تفاوت مونوکسید کربن CO و دی اکسید کربن CO2 چیه؟

هرچند که مونوکسید کربن (CO) و دی اکسید کربن (CO_۲) عناصر یکسان کربن و اکسیژن دارن ولی اونها کاملا متفاوت هستن. تفاوت کلی این دو توی تعداد اتم‌های اکسیژن اوناس. مونوکسید کربن حاوی یک کربن و یک اکسیژنه درحالیکه دی اکسید کربن حاوی یک کربن و دو اتم اکسیژنه. اتمسفر ما به طور طبیعی حاوی ۰.۰۴۱ درصد دی اکسید کربنه. CO_۲ از طریق تنفس انسان و خیلی از موجودات زنده دیگه وارد جو زمین میشه. گیاها از دی اکسید کربن توی جو برای ساختن مواد غذایی مورد نیاز خودشون به شکل قند از طریق فتوسنتز استفاده میکنن. در طرف دیگه مونوکسید کربن یک گاز سمیه که تجمع اون منجر به خفگی (مسمومیت با CO) میشه. احتراق ناقص (عرضه محدود O2) زغال سنگ و سایر سوخت‌های فسیلی منجر به تشکیل مونوکسید کربن میشه. با توجه در ادامه این مطلب از سایت دیفرتو میتونین تفاوت مونوکسید کربن CO و دی اکسید کربن CO2 رو بهتر درک کنین.

فرق بین دی اکسید کربن و مونوکسید کربن چیه؟

تفاوت‌های عمده بین دی اکسید کربن و مونوکسید کربن رو توی این بخش به تفصیل بر اساس پارامترهای زیر مورد بحث قرار دادیم:

تفاوت منابع تولید مونوکسید کربن CO و دی اکسید کربن CO2

هم منابع طبیعی و هم منابع انسانی دی اکسید کربن رو توی هوا آزاد میکنن. منابع طبیعی شامل تجزیه موجودات و گیاهان، انتشارات اقیانوسی و تنفس انسان‌ها میشه. فعالیت‌های انسانی که منجر به افزایش سطح CO_۲ در جو میشه عبارتند از تولید سیمان، جنگل‌زدایی و همچنین سوزاندن گاز طبیعی و زغال سنگ و غیره.

هیچ منبع طبیعی برای مونوکسید کربن وجود نداره، مونوکسید کربن در نتیجه فعالیت‌های انسانی که شامل احتراق سوخت‌های فسیلیه تولید میشه. بزرگترین منابع تولید اون خودروها، کامیون‌ها و سایر وسایل نقلیه یا ماشین‌آلات بزرگ صنعتی هستن. اقلام مختلفی هم مثل بخاری گازی در خانه‌های ما، دودکش‌های کارخانجات صنعتی، کوره‌ها و حتی اجاق‌های گازی که نشتی دارن هم CO_۲ رو تو هوا آزاد میکنن.

تفاوت کاربرد مونوکسید کربن CO و دی اکسید کربن CO2

دی اکسید کربن توسط گیاهان توی فرایند فتوسنتز برای تولید غذا استفاده میشه. به این معنی که افزایش دی اکسید کربن توی اتمسفر ما توسط مزارع و مراتعی با پوشش گیاهی وسیعی دارن قابل کنترله. هر چه تعداد گیاها بیشتر باشه، جذب دی اکسید کربن هم بیشتر میشه. CO2 همچنین به‌عنوان یخ خشک (مبرد)، ماده توی کپسول‌های آتش نشانی، برای باد کردن قایق‌های نجات و جلیقه‌های نجات، انفجار زغال سنگ، کف‌زای لاستیک و پلاستیک، کمک به رشد گیاهان توی گلخانه‌ها و توی نوشابه‌های گازدار استفاده میشه.

از طرف دیگه، CO در درجه اول توی فرایندهای صنعتی مثل تولید مقادیر زیادی آلدهید توی فرایندی به اسم سنتز اکسو (oxo-synthesis) استفاده میشه. همچنین مونوکسید کربن به‌عنوان یک عامل کاهنده برای تبدیل اکسید طبیعی فلز به فلز خالص استفاده میشه، مثلا استخراج آهن (Fe) از کوره ذوب آهن.

تفاوت روش تولید مونوکسید کربن CO و دی اکسید کربن CO2

احتراق حرارتی رایج‌ترین منبع تولید دی اکسید کربن و مونوکسید کربنه.

 CO_۲:

• یکی از راه‌های تولید دی اکسید کربن زمانیه که متان با اکسیژن میسوزه. واکنش اون به شرح زیره:

CH_۴ + ۲O_۲ → CO_۲ + ۲H_۲O

• CO_۲ از تجزیه سنگ آهک (CaCO3) تولید میشه.

CaCO_۳ → CaO + CO_۲

• دی اکسید کربن محصول جانبی تخمیر قنده.

C_۶H_۱۲O_۶ → ۲CO_۲ + ۲C_۲H_۵OH

CO:

• منبع اصلی تولید مونوکسید کربن توی مصارف صنعتیه که گاز حاصل شامل CO و گاز نیتروژن در مقادیر بالاتر میشه. گاز تولیدی معمولا از زغال سنگ به دست میاد.
• منبع دیگه مونوکسید کربن «گاز آب» هست. این مخلوطی از هیدروژن و مونوکسید کربنه که توی واکنشی بین بخار و کربن تولید میشه که به صورت زیره:

(H_۲O + C → H_۲ + CO   (ΔH = +131 kJ/mol

• توی آزمایشگاه، روش راحت‌تری هم برای تولید CO انجام میشه که توی اون با آب‌گیری اسید فرمیک یا اسید اگزالیک در حضور اسید دیگه‌ای مثل اسید سولفوریک تولید میشه.

فرق بین حد مجاز غلظت (PEL) مونوکسید کربن CO و دی اکسید کربن CO2

مسمومیت با دی اکسید کربن نادره چون توی غلظت‌های خیلی بالاش میتونه برای زندگی تهدیدکننده باشه. این شرایط میتونه توی یک فضای کوچیک اتفاق بیوفته.

OSHA (اداره ایمنی و بهداشت شغلی) طبق استاندارد حد مجاز قرار گرفتن در معرض CO2 (PEL) رو ۵۰۰۰ پی‌پی‌ام در یک دوره هشت ساعته و ۳۰۰۰۰ پی‌پی‌ام در یک دوره ۱۰ دقیقه‌ای تعیین کرده.

در طرف دیگه مونوکسید کربن خیلی خطرناکتر از دی اکسید کربنه. بر اساس استاندارد حد مجاز قرار گرفتن در معرض مونوکسید کربن (OSHA) به طور متوسط برابر با ۵۰ ppm در طول هشت ساعته که خیلی کمتر از PEL برای دی اکسید کربنه. حد نهایی قرار گرفتن در معرض CO2 که بلافاصله برای زندگی و سلامتی خطرناکه ۱۵۰۰ ppm هست.

توی جدول مقایسه‌ای زیر این ویژگی‌ها رو یکجا جمع کردیم تا درک این تفاوت‌ها برای شما راحت‌تر بشه:

شباهت بین CO و CO2 چیه؟

مونوکسید کربن و دی اکسید کربن، با وجود تفاوت‌های زیاد، شباهت‌هایی هم با هم دارن که در زیر اونها رو برای شما آوردیم:

• هر دو CO2 و CO گازهای بی بو، بی‌رنگ و بی مزه‌ای هستن.
• هر دو فقط حاوی اتم‌های کربن و اکسیژن هستن.
• افزایش سطح هر دو گاز میتونه باعث مشکلات سلامتی و حتی مرگ میشه.
• هر دو در اثر احتراق آزاد میشه.

جمع‌بندی

تشخیص این دو گاز از هم متفاوته چون آشکارسازهای CO_۲ معمولاً از سنسورهای مادون قرمز استفاده میکنن، درحالیکه آشکارسازهای CO از حسگرهای الکتروشیمیایی استفاده میکنن. برای جلوگیری از مسمومیت با CO توی خونه باید تهویه مناسبی رو برای جلوگیری از تجمع CO نصب کرد، مخصوصا زمانی که از لوازم خانگی گازسوز استفاده میکنین این کار باید انجام بشه.

از نظر قدرت خفه‌کنندگی اونها هم باید بگیم که مونوکسید کربن از دی اکسید کربن خطرناک‌تره. سطح پایین CO_۲ مضر نیست در حالی که CO حتی در مقادیر کمش هم کشندس. بیشتر خودروها دی اکسید کربن منتشر میکنن. در این باره باید بگیم که اگه احتراق کامل نباشه، باعث انتشار مونوکسید کربن هم بشه.

دی اکسید کربن از احتراق پشتیبانی نمیکنه یعنی قابل اشتعال نیست واسه همینه که از اون توی کپسول‌های آتش‌نشانی استفاده میکنن، اما مونوکسید کربن قابل اشتعاله و به رنگ شعله آبی کم رنگ میسوزه. از دیدگاه دیگه هم دی اکسید کربن مثل سایر گازهای گلخانه‌ای، تشعشعات گرمایی خورشید رو جذب میکنه و این منجر به افزایش دما در جو زمین میشه که به‌عنوان اثر گلخانه‌ای هم شناخته شده.

منابع:

psiberg.com