Oxid uhelnatý

Oxid uhelnatý (starší terminologií kysličník uhelnatý) je bezbarvý jedovatý plyn bez chuti a zápachu, nedráždivý. Ve vodě je málo rozpustný. Je obsažen ve svítiplynu, v generátorovém a ve vodním plynu; má silně redukční vlastnosti. V přírodě je přítomen v nepatrném množství v atmosféře, kde vzniká především fotolýzou oxidu uhličitého působením ultrafialového záření, jako produkt nedokonalého spalování fosilních paliv i biomasy. Je také obsažen v sopečných plynech. V mezihvězdném prostoru se vyskytuje ve značném množství. Byl nalezen i v atmosféře Marsu (0,08 %) a spektroskopicky prokázán v komě komet.

Vznik 
Vzniká z kyslíkatých organických látek rozkladem při vysokých teplotách. Např. při koksování uhlí. Nad 600 °C vzniká i při spalování ochotněji než oxid uhličitý.

Ve vysoké peci se získává vysokoteplotním spalováním koksu:

2 C + O2 → 2 CO

Endotermní reakcí vodní páry s koksem za vysokých teplot se vyráběl vodní plyn jako ušlechtilé palivo nebo zdroj vodíku:

C + H2O → CO + H2

Vzniká také při výrobě vodíku parním reformováním methanu endotermní reakcí okolo 1000 °C:

CH4 + H2O → 3 H2 + CO

Následně se ale spotřebovává konverzí pod 600 °C, kdy redukuje vodní páru:

CO + H2O → H2 + CO2

V nepatrném množství vzniká i metabolickými procesy v živých organismech a proto je obsažen ve stopových množstvích ve vydechovaném vzduchu z plic.

Vlastnosti 
S kyslíkem hoří namodralým plamenem na oxid uhličitý:

2 CO + O2 → 2 CO2

za uvolnění značného množství tepla. Ve směsi, obsahující od 12,5 do 74,2 %  oxidu uhelnatého ve vzduchu, reakce probíhá jako výbuch. I při nižší koncentraci tato reakce probíhá dobře na katalyzátoru výfukových plynů.

CO má podobnou hustotu jako vzduch, nepatrně nižší (97 %).

Využití 
Oxid uhelnatý se dříve používal jako plynné palivo (například součást svítiplynu). Jeho směs s vodíkem (vodní plyn) byl jedním z meziproduktů používaných v těžkém chemickém a potravinářském průmyslu. Při výrobě železa vzniká oxid uhelnatý z uhlíku v koksu a spolu s ním funguje jako redukční činidlo.

Zdroje oxidu uhelnatého a jeho výskyt v ovzduší 

Vzhledem k jedovatosti je jednou z významných znečišťujících látek. Vzniká při vysokoteplotním spalování uhlíku a organických látek. Je emitován např. automobily, lokálními topeništi, energetickým a metalurgickým průmyslem.

CO vzniká zejména pokud:
 je teplota spalování příliš nízká, než aby mohlo dojít k úplné oxidaci pohonných látek na oxid uhličitý,
 čas hoření ve spalovací komoře je příliš krátký,
 není k dispozici dostatek kyslíku.

Díky povinnému zavedení řízených katalyzátorů u vozidel s benzínovými motory se emise oxidu uhelnatého v poslední době snižují.

V roce 2005 v České republice nepřekračovaly pozaďové koncentrace 300 µg/m3. V Praze činily roční aritmetické průměry v oblastech zatížených dopravou přibližně 1.000 µg/m3.

Při používání zemního plynu k vaření v domácnostech je koncentrace CO v domácím ovzduší průměrně cca 2.900 µg/m3 .

Kouření 
Významným zdrojem oxidu uhelnatému je kouření. Lidé kouřící cca 20 cigaret denně mají asi 4 až 7 % krevního hemoglobinu zablokováno působením CO. Při pasivním kouření je člověk vystaven koncentracím okolo 1.700 µg/m3 .

Účinky na živé organismy

Toxicita 
Oxid uhelnatý je značně jedovatý; jeho jedovatost je způsobena silnou afinitou k hemoglobinu (krevnímu barvivu), s nímž vytváří karboxyhemoglobin (COHb), čímž znemožňuje přenos kyslíku v podobě oxyhemoglobinu z plic do tkání. Vazba oxidu uhelnatého na hemoglobin je přibližně dvousetkrát silnější než kyslíku, a proto jeho odstranění z krve trvá mnoho hodin až dní. Příznaky otravy se objevují již při přeměně 10 % hemoglobinu na karboxyhemoglobin.

Otrava oxidem uhelnatým 

Oxid uhelnatý blokuje přenášení kyslíku krví, neboť jeho vazba s hemoglobinem je 200× až 300× pevnější než vazba kyslíku a z hemoglobinu se stává karboxyhemoglobin. Otrava CO se vyskytuje např. v uzavřených prostorech, kde běží spalovací motory nebo při špatném odvětrání plynových spotřebičů. První pomoc spočívá v přerušení kontaktu (vyvětrat, vynést z prostoru), dále podání kyslíku a pokud došlo k zástavě oběhu, je třeba resuscitovat.

Oxidem uhelnatým (ve svítiplynu) se otrávil například Jiří Šlitr.

Signalizační molekula 
Oxid uhelnatý patří spolu s oxidem dusnatým a sulfanem ke gasotransmiterům; působí (podobně jako oxid dusnatý) jako relaxant na hladkosvalové buňky ve stěnách cév (vasodilatační účinek).

Odkazy

Reference

Literatura

Související články 
 Katalyzátor výfukových plynů
 Svítiplyn
 Hyperbarická kyslíková terapie

Externí odkazy 
 
  Už víte vše o otravě oxidem uhelnatým? – Informační servis ČSTZ 2/2006
  Oxid uhelnatý zabíjí...

Uhelnaté sloučeniny
Uhelnatý
Polutanty
Redukční činidla