Was ist Kohlenstoffmonoxid?
Kohlenstoffmonoxid ist eine Art Kohlenoxid, ein farb- und geruchloses, bei normaler Temperatur und normalem Druck brennbares Gas.
Es entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff oder Kohlenstoffverbindungen in einer Umgebung mit zu wenig Sauerstoff oder bei der Reduktion von Kohlendioxid durch Koks in einer heißen Umgebung. Kohlenmonoxid ist im Handel in Flaschen erhältlich. Große Mengen Kohlenmonoxid können auch in der Luft von Industriegebieten vorkommen, in denen große Mengen an Kohle und Öl verbraucht werden.
Außerdem ist Kohlenmonoxid auch in Autoabgasen enthalten. Kohlenmonoxid ist eine Ursache für Kohlenmonoxidvergiftungen und gilt als Gefahrstoff, so dass beim Umgang damit Vorsicht geboten ist.
Anwendungen von Kohlenstoffmonoxid
Kohlenstoffmonoxid wird häufig als Reduktionsmittel in der Metallurgie verwendet. Außerdem wird es als gasförmiger Brennstoff in der Industrie als Hauptbestandteil von Ofengas, Gas auf Wasserbasis usw. eingesetzt. Es ist auch eine sehr wichtige Verbindung als Rohstoff für die Herstellung von Methanol, Ammoniak und anderen industriell wichtigen Verbindungen.
Unter speziellen Katalysebedingungen reagiert Kohlenmonoxid mit einer Reihe von Übergangsmetallen zu Metallcarbonylen. Nickelcarbonyl und Kobaltcarbonyl sind beispielsweise wichtige Verbindungen in der synthetischen organischen Chemie als Katalysatoren für die Reppe- und Oxoreaktion.
Eigenschaften von Kohlenstoffmonoxid
Kohlenmonoxid ist ein Gas mit der Summenformel CO und einem Molekulargewicht von 28,01. Es hat einen Flammpunkt von -191 °C, einen Schmelzpunkt von -205 °C, einen Siedepunkt von -191,5 °C, einen Zündpunkt von 605-609 °C und ist praktisch unlöslich in Wasser. Es neigt dazu, mit Metallen unter Bildung von Metallcarbonylen zu reagieren. Es verbrennt mit einer blauen Flamme und wird zu Kohlendioxid.
Kohlenmonoxid hat toxische Eigenschaften, z. B. hemmt es die Wirkung von Hämoglobin im Blut. Außerdem ist es reduzierend und in Verbindung mit Luft äußerst explosiv. Verwenden Sie im Falle eines Brandes Pulver- oder Kohlendioxidlöscher.
Weitere Informationen zu Kohlenstoffmonoxid
1. Entstehung von Kohlenstoffmonoxid
Im Labor wird Kohlenmonoxid hergestellt, indem konzentrierte Schwefelsäure und Ameisensäure gemischt und dehydriert werden:
HCOOH → CO + H2O
Industriell wird Kohlenmonoxid als Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff (wässriges Gas) durch Reaktion von Kohlenstoff, z. B. Koks oder Kohle, mit Wasserdampf bei Temperaturen über 800 °C gewonnen:
C + H2O → CO + H2
Industriell kann Kohlenmonoxidgas auch aus Kohlenwasserstoffgasen (Erdgas, Propan, Raffineriegas) hergestellt werden. Das Kohlenwasserstoffgas wird entschwefelt, indem es durch Aktivkohle geleitet und dann mit Wasserdampf und Kohlendioxid vermischt wird.
Dieses Gasgemisch wird durch ein mit einem Nickelkatalysator gefülltes Reaktionsrohr geleitet und auf 780 °C erhitzt, wobei ein Gemisch aus Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Wasserstoff entsteht. Aufgrund der unterschiedlichen Schmelzpunkte wird das CO2 durch Abkühlen entfernt, und nach weiterem Waschen und Entwässern mit Soda werden die Gase Kohlenmonoxid und Wasserstoff durch das Verfahren der tiefen kalten Trennung getrennt:
CH4 + H2O → CO + 3H2 / CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2
2. Kohlenstoffmonoxid-Vergiftung
Die Kohlenmonoxidvergiftung ist eine Vergiftung, die durch Kohlenmonoxid verursacht wird. Zu den Symptomen gehören Kopfschmerzen, Schwindel, Schwäche, Erbrechen, Brustschmerzen und Verwirrung. Kohlenmonoxid bindet sich an Hämoglobin und beeinträchtigt dessen Fähigkeit, Sauerstoff zu transportieren, was zu Vergiftungssymptomen führt.
Bei einer einstündigen Exposition treten die ersten Symptome bei 500 ppm auf, verstärken sich bei 1000 ppm und führen bei 1500 ppm zum Tod. Da die Symptome denen einer Erkältung ähneln, ist es nicht ungewöhnlich, dass Menschen unbemerkt weiter Kohlenmonoxid einatmen, schnell ins Koma fallen und unbemerkt sterben, wenn es nicht zu einem Brand kommt.
Zu den Gegenmaßnahmen gehört die Verwendung von Gaswarngeräten in Bereichen, in denen die Gefahr der Entstehung von Kohlenmonoxidgas besteht, die bei Überschreitung einer bestimmten Konzentration Alarm schlagen.