Monóxido de carbono

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Caracteristcias químicas del monóxido de carbono

El monóxido de carbono es un gas incoloro, inodoro y sin sabor que es ligeramente menos denso que el aire. Es altamente toxico para las formas de vida que emplean la hemoglobulina como transportador de oxigeno en la sangre. En la actualidad, la combustión incompleta de combustibles fósiles genera al año miles de incidentes de intoxicación con monóxido de carbono, en especial en países en vía de desarrollo.

Consiste en un átomo de carbono y un átomo de oxigeno conectados por un enlace triple. La longitud de enlace entre ambos átomos es de 112.8 pm, una energía de enlace muy alta (cerca de 11.65 eV) y 10 electrones en la capa de valencia. Debido a cuatro de los electrones compartidos los aporta el oxigeno y solo dos el carbono, un orbital de enlace es ocupado por dos electrones del oxígeno, generando un enlace dipolar, generando a su vez una polarización en la molécula, con una pequeña carga negativa en el carbono y una ligera carga positiva en el oxígeno.

Historia del Monóxido de Carbono

Prehistoria

Los seres humanos han mantenido una relación compleja con el monóxido de carbono desde que aprendieron a controlar el fuego alrededor del 800 000 a.C. Los primeros humanos probablemente descubrieron la toxicidad del envenenamiento por monóxido de carbono al introducir el fuego en sus hogares. El desarrollo temprano de la metalurgia y las tecnologías de fundición que surgieron alrededor del 6000 a.C. en la Edad de Bronce también afectaron a la humanidad por la exposición al monóxido de carbono. Además de la toxicidad del monóxido de carbono, los indígenas nativos americanos pueden haber experimentado las propiedades neuroactivas del monóxido de carbono a través de rituales chamánicos alrededor del fuego.

Historia Antigua

Las primeras civilizaciones desarrollaron cuentos mitológicos para explicar el origen del fuego, como el mito de Prometeo de la mitología griega, quien compartió el fuego con los humanos. Aristóteles (384-322 a.C.) fue el primeroen registrar que los carbones ardientes producían humos tóxicos.

El médico griego Galeno (129-199 d.C.) especuló que había un cambio en la composición del aire que causaba daño al inhalarse, y muchos otros de la época desarrollaron una base de conocimiento sobre el monóxido de carbono en el contexto de la toxicidad de los humos de carbón. Cleopatra pudo haber muerto por envenenamiento por monóxido de carbono.

Pre-Revolución Industrial

Georg Ernst Stahl mencionó «carbonarii halitus» en 1697 en referencia a los vapores tóxicos que se pensaba que eran monóxido de carbono. Friedrich Hoffmann llevó a cabo la primera investigación científica moderna sobre el envenenamiento por monóxido de carbono de los carbones en 1716. Herman Boerhaave realizó los primeros experimentos científicos sobre el efecto del monóxido de carbono (humos de carbón) en animales en la década de 1730.

Joseph Priestley se considera el primer en sintetizar el monóxido de carbono en 1772. Carl Wilhelm Scheele aisló el monóxido de carbono del carbón en 1773 y pensó que podía ser la entidad carbónica que hacía que los humos fueran tóxicos. Torbern Bergman aisló el monóxido de carbono del ácido oxálico en 1775.

Más tarde, en 1776, el químico francés de Lassone produjo CO calentando óxido de zinc con coque, pero concluyó erróneamente que el producto gaseoso era hidrógeno, ya que quemaba con una llama azul. En presencia de oxígeno, incluyendo concentraciones atmosféricas, el monóxido de carbono arde con una llama azul, produciendo dióxido de carbono. Antoine Lavoisier realizó experimentos similares inconclusos a los de Lassone en 1777. El gas fue identificado como un compuesto que contenía carbono y oxígeno por William Cruickshank en 1800.

Thomas Beddoes y James Watt reconocieron que el monóxido de carbono (como hidrocarbonato) iluminaba la sangre venosa en 1793. Watt sugirió que los humos de los carbones podrían actuar como un antídoto para el oxígeno en la sangre, yBeddoes y Watt también sugirieron que el hidrocarbonato tiene una mayor afinidad por la fibra animal que el oxígeno en 1796.

En 1854, Adrien Chenot sugirió de manera similar que el monóxido de carbono podría eliminar el oxígeno de la sangre y luego ser oxidado por el cuerpo a dióxido de carbono. El mecanismo del envenenamiento por monóxido de carbono se atribuye ampliamente a Claude Bernard, cuyas memorias a partir de 1846 y publicadas en 1857 expresaban que «impide que la sangre arterial se convierta en venosa». Felix Hoppe-Seyler publicó conclusiones similares de manera independiente al año siguiente.

Advenimiento de la química industrial

El monóxido de carbono adquirió reconocimiento como un reactivo invaluable en la década de 1900. Tres procesos industriales ilustran su evolución en la industria. En el proceso de Fischer-Tropsch, el carbón y otros materiales ricos en carbono se convierten en combustibles líquidos a través de la intermediación del CO.

Originalmente desarrollada como parte del esfuerzo de guerra alemán para compensar su falta de petróleo doméstico, esta tecnología continúa hasta hoy. También en Alemania, se descubrió que una mezcla de CO e hidrógeno se combinaba con olefinas para dar aldehídos. Este proceso, llamado hidroformilación, se utiliza para producir muchos productos químicos a gran escala, como surfactantes, así como compuestos especializados que son populares como fragancias y medicamentos.

Por ejemplo, el CO se usa en la producción de vitamina A. En un tercer proceso importante, atribuido a investigadores de Monsanto, el CO se combina con metanol para dar ácido acético. La mayoría del ácido acético se produce mediante el proceso Cativa. La hidroformilación y las síntesis de ácido acético son dos de los numerosos procesos de carbonilación.

Para más información Carbon monoxide poisoning – NHS

• Fuegos artificiales. La magia de la química
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