Het woord "koolstof" was goed ingeburgerd in de alledaagse taal lang voordat de termen "koolstofvoetafdruk" en "koolstofuitstoot" in het begin van de 21e eeuw populair werden. Het woord "koolzuurhoudend" roept vrijwel zeker heldere gedachten en sensaties op in je geest, in de trant van bruisend vloeistof.
Maar ondanks hoe vaak je het woord "koolstof" hoort (samen met verdacht vergelijkbare woorden als "koolhydraat"), heb je misschien niet stilgestaan bij de diepte van de dagelijkse aanwezigheid van koolstof en het aantal manieren waarop verschillende koolstofmoleculen zich manifesteren in de alledaagse maar verplichte taken van het leven.
Wat is koolstof?
Koolstof is een element, of uniek type atoom, op het periodiek systeem der elementen. Het is genummerd 8 (van 118 in totaal, vanaf 2020) op het periodiek systeem der elementen. Dit betekent dat het acht protonen heeft, de enige eigenschap die het uniek maakt. Het heeft ook acht neutronen en elektronen.
Koolstof die schijnbaar overal in de natuur en in de industrie voorkomt, is toe te schrijven aan de veelzijdigheid van dit element in termen van het vormen van covalente bindingen. Koolstof bindt gemakkelijk aan de andere vitale elementen in levende wezens, waaronder waterstof (H), zuurstof (O) en stikstof (N),
Wat is een molecuul?
Een molecuul is elke combinatie van atomen verbonden door chemische bindingen (covalent, ionisch of metaalachtig). Het is de kleinste eenheid van een stof die de chemische en fysische eigenschappen van die stof behoudt, ongeacht de samenstellende atomen. Zuiver water bevat bijvoorbeeld een combinatie van waterstof- en zuurstofatomen, maar alleen H2O (twee waterstofatomen gebonden aan één zuurstof, altijd in deze verhouding) is water.
- Een molecuul dat uit meer dan één elementtype bestaat, is a verbinding, bijvoorbeeld H2O of CN.
Voorbeelden van alledaagse koolstofmoleculen
Fossiele brandstoffen: Olie (aardolie) is eigenlijk een mengsel van verschillende koolwaterstoffen, dit zijn lange ketens van C die alleen aan H-moleculen zijn gebonden. Wanneer deze worden verbrand, geven de vele C−H-bindingen enorme hoeveelheden energie vrij. De koolstofdioxide die vrijkomt, is een molecuul dat in veel menselijke contexten voorkomt (zie hieronder).
Koolmonoxide: CO is een kleurloos, geurloos gas dat bij voldoende inademing tot de dood door verstikking kan leiden. Het doet dit door te concurreren met zuurstof voor bindingsplaatsen op de O2- die bloedcel hemoglobine draagt en aangezien hemoglobine zich feitelijk met meer affiniteit aan CO bindt dan aan O2.
Kooldioxide: CO2 (O=C=O) is een bijproduct van de menselijke stofwisseling en ademhaling en wordt beschouwd als afvalstof. Maar het afval van de een is de schat van de ander, en planten hebben CO. nodig2 om voedsel te maken, te groeien en O. vrij te geven2 voor het gebruik van aerobe organismen. Ondanks de noodzaak van het molecuul, heeft zijn rol als broeikasgas in klimaatverandering geen CO. opgeleverd2 veel recente fans. (Onder druk is het ook wat het bruisen in frisdrank doet.)
ethanol: C2H5OH is het type alcohol dat wordt aangetroffen in alcoholische dranken en staat ook bekend als ethylalcohol. Een alcohol is een bepaald type koolstofmolecuul met een of meer hydroxyl (-OH) groepen; andere veel voorkomende alcoholen zijn: isopropanol of isopropylalcohol (ontsmettingsalcohol) en methanol (houtalcohol).
Glucose: C6H12O6 is het koolstofmolecuul dat uiteindelijk uit voedsel wordt gehaald voordat het de cellen van uw lichaam binnengaat. Het is een onderdeel van sacharose (tafelsuiker), die bestaat uit één glucosemolecuul verbonden met a fructose (fruitsuiker) molecuul. Mensen met diabetes meten regelmatig hun bloedglucosewaarden met elektronische meetapparatuur.
"Macro's": De drie macronutriënten waar je over hoort in de sportschool en in bepaalde Instagram-kringen - koolhydraten ("koolhydraten"), eiwitten en vetten — ze bestaan allemaal voornamelijk uit koolstofatomen. Eiwit bevat naast koolstof-, waterstof- en zuurstofatomen ook stikstof.