Reakcje chemiczne: dwutlenek i tlenek węgla

Większość reakcji chemicznych jest dość przewidywalna. Jeśli wiemy, jakie substancje mamy na początku, wiemy też, jakie substancje powstaną. Każda reakcja tych substancji przyniesie ten sam skutek. Czasem jednak, choć mamy identyczne substraty, otrzymujemy inne produkty. Są takie reakcje, w których temperatura może wpływać na to, jakie substancje powstają w ich wyniku.

Są też reakcje, w których ważne jest, czy używamy dużej czy małej ilości substratu. Tak jest na przykład w przypadku węgla i tlenu. Zazwyczaj kiedy spalamy wegiel i tlenu jest dużo, węgiel reaguje z tlenem tworząc dwutlenek węgla. Gdy tlenu jest mniej, na przykład jeśli reakcja zachodzi w miejscu z ograniczonym dopływem tlenu, wystąpi jeszcze jedna reakcja... W jej wyniku otrzymujemy inny produkt.

W tej substancji każdy atom węgla jest połączony z jednym atomem tlenu, a nie z dwoma. Zamiast dwu-tlenku powstaje związek o nazwie tlenek węgla, bez „dwu-”. Nazwa związku wskazuje, że w każdej cząsteczce jest tylko jeden atom tlenu. Tlenek węgla i dwutlenek węgla. Obydwie nazwy brzmią prawie tak samo i obydwa związki składają się z węgla i tlenu.

Jest jednak między nimi ważna różnica. Dwutlenek węgla występuje w sposób naturalny w atmosferze. Nie ma go dużo, zaledwie cztery setne procenta, ale jest niezbędny do życia roślin. Wydychane przez nas powietrze zawiera sto razy więcej tego gazu, czyli około czterech procent. Jeśli w pomieszczeniu dwutlenku węgla jest za dużo, powietrze jest „ciężkie”, ale wdychanie go nie jest niebezpieczne.

Z kolei tlenek węgla jest trujący dla ludzi i zwierząt. Nawet jeśli wdychane powietrze zawiera tylko jeden procent tlenku węgla, zabije człowieka w kilka minut. Tlenek węgla jest wytwarzany nie tylko podczas spalania czystego węgla. Może też powstać w wyniku spalania innych substancji łatwopalnych, takich jak benzyna, nafta, plastik czy drewno. Nazywamy to spalaniem niecałkowitym i występuje ono wtedy, gdy poziom tlenu za bardzo się obniży.

W przypadku pożaru budynku wytworzony tlenek węgla jest szczególnie niebezpieczny. Może doprowadzić do utraty przytomności osób obecnych w środku, zanim zdążą uciec na zewnątrz, a nawet spowodować ich śmierć we śnie, tak że nawet nie zauważą pożaru. W pożarze ryzyko śmierci w wyniku zatrucia tlenkiem węgla jest większe, niż ryzyko śmierci w płomieniach. Dlatego dobrze jest mieć sprawny czujnik dymu. Stwierdzenie, że przy spalaniu związków zawierających węgiel otrzymujemy tlenek albo dwutlenek węgla jest dużym uproszczeniem.

Tak naprawdę obydwie reakcje zachodzą jednocześnie. Mniej tlenu oznacza większą ilość tlenku węgla. Produkty reakcji chemicznych mogą się różnić, nawet jeśli na początku mamy te same substraty. W tym przypadku, gdy węgiel wchodzi w reakcję z tlenem, różnica może być sprawą życia lub śmierci.