Carbon monoxide, o carbon monoxide(CO) ay isang walang kulay, walang amoy at walang lasa na gas. Nasusunog na may asul na apoy, tulad ng hydrogen. Dahil dito, nalito ito ng mga chemist sa hydrogen noong 1776 nang una silang gumawa ng carbon monoxide sa pamamagitan ng pag-init ng zinc oxide na may carbon. Ang molekula ng gas na ito ay may malakas na triple bond, tulad ng nitrogen molecule. Iyon ang dahilan kung bakit may ilang pagkakatulad sa pagitan nila: ang mga punto ng pagkatunaw at pagkulo ay halos pareho. Ang molekula ng carbon monoxide ay may mataas na halaga potensyal ng ionization.
Kapag nag-oxidize ang carbon monoxide, bumubuo ito ng carbon dioxide. Ang reaksyong ito ay naglalabas malaking bilang ng thermal energy. Ito ang dahilan kung bakit ginagamit ang carbon monoxide sa mga sistema ng pag-init.
Carbon monoxide sa mababang temperatura halos hindi tumutugon sa iba pang mga sangkap; sa mataas na temperatura ay naiiba ang sitwasyon. Ang mga reaksyon ng karagdagan ng iba't ibang uri ay nangyayari nang napakabilis. organikong bagay. Ang pinaghalong CO at oxygen sa ilang mga proporsyon ay lubhang mapanganib dahil sa posibilidad ng pagsabog nito.
Produksyon ng carbon monoxide
Sa mga kondisyon ng laboratoryo, ang carbon monoxide ay ginawa sa pamamagitan ng agnas. Ito ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng mainit na puro sulfuric acid, o kapag ipinapasa ito sa pamamagitan ng phosphorus oxide. Ang isa pang paraan ay ang pagpapainit ng pinaghalong formic at oxalic acid sa isang tiyak na temperatura. Ang evolved CO ay maaaring alisin mula sa halo na ito sa pamamagitan ng pagpasa nito sa barite na tubig (isang saturated solution).
Panganib ng carbon monoxide
Ang carbon monoxide ay lubhang mapanganib sa mga tao. Nagdudulot ito ng matinding pagkalason at kadalasang nagdudulot ng kamatayan. Ang bagay ay ang carbon monoxide ay may kakayahang tumugon sa hemoglobin sa dugo, na nagdadala ng oxygen sa lahat ng mga selula ng katawan. Bilang resulta ng reaksyong ito, nabuo ang carbohemoglobin. Dahil sa kakulangan ng oxygen, ang mga selula ay nakakaranas ng gutom.
Maaari kang pumili sumusunod na sintomas pagkalason: pagduduwal, pagsusuka, sakit ng ulo, pagkawala ng kulay na paningin, pagkabalisa sa paghinga at iba pa. Ang isang taong dumaranas ng pagkalason sa carbon monoxide ay dapat makatanggap ng paunang lunas sa lalong madaling panahon. Una kailangan mong bunutin ito Sariwang hangin at maglagay ng cotton swab na babad sa ammonia sa iyong ilong. Pagkatapos, kuskusin ang dibdib ng biktima at lagyan ng heating pad ang kanyang mga binti. Inirerekomenda ang maraming maiinit na likido. Dapat kang tumawag kaagad ng doktor pagkatapos makita ang mga sintomas.
- UN hazard class 2.3
- Pangalawang panganib ayon sa klasipikasyon ng UN 2.1
Istraktura ng molekula
Ang CO molecule, tulad ng isoelectronic nitrogen molecule, ay may triple bond. Dahil ang mga molekula na ito ay magkatulad sa istraktura, ang kanilang mga katangian ay magkatulad din - napakababang natutunaw at kumukulo, malapit na mga halaga ng mga karaniwang entropie, atbp.
Sa loob ng pamamaraan mga bono ng valence ang istraktura ng molekula ng CO ay maaaring inilarawan sa pamamagitan ng pormula: C≡O:, at ang ikatlong bono ay nabuo ayon sa mekanismo ng donor-acceptor, kung saan ang carbon ang tumatanggap ng pares ng elektron, at ang oxygen ay ang donor.
Dahil sa pagkakaroon ng triple bond, ang CO molecule ay napakalakas (dissociation energy 1069 kJ/mol, o 256 kcal/mol, na mas malaki kaysa sa iba pang diatomic molecule) at may maliit na internuclear distance (d C≡). O = 0.1128 nm o 1. 13Å).
Ang molekula ay mahina polarized, ang electric moment ng dipole nito μ = 0.04·10 -29 C m (direksyon ng dipole moment O - →C +). Ionization potential 14.0 V, force coupling constant k = 18.6.
Kasaysayan ng pagtuklas
Ang carbon monoxide ay unang ginawa ng French chemist na si Jacques de Lassonne sa pamamagitan ng pag-init ng zinc oxide na may karbon, ngunit sa una ay napagkamalan bilang hydrogen dahil nasunog ito ng asul na apoy. Ang katotohanan na ang gas na ito ay naglalaman ng carbon at oxygen ay natuklasan ng English chemist na si William Cruickshank. Ang carbon monoxide sa labas ng kapaligiran ng Earth ay unang natuklasan ng Belgian scientist na si M. Migeotte noong 1949 sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang pangunahing vibrational-rotational band sa IR spectrum ng Araw.
Carbon monoxide sa atmospera ng Earth
May mga natural at anthropogenic na pinagmumulan ng pagpasok sa kapaligiran ng Earth. Sa ilalim ng natural na mga kondisyon, sa ibabaw ng Earth, ang CO ay nabuo sa panahon ng hindi kumpletong anaerobic decomposition ng mga organic compound at sa panahon ng pagkasunog ng biomass, pangunahin sa panahon ng sunog sa kagubatan at steppe. Ang carbon monoxide ay nabuo sa lupa sa parehong biologically (pinakawalan ng mga buhay na organismo) at non-biologically. Ang pagpapakawala ng carbon monoxide dahil sa mga phenolic compound na karaniwan sa mga lupa, na naglalaman ng OCH 3 o OH na mga grupo sa ortho- o para-position na may kaugnayan sa unang hydroxyl group, ay napatunayan sa eksperimento.
Ang kabuuang balanse ng non-biological CO production at ang oksihenasyon nito ng mga microorganism ay nakasalalay sa tiyak kondisyon ng kapaligiran, pangunahin mula sa halumigmig at halaga. Halimbawa, ang carbon monoxide ay direktang inilabas sa atmospera mula sa mga tuyong lupa, kaya lumilikha ng mga lokal na maximum sa konsentrasyon ng gas na ito.
Sa atmospera, ang CO ay produkto ng mga kadena ng mga reaksyong kinasasangkutan ng methane at iba pang hydrocarbon (pangunahin ang isoprene).
Ang pangunahing anthropogenic na pinagmumulan ng CO ay kasalukuyang mga maubos na gas mula sa mga internal combustion engine. Nabubuo ang carbon monoxide kapag ang mga hydrocarbon fuel ay sinusunog sa mga internal combustion engine sa hindi sapat na temperatura o ang air supply system ay hindi maayos na nakatutok (hindi sapat na oxygen ang ibinibigay upang ma-oxidize ang CO sa CO 2). Noong nakaraan, isang malaking bahagi ng anthropogenic input ng CO sa atmospera ang ibinigay ng nag-iilaw na gas, na ginamit para sa panloob na pag-iilaw noong ika-19 na siglo. Ang komposisyon nito ay humigit-kumulang kapareho ng sa tubig gas, iyon ay, naglalaman ito ng hanggang 45% carbon monoxide. Sa kasalukuyan, sa sektor ng mga pampublikong kagamitan, ang gas na ito ay pinalitan ng hindi gaanong nakakalason na natural na gas (mas mababang mga kinatawan homologous na serye alkanes - propane, atbp.)
Ang input ng CO mula sa natural at anthropogenic na pinagmumulan ay halos pareho.
Ang carbon monoxide sa atmospera ay nasa mabilis na sirkulasyon: ang average na oras ng paninirahan nito ay mga 0.1 taon, na na-oxidize ng hydroxyl sa carbon dioxide.
Resibo
Paraang pang-industriya
2C + O 2 → 2CO (thermal effect ng reaksyong ito ay 22 kJ),
2. o kapag binabawasan ang carbon dioxide sa mainit na karbon:
CO 2 + C ↔ 2CO (ΔH=172 kJ, ΔS=176 J/K).
Ang reaksyong ito ay kadalasang nangyayari sa apoy ng kalan kapag ang damper ng kalan ay masyadong maagang isinara (bago pa tuluyang masunog ang mga uling). Ang carbon monoxide na nabuo sa kasong ito, dahil sa toxicity nito, ay nagiging sanhi ng mga physiological disorder ("fumes") at kahit kamatayan (tingnan sa ibaba), kaya isa sa mga walang kuwentang pangalan - "carbon monoxide". Ang isang larawan ng mga reaksyon na nagaganap sa hurno ay ipinapakita sa diagram.
Ang pagbabawas ng reaksyon ng carbon dioxide ay nababaligtad; ang epekto ng temperatura sa equilibrium na estado ng reaksyong ito ay ipinapakita sa graph. Ang daloy ng isang reaksyon sa kanan ay sinisiguro ng entropy factor, at sa kaliwa ng enthalpy factor. Sa mga temperaturang mababa sa 400°C ang ekwilibriyo ay halos ganap na inilipat sa kaliwa, at sa mga temperaturang higit sa 1000°C sa kanan (patungo sa pagbuo ng CO). Sa mababang temperatura, ang rate ng reaksyong ito ay napakababa, kaya ang carbon monoxide ay nasa normal na kondisyon medyo matatag. Ang ekwilibriyong ito ay may espesyal na pangalan Balanse ng boudoir.
3. Ang mga paghahalo ng carbon monoxide sa iba pang mga sangkap ay nakukuha sa pamamagitan ng pagpasa ng hangin, singaw ng tubig, atbp. sa pamamagitan ng isang layer ng mainit na coke, bato o kayumangging karbon atbp. (tingnan ang generator gas, water gas, mixed gas, synthesis gas).
Paraan ng laboratoryo
TLV (maximum threshold concentration, USA): 25 MAC r.z. ayon sa Hygienic standards GN 2.2.5.1313-03 ay 20 mg/m³
Proteksyon ng Carbon Monoxide
Dahil sa napakahusay na halaga ng calorific, ang CO ay isang bahagi ng iba't ibang mga teknikal na halo ng gas (tingnan, halimbawa, generator gas), na ginagamit, bukod sa iba pang mga bagay, para sa pagpainit.
halogens. Pinakamahusay praktikal na gamit nagkaroon ng reaksyon sa chlorine:
CO + Cl 2 → COCl 2
Ang reaksyon ay exothermic, ang thermal effect nito ay 113 kJ, at sa pagkakaroon ng isang katalista (activated carbon) ito ay nangyayari sa temperatura ng silid. Bilang resulta ng reaksyon, nabuo ang phosgene, isang sangkap na malawakang ginagamit sa iba't ibang sangay ng kimika (at bilang isang ahente sa pakikipagdigma ng kemikal). Sa pamamagitan ng mga katulad na reaksyon, maaaring makuha ang COF 2 (carbonyl fluoride) at COBr 2 (carbonyl bromide). Hindi nakuha ang carbonyl iodide. Ang exothermicity ng mga reaksyon ay mabilis na bumababa mula F hanggang I (para sa mga reaksyon na may F 2 ang thermal effect ay 481 kJ, na may Br 2 - 4 kJ). Posible ring makakuha ng mga halo-halong derivative, halimbawa COFCl (para sa higit pang mga detalye, tingnan ang mga halogen derivatives ng carbonic acid).
Sa pamamagitan ng pagtugon sa CO sa F 2 , bilang karagdagan sa carbonyl fluoride, makakakuha ang isa ng peroxide compound (FCO) 2 O 2 . Ang mga katangian nito: ang temperatura ng pagkatunaw −42°C, punto ng kumukulo +16°C, ay may katangian na amoy (katulad ng amoy ng ozone), kapag pinainit sa itaas 200°C ito ay nabubulok nang paputok (mga produkto ng reaksyon CO 2, O 2 at COF 2 ), sa acidic na kapaligiran tumutugon sa potassium iodide ayon sa equation:
(FCO) 2 O 2 + 2KI → 2KF + I 2 + 2CO 2
Ang carbon monoxide ay tumutugon sa mga chalcogens. Sa sulfur ito ay bumubuo ng carbon sulfide COS, ang reaksyon ay nangyayari kapag pinainit, ayon sa equation:
CO + S → COS ΔG° 298 = −229 kJ, ΔS° 298 = −134 J/K
Ang mga katulad na selenoxide COSe at telluroxide COTe ay nakuha din.
Ibinabalik ang SO 2:
SO 2 + 2CO → 2CO 2 + S
Sa pamamagitan ng mga transisyon na metal ito ay bumubuo ng napakapabagu-bago, nasusunog at nakakalason na mga compound - mga carbonyl, tulad ng Cr(CO) 6, Ni(CO) 4, Mn 2 CO 10, Co 2 (CO) 9, atbp.
Tulad ng nabanggit sa itaas, ang carbon monoxide ay bahagyang natutunaw sa tubig, ngunit hindi tumutugon dito. Hindi rin ito tumutugon sa mga solusyon ng alkalis at acids. Gayunpaman, tumutugon ito sa pagkatunaw ng alkali:
CO + KOH → HCOOK
Ang reaksyon ng carbon monoxide na may potassium metal sa isang ammonia solution ay kawili-wili. Gumagawa ito ng explosive compound potassium dioxodicarbonate:
2K + 2CO → K + O - -C 2 -O - K +
Reaksyon sa ammonia sa mataas na temperatura posible na makakuha ng isang tambalang mahalaga para sa industriya - hydrogen cyanide HCN. Ang reaksyon ay nangyayari sa pagkakaroon ng isang katalista (oxide
Ang lahat ng nakapaligid sa atin ay binubuo ng mga compound ng iba't ibang elemento ng kemikal. Hindi lang hangin ang ating nilalanghap, kundi isang kumplikadong organic compound na naglalaman ng oxygen, nitrogen, hydrogen, carbon dioxide at iba pang kinakailangang sangkap. Ang impluwensya ng marami sa mga elementong ito sa katawan ng tao sa partikular at sa buhay sa Earth sa pangkalahatan ay hindi pa ganap na pinag-aralan. Upang maunawaan ang mga proseso ng pakikipag-ugnayan ng mga elemento, gas, asin at iba pang mga pormasyon sa bawat isa, sa kurso sa paaralan at ang paksang "Chemistry" ay ipinakilala. Ang ika-8 baitang ay ang simula ng mga aralin sa kimika ayon sa inaprubahang programa sa pangkalahatang edukasyon.
Isa sa mga pinakakaraniwang compound na matatagpuan sa pareho crust ng lupa, at sa atmospera, ay isang oxide. Ang isang oksido ay isang tambalan ng anuman elemento ng kemikal na may oxygen atom. Kahit na ang pinagmulan ng lahat ng buhay sa Earth - tubig, ay hydrogen oxide. Ngunit sa artikulong ito hindi namin pag-uusapan ang tungkol sa mga oxide sa pangkalahatan, ngunit tungkol sa isa sa mga pinaka-karaniwang compound - carbon monoxide. Ang mga compound na ito ay nakuha sa pamamagitan ng pagsasama ng oxygen at carbon atoms. Ang mga compound na ito ay maaaring maglaman ng iba't ibang dami ng carbon at oxygen atoms, ngunit mayroong dalawang pangunahing compound ng carbon at oxygen: carbon monoxide at carbon dioxide.
Formula ng kemikal at paraan ng paggawa ng carbon monoxide
Ano ang formula nito? Ang carbon monoxide ay medyo madaling tandaan - CO. Ang molekula ng carbon monoxide ay nabuo sa pamamagitan ng isang triple bond, at samakatuwid ay may medyo mataas na lakas ng bono at may napakaliit na internuclear na distansya (0.1128 nm). Ang rupture energy nito tambalang kemikal ay 1076 kJ/mol. Ang isang triple bond ay nangyayari dahil sa katotohanan na ang elementong carbon ay may p-orbital sa atomic na istraktura nito na hindi inookupahan ng mga electron. Ang sitwasyong ito ay lumilikha ng pagkakataon para sa carbon atom na maging isang acceptor ng isang pares ng elektron. Ang oxygen atom, sa kabaligtaran, ay may hindi nakabahaging pares ng mga electron sa isa sa mga p-orbital, na nangangahulugang mayroon itong mga kakayahan sa pag-donate ng elektron. Kapag nagsanib ang dalawang atom na ito, bilang karagdagan sa dalawang covalent bond, ang pangatlo ay lilitaw - isang donor-acceptor covalent bond.
Umiiral iba't-ibang paraan pagkuha ng CO Isa sa pinakasimpleng ay transmission carbon dioxide sa mainit na karbon. Sa laboratoryo, ang carbon monoxide ay ginawa gamit ang sumusunod na reaksyon: ang formic acid ay pinainit ng sulfuric acid, na naghihiwalay sa formic acid sa tubig at carbon monoxide.
Ang CO ay inilalabas din kapag ang oxalic at sulfuric acid ay pinainit.
Mga pisikal na katangian ng CO
Ang carbon monoxide (2) ay may mga sumusunod pisikal na katangian Ito ay isang walang kulay na gas na walang natatanging amoy. Ang lahat ng banyagang amoy na lumalabas sa panahon ng pagtagas ng carbon monoxide ay mga produkto ng pagkasira ng mga organikong dumi. Ito ay mas magaan kaysa sa hangin, lubhang nakakalason, napakahinang natutunaw sa tubig at iba mataas na antas pagkasunog.
Ang pinakamahalagang katangian ng CO ay ang negatibong epekto nito sa katawan ng tao. Ang pagkalason sa carbon monoxide ay maaaring nakamamatay. Ang mga epekto ng carbon monoxide sa katawan ng tao ay tatalakayin nang mas detalyado sa ibaba.
Mga kemikal na katangian ng CO
Basic mga reaksiyong kemikal, kung saan maaaring gamitin ang mga carbon oxide (2) - ito ay isang redox na reaksyon, pati na rin ang isang karagdagan na reaksyon. Ang reaksyon ng redox ay ipinahayag sa kakayahan ng CO na bawasan ang metal mula sa mga oxide sa pamamagitan ng paghahalo ng mga ito sa karagdagang pag-init.
Kapag nakikipag-ugnayan sa oxygen, ang carbon dioxide ay nabuo at isang malaking halaga ng init ay inilabas. Nasusunog ang carbon monoxide na may mala-bughaw na apoy. napaka mahalagang tungkulin carbon monoxide - ang pakikipag-ugnayan nito sa mga metal. Bilang resulta ng gayong mga reaksyon, nabuo ang mga metal na carbonyl, ang karamihan sa mga ito ay mga kristal na sangkap. Ginagamit ang mga ito para sa paggawa ng mga ultra-pure metal, pati na rin para sa paglalapat ng metal coating. Sa pamamagitan ng paraan, napatunayan ng mga carbonyl ang kanilang sarili bilang mga katalista para sa mga reaksiyong kemikal.
Formula ng kemikal at paraan ng paggawa ng carbon dioxide
Ang carbon dioxide, o carbon dioxide, ay mayroon pormula ng kemikal CO2. Ang istraktura ng molekula ay bahagyang naiiba mula sa CO. SA ang edukasyong ito ang carbon ay may oxidation state na +4. Ang istraktura ng molekula ay linear, na nangangahulugang ito ay hindi polar. Ang molekula ng CO 2 ay hindi kasing lakas ng CO. SA atmospera ng lupa naglalaman ng humigit-kumulang 0.03% carbon dioxide sa kabuuang dami. Ang pagtaas sa indicator na ito ay sumisira sa ozone layer ng Earth. Sa agham, ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na greenhouse effect.
Maaari kang makakuha ng carbon dioxide sa iba't ibang paraan. Sa industriya, ito ay nabuo bilang resulta ng pagkasunog ng mga flue gas. Maaaring isang by-product ng proseso ng paggawa ng alkohol. Maaari itong makuha sa pamamagitan ng proseso ng nabubulok na hangin sa mga pangunahing bahagi nito, tulad ng nitrogen, oxygen, argon at iba pa. Sa mga kondisyon ng laboratoryo, ang carbon monoxide (4) ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagsunog ng limestone, at sa bahay, ang carbon dioxide ay maaaring gawin gamit ang reaksyon ng citric acid at baking soda. Sa pamamagitan ng paraan, ito ay eksakto kung paano ginawa ang mga carbonated na inumin sa pinakadulo simula ng kanilang produksyon.
Mga pisikal na katangian ng CO 2
Ang carbon dioxide ay isang walang kulay na gas na sangkap na walang katangian ng masangsang na amoy. Dahil sa mataas na bilang ng oksihenasyon, ang gas na ito ay may bahagyang maasim na lasa. Hindi sinusuportahan ng produktong ito ang proseso ng pagkasunog, dahil ito mismo ang resulta ng pagkasunog. Sa pagtaas ng konsentrasyon ng carbon dioxide, ang isang tao ay nawawalan ng kakayahang huminga, na humahantong sa kamatayan. Ang mga epekto ng carbon dioxide sa katawan ng tao ay tatalakayin nang mas detalyado sa ibaba. Ang CO 2 ay mas mabigat kaysa sa hangin at lubos na natutunaw sa tubig kahit na sa temperatura ng silid.
Isa sa pinaka kawili-wiling mga katangian ang carbon dioxide ay wala itong likido estado ng pagsasama-sama sa ilalim ng normal na kondisyon presyon ng atmospera. Gayunpaman, kung ang istraktura ng carbon dioxide ay nakalantad sa temperatura na -56.6 °C at isang presyon na humigit-kumulang 519 kPa, ito ay nagiging walang kulay na likido.
Kapag makabuluhang bumaba ang temperatura, ang gas ay nasa estado ng tinatawag na "dry ice" at sumingaw sa temperatura na mas mataas sa -78 o C.
Mga kemikal na katangian ng CO 2
Ayon sa kanilang sarili mga katangian ng kemikal Ang carbon monoxide (4), na ang formula ay CO 2, ay isang tipikal na acidic oxide at may lahat ng mga katangian nito.
1. Kapag nakikipag-ugnayan sa tubig, ito ay nabubuo carbonic acid, na may mahinang kaasiman at mababang katatagan sa mga solusyon.
2. Kapag nakikipag-ugnayan sa alkalis, ang carbon dioxide ay bumubuo ng katumbas na asin at tubig.
3. Sa panahon ng pakikipag-ugnayan sa mga aktibong metal oxide, itinataguyod nito ang pagbuo ng mga asing-gamot.
4. Hindi sinusuportahan ang proseso ng pagkasunog. I-activate itong proseso Ang ilang mga aktibong metal lamang ang maaari, tulad ng lithium, potassium, sodium.
Ang epekto ng carbon monoxide sa katawan ng tao
Bumalik tayo sa pangunahing problema ng lahat ng mga gas - ang epekto sa katawan ng tao. Ang carbon monoxide ay kabilang sa pangkat ng mga gas na lubhang nagbabanta sa buhay. Para sa mga tao at hayop, ito ay isang napakalakas na nakakalason na sangkap, na, kapag pumapasok sa katawan, ay seryosong nakakaapekto sa dugo, sistema ng nerbiyos katawan at kalamnan (kabilang ang puso).
Ang carbon monoxide sa hangin ay hindi makikilala, dahil ang gas na ito ay walang kakaibang amoy. Ito ay tiyak kung bakit siya ay mapanganib. Ang pagpasok sa katawan ng tao sa pamamagitan ng mga baga, pinapagana ng carbon monoxide ang mapanirang aktibidad nito sa dugo at nagsisimulang makipag-ugnayan sa hemoglobin nang daan-daang beses na mas mabilis kaysa sa oxygen. Bilang resulta, lumilitaw ang isang napaka-matatag na tambalang tinatawag na carboxyhemoglobin. Nakakasagabal ito sa paghahatid ng oxygen mula sa mga baga patungo sa mga kalamnan, na humahantong sa pagkagutom sa tissue ng kalamnan. Ang utak ay lalong seryosong apektado nito.
Dahil sa kawalan ng kakayahang makilala ang pagkalason sa carbon monoxide sa pamamagitan ng pang-amoy, dapat mong malaman ang ilang pangunahing mga palatandaan na lumilitaw sa mga unang yugto:
- pagkahilo na sinamahan ng sakit ng ulo;
- tugtog sa mga tainga at pagkutitap sa harap ng mga mata;
- palpitations at igsi ng paghinga;
- pamumula ng mukha.
Kasunod nito, ang biktima ng pagkalason ay nagkakaroon ng matinding kahinaan, kung minsan ay nagsusuka. Sa mga malubhang kaso ng pagkalason, posible ang hindi sinasadyang mga kombulsyon, na sinamahan ng karagdagang pagkawala ng kamalayan at pagkawala ng malay. Kung ang pasyente ay hindi kaagad binibigyan ng naaangkop Pangangalaga sa kalusugan, kung gayon ang kamatayan ay posible.
Ang epekto ng carbon dioxide sa katawan ng tao
Ang mga carbon oxide na may acidity +4 ay kabilang sa kategorya ng mga asphyxiating gas. Sa madaling salita, ang carbon dioxide ay hindi nakakalason na sangkap, gayunpaman, ay maaaring makabuluhang makaapekto sa daloy ng oxygen sa katawan. Kapag ang antas ng carbon dioxide ay tumaas sa 3-4%, ang isang tao ay nagiging seryosong mahina at nagsisimulang makaramdam ng antok. Kapag ang antas ay tumaas sa 10%, ang matinding pananakit ng ulo, pagkahilo, pagkawala ng pandinig ay nagsisimulang bumuo, at kung minsan ay nangyayari ang pagkawala ng malay. Kung ang konsentrasyon ng carbon dioxide ay tumaas sa isang antas ng 20%, kung gayon ang kamatayan ay nangyayari mula sa gutom sa oxygen.
Ang paggamot para sa pagkalason sa carbon dioxide ay napaka-simple - bigyan ang biktima ng access sa malinis na hangin, kung kinakailangan, artipisyal na paghinga. Bilang huling paraan, kailangan mong ikonekta ang biktima sa device artipisyal na bentilasyon baga.
Mula sa mga paglalarawan ng mga epekto ng dalawang carbon oxide na ito sa katawan, maaari nating tapusin iyon malaking panganib Para sa mga tao, ito ay carbon monoxide pa rin na may mataas na toxicity at naka-target na epekto sa katawan mula sa loob.
Ang carbon dioxide ay hindi masyadong mapanlinlang at hindi gaanong nakakapinsala sa mga tao, kaya naman aktibong ginagamit ng mga tao ang sangkap na ito kahit na sa industriya ng pagkain.
Ang paggamit ng mga carbon oxide sa industriya at ang epekto nito sa iba't ibang aspeto ng buhay
Ang mga carbon oxide ay may napakalawak na aplikasyon sa iba't ibang larangan ng aktibidad ng tao, at ang kanilang spectrum ay napakayaman. Kaya, ang carbon monoxide ay malawakang ginagamit sa metalurhiya sa proseso ng smelting cast iron. Ang CO ay nakakuha ng malawak na katanyagan bilang isang materyal para sa palamigan na pag-iimbak ng pagkain. Ang oxide na ito ay ginagamit upang iproseso ang karne at isda upang bigyan sila ng sariwang hitsura at hindi baguhin ang lasa. Mahalagang huwag kalimutan ang tungkol sa toxicity ng gas na ito at tandaan na ang pinahihintulutang dosis ay hindi dapat lumampas sa 200 mg bawat 1 kg ng produkto. CO sa Kamakailan lamang Ito ay lalong ginagamit sa industriya ng automotive bilang gasolina para sa mga sasakyang pinapagana ng gas.
Ang carbon dioxide ay hindi nakakalason, kaya ang saklaw ng paggamit nito ay laganap sa industriya ng pagkain, kung saan ginagamit ito bilang isang preservative o pampaalsa. Ginagamit din ang CO 2 sa paggawa ng mineral at carbonated na tubig. Sa solidong anyo nito ("dry ice"), madalas itong ginagamit sa mga freezer upang mapanatili ang patuloy na mababang temperatura sa isang silid o appliance.
Ang mga pamatay ng apoy ng carbon dioxide ay naging napakapopular, ang foam na ganap na naghihiwalay sa apoy mula sa oxygen at pinipigilan ang apoy na sumiklab. Alinsunod dito, ang isa pang lugar ng aplikasyon ay Kaligtasan sa sunog. Ang mga cylinder sa mga air pistol ay sinisingil din ng carbon dioxide. At siyempre, halos bawat isa sa atin ay nabasa kung ano ang binubuo ng isang air freshener sa silid. Oo, isa sa mga bahagi ay carbon dioxide.
Tulad ng nakikita natin, dahil sa kaunting toxicity nito, ang carbon dioxide ay higit na karaniwan sa Araw-araw na buhay tao, habang ang carbon monoxide ay nakahanap ng aplikasyon sa mabigat na industriya.
Mayroong iba pang mga carbon compound na may oxygen, sa kabutihang palad ang formula ng carbon at oxygen ay nagpapahintulot sa paggamit iba't ibang mga pagpipilian mga koneksyon sa iba't ibang dami mga atomo ng carbon at oxygen. Ang isang bilang ng mga oxide ay maaaring mag-iba mula sa C 2 O 2 hanggang C 32 O 8. At para ilarawan ang bawat isa sa kanila, aabutin ito ng higit sa isang pahina.
Mga carbon oxide sa kalikasan
Ang parehong mga uri ng carbon oxide na isinasaalang-alang dito ay naroroon sa isang paraan o iba pa natural na mundo. Kaya, ang carbon monoxide ay maaaring isang produkto ng pagkasunog ng kagubatan o resulta ng aktibidad ng tao (mga maubos na gas at mapanganib na basura mula sa mga pang-industriyang negosyo).
Ang carbon dioxide, na alam na natin, ay bahagi rin ng kumplikadong komposisyon ng hangin. Ang nilalaman nito ay humigit-kumulang 0.03% ng kabuuang dami. Kapag tumaas ang tagapagpahiwatig na ito, lumitaw ang tinatawag na "greenhouse effect", na labis na kinatatakutan ng mga modernong siyentipiko.
Ang carbon dioxide ay inilalabas ng mga hayop at tao sa pamamagitan ng pagbuga. Ito ang pangunahing pinagmumulan ng naturang elemento bilang carbon, na kapaki-pakinabang para sa mga halaman, kaya naman maraming mga siyentipiko ang nagpapaputok sa lahat ng mga cylinder, na itinuturo ang hindi katanggap-tanggap ng malakihang deforestation. Kung ang mga halaman ay huminto sa pagsipsip ng carbon dioxide, kung gayon ang porsyento ng nilalaman nito sa hangin ay maaaring tumaas sa mga kritikal na antas para sa buhay ng tao.
Tila, nakalimutan ng maraming nasa kapangyarihan ang materyal ng aklat-aralin na kanilang tinalakay noong pagkabata " pangkalahatang kimika. ika-8 baitang”, kung hindi ay mabibigyang-pansin ang isyu ng deforestation sa maraming bahagi ng mundo. Ito, sa pamamagitan ng paraan, ay nalalapat din sa problema ng carbon monoxide sa kapaligiran. Ang dami ng dumi ng tao at ang porsyento ng mga emisyon ng hindi pangkaraniwang nakakalason na materyal na ito kapaligiran lumalaki araw-araw. At hindi isang katotohanan na ang kapalaran ng mundo na inilarawan sa kahanga-hangang cartoon na "Wally" ay hindi mauulit, kapag ang sangkatauhan ay kailangang umalis sa Earth, na nadumhan sa mga pundasyon nito, at pumunta sa iba pang mga mundo upang maghanap ng isang mas mahusay. buhay.
Mga compound ng carbon. Carbon monoxide (II)- Ang carbon monoxide ay isang walang amoy at walang kulay na tambalan, nasusunog na may mala-bughaw na apoy, mas magaan kaysa hangin at hindi gaanong natutunaw sa tubig.
CO- isang non-salt-forming oxide, ngunit kapag nagpapasa ng alkali sa matunaw sa mataas na presyon, ito ay bumubuo ng asin ng formic acid:
CO +KOH = HCOOK
kaya lang CO madalas na itinuturing na formic acid anhydride:
HCOOH = CO + H 2 O,
Ang reaksyon ay nangyayari sa ilalim ng pagkilos ng puro sulfuric acid.
Istraktura ng carbon monoxide (II).
Katayuan ng oksihenasyon +2. Mukhang ganito ang koneksyon:
Ang arrow ay nagpapakita ng karagdagang bono, na nabuo ng mekanismo ng donor-acceptor dahil sa nag-iisang pares ng mga electron ng oxygen atom. Dahil dito, ang bono sa oksido ay napakalakas, kaya ang oksido ay maaaring pumasok sa mga reaksyon ng pagbabawas ng oksihenasyon lamang sa mataas na temperatura.
Paghahanda ng carbon monoxide (II).
1. Nakukuha ito sa panahon ng reaksyon ng oksihenasyon ng mga simpleng sangkap:
2 C + O 2 = 2 CO,
C + CO 2 = 2 CO,
2. Sa paggaling CO carbon mismo o mga metal. Ang reaksyon ay nangyayari kapag pinainit:
Mga kemikal na katangian ng carbon monoxide (II).
1. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang carbon monoxide ay hindi nakikipag-ugnayan sa mga acid o base.
2. Sa atmospheric oxygen, ang carbon monoxide ay nasusunog na may mala-bughaw na apoy:
2CO + O 2 = 2CO 2,
3. Sa temperatura, binabawasan ng carbon monoxide ang mga metal mula sa mga oxide:
FeO + CO = Fe + CO 2,
4. Kapag ang carbon monoxide ay tumutugon sa chlorine, isang nakakalason na gas ang nabuo - phosgene. Ang reaksyon ay nangyayari sa pag-iilaw:
CO + Cl 2 = COCl 2,
5. Ang carbon monoxide ay tumutugon sa tubig:
CO +H 2 O = CO 2 + H 2,
Ang reaksyon ay nababaligtad.
6. Kapag pinainit, ang carbon monoxide ay bumubuo ng methyl alcohol:
CO + 2H 2 = CH 3 OH,
7. Nabubuo ang carbon monoxide gamit ang mga metal mga carbonyl(volatile compounds).
Mga katangiang pisikal.
Ang carbon monoxide ay isang walang kulay at walang amoy na gas na bahagyang natutunaw sa tubig.
t pl. 205 °C,
t kip. 191 °C
kritikal na temperatura =140°C
kritikal na presyon = 35 atm.
Ang solubility ng CO sa tubig ay humigit-kumulang 1:40 sa dami.
Mga katangian ng kemikal.
Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang CO ay hindi gumagalaw; kapag pinainit - isang pagbabawas ng ahente; non-salt-forming oxide.
1) na may oxygen
2C +2 O + O 2 = 2C +4 O 2
2) na may mga metal oxide
C +2 O + CuO = Cu + C +4 O 2
3) na may chlorine (sa liwanag)
CO + Cl 2 --hn-> COCl 2 (phosgene)
4) tumutugon sa pagkatunaw ng alkali (sa ilalim ng presyon)
CO + NaOH = HCOONa (sodium formic acid (sodium formate))
5) bumubuo ng mga carbonyl na may mga metal na transisyon
Ni + 4CO =t°= Ni(CO) 4
Fe + 5CO =t°= Fe(CO) 5
Ang carbon monoxide ay hindi tumutugon ng kemikal sa tubig. Hindi rin tumutugon ang CO sa alkalis at acids. Ito ay lubhang nakakalason.
Mula sa panig ng kemikal, ang carbon monoxide ay pangunahing nailalarawan sa pamamagitan ng pagkahilig nito na sumailalim sa mga reaksyon ng karagdagan at ang mga katangian ng pagbabawas nito. Gayunpaman, ang parehong mga tendensiyang ito ay karaniwang lumilitaw lamang kapag mataas na temperatura. Sa ilalim ng mga kondisyong ito, ang CO ay pinagsama sa oxygen, chlorine, sulfur, ilang mga metal, atbp. Kasabay nito, ang carbon monoxide, kapag pinainit, ay binabawasan ang maraming mga oxide sa mga metal, na napakahalaga para sa metalurhiya. Kasabay ng pag-init, ang pagtaas ng aktibidad ng kemikal ng CO ay kadalasang sanhi ng pagkalusaw nito. Kaya, sa solusyon ito ay may kakayahang bawasan ang mga asing-gamot ng Au, Pt at ilang iba pang mga elemento sa libreng mga metal na nasa ordinaryong temperatura.
Sa mataas na temperatura at mataas na presyon mayroong pakikipag-ugnayan ng CO sa tubig at caustic alkalis: sa unang kaso, nabuo ang HCOOH, at sa pangalawa, sodium formic acid. Huling reaksyon dumadaloy sa 120 °C, presyon 5 atm at nakakahanap ng teknikal na paggamit.
Ang pagbawas ng palladium chloride sa solusyon ay madali ayon sa pangkalahatang pamamaraan:
PdCl 2 + H 2 O + CO = CO 2 + 2 HCl + Pd
nagsisilbing pinakakaraniwang ginagamit na reaksyon para sa pagtuklas ng carbon monoxide sa pinaghalong mga gas. Kahit na napakaliit na halaga ng CO ay madaling matukoy ng bahagyang pagkulay ng solusyon dahil sa paglabas ng pinong durog na metal na palladium. Ang dami ng pagpapasiya ng CO ay batay sa reaksyon:
5 CO + I 2 O 5 = 5 CO 2 + I 2.
Ang oksihenasyon ng CO sa solusyon ay madalas na nangyayari sa isang kapansin-pansing rate lamang sa pagkakaroon ng isang katalista. Kapag pinipili ang huli, ang pangunahing papel ay nilalaro ng likas na katangian ng ahente ng oxidizing. Kaya, ang KMnO 4 ay nag-oxidize ng CO nang pinakamabilis sa pagkakaroon ng pinong durog na pilak, K 2 Cr 2 O 7 - sa pagkakaroon ng mga mercury salt, KClO 3 - sa pagkakaroon ng OsO 4. Sa pangkalahatan, sa pagbabawas ng mga katangian nito, ang CO ay katulad ng molecular hydrogen, at ang aktibidad nito sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay mas mataas kaysa sa huli. Kapansin-pansin, may mga bakterya na, sa pamamagitan ng oksihenasyon ng CO, ay nakakakuha ng enerhiya na kailangan nila para sa buhay.
Ang paghahambing na aktibidad ng CO at H2 bilang mga ahente ng pagbabawas ay maaaring masuri sa pamamagitan ng pag-aaral ng nababaligtad na reaksyon:
H 2 O + CO = CO 2 + H 2 + 42 kJ,
ang estado ng balanse kung saan sa mataas na temperatura ay naitatag nang mabilis (lalo na sa pagkakaroon ng Fe 2 O 3). Sa 830 °C, ang equilibrium mixture ay naglalaman ng pantay na halaga ng CO at H 2, ibig sabihin, ang affinity ng parehong mga gas para sa oxygen ay pareho. Sa ibaba ng 830 °C, ang mas malakas na ahente ng pagbabawas ay CO, sa itaas - H2.
Ang pagbubuklod ng isa sa mga produkto ng reaksyon na tinalakay sa itaas, alinsunod sa batas ng mass action, ay nagbabago sa ekwilibriyo nito. Samakatuwid, sa pamamagitan ng pagpasa ng isang halo ng carbon monoxide at singaw ng tubig sa calcium oxide, ang hydrogen ay maaaring makuha ayon sa pamamaraan:
H 2 O + CO + CaO = CaCO 3 + H 2 + 217 kJ.
Ang reaksyong ito ay nangyayari na sa 500 °C.
Sa hangin, ang CO ay nagniningas sa humigit-kumulang 700 °C at nasusunog na may asul na apoy hanggang CO 2:
2 CO + O 2 = 2 CO 2 + 564 kJ.
Ang makabuluhang pagpapalabas ng init na kasama ng reaksyong ito ay gumagawa ng carbon monoxide na isang mahalagang gas na panggatong. Gayunpaman, ito ay pinaka-malawak na ginagamit bilang panimulang produkto para sa synthesis ng iba't ibang mga organikong sangkap.
Ang pagkasunog ng makapal na mga layer ng karbon sa mga hurno ay nangyayari sa tatlong yugto:
1) C + O 2 = CO 2; 2) CO 2 + C = 2 CO; 3) 2 CO + O 2 = 2 CO 2.
Kung ang tubo ay sarado nang maaga, ang kakulangan ng oxygen ay nalikha sa hurno, na maaaring maging sanhi ng pagkalat ng CO sa buong pinainit na silid at humantong sa pagkalason (fumes). Dapat pansinin na ang amoy ng "carbon monoxide" ay hindi sanhi ng CO, ngunit sa pamamagitan ng mga impurities ng ilang mga organikong sangkap.
Ang apoy ng CO ay maaaring magkaroon ng temperatura na hanggang 2100 °C. Ang reaksyon ng pagkasunog ng CO ay kagiliw-giliw na kapag pinainit sa 700-1000 °C, nagpapatuloy ito sa isang kapansin-pansing bilis lamang sa pagkakaroon ng mga bakas ng singaw ng tubig o iba pang mga gas na naglalaman ng hydrogen (NH 3, H 2 S, atbp.). Ito ay dahil character ng chain ang reaksyon na isinasaalang-alang, na nangyayari sa pamamagitan ng intermediate formation ng OH radicals ayon sa mga sumusunod na scheme:
H + O 2 = HO + O, pagkatapos ay O + CO = CO 2, HO + CO = CO 2 + H, atbp.
Sa napakataas na temperatura, ang reaksyon ng pagkasunog ng CO ay nagiging kapansin-pansing mababaligtad. Ang nilalaman ng CO 2 sa isang pinaghalong equilibrium (sa ilalim ng presyon na 1 atm) sa itaas ng 4000 °C ay maaari lamang maging maliit. Ang CO molekula mismo ay napaka-thermal na matatag na hindi ito nabubulok kahit na sa 6000 °C. Ang mga molekula ng CO ay natuklasan sa interstellar medium. Kapag ang CO ay kumikilos sa metal K sa 80 °C, isang walang kulay na mala-kristal, mataas na paputok na tambalan ng komposisyon na K 6 C 6 O 6 ay nabuo. Sa pag-aalis ng potasa, ang sangkap na ito ay madaling nagiging carbon monoxide C 6 O 6 ("triquinone"), na maaaring ituring bilang isang produkto ng CO polymerization. Ang istraktura nito ay tumutugma sa isang anim na miyembro na singsing na nabuo ng mga atomo ng carbon, na ang bawat isa ay konektado sa pamamagitan ng isang dobleng bono sa mga atomo ng oxygen.
Pakikipag-ugnayan ng CO sa asupre ayon sa reaksyon:
CO + S = COS + 29 kJ
Mabilis lamang itong napupunta sa mataas na temperatura. Ang nagreresultang carbon thioxide (O=C=S) ay isang walang kulay at walang amoy na gas (mp -139, bp -50 °C). Ang carbon (II) monoxide ay may kakayahang direktang pagsamahin sa ilang mga metal. Bilang resulta, nabuo ang mga metal na carbonyl, na dapat isaalang-alang bilang mga kumplikadong compound.
Ang carbon(II) monoxide ay bumubuo rin ng mga kumplikadong compound na may ilang mga asin. Ang ilan sa mga ito (OsCl 2 ·3CO, PtCl 2 ·CO, atbp.) ay matatag lamang sa solusyon. Ang pagbuo ng huli na sangkap ay nauugnay sa pagsipsip ng carbon monoxide (II) ng isang solusyon ng CuCl sa malakas na HCl. Ang mga katulad na compound ay tila nabuo sa isang ammonia solution ng CuCl, na kadalasang ginagamit upang sumipsip ng CO sa pagsusuri ng mga gas.
Resibo.
Ang carbon monoxide ay nabuo kapag ang carbon ay nasusunog sa kawalan ng oxygen. Kadalasan ito ay nakuha bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan ng carbon dioxide sa mainit na karbon:
CO 2 + C + 171 kJ = 2 CO.
Ang reaksyong ito ay nababaligtad, at ang ekwilibriyo nito sa ibaba 400 °C ay halos ganap na inilipat sa kaliwa, at sa itaas ng 1000 °C - sa kanan (Larawan 7). Gayunpaman, ito ay itinatag na may kapansin-pansing bilis lamang sa mataas na temperatura. Samakatuwid, sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang CO ay medyo matatag.
kanin. 7. Equilibrium CO 2 + C = 2 CO.
Ang pagbuo ng CO mula sa mga elemento ay sumusunod sa equation:
2 C + O 2 = 2 CO + 222 kJ.
Ito ay maginhawa upang makakuha ng maliit na halaga ng CO sa pamamagitan ng agnas ng formic acid: HCOOH = H 2 O + CO
Ang reaksyong ito ay madaling nangyayari kapag ang HCOOH ay tumutugon sa mainit, malakas na sulfuric acid. Sa pagsasagawa, ang paghahanda na ito ay isinasagawa alinman sa pamamagitan ng pagkilos ng conc. sulfuric acid sa likidong HCOOH (kapag pinainit), o sa pamamagitan ng pagpasa ng mga singaw ng huli sa phosphorus hemipentaoxide. Ang pakikipag-ugnayan ng HCOOH sa chlorosulfonic acid ayon sa scheme:
HCOOH + CISO 3 H = H 2 SO 4 + HCI + CO
Gumagana na ito sa normal na temperatura.
Ang isang maginhawang paraan para sa paggawa ng laboratoryo ng CO ay maaaring pag-init gamit ang conc. sulfuric acid, oxalic acid o potassium iron sulfide. Sa unang kaso, ang reaksyon ay nagpapatuloy ayon sa sumusunod na pamamaraan: H 2 C 2 O 4 = CO + CO 2 + H 2 O.
Kasama ng CO, ang carbon dioxide ay inilabas din, na maaaring mapanatili sa pamamagitan ng pagpasa sa pinaghalong gas sa pamamagitan ng solusyon ng barium hydroxide. Sa pangalawang kaso, ang tanging gas na produkto ay carbon monoxide:
K 4 + 6 H 2 SO 4 + 6 H 2 O = 2 K 2 SO 4 + FeSO 4 + 3 (NH 4) 2 SO 4 + 6 CO.
Ang malalaking dami ng CO ay maaaring makuha sa pamamagitan ng hindi kumpletong pagkasunog ng karbon sa mga espesyal na hurno - mga generator ng gas. Ang conventional (“air”) generator gas ay naglalaman sa average (volume %): CO-25, N2-70, CO 2 -4 at maliliit na impurities ng iba pang mga gas. Kapag sinunog, ito ay gumagawa ng 3300-4200 kJ bawat m3. Ang pagpapalit ng ordinaryong hangin ng oxygen ay humahantong sa isang makabuluhang pagtaas sa nilalaman ng CO (at isang pagtaas sa calorific value ng gas).
Mas maraming CO ang nasa tubig gas, na binubuo (sa isang perpektong kaso) ng isang pinaghalong pantay na volume ng CO at H 2 at gumagawa ng 11,700 kJ/m 3 sa pagkasunog. Ang gas na ito ay nakukuha sa pamamagitan ng pag-ihip ng singaw ng tubig sa isang layer ng mainit na karbon, at sa humigit-kumulang 1000 °C ang pakikipag-ugnayan ay nagaganap ayon sa equation:
H 2 O + C + 130 kJ = CO + H 2.
Ang reaksyon ng pagbuo ng gas ng tubig ay nangyayari sa pagsipsip ng init, ang karbon ay unti-unting lumalamig at upang mapanatili ito sa isang mainit na estado, kinakailangan na kahalili ang pagpasa ng singaw ng tubig sa pagpasa ng hangin (o oxygen) sa gas generator. Kaugnay nito, ang water gas ay naglalaman ng humigit-kumulang CO-44, H 2 -45, CO 2 -5 at N 2 -6%. Ito ay malawakang ginagamit para sa synthesis ng iba't ibang mga organic compound.
Madalas na nakukuha ang halo-halong gas. Ang proseso ng pagkuha nito ay kumukulo sa sabay-sabay na pag-ihip ng hangin at singaw ng tubig sa pamamagitan ng isang layer ng mainit na karbon, i.e. isang kumbinasyon ng parehong mga pamamaraan na inilarawan sa itaas - Samakatuwid, ang komposisyon ng halo-halong gas ay intermediate sa pagitan ng generator at tubig. Sa karaniwan ay naglalaman ito ng: CO-30, H 2 -15, CO 2 -5 at N 2 -50%. Ang isang cubic meter nito ay gumagawa ng humigit-kumulang 5400 kJ kapag sinunog.