Дата публікації 28.01.2012 12:18
Чадний газ - оксид вуглецю, про який надто часто доводиться чути, якщо мова йдепро отруєння продуктами горіння, нещасні випадки у промисловості чи навіть у побуті. В силу особливих отруйних властивостей цієї сполуки звичайна домашня газова колонка може спричинити загибель цілої сім'ї. Прикладів тому – сотні. Але чому так відбувається? Що таке чадний газ насправді? Чим він небезпечний для людини?
Що таке чадний газ, формула, основні властивості
Чадний газ, формулаякого дуже проста і позначає союз атома кисню і вуглецю - CO - одне з найбільш отруйних газоподібних сполук. Але на відміну від багатьох інших небезпечних речовин, які використовуються тільки для вирішення вузьких промислових завдань, хімічне забруднення монооксидом вуглецю може виникнути в ході абсолютно звичайних хімічних процесів, можливі навіть у побуті.
Втім, перш ніж перейти до того, як відбувається синтез цієї речовини, розглянемо, що таке чадний газзагалом і які його основні фізичні властивості:
- безбарвний газ без смаку та запаху;
- вкрай низькі температури плавлення та кипіння: -205 і -191,5 градусів за Цельсієм відповідно;
- щільність 0,00125 г/куб.
- дуже горючий з високою температурою горіння (до 2100 градусів за Цельсієм).
Утворення чадного газу
У побуті чи промисловості утворення чадного газузазвичай відбувається одним з кількох достатньо простих способів, що легко пояснює ризик випадкового синтезу цієї речовини з ризиком для персоналу підприємства чи мешканців будинку, де виникла несправність опалювального обладнання чи порушена техніка безпеки. Розглянемо основні шляхи утворення монооксиду вуглецю:
- горіння вуглецю (вугілля, коксу) або його сполук (бензину та іншого рідкого палива) в умовах нестачі кисню. Як неважко здогадатися, дефіцит свіжого повітря, небезпечний з погляду ризику синтезу чадного газу, легко виникає у двигунах внутрішнього згоряння, побутових колонках з порушеною вентиляцією, промислових та звичайних печах;
- взаємодія звичайного вуглекислого газу із розпеченим вугіллям. Такі процеси відбуваються в печі постійно і повністю оборотні, але, за умови вже згаданої нестачі кисню, при закритій заслінці, чадний газ утворюється в значно більших кількостях, що становить смертельну небезпекудля людей.
Чим небезпечний чадний газ?
У достатній концентрації чадний газ, властивостіякого пояснюють його високу хімічну активність, надзвичайно небезпечний для людського життя та здоров'я. Суть такого отруєння насамперед у тому, що молекули цієї сполуки миттєво пов'язують гемоглобін крові і позбавляють його здатності переносити кисень. Таким чином, монооксид вуглецю знижує рівень клітинного диханняіз найсерйознішими наслідками для організму.
Відповідаючи на запитання " Чим небезпечний чадний газ?варто згадати і те, що, на відміну від багатьох інших токсичних речовин, людина не відчуває ніякого специфічного запаху, не відчуває неприємних відчуттіві не здатний розпізнати його наявність у повітрі будь-якими іншими способами, не маючи спеціального обладнання. В результаті постраждалий просто не вживає жодних заходів для того, щоб врятуватися, а коли дія чадного газу (сонливість і втрата свідомості) стає очевидною, може бути вже запізно.
Чадний газ призводить до смерті протягом години при концентрації повітря понад 0,1%. При цьому вихлоп цілком звичайного легкового автомобіля міститься від 1,5 до 3% цієї речовини. І це ще за умови гарного стану двигуна. Це легко пояснює той факт, що отруєння чадним газомчасто виникає саме у гаражах або всередині машини, загерметизованої снігом.
Інші найнебезпечніші випадки, в яких люди отруїлися чадним газом у побуті чи на роботі - це...
- перекриття чи поломка вентиляції опалювальної колонки;
- неписьменне використання дров'яних або вугільних печей;
- на пожежах у закритих приміщеннях;
- поблизу жвавих автомобільних магістралей;
- на промислових підприємствах, де активно використовують монооксид вуглецю.
Фізичні властивості.
Монооксид вуглецю являє собою безбарвний газ, що не має запаху, малорозчинний у воді.
t пл. 205 °С,
t кіп. 191 °С
критична температура = 140 ° С
критичний тиск = 35 атм.
розчинність у воді близько 1:40 за обсягом.
Хімічні властивості.
За звичайних умов CO інертний; при нагріванні – відновник; несолетворний оксид.
1) із киснем
2C +2 O + O 2 = 2C +4 O 2
2) із оксидами металів
C +2 O + CuO = Сu + C +4 O 2
3) із хлором (на світлі)
CO + Cl 2 --hn-> COCl 2 (фосген)
4) реагує з розплавами лугів (під тиском)
CO + NaOH = HCOONa (мурашинокислий натрій (форміат натрію))
5) з перехідними металами утворює карбоніли
Ni + 4CO = t ° = Ni (CO) 4
Fe + 5CO = t ° = Fe (CO) 5
Монооксид вуглецю хімічно не взаємодіє із водою. Не реагує СО також з лугами та кислотами. Він надзвичайно отруйний.
З хімічної сторони монооксид вуглецю характеризується головним чином схильністю до реакцій приєднання та своїми відновними властивостями. Однак обидві ці тенденції зазвичай виявляються лише за підвищених температурах. У цих умовах ЗІ з'єднується з киснем, хлором, сіркою, деякими металами і т. д. Разом з тим оксид вуглецю при нагріванні відновлює до металів багато оксидів, що дуже важливо для металургії. Поряд з нагріванням підвищення хімічної активності ЗІ часто викликається його розчиненням. Так, у розчині він здатний відновлювати солі Au, Pt та деяких інших елементів до вільних металів вже за звичайних температур.
При підвищених температурах та високих тисках має місце взаємодія СО з водою та їдкими лугами: у першому випадку утворюється НСООН, а в другому – мурашинокислий натрій. Остання реакціяпротікає при 120 ° С, тиск 5 атм і знаходить технічне використання.
Відновлення хлористого паладію, що легко йде в розчині, за сумарною схемою:
PdCl 2 + H 2 O + CO = CO 2 + 2 HCl + Pd
служить найчастіше застосовуваною реакцією відкриття монооксиду вуглецю суміші газів. Вже дуже невеликі кількості ЗВ легко виявляються по легкому фарбуванню розчину внаслідок виділення дрібно роздробленого металевого паладію. Кількісне визначення ЗІ ґрунтується на реакції:
5 СО + I 2 O 5 = 5 CO 2 + I 2 .
Окислення в розчині часто йде з помітною швидкістю лише в присутності каталізатора. При доборі останнього основну роль грає природа окислювача. Так, KMnO 4 найшвидше окислює СО у присутності дрібнороздробленого срібла, K 2 Cr 2 O 7 - у присутності солей ртуті, КСlO 3 - у присутності OsO 4 . Загалом, за своїми відновлювальними властивостями СО схожий на молекулярний водень, причому активність його за звичайних умов вища, ніж у останнього. Цікаво, що існують бактерії, здатні за рахунок окислення СО отримувати необхідну для життя енергію.
Порівняльну активність СО та Н 2 як відновників можна оцінити шляхом вивчення оборотної реакції:
Н 2 Про + СО = СО 2 + Н 2 + 42 кДж
рівноважний стан якої за високих температур встановлюється досить швидко (особливо у присутності Fe 2 O 3). При 830 °З рівноважної суміші знаходяться рівні кількості СО і Н 2 , тобто спорідненість обох газів до кисню однакова. Нижче 830 °С сильнішим відновником є ЗІ, вище - Н 2 .
Зв'язування одного з продуктів розглянутої вище реакції відповідно до закону дії мас зміщує її рівновагу. Тому, пропускаючи суміш монооксиду вуглецю та водяної пари над оксидом кальцію, можна отримати водень за схемою:
Н 2 Про + СО + СаО = СаСО 3 + Н 2 + 217 кДж.
Ця реакція йде вже при 500 °С.
На повітрі СО спалахує близько 700 °С і згоряє синім полум'ям до СО 2:
2 СО + Про 2 = 2 СО 2 + 564 кДж.
Значне виділення тепла, що супроводжує цю реакцію, робить монооксид вуглецю цінним газоподібним паливом. Однак найбільш широке застосування він знаходить як вихідний продукт синтезу різних органічних речовин.
Згоряння товстих шарів вугілля в печах триває в три стадії:
1) З + Про 2 = СО 2; 2) СО 2 + С = 2 СО; 3) 2 СО + О 2 = 2 СО 2 .
При передчасному закритті труби в печі створюється нестача кисню, що може викликати поширення СО по приміщенню, що опалюється, і призвести до отруєнь (чад). Слід зазначити, що запах чадного газу обумовлений не СО, а домішками деяких органічних речовин.
Полум'я може мати температуру до 2100 °С. Реакція горіння СО цікава тим, що при нагріванні до 700-1000 °С вона йде з помітною швидкістю тільки в присутності слідів водяної пари або інших водень, що містять газ (NH 3 , H 2 S і т. п.). Зумовлено це ланцюговим характероманалізованої реакції, що протікає за допомогою проміжного утворення радикалів ВІН за схемами:
Н + О 2 = АЛЕ + О, потім О + ЗІ = СО 2 , АЛЕ + СО = СО 2 + Н і т.д.
При дуже високих температурах реакція горіння стає помітно оборотною. Зміст 2 в рівноважній суміші (під тиском 1 атм) вище 4000 ° С може бути лише мізерно малим. Сама молекула СО настільки термічно стійка, що не розкладається навіть за 6000 °С. Молекули ЗІ були виявлені в міжзоряному середовищі. При дії СО на металевий К при 80 ° С утворюється безбарвне кристалічне вибухове з'єднання складу До 6 С 6 Про 6 . Речовина це з відщепленням калію легко переходить в оксид вуглецю 6 Про 6 ("трихінон"), який можна розглядати як продукт полімеризації СО. Будова відповідає шестичленному циклу, утвореному атомами вуглецю, кожен із яких з'єднаний подвійний зв'язком з атомами кисню.
Взаємодія СО із сіркою по реакції:
СО + S = COS + 29 кДж
швидко йде лише за високих температур. Тіооксид вуглецю, що утворюється (О=С=S) являє собою безбарвний і не має запаху газ (т. пл. -139, т. кип. -50 °С). Монооксид вуглецю (II) здатний безпосередньо з'єднуватись з деякими металами. В результаті утворюються карбоніли металів, які слід розглядати як комплексні сполуки.
Оксид вуглецю (II) утворює комплексні сполуки також із деякими солями. Одні з них (OsCl 2 ·3CO, PtCl 2 ·CO і т. д.) стійкі лише у розчині. З утворенням останньої речовини пов'язане поглинання оксиду вуглецю(II) розчином СуСl у міцній НСl. Подібні ж сполуки утворюються, мабуть, і в аміачному розчині CuCl, що часто застосовується для поглинання при аналізі газів.
Отримання.
Монооксид вуглецю утворюється при згорянні вуглецю в нестачі кисню. Найчастіше він виходить у результаті взаємодії вуглекислого газу з розпеченим вугіллям:
СО 2 + З + 171 кДж = 2 СО.
Реакція ця оборотна, причому рівновага її нижче 400 ° С практично повністю зміщено вліво, а вище 1000 ° С - вправо (рис. 7). Однак із помітною швидкістю воно встановлюється лише за високих температур. Тому у звичайних умовах СО цілком стійкий.
Мал. 7. Рівнавага СО 2 + С = 2 СО.
Освіта СО з елементів йде за рівнянням:
2 З + Про 2 = 2 СО + 222 кДж.
Невеликі кількості СО зручно отримувати розкладанням мурашиної кислоти: НСООН = Н 2 Про + СО
Ця реакція легко протікає при взаємодії НСООН з гарячою міцною сірчаною кислотою. Фактично це отримання здійснюють або процесом конц. сірчаної кислоти на рідку НСООН (при нагріванні) або пропусканням парів останньої над геміпентаоксидом фосфору. Взаємодія НСООН із хлорсульфоновою кислотою за схемою:
НСООН + СISO 3 H = H 2 SO 4 + HCI + CO
йде вже за нормальних температурах.
Зручним методом лабораторного отримання можуть служити нагрівання з конц. сірчаною кислотою щавлевої кислоти або залізосинєродистого калію. У першому випадку реакція протікає за схемою: Н 2 З 2 Про 4 = СО + СО 2 + Н 2 О.
Поряд із СО виділяється і вуглекислий газ, який може бути затриманий пропусканням газової суміші крізь розчин гідроксиду барію. У другому випадку єдиним газоподібним продуктом є оксид вуглецю:
До 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.
Великі кількостіЗІ можуть бути отримані шляхом неповного спалювання кам'яного вугілля у спеціальних печах - газогенераторах. Звичайний ("повітряний") генераторний газ містить у середньому (об'ємні %): СО-25, N2-70, СО 2 -4 і невеликі домішки інших газів. При спалюванні він дає 3300-4200 кДж на м3. Заміна звичайного повітря на кисень веде до значного підвищення вмісту СО (і збільшення теплотворної здатності газу).
Ще більше СО містить водяний газ, що складається (в ідеальному випадку) із суміші рівних обсягів СО та Н 2 і дає при згорянні 11700 кДж/м 3 . Газ цей одержують продуванням водяної пари крізь шар розпеченого вугілля, причому близько 1000 °С має місце взаємодія за рівнянням:
Н 2 О + С + 130 кДж = СО + Н 2.
Реакція утворення водяного газу йде з поглинанням тепла, вугілля поступово охолоджується і підтримки його в розжареному стані доводиться пропускання водяної пари чергувати з пропусканням в газогенератор повітря (чи кисню). У зв'язку з цим водяний газ містить приблизно 44, Н 2 -45, 2 -5 і N 2 -6%. Він широко використовується для синтезу різних органічних сполук.
Часто одержують змішаний газ. Процес отримання зводиться до одночасного продування крізь шар розпеченого вугілля повітря і водяної пари, тобто. комбінування обох описаних вище методів- Тому склад змішаного газу є проміжним між генераторним та водяним. У середньому він містить: СО-30, Н 2 -15, 2 -5 і N 2 -50%. Кубічний метр його дає при спалюванні близько 5400 кДж.
- Клас небезпеки ООН 2,3
- Вторинна небезпека за класифікацією ООН 2,1
Будова молекули
Молекула CO, як і, як і изоэлектронная їй молекула азоту , має потрійну зв'язок. Так як ці молекули подібні за будовою, то й властивості їх схожі - дуже низькі температури плавлення і кипіння, близькі значення стандартних ентропій і т.п.
У рамках методу валентних зв'язківбудову молекули CO можна описати формулою: C≡O:, причому третій зв'язок утворено за донорно-акцепторним механізмом, де вуглець є акцептором електронної пари, а кисень - донором.
Завдяки наявності потрійного зв'язку молекула CO дуже міцна (енергія дисоціації 1069 кДж/моль, або 256 ккал/моль, що більше, ніж у будь-яких інших двоатомних молекул) і має малу між'ядерну відстань (d C≡O =0,1128 нм або 1, 13Å).
Молекула слабо поляризована, електричний момент її диполя μ = 0,04 · 10 -29 Кл · м (напрямок дипольного моменту O - → C +). Іонізаційний потенціал 14,0, силова константа зв'язку k = 18,6.
Історія відкриття
Монооксид вуглецю був вперше отриманий французьким хіміком Жаком де Лассоном при нагріванні оксиду цинку з вугіллям, але спочатку його помилково прийняли за водень, оскільки він згоряв синім полум'ям. Те, що до цього газу входить вуглець і кисень, з'ясував в англійський хімік Вільям Крукшенк. Моноксид вуглецю поза атмосферою Землі вперше був виявлений бельгійським ученим М. Міжотом (M. Migeotte) у 1949 році за наявності основної коливально-обертальної смуги в ІЧ спектрі Сонця.
Монооксид вуглецю в атмосфері Землі
Розрізняють природні та антропогенні джерела надходження в атмосферу Землі. У природних умовах на поверхні Землі CO утворюється при неповному анаеробному розкладанні органічних сполук і при згорянні біомаси, в основному в ході лісових і степових пожеж. Монооксид вуглецю утворюється у ґрунті як біологічним шляхом (виділення живими організмами), так і небіологічним. Експериментально доведено виділення монооксиду вуглецю за рахунок звичайних у ґрунтах фенольних сполук, що містять групи OCH 3 або OH в орто- або пара-положеннях по відношенню до першої гідроксильної групи.
Загальний баланс продукування небіологічного CO та його окислення мікроорганізмами залежить від конкретних екологічних умов, в першу чергу від вологості та значення . Наприклад, з аридних ґрунтів монооксид вуглецю виділяється безпосередньо в атмосферу, створюючи таким чином локальні максимуми концентрації цього газу.
В атмосфері є продуктом ланцюжків реакцій за участю метану та інших вуглеводнів (в першу чергу, ізопрену).
Основним антропогенним джерелом CO в даний час є вихлопні гази двигунів внутрішнього згоряння. Оксид вуглецю утворюється при згорянні вуглеводневого палива в двигунах внутрішнього згоряння при недостатніх температурах або поганому настроюванні системи подачі повітря (подається недостатня кількість кисню для окислення CO в CO 2 ). У минулому значну частку антропогенного надходження CO в атмосферу забезпечував світильний газ, що використовувався для освітлення приміщень у XIX столітті. За складом він приблизно відповідав водяному газу, тобто містив до 45% монооксиду вуглецю. В даний час у комунальній сфері цей газ витіснений набагато менш токсичним природним газом (нижчі представники гомологічного ряду алканів - пропан та ін.)
Надходження CO від природних та антропогенних джерел приблизно однаково.
Монооксид вуглецю в атмосфері знаходиться у швидкому кругообігу: середній час його перебування становить близько 0,1 року, окислюючись гідроксилом до діоксиду вуглецю.
Отримання
Промисловий спосіб
2C + O 2 → 2CO (тепловий ефект цієї реакції 22 кДж),
2. або при відновленні діоксиду вуглецю розпеченим вугіллям:
CO 2 + C ↔ 2CO (H=172 кДж, S=176 Дж/К).
Ця реакція часто відбувається при пічній топці, коли дуже рано закривають пічну заслінку (поки остаточно не прогоріло вугілля). монооксид вуглецю, що утворюється при цьому, внаслідок своєї отруйності, викликає фізіологічні розлади («чад») і навіть смерть (див. нижче), звідси і одна з тривіальних назв - «чадний газ». Картина реакцій, що протікають у печі, наведена на схемі.
Реакція відновлення діоксиду вуглецю оборотна, вплив температури на стан рівноваги цієї реакції наведено на графіку. Протікання реакції праворуч забезпечує ентропійний фактор, а вліво - ентальпійний. При температурі нижче 400°C рівновага практично повністю зсунута вліво, а при температурі вище 1000°C вправо (у бік утворення CO). При низьких температурахшвидкість цієї реакції дуже мала, тому монооксид вуглецю при нормальних умовахцілком стійкий. Ця рівновага носить спеціальну назву рівновага Будуара.
3. Суміші монооксиду вуглецю з іншими речовинами отримують при пропусканні повітря, водяної пари і т. п. крізь шар розжареного коксу, кам'яного або бурого вугілляі т. п. (див. генераторний газ, водяний газ, змішаний газ, синтез-газ).
Лабораторний спосіб
TLV (гранична гранична концентрація, США): 25 ГДК р.з. за Гігієнічними нормативами ГН 2.2.5.1313-03 становить 20 мг/м³
Захист від монооксиду вуглецю
Завдяки такій хорошій теплотворній здатності CO є компонентом різних технічних газових сумішей (див., наприклад генераторний газ), що використовуються, в тому числі, для опалення.
галогенами. Найбільше практичне застосуванняотримала реакція з хлором:
CO + Cl 2 → COCl 2
Реакція екзотермічна, її тепловий ефект 113 кДж, у присутності каталізатора (активоване вугілля) вона йде вже за кімнатної температури. В результаті реакції утворюється фосген - речовина, що набула широкого поширення в різних галузях хімії (а також як бойова отруйна речовина). За аналогічними реакціями можуть бути отримані COF 2 (карбонілфторид) та COBr 2 (карбонілбромід). Карбоніліодид не отримано. Екзотермічність реакцій швидко знижується від F до I (для реакцій з F 2 тепловий ефект 481 кДж, з Br 2 - 4 кДж). Можна також отримувати змішані похідні, наприклад COFCl (докладніше див. галогенпохідні вугільної кислоти).
Реакцією CO з F 2 крім карбонілфториду можна отримати перекисне з'єднання (FCO) 2 O 2 . Його характеристики: температура плавлення −42°C, кипіння +16°C, має характерний запах (схожий на запах озону), при нагріванні вище 200°C розкладається з вибухом (продукти реакції CO 2 , O 2 і COF 2), кислому середовищіреагує з іодидом калію за рівнянням:
(FCO) 2 O 2 + 2KI → 2KF + I 2 + 2CO 2
Монооксид вуглецю реагує з халькогенами. З сіркою утворює сероксид вуглецю COS, реакція йде при нагріванні, за рівнянням:
CO + S → COS ΔG° 298 = −229 кДж, ΔS° 298 = −134 Дж/K
Отримано також аналогічні селеноксид COSe та телуроксид COTe.
Відновлює SO 2:
SO 2 + 2CO → 2CO 2 + S
З перехідними металами утворює дуже леткі, горючі та отруйні сполуки - карбоніли, такі як Cr(CO) 6 , Ni(CO) 4 , Mn 2 CO 10 , Co 2 (CO) 9 та ін.
Як зазначено вище, монооксид вуглецю трохи розчиняється у воді, проте не реагує з нею. Також він не вступає в реакції з розчинами лугів та кислот. Проте з розплавами лугів входить у реакцію:
CO + KOH → HCOOK
Цікавою є реакція монооксиду вуглецю з металевим калієм в аміачному розчині. При цьому утворюється вибухова сполука діоксодікарбонат калію:
2K + 2CO → K + O - -C 2 -O - K +
Реакцією з аміаком при високих температурах можна отримати важливе для промисловості з'єднання - ціановодень HCN. Реакція йде у присутності каталізатора (оксид
Чадний газ, окис вуглецю (СО) є безбарвним газом без запаху і смаку, який є трохи менш щільним, ніж повітря. Він токсичний для гемоглобінних тварин (включаючи людину), якщо його концентрації вище приблизно 35 частин на мільйон, хоча він також виробляється у звичайному метаболізмі тварин у невеликих кількостях, і, як вважають, має деякі нормальні біологічні функції. В атмосфері він просторово змінний і швидкорозпадний, і має певну роль у формуванні озону на рівні землі. Окис вуглецю складається з одного атома вуглецю та одного атома кисню, пов'язаних потрійним зв'язком, який складається з двох ковалентних зв'язків, а також одного дативного ковалентного зв'язку. Це найпростіший оксид вуглецю. Він є ізоелектроном з ціанідом аніону, нітрозоній катіоном та молекулярним азотом. У координаційних комплексах ліганд монооксиду вуглецю називається карбонілом.
Історія
Аристотель (384-322 до н.е.) вперше описав процес спалювання вугілля, що призводить до утворення токсичних парів. У давнину існував спосіб страти - закривати злочинця у ванній кімнаті з вугіллям, що тліє. Однак на той момент механізм смерті був незрозумілий. Грецький лікар Гален (129-199 рр. н.е.) припустив, що мала місце зміна складу повітря, який завдавав людині шкоди при вдиханні. У 1776 році французький хімік де Лассон виробив СО шляхом нагрівання оксиду цинку з коксом, проте вчений дійшов помилкового висновку, що газоподібний продукт був воднем, оскільки він горів синім полум'ям. Газ був ідентифікований як сполука, що містить вуглець і кисень, шотландським хіміком Вільямом Камберлендом Круїкшанком у 1800 році. Його токсичність на собаках була ретельно досліджена Клодом Бернаром близько 1846 року. Під час Другої світової війни газова суміш, що включає окис вуглецю, використовувалася для підтримки механічних транспортних засобів, що працюють у деяких частинах світу, де було мало бензину та дизельного палива. Зовнішній (з деякими винятками) деревне вугілляабо газогенератори газу, отриманого з деревини, були встановлені і суміш атмосферного азоту, окису вуглецю і невеликих кількостей інших газів, що утворюються при газифікації, надходила в газовий змішувач. Газова суміш, отримана внаслідок цього процесу, відома як деревний газ. Окис вуглецю також використовувався у великих масштабах під час Голокосту в деяких німецьких нацистських таборах смерті, найбільш явно – у газових фургонах у Хелмно та у програмі умертвіння Т4 «евтаназія».
Джерела
Окис вуглецю утворюється в ході часткового окислення вуглецевмісних сполук; вона утворюється, коли не вистачає кисню для утворення двоокису вуглецю (CO2), наприклад, при роботі з плитою або двигуном внутрішнього згоряння у замкнутому просторі. У присутності кисню, включаючи його концентрації в атмосфері, монооксид вуглецю світиться блакитним полум'ям, виробляючи вуглекислий газ. Кам'яновугільний газ, який широко використовувався до 1960-х років для внутрішнього освітлення, приготування їжі та нагрівання, містив окис вуглецю як значну паливну складову. Деякі процеси в сучасної технології, такі як виплавка чавуну, до цих пір виробляють окис вуглецю як побічний продукт. У всьому світі найбільшими джерелами окису вуглецю є природні джерела, через фото хімічних реакційу тропосфері, які генерують близько 5 × 1012 кг окису вуглецю на рік. Інші природні джерелаСО включають вулкани, лісові пожежі та інші форми згоряння. У біології, окис вуглецю природно виробляється під дією гемоксигенази 1 і 2 на гем від розпаду гемоглобіну. Цей процес виробляє певну кількість карбоксигемоглобіну у нормальних людейнавіть якщо вони не вдихають окис вуглецю. Після першої доповіді про те, що окис вуглецю є нормальним нейромедіатором у 1993 році, а також одним із трьох газів, які природним чином модулюють запальні реакціїв організмі (два інших – оксид азоту та сірководень), окис вуглецю отримала велику увагу вчених як біологічний регулятор. У багатьох тканинах, всі три газу, діють як протизапальні засоби, вазодилататори та промотори неоваскулярного зростання. Продовжуються клінічні випробування невеликих кількостей окису вуглецю як лікарський засіб. Тим не менш, надмірна кількість монооксиду вуглецю викликає отруєння чадним газом.
Молекулярні властивості
Окис вуглецю має молекулярну масу 28,0, що робить його трохи легшим, ніж повітря, чия середня молекулярна маса становить 28,8. Відповідно до закону ідеального газу, СО, отже, має меншу щільність, ніж повітря. Довжина зв'язку між атомом вуглецю та атомом кисню становить 112,8 пм. Ця довжина зв'язку узгоджується з потрійним зв'язком, як у молекулярному азоті (N2), який має аналогічну довжину зв'язку і майже таку ж молекулярну масу. Подвійні зв'язки вуглець-кисень значно довші, наприклад, 120,8 м у формальдегіду. Точка кипіння (82 К) і температура плавлення (68 K) дуже схожі на N2 (77 К та 63 К відповідно). Енергія дисоціації зв'язку 1072 кДж/моль сильніша, ніж у N2 (942 кДж/моль) і являє собою найбільш сильний з відомих хімічний зв'язок. Основний стан електрону окису вуглецю є синглетним, тому що тут немає неспарених електронів.
Сполучний та дипольний момент
Вуглець та кисень разом мають, загалом, 10 електронів у валентній оболонці. Дотримуючись правила октету для вуглецю та кисню, два атоми утворюють потрійний зв'язок, з шістьма загальними електронами в трьох зв'язуючих молекулярних орбіталях, а не звичайний подвійний зв'язок, як у органічних карбонильных сполук. Так як чотири із загальних електронів надходять з атома кисню і тільки два з вуглецю, одна сполучна орбіталь зайнята двома електронами з атомів кисню, утворюючи дативний або дипольний зв'язок. Це призводить до C ← O поляризації молекули, з невеликим негативним зарядомна вуглеці та невеликим позитивним зарядом на кисні. Дві інші зв'язувальні орбіталі займають кожна один електрон з вуглецю і один з кисню, утворюючи (полярні) ковалентні зв'язки зі зворотною C → O поляризацією, оскільки кисень є більш негативним, ніж вуглець. У вільному окисі вуглецю чистий негативний заряд δ- залишається в кінці вуглецю, і молекула має невеликий дипольний момент 0,122 D. Таким чином, молекула асиметрична: кисень має більше щільності електронів, ніж вуглець, а також невеликий позитивний заряд, порівняно з вуглецем, який є негативним. На противагу цьому, ізоелектронна молекула діазоту не має дипольного моменту. Якщо окис вуглецю діє як ліганд, полярність диполя може змінюватися з чистим негативним зарядом на кінці кисню, залежно від структури координаційного комплексу.
Полярність зв'язку та стан окислення
Теоретичні та експериментальні дослідженняпоказують, що, незважаючи на велику електронегативність кисню, дипольний момент виходить з негативного кінця вуглецю до більш позитивного кінця кисню. Ці три зв'язки є фактично полярними ковалентними зв'язками, які сильно поляризовані. Розрахована поляризація до атома кисню становить 71% для σ-зв'язку та 77% для обох π-зв'язків. Ступінь окислення вуглецю в окис вуглецю в кожній із цих структур становить +2. Вона розраховується так: всі сполучні електрони вважаються такими, що належать до більш негативних атомів кисню. Тільки два незв'язуючих електрона на вуглеці відносяться до вуглецю. При такому підрахунку, вуглець має лише два валентні електрони в молекулі в порівнянні з чотирма у вільному атомі.
Біологічні та фізіологічні властивості
Токсичність
Отруєння чадним газом є найпоширенішим типом смертельного отруєння повітря у багатьох країнах. Окис вуглецю є безбарвною речовиною, що не має запаху і смаку, але дуже токсична. Воно з'єднується з гемоглобіном з отриманням карбоксигемоглобіну, який «узурпує» ділянку в гемоглобіні, яка зазвичай переносить кисень, але неефективна для доставки кисню до тканин організму. Такі низькі концентрації, як 667 частин на мільйон, можуть викликати перетворення до 50% гемоглобіну в організмі на карбоксигемоглобін. 50% рівень карбоксигемоглобіну може призвести до судом, коми та смерті. У Сполучених Штатах Міністерство праці обмежує довгострокові рівні впливу окису вуглецю на робочому місці до 50 частин на мільйон. Протягом короткого періоду часу поглинання окису вуглецю є накопичувальним, так як період його напіввиведення становить близько 5 годин на свіжому повітрі. Найбільш поширені симптоми отруєння чадним газом можуть бути схожі на інші види отруєнь та інфекцій, і включають такі симптоми, як головний біль, нудота, блювання, запаморочення, втома та почуття слабкості. Постраждалі сім'ї часто вважають, що вони є жертвами харчового отруєння. Немовлята можуть бути дратівливими та погано харчуватися. Неврологічні симптомивключають сплутаність свідомості, дезорієнтацію, порушення зору, непритомність (втрату свідомості) та судоми. Деякі описи отруєння чадним газом включають геморагію сітківки ока, а також аномальний вишнево-червоний відтінок крові. У більшості клінічних діагнозівЦі ознаки спостерігаються рідко. Одна з труднощів, пов'язаних з корисністю цього «вишневого» ефекту, пов'язана з тим, що вона коригує, або маскує, інакше хворий зовнішній вигляд, оскільки головний ефект видалення венозного гемоглобіну пов'язаний з тим, що задушена людина здається нормальнішою, або мертва людиназдається живим, подібно до ефекту червоних барвників у складі для бальзамування. Такий ефект фарбування у безкисневій CO-отруєній тканині пов'язаний з комерційним використанням монооксиду вуглецю при фарбуванні м'яса. Оксид вуглецю також зв'язується з іншими молекулами, такими як міоглобін та мітохондріальна цитохромоксидаза. Вплив окису вуглецю може призвести до значного пошкодження серця та центральної нервової системи, особливо в блідій кулі, часто це пов'язано із тривалими хронічними патологічними станами. Окис вуглецю може мати серйозні несприятливі наслідки для плода вагітної жінки.
Нормальна фізіологія людини
Окис вуглецю виробляється природним чином в організмі людини як сигнальна молекула. Таким чином, окис вуглецю може мати фізіологічну рольв організмі як нейротрансмітер або релаксант кровоносних судин. Через роль окису вуглецю в організмі, порушення в її метаболізмі пов'язані з різними захворюваннями, у тому числі нейродегенерацією, гіпертонією, серцевою недостатністю та запаленнями.
CO функціонує як ендогенна сигнальна молекула.
СО модулює функції серцево-судинної системи
CO інгібує агрегацію та адгезію тромбоцитів
CO може відігравати певну роль як потенційний терапевтичний засіб
Мікробіологія
Окис вуглецю є живильним середовищем для метаногенних архей, будівельним блокомдля ацетилкоферменту А. Це тема для нової областібіоорганометалевої хімії. Екстремофільні мікроорганізми можуть таким чином метаболізувати окис вуглецю в таких місцях, як теплові жерла вулканів. У бактерій, окис вуглецю виробляється шляхом відновлення двоокису вуглецю ферментом дегідрогенази монооксиду вуглецю, Fe-Ni-S-білка, що містить. CooA є рецепторний білок окису вуглецю. Сфера його біологічної активності досі невідома. Він може бути частиною сигнального шляху у бактерій та архей. Його поширеність у ссавців не встановлено.
Поширеність
Окис вуглецю зустрічається в різних природних та штучних середовищах.
Окис вуглецю присутній у невеликих кількостях в атмосфері, головним чином як продукт вулканічної активності, але також є продуктом природних та техногенних пожеж (наприклад, лісові пожежі, спалювання рослинних залишків, а також спалювання цукрової тростини). Спалювання викопного палива також сприяє утворенню окису вуглецю. Окис вуглецю зустрічається у розчиненому вигляді у розплавлених вулканічних породах при високих тисках у мантії Землі. Оскільки природні джерела окису вуглецю змінні, дуже важко точно виміряти природні викиди газу. Окис вуглецю є парниковим газом, що швидко розпадається, а також проявляє непрямий радіаційний вплив шляхом підвищення концентрації метану і тропосферного озону в результаті хімічних реакцій з іншими компонентами атмосфери (наприклад, гідроксильний радикал, ВІН), що, в іншому випадку, зруйнувало б їх. В результаті природних процесів в атмосфері, він, зрештою, окислюється до двоокису вуглецю. Окис вуглецю є одночасно недовговічним в атмосфері (зберігається в середньому близько двох місяців) і має просторово змінну концентрацію. В атмосфері Венери, окис вуглецю створюється в результаті фотодисоціації двоокису вуглецю електромагнітним випромінюванням з довжиною хвилі коротше 169 нм. Через свою тривалу життєздатність у середній тропосфері, окис вуглецю також використовується як трассер транспорту для струменів шкідливих речовин.
Забруднення міст
Окис вуглецю є тимчасовою забруднювальною речовиною в атмосфері в деяких міських районах, головним чином, з вихлопних труб двигунів внутрішнього згоряння (у тому числі транспортних засобів, портативних та резервних генераторів, газонокосарок, мийних машин тощо), а також від неповного згоряння різних видів палива (включаючи дрова, вугілля, деревне вугілля, нафту, парафін, пропан, природний газ і сміття). Великі забруднення CO можуть спостерігатися з космосу над містами.
Роль у формуванні приземного озону
Окис вуглецю, поряд з альдегідами, є частиною серії циклів хімічних реакцій, що утворюють фотохімічний смог. Він вступає в реакцію з гідроксильним радикалом (ОН) з отриманням радикального інтермедіату HOCO, який швидко передає радикальний водень О2 з утворенням перекисного радикалу (НО2) та діоксиду вуглецю (CO2). Перекисний радикал потім вступає в реакцію з оксидом азоту (NO) з утворенням діоксиду азоту (NO2) та гідроксильного радикалу. NO 2 дає O (3P) через фотоліз, утворюючи тим самим O3 після реакції з O2. Так як гідроксильний радикал утворюється в процесі утворення NO2, баланс послідовності хімічних реакцій, починаючи з окису вуглецю, призводить до утворення озону: CO + 2O2 + hν → CO2 + O3 (Де hν відноситься до фотону світла, що поглинається молекулою NO2 в послідовності) Хоча створення NO2 є важливим кроком, що призводить до утворення озону низького рівня, Це також збільшує кількість озону іншим, дещо взаємовиключним чином, за рахунок зменшення кількості NO, яке доступно для реакції з озоном.
Забруднення повітря всередині приміщень
У закритих середовищах концентрація окису вуглецю може легко збільшитися до летального рівня. У середньому, у Сполучених Штатах щороку від неавтомобільних споживчих товарів, що виробляють окис вуглецю, вмирає 170 людей. Проте, згідно з даними Департаменту охорони здоров'я Флориди, «щороку понад 500 американців помирають від випадкового впливу окису вуглецю і ще тисячі людей у США вимагають невідкладної медичної допомогипри несмертельному отруєнні чадним газом». Ці продукти включають несправні паливні прилади спалювання, такі як печі, кухонні плити, водонагрівачі та газові та гасові кімнатні обігрівачі; обладнання з механічним приводом, як портативні генератори; каміни; та деревне вугілля, яке спалюється у будинках та інших закритих приміщеннях. Американська асоціація центрів контролю отруєнь (AAPCC) повідомила про 15769 випадків отруєння чадним газом, які призвели до 39 смертей у 2007 році. У 2005 році CPSC повідомила про 94 смерті, пов'язані з отруєнням моноксидом вуглецю від генератора. Сорок сім із цих смертей мали місце під час перебоїв у подачі електроенергії через суворі погодні умови, у тому числі через ураган Катріна. Тим не менш, люди помирають від отруєння чадним газом, що виробляється непродовольчими товарами, такими як автомобілі, які залишаються працюючими в гаражах, що прилягають до будинку. Центри з контролю та профілактики захворювань повідомляють, що щороку кілька тисяч людей звертаються до лікарні швидкої допомоги при отруєнні чадним газом.
Наявність у крові
Окис вуглецю поглинається через дихання і потрапляє у кровотік через газообмін у легенях. Вона також виробляється в ході метаболізму гемоглобіну і надходить у кров із тканин, і, таким чином, є у всіх нормальних тканинах, навіть якщо вона не потрапляє в організм при диханні. Нормальні рівні окису вуглецю, що циркулюють у крові, становлять від 0% до 3%, і вище курців. Рівні окису вуглецю не можна оцінити фізичним оглядом. Лабораторні випробування вимагають наявності зразка крові (артеріальної чи венозної) та лабораторного аналізуна СО-оксиметр. Крім того, неінвазивний карбоксигемоглобін (SPCO) з імпульсною СО-оксиметрією є більш ефективним у порівнянні з інвазивними методами.
Астрофізика
За межами Землі, окис вуглецю є другою найпоширенішою молекулою в міжзоряному середовищі, після молекулярного водню. Через свою асиметрію, молекула окису вуглецю виробляє набагато яскравіші спектральні лінії, ніж молекула водню, завдяки чому СО набагато легше виявити. Міжзоряний CO був уперше виявлений за допомогою радіотелескопів у 1970 році. В даний час він є найчастіше використовуваним індикатором молекулярного газу в середовищі галактик, а молекулярний водень може бути виявлений тільки за допомогою ультрафіолетового світла, що вимагає наявності космічних телескопів. Спостереження за окисом вуглецю забезпечують більшу частинуінформації про молекулярні хмари, у яких утворюється більшість зірок. Beta Pictoris, друга за яскравістю зірка у сузір'ї Pictor, демонструє надлишок інфрачервоного випромінювання порівняно з нормальними зірками її типу, що обумовлено великою кількістю пилу та газу (у тому числі окису вуглецю) поблизу зірки.
Виробництво
Було розроблено безліч методів для окису вуглецю.
Промислове виробництво
Основним промисловим джерелом CO є генераторний газ, суміш, що містить, в основному, окис вуглецю та азот, що утворився при згорянні вуглецю в повітрі при високій температурі, коли є надлишок вуглецю. У печі повітря пропускають через шар коксу. Спочатку вироблений СО2 врівноважується з гарячим вугіллям, що залишилося, з отриманням СО. Реакція СО2 з вуглецем з одержанням CO описується як реакція Будуара. При температурі вище 800°C CO є переважним продуктом:
СО2 + С → 2 CO (ΔH = 170 кДж/моль)
Інше джерело «водяний газ», суміш водню та монооксиду вуглецю, отриманого за допомогою ендотермічної реакції пари та вуглецю:
H2O + C → Н2 + СО (ΔH = +131 кДж/моль)
Інші подібні «синтетичні гази» можуть бути отримані з газу та інших видів палива. Оксид вуглецю також є побічним продуктом відновлення руд оксиду металу з вуглецем:
MO + C → M + CO
Окис вуглецю також отримують шляхом прямого окислення вуглецю в обмеженій кількостікисню або повітря.
2C (s) + O 2 → 2СО (g)
Оскільки СО є газ, відновлювальний процесможе керуватися шляхом нагрівання, використовуючи позитивну (сприятливу) ентропію реакції. Діаграма Елінгама показує, що утворенню СО надається перевага в порівнянні з СО2 при високих температурах.
Підготовка до лабораторії
Окис вуглецю зручно одержувати в лабораторії шляхом дегідратації мурашиної або щавлевої кислоти, наприклад, за допомогою концентрованої сірчаної кислоти. Ще одним способом є нагрівання однорідної суміші порошкоподібного металевого цинку та карбонату кальцію, який вивільняє CO і залишає оксид цинку та оксид кальцію:
Zn+CaCO3 → ZnO+CaO+CO
Нітрат срібла та йодоформ також дають окис вуглецю:
CHI3 + 3AgNO3 + H2O → 3HNO3 + CO + 3AgI
Координаційна хімія
Більшість металів утворюють координаційні комплекси, що містять ковалентно приєднаний окис вуглецю. Тільки метали в нижчих ступенях окислення з'єднуватимуться з лігандами окису вуглецю. Це з тим, що необхідна достатня щільність електронів, щоб полегшити зворотне пожертвування від металевої DXZ-орбіталі, до π * молекулярної орбіталі з СО. Неподілена пара на атомі вуглецю в СО також жертвує електронну щільність dx²-y² на металі для формування сигма-зв'язку. Ця пожертва електрона також проявляється цис-ефектом, або лабілізацією СО лігандів в цис-положенні. Карбоніл нікелю, наприклад, утворюється шляхом прямого поєднання окису вуглецю та металевого нікелю:
Ni + 4 CO → Ni (CO) 4 (1 бар, 55 ° C)
З цієї причини нікель у трубці або її частині не повинен вступати в тривалий контакт з окисом вуглецю. Карбоніл нікелю легко розкладається назад до Ni і CO при контакті з гарячими поверхнями, і цей метод використовується для промислового очищення нікелю в процесі Монда. У карбонілі нікелю та інших карбонілах, електронна пара на вуглеці взаємодіє з металом; окис вуглецю жертвує електронну пару металу. У таких ситуаціях окис вуглецю називається карбонільним лігандом. Одним з найбільш важливих карбоніл металів є пентакарбоніл заліза, Fe (CO) 5. Багато комплексів метал-CO отримують шляхом декарбонілування органічних розчинників, а не СО. Наприклад, трихлорид іридію та трифенілфосфін реагують у киплячому 2-метоксиетанолі або ДМФ, з отриманням IrCl (CO) (PPh3) 2. Карбоніли металів у координаційній хімії зазвичай вивчаються за допомогою інфрачервоної спектроскопії.
Органічна хімія та хімія основних груп елементів
У присутності сильних кислот і води оксид вуглецю вступає в реакцію з алкенами з утворенням карбонових кислоту процесі, відомому як реакції Коха-Хаафа. У реакції Гаттермана-Коха, арени перетворюються на бензальдегідні похідні в присутності AlCl3 та HCl. Літійорганічні сполуки (наприклад, бутиллітій) вступають у реакцію з окисом вуглецю, але ці реакції мало науково застосовні. Незважаючи на те, що CO реагує з карбокатіонами і карбаніонами, він відносно нереакційно здатний до органічних сполукбез втручання металевих каталізаторів. З реагентами з основної групи СО проходить кілька примітних реакцій. Хлорування є промисловим процесом, що призводить до утворення важливого з'єднання фосгену. З бораном, утворює аддукт, H3BCO, який є ізоелектронним з катіоном ацилія +. СО вступає в реакцію з натрієм, створюючи продукти, отримані з зв'язку С-С. Сполуки циклогексагегексон або триквіноїл (C6O6) та циклопентанепентон або лейконова кислота (C5O5), які досі отримували лише у слідових кількостях, можна розглядати як полімери окису вуглецю. При тиску більше 5 ГПа, окис вуглецю перетворюється на твердий полімер вуглецю та кисню. Це метастабільна речовина при атмосферному тискуале воно є потужною вибуховою речовиною.
Використання
Хімічна промисловість
Окис вуглецю є промисловим газом, який має безліч застосувань у виробництві сипких хімічних речовин. Великі кількості альдегідів отримують шляхом реакції гідроформілювання алкенів, окису вуглецю та Н2. Гідроформілювання у процесі Шелла дає можливість створювати попередники миючих засобів. Фосген, придатний для отримання ізоціанатів, полікарбонатів та поліуретанів, проводиться шляхом пропускання очищеного монооксиду вуглецю та газоподібного хлору через пористий шар активованого вугілляякий служить як каталізатор. Світове виробництво цієї сполуки у 1989 році оцінювалося у 2,74 млн тонн.
CO + Cl2 → COCl2
Метанол одержують шляхом гідрогенізації окису вуглецю. У спорідненій реакції, гідрування окису вуглецю пов'язане з утворенням зв'язку С-С, як у процесі Фішера-Тропша, де оксид вуглецю гідрогенізується до рідких вуглеводневих палив. Ця технологія дозволяє перетворювати вугілля або біомаси на дизельне паливо. У процесі Монсанто, окис вуглецю та метанол реагують у присутності каталізатора на основі родію та однорідної йодистоводневої кислоти з утворенням оцтової кислоти. Цей процес відповідає за більшу частину промислового виробництваоцтової кислоти. У промислових масштабах чистий окис вуглецю використовується для очищення нікелю в процесі Монда.
Забарвлення м'яса
Окис вуглецю використовується в модифікованих атмосферних системах упаковки в США, в основному при упаковці свіжих м'ясних продуктів, таких як яловичина, свинина та риба, щоб зберігати їх свіжий зовнішній вигляд. Окис вуглецю з'єднується з міоглобіном з утворенням карбоксиміоглобіну, яскраво-вишнево-червоного пігменту. Карбоксіміоглобін є більш стабільним, ніж окислена форма міоглобіну, оксиміоглобіну, який може окислитися до коричневого пігменту метміоглобіну. Цей стабільний червоний колір може зберігатися набагато довше, ніж звичайне упаковане м'ясо. Типові рівні окису вуглецю, що використовуються в установках, що використовують цей процес, становлять від 0,4 до 0,5%. Ця технологія вперше визнана «загалом безпечною» (GRAS) Управлінням з контролю за продуктами та ліками США (FDA) у 2002 році для використання як вторинна пакувальна система, і не вимагає маркування. У 2004 році FDA схвалило CO як основний метод упаковки, заявивши, що CO не приховує запаху псування. Незважаючи на цю постанову, залишається спірним питанняпро те, чи маскує цей метод псування продуктів. У 2007 році в Палаті представників США було запропоновано законопроект, що пропонує називати модифікований процес упаковки з використанням окису вуглецю кольоровою добавкою, але законопроект не був прийнятий. Такий процес упаковки заборонено у багатьох інших країнах, включаючи Японію, Сінгапур та країни Європейського Союзу.
Медицина
У біології, окис вуглецю природно виробляється під дією гемоксигенази 1 і 2 на гем від розпаду гемоглобіну. Цей процес виробляє певну кількість карбоксигемоглобіну у нормальних людей, навіть якщо вони не вдихають окис вуглецю. Після першої доповіді про те, що окис вуглецю є нормальним нейромедіатором у 1993 році, а також одним із трьох газів, які природним чином модулюють запальні реакції в організмі (два інших – оксид азоту та сірководень), окис вуглецю отримав велику клінічну увагу як біологічний регулятор. У багатьох тканинах, всі три газу, як відомо, діють як протизапальні засоби, вазодилататори та підсилювачі неоваскулярного зростання. Тим не менш, ці питання є складними, оскільки неоваскулярне зростання не завжди корисне, оскільки він відіграє певну роль у зростанні пухлини, а також у розвитку вологої макулодистрофії, захворювання, ризик якого збільшується від 4 до 6 разів при курінні (головне джерело окису вуглецю у крові, у кілька разів більше, ніж природне виробництво). Існує теорія, що в деяких синапсах нервових клітин, коли відкладаються довгострокові спогади, клітина, що приймає, виробляє окис вуглецю, яка назад передається до передавальної камери, що змушує її передаватися легше в майбутньому. Деякі такі нервові клітиниЯк було показано, містять гуанілатциклазу, фермент, який активується окисом вуглецю. У багатьох лабораторіях по всьому світу були проведені дослідження за участю монооксиду вуглецю щодо його протизапальних та цитопротекторних властивостей. Ці властивості можуть бути використані для запобігання розвитку низки патологічних станів, у тому числі, ішемічного реперфузійного ушкодження, відторгнення трансплантату, атеросклерозу, тяжкого сепсису, тяжкої малярії або аутоімунних захворювань. Були проведені клінічні випробування за участю людей, проте їх результати ще не було випущено.
З'єднань вуглецю. Оксид вуглецю (II)- чадний газ - з'єднання без запаху і кольору, горить блакитним полум'ям, легше за повітря і погано розчинний у воді.
СО- несолетворний оксид, але при пропусканні в розплав лугу при високому тиску утворює сіль мурашиної кислоти:
СО +KOH = HCOOK,
Тому СОчасто вважають ангідридом мурашиної кислоти:
HCOOH = CO + H 2 O,
Реакція протікає при дії концентрованої сірчаної кислоти.
Будова окиду вуглецю (II).
Ступінь окиснення +2. Зв'язок виглядає так:
Стрілкою показано додатковий зв'язок, який утворюється за донорно-акцепторним механізмом за рахунок неподіленої пари електронів атома кисню. Через це зв'язок в оксиді дуже міцна, тому оксид здатний вступати в реакції окислення-відновлення лише за високих температур.
Отримання оксиду вуглецю (II) .
1. Отримують його в ході реакції окиснення простих речовин:
2 C + O 2 = 2 CO,
C + CO 2 = 2 CO,
2. При відновленні СОсамим вуглецем чи металами. Реакція відбувається при нагріванні:
Хімічні властивості оксиду вуглецю (II).
1. У нормальних умовах оксид вуглецю не взаємодіє з кислотами та з основами.
2. У кисні повітря оксид вуглецю горить блакитним полум'ям:
2СО + Про 2 = 2СО 2,
3. При температурі оксид вуглецю відновлює метали з оксидів:
FeO + CO = Fe + CO 2
4. При взаємодії оксиду вуглецю з хлором утворюється отруйний газ - фосген. Реакція йде при опроміненні:
CO + Cl 2 = COCl 2,
5. Взаємодіє оксид вуглецю з водою:
CПро +H 2 O = CO 2 + H 2,
Реакція оборотна.
6. При нагріванні оксид вуглецю утворюється метиловий спирт:
CO + 2H 2 = CH 3 OH,
7. З металами оксид вуглецю утворює карбоніли(летючі сполуки).