Въглероден окис (II ), или въглероден оксид, CO е открит от английския химик Джоузеф Пристли през 1799 г. Той е безцветен газ, без вкус и мирис, слабо е разтворим във вода (3,5 ml в 100 ml вода при 0°C), има ниска температура на топене (-205 ° C) и точка на кипене (-192 ° C).
Въглеродният окис навлиза в земната атмосфера при непълно изгаряне на органични вещества, по време на вулканични изригвания, както и в резултат на жизнената дейност на някои нисши растения (водорасли). Естественото ниво на CO във въздуха е 0,01-0,9 mg / m 3. Въглеродният окис е силно токсичен. В човешкото тяло и висшите животни той активно реагира с
Изгаряне на пламък въглероден окис- красив синьо-виолетов цвят. Лесно е да го наблюдавате сами. За да направите това, трябва да запалите кибрит. Долна частсветещ пламък - този цвят му се придава от нажежени въглеродни частици (продукт от непълно изгаряне на дървесина). Отгоре пламъкът е заобиколен от синьо-виолетова граница. Това изгаря въглеродния оксид, образуван по време на окисляването на дървесината.
сложно съединение от желязо - кръвен хем (свързан с протеина глобин), нарушаващ функцията за пренос и консумация на кислород от тъканите. Освен това той влиза в необратимо взаимодействие с някои ензими, участващи в енергийния метаболизъм на клетката. При концентрация на въглероден окис в стая от 880 mg / m 3 смъртта настъпва за няколко часа, а при 10 g / m 3 - почти мигновено. Максимално допустимото съдържание на въглероден окис във въздуха е 20 mg / m 3. Първите признаци на отравяне с CO (при концентрация 6-30 mg / m 3) са намалена чувствителност на зрението и слуха, главоболие, промени в сърдечната честота. Ако човек се отрови с въглероден окис, той трябва да бъде изведен на чист въздух, да му се направи изкуствено дишане, при леки случаи на отравяне - да се даде силен чай или кафе.
Големи количества въглероден оксид ( II ) навлизат в атмосферата в резултат на човешка дейност. Например, автомобил отделя около 530 кг CO във въздуха средно годишно. При изгаряне в двигателя вътрешно горене 1 литър бензинови емисии на въглероден оксид се колебае от 1 50 до 800 г. По магистралите в Русия средната концентрация на CO е 6-57 mg / m 3, т.е. надвишава прага на отравяне. Въглеродният оксид се натрупва в лошо вентилирани дворове пред къщи, разположени в близост до магистрали, в мазета и гаражи. През последните години по магистралите бяха организирани специални пунктове за контрол на съдържанието на въглероден окис и други продукти от непълното изгаряне на горивото (CO-CH-контрол).
В стайна температуравъглеродният оксид е доста инертен. Той не взаимодейства с вода и алкални разтвори, тоест не е солеобразуващ оксид, но при нагряване реагира с твърди основи: CO + KOH = NSOOK (калиев формиат, сол на мравчена киселина); CO + Ca (OH) 2 = CaCO 3 + H 2. Тези реакции се използват за отделяне на водород от синтез газ (CO + 3H 2), образуван от взаимодействието на метан със прегрята пара.
Интересно свойство на въглеродния оксид е способността му да образува съединения с преходни метали - карбонили, например: Ni + 4CO ® 70 °C Ni (CO) 4.
Въглероден окис (II ) е отличен редуциращ агент. При нагряване се окислява от атмосферния кислород: 2CO + O 2 = 2CO 2. Тази реакция може да се проведе при стайна температура с помощта на катализатор - платина или паладий. Тези катализатори са инсталирани в автомобилите, за да намалят емисиите на CO в атмосферата.
Когато CO реагира с хлор, се образува много отровен газ фосген (тбала = 7,6 °C): CO + Cl 2 = COCl 2 ... Преди това е бил използван като химически боен агент, а сега се използва в производството на синтетични полимери на полиуретани.
Въглеродният окис се използва при топенето на чугун и стомана за редуциране на желязото от оксиди; също така се използва широко в органичния синтез. Когато смес от въглероден оксид взаимодейства ( II ) с водород в зависимост от условията (температура, налягане) се образуват различни продукти - алкохоли, карбонилни съединения, карбоксилни киселини. Особено голямо значениеима реакцията на синтез на метанол: CO + 2H 2 = CH3OH , който е един от основните продукти на органичния синтез. Въглеродният окис се използва за синтеза на фос-ген, мравчена киселина, като висококалорично гориво.
Въглеродният оксид, въглеродният оксид (CO) е безцветен газ без мирис и вкус, който е малко по-малко плътен от въздуха. Токсичен е за хемоглобина при животни (включително хора), ако концентрациите му са по-високи от около 35 ppm, въпреки че се произвежда и при нормалния животински метаболизъм в малки количества и се смята, че има някои нормални биологични функции... В атмосферата той е пространствено променлив и бързо разпадащ се и има роля в образуването на озон на нивото на земята. Въглеродният оксид се състои от един въглероден атом и един кислороден атом, свързани с тройна връзка, която се състои от две ковалентни връзки, както и една дативна ковалентна връзка. Това е най-простият въглероден оксид. Това е изоелектрон с цианиден анион, нитрозониев катион и молекулен азот. В координационните комплекси лигандът на въглеродния оксид се нарича карбонил.
История
Аристотел (384-322 г. пр. н. е.) е първият, който описва процеса на изгаряне на въглища, който води до образуването на токсични изпарения. В древни времена е имало метод за екзекуция - да затвори престъпник в баня с жарава. По това време обаче механизмът на смъртта не беше ясен. Гръцкият лекар Гален (129-199 г. сл. Хр.) предполага, че има промяна в състава на въздуха, която причинява вреда на хората при вдишване. През 1776 г. френският химик дьо Ласон произвежда CO чрез нагряване на цинков оксид с кокс, но ученият стига до погрешното заключение, че газообразен продукте водород, защото гори със син пламък. Газът е идентифициран като съединение, съдържащо въглерод и кислород от шотландския химик Уилям Къмбърланд Круикшанк през 1800 г. Неговата токсичност при кучета е подробно изследвана от Клод Бернар около 1846 г. По време на Втората световна война, газова смессъдържащ въглероден оксид се използва за поддържане на механично Превозно средствоработещи в части на света, където бензинът и дизелът бяха оскъдни. Бяха инсталирани външни (с някои изключения) генератори на въглен или дървесен газ и смес от атмосферен азот, въглероден окис и малки количества други газове, генерирани по време на газификацията, се подава към газовия смесител. Газовата смес, получена в резултат на този процес, е известна като дървесен газ. Въглеродният оксид също е използван в голям мащаб по време на Холокоста в някои германски нацистки лагери на смъртта, най-вече в газови фургони в Челмно и в програмата за убийства на Т4 "евтаназия".
Източници на
Въглеродният оксид се образува при частичното окисление на въглерод-съдържащи съединения; образува се, когато няма достатъчно кислород за образуване на въглероден диоксид (CO2), например при работа с печка или двигател с вътрешно горене в затворено пространство. В присъствието на кислород, включително концентрацията му в атмосферата, въглеродният оксид гори със син пламък, произвеждайки въглероден диоксид. Въглищният газ, който е бил широко използван до 60-те години на миналия век за вътрешно осветление, готвене и отопление, съдържа въглероден окис като значителна горивна съставка. Някои процеси в модерна технологиякато топенето на желязо все още произвежда въглероден оксид като страничен продукт. В световен мащаб най-големите източници на въглероден окис са естествените източници, поради снимка химична реакцияв тропосферата, които генерират около 5 × 1012 kg въглероден окис годишно. Друго природни източници COs включват вулкани, горски пожари и други форми на изгаряне. В биологията въглеродният оксид се произвежда естествено от действието на хем оксигеназа 1 и 2 върху хем от разграждането на хемоглобина. Този процес произвежда определено количество карбоксихемоглобин при нормални хора, дори ако те не вдишват въглероден оксид. След първия доклад, че въглеродният оксид е нормален невротрансмитер през 1993 г. и един от трите газа, които естествено модулират възпалителните реакции в тялото (другите два са азотен оксид и сероводород), въглеродният оксид се получи голямо вниманиеучени като биологичен регулатор. В много тъкани и трите газа действат като противовъзпалителни агенти, вазодилататори и стимулатори на неоваскуларния растеж. Продължават клинични изпитвания с малки количества въглероден оксид като лекарство. Въпреки това, прекомерните количества въглероден оксид причиняват отравяне с въглероден оксид.
Молекулни свойства
Въглеродният оксид има молекулно тегло 28,0, което го прави малко по-лек от въздуха, чието средно молекулно тегло е 28,8. Следователно според закона за идеалния газ CO има по-ниска плътност от въздуха. Дължината на връзката между въглероден атом и кислороден атом е 112,8 pm. Тази дължина на връзката е в съответствие с тройна връзка, както при молекулния азот (N2), който има подобна дължина на връзката и почти същото молекулно тегло. Двойните връзки въглерод-кислород са много по-дълги, например 120,8 m за формалдехид. Точката на кипене (82 K) и точката на топене (68 K) са много подобни на N2 (77 K и 63 K, съответно). Енергията на дисоциация на връзката от 1072 kJ / mol е по-силна от тази на N2 (942 kJ / mol) и представлява най-силната известна химическа връзка. Основното състояние на електрона на въглеродния оксид е синглетно, тъй като няма несдвоени електрони.
Свързващ и диполен момент
Въглеродът и кислородът заедно имат общо 10 електрона във валентната обвивка. Следвайки правилото на октета за въглерод и кислород, двата атома образуват тройна връзка, с шест електрона, споделени в три свързващи молекулярни орбитали, а не обичайната двойна връзка, както при органичните карбонилни съединения. Тъй като четири от споделените електрони идват от кислород и само два от въглерод, една свързваща орбитала е заета от два електрона от кислородни атоми, образувайки дативна или диполна връзка. Това води до C ← O поляризация на молекулата, с малък отрицателен заряд на въглерода и малък положителен заряд на кислорода. Всяка от другите две свързващи орбитали заема един електрон от въглерода и един от кислорода, образувайки (полярни) ковалентни връзки с обратна поляризация C → O, тъй като кислородът е по-електроотрицателен от въглерода. В свободния въглероден оксид нетният отрицателен заряд δ- остава в края на въглерода и молекулата има малък диполен момент от 0,122 D. По този начин молекулата е асиметрична: кислородът има по-голяма електронна плътност от въглерода, а също и малка положителен заряд в сравнение с въглерода, който е отрицателен. За разлика от тях, изоелектронната молекула на азота няма диполен момент. Ако въглеродният оксид действа като лиганд, полярността на дипола може да се промени с нетен отрицателен заряд в кислородния край, в зависимост от структурата на координационния комплекс.
Полярност на връзката и степен на окисление
Теоретични и експериментални изследвания показват, че въпреки голямата електроотрицателност на кислорода, диполният момент идва от по-отрицателния край на въглерода към по-положителния край на кислорода. Тези три връзки всъщност са полярни ковалентни връзки, които са силно поляризирани. Изчислената поляризация спрямо кислорода е 71% за σ връзката и 77% за двете π връзки. Степента на окисление на въглерод до въглероден оксид във всяка от тези структури е +2. Изчислява се по следния начин: счита се, че всички свързващи електрони принадлежат към по-електроотрицателните кислородни атоми. Само два несвързващи електрона върху въглерода са въглеродни. С това изчисление въглеродът има само два валентни електрона на молекула, в сравнение с четири в свободен атом.
Биологични и физиологични свойства
токсичност
Отравянето с въглероден окис е най-често срещаният вид фатално отравяне на въздуха в много страни. Въглеродният окис е безцветно, без мирис и вкус вещество, което е силно токсично. Той се комбинира с хемоглобина, за да произведе карбоксихемоглобин, който узурпира място в хемоглобина, което обикновено пренася кислород, но е неефективно при доставянето на кислород до телесните тъкани. Концентрации от 667 ppm могат да доведат до превръщането на до 50% от хемоглобина в тялото в карбоксихемоглобин. 50% нива на карбоксихемоглобин могат да доведат до гърчове, кома и смърт. В Съединените щати Министерството на труда ограничава дългосрочните нива на излагане на въглероден окис на работното място до 50 ppm. За кратък период от време абсорбцията на въглероден оксид е кумулативна, тъй като полуживотът му е около 5 часа на открито. Най-честите симптоми на отравяне с въглероден оксид могат да бъдат подобни на други видове отравяне и инфекции и включват симптоми като главоболие, гадене, повръщане, световъртеж, умора и чувство на слабост. Засегнатите семейства често вярват, че са жертви на хранително отравяне. Бебетата могат да бъдат раздразнителни и да се хранят лошо. Неврологичните симптоми включват объркване, дезориентация, замъглено зрение, припадък (загуба на съзнание) и гърчове. Някои описания на отравяне с въглероден оксид включват кръвоизлив в ретината, както и необичаен вишнево-червен оттенък на кръвта. При повечето клинични диагнози тези признаци са редки. Една от трудностите с полезността на този "черешов" ефект е свързана с факта, че той коригира или маскира, иначе нездравословно външен видтъй като основният ефект от отстраняването на венозния хемоглобин е, че удушеният човек изглежда по-нормален, или мъртвецизглежда жив, подобно на ефекта на червените багрила в състава за балсамиране. Този ефект на боядисване в безкислородна отровена с CO тъкан се свързва с търговската употреба на въглероден оксид при боядисване на месо. Въглеродният оксид също се свързва с други молекули като миоглобин и митохондриална цитохром оксидаза. Излагането на въглероден оксид може да причини значително увреждане на сърцето и централната нервна система, особено при globus pallidus, често свързано с дългосрочни хронични състояния. Въглеродният окис може да има сериозни неблагоприятни ефекти върху плода на бременна жена.
Нормална човешка физиология
Въглеродният оксид се произвежда естествено в човешкото тяло като сигнална молекула. По този начин въглеродният оксид може да има физиологична роля в тялото като невротрансмитер или релаксант. кръвоносни съдове... Поради ролята на въглеродния оксид в организма, аномалиите в неговия метаболизъм са свързани с различни заболявания, включително невродегенерация, хипертония, сърдечна недостатъчност и възпаление.
CO функционира като ендогенна сигнална молекула.
CO модулира функциите на сърдечно-съдовата система
CO инхибира агрегацията и адхезията на тромбоцитите
CO може да играе роля като потенциален терапевтичен агент
микробиология
Въглеродният оксид е среда за размножаване на метаногенни археи, градивен елемент за ацетил коензим А. Това е тема за нова зонабиоорганометална химия. По този начин екстремофилните микроорганизми могат да метаболизират въглеродния оксид на места като термичните отвори на вулканите. В бактериите въглеродният оксид се произвежда чрез намаляване на въглеродния диоксид от ензима въглероден оксид дехидрогеназа, протеин, съдържащ Fe-Ni-S. CooA е рецепторен протеин на въглероден оксид. Обхватът му биологична активноствсе още неизвестен. Може да е част от сигнален път при бактерии и археи. Неговото разпространение при бозайници не е установено.
Разпространение
Въглеродният окис се намира в различни естествени и изкуствени среди.
Въглеродният окис присъства в малки количества в атмосферата, главно като продукт на вулканична дейност, но също така е продукт на естествени и предизвикани от човека пожари (например горски пожари, изгаряне на растителни остатъци и изгаряне Захарна тръстика). Изгарянето на изкопаеми горива също допринася за образуването на въглероден оксид. Въглеродният окис се среща в разтворена форма в разтопени вулканични скали при високо налягане в мантията на Земята. Тъй като естествените източници на въглероден оксид са променливи, е изключително трудно точното измерване на емисиите на природен газ. Въглеродният оксид е бързо разлагащ се парников газ и също така упражнява непряка радиационна сила чрез увеличаване на концентрацията на метан и тропосферен озон в резултат на химични реакции с други компоненти на атмосферата (например хидроксилни радикали, OH), които биха иначе ги унищожи. В резултат на естествените процеси в атмосферата той в крайна сметка се окислява до въглероден диоксид. Въглеродният окис е едновременно краткотраен в атмосферата (той остава средно около два месеца) и има пространствено променлива концентрация. В атмосферата на Венера въглеродният оксид се създава чрез фотодисоциация на въглероден диоксид електромагнитно излъчванес дължина на вълната, по-къса от 169 nm. Поради дългия си живот в средната тропосфера, въглеродният оксид се използва и като транспортен индикатор за струи на замърсители.
Замърсяване на градовете
Въглеродният окис е временен замърсител на въздуха в някои градски райони, главно от изпускателните тръби на двигателите с вътрешно горене (включително превозни средства, преносими и резервни генератори, косачки за трева, перални машини и др.) и от непълно изгаряне на различни други горива (включително дърва за огрев, въглища, дървени въглища, петрол, парафин, пропан, природен газ и боклук). Голямо замърсяване с CO може да се наблюдава от космоса над градовете.
Роля в образуването на приземен озон
Въглеродният окис, заедно с алдехидите, е част от поредица от химически реакционни цикли, които образуват фотохимичен смог. Той реагира с хидроксилния радикал (OH), за да образува междинния радикал HOCO, който бързо прехвърля радикала на водорода към O2, за да образува пероксиден радикал (HO2) и въглероден диоксид (CO2). След това пероксидният радикал реагира с азотен оксид (NO), за да образува азотен диоксид (NO2) и хидроксилен радикал. NO 2 дава O (3P) чрез фотолиза, като по този начин образува O3 след реакция с O2. Тъй като хидроксилният радикал се образува по време на образуването на NO2, балансът на последователността на химичните реакции, започвайки с въглероден оксид, води до образуването на озон: CO + 2O2 + hν → CO2 + O3 (където hν се отнася до фотона на светлина, абсорбирана от молекулата NO2 в последователността) Въпреки че създаването на NO2 е важна стъпка, водеща до образуването на озон ниско нивотой също така увеличава количеството на озона по различен, донякъде взаимно изключващ се начин, като намалява количеството NO, което е налично да реагира с озона.
Замърсяване на въздуха на закрито
В затворени среди концентрацията на въглероден оксид може лесно да се увеличи до смъртоносни нива. Средно 170 души умират всяка година от неавтомобилни потребителски продукти, които произвеждат въглероден оксид в Съединените щати. Въпреки това, според Министерството на здравеопазването на Флорида, „Повече от 500 американци умират всяка година от случайно излагане на въглероден оксид и хиляди други в Съединените щати изискват спешна медицинска помощ за нефатално отравяне с въглероден оксид“. Тези продукти включват неизправни уреди за изгаряне на гориво, като печки, печки, бойлери и газови и керосинови нагреватели за помещения; механично задвижвани съоръжения като преносими генератори; камини; и дървени въглища, които се изгарят в домове и други затворени пространства. Американската асоциация на центровете за контрол на отравянията (AAPCC) съобщава за 15 769 случая на отравяне с въглероден оксид, което е довело до 39 смъртни случая през 2007 г. През 2005 г. CPSC съобщава за 94 смъртни случая, свързани с отравяне с въглероден оксид от генератор. Четиридесет и седем от тези смъртни случаи са настъпили по време на прекъсване на електрозахранването поради тежки последици метеорологични условия, включително поради урагана Катрина. Въпреки това, хората умират от отравяне с въглероден окис от нехранителни стоки, като например автомобили, оставени от работниците в гаражи в близост до домовете им. Центровете за контрол и превенция на заболяванията съобщават, че няколко хиляди души посещават болница за спешна помощ всяка година за отравяне с въглероден окис.
Наличие в кръвта
Въглеродният оксид се абсорбира чрез дишане и навлиза в кръвния поток чрез газообмен в белите дробове. Той също се произвежда по време на метаболизма на хемоглобина и навлиза в кръвния поток от тъканите и по този начин присъства във всички нормални тъкани, дори ако не влиза в тялото чрез дишане. Нормалните нива на въглероден оксид, циркулиращ в кръвта, са между 0% и 3% и са по-високи при пушачите. Нивата на въглероден оксид не могат да бъдат оценени чрез физически преглед. Лабораторните изследвания изискват кръвна проба (артериална или венозна) и лабораторен анализна CO-оксиметър. В допълнение, неинвазивният карбоксихемоглобин (SPCO) с импулсна CO-оксиметрия е по-ефективен от инвазивните методи.
астрофизика
Извън Земята въглеродният окис е втората най-разпространена молекула в междузвездната среда след молекулния водород. Поради своята асиметрия, молекулата на въглеродния оксид произвежда много по-ярки спектрални линии от водородната молекула, което прави CO много по-лесно за откриване. Междузвездният CO е открит за първи път с радиотелескопи през 1970 г. Понастоящем това е най-често използваният индикатор за молекулен газ в междузвездната среда на галактиките, а молекулярният водород може да бъде открит само с помощта на ултравиолетова светлина, което изисква космически телескопи... Наблюденията на въглеродния оксид предоставят по-голямата част от информацията за молекулярните облаци, в които се образуват повечето звезди. Beta Pictoris, втората най-ярка звезда в съзвездието Пиктор, показва излишък от инфрачервено лъчение в сравнение с нормалните звезди от своя тип, поради голямото количество прах и газ (включително въглероден оксид) близо до звездата.
Производство
Разработени са много методи за производство на въглероден оксид.
Индустриално производство
Основният промишлен източник на CO е генераторен газ, смес от предимно въглероден оксид и азот, образуван при изгаряне на въглерод във въздух с висока температура, когато има излишък от въглерод. В пещ въздухът преминава през слой от кокс. Първоначалният произведен CO2 се уравновесява с останалите горещи въглища, за да се получи CO. Реакцията на CO2 с въглерод за получаване на CO се описва като реакция на Boudouard. При температури над 800 ° C преобладаващият продукт е CO:
CO2 + C → 2 CO (ΔH = 170 kJ / mol)
Друг източник е "воден газ", смес от водород и въглероден оксид, получен от ендотермичната реакция на пара и въглерод:
H2O + C → H2 + CO (ΔH = +131 kJ / mol)
Друг подобен "сингаз" може да се получи от природен газ и други горива. Въглеродният оксид също е страничен продукт от редукцията на метални оксидни руди с въглерод:
MO + C → M + CO
Въглеродният окис също се получава чрез директно окисление на въглерод в ограничено количество кислород или въздух.
2C (s) + O 2 → 2CO (g)
Тъй като CO е газ, процесът на редукция може да се контролира чрез нагряване, използвайки положителната (благоприятна) ентропия на реакцията. Диаграмата на Елингам показва, че образуването на CO е за предпочитане пред CO2, когато високи температуриох.
Лабораторна подготовка
Въглеродният оксид се получава удобно в лабораторията чрез дехидратация на мравчена киселина или оксалова киселина s, например, като се използва концентрирана сярна киселина. Друг метод е загряване на хомогенна смес от прахообразен цинков метал и калциев карбонат, която отделя CO и оставя цинков оксид и калциев оксид:
Zn + CaCO3 → ZnO + CaO + CO
Сребърният нитрат и йодоформът също дават въглероден оксид:
CHI3 + 3AgNO3 + H2O → 3HNO3 + CO + 3AgI
Координационна химия
Повечето метали образуват координационни комплекси, съдържащи ковалентно прикрепен въглероден оксид. Вътре само метали по-ниски градусиокисления ще се комбинират с лиганди на въглероден оксид. Това е така, защото е необходима достатъчна електронна плътност, за да се улесни обратното даряване от металната DXZ орбитала към π * молекулярната орбитала от CO. Самотната двойка на въглеродния атом в CO също дарява електронната плътност в dx²-y² върху метала, за да образува сигма връзка. Това даряване на електрони също се проявява като цис ефект или лабилизиране на СО лиганди в цис позиция. Никеловият карбонил, например, се образува от директна комбинациявъглероден оксид и метален никел:
Ni + 4 CO → Ni (CO) 4 (1 бар, 55 ° C)
Поради тази причина никелът в тръбата или част от нея не трябва да влиза в продължителен контакт с въглероден оксид. Никеловият карбонил лесно се разлага обратно до Ni и CO при контакт с горещи повърхности и този метод се използва за промишлено рафиниране на никел в процеса на Mond. В никел карбонил и други карбонили, електронна двойка върху въглерод взаимодейства с метал; въглеродният оксид дарява електронна двойка на метала. В тези ситуации въглеродният окис се нарича карбонилен лиганд. Един от най-важните метални карбонили е желязо пентакарбонил, Fe (CO) 5. Много метал-CO комплекси се получават чрез декарбонилиране на органични разтворители, а не на CO. Например, иридиев трихлорид и трифенилфосфин реагират в кипящ 2-метоксиетанол или DMF, за да се получи IrCl (CO) (PPh3) 2. Металните карбонили в координационната химия обикновено се изследват чрез инфрачервена спектроскопия.
Органична химия и химия на основните групи елементи
В присъствието на силни киселини и вода въглеродният окис реагира с алкени, за да се образува карбоксилни киселинив процес, известен като реакцията на Кох-Хааф. В реакцията на Гутерман-Кох арените се превръщат в бензалдехидни производни в присъствието на AlCl3 и HCl. Органолитиевите съединения (например бутиллитий) реагират с въглероден оксид, но тези реакции имат малко научно приложение. Въпреки че CO реагира с карбокатиони и карбаниони, той е относително нереактивен с органични съединения без намесата на метални катализатори. С реагентите от основната група CO претърпява няколко забележителни реакции. Хлорирането на CO е индустриален процес, който води до образуването на важното съединение фосген. С боран CO образува адукт, H3BCO, който е изоелектронен с ацил + катион. CO реагира с натрий, за да създаде продукти, получени от комуникация C-C... Съединенията циклохексагексон или тривиноил (C6O6) и циклопентанпентон или левконова киселина (C5O5), които досега са били получени само в следи, могат да се разглеждат като полимери на въглероден оксид. При налягане над 5 GPa въглеродният оксид се превръща в твърд полимер от въглерод и кислород. Той е метастабилен при атмосферно налягане, но е мощен експлозив.
Използване
Химическа индустрия
Въглеродният окис е промишлен газ, който има много приложения в производството на насипни химикали. Големи количества алдехиди се получават чрез реакцията на хидроформилиране на алкени, въглероден оксид и Н2. Хидроформилирането в процеса на Shell прави възможно създаването на предшественици на детергента. Фосгенът, подходящ за производството на изоцианати, поликарбонати и полиуретани, се получава чрез преминаване на пречистен въглероден оксид и хлорен газ през слой от порест активен въгленкойто служи като катализатор. Световното производство на това съединение през 1989 г. се оценява на 2,74 милиона тона.
CO + Cl2 → COCl2
Метанолът се получава чрез хидрогениране на въглероден оксид. В свързана реакция, хидрогенирането на въглеродния оксид е свързано с образуването на C-C връзка, както в процеса на Фишер-Тропш, където въглеродният оксид се хидрогенира до течни въглеводородни горива. Тази технология превръща въглищата или биомасата в дизелово гориво. В процеса на Монсанто въглеродният оксид и метанолът реагират в присъствието на родиев катализатор и хомогенна йодоводородна киселина, за да образуват оцетна киселина. Този процес е отговорен за повечето промишлено производствооцетна киселина. V индустриален мащаб, чист въглероден оксид се използва за пречистване на никел в процеса Mond.
Оцветяване на месо
Въглеродният окис се използва в модифицирани атмосферни опаковъчни системи в Съединените щати, предимно в опаковането на пресни месни продукти като говеждо, свинско и риба, за да ги запази свежи. Въглеродният оксид се комбинира с миоглобина, за да образува карбоксимиоглобин, ярко вишневочервен пигмент. Карбоксимиоглобинът е по-стабилен от окислената форма на миоглобина, оксимиоглобин, който може да се окисли до кафявия пигмент метмиоглобин. Този стабилен червен цвят може да издържи много по-дълго от обикновеното пакетирано месо. Типичните нива на въглероден оксид, използвани в растенията, използващи този процес, са между 0,4% и 0,5%. Тази технология беше призната за първи път като "Общо безопасна" (GRAS) от Американската администрация по храните и лекарствата (FDA) през 2002 г. за използване като система за вторично опаковане и не изисква етикетиране. През 2004 г. FDA одобри CO като основен метод за опаковане, заявявайки, че CO не крие миризмата на разваляне. Въпреки това решение, то остава спорен проблемдали този метод маскира развалянето на храната. През 2007 г. в Камарата на представителите на САЩ беше предложен законопроект, който нарича модифицирания процес на опаковане на въглероден окис цветна добавка, но законопроектът не беше приет. Този процес на опаковане е забранен в много други страни, включително Япония, Сингапур и Европейския съюз.
Лекарството
В биологията въглеродният оксид се произвежда естествено от действието на хем оксигеназа 1 и 2 върху хем от разграждането на хемоглобина. Този процес произвежда определено количество карбоксихемоглобин при нормални хора, дори ако те не вдишват въглероден оксид. След първото докладване, че въглеродният оксид е нормален невротрансмитер през 1993 г. и един от трите газа, които естествено модулират възпалителните реакции в тялото (другите два са азотен оксид и сероводород), въглеродният оксид е получил много клинично внимание като биологичен регулатор .... В много тъкани е известно, че и трите газа действат като противовъзпалителни агенти, вазодилататори и подобрители на неоваскуларния растеж. Тези въпроси обаче са сложни, тъй като неоваскуларният растеж не винаги е полезен, тъй като играе роля в растежа на тумора, както и в развитието на мокра дегенерация на макулата, заболяване, чийто риск се увеличава 4 до 6 пъти при тютюнопушене ( основен източниквъглероден окис в кръвта, няколко пъти повече от естественото производство). Има теория, че в някои синапси на нервните клетки, когато се отлагат дългосрочни спомени, приемащата клетка произвежда въглероден окис, който се прехвърля обратно в предавателната камера, което води до по-лесното му предаване в бъдеще. Някои такива нервни клеткие доказано, че съдържа гуанилат циклаза, ензим, който се активира от въглероден оксид. В много лаборатории по света са проведени изследвания с въглероден окис по отношение на неговите противовъзпалителни и цитопротективни свойства. Тези свойства могат да се използват за предотвратяване на развитието на редица патологични състояния, включително исхемично реперфузионно увреждане, отхвърляне на присадката, атеросклероза, тежък сепсис, тежка малария или автоимунни заболявания. Бяха проведени клинични изпитвания при хора, но резултатите все още не са публикувани.
Въглеродният оксид или въглеродният оксид (CO) е безцветен газ без мирис и вкус. Гори със син пламък като водород. Поради това през 1776 г. химиците го бъркат с водород, когато за първи път произвеждат въглероден окис чрез нагряване на цинков оксид с въглерод. Молекулата на този газ има силна тройна връзка, като молекулата на азота. Ето защо между тях има известна прилика: точките на топене и кипене са практически еднакви. Молекулата на въглеродния оксид има висок йонизационен потенциал.
Когато се окислява, въглеродният оксид образува въглероден диоксид. При тази реакция се отделя голямо количество топлинна енергия. Ето защо въглеродният оксид се използва в отоплителните системи.
Въглеродният окис при ниски температури почти не реагира с други вещества, при високи температури ситуацията е различна. Реакциите на добавяне на различни органични вещества преминават много бързо. Смес от CO и кислород в определени пропорции е много опасна поради възможността от експлозия.
Получаване на въглероден оксид
При лабораторни условия въглеродният оксид се получава чрез разлагане. Възниква под въздействието на гореща концентрирана сярна киселина или при преминаването й през фосфорен оксид. Друг метод е, че сместа от мравчена и оксалова киселини се нагрява до определена температура. Отделеният CO може да бъде отстранен от тази смес чрез преминаване през баритна вода (наситен разтвор).
Опасност от въглероден окис
Въглеродният окис е изключително опасен за хората. Той причинява тежко отравяне и често може да причини смърт. Работата е там, че въглеродният оксид има способността да реагира с кръвния хемоглобин, който осъществява преноса на кислород до всички клетки на тялото. В резултат на тази реакция се образува карбохемоглобин. Поради липсата на кислород клетките гладуват.
Могат да се разграничат следните симптоми на отравяне: гадене, повръщане, главоболие, загуба на цветово възприятие, респираторен дистрес и други. На човек, който е бил отровен с въглероден окис, трябва да се окаже първа помощ възможно най-скоро. Първо трябва да го изнесете на чист въздух и да поставите памучен тампон, натопен в амоняк, към носа си. След това разтрийте гърдите на пострадалия и нанесете нагревателни подложки върху краката му. Препоръчва се обилна топла напитка. Необходимо е незабавно да се обадите на лекар след откриване на симптомите.
Всеки, който е трябвало да се занимава с работата на отоплителните системи - печки, бойлери, бойлери, бойлери, предназначени за домакинско гориво под каквато и да е форма - знае колко опасен е въглеродният окис за хората. Доста е трудно да се неутрализира в газообразно състояние, няма ефективни домашни методи за справяне с въглеродния оксид, следователно повечето от защитните мерки са насочени към предотвратяване и навременно откриване на отпадъци във въздуха.
Свойства на токсично вещество
Няма нищо необичайно в природата и свойствата на въглеродния оксид. Всъщност това е продукт на частичното окисление на въглища или въглищни горива. Формулата на въглеродния оксид е проста и ясна - CO, в химично отношение - въглероден окис. Един въглероден атом е свързан с кислороден атом. Природата на изгарянето на изкопаеми горива е устроена така, че въглеродният оксид е неразделна част от всеки пламък.
Въглищата, свързаните с тях видове гориво, торф, дърва за огрев, когато се нагряват в пещта, се газифицират във въглероден окис и едва след това се изгарят от потока на въздуха. Ако отпадъците са изтекли от горивната камера в помещението, тогава те ще останат в стабилно състояние, докато потокът от въглероден окис не бъде отстранен от помещението чрез вентилация или се натрупва, запълвайки цялото пространство, от пода до тавана. В последния случай ситуацията може да бъде спасена само от електронен сензор за въглероден окис, който реагира на най-малкото повишаване на концентрацията на токсични отпадъци в атмосферата на помещението.
Какво трябва да знаете за въглеродния оксид:
- V стандартни условияплътността на въглеродния оксид е 1,25 kg / m 3, което е много близко до специфичното тегло на въздуха 1,25 kg / m 3. Горещият и дори топъл монооксид лесно се издига до тавана, утаява се при охлаждане и се смесва с въздуха;
- Въглеродният оксид е без вкус, цвят и мирис, дори при условия на висока концентрация;
- За да започне образуването на въглероден оксид, достатъчно е да нагреете метала в контакт с въглерод до температура 400-500 ° C;
- Газът е способен да гори във въздуха с отделяне на голямо количество топлина, приблизително 111 kJ / mol.
Опасно е не само да се вдишва въглероден оксид, сместа газ-въздух може да експлодира, когато обемната концентрация достигне от 12,5% до 74%. В този смисъл газовата смес е подобна на битов метан, но много по-опасно от мрежовия газ.
Метанът е по-лек от въздуха и по-малко токсичен при вдишване, освен това, поради добавянето на специална добавка към газовия поток - меркаптан, присъствието му в помещението е лесно да се открие по миризма. С малко количество газ в кухнята можете да влезете в стаята и да я проветрите без последствия за здравето.
Въглеродният оксид е по-сложен. Тясната връзка между CO и въздуха предотвратява ефективното отстраняване на токсичния газов облак. Докато се охлажда, газовият облак постепенно ще се утаи в областта на пода. Ако се задейства сензор за въглероден оксид или се открие изтичане на продукти от горенето от печка или котел на твърдо гориво, трябва незабавно да вземете мерки за вентилация, в противен случай децата и домашните любимци ще пострадат първи.
Подобно свойство на облак от въглероден оксид преди беше широко използвано за борба с гризачи и хлебарки, но ефективността на газовата атака е много по-ниска. съвременни средства, а рискът от спечелване на отравяне е несравнимо по-висок.
За ваша информация! Газовият облак CO, при липса на вентилация, е способен да запази свойствата си непроменени за дълго време.
Ако има подозрение за натрупване на въглероден окис в мазета, помощни помещения, котелни, мазета, първата стъпка е да се осигури максимална вентилация с скорост на газообмен от 3-4 единици на час.
Условия за поява на отпадъци в помещението
Въглеродният окис може да се получи с помощта на десетки химични реакции, но това изисква специфични реагенти и условия за тяхното взаимодействие. Рискът от отравяне с газ по този начин е практически нулев. Основните причини за появата на въглероден оксид в котелно или в кухненско помещение остават два фактора:
- Лоша тяга и частично преливане на продукти от горенето от източника на горене в кухнята;
- Неправилна работа на котелно, газово и пещно оборудване;
- Пожари и локални източници на запалване на пластмаса, окабеляване, полимерни покрития и материали;
- Отпадъчни газове от канализационните тръби.
Източникът на въглероден оксид може да бъде вторично изгаряне на пепел, насипни отлагания на сажди в комините, сажди и катран, които са погълнали тухлената зидария на камините и пожарогасителите на сажди.
Най-често светещите въглища, които изгарят в пещта със затворен клапан, стават източник на газообразен CO. Особено много газ се отделя по време на термичното разлагане на дървесината при липса на въздух, около половината от газовия облак е въглероден окис. Следователно всякакви експерименти с опушване на месо и риба в мъглата, получена от тлеещи стърготини, трябва да се извършват само на открито.
Следи от въглероден окис също могат да се генерират по време на готвене. Например, всеки, който се е сблъсквал с инсталирането на газови котли за отопление със затворена горивна камера в кухнята, знае как реагират детекторите за въглероден окис пържени картофиили всяка храна, приготвена във врящо олио.
Коварната природа на въглеродния оксид
Основната опасност от въглеродния оксид е, че е невъзможно да се почувства и усети присъствието му в атмосферата на помещението, докато газът не влезе в дихателната система с въздуха и се разтвори в кръвта.
Ефектите от вдишването на CO зависят от концентрацията на газа във въздуха и продължителността на престоя в стаята:
- Главоболието, неразположението и развитието на сънливост започва, когато обемното съдържание на газ във въздуха е 0,009-0,011%. Физически здрав човекспособни да издържат до три часа в газообразна атмосфера;
- При концентрация от 0,065-0,07% може да се развие гадене, силна мускулна болка, крампи, припадък, загуба на ориентация. Времето, прекарано в стаята до появата на неизбежни последици, е само 1,5-2 часа;
- При концентрация на въглероден оксид над 0,5%, дори няколко секунди да сте в замърсено с газ пространство са фатални.
Дори ако човек безопасно излезе от стая с висока концентрация на въглероден оксид сам, все пак ще се изисква медицинска помощ и използването на антидоти, тъй като последствията от отравяне кръвоносна системаи нарушения на кръвообращението на мозъка все още ще се появят, само малко по-късно.
Молекулите на въглеродния оксид се абсорбират добре от водата и физиологични разтвори... Ето защо обикновените кърпи, салфетки, навлажнени с всяка налична вода, често се използват като първото налично средство за защита. Това ви позволява да спрете навлизането на въглероден окис в тялото за няколко минути, докато стане възможно да напуснете стаята.
Често с това свойство на въглеродния оксид се злоупотребява от някои собственици на отоплително оборудване, в което са вградени сензори за CO. Когато се задейства чувствителен сензор, вместо да проветрява стаята, устройството често просто се покрива с мокра кърпа. В резултат на това след дузина такива манипулации сензорът за въглероден оксид се проваля и рискът от отравяне се увеличава с порядък.
Технически системи за въглероден окис
Всъщност днес има само един начин за успешно справяне с въглеродния оксид, като се използват специални електронни устройства и сензори, които регистрират излишък от концентрация на CO в помещение. Можете, разбира се, да направите нещо по-просто, например да оборудвате мощна вентилация, както любителите на релакса правят от истинска тухлена камина. Но при такова решение има известен риск от отравяне с въглероден оксид при промяна на посоката на сцепление в тръбата, а освен това животът при силно течение също не е много полезен за здравето.
Сензорно устройство за въглероден оксид
Проблемът за контролиране на съдържанието на въглероден окис в атмосферата на жилищни и помощни помещенияднес е толкова актуално, колкото наличието на пожарна или кражба аларма.
В специализирани салони за отопление и газово оборудване можете да закупите няколко опции за устройства за контрол на газа:
- Химически сигнални устройства;
- Инфрачервени скенери;
- Сензори за твърдо състояние.
Чувствителният сензор на устройството обикновено е оборудван с електронна платка, която осигурява мощност, калибриране и преобразуване на сигнала в разбираема форма на индикация. Това могат да бъдат просто зелени и червени светодиоди на панела, звукова сирена, цифрова информация за изпращане на сигнал към компютърна мрежа или контролен импулс за автоматичен клапан, който прекъсва подаването на битови газове към отоплителния котел.
Ясно е, че използването на сензори с контролиран спирателен вентил е необходима мярка, но често производителите на отоплително оборудване умишлено вграждат „безшумна защита“, за да избегнат всякакви манипулации с безопасността на газовото оборудване.
Химични и твърдотелни контролни устройства
Най-евтината и достъпна версия на сензора с химически индикатор е направена под формата на мрежеста крушка, лесно пропусклива за въздух. Вътре в колбата има два електрода, разделени от пореста преграда, импрегнирана с алкален разтвор. Появата на въглероден оксид води до карбонизация на електролита, проводимостта на сензора рязко спада, което веднага се чете от електрониката като алармен сигнал. След монтажа устройството е в неактивно състояние и не работи, докато във въздуха не се появят следи от въглероден окис, които надвишават допустимата концентрация.
Сензорите в твърдо състояние използват двуслойни опаковки от калай и рутениев диоксид вместо алкално импрегнирана буца азбест. Появата на газ във въздуха причинява повреда между контактите на сензорното устройство и автоматично задейства аларма.
Скенери и електронни часовници
Инфрачервени сензори, които работят на принципа на сканиране на околния въздух. Вграденият инфрачервен сензор усеща луминесценцията на лазерния светодиод и според промяната в интензитета на поглъщане от газа топлинно излъчванеспусъкът се задейства.
CO поглъща много добре топлинната част на спектъра, поради което такива устройства работят в режим на наблюдение или скенер. Резултатът от сканирането може да бъде показан под формата на двуцветен сигнал или индикация за стойността на съдържанието на въглероден окис във въздуха в цифрова или линейна скала.
Кой сензор е по-добър
За правилния избор на сензор за въглероден оксид е необходимо да се вземе предвид режимът на работа и естеството на помещението, в което ще бъде инсталиран сензорът. Например, химическите сензори, които се считат за остарели, работят добре в котелни и помощни помещения. Евтин детектор за въглероден окис може да бъде инсталиран в страната или в сервиза. В кухнята мрежата бързо се покрива с прах и мастни отлагания, което драстично намалява чувствителността на химическия конус.
Твърдотелните сензори за въглероден окис работят еднакво добре при всякакви условия, но изискват мощно външно захранване, за да функционират. Цената на устройството е по-висока от цената на химическите сензорни системи.
Инфрачервените сензори са най-често срещаните. Те се използват активно за завършване на системите за сигурност на котлите на апартаменти за индивидуално отопление. В същото време чувствителността на системата за управление практически не се променя с течение на времето поради прах или температура на въздуха. Освен това такива системи като правило имат вградени механизми за тестване и калибриране, което им позволява периодично да проверяват работата си.
Монтаж на устройства за мониторинг на въглероден оксид
Сензорите за въглероден окис трябва да се монтират и обслужват само от специализиран техник. Инструментите се проверяват периодично, калибрират, обслужват и сменят.
Сензорът трябва да се монтира на разстояние от източника на газ от 1 до 4 m, корпусът или дистанционните сензори се монтират на височина 150 cm над нивото на пода и трябва да се калибрират според горния и долния праг на чувствителност.
Срокът на експлоатация на вътрешните сензори за въглероден окис е 5 години.
Заключение
Борбата с образуването на въглероден оксид изисква внимателно и отговорно отношение към инсталираното оборудване. Всякакви експерименти със сензори, особено от полупроводников тип, рязко намаляват чувствителността на устройството, което в крайна сметка води до увеличаване на съдържанието на въглероден окис в атмосферата на кухнята и целия апартамент и бавно отравяне на всички негови обитатели. Проблемът с контрола на въглеродния оксид е толкова сериозен, че е възможно използването на сензори в бъдеще да го направи задължително за всички категории индивидуално отопление.
Въглеродни оксиди
Последните годинив педагогическата наука се дава предпочитание на ученето, насочено към ученика. Формирането на индивидуални черти на личността се случва в процеса на дейност: учене, игра, работа. Така важен факторученето е организация на учебния процес, естеството на взаимоотношенията на учителя с учениците и учениците помежду си. Въз основа на тези идеи се опитвам да изградя образователния процес по специален начин. В същото време всеки ученик избира свой собствен темп на изучаване на материала, има възможност да работи на достъпно за него ниво, в ситуация на успех. В урока е възможно да се овладеят и усъвършенстват не само предметни, но и такива общообразователни умения и способности като поставяне на образователна цел, избор на средства и начини за постигането й, упражняване на контрол върху постиженията и коригиране на грешки. Учениците се учат да работят с литература, да правят бележки, схеми, чертежи, работят в група, по двойки, индивидуално, провеждат конструктивен обмен на мнения, разсъждават логично и правят изводи.
Не е лесно да се правят такива уроци, но ако имате късмет, можете да почувствате удовлетворение. Ето скрипт за един от моите уроци. На него присъстваха колеги, администрация и психолог.
Тип урок.Изучаване на нов материал.
Цели.На базата на мотивация и актуализация основни знанияи уменията на учениците да разглеждат структурата, физичните и химичните свойства, производството и използването на въглероден оксид и въглероден диоксид.
Статията е изготвена с подкрепата на сайта www.Artifex.Ru. Ако решите да разширите знанията си в областта съвременно изкуство, тогава най-доброто решение би било да посетите сайта www.Artifex.Ru. Творческият алманах ARTIFEX ще ви позволи да се запознаете с произведенията на съвременното изкуство, без да напускате дома си. По-подробна информация можете да намерите на уебсайта www.Artifex.Ru. Никога не е твърде късно да започнете да разширявате хоризонтите си и чувството си за красота.
Оборудване и реактиви.Карти "Програмиран разпит", плакат-схема, устройства за получаване на газове, очила, епруветки, пожарогасител, кибрит; варова вода, натриев оксид, креда, солна киселина, индикаторни разтвори, H 2 SO 4 (конц.), HCOOH, Fe 2 O 3.
Диаграма на плаката
"Структурата на молекулата на въглероден оксид (въглероден оксид (II))"
ПО ВРЕМЕ НА УРОКИТЕ
Масите за учениците в кабинета са подредени в кръг. Учителят и учениците имат възможност свободно да се придвижват до лабораторни маси (1, 2, 3). За урока децата сядат на учебни маси (4, 5, 6, 7, ...) един с друг, както пожелаят (безплатни групи от 4 човека).
учител. Мъдра китайска поговорка(написано красиво на дъската) чете:
„Чувам – забравям
Виждам - помня
Аз го правя - разбирам."
Съгласни ли сте със заключенията на китайските мъдреци?
Кои руски поговорки отразяват китайската мъдрост?
Децата дават примери.
учител. Всъщност само чрез създаване, създаване, можете да получите ценен продукт: нови вещества, устройства, машини, както и нематериални ценности - заключения, обобщения, изводи. Днес ви предлагам да участвате в изследването на свойствата на две вещества. Известно е, че при преминаване на технически преглед на автомобил водачът предоставя удостоверение за състоянието отработени газовекола. Каква концентрация на газ е посочена в сертификата?
(Отговор CO.)
Студент. Този газ е отровен. Когато попадне в кръвта, причинява отравяне на организма („бърнаут“, откъдето идва и името на оксида – въглероден окис). Намира се в животозастрашаващи количества в изгорелите газове на автомобила(чете съобщение от вестника, че шофьорът, който е заспал, докато двигателят работи в гаража, се е побъркал до смърт). Антидотът при отравяне с въглероден окис е вдишването на чист въздух и чист кислород. Друг въглероден оксид е въглеродният диоксид.
учител. На вашите маси има програмирана карта за проучване. Запознайте се със съдържанието му и на чист лист отбележете номерата на тези задачи, отговорите на които знаете на базата на вашите житейски опит... До номера на изявлението напишете формулата на въглеродния оксид, за който се отнася твърдението.
Учениците-консултанти (2 души) събират бланки с отговори и въз основа на резултатите от отговорите формират нови групи за по-нататъшна работа.
Програмирана анкета "Въглеродни оксиди"
1. Молекулата на този оксид се състои от един въглероден атом и един кислороден атом.
2. Връзката между атомите в една молекула е ковалентно полярна.
3. Газ, който е практически неразтворим във вода.
4. Молекулата на този оксид има един въглероден атом и два кислородни атома.
5. Няма мирис и цвят.
6. Водоразтворим газ.
7. Не се втечнява дори при -190 ° С ( тбала = -191,5 ° C).
8. Киселинен оксид.
9. Лесно компресиран, при 20 ° C под налягане от 58,5 атм става течен, втвърдява се в "сух лед".
10. Не е отровен.
11. Несолеобразуващи.
12. Запалими.
13. Взаимодейства с вода.
14. Взаимодейства с основни оксиди.
15. Реагира с метални оксиди, като редуцира свободните метали от тях.
16. Получава се при взаимодействието на киселини със соли на въглеродната киселина.
17. аз
18. Взаимодейства с алкали.
19. Източникът на въглерод, използван от растенията в оранжерии и оранжерии, води до по-високи добиви.
20. Използва се при газиране на вода и напитки.
учител. Прегледайте отново съдържанието на картата. Групирайте информацията в 4 блока:
структура,
физични свойства,
Химични свойства,
получаване.
Учителят предоставя възможност за изказване на всяка група ученици, обобщава изказванията. След това учениците различни групиизбират своя работен план - процедурата за изследване на оксидите. За целта те номерират блокове информация и обосновават избора си. Редът на обучение може да бъде както е написано по-горе или с всяка друга комбинация от четирите маркирани блока.
Учителят насочва вниманието на учениците към ключовите моменти от темата. Тъй като въглеродните оксиди газообразни вещества, с тях трябва да се работи внимателно (правила за безопасност). Учителят одобрява плана за всяка група и назначава съветници (предварително обучени ученици).
Демонстрационни експерименти
1. Изливане на въглероден диоксид от стъкло в стъкло.
2. Гасенето на свещи в чаша, тъй като CO 2 се натрупва.
3. Сложете няколко малки парченца "сух лед" в чаша вода. Водата ще бълбука и от нея ще се излее гъст бял дим.
Газът CO2 се втечнява вече при стайна температура под налягане от 6 MPa. В течно състояние се съхранява и транспортира в стоманени цилиндри. Ако отворите клапана на такъв цилиндър, течният CO 2 ще започне да се изпарява, поради което се получава силно охлаждане и част от газа се превръща в снежна маса - "сух лед", която се притиска и използва за съхранение сладолед.
4. Демонстрация на пожарогасител с химична пяна (CFS) и обяснение на принципа на действието му с помощта на модел - епруветка със запушалка и тръба за изпускане на газ.
Информация за структурана таблица номер 1 (инструктивни карти 1 и 2, структурата на CO и CO 2 молекулите).
Информация относно физични свойства- на маса номер 2 (работа с учебника - Габриелян О.С.Химия-9. М .: Дропла, 2002, с. 134-135).
Данни при получаване и химични свойства- на таблици 3 и 4 (инструктивни карти 3 и 4, инструкции за практическа работа, стр. 149–150 от учебника).
Практическа работа Добавете няколко парчета тебешир или мрамор в епруветка и добавете малко разредена солна киселина. Затворете бързо флакона със запушалка с вентилационна тръба. Потопете края на тръбата в друга епруветка, съдържаща 2-3 ml варова вода. Гледайте как газовите мехурчета преминават през варовата вода за няколко минути. След това извадете края на димоотводната тръба от разтвора и го изплакнете с дестилирана вода. Поставете епруветката в друга епруветка с 2-3 ml дестилирана вода и прекарайте газа през нея. След няколко минути извадете епруветката от разтвора, добавете няколко капки син лакмус към получения разтвор. Изсипете 2-3 ml разреден разтвор на натриев хидроксид в епруветка и добавете към нея няколко капки фенолфталеин. След това прекарайте газа през разтвора. Отговори на въпросите. Въпроси 1. Какво се случва, ако се действа с тебешир или мрамор солна киселина? 2. Защо, когато въглеродният диоксид се пропуска през варовикова вода, разтворът първо става мътен, а след това варът се разтваря? 3. Какво се случва, когато въглеродният оксид (IV) премине през дестилирана вода? Напишете уравненията на съответните реакции в молекулярна, йонна и йонна форма. Разпознаване на карбонати Дадените ви четири епруветки съдържат кристални вещества: натриев сулфат, цинков хлорид, калиев карбонат, натриев силикат. Определете какво вещество има във всяка епруветка. Напишете уравненията на реакцията в молекулярна, йонна и съкратена йонна форма. |
Домашна работа
Учителят предлага да вземете картата „Програмируемо проучване“ вкъщи и в подготовка за следващия урок да обмислите начините за получаване на информация. (Как разбрахте, че изследваният газ се втечнява, взаимодейства с киселина, е отровен и т.н.?)
Самостоятелна работаученици
Практическа работагрупи от деца изпълняват с различна скорост... Затова игрите се предлагат на тези, които завършват работата си по-бързо.
Пета екстра
Може да се открие, че четири вещества имат нещо общо, а петото вещество е необикновено, излишно.
1. Въглерод, диамант, графит, карбид, карбин. (Карбид.)
2. Антрацит, торф, кокс, масло, стъкло. (Стъклена чаша.)
3. Варовик, тебешир, мрамор, малахит, калцит. (Малахит.)
4. Кристална сода, мрамор, поташ, каустик, малахит. (Каустик.)
5. Фосген, фосфин, циановодородна киселина, калиев цианид, въглероден дисулфид. (Фосфин.)
6. Морска вода, минерална вода, дестилирана вода, подземна вода, твърда вода. (Дестилирана вода.)
7. Варово мляко, пух, гасена вар, варовик, варова вода. (варовик.)
8. Li2CO3; (NH4)2CO3; CaCO 3; K2CO3, Na2CO3. (CaCO 3.)
Синоними
пишете химични формуливещества или техните имена.
1. Халоген - ... (Хлор или бром.)
2. Магнезит - ... (MgCO 3.)
3. Урея - ... ( урея H 2 NC (O) NH 2.)
4. Поташ - ... (K 2 CO 3.)
5. Сух лед -... (CO 2.)
6. Водороден оксид - ... ( Вода.)
7. Амоняк - ... ( 10% воден разтворамоняк.)
8. Соли на азотната киселина - ... ( нитрати- KNO 3, Ca (NO 3) 2, NaNO 3.)
9. Природен газ - ... ( метан CH 4.)
Антоними
Напишете химически термини, които са противоположни по значение на предложените.
1. Окислител - ... ( Редуциращ агент.)
2. Донор на електрони - ... ( Електрон акцептор.)
3. Киселинни свойства – … (Основни свойства.)
4. Дисоциация - ... ( Асоциация.)
5. Адсорбция - ... ( Десорбция.)
6. Анод - ... ( катод.)
7. Анион - ... ( катион.)
8. Метал - ... ( Неметални.)
9. Изходни вещества - ... ( Реакционни продукти.)
Търсете модели
Установете знак, който обединява посочените вещества и явления.
1. Диамант, карбин, графит - ... ( Алотропни модификации на въглерода.)
2. Стъкло, цимент, тухла - ... ( Строителни материали.)
3. Дишане, разпад, вулканично изригване - ... ( Процеси, придружени от отделяне на въглероден диоксид.)
4. CO, CO 2, CH 4, SiH 4 - ... ( Съединения от елементи от IV група.)
5. NaHCO 3, CaCO 3, CO 2, H 2 CO 3 - ... ( Кислородни съединения на въглерода.)
