Süsinikdioksiid vs süsinikoksiid | CO vs CO2
Mõlemad ühendid, süsinikdioksiid ja süsinikmonooksiid, on valmistatud süsinikust ja hapnikust. Need on gaasid ja tekivad süsinikku sisaldavate ühendite põlemisel.
Süsinikdioksiid
Süsinikdioksiid on süsinikuaatomist ja kahest hapnikuaatomist koosnev molekul. Iga hapnikuaatom moodustab süsinikuga kaksiksideme ja molekulil on lineaarne geomeetria. Süsinikdioksiidi molekulmass on 44 g mol-1 Süsinikdioksiid (CO2) on värvitu gaas ja vees lahustumisel see moodustab süsihappe. Süsinikdioksiid on õhust tihedam. Süsinikdioksiidi kontsentratsioon atmosfääris on 0,03%. Süsinikuringe kaudu tasakaalustatakse süsinikdioksiidi kogus atmosfääris. Süsinikdioksiid võib atmosfääri paisata looduslike protsesside (nt hingamine, vulkaanipurse) ja inimtegevuse (nt fossiilkütuste põletamine sõidukites ja tehastes) kaudu. Süsinikdioksiid eemaldatakse atmosfäärist fotosünteesi käigus ja need võivad pikemas perspektiivis ladestuda karbonaatidena. Inimese sekkumine (fossiilkütuste põletamine, metsade raadamine) on põhjustanud süsinikuringe tasakaalustamatuse, suurendades CO2 taset. Selle tagajärjeks on globaalsed keskkonnaprobleemid, nagu happevihmad, kasvuhooneefekt ja globaalne soojenemine. Süsinikdioksiidi kasutatakse karastusjookide valmistamiseks, pagaritööstuses, tulekustutitena jne.
Bioloogilistes süsteemides tekib süsinikdioksiid rakulise hingamise kõrvalsaadusena. See süsihappegaas tuleks rakkudest eemaldada ja seejärel kopsude kaudu väliskeskkonda väljutada. Süsinikdioksiidi transportimiseks rakkudest kopsudesse on kolm võimalust. Üks võimalus on seonduda hemoglobiiniga ja moodustada karbaminohemoglobiini. Lisaks saab süsinikdioksiidi lahustada vereplasmas ja seda saab transportida. Kõige tavalisem viis süsinikdioksiidi transportimiseks on muuta see punastes verelibledes karboanhüdraasi ensüümi abil vesinikkarbonaadi ioonideks.
Süsinikmonooksiid
Süsinikoksiid on samuti süsiniku ja hapniku poolt moodustatud molekul. Üks süsinikuaatom on seotud kolme sidemega hapnikuaatomiga ja molekulil on lineaarne geomeetria. Kahest sidemest kaks on kovalentsed sidemed ja üks daatiivne side. See on värvitu, lõhnatu ja maitsetu gaas, mis on õhust veidi kergem. CO molekulmass on 28 g mol-1 CO peetakse polaarseks molekuliks süsiniku ja hapniku elektronegatiivsuse erinevuse tõttu. CO tekib orgaaniliste ühendite osalisel põlemisel. Süsinikmonooksiidi toodetakse väikestes kogustes ka bioloogilistes süsteemides. Kuid kui inimesed hingavad sisse suures koguses väliskeskkonnast pärit CO-d, võib see põhjustada surma. CO-l on suurem afiinsus hemoglobiini suhtes kui hapnikul ja see moodustab karboksühemoglobiini komplekse, mis on üsna stabiilsed. See vähendab saadaoleva hemoglobiini hulka hapniku transportimiseks rakkudesse, põhjustades seega rakusurma.
Mis vahe on süsinikdioksiidil ja süsinikmonooksiidil?
• Süsinikdioksiidis on kaks hapnikuaatomit seotud ühe süsinikuga, kuid süsinikmonooksiidis on süsinikuga seotud ainult üks hapnikuaatom.
• CO2-s on ainult kovalentsed sidemed. Kuid CO-s on peale kahe kovalentse sideme veel üks daatiivne side.
• CO-l võivad olla resonantsstruktuurid, kuid CO2 mitte.
• Süsinikdioksiid on õhust tihedam, kuid süsinikoksiid on õhust veidi kergem.
• CO on polaarne molekul, samas kui CO2 on mittepolaarne molekul.
• Süsinikdioksiid moodustab hemoglobiiniga karbaminohemoglobiini kompleksi, kuid CO moodustab karboksühemoglobiini kompleksi.
• Suuremad CO kontsentratsioonid on inimestele väga mürgised kui CO2.
• CO tekib siis, kui süsinikku sisaldavate ühendite oksüdeerimiseks ei jätku gaasilist hapnikku. Põhimõtteliselt tekib CO süsinikku sisaldavate ühendite osalisel põlemisel ja täielikul põlemisel tekib CO2.
