Lompat ke isi

Karbon monoksida

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Karbon monoksida
Structure of the carbon monoxide molecule
Structure of the carbon monoxide molecule
Space-filling model of the carbon monoxide molecule
Space-filling model of the carbon monoxide molecule
Nama
Nama IUPAC
Karbon monoksida
Nama lain
Karbonat oksida
Penanda
3DMet {{{3DMet}}}
Nomor EC
Nomor RTECS {{{value}}}
Sifat
CO
Massa molar 28,0101 g/mol
Penampilan tak berwarna, gas tak berbau
Densitas 0,789 g/cm³, liquid
1,250 g/L at 0 °C, 1 atm.
1,145 g/L pada 25 °C, 1 atm.
(lebih ringan dari udara)
Titik lebur -205 °C (68 K)
Titik didih -192 °C (81 K)
0,0026 g/100 mL (20 °C)
0,112D(3,74×10−31C·m)
Bahaya
Sangat mudah terbakar (F+)
Repr. Cat. 1
Beracun(T)
Frasa-R R12,R23,R33,R48]],R61
Frasa-S S9,S16,S33,S45,S53
Titik nyala Gas mudah terbakar
Senyawa terkait
Kecuali dinyatakan lain, data di atas berlaku padasuhu dan tekanan standar(25 °C [77 °F], 100 kPa).
Referensi

Karbon monoksida,rumus kimiaCO,adalahgasyang tak berwarna, tak berbau, dan tak berasa. Ia terdiri dari satu atomkarbonyang secarakovalen berikatandengan satu atomoksigen.Dalam ikatan ini, terdapat dua ikatan kovalen dan satuikatan kovalen koordinasiantara atom karbon dan oksigen.

Karbon monoksida dihasilkan daripembakarantak sempurna dari senyawakarbon,sering terjadi padamesin pembakaran dalam.Karbon monoksida terbentuk apabila terdapat kekurangan oksigen dalam proses pembakaran. Karbon monoksida mudah terbakar dan menghasilkan lidah api berwarna biru, menghasilkankarbon dioksida.Walaupun ia bersifatracun,CO memainkan peran yang penting dalam teknologi modern, yakni merupakan prekursor banyak senyawa karbon.

Produksi[sunting|sunting sumber]

Karbon monoksida merupakan senyawa yang sangat penting, sehingga banyak metode yang telah dikembangkan untuk produksinya.[1]

Gas produserdibentuk dari pembakaran karbon di oksigen pada temperatur tinggi ketika terdapat karbon yang berlebih. Dalam sebuah oven, udara dialirkan melalui kokas. CO2yang pertama kali dihasilkan akan mengalami kesetimbangan dengan karbon panas, menghasilkan CO. Reaksi O2dengan karbon membentuk CO disebut sebagai kesetimbangan Boudouard. Di atas 800 °C, CO adalah produk yang predominan:

O2+ 2 C → 2 CO
ΔH = -221 kJ/mol

Kerugian dari metode ini adalah apabila dilakukan dengan udara, ia akan menyisakan campuran yang terdiri dari nitrogen.

Gas sintetikataugas airdiproduksi via reaksi endotermikuap airdan karbon:

H2O + C → H2+ CO
ΔH = 131 kJ/mol

CO juga merupakan hasil sampingan dari reduksi bijih logam oksida dengan karbon:

MO + C → M + CO
ΔH = 131 kJ/mol

Oleh karena CO adalah gas, proses reduksi dapat dipercepat dengan memanaskannya.Diagram Ellinghammenunjukkan bahwa pembentukan CO lebih difavoritkan daripada CO2pada temperatur tinggi.

CO adalahanhidridadariasam format.Oleh karena itu, adalah praktis untuk menghasilkan CO dari dehidrasi asam format. Produksi CO dalam skala laboratorium lainnya adalah dengan pemanasan campuran bubuksengdankalsium karbonat.

Zn + CaCO3→ ZnO + CaO + CO

Metode laboratorium lainnya adalah dengan mereaksikan sukrosa dengan natrium hidroksida dalam sistem tertutup.

Struktur[sunting|sunting sumber]

Molekul CO memiliki panjangikat0,1128nm.[2]Perbedaanmuatan formaldanelektronegativitassaling meniadakan, sehingga terdapat momen dipol yang kecil dengan kutub negatif di atom karbon[3]walaupun oksigen memiliki elektronegativitas yang lebih besar. Alasannya adalah orbital molekul yang terpenuhi paling tinggi memiliki energi yang lebih dekat dengan orbital p karbon, yang berarti bahwa terdapat rapatan elektron yang lebih besar dekat karbon. Selain itu, elektronegativitas karbon yang lebih rendah menghasilkan awan elektron yang lebih baur, sehingga menambah momen dipol. Ini juga merupakan alasan mengapa kebanyakan reaksi kimia yang melibatkan karbon monoksida terjadi pada atom karbon, dan bukannya pada atom oksigen.

Panjang ikatan molekul karbon monoksida sesuai dengan ikatan rangkap tiga parsialnya. Molekul ini memilikimomen dipolikatan yang kecil dan dapat diwakili dengan tiga struktur resonansi:

Resonans paling kiri adalah bentuk yang paling penting.[2]Hal ini diilustrasikan dengan reaktivitas karbon monoksida yang bereaksi dengankarbokation.

Dinitrogenbersifat isoelektronik terhadap karbon monoksida. Hal ini berarti bahwa molekul-molekul ini memiliki jumlah elektron dan ikatan yang mirip satu sama lainnya. Sifat-sifat fisika antara N2dan CO sangat mirip, walaupun CO lebih reaktif.

Reaksi kimia dasar[sunting|sunting sumber]

Penggunaan industri[sunting|sunting sumber]

Karbon monoksida adalahgas industriutama yang memiliki banyak kegunaan dalam produksi bahan kimia pukal (bulk chemical).[4]

Sejumlahaldehidadengan hasil volume yang tinggi dapat diproduksi dengan reaksihidroformilasidarialkena,CO, dan H2.

Metanoldiproduksi darihidrogenasiCO. Pada reaksi yang berkaitan, hidrogenasi CO diikuti dengan pembentukan ikatan C-C, seperti yang terjadi padaproses Fischuoklker-Tropsch,CO dihirogenasi Bahamas bakar hidrokarbon cair. initial mengizinkanbatu baradikonversikan menjadi bensin.

Padaproses Monsanto,karbon monoksida bereaksi youIke era Dankatalisrodiumhomogen dan HI, teacheryou have.Proses ini Seara meluas dalam produskiAdams youberskala industri.

Karbon monks idea mercaptan components das are darisyngasyang seeing Digi Akan untuk teenage industri. Karbon monoksida juga digunakan pada proses pemurniannikel.

Kimia koordinasi[sunting|sunting sumber]

Artikel utama:logam karbonil
HOMOdari sebuahorbital molekulσ
LUMOCO adalahorbital molekulantiikatπ*

Kebanyakan logam akan membentukkompleks koordinasiyang bersifat kovalen dengan karbon monoksida. Hanya logam yang mempunyai keadaan oksidasi yang lebih rendah yang membentuk kompleks denganligankarbon monoksida. Hal ini dikarenakan oleh perlunya rapatan elektron yang cukup untuk memfasilitasi donasi balik dari orbital dxzlogam keorbital molekulπ* CO. Pasangan elektron menyendiri dari atom karbon CO juga menyumbangkan rapatan elektron ke dx²−y²logam membentukikatan sigma.Padanikel karbonil,Ni(CO)4terbentuk dari kombinasi langsung karbon monoksida dan logamnikelpada temperatur ruangan.Nikel karbonildapat mengurai kembali menjadi Ni dan CO seketika bersentuhan dengan permukaan yang panas. Proses ini juga pernah digunakan dalam proses pemurniannikelpadaproses Mond.[5]

Pada nikel karbonil dan karbonil-karbonil lainnya, pasangan elektron pada karbon berinteraksi dengan logam; karbon monoksida menyumbangkan pasangan elektronnya kepada logam. Dalam situasi ini, karbon monoksida disebut sebagailigankarbonil.Salah satu logam karbonil yang paling penting adalahbesi pentakarbonil,Fe(CO)5:

Struktur besi pentakarbonill Besi pentakarbonill

Banyak kompleks logam-CO dihasilkan dari dekarbonilasi larutan organik dan bukannya dari CO. Sebagai contoh,iridium(III) kloridadantrifenilfosfinabereaksi dimetoksietanolmendidih ataudimetilformamidauntuk menghasilkanIrCl(CO)(PPh3)2.

Kimia organik dan kimia golongan utama[sunting|sunting sumber]

Dengan keberadaan asam kuat dan air, karbon monoksida bereaksi denganolefinmembentukasam karboksilat,proses ini dikenal sebagai reaksi Koch-Haaf.[6]Padareaksi Gattermann-Koch,arenadiubah menjadi turunanbenzaldehidadengan keberadaanAlCl3danHCl.[7]Senyawa organologam sepertibutil litiumdapat bereaksi dengan CO, namun reaksi ini jarang digunakan.

Walaupun CO bereaksi dengankarbokationdankarbanion,ia relatif tidak reaktif terhadap senyawa-senyawa organik tanpa intervensi katalis logam.[8]

Dengan pereaksi golongan utama, CO mengalami beberapa reaksi yang penting.KlorinasiCO adalah salah satu lintasan industri yang penting untuk senyawafosgena.Denganborana,CO membentuk sebuah aduk (adduct) H3BCO yang bersifat isoelektrik dengan kationasilium,[H3CCO]+.CO bereaksi dengannatrium,menghasilkan Na2C2O2(natrium asetilenadiolat) dari penggandengan (coupling) C-C, dankalium,menghasilkan K2C2O2(kalium asetilenadiolat) dan K2C6O6(kalium rodizonat).

Karbon monoksida di atmosfer[sunting|sunting sumber]

Karbon monoksida global dariMOPITTtahun 2000

Karbon monoksida, walaupun dianggap sebagai polutan, telah lama ada di atmosfer sebagai hasil produk dariaktivitas gunung berapi.Ia larut dalam lahar gunung berapi pada tekanan yang tinggi di dalam mantel bumi. Kandungan karbon monoksida dalam gas gunung berapi bervariasi dari kurang dari 0,01% sampai sebanyak 2% bergantung pada gunung berapi tersebut. Oleh karena sumber alami karbon monoksida bervariasi dari tahun ke tahun, sangatlah sulit untuk secara akurat menghitung emisi alami gas tersebut.

Karbon monoksida memiliki efekradiative forcingsecara tidak langsung dengan menaikkan konsentrasimetanadanozontroposfermelalui reaksi kimia dengan konstituen atmosfer lainnya (misalnyaradikalhidroksilOH-) yang sebenarnya akan melenyapkan metana dan ozon. Dengan proses alami di atmosfer, karbon monoksida pada akhirnya akan teroksidasi menjadikarbon dioksida.Konsentrasi karbon monoksida memiliki jangka waktu pendek di atmosfer.

CO antropogenik dari emisi automobil dan industri memberikan kontribusi padaefek rumah kacadanpemanasan global.Di daerah perkotaan, karbon monoksida, bersama denganaldehida,bereaksi secara fotokimia, meghasilkan radikalperoksi.Radikal peroksi bereaksi dengannitrogen oksidadan meningkatkan rasio NO2terhadap NO, sehingga mengurangi jumlah NO yang tersedia untuk bereaksi denganozon.Karbon monoksida juga merupakan konstituen dari asap rokok.

Peran dalam fisiologi dan makanan[sunting|sunting sumber]

Karbon monoksida digunakan dalam sistem kemasan Amerika Serikat, utamanya digunakan dalam produk-produk daging segar seperti daging kerbau dan babi. CO berkombinasi denganmioglobinmembentuk karboksimioglobin, sebuah pigmen cerah yang berwarna merah ceri. Karboksimioglobin lebih stabil dari bentuk mioglobin yang dioksigenasikan, yakni oksimioglobin, yang dapat dioksidasi menjadi pigmen coklat, metmioglobin. Warna merah yang stabil ini dapat bertahan lebih lama, sehingga memberikan kesan kesegaran.[9]Kadar CO yang digunakan berkisar antara 0,4% sampai dengan 0,5%.

Teknologi ini pertama kali diberikan status "Generally recognized as safe"(secara umum dikenal aman) olehFDApada tahun 2002 untuk penggunaan sistem kemasan sekunder. Pada tahun 2004, FDA mengizinkan penggunaan CO sebagai metode kemasan primer, menyatakan bahwa CO tidak menutupi bau busuk.[10]Walaupun begitu, teknologi ini masih kontroversial di Amerika Serikat oleh karena kekhawatiran CO akan menutupi bau busuk makanan.[11]

Karbon monoksida diproduksi secara alami sebagai pemecahan dariheme,sebuah substrat untuk enzimheme oksigenase.Reaksi enzimatis ini memecahkan heme menjadi CO, biliverdin, dan Fe3+.CO yang diproduksi secara edogen kemungkinan memiliki peran fisiologis yang penting dalam tubuh (misalnya sebagaineurotransmiteratau pelemas pembuluh darah). Selain itu, CO meregulasi reaksi peradangan yang dapat mencegah berkembangnya beberapa penyakit seperti aterosklerosis atau malaria berat.

CO adalah nutrien bagi bakterimetanogen,[12]sebuah blok pembangun untukasetil koenzim A.Pada bakteri, CO diproduksi via reduksi karbon dioksida dengan enzom karbon monoksida dehirogenase, sebuah protein yang mengandung Fe-Ni-S.[13]

Dikenal juga sebuah protein sensor-CO yang berdasarkan heme, CooA.[14]Cakupan peranan biologis zat ini masih tidak jelas, namun tampaknya ia merupakan bagian dari lintasan signal pada bakteri danarkea.

CO juga baru-baru ini dikaji di beberapa laboratorium riset di seluruh dunia atas sifatnya yang anti-peradangan dan sitoprotektif yang dapat digunakan untuk terapi pencegahan kondisi patologis seperti cedera reperfusi iskemia, penolakan trasplan, aterosklerosis, spesi, malaria berat, atau autoimunitas. Sampai sekarang ini tidak ada aplikasi medis CO kepada manusia.

Sejarah[sunting|sunting sumber]

Karbon monoksida pertama kali dihasilkan olehkimiawanPrancisde Lassone pada tahun 1776 dengan memanaskanseng oksidadengankokas.Dia menyimpulkan bahwa gas yang dihasilkan adalahhidrogenkarena ketika dibakar ia menghasilkan lidah api berwarna biru. Gas ini kemudian diidentifikasi sebagai senyawa yang mengandungkarbondanoksigenoleh kimiawan InggrisWilliam Cumberland Cruikshankpada tahun 1800.

Sifat-sifat CO yang beracun pertama kali diinvestigasi secara saksama oleh fisiolog PrancisClaude Bernardsekitar tahun 1846. Dia meracuni beberapa anjing dengan gas tersebut, dan mendapatkan bahwa darah anjing-anjing tersebut berwarna lebih merah di seluruh pembuluh darah.

SelamaPerang Dunia II,karbon monoksida digunakan untuk menjagakendaraan bermotortetap berjalan di daerah-daerah yang kekuranganbensin.Pembakar batu-bara atau kayu dipasangkan, dan karbon monoksida yang diproduksi dengangasifikasidialirkan kekarburetor.CO dalam kasus ini dikenal sebagai "gas kayu".Karbon monoksida juga dilaporkan digunakan dalam skala kecil selamaHolocaustdi beberapakamp eksterminasi Nazidan di program "eutanasia"Aksi T4.

Konsentrasi sumber[sunting|sunting sumber]

  • 0.1 ppm - kadar latar alami atmosfer (MOPITT)
  • 0.5 to 5 ppm - rata-rata kadar latar di rumah[15]
  • 5 to 15 ppm - kadar dekat kompor gas rumah[15]
  • 100-200 ppm - daerah pusat kota Meksiko[16]
  • 5,000 ppm - cerobong asap rumah dari pembakaran kayu[17]
  • 7,000 ppm - gas knalpot mobil yang tidak diencerkan - tanpa pengubah katalitik[17]
  • 30,000 ppm - asap rokok yang tidak diencerkan[17]

Toksisitas[sunting|sunting sumber]

Karbon monoksida sangatlah beracun dan tidak berbau maupun berwarna. Ia merupakan sebab utama keracunan yang paling umum terjadi di beberapa negara.[18]Paparan dengan karbon monoksida dapat mengakibatkan keracunansistem saraf pusatdanjantung.Setelah keracunan, sering terjadisekuelaeyang berkepanjangan. Karbon monoksida juga memiliki efek-efek buruk bagibayidari wanita hamil. Gejala dari keracunan ringan meliputi sakit kepala dan mual-mual pada konsentrasi kurang dari 100 ppm. Konsentrasi serendah 667 ppm dapat menyebabkan 50% hemoglobin tubuh berubah menjadikarboksihemoglobin(HbCO). Karboksihemoglobin cukup stabil, namun perubahan ini reversibel. Karboksihemoglobin tidaklah efektif dalam menghantarkan oksigen, sehingga beberapa bagian tubuh tidak mendapatkan oksigen yang cukup. Sebagai akibatnya, paparan pada tingkap ini dapat membahayakan jiwa. Di Amerika Serikat, organisasiAdministrasi Kesehatan dan Keselamatan Kerjamembatasi paparan di tempat kerja sebesar 50 ppm.

Mekanisme bagaimana karbon monoksida mengakibatkan efek keracunan belum sepenuhnya dimegerti, namunhemoglobin,mioglobin,dansitosom oksidasemitokondria diduga terkompromi (compromised). Kebanyakan pengobatan terdiri dari pemberian 100%oksigenatau terapioksigen hiperbarik,walaupun pengobatan ini masih kontroversial.[19]Keracunan karbon monoksida domestik dapat dicegah dengan menggunakandetektor karbon monoksida.

Lihat pula[sunting|sunting sumber]

Referensi[sunting|sunting sumber]

  1. ^Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 200.ISBN 0-12-352651-5.
  2. ^abO. R. Gilliam, C. M. Johnson and W. Gordy (1950). "Microwave Spectroscopy in the Region from Two to Three Millimeters".Physical Review.78(2): 140.doi:10.1103/PhysRev.78.140.
  3. ^W. Kutzelnigg.Einführung in die Theoretische Chemie.Wiley-VCH.ISBN3-527-30609-9.
  4. ^Elschenbroich, C.;Salzer, A.” Organometallics: A Concise Introduction” (2nd Ed) Wiley-VCH: Weinheim, 2006.ISBN 3-527-28165-7
  5. ^Mond L, Langer K, Quincke F (1890)."Action of carbon monoxide on nickel".Journal of the Chemical Society.57:749–753.doi:10.1039/CT8905700749.
  6. ^Koch, H.; Haaf, W. "1-Adamantanecarboxylic Acid" Organic Syntheses, Collected Volume 5, p.20 (1973).
  7. ^Coleman, G. H.; Craig, D. "p-Tolualdehyde "Organic Syntheses, Collected Volume 2, p.583 (1943).
  8. ^Chatani, N.; Murai, S. "Carbon Monoxide" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York.DOI:10.1002/047084289
  9. ^Sorheim, S, Nissena, H, Nesbakken, T (1999). "The storage life of beef and pork packaged in an atmosphere with low carbon monoxide and high carbon dioxide".Journal of Meat Science.52(2): 157–64.doi:10.1016/S0309-1740(98)00163-6.
  10. ^Eilert EJ (2005). "New packaging technologies for the 21st century".Journal of Meat Science.71(1): 122–27.doi:10.1016/j.meatsci.2005.04.003.
  11. ^"Low-Oxygen Packaging with CO: A Study in Food Politics That Warrants Peer Review".Diarsipkan dariversi aslitanggal 2007-09-10.Diakses tanggal2007-04-18.
  12. ^R. K. Thauer (1998)."Biochemistry of methanogenesis: a tribute to Marjory Stephenson. 1998 Marjory Stephenson Prize Lecture"(Free).Microbiology.144(9): 2377–2406.
  13. ^Jaouen, G., Ed. (2006).Bioorganometallics: Biomolecules, Labeling, Medicine.Weinheim: Wiley-VCH.ISBN3-527-30990-X.
  14. ^Roberts, G. P.; Youn, H.; Kerby, R. L. (2004)."CO-Sensing Mechanisms".Microbiology and Molecular Biology Reviews.68:453–473.doi:10.1128/MMBR.68.3.453-473.2004.PMID15353565.
  15. ^ab"Basic Information: Carbon Monoxide".Diakses tanggal2007-12-01.
  16. ^Singer, Siegfried Fred (1975).The Changing Global Environment.hlm. pp. 90.ISBN9789027704023.
  17. ^abcGosink, Tom (1983-01-28)."What Do Carbon Monoxide Levels Mean?".Alaska Science Forum.Geophysical Institute, University of Alaska Fairbanks. Diarsipkan dariversi asli(HTML)tanggal 2008-12-25.Diakses tanggal2007-12-01.
  18. ^Omaye ST. (2002). "Metabolic modulation of carbon monoxide toxicity".Toxicology.180(2): 139–50.doi:10.1016/S0300-483X(02)00387-6.
  19. ^Buckley NA, Isbister GK, Stokes B, Juurlink DN. (2005)."Hyperbaric oxygen for carbon monoxide poisoning: a systematic review and critical analysis of the evidence"(Abstract).Toxicol Rev.24(2): 75–92.PMID16180928.[pranala nonaktif permanen]

Pranala luar[sunting|sunting sumber]

Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Karbon_monoksida&oldid=22827501"