Karbonmonoksid

Karbonmonoksid, også kalt kullos og karbonoksid, er en fargeløs, tilnærmet luktfri, brennbar og svært giftig gass.

Karbonmonoksid
Andre navn
kullos, karbonoksid
Identifikatorer
CAS-nummer		630-08-0
SMILES		[C-]#[O+]
Kjemiske egenskaper
Formel		CO
Molar masse		27,995 g/mol
Utseende		Fargeløs luktfri gass
Tetthet		1,145 kg/m3
Smeltepunkt		−205,02 °C
Kokepunkt		−191,5 °C
kH		1,04 atm·m3/mol
Løselighet		27,6 mg/L (vann 20 °C)
Mag. sus.		−9,8·10−6 cm3/mol
nD		1,0003364
Dipolmoment		0,122 D
Termokjemiske egenskaper
Dannelsesentalpi ΔfHo298		−110,5 kJ/mol
Comb. entalfi ΔcHo298		−283,4 kJ/mol
Molar entropi So298		197,7 J/(mol·K)
Varmekapasitet, C		29,1 J/(K·mol)
Farer
Hovedfarer		Giftig. Kvelningsfare (kullosforgiftning).
Flammepunkt		−191 °C
Tenntemperatur		609 °C
Eksplosjonsgrense		12,5–74,2%
LD50		1784 ppm (rotte 4 timer)
Relatert
Andre lignende forbindelser		Karbondioksid, Karbonsuboksid, Oksokarboner

Historie

I 1776 produserte den franske kjemikeren de Lassone CO ved å varme opp sinkoksid ved hjelp av koks, men feilaktig konkluderte han med at det var hydrogengass som ble produsert på grunn av den blåaktige fargen den fikk når den brant. Det var den skotske kjemikeren William Cumberland Cruikshank som i året 1800 fastslo at gassen inneholdt oksygen og karbon, og var en egen kjemisk forbindelse. Rundt 1846 ble den giftige egenskapen grundig etterforsket på hunder av Claude Bernard.

Kilder

Karbonmonoksid i luft er først og fremst et resultat av ufullstendig forbrenning av karbon og karbonholdige stoffer, som organisk materiale, ved, bensin, diesel og parafin. Ufullstendig forbrenning kan for eksempel skje ved mangelfull tilførsel av oksygen ved en brann, slik at det dannes CO istedenfor CO₂. Vedovner med lite trekk og som kan slippe forbrenningsgassen med CO ut i rommet kan være livsfarlige.

Generelt sett er biltrafikk den største utslippskilden i uteluft, slik at CO-forurensning først og fremst kan være et problem i by- og tettstedsluft.

Bilkatalysator

Bilkatalysatorer omdanner karbonmonoksid til karbondioksid ved hjelp av en kjemisk reaksjon der CO-holdig eksos blir ledet inn i langsgående celler der et edelmetall (platina) belagt keramisk materiale lar oksygen reagere med karbonmonoksid ved hjelp høy temperatur som følge av varmeovergang fra forbrenningen i motoren. Katalysatoren har høyest effekt når den er gjennomvarm. I motorer der prosessene styres elektronisk, er motoren justert slik at det slippes litt oksygen forbi forbrenningskammeret, oksygen som katalysatoren senere kan benytte ved forbrenning av CO til CO₂ og flere andre lignende reaksjoner. Eksempler på slike motorer er moderne mikroprosessorstyrte motorer som dieselmotorer, motorer med drivstoffinnsprøyting med flere.

Bakgrunnskonsentrasjonen av CO i atmosfæren er ca. 0,05 mg/m³. Generelt er CO-nivåene i europeiske byer blitt redusert siden begynnelsen av 1990-tallet etter innføring av katalysatorer på biler. I Kirkeveien i Oslo var maksimalt nivå over 8 timer 5,8 mg/m3 vinteren 1999/2000. I sterkt trafikkerte gater kan konsentrasjonen komme opp i flere titalls mg/m³ over en eller noen få timer. Eksponeringen kan altså bli relativt høy, men oppholdstiden langs disse gater må antas å være begrenset. Syklister kan også bli eksponert for relativt høye nivåer. Inne i bilen er nivået mellom to og fem ganger høyere enn i gaten ifølge rapporter fra andre land. CO kan forekomme i høye nivåer i lange tunneler. Ved lengre oppholdstid i tunnelen kan eksponeringen bli betydelig.^{[trenger referanse]}

Helseeffekter

CO er giftig men brukes også som et signalmolekyl i kroppen. Immunsystemet, reproduksjon, nyre og lever er blant funksjonene der CO spiller en rolle. Det antas at feil i kroppens CO-metabolisme kan føre til bl.a. hjertesykdom og betennelse.

Utdypende artikkel: Kullosforgiftning

Helseeffekter som følge av karbonmonoksid kan forekomme ved innånding av CO. Dette kan føre til alvorlige helseeffekter, først og fremst på hjerte-karsystemet. CO binder seg 300 ganger lettere enn oksygen til hemoglobinet i de røde blodlegemene, og reduserer transporten av oksygen i blodet. Bindingen av CO til hemoglobin i blodet avhenger av CO-konsentrasjonen i innåndingsluften, eksponeringstiden og grad av fysisk aktivitet.

Selv ved relativt lav konsentrasjon av karbonmonoksid i lufta vil mye av hemoglobinet være bundet til CO. Ved større konsentrasjoner vil vedkommende vil ikke få tilført nok oksygen til vevene i kroppen og blir kvalt. Dersom behandling kan gis før døden inntreffer, bør en pasient med kullosforgiftning puste ren oksygen, gjerne i trykkammer, såkalt hyperbar oksygenbehandling. Mellom 1999 og 2004 døde 16 mennesker i Norge av CO-forgiftning. De fleste dødelige kullosforgiftninger skyldes branner, ovner som lekker, bensindrevne portable strømaggregat, grillutstyr og eksos fra bil.

Gjennomsnittlig karboksyhemoglobin (COHb)-nivå i den ikke-røykende delen av befolkningen er rundt 0,5-1,5 %. Dette nivået skyldes en kombinasjon av naturlig produksjon av CO i kroppen og eksponering for CO. Røykere har vanligvis COHb-nivåer rundt 3-4 %. Fostre og gravide har høyere COHb-nivåer enn ikke-gravide. COHb-nivåer over 3 % kan utløse hjertekrampe hos sårbare individer.

Ved tungt arbeid og eksponering for 25 mg/m³ i 1 time kan andelen hemoglobin i blodet som har bundet CO (COHb-prosent) komme opp i 2 %. Det synes ikke å være påvist helseeffekter hos friske, voksne mennesker ved CO-eksponering som medfører mindre enn 5 % COHb i blodet.

Symptomer på kullosforgiftning er bl.a. hodepine, svimmelhet, kvalme, oppkast og diaré.

Statens forurensningstilsyn og Nasjonalt folkehelseinstitutt utarbeidet anbefalte luftkvalitetskriterier for CO i 1992.:

• 80 mg/m³ (15 minutters middelverdi)
• 25 mg/m³ (1 times middelverdi)
• 10 mg/m³ (8 timers middelverdi)

WHOs retningslinjer for karbonmonoksid (CO)(2000).

• 100 mg/m³ (15 minutters middelverdi)
• 60 mg/m³ (30 minutters middelverdi)
• 30 mg/m³ (1 times middelverdi)
• 10 mg/m³ (8 timers middelverdi)

Eksterne lenker

• Karbonmonoksid forgiftning – spørsmål og svar