CARBON OXIDE (CARBON MONOXIDE). Carbon(II) oxide (carbon monoxide) CO, hindi bumubuo ng asin na carbon monoxide. Nangangahulugan ito na walang acid na naaayon sa oksido na ito. Ang carbon monoxide (II) ay isang walang kulay at walang amoy na gas na natutunaw kapag presyon ng atmospera sa temperatura na –191.5o C at nagpapatigas sa –205o C. Ang molekula ng CO ay katulad ng istraktura sa molekula ng N2: parehong naglalaman ng pantay na bilang ng mga electron (ang mga naturang molekula ay tinatawag na isoelectronic), ang mga atomo sa kanila ay konektado sa pamamagitan ng isang triple bond (dalawang bono sa molekula ng CO ay nabuo dahil sa 2p electron ng carbon at oxygen atoms, at ang pangatlo - ayon sa mekanismo ng donor-acceptor na may partisipasyon ng isang solong pares ng electron ng oxygen at isang libreng 2p orbital ng carbon) . Bilang resulta, ang mga pisikal na katangian ng CO at N2 (mga punto ng pagkatunaw at kumukulo, solubility sa tubig, atbp.) ay halos magkapareho.
Ang carbon monoxide (II) ay nabuo sa panahon ng pagkasunog ng mga compound na naglalaman ng carbon na may hindi sapat na access sa oxygen, pati na rin kapag ang mainit na karbon ay nakipag-ugnay sa produkto ng kumpletong pagkasunog - carbon dioxide: C + CO2 → 2CO. Sa laboratoryo, ang CO ay nakukuha sa pamamagitan ng dehydration ng formic acid sa pamamagitan ng pagkilos ng concentrated sulfuric acid sa likidong formic acid kapag pinainit, o sa pamamagitan ng pagpasa ng formic acid vapor sa P2O5: HCOOH → CO + H2O. Ang CO ay nakukuha sa pamamagitan ng agnas ng oxalic acid: H2C2O4 → CO + CO2 + H2O. Ang CO ay madaling mahihiwalay sa iba pang mga gas sa pamamagitan ng pagpasa nito sa isang alkali solution.
Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang CO, tulad ng nitrogen, ay medyo hindi gumagalaw sa kemikal. Kapag lang mataas na temperatura ang ugali ng CO na sumailalim sa oksihenasyon, karagdagan at pagbabawas ng mga reaksyon ay ipinahayag. Kaya, sa mataas na temperatura ito ay tumutugon sa alkalis: CO + NaOH → HCOONa, CO + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2. Ang mga reaksyong ito ay ginagamit upang alisin ang CO sa mga gas na pang-industriya.
Ang carbon monoxide (II) ay isang mataas na calorie na gasolina: ang pagkasunog ay sinamahan ng pagpapalabas ng malaking halaga ng init (283 kJ bawat 1 mole ng CO). Ang mga halo ng CO na may hangin ay sumasabog kapag ang nilalaman nito ay mula 12 hanggang 74%; Sa kabutihang palad, sa pagsasagawa ng mga naturang mixtures ay napakabihirang. Sa industriya, upang makakuha ng CO, ang gasification ng solid fuel ay isinasagawa. Halimbawa, ang pag-ihip ng singaw ng tubig sa isang layer ng coal na pinainit hanggang 1000oC ay humahantong sa pagbuo ng water gas: C + H2O → CO + H2, na may napakataas na calorific value. Gayunpaman, ang pagkasunog ay malayo sa pinaka kumikitang paggamit ng gas ng tubig. Mula dito, halimbawa, posible na makakuha (sa pagkakaroon ng iba't ibang mga katalista sa ilalim ng presyon) isang halo ng solid, likido at gas na hydrocarbons - isang mahalagang hilaw na materyal para sa industriya ng kemikal (reaksyon ng Fischer-Tropsch). Mula sa parehong timpla, pinayaman ito ng hydrogen at gamit ang mga kinakailangang catalyst, maaari kang makakuha ng mga alkohol, aldehydes, at mga acid. Ang partikular na kahalagahan ay ang synthesis ng methanol: CO + 2H2 → CH3OH - ang pinakamahalagang hilaw na materyal para sa organikong synthesis Samakatuwid, ang reaksyong ito ay isinasagawa sa industriya sa isang malaking sukat.
Ang mga reaksyon kung saan ang CO ay isang reducing agent ay maaaring ipakita sa pamamagitan ng halimbawa ng pagbabawas ng bakal mula sa ore sa panahon ng proseso ng blast furnace: Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2. Ang pagbabawas ng mga metal oxide na may carbon(II) oxide ay may pinakamahalaga sa mga prosesong metalurhiko.
Ang mga molekula ng CO ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga reaksyon ng karagdagan sa mga metal na paglipat at ang kanilang mga compound sa pagbuo ng mga kumplikadong compound - carbonyls. Kabilang sa mga halimbawa ang likido o solidong metal na carbonyl na Fe(CO)4, Fe(CO)5, Fe2(CO)9, Ni(CO)4, Cr(CO)6, atbp. Ito ay napakalason na mga sangkap na, kapag pinainit, nabubulok muli sa metal at CO. Sa ganitong paraan maaari kang makakuha ng mga pulbos na metal na may mataas na kadalisayan. Minsan ang mga metal na "smudges" ay makikita sa burner ng isang gas stove; ito ay bunga ng pagbuo at pagkabulok ng iron carbonyl. Sa kasalukuyan, libu-libong iba't ibang mga metal na carbonyl ang na-synthesize, na naglalaman, bilang karagdagan sa CO, mga inorganic at organic na ligand, halimbawa, PtCl2(CO), K3, Cr(C6H5Cl)(CO)3.
Ang CO ay nailalarawan din sa pamamagitan ng isang reaksyon ng compound na may chlorine, na sa liwanag ay nangyayari na sa temperatura ng silid na may pagbuo ng eksklusibong nakakalason na phosgene: CO + Cl2 → COCl2. Ang reaksyong ito ay isang chain reaction, ito ay sumusunod sa isang radikal na mekanismo na may partisipasyon ng chlorine atoms at free radicals COCl. Sa kabila ng toxicity nito, malawakang ginagamit ang phosgene para sa synthesis ng maraming mga organic compound.
Ang carbon monoxide (II) ay isang malakas na lason, dahil ito ay bumubuo ng mga malalakas na complex na may metal-containing biologically active molecules; sa kasong ito ito ay nilabag paghinga ng tissue. Lalo na apektado ang mga selula ng central nervous system. Ang pagbubuklod ng CO sa Fe(II) na mga atomo sa hemoglobin ng dugo ay pumipigil sa pagbuo ng oxyhemogloblin, na nagdadala ng oxygen mula sa mga baga patungo sa mga tisyu. Kahit na ang hangin ay naglalaman ng 0.1% CO, inilipat ng gas na ito ang kalahati ng oxygen mula sa oxyhemoglobin. Sa pagkakaroon ng CO, ang kamatayan mula sa asphyxiation ay maaaring mangyari kahit na sa pagkakaroon ng malaking halaga ng oxygen. Samakatuwid, ang CO ay tinatawag na carbon monoxide. Sa isang "nababalisa" na tao, ang utak at sistema ng nerbiyos ay pangunahing apektado. Para sa kaligtasan, kailangan mo muna ng malinis na hangin na hindi naglalaman ng CO (o, mas mabuti pa, purong oxygen), habang ang CO na nakagapos sa hemoglobin ay unti-unting pinapalitan ng mga molekulang O2 at nawawala ang suffocation. Ang maximum na pinapayagang average na pang-araw-araw na konsentrasyon ng CO sa atmospheric air ay 3 mg / m3 (mga 3.10-5%), sa hangin ng lugar ng trabaho - 20 mg / m3.
Karaniwan, ang nilalaman ng CO sa atmospera ay hindi lalampas sa 10-5%. Ang gas na ito ay pumapasok sa hangin bilang bahagi ng mga gas ng bulkan at swamp, na may mga pagtatago ng plankton at iba pang mga mikroorganismo. Kaya, 220 milyong tonelada ng CO ang inilalabas sa atmospera taun-taon mula sa mga layer sa ibabaw ng karagatan. Mataas ang konsentrasyon ng CO sa mga minahan ng karbon. Maraming carbon monoxide ang nalilikha sa panahon ng sunog sa kagubatan. Ang pagtunaw ng bawat milyong tonelada ng bakal ay sinamahan ng pagbuo ng 300–400 tonelada ng CO. Sa kabuuan, ang technogenic release ng CO sa hangin ay umabot sa 600 milyong tonelada bawat taon, higit sa kalahati nito ay nagmumula sa mga sasakyang de-motor. Kung ang carburetor ay hindi naayos, ang mga maubos na gas ay maaaring maglaman ng hanggang 12% CO! Samakatuwid, ang karamihan sa mga bansa ay nagpakilala ng mga mahigpit na pamantayan para sa nilalaman ng CO sa tambutso ng kotse.
Ang pagbuo ng CO ay palaging nangyayari sa panahon ng pagkasunog ng mga carbon-containing compound, kabilang ang kahoy, na may hindi sapat na access sa oxygen, gayundin kapag ang mainit na karbon ay nakipag-ugnayan sa carbon dioxide: C + CO2 → 2CO. Ang ganitong mga proseso ay nangyayari rin sa mga hurno ng nayon. Samakatuwid, ang maagang pagsasara ng tsimenea ng kalan upang makatipid ng init ay kadalasang humahantong sa pagkalason sa carbon monoxide. Hindi dapat isipin na ang mga naninirahan sa lungsod na hindi nagpapainit ng kanilang mga kalan ay nakaseguro laban sa pagkalason sa CO; Halimbawa, madali para sa kanila na malason sa isang garahe na hindi maganda ang bentilasyon kung saan nakaparada ang isang kotse habang umaandar ang makina. Ang CO ay matatagpuan din sa mga produktong natural na gas combustion sa kusina. Maraming aksidente sa aviation sa nakaraan ay sanhi ng pagkasira ng makina o hindi magandang pagsasaayos, na nagpapahintulot sa CO na makapasok sa sabungan at lason ang mga tripulante. Ang panganib ay pinalubha ng katotohanan na ang CO ay hindi matukoy sa pamamagitan ng amoy; sa bagay na ito, ang carbon monoxide ay mas mapanganib kaysa sa chlorine!
Ang carbon monoxide (II) ay halos hindi na-sorbed ng aktibong carbon at samakatuwid ang isang ordinaryong gas mask ay hindi nagpoprotekta laban sa gas na ito; Upang masipsip ito, kinakailangan ang karagdagang cartridge ng hopcalite na naglalaman ng isang katalista na "nagpapa-burn" ng CO sa CO2 sa tulong ng atmospheric oxygen. Parami nang parami ang mga pampasaherong sasakyan na ngayon ay nilagyan ng mga afterburning catalyst, sa kabila ng mataas na halaga ng mga catalyst na ito batay sa mga platinum na metal.
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 ng chemical compound na ito 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 Ang isa sa pinakasimple ay ang pagpasa ng 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 na pisikal na katangian - ito ay isang walang kulay na gas na walang binibigkas na 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
Ang mga pangunahing reaksiyong kemikal kung saan maaaring gamitin ang mga carbon oxide (2) ay ang mga reaksiyong redox at mga reaksyon sa karagdagan. 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. Carbon monoxide nasusunog na may maasul 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 may kemikal na formula na CO 2 . Ang istraktura ng molekula ay bahagyang naiiba mula sa CO. Sa pagbuo na ito, ang carbon ay may estado ng oksihenasyon 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 normal na 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
Sa mga tuntunin ng mga kemikal na katangian nito, 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, nabuo ang 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. Ang ilang mga aktibong metal lamang, tulad ng lithium, potassium, at sodium, ang maaaring mag-activate ng prosesong ito.
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 kinain, ay seryosong nakakaapekto sa dugo, nervous system ng katawan at mga 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 nabigyan ng naaangkop na pangangalagang medikal sa isang napapanahong paraan, posible ang kamatayan.
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 napakasimple - bigyan ang biktima ng access sa malinis na hangin at, kung kinakailangan, magsagawa ng 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 ng 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 nagbibigay-daan sa paggamit ng iba't ibang variant ng mga compound na may iba't ibang bilang ng carbon at oxygen atoms. 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 tinalakay dito ay naroroon sa natural na mundo sa isang paraan o iba pa. 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 tao sa kapangyarihan ang materyal na kanilang tinalakay sa aklat-aralin na "General Chemistry. 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 carbon oxide
Sa mga nagdaang taon, ang kagustuhan ay ibinibigay sa pag-aaral na nakatuon sa personalidad sa pedagogical science. Ang pagbuo ng mga indibidwal na katangian ng pagkatao ay nangyayari sa proseso ng aktibidad: pag-aaral, paglalaro, trabaho. kaya lang mahalagang salik Ang pagtuturo ay ang organisasyon ng proseso ng pagkatuto, ang katangian ng ugnayan sa pagitan ng guro at mga mag-aaral at mga mag-aaral sa kanilang mga sarili. Batay sa mga ideyang ito, sinusubukan kong buuin ang proseso ng edukasyon sa isang espesyal na paraan. Kasabay nito, pinipili ng bawat mag-aaral ang kanyang sariling bilis ng pag-aaral ng materyal, ay may pagkakataon na magtrabaho sa isang antas na naa-access sa kanya, sa isang sitwasyon ng tagumpay. Sa aralin, posible na makabisado at mapabuti hindi lamang ang partikular na paksa, kundi pati na rin ang mga pangkalahatang kasanayang pang-edukasyon tulad ng pagtatanghal ng dula. layuning pang-edukasyon, pagpili ng mga paraan at paraan upang makamit ito, pagsubaybay sa iyong mga nagawa, pagwawasto ng mga pagkakamali. Natututo ang mga mag-aaral na magtrabaho kasama ang panitikan, gumawa ng mga tala, diagram, mga guhit, magtrabaho sa isang grupo, sa mga pares, indibidwal, magsagawa ng isang nakabubuo na pagpapalitan ng mga opinyon, lohikal na pangangatwiran at gumawa ng mga konklusyon.
Ang pagsasagawa ng gayong mga aralin ay hindi madali, ngunit kung magtagumpay ka, nakakaramdam ka ng kasiyahan. Nag-aalok ako ng script para sa isa sa aking mga aralin. Ito ay dinaluhan ng mga kasamahan, administrasyon at isang psychologist.
Uri ng aralin. Pag-aaral ng bagong materyal.
Mga layunin. Batay sa pagganyak at pag-update ng mga pangunahing kaalaman at kasanayan ng mga mag-aaral, isaalang-alang ang istruktura, pisikal at kemikal na katangian, paggawa at paggamit ng carbon dioxide at carbon dioxide.
Ang artikulo ay inihanda sa suporta ng website na www.Artifex.Ru. Kung magpasya kang palawakin ang iyong kaalaman sa larangan ng kontemporaryong sining, kung gayon ang pinakamahusay na solusyon ay ang pagbisita sa website na www.Artifex.Ru. Ang ARTIFEX creative almanac ay magbibigay-daan sa iyo na maging pamilyar sa mga gawa ng kontemporaryong sining nang hindi umaalis sa iyong tahanan. Ang mas detalyadong impormasyon ay matatagpuan sa website na www.Artifex.Ru. Hindi pa huli ang lahat upang simulan ang pagpapalawak ng iyong mga abot-tanaw at pakiramdam ng kagandahan.
Kagamitan at reagents."Programmed survey" card, poster diagram, mga device para sa paggawa ng mga gas, baso, test tube, fire extinguisher, posporo; lime water, sodium oxide, chalk, hydrochloric acid, indicator solutions, H 2 SO 4 (conc.), HCOOH, Fe 2 O 3.
Diagram ng poster
"Istruktura ng molekula ng carbon monoxide (carbon monoxide (II)) CO"
SA PANAHON NG MGA KLASE
Ang mga mesa para sa mga mag-aaral sa opisina ay nakaayos sa isang bilog. Ang guro at mga mag-aaral ay may pagkakataon na malayang lumipat sa mga talahanayan ng laboratoryo (1, 2, 3). Sa panahon ng aralin, ang mga bata ay nakaupo sa mga study table (4, 5, 6, 7, ...) sa isa't isa ayon sa ninanais (libreng grupo ng 4 na tao).
Guro. Matalinong salawikain ng Tsino(nakasulat ng maganda sa pisara) nagbabasa:
"Narinig ko - nakalimutan ko,
Nakikita ko - naaalala ko
I do - Naiintindihan ko."
Sumasang-ayon ka ba sa mga konklusyon ng mga pantas na Tsino?
Anong mga kasabihang Ruso ang sumasalamin sa karunungan ng Tsino?
Nagbibigay ang mga bata ng mga halimbawa.
Guro. Sa katunayan, sa pamamagitan lamang ng paglikha maaari kang makakuha ng isang mahalagang produkto: mga bagong sangkap, mga instrumento, makina, pati na rin ang mga hindi nasasalat na halaga - konklusyon, pangkalahatan, konklusyon. Inaanyayahan kita ngayon na makilahok sa isang pag-aaral ng mga katangian ng dalawang sangkap. Ito ay kilala na kapag sumasailalim sa isang teknikal na inspeksyon ng isang kotse, ang driver ay nagbibigay ng isang sertipiko tungkol sa kondisyon ng mga maubos na gas ng kotse. Anong konsentrasyon ng gas ang ipinahiwatig sa sertipiko?
(O t v e t. SO.)
Mag-aaral. Ang gas na ito ay lason. Kapag nasa dugo, nagiging sanhi ito ng pagkalason sa katawan ("nasusunog", kaya ang pangalan ng oxide - carbon monoxide). Ito ay matatagpuan sa mga gas na tambutso ng sasakyan sa mga dami na mapanganib sa buhay.(nagbabasa ng ulat mula sa isang pahayagan tungkol sa isang driver na nakatulog sa isang garahe habang umaandar ang makina at namatay sa kamatayan). Ang antidote para sa pagkalason sa carbon monoxide ay paglanghap. sariwang hangin at purong oxygen. Ang isa pang carbon monoxide ay carbon dioxide.
Guro. Mayroong card na "Programmed Survey" sa iyong mga mesa. Maging pamilyar sa mga nilalaman nito at, sa isang blangkong papel, markahan ang mga bilang ng mga gawaing iyon kung saan alam mo ang mga sagot batay sa iyong karanasan sa buhay. Sa tapat ng bilang ng task-statement, isulat ang formula ng carbon monoxide kung saan nauugnay ang pahayag na ito.
Ang mga consultant ng mag-aaral (2 tao) ay kumukuha ng mga sagutang papel at, batay sa mga resulta ng mga sagot, bumuo ng mga bagong grupo para sa kasunod na gawain.
Naka-program na survey "Mga carbon oxide"
1. Ang molekula ng oxide na ito ay binubuo ng isang carbon atom at isang oxygen atom.
2. Ang bono sa pagitan ng mga atomo sa isang molekula ay polar covalent.
3. Isang gas na halos hindi matutunaw sa tubig.
4. Ang molekula ng oxide na ito ay naglalaman ng isang carbon atom at dalawang oxygen atoms.
5. Wala itong amoy o kulay.
6. Gas na natutunaw sa tubig.
7. Hindi natutunaw kahit na sa -190 °C ( t kip = –191.5 °C).
8. Acidic oxide.
9. Ito ay madaling i-compress, sa 20 °C sa ilalim ng presyon ng 58.5 atm ito ay nagiging likido at tumigas sa "dry ice".
10. Hindi lason.
11. Hindi nakakabuo ng asin.
12. Nasusunog
13. Nakikipag-ugnayan sa tubig.
14. Nakikipag-ugnayan sa mga pangunahing oxide.
15. Tumutugon sa mga metal oxide, binabawasan ang mga libreng metal mula sa kanila.
16. Nakukuha sa pamamagitan ng pagtugon sa mga acid na may mga carbonic acid salts.
17. ako.
18. Nakikipag-ugnayan sa alkalis.
19. Ang pinagmumulan ng carbon na hinihigop ng mga halaman sa mga greenhouse at greenhouse ay humahantong sa pagtaas ng ani.
20. Ginagamit para sa carbonating tubig at inumin.
Guro. Suriin muli ang nilalaman ng card. Pangkatin ang impormasyon sa 4 na bloke:
istraktura,
pisikal na katangian,
Mga katangian ng kemikal,
tumatanggap.
Binibigyan ng guro ng pagkakataon ang bawat grupo ng mga mag-aaral na magsalita at ibuod ang mga presentasyon. Tapos mga estudyante iba't ibang grupo piliin ang iyong plano sa trabaho - ang pagkakasunud-sunod ng pag-aaral ng mga oxide. Para sa layuning ito, binibilang nila ang mga bloke ng impormasyon at binibigyang-katwiran ang kanilang pinili. Ang pagkakasunud-sunod ng pag-aaral ay maaaring tulad ng nakasulat sa itaas, o sa anumang iba pang kumbinasyon ng apat na bloke na minarkahan.
Iginuhit ng guro ang atensyon ng mga mag-aaral sa mga pangunahing punto ng paksa. Dahil ang mga carbon oxide ay mga gas na sangkap, dapat silang hawakan nang may pag-iingat (mga tagubilin sa kaligtasan). Inaprubahan ng guro ang plano para sa bawat grupo at magtatalaga ng mga consultant (mga mag-aaral na nauna nang inihanda).
Mga eksperimento sa pagpapakita
1. Pagbuhos ng carbon dioxide mula sa salamin patungo sa salamin.
2. Pagpatay ng mga kandila sa isang baso habang naipon ang CO 2.
3. Maglagay ng ilang maliliit na piraso ng tuyong yelo sa isang basong tubig. Kukulo ang tubig at bumubuhos dito ang makapal na puting usok.
Ang CO 2 gas ay natunaw na sa temperatura ng silid sa ilalim ng presyon na 6 MPa. Sa isang likidong estado, ito ay nakaimbak at dinadala sa mga silindro ng bakal. Kung bubuksan mo ang balbula ng tulad ng isang silindro, ang likidong CO 2 ay magsisimulang sumingaw, dahil sa kung saan ang malakas na paglamig ay nangyayari at ang bahagi ng gas ay nagiging isang snow-like mass - "dry ice", na pinindot at ginagamit upang mag-imbak. sorbetes.
4. Pagpapakita ng isang chemical foam fire extinguisher (CFO) at paliwanag ng prinsipyo ng operasyon nito gamit ang isang modelo - isang test tube na may stopper at isang gas outlet tube.
Impormasyon sa istraktura sa talahanayan No. 1 (mga instruction card 1 at 2, istraktura ng CO at CO 2 molecules).
Impormasyon tungkol sa pisikal na katangian – sa talahanayan Blg. 2 (paggawa gamit ang aklat-aralin – Gabrielyan O.S. Chemistry-9. M.: Bustard, 2002, p. 134–135).
Data tungkol sa paghahanda at mga katangian ng kemikal– sa mga talahanayan Blg. 3 at 4 (mga kard ng pagtuturo 3 at 4, mga tagubilin para sa praktikal na gawain, pp. 149–150 ng aklat-aralin).
Praktikal na trabaho Maglagay ng ilang piraso ng chalk o marble sa isang test tube at magdagdag ng kaunting dilute hydrochloric acid. Mabilis na isara ang tubo gamit ang isang stopper at isang gas outlet tube. Ilagay ang dulo ng tubo sa isa pang test tube na naglalaman ng 2-3 ML ng tubig ng dayap. Panoorin nang ilang minuto habang dumadaan ang mga bula ng gas sa tubig ng dayap. Pagkatapos ay alisin ang dulo ng gas outlet tube mula sa solusyon at banlawan ito sa distilled water. Ilagay ang tubo sa isa pang test tube na may 2-3 ml ng distilled water at ipasa ang gas dito. Pagkatapos ng ilang minuto, alisin ang tubo mula sa solusyon at magdagdag ng ilang patak ng asul na litmus sa nagresultang solusyon. Ibuhos ang 2-3 ml ng dilute sodium hydroxide solution sa isang test tube at magdagdag ng ilang patak ng phenolphthalein dito. Pagkatapos ay ipasa ang gas sa solusyon. Sagutin ang mga tanong. Mga tanong 1. Ano ang mangyayari kapag ang tisa o marmol ay ginagamot ng hydrochloric acid? 2. Bakit, kapag ang carbon dioxide ay dumaan sa tubig ng dayap, ang solusyon ba ay unang nagiging maulap, at pagkatapos ay ang dayap ay natunaw? 3. Ano ang mangyayari kapag ang carbon(IV) monoxide ay dumaan sa distilled water? Isulat ang mga equation para sa kaukulang mga reaksyon sa molekular, ionic, at pinaikling mga anyong ion. Pagkilala sa carbonate Ang apat na test tube na ibinigay sa iyo ay naglalaman ng mga crystalline substance: sodium sulfate, zinc chloride, potassium carbonate, sodium silicate. Tukuyin kung anong substance ang nasa bawat test tube. Sumulat ng mga equation ng reaksyon sa molecular, ionic, at abbreviated ionic form. |
Takdang aralin
Iminumungkahi ng guro na kunin ang card na "Programmed Survey" sa bahay at, bilang paghahanda para sa susunod na aralin, pag-iisip ng mga paraan upang makakuha ng impormasyon. (Paano mo nalaman na ang gas na iyong pinag-aaralan ay tumutunaw, tumutugon sa acid, nakakalason, atbp.?)
Pansariling gawain mga mag-aaral
Praktikal na trabaho ang mga grupo ng mga bata ay gumaganap sa iba't ibang bilis. Samakatuwid, ang mga laro ay inaalok sa mga mas mabilis na nakumpleto ang gawain.
Fifth wheel
Ang apat na sangkap ay maaaring magkaroon ng isang bagay na karaniwan, ngunit ang ikalimang sangkap ay namumukod-tangi mula sa serye, ay kalabisan.
1. Carbon, brilyante, grapayt, carbide, carbine. (Carbide.)
2. Anthracite, pit, coke, langis, baso. (Basa.)
3. Limestone, chalk, marmol, malachite, calcite. (Malachite.)
4. Crystalline soda, marmol, potash, caustic, malachite. (Caustic.)
5. Phosgene, phosphine, hydrocyanic acid, potassium cyanide, carbon disulfide. (Phosphine.)
6. Tubig dagat, mineral na tubig, distilled water, tubig sa lupa, matigas na tubig. (Distilled water.)
7. Lime milk, fluff, slaked lime, limestone, lime water. (Limestone.)
8. Li 2 CO 3; (NH 4) 2 CO 3; CaCO 3; K 2 CO 3 , Na 2 CO 3 . (CaCO3.)
Mga kasingkahulugan
Sumulat mga pormula ng kemikal mga sangkap o ang kanilang mga pangalan.
1. Halogen -... (Clorine o bromine.)
2. Magnesite – ... (MgCO 3.)
3. Urea –... ( Urea H 2 NC(O)NH 2 .)
4. Potash - ... (K 2 CO 3.)
5. Dry ice - ... (CO 2.)
6. Hydrogen oxide –... ( Tubig.)
7. Ammonia -... ( 10% aqueous ammonia solution.)
8. Mga asin nitric acid – … (Nitrates– KNO 3, Ca(NO 3) 2, NaNO 3.)
9. Natural gas – ... ( Methane CH 4.)
Antonyms
Sumulat ng mga kemikal na termino na kabaligtaran ng kahulugan sa mga iminungkahi.
1. Oxidizing agent –... ( ahente ng pagbabawas.)
2. Electron donor –… ( Electron acceptor.)
3. Mga katangian ng acid – ... ( Mga pangunahing katangian.)
4. Dissociation –… ( Samahan.)
5. Adsorption – ... ( Desorption.)
6. Anode –... ( Cathode.)
7. Anion –… ( Cation.)
8. Metal –… ( Hindi metal.)
9. Mga panimulang sangkap –... ( Mga produkto ng reaksyon.)
Maghanap ng mga pattern
Magtatag ng isang palatandaan na pinagsasama ang mga tinukoy na sangkap at phenomena.
1. Brilyante, karbin, grapayt – ... ( Allotropic na pagbabago ng carbon.)
2. Salamin, semento, ladrilyo - ... ( Mga Materyales sa Konstruksyon.)
3. Paghinga, nabubulok, pagsabog ng bulkan - ... ( Mga proseso na sinamahan ng paglabas ng carbon dioxide.)
4. CO, CO 2, CH 4, SiH 4 – ... ( Mga compound ng mga elemento ng pangkat IV.)
5. NaHCO 3, CaCO 3, CO 2, H 2 CO 3 – ... ( Mga compound ng oxygen ng carbon.)
Ang carbon monoxide, carbon monoxide (CO), ay isang walang kulay, walang amoy, walang lasa na gas na bahagyang mas siksik kaysa sa hangin. Ito ay nakakalason sa mga hayop na gumagawa ng hemoglobin (kabilang ang mga tao) sa mga konsentrasyon sa itaas ng humigit-kumulang 35 ppm, bagama't nagagawa rin ito sa maliit na dami ng normal na metabolismo ng hayop at pinaniniwalaang may ilang normal na biological function. Sa atmospera, ito ay spatially variable at mabilis na nabubulok, at may papel sa pagbuo ng ozone sa ground level. Binubuo ang carbon monoxide ng isang carbon atom at isang oxygen atom na pinag-uugnay ng isang triple bond, na binubuo ng dalawang covalent bond pati na rin ang isang dative covalent bond. Ito ang pinakasimpleng carbon monoxide. Ito ay isoelectronic na may cyanide anion, nitrosonium cation, at molecular nitrogen. Sa mga complex ng koordinasyon, ang carbon monoxide ligand ay tinatawag na carbonyl.
Kwento
Unang inilarawan ni Aristotle (384-322 BC) ang proseso ng pagsunog ng karbon, na humahantong sa pagbuo ng mga nakakalason na usok. Noong sinaunang panahon, mayroong isang paraan ng pagpapatupad - pag-lock ng kriminal sa isang banyo na may nagbabagang mga uling. Gayunpaman, sa oras na iyon ang mekanismo ng kamatayan ay hindi malinaw. Iminungkahi ng Greek physician na si Galen (129-199 AD) na may pagbabago sa komposisyon ng hangin, na nagdulot ng pinsala sa mga tao kung malalanghap. Noong 1776, ang Pranses na chemist na si de Lassonne ay gumawa ng CO sa pamamagitan ng pag-init ng zinc oxide na may coke, ngunit ang scientist ay nagkamali sa konklusyon na ang gas na produkto ay hydrogen dahil ito ay sinunog ng isang asul na apoy. Ang gas ay nakilala bilang isang compound na naglalaman ng carbon at oxygen ng Scottish chemist na si William Cumberland Cruikshank noong 1800. Ang toxicity nito sa mga aso ay masusing pinag-aralan ni Claude Bernard noong 1846. Noong Ikalawang Digmaang Pandaigdig, ginamit ang isang halo ng gas kasama ang carbon monoxide upang mapanatili ang mekanikal Sasakyan, na tumatakbo sa ilang bahagi ng mundo kung saan kakaunti ang gasolina at diesel. Panlabas (na may ilang mga pagbubukod) uling o wood-derived gasifiers ay na-install at isang halo ng atmospheric nitrogen, carbon monoxide at maliit na dami ng iba pang gasification gas ay ipinakilala sa isang gas mixer. Ang pinaghalong gas na nagreresulta mula sa prosesong ito ay kilala bilang wood gas. Ginamit din ang carbon monoxide sa malawakang sukat sa panahon ng Holocaust sa ilan sa mga kampo ng kamatayan ng German Nazi, pinaka-malinaw sa mga Chelmno gas van at sa T4 "euthanasia" na programa ng pagpatay.
Mga pinagmumulan
Ang carbon monoxide ay nabuo sa panahon ng bahagyang oksihenasyon ng mga compound na naglalaman ng carbon; ito ay nabuo kapag walang sapat na oxygen upang bumuo ng carbon dioxide (CO2), tulad ng kapag nagpapatakbo ng isang kalan o panloob na combustion engine, sa isang nakakulong na espasyo. Sa pagkakaroon ng oxygen, kabilang ang mga konsentrasyon sa atmospera, ang carbon monoxide ay nasusunog na may asul na apoy, na gumagawa ng carbon dioxide. Ang coal gas, na malawakang ginagamit hanggang 1960s para sa panloob na pag-iilaw, pagluluto at pagpainit, ay naglalaman ng carbon monoxide bilang isang mahalagang sangkap ng gasolina. Ang ilang mga proseso sa modernong teknolohiya, tulad ng pagtunaw ng bakal, ay gumagawa pa rin ng carbon monoxide bilang isang by-product. Sa buong mundo, ang pinakamalaking pinagmumulan ng carbon monoxide ay mga likas na pinagmumulan, dahil sa mga photochemical reaction sa troposphere, na bumubuo ng humigit-kumulang 5 × 1012 kg ng carbon monoxide bawat taon. Kabilang sa iba pang likas na pinagmumulan ng CO ang mga bulkan, sunog sa kagubatan at iba pang anyo ng pagkasunog. Sa biology, ang carbon monoxide ay natural na ginawa sa pamamagitan ng pagkilos ng heme oxygenase 1 at heme 2 mula sa pagkasira ng hemoglobin. Ang prosesong ito ay gumagawa ng isang tiyak na halaga ng carboxyhemoglobin sa mga normal na tao, kahit na hindi sila nakalanghap ng carbon monoxide. Dahil ang unang ulat na ang carbon monoxide ay isang normal na neurotransmitter noong 1993, isa rin ito sa tatlong gas na natural na nagbabago. nagpapasiklab na reaksyon sa katawan (ang iba pang dalawa ay nitric oxide at hydrogen sulfide), ang carbon monoxide ay nakatanggap ng maraming siyentipikong atensyon bilang isang biological regulator. Sa maraming mga tisyu, ang lahat ng tatlong mga gas ay kumikilos bilang mga anti-inflammatory agent, vasodilators, at promoters ng neovascular growth. Patuloy mga klinikal na pagsubok maliit na halaga ng carbon monoxide bilang gamot. Gayunpaman, ang labis na dami ng carbon monoxide ay nagdudulot ng pagkalason sa carbon monoxide.
Mga katangian ng molekular
Ang carbon monoxide ay may molekular na timbang na 28.0, na ginagawa itong bahagyang mas magaan kaysa sa hangin, na ang average na molekular na timbang ay 28.8. Ayon sa ideal na batas ng gas, ang CO samakatuwid ay may mas mababang density kaysa sa hangin. Ang haba ng bono sa pagitan ng isang carbon atom at isang oxygen atom ay 112.8 pm. Ang haba ng bono na ito ay pare-pareho sa isang triple bond tulad ng sa molecular nitrogen (N2), na may katulad na haba ng bond at halos parehong molekular na timbang. Ang carbon-oxygen double bond ay mas mahaba, halimbawa 120.8 m para sa formaldehyde. Ang boiling point (82 K) at melting point (68 K) ay halos kapareho sa N2 (77 K at 63 K, ayon sa pagkakabanggit). Ang enerhiya ng dissociation ng bono na 1072 kJ/mol ay mas malakas kaysa sa N2 (942 kJ/mol) at kumakatawan sa pinakamatibay na bono ng kemikal na kilala. Ang ground electron state ng carbon monoxide ay singlet, dahil walang mga hindi magkapares na electron.
Bonding at dipole moment
Ang carbon at oxygen na magkasama ay may kabuuang 10 electron sa kanilang valence shell. Kasunod ng panuntunan ng octet para sa carbon at oxygen, ang dalawang atom ay bumubuo ng isang triple bond, na may anim na nakabahaging electron sa tatlong bonding molecular orbitals, kaysa sa karaniwang double bond na matatagpuan sa mga organic na carbonyl compound. Dahil apat sa mga nakabahaging electron ay nagmumula sa oxygen atom at dalawa lamang mula sa carbon, isang bonding orbital ay inookupahan ng dalawang electron mula sa oxygen atoms, na bumubuo ng isang dative o dipole bond. Ito ay humahantong sa isang C←O polariseysyon ng molekula, na may kaunti negatibong singil sa carbon at isang maliit na positibong singil sa oxygen. Ang iba pang dalawang bonding orbitals ay sumasakop sa bawat isa sa isang electron mula sa carbon at isa mula sa oxygen, na bumubuo ng (polar) covalent bond na may reverse C→O polarization, dahil ang oxygen ay mas electronegative kaysa carbon. Sa libreng carbon monoxide, ang netong negatibong singil δ- ay nananatili sa dulo ng carbon, at ang molekula ay may maliit na dipole moment na 0.122 D. Kaya, ang molekula ay asymmetric: ang oxygen ay may mas mataas na densidad ng elektron kaysa sa carbon, gayundin ang isang maliit na positibong singil kumpara sa carbon, na negatibo. Sa kaibahan, ang isoelectronic dinitrogen molecule ay walang dipole moment. Kung ang carbon monoxide ay kumikilos bilang isang ligand, ang polarity ng dipole ay maaaring magbago na may netong negatibong singil sa dulo ng oxygen, depende sa istruktura ng complex ng koordinasyon.
Bond polarity at estado ng oksihenasyon
Ang teoretikal at eksperimentong pag-aaral ay nagpapakita na, sa kabila ng mas malaking electronegativity ng oxygen, ang dipole moment ay nagmumula sa isang mas negatibong wakas carbon sa mas positibong dulo ng oxygen. Ang tatlong bono na ito ay talagang mga polar covalent bond na lubos na polarized. Ang kinakalkula na polariseysyon sa oxygen atom ay 71% para sa σ bond at 77% para sa parehong π bond. Ang estado ng oksihenasyon ng carbon sa carbon monoxide sa bawat isa sa mga istrukturang ito ay +2. Ito ay kinakalkula bilang mga sumusunod: lahat ng bonding electron ay itinuturing na nabibilang sa mas electronegative oxygen atoms. Tanging ang dalawang non-bonding electron sa carbon ang itinalaga sa carbon. Sa pamamagitan ng pagkalkula na ito, ang carbon ay mayroon lamang dalawang valence electron sa molekula kumpara sa apat sa isang libreng atom.
Biological at physiological na mga katangian
Lason
Ang pagkalason sa carbon monoxide ay ang pinakakaraniwang uri ng nakamamatay na pagkalason sa hangin sa maraming bansa. Ang carbon monoxide ay isang walang kulay, walang amoy, walang lasa na sangkap, ngunit napakalason. Pinagsasama nito ang hemoglobin upang makagawa ng carboxyhemoglobin, na "nag-agaw" ng isang site sa hemoglobin na karaniwang nagdadala ng oxygen ngunit hindi epektibo sa paghahatid ng oxygen sa mga tisyu ng katawan. Ang mga konsentrasyon na kasingbaba ng 667 ppm ay maaaring maging sanhi ng hanggang 50% ng hemoglobin ng katawan na ma-convert sa carboxyhemoglobin. Ang antas ng carboxyhemoglobin na 50% ay maaaring humantong sa mga seizure, coma at kamatayan. Sa Estados Unidos, nililimitahan ng Kagawaran ng Paggawa ang pangmatagalang antas ng pagkakalantad sa lugar ng trabaho sa carbon monoxide sa 50 bahagi bawat milyon. Sa loob ng maikling panahon, ang pagsipsip ng carbon monoxide ay pinagsama-sama, dahil ang kalahating buhay nito ay humigit-kumulang 5 oras sa sariwang hangin. Ang pinakakaraniwang mga sintomas ng pagkalason sa carbon monoxide ay maaaring katulad ng iba pang uri ng pagkalason at mga impeksyon, at kasama ang mga sintomas tulad ng pananakit ng ulo, pagduduwal, pagsusuka, pagkahilo, pagkapagod at pakiramdam ng panghihina. Ang mga apektadong pamilya ay madalas na naniniwala na sila ay biktima ng pagkalason sa pagkain. Maaaring magagalitin ang mga sanggol at mahinang kumain. Mga sintomas ng neurological isama ang pagkalito, disorientation, malabong paningin, syncope (pagkawala ng malay) at mga seizure. Ang ilang mga paglalarawan ng pagkalason sa carbon monoxide ay kinabibilangan ng retinal hemorrhage pati na rin ang abnormal na cherry-red na kulay sa dugo. Sa karamihan mga klinikal na diagnosis, ang mga palatandaang ito ay bihirang maobserbahan. Ang isa sa mga kahirapan sa pagiging kapaki-pakinabang ng epekto ng "cherry" na ito ay ang pagwawasto nito, o pagtatakip, ng isang hindi malusog na hitsura, dahil ang pangunahing epekto ng pag-alis ng venous hemoglobin ay ang taong nasakal ay lumilitaw na mas normal, o ang isang patay na tao ay lilitaw na buhay, katulad ng epekto ng mga pulang tina sa komposisyon ng pag-embalsamo. Ang epekto ng pagtitina na ito sa walang oxygen na CO-poisoned tissue ay nauugnay sa komersyal na paggamit ng carbon monoxide sa pagtitina ng karne. Ang carbon monoxide ay nagbubuklod din sa ibang mga molekula gaya ng myoglobin at mitochondrial cytochrome oxidase. Ang pagkakalantad sa carbon monoxide ay maaaring magdulot ng malaking pinsala sa puso at central nervous system, lalo na sa globus pallidus, na kadalasang nauugnay sa mga pangmatagalang malalang kondisyon. Ang carbon monoxide ay maaaring magkaroon ng malubhang masamang epekto sa fetus ng isang buntis.
Normal na pisyolohiya ng tao
Ang carbon monoxide ay natural na ginawa sa katawan ng tao bilang isang molekula ng senyas. Kaya, ang carbon monoxide ay maaaring may pisyolohikal na papel sa katawan bilang isang neurotransmitter o isang pampaluwag ng daluyan ng dugo. Dahil sa papel ng carbon monoxide sa katawan, ang mga kaguluhan sa metabolismo nito ay nauugnay sa iba't ibang sakit, kabilang ang neurodegeneration, hypertension, pagpalya ng puso at pamamaga.
Gumagana ang CO bilang isang endogenous signaling molecule.
Pina-modulate ng CO ang mga function ng cardiovascular
Pinipigilan ng CO ang pagsasama-sama ng platelet at pagdirikit
Maaaring magkaroon ng papel ang CO bilang isang potensyal na therapeutic agent
Microbiology
Ang carbon monoxide ay isang breeding ground para sa methanogenic archaea, bloke ng gusali para sa acetyl coenzyme A. Ito ay isang paksa para sa bagong lugar bioorganometallic chemistry. Ang mga extremophile microorganism ay maaaring mag-metabolize ng carbon monoxide sa mga lugar tulad ng mga thermal vent ng mga bulkan. Sa bakterya, ang carbon monoxide ay ginawa sa pamamagitan ng pagbawas ng carbon dioxide ng enzyme na carbon monoxide dehydrogenase, isang protina na naglalaman ng Fe-Ni-S. Ang CooA ay isang carbon monoxide receptor na protina. Ang saklaw ng biological na aktibidad nito ay hindi pa rin alam. Maaaring bahagi ito ng signaling pathway sa bacteria at archaea. Ang pagkalat nito sa mga mammal ay hindi pa naitatag.
Paglaganap
Ang carbon monoxide ay nangyayari sa iba't ibang natural at artipisyal na kapaligiran.
Ang carbon monoxide ay naroroon sa maliit na dami sa atmospera, pangunahin bilang isang produkto ng aktibidad ng bulkan, ngunit ito rin ay produkto ng natural at gawa ng tao na apoy (halimbawa, mga sunog sa kagubatan, pagkasunog ng mga nalalabi sa pananim, at pagsunog ng tubo). Ang pagsunog ng mga fossil fuel ay nakakatulong din sa pagbuo ng carbon monoxide. Nagaganap ang carbon monoxide na natunaw sa mga nilusaw na bato ng bulkan sa mataas na presyon sa mantle ng Earth. Dahil ang mga likas na pinagmumulan ng carbon monoxide ay pabagu-bago, napakahirap na tumpak na sukatin ang mga natural na emisyon ng gas. Ang carbon monoxide ay isang mabilis na nabubulok na greenhouse gas at nagdudulot din ng hindi direktang radiative effect sa pamamagitan ng pagtaas ng mga konsentrasyon ng methane at tropospheric ozone sa pamamagitan ng mga kemikal na reaksyon sa iba pang bahagi ng atmospera (hal. hydroxyl radical, OH) na kung hindi man ay sisira sa kanila. Ang resulta natural na proseso sa atmospera, sa kalaunan ay na-oxidize ito sa carbon dioxide. Ang carbon monoxide ay parehong maikli ang buhay sa atmospera (tumatagal sa average ng halos dalawang buwan) at may spatially variable na konsentrasyon. Sa kapaligiran ng Venus, ang carbon monoxide ay nilikha sa pamamagitan ng photodissociation ng carbon dioxide sa pamamagitan ng electromagnetic radiation na may mga wavelength na mas maikli sa 169 nm. Dahil sa mahabang posibilidad na mabuhay nito sa kalagitnaan ng tropospera, ang carbon monoxide ay ginagamit din bilang tracer ng transportasyon para sa mga balahibo ng mga nakakapinsalang sangkap.
Polusyon sa lungsod
Ang carbon monoxide ay isang pansamantalang pollutant sa hangin sa ilang mga urban na lugar, pangunahin mula sa mga tubo ng tambutso ng mga internal combustion engine (kabilang ang mga sasakyan, portable at standby generators, lawn mowers, power washers, atbp.) at mula sa hindi kumpletong pagkasunog ng iba't ibang panggatong (kabilang ang kahoy, karbon, uling, petrolyo, paraffin, propane, natural gas at basura). Ang malaking polusyon ng CO ay makikita mula sa kalawakan sa mga lungsod.
Papel sa pagbuo ng ground-level ozone
Ang carbon monoxide, kasama ng mga aldehydes, ay bahagi ng isang serye ng mga siklo ng reaksyong kemikal na bumubuo ng photochemical smog. Ito ay tumutugon sa isang hydroxyl radical (OH) upang makabuo ng radical intermediate HOCO, na mabilis na naglilipat ng radical hydrogen sa O2 upang mabuo ang peroxide radical (HO2) at carbon dioxide (CO2). Ang peroxide radical pagkatapos ay tumutugon sa nitric oxide (NO) upang bumuo ng nitrogen dioxide (NO2) at ang hydroxyl radical. Ang NO 2 ay gumagawa ng O(3P) sa pamamagitan ng photolysis, sa gayon ay bumubuo ng O3 pagkatapos ng reaksyon sa O2. Dahil ang hydroxyl radical ay nabuo sa panahon ng pagbuo ng NO2, ang balanse ng pagkakasunud-sunod ng mga kemikal na reaksyon na nagsisimula sa carbon monoxide ay nagreresulta sa pagbuo ng ozone: CO + 2O2 + hν → CO2 + O3 (Kung saan ang hν ay tumutukoy sa photon ng liwanag na hinihigop sa pamamagitan ng molekula ng NO2 sa pagkakasunud-sunod) Bagama't ang paglikha ng NO2 ay isang mahalagang hakbang na humahantong sa pagbuo ng mababang antas ng ozone, pinapataas din nito ang dami ng ozone sa isa pang paraan, medyo eksklusibo sa isa't isa, sa pamamagitan ng pagbawas sa dami ng NO na magagamit upang tumugon. may ozone.
Polusyon sa hangin sa loob ng bahay
Sa mga saradong kapaligiran, ang mga konsentrasyon ng carbon monoxide ay madaling tumaas sa mga antas ng nakamamatay. Sa karaniwan, 170 katao ang namamatay bawat taon sa Estados Unidos mula sa mga produktong hindi pang-automotive na gumagawa ng carbon monoxide. Gayunman, ayon sa Florida Department of Health, “mahigit 500 Amerikano ang namamatay bawat taon dahil sa aksidenteng pagkakalantad sa carbon monoxide at libu-libo pa sa Estados Unidos ang nangangailangan ng emerhensiyang paggamot.” Medikal na pangangalaga para sa hindi nakamamatay na pagkalason sa carbon monoxide." Kasama sa mga produktong ito ang mga sira na kagamitan sa pagkasunog ng gasolina gaya ng mga furnace, range, water heater, at gas at kerosene room heater; kagamitang pinapaandar ng mekanikal tulad ng mga portable generator; mga fireplace; at uling, na sinusunog sa mga tahanan at iba pang mga panloob na espasyo. Ang American Association of Poison Control Centers (AAPCC) ay nag-ulat ng 15,769 kaso ng pagkalason sa carbon monoxide na nagresulta sa 39 na pagkamatay noong 2007. Noong 2005, iniulat ng CPSC ang 94 na pagkamatay na may kaugnayan sa pagkalason sa carbon monoxide mula sa isang generator. Apatnapu't pito sa mga pagkamatay na ito ay nangyari sa panahon ng pagkawala ng kuryente dahil sa masamang panahon, kabilang ang Hurricane Katrina. Gayunpaman, ang mga tao ay namamatay mula sa pagkalason sa carbon monoxide na ginawa ng mga produktong hindi pagkain tulad ng mga sasakyang naiwang tumatakbo sa mga garahe na nakakabit sa kanilang mga tahanan. Iniulat ng Centers for Disease Control and Prevention na ilang libong tao ang pumupunta sa emergency room bawat taon para sa pagkalason sa carbon monoxide.
Presensya sa dugo
Ang carbon monoxide ay nasisipsip sa pamamagitan ng paghinga at pumapasok sa daluyan ng dugo sa pamamagitan ng gas exchange sa mga baga. Ginagawa rin ito sa panahon ng metabolismo ng hemoglobin at pumapasok sa dugo mula sa mga tisyu, at sa gayon ay naroroon sa lahat ng normal na mga tisyu, kahit na hindi ito dinadala sa katawan sa pamamagitan ng paghinga. Ang mga normal na antas ng carbon monoxide na umiikot sa dugo ay mula 0% hanggang 3%, at mas mataas sa mga naninigarilyo. Ang mga antas ng carbon monoxide ay hindi masusuri sa pamamagitan ng pisikal na pagsusuri. Ang mga pagsusuri sa laboratoryo ay nangangailangan ng sample ng dugo (arterial o venous) at pagsusuri sa laboratoryo sa isang CO-oximeter. Bilang karagdagan, ang noninvasive carboxyhemoglobin (SPCO) na may pulsed CO oximetry ay mas epektibo kaysa sa mga invasive na pamamaraan.
Astrophysics
Sa labas ng Earth, ang carbon monoxide ang pangalawa sa pinakamaraming molekula sa interstellar medium, pagkatapos ng molecular hydrogen. Dahil sa kawalaan ng simetrya nito, ang molekula ng carbon monoxide ay gumagawa ng mas maliwanag na mga linya ng parang multo kaysa sa molekula ng hydrogen, na ginagawang mas madaling matukoy ang CO. Ang Interstellar CO ay unang natuklasan gamit ang mga radio teleskopyo noong 1970. Ito ang kasalukuyang pinakakaraniwang ginagamit na tagapagpahiwatig ng molekular na gas sa interstellar medium ng mga kalawakan, at ang molecular hydrogen ay maaari lamang matukoy gamit ang ultraviolet light, na nangangailangan ng mga teleskopyo sa kalawakan. Nagbibigay ang mga obserbasyon ng carbon monoxide karamihan impormasyon tungkol sa mga molekular na ulap kung saan nabubuo ang karamihan sa mga bituin. Ang Beta Pictoris, ang pangalawang pinakamaliwanag na bituin sa constellation Pictor, ay nagpapakita ng labis na infrared emission kumpara sa normal na mga bituin na katulad nito, dahil sa malaking halaga ng alikabok at gas (kabilang ang carbon monoxide) malapit sa bituin.
Produksyon
Maraming mga pamamaraan ang binuo upang makagawa ng carbon monoxide.
Pang-industriya na produksyon
Ang pangunahing pang-industriya na pinagmumulan ng CO ay generator gas, isang halo na naglalaman ng pangunahing carbon monoxide at nitrogen na nalilikha kapag ang carbon ay sinusunog sa hangin sa mataas na temperatura kapag mayroong labis na carbon. Sa oven, ang hangin ay dumaan sa isang kama ng coke. Ang unang ginawang CO2 ay balanse sa natitirang mainit na karbon upang makagawa ng CO2. Ang reaksyon ng CO2 sa carbon upang makabuo ng CO ay inilarawan bilang reaksyon ng Boudoir. Sa mga temperaturang higit sa 800°C, ang CO ang pangunahing produkto:
CO2 + C → 2 CO (ΔH = 170 kJ/mol)
Ang isa pang pinagmumulan ay "water gas", isang pinaghalong hydrogen at carbon monoxide na ginawa ng endothermic na reaksyon ng singaw at carbon:
H2O + C → H2 + CO (ΔH = +131 kJ/mol)
Ang iba pang katulad na "syngases" ay maaaring gawin mula sa natural na gas at iba pang panggatong. Ang carbon monoxide ay isa ring byproduct ng pagbabawas ng mga metal oxide ores na may carbon:
MO + C → M + CO
Ang carbon monoxide ay nagagawa rin ng direktang oksihenasyon ng carbon sa limitadong dami ng oxygen o hangin.
2C (s) + O 2 → 2СО (g)
Dahil ang CO ay isang gas, proseso ng pagbawi maaaring kontrolin sa pamamagitan ng pag-init, gamit ang positibo (kanais-nais) entropy ng reaksyon. Ang Ellingham diagram ay nagpapakita na ang pagbuo ng CO ay pinapaboran kaysa sa CO2 sa mataas na temperatura.
Paghahanda sa laboratoryo
Ang carbon monoxide ay madaling makuha sa laboratoryo sa pamamagitan ng pag-dehydrate ng formic acid o oxalic acid, halimbawa, gamit ang concentrated sulfuric acid. Ang isa pang paraan ay ang pagpapainit ng homogenous na pinaghalong zinc metal at calcium carbonate, na naglalabas ng CO at nag-iiwan ng zinc oxide at calcium oxide:
Zn + CaCO3 → ZnO + CaO + CO
Ang silver nitrate at iodoform ay gumagawa din ng carbon monoxide:
CHI3 + 3AgNO3 + H2O → 3HNO3 + CO + 3AgI
Chemistry ng koordinasyon
Karamihan sa mga metal ay bumubuo ng mga complex ng koordinasyon na naglalaman ng covalently attached carbon monoxide. Ang mga metal lamang sa mas mababang mga estado ng oksihenasyon ang magsasama sa mga ligand ng carbon monoxide. Ito ay dahil kailangan ng sapat na densidad ng elektron upang mapadali ang reverse donation mula sa metal na DXZ orbital patungo sa π* molecular orbital mula sa CO. Ang nag-iisang pares sa carbon atom sa CO ay nagbibigay din ng electron density sa dx²-y² sa metal upang bumuo ng sigma bond. Ang donasyong elektron na ito ay ipinakikita rin ng cis effect, o ang labilization ng CO ligands sa posisyon ng cis. Ang nickel carbonyl, halimbawa, ay nabuo sa pamamagitan ng direktang kumbinasyon ng carbon monoxide at nickel metal:
Ni + 4 CO → Ni (CO) 4 (1 bar, 55 °C)
Para sa kadahilanang ito, ang nickel sa tubo o bahagi nito ay hindi dapat magkaroon ng matagal na pakikipag-ugnayan sa carbon monoxide. Ang nickel carbonyl ay madaling nabubulok pabalik sa Ni at CO kapag nakikipag-ugnayan sa mainit na ibabaw, at ang paraang ito ay ginagamit para sa industriyal na paglilinis ng nickel sa proseso ng Mond. Sa nickel carbonyl at iba pang carbonyl, ang pares ng elektron sa carbon ay nakikipag-ugnayan sa metal; ang carbon monoxide ay nag-donate ng isang pares ng elektron sa metal. Sa ganitong mga sitwasyon, ang carbon monoxide ay tinatawag na carbonyl ligand. Ang isa sa pinakamahalagang metal carbonyl ay ang iron pentacarbonyl, Fe(CO)5. Maraming mga metal-CO complex ang inihahanda sa pamamagitan ng decarbonylation ng mga organic solvents kaysa sa CO. Halimbawa, ang iridium trichloride at triphenylphosphine ay tumutugon sa kumukulong 2-methoxyethanol o DMF upang makagawa ng IrCl(CO)(PPh3)2. Ang mga metal carbonyl sa coordination chemistry ay karaniwang pinag-aaralan gamit ang infrared spectroscopy.
Organic chemistry at chemistry ng mga pangunahing grupo ng mga elemento
Sa pagkakaroon ng mga malakas na acid at tubig, ang carbon monoxide ay tumutugon sa mga alkenes upang bumuo ng mga carboxylic acid sa isang proseso na kilala bilang mga reaksyon ng Koch-Haaf. Sa reaksyon ng Guttermann-Koch, ang mga arene ay na-convert sa benzaldehyde derivatives sa pagkakaroon ng AlCl3 at HCl. Ang mga organolithium compound (tulad ng butyllithium) ay tumutugon sa carbon monoxide, ngunit ang mga reaksyong ito ay may maliit na pang-agham na aplikasyon. Bagama't ang CO ay tumutugon sa mga carbocation at carbanion, medyo hindi ito reaktibo mga organikong compound nang walang interbensyon ng mga metal catalyst. Sa mga reactant mula sa pangunahing grupo, ang CO ay sumasailalim sa ilang mga kapansin-pansing reaksyon. Ang chlorination ng CO ay isang prosesong pang-industriya na nagreresulta sa pagbuo ng mahalagang tambalang phosgene. Sa borane, ang CO ay bumubuo ng isang adduct, H3BCO, na isoelectronic na may acylium + cation. Ang CO ay tumutugon sa sodium upang lumikha ng mga produkto na nagmula sa C-C bond. Ang mga compound na cyclohexahegexone o triquinoyl (C6O6) at cyclopentanepentone o leuconic acid (C5O5), na hanggang ngayon ay nakuha lamang sa mga bakas na halaga, ay maaaring ituring na mga polymer ng carbon monoxide. Sa mga presyon na higit sa 5 GPa, ang carbon monoxide ay nagiging solidong polimer ng carbon at oxygen. Ito ay metastable sa atmospheric pressure, ngunit isang malakas na paputok.
Paggamit
Industriya ng kemikal
Ang carbon monoxide ay isang pang-industriyang gas na maraming gamit sa industriya ng bulk solids. mga kemikal na sangkap. Malaking dami Ang mga aldehydes ay ginawa ng hydroformylation reaction ng alkenes, carbon monoxide at H2. Ang hydroformylation sa proseso ng Shell ay ginagawang posible na lumikha ng mga precursor ng detergent. Ang Phosgene, na kapaki-pakinabang para sa paggawa ng isocyanates, polycarbonates at polyurethanes, ay ginawa sa pamamagitan ng pagpasa ng purified carbon monoxide at chlorine gas sa pamamagitan ng isang layer ng porous activated carbon, na nagsisilbing catalyst. Ang produksyon ng mundo ng tambalang ito noong 1989 ay tinatayang nasa 2.74 milyong tonelada.
CO + Cl2 → COCl2
Ang methanol ay ginawa sa pamamagitan ng hydrogenation ng carbon monoxide. Sa isang kaugnay na reaksyon, ang hydrogenation ng carbon monoxide ay nagsasangkot ng pagbuo ng isang C-C bond, tulad ng sa proseso ng Fischer-Tropsch, kung saan ang carbon monoxide ay hydrogenated sa mga likidong hydrocarbon fuel. Ang teknolohiyang ito ay nagpapahintulot sa conversion ng karbon o biomass sa diesel fuel. Sa proseso ng Monsanto, ang carbon monoxide at methanol ay tumutugon sa pagkakaroon ng rhodium catalyst at homogenous hydroiodic acid upang bumuo ng acetic acid. Ang prosesong ito ay responsable para sa karamihan ng pang-industriya na produksyon ng acetic acid. Sa isang pang-industriya na sukat, ang purong carbon monoxide ay ginagamit upang linisin ang nickel sa proseso ng Mond.
Pangkulay ng karne
Ginagamit ang carbon monoxide sa mga binagong sistema ng packaging ng kapaligiran sa US, pangunahin sa packaging ng mga sariwang produktong karne tulad ng karne ng baka, baboy at isda upang mapanatili ang kanilang sariwang hitsura. Ang carbon monoxide ay pinagsama sa myoglobin upang bumuo ng carboxymyoglobin, isang maliwanag na cherry red pigment. Ang carboxymyoglobin ay mas matatag kaysa sa oxidized form ng myoglobin, oxymyoglobin, na maaaring mag-oxidize sa brown pigment na metmyoglobin. Ang matatag na pulang kulay na ito ay maaaring tumagal ng mas matagal kaysa sa regular na nakabalot na karne. Ang mga karaniwang antas ng carbon monoxide na ginagamit sa mga halaman na gumagamit ng prosesong ito ay nasa pagitan ng 0.4% at 0.5%. Ang teknolohiyang ito ay unang kinilala bilang "generally safe" (GRAS) ng US Food and Drug Administration (FDA) noong 2002 para gamitin bilang pangalawang sistema ng packaging, at hindi nangangailangan ng label. Noong 2004, inaprubahan ng FDA ang CO bilang pangunahing paraan ng packaging, na nagsasaad na hindi tinatakpan ng CO ang mga nakakasira na amoy. Sa kabila ng desisyong ito, nananatili pa rin ito kontrobersyal na isyu tungkol sa kung ang pamamaraang ito ay nagtatakip ng pagkasira ng pagkain. Noong 2007, isang panukalang batas ang iminungkahi sa Kapulungan ng mga Kinatawan ng US upang tawagin ang isang binagong proseso ng pag-iimpake ng carbon monoxide bilang isang color additive, ngunit nabigo ang panukalang batas. Ang proseso ng packaging na ito ay ipinagbabawal sa maraming iba pang mga bansa, kabilang ang Japan, Singapore at ang European Union.
Gamot
Sa biology, ang carbon monoxide ay natural na ginawa sa pamamagitan ng pagkilos ng heme oxygenase 1 at heme 2 mula sa pagkasira ng hemoglobin. Ang prosesong ito ay gumagawa ng isang tiyak na halaga ng carboxyhemoglobin sa mga normal na tao, kahit na hindi sila nakalanghap ng carbon monoxide. Mula noong unang pag-uulat na ang carbon monoxide ay isang normal na neurotransmitter noong 1993, pati na rin ang isa sa tatlong mga gas na natural na nagmo-modulate ng mga nagpapaalab na tugon sa katawan (ang iba pang dalawa ay nitric oxide at hydrogen sulfide), ang carbon monoxide ay nakatanggap ng maraming klinikal na atensyon bilang isang biological regulator. . Sa maraming mga tisyu, ang lahat ng tatlong mga gas ay kilala na kumikilos bilang mga anti-inflammatory agent, vasodilators, at promoters ng neovascular growth. Gayunpaman, ang mga isyung ito ay kumplikado dahil ang neovascular growth ay hindi palaging kapaki-pakinabang, dahil ito ay gumaganap ng isang papel sa paglaki ng tumor pati na rin sa pagbuo ng wet macular degeneration, isang sakit kung saan ang panganib ay tumataas ng 4 hanggang 6 na beses sa paninigarilyo (isang pangunahing mapagkukunan ng carbon monoxide). sa dugo, ilang beses na higit sa natural na produksyon). May teorya na sa ilang nerve cell synapses, kapag ang mga pangmatagalang alaala ay nakaimbak, ang receiving cell ay gumagawa ng carbon monoxide, na ipapasa pabalik sa sending chamber, na nagiging dahilan upang ito ay mas madaling mailipat sa hinaharap. Ang ilang mga naturang nerve cell ay ipinakita na naglalaman ng guanylate cyclase, isang enzyme na pinapagana ng carbon monoxide. Maraming mga laboratoryo sa buong mundo ang nagsagawa ng pananaliksik na kinasasangkutan ng carbon monoxide tungkol sa mga anti-inflammatory at cytoprotective properties nito. Ang mga pag-aari na ito ay maaaring gamitin upang maiwasan ang pag-unlad ng isang bilang ng mga pathological kondisyon, kabilang ang ischemic reperfusion pinsala, transplant pagtanggi, atherosclerosis, malubhang sepsis, malubhang malaria o autoimmune sakit. Ang mga klinikal na pagsubok ay isinagawa sa mga tao, ngunit ang mga resulta ay hindi pa nailalabas.
Carbon(II) monoxide – CO
(carbon monoxide, carbon monoxide, carbon monoxide)
Mga katangiang pisikal: isang walang kulay, nakakalason na gas, walang lasa at walang amoy, nasusunog na may mala-bughaw na apoy, mas magaan kaysa sa hangin, mahinang natutunaw sa tubig. Ang konsentrasyon ng carbon monoxide sa hangin ay 12.5-74% na paputok.
Istraktura ng Molecule:
Ang pormal na estado ng oksihenasyon ng carbon +2 ay hindi sumasalamin sa istraktura ng molekula ng CO, kung saan, bilang karagdagan sa dobleng bono na nabuo sa pamamagitan ng pagbabahagi ng mga electron C at O, mayroong isang karagdagang nabuo ng mekanismo ng donor-acceptor dahil sa nag-iisang pares ng oxygen electron (inilalarawan ng isang arrow):
Kaugnay nito, ang molekula ng CO ay napakalakas at may kakayahang pumasok sa mga reaksyon ng pagbabawas ng oksihenasyon lamang sa mataas na temperatura. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang CO ay hindi tumutugon sa tubig, alkalis o mga acid.
Resibo:
Ang pangunahing anthropogenic na pinagmumulan ng carbon monoxide CO ay kasalukuyang mga maubos na gas ng mga internal combustion engine. Nabubuo ang carbon monoxide kapag sinusunog ang gasolina sa mga internal combustion engine sa hindi sapat na temperatura o ang sistema ng supply ng hangin ay hindi maganda ang tono (hindi sapat na oxygen ang ibinibigay upang i-oxidize ang carbon monoxide CO sa carbon dioxide CO2). Sa ilalim ng mga natural na kondisyon, sa ibabaw ng Earth, ang carbon monoxide CO ay nabuo sa panahon ng hindi kumpletong anaerobic decomposition ng mga organikong compound at sa panahon ng pagkasunog ng biomass, pangunahin sa panahon ng sunog sa kagubatan at steppe.
1) Sa industriya (sa mga generator ng gas):
Video - eksperimento "Pagbuo ng carbon monoxide"
C + O 2 = CO 2 + 402 kJ
CO 2 + C = 2CO – 175 kJ
Sa mga generator ng gas, ang singaw ng tubig ay minsan ay hinihipan sa pamamagitan ng mainit na karbon:
C + H 2 O = CO + H 2 – Q,
ang pinaghalong CO + H 2 ay tinatawag na synthesis gas .
2) Sa laboratoryo - thermal decomposition formic o oxalic acid sa pagkakaroon ng H 2 SO 4 (conc.):
HCOOH t˚C, H2SO4 → H2O+CO
H2C2O4 t˚C,H2SO4 → CO + CO 2 + H 2 O
Mga katangian ng kemikal:
Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang CO ay hindi gumagalaw; kapag pinainit - ahente ng pagbabawas;
CO - non-salt-forming oxide .
1) na may oxygen
2 C +2 O + O 2 t ˚ C →2 C +4 O 2
2) na may mga metal oxide CO + Ako x O y = CO 2 + Ako
C +2 O + CuO t ˚ C →Сu + C +4 O 2
3) na may chlorine (sa liwanag)
CO + Cl 2 light → COCl 2 (phosgene - nakakalason na gas)
4)* tumutugon sa pagkatunaw ng alkali (sa ilalim ng presyon)
CO+NaOHP → HCOONa (sodium formate)
Ang epekto ng carbon monoxide sa mga buhay na organismo:
Delikado ang carbon monoxide dahil pinipigilan nito ang dugo sa pagdadala ng oxygen sa mahahalagang organ tulad ng puso at utak. Ang carbon monoxide ay pinagsama sa hemoglobin, na nagdadala ng oxygen sa mga selula ng katawan, na ginagawang hindi angkop ang katawan para sa transportasyon ng oxygen. Depende sa dami ng nilalanghap, ang carbon monoxide ay nakapipinsala sa koordinasyon, nagpapalala ng sakit sa cardiovascular at nagiging sanhi ng pagkapagod. sakit ng ulo, kahinaan, Ang epekto ng carbon monoxide sa kalusugan ng tao ay depende sa konsentrasyon at oras ng pagkakalantad nito sa katawan. Ang konsentrasyon ng carbon monoxide sa hangin na higit sa 0.1% ay humahantong sa kamatayan sa loob ng isang oras, at isang konsentrasyon ng higit sa 1.2% sa loob ng tatlong minuto.
Mga aplikasyon ng carbon monoxide :
Ang carbon monoxide ay pangunahing ginagamit bilang isang nasusunog na gas na may halong nitrogen, ang tinatawag na generator o air gas, o water gas na may halong hydrogen. Sa metalurhiya para sa pagbawi ng mga metal mula sa kanilang mga ores. Upang makakuha ng mataas na kadalisayan ng mga metal mula sa agnas ng mga carbonyl.
PAG-aayos
No. 1. Kumpletuhin ang mga equation ng reaksyon, gumuhit ng isang elektronikong balanse para sa bawat reaksyon, ipahiwatig ang mga proseso ng oksihenasyon at pagbabawas; ahente ng oxidizing at ahente ng pagbabawas:
CO2+C=
C+H2O=
C O + O 2 =
CO + Al 2 O 3 =No. 2. Kalkulahin ang dami ng enerhiya na kinakailangan upang makagawa ng 448 litro ng carbon monoxide ayon sa thermochemical equation