone se lie à l’hémoglobine et interfère avec sa capacité à transporter l’oxygène, provoquant des symptômes d’intoxication.
Lors d’une exposition d’une heure, les symptômes commencent à apparaître à 500 ppm, s’accentuent à 1 000 ppm et conduisent à la mort à 1 500 ppm. Les symptômes étant similaires à ceux d’un rhume, il n’est pas rare que des personnes continuent à respirer du monoxyde de carbone sans s’en apercevoir, tombent rapidement dans le coma et meurent sans que l’on s’en aperçoive si ce n’est pas à cause d’un incendie.
Les contre-mesures comprennent l’utilisation d’alarmes à gaz dans les zones où il y a un risque de production de monoxyde de carbone, qui déclenchent une alarme si la concentration dépasse un certain niveau.