CANARINA:
DISPER:
Schadstoffe IV
Schwefeldioxid ist mesomeriestabilisiert:
Mesomere Grenzformeln von Schwefeldioxid
Verwendung
Flüssiges Schwefeldioxid löst zahlreiche Stoffe und hat sich daher als
wertvolles Lösungsmittel etabliert.
In der Lebensmittelindustrie findet Schwefeldioxid als Konservierungs–,Antioxidations–
und Desinfektionsmittel Verwendung, vor allem für Trockenfrüchte,
Kartoffelgerichte, Fruchtsäfte, Marmelade und Wein. Wein- und
Bierfässer werden zur Desinfizierung vor der Verwendung durch
Behandlung mit SO2–Gas ausgeschwefelt.
Schwefeldioxid zerstört das Vitamin B1. In der EU ist es als
Lebensmittelzusatzstoff der Nummer E 220 auch für „Bio“-Produkte
zugelassen. Es dient auch zur Herstellung von Sulfurylchlorid SO2Cl2
und Thionylchlorid SOCl2.
Ferner ist Schwefeldioxid ein wichtiges Edukt zur Herstellung von
Schwefeltrioxid, um anschließend konzentrierte Schwefelsäure z. B. mit
dem Kontaktverfahren herzustellen.
Schwefeldioxid dient auch zur Herstellung von vielen Chemikalien,
Medikamenten und Farbstoffen und zum Bleichen von Papier und Textilien.
Umweltverschmutzung
SO2 schädigt in hohen Konzentrationen Mensch, Tiere und Pflanzen. Die
Oxidationsprodukte führen zu „Saurem Regen“, der empfindliche
Ökosysteme wie Wald und Seen gefährdet, Gebäude und Materialien
angreift. Die SO2-Emissionen der entwickelten Industriestaaten konnten
jedoch in den letzten zwei Jahrzehnten durch die Nutzung schwefelarmer
bzw. schwefelfreier Brenn- und Kraftstoffe stark reduziert werden.
Von allen Verkehrsträgern leistet der internationale
Schifffahrtsverkehr den höchsten Emissionsbeitrag. Verschärfte
Auflagen für PKW und LKW-Kraftstoffe führten in der Vergangenheit dazu,
dass der beim Raffinieren entfernte Schwefel entsorgt wurde, indem er
dem in der Schifffahrt verwendeten Schweröl zugesetzt wurde. Dort
liegt der maximal zulässige Schwefelgehalt derzeit bei 4,5 Prozent.
Die IMO hat den Grenzwert jedoch reduziert: Bis 2012 soll er auf 3,5
und bis 2020 auf 0,5 Prozent gesenkt werden. Diese Grenze gilt bereits
heute für kalifornische Küstengewässer.[6] In der Ost- und Nordsee
gibt es Schwefelemissionsüberwachungsgebiete, in denen der Grenzwert
heute 1,5 Prozent beträgt. Bis zum Jahr 2010 soll er auf 1 Prozent und
bis 2015 auf 0,1 Prozent abgesenkt werden. Selbst dann ist dieser
Kraftstoff noch 100 mal schmutziger, als der in Europa für
Nutzfahrzeuge zugelassene Dieselkraftstoff.[7]
Das Max-Planck-Institut für Meteorologie konnte im Rahmen einer Studie
zeigen, dass in der Umgebung der stark frequentierten Seehäfen
Rotterdam, Antwerpen und Milford Haven eine erheblich dichtere
Wolkendecke herrscht als im Umland. Schwefeldioxid und Stickoxide
wirken als Kondensationskeime und regen die Wolkenbildung an. Das
durch diese Wolkendecke verstärkte Albedo führte zu einer Verringerung
der Sonnenenergie, die die darunterliegenden Gebiete erhalten.[8]
Sicherheitshinweise
Eine Schwefeldioxidkonzentration, die über dem MAK-Wert liegt, kann
beim Menschen zu Kopfschmerzen, Übelkeit und Benommenheit führen. In
höheren Konzentrationen schädigt das Gas stark die Bronchien und
Lungen oder sogar die Nucleinsäuren, die Träger der Erbeigenschaften.
Kohlenstoffmonoxid
* Kohlenmonoxid
* Kohlenstoffmonooxid
Summenformel CO
CAS-Nummer 630-08-0
PubChem 281
Kurzbeschreibung farb- und geruchloses Gas
Eigenschaften
Molare Masse 28,01 g·mol−1
Aggregatzustand
gasförmig
Dichte
1,2506 kg·m−3 (0 °C)[1]
Schmelzpunkt
−205,07 °C[1]
Siedepunkt
−191,55 °C[1]
Löslichkeit
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn
nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei
Standardbedingungen.
Kohlenstoffmonoxid (auch Kohlenstoffmonooxid, gebräuchlicher Kurzname:
Kohlenmonoxid) ist eine chemische Verbindung aus Kohlenstoff und
Sauerstoff und ist damit neben Kohlenstoffdioxid, Kohlenstofftrioxid
und Kohlenstoffsuboxid eines der Oxide des Kohlenstoffs.
Kohlenstoffmonoxid ist ein farb-, geruch- und geschmackloses giftiges
Gas. Es entsteht bei der unvollständigen Oxidation von
kohlenstoffhaltigen Substanzen. Dies erfolgt zum Beispiel beim
Verbrennen dieser Stoffe, wenn nicht genügend Sauerstoff zur Verfügung
steht oder die Verbrennung bei hohen Temperaturen stattfindet (siehe
auch: Boudouard-Gleichgewicht). Kohlenstoffmonoxid selbst ist brennbar
und verbrennt mit blauer Flamme zusammen mit Sauerstoff zu
Kohlenstoffdioxid.
Inhaltsverzeichnis
In der deutschen Norm DIN 32640 „Chemische Elemente und einfache
anorganische Verbindungen – Namen und Symbole“ vom Dezember 1986
werden nur die Schreibweisen „Kohlenstoffmonooxid“ und „Carbonmonooxid“
mit „oo“ empfohlen, weil nach den IUPAC-Regeln für die Nomenklatur der
anorganischen Chemie Endvokale vorangestellter griechischer Zahlwörter
nicht weggelassen werden.
Dagegen werden in der Ausgabe der IUPAC-Nomenklatur von 1990 nur die
Schreibweisen „Kohlenstoffmonoxid“ und „Carbonmonoxid“ genannt, zur
Verwendung der multiplikativen Präfixe heißt es: „Die abschließenden
Vokale der multiplikativen Präfixe werden nicht weggelassen, es sei
denn, es liegen zwingende sprachliche Gründe vor. Monoxid ist eine
derartige Ausnahme“.[3]
Eigenschaften
Physikalische Eigenschaften
Strukturformel von Kohlenmonoxid mit Bindungslänge
Die Bindungslänge zwischen dem Kohlenstoff- und Sauerstoffatom beträgt
in der Festphase 106 pm und in der Gasphase 112,8 pm.[4]
Zündtemperatur 605 °C[1]
Kritische Temperatur −140,2 °C[1]
Kritischer Druck 35,0 bar[1]
ΔfH0g −110,53 kJ/mol
Die Molekülstruktur kann am besten mit der Molekülorbitaltheorie
beschrieben werden. Die im Vergleich zu organischen
Carbonylverbindungen etwa 10 pm kürzere C-O-Bindung weist auf eine
partielle Dreifachbindung hin.[5] Das Molekül hat ein geringes
Dipolmoment (0,12 D) und wird oft wie folgt dargestellt (Mesomerie):
Mesomere Grenzstrukturen. Zu beachten ist, dass die Oktettregel in den
beiden rechten Strukturformeln nicht eingehalten wird.
Die ungewöhnliche Stabilität hat ähnliche Gründe wie beim sehr inerten,
isoelektronischen Distickstoffmolekül (N2): Die CO-Dissoziationsenergie
beträgt 1070,3 kJ/mol.[4]
Chemische Eigenschaften
Satellitenmessung der weltweiten Kohlenstoffmonoxidverteilung
Die Bildung von Kohlenstoffmonoxid aus den Elementen ist zwar exotherm,
allerdings steht Kohlenstoffmonoxid in einem
Disproportionierungsgleichgewicht mit Kohlenstoff und
Kohlenstoffdioxid. Weil sich dieses Gleichgewicht bei Raumtemperatur
nur fast unmessbar langsam einstellt, lässt sich CO trotz der
ungünstigen Gleichgewichtslage isolieren – CO ist metastabil. Bei
höheren Temperaturen verschiebt sich das Gleichgewicht zugunsten des
Kohlenstoffmonoxids (Prinzip von LeChatelier). Dies wird
beispielsweise bei der Eisenherstellung (Hochofenprozess) genutzt, wo
das gasförmige Kohlenstoffmonoxid ein viel effektiveres
Reduktionsmittel darstellt als der feste Koks. Die Halbwertszeit von
Kohlenstoffmonoxid in der Atmosphäre beträgt etwa ein bis vier Monate,
abhängig von der Lufttemperatur und Anwesenheit anderer Gase.[6]
Kohlenstoffmonoxid ist ein gutes und preiswertes Reduktionsmittel und
wird in dieser Funktion vielfältig verwendet. Die Oxidationskraft von
CO ist hingegen nur schwach ausgeprägt.
Kohlenstoffmonoxid ist ein in der Organometallchemie häufig
verwendeter Ligand, die Chemie Metallcarbonyle ist daher gut erforscht.
Kohlenstoffmonoxid zählt zu den Starkfeld-Liganden und ist
isoelektronisch zum Distickstoff (N2) sowie zu den Ionen Cyanid (CN−)
und Nitrosyl (NO+). Durch Ausprägung von sich synergetisch
verstärkenden Hin- und Rückbindungen entsteht eine starke
Metall-Ligand-Bindung. CO ist ein starker σ-Donator und π-Akzeptor.
Kohlenstoff und Sauerstoff sind bei Kohlenstoffmonoxid sehr fest
aneinander gebunden. Zur Spaltung in zwei Atome (homolytische Spaltung)
sind 1073 kJ/mol erforderlich. Diese Bindungsenergie ist besonders
groß, für N2 sind nur 946 kJ/mol erforderlich[7].
(wikipedia)
Mappa delle concentrazioni di ossidi di azoto (NOx) generato da tre ciminiere industriali che emette 1 g/s di NOx sotto un vento di 5 m/s in direzione E e terreno accidentato.
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