- संयुक्त राष्ट्र खतरा वर्ग 2.3
- माध्यमिक खतरा संयुक्त राष्ट्र 2.1
अणु संरचना
सीओ अणु, आइसोइलेक्ट्रॉनिक नाइट्रोजन अणु की तरह, एक ट्रिपल बॉन्ड होता है। चूंकि ये अणु संरचना में समान हैं, इसलिए उनके गुण भी समान हैं - बहुत कम गलनांक और क्वथनांक, मानक एन्ट्रापी के करीबी मूल्य, आदि।
संयोजकता बंधन विधि के ढांचे के भीतर, CO अणु की संरचना को सूत्र द्वारा वर्णित किया जा सकता है: C≡O:, और तीसरा बंधन दाता-स्वीकर्ता तंत्र द्वारा बनता है, जहां कार्बन एक इलेक्ट्रॉन जोड़ी का स्वीकर्ता है, और ऑक्सीजन एक दाता है।
ट्रिपल बॉन्ड की उपस्थिति के कारण, CO अणु बहुत मजबूत है (वियोजन ऊर्जा 1069 kJ / mol, या 256 kcal / mol है, जो कि किसी भी अन्य डायटोमिक अणुओं की तुलना में अधिक है) और इसकी एक छोटी आंतरिक दूरी है (d सी≡ओ = 0.1128 एनएम या 1, 13Å)।
अणु कमजोर रूप से ध्रुवीकृत है, इसके द्विध्रुवीय का विद्युत क्षण μ = 0.04 · 10 -29 C · m है (द्विध्रुवीय क्षण की दिशा O - → C + है)। आयनीकरण क्षमता 14.0 वी, बल युग्मन स्थिरांक k = 18.6।
डिस्कवरी इतिहास
कार्बन मोनोऑक्साइड सबसे पहले फ्रांसीसी रसायनज्ञ जैक्स डी लासन द्वारा कोयले के साथ जिंक ऑक्साइड को गर्म करने में प्राप्त किया गया था, लेकिन शुरुआत में इसे हाइड्रोजन के लिए गलत माना गया था क्योंकि यह नीली लौ से जल गया था। तथ्य यह है कि इस गैस में कार्बन और ऑक्सीजन होते हैं, इसकी खोज अंग्रेजी रसायनज्ञ विलियम क्रुकशैंक ने की थी। पृथ्वी के वायुमंडल के बाहर कार्बन मोनोऑक्साइड की खोज सबसे पहले 1949 में बेल्जियम के वैज्ञानिक एम. मिगोटे ने सूर्य के आईआर स्पेक्ट्रम में मुख्य कंपन-घूर्णी बैंड की उपस्थिति से की थी।
पृथ्वी के वायुमंडल में कार्बन मोनोऑक्साइड
पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश के प्राकृतिक और मानवजनित स्रोतों में अंतर स्पष्ट कीजिए। प्राकृतिक परिस्थितियों में, पृथ्वी की सतह पर, CO का निर्माण अपूर्ण अवायवीय अपघटन द्वारा होता है कार्बनिक यौगिकऔर बायोमास के दहन के दौरान, मुख्य रूप से जंगल और मैदानी आग के दौरान। कार्बन मोनोऑक्साइड मिट्टी में जैविक रूप से (जीवित जीवों द्वारा उत्सर्जित) और गैर-जैविक दोनों रूपों में बनता है। यह प्रायोगिक रूप से सिद्ध हो चुका है कि कार्बन मोनोऑक्साइड पहले हाइड्रॉक्सिल समूह के संबंध में ऑर्थो या पैरा-पोजिशन में OCH 3 या OH समूहों वाली मिट्टी में सामान्य फेनोलिक यौगिकों के कारण जारी किया जाता है।
गैर-जैविक सीओ के उत्पादन और सूक्ष्मजीवों द्वारा इसके ऑक्सीकरण के बीच समग्र संतुलन विशिष्ट . पर निर्भर करता है पर्यावरण की स्थिति, मुख्य रूप से आर्द्रता और मूल्य पर। उदाहरण के लिए, कार्बन मोनोऑक्साइड शुष्क मिट्टी से सीधे वायुमंडल में छोड़ी जाती है, इस प्रकार इस गैस की सांद्रता में स्थानीय मैक्सिमा का निर्माण होता है।
वातावरण में, CO मीथेन और अन्य हाइड्रोकार्बन (मुख्य रूप से आइसोप्रीन) से जुड़ी प्रतिक्रियाओं की श्रृंखला का एक उत्पाद है।
CO का मुख्य मानवजनित स्रोत वर्तमान में इंजन का निकास है। अन्तः ज्वलन... कार्बन मोनोऑक्साइड तब बनता है जब हाइड्रोकार्बन ईंधन को आंतरिक दहन इंजनों में अपर्याप्त तापमान या खराब हवा की आपूर्ति पर जलाया जाता है (सीओ को सीओ 2 को ऑक्सीकरण करने के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन की आपूर्ति नहीं की जाती है)। अतीत में, मानवजनित CO2 उत्सर्जन का एक महत्वपूर्ण अनुपात चमकदार गैस से आया था, जिसका उपयोग 19 वीं शताब्दी में इनडोर प्रकाश व्यवस्था के लिए किया गया था। संरचना में, यह लगभग जल गैस के अनुरूप था, अर्थात इसमें 45% कार्बन मोनोऑक्साइड शामिल था। वर्तमान में, सार्वजनिक क्षेत्र में, इस गैस की जगह बहुत कम जहरीली गैस ने ले ली है। प्राकृतिक गैस (अवर प्रतिनिधिअल्केन्स की सजातीय श्रृंखला - प्रोपेन, आदि)
प्राकृतिक और मानवजनित स्रोतों से CO इनपुट लगभग समान है।
वातावरण में कार्बन मोनोऑक्साइड तेजी से चक्र में है: इसका औसत निवास समय लगभग 0.1 वर्ष है, जो हाइड्रॉक्सिल द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत होता है।
प्राप्त
औद्योगिक तरीका
2C + O 2 → 2CO (इस प्रतिक्रिया का ऊष्मीय प्रभाव 22 kJ है),
2. या गर्म कोयले के साथ कार्बन डाइऑक्साइड को कम करते समय:
सीओ 2 + सी ↔ 2CO (ΔH = 172 केजे, ΔS = 176 जे / के)।
यह प्रतिक्रिया अक्सर ओवन की आग में होती है, जब ओवन का स्पंज बहुत जल्दी बंद हो जाता है (जब तक कि कोयले पूरी तरह से जल न जाएं)। परिणामी कार्बन मोनोऑक्साइड, इसकी विषाक्तता के कारण, शारीरिक विकारों ("अपशिष्ट") और यहां तक कि मृत्यु (नीचे देखें) का कारण बनता है, इसलिए तुच्छ नामों में से एक - "कार्बन मोनोऑक्साइड"। भट्ठी में होने वाली अभिक्रियाओं का चित्र चित्र में दिखाया गया है।
कार्बन डाइऑक्साइड की कमी प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है इस प्रतिक्रिया की संतुलन स्थिति पर तापमान का प्रभाव ग्राफ में दिखाया गया है। दाईं ओर जाने वाली प्रतिक्रिया एन्ट्रापी कारक प्रदान करती है, और बाईं ओर - थैलेपी कारक। 400 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर, संतुलन लगभग पूरी तरह से बाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है, और 1000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर (सीओ के गठन की ओर)। पर कम तामपानइस प्रतिक्रिया की दर बहुत कम है, इसलिए कार्बन मोनोऑक्साइड सामान्य परिस्थितियों में काफी स्थिर है। इस संतुलन का एक विशेष नाम है बॉउडॉयर का संतुलन.
3. अन्य पदार्थों के साथ कार्बन मोनोऑक्साइड का मिश्रण गरमागरम कोक, कोयले या भूरे कोयले आदि की एक परत के माध्यम से हवा, जल वाष्प, आदि पारित करके प्राप्त किया जाता है। (जनरेटर गैस, जल गैस, मिश्रित गैस, संश्लेषण गैस देखें)।
प्रयोगशाला विधि
टीएलवी (अधिकतम दहलीज एकाग्रता, यूएसए): 25 एमपीसी आर.जेड. स्वच्छ मानकों के अनुसार GN 2.2.5.1313-03 20 mg / m³ . है
कार्बन मोनोऑक्साइड संरक्षण
इतने अच्छे के लिए धन्यवाद कैलोरी मान, सीओ विभिन्न तकनीकी गैस मिश्रणों का एक घटक है (उदाहरण के लिए, जनरेटर गैस देखें) अन्य बातों के साथ, हीटिंग के लिए उपयोग किया जाता है।
हलोजन महानतम प्रायोगिक उपयोगक्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया मिली:
सीओ + सीएल 2 → सीओसीएल 2
प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक है, इसका थर्मल प्रभाव 113 kJ है, उत्प्रेरक (सक्रिय कार्बन) की उपस्थिति में यह पहले से ही होता है कमरे का तापमान... प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, फॉस्जीन बनता है - एक पदार्थ जो रसायन विज्ञान की विभिन्न शाखाओं (साथ ही एक रासायनिक युद्ध एजेंट) में व्यापक हो गया है। COF 2 (कार्बोनिल फ्लोराइड) और COBr 2 (कार्बोनिल ब्रोमाइड) समान प्रतिक्रियाओं द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। कोई कार्बोनिल आयोडाइड प्राप्त नहीं किया गया था। प्रतिक्रियाओं की एक्ज़ोथिर्मिकता एफ से आई तक तेजी से घट जाती है (एफ 2 के साथ प्रतिक्रियाओं के लिए, थर्मल प्रभाव 481 केजे है, ब्र 2 - 4 केजे के साथ)। आप मिश्रित डेरिवेटिव भी प्राप्त कर सकते हैं, उदाहरण के लिए COFCl (अधिक विवरण के लिए, कार्बोनिक एसिड के हैलोजनेटेड डेरिवेटिव देखें)।
सीओ की एफ 2 के साथ प्रतिक्रिया से, कार्बोनिल फ्लोराइड के अलावा, एक पेरोक्साइड यौगिक (एफसीओ) 2 ओ 2 प्राप्त किया जा सकता है। इसकी विशेषताएं: गलनांक -42 डिग्री सेल्सियस, क्वथनांक + 16 डिग्री सेल्सियस, एक विशिष्ट गंध (ओजोन की गंध के समान) है, जब 200 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गर्म किया जाता है तो यह एक विस्फोट (सीओ 2, ओ 2 के प्रतिक्रिया उत्पादों) के साथ विघटित हो जाता है। और COF 2), in अम्लीय वातावरणसमीकरण के अनुसार पोटेशियम आयोडाइड के साथ प्रतिक्रिया करता है:
(एफसीओ) 2 ओ 2 + 2 केआई → 2 केएफ + आई 2 + 2सीओ 2
कार्बन मोनोऑक्साइड चाल्कोजीन के साथ अभिक्रिया करता है। सल्फर के साथ कार्बन सल्फाइड सीओएस बनाता है, समीकरण के अनुसार गर्म होने पर प्रतिक्रिया होती है:
CO + S → COS G ° 298 = -229 kJ, ΔS ° 298 = -134 J / K
इसी तरह का सेलेनियम ऑक्साइड COSe और टेल्यूराइड COTe भी प्राप्त किया गया है।
एसओ 2 को पुनर्स्थापित करता है:
SO2 + 2CO → 2CO 2 + S
संक्रमण धातुओं के साथ बहुत अस्थिर, ज्वलनशील और जहरीले यौगिक बनाता है - कार्बोनिल्स, जैसे सीआर (सीओ) 6, नी (सीओ) 4, एमएन 2 सीओ 10, सीओ 2 (सीओ) 9, आदि।
जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, कार्बन मोनोऑक्साइड पानी में थोड़ा घुलनशील है, लेकिन इसके साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। साथ ही, यह क्षार और अम्ल के विलयनों के साथ अभिक्रिया नहीं करता है। हालांकि, यह क्षार के पिघलने के साथ प्रतिक्रिया करता है:
सीओ + कोह → एचकूक
अमोनिया के घोल में धात्विक पोटेशियम के साथ कार्बन मोनोऑक्साइड की प्रतिक्रिया एक दिलचस्प प्रतिक्रिया है। यह एक विस्फोटक यौगिक पोटेशियम डाइऑक्सोडिकार्बोनेट बनाता है:
2K + 2CO → K + O - -C 2 -O - K +
अमोनिया के साथ प्रतिक्रिया उच्च तापमानआप उद्योग परिसर के लिए एक महत्वपूर्ण - हाइड्रोजन साइनाइड एचसीएन प्राप्त कर सकते हैं। अभिक्रिया एक उत्प्रेरक (ऑक्साइड) की उपस्थिति में होती है
कार्बन मोनोऑक्साइड (कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन मोनोऑक्साइड (द्वितीय)) एक रंगहीन, अत्यंत विषैली गैस, गंधहीन और स्वादहीन, हवा से हल्की (सामान्य परिस्थितियों में) है। रासायनिक सूत्र- सीओ.
अणु संरचना
ट्रिपल बॉन्ड की उपस्थिति के कारण, CO अणु बहुत मजबूत है (वियोजन ऊर्जा 1069 kJ / mol, या 256 kcal / mol है, जो कि किसी भी अन्य डायटोमिक अणुओं की तुलना में अधिक है) और इसकी एक छोटी आंतरिक दूरी है ( डीसीओओ = 0.1128 एनएम या 1.13 Å)।
अणु कमजोर रूप से ध्रुवीकृत होता है, इसका विद्युत द्विध्रुवीय क्षण μ = 0.04⋅10 −29 C · m होता है। कई अध्ययनों से पता चला है कि CO अणु में ऋणात्मक आवेश कार्बन परमाणु C - O + पर केंद्रित होता है (अणु में द्विध्रुवीय क्षण की दिशा पहले मानी गई दिशा के विपरीत होती है)। आयनीकरण ऊर्जा 14.0 eV, बल युग्मन स्थिरांक क = 18,6 .
गुण
कार्बन मोनोऑक्साइड (II) एक रंगहीन, गंधहीन और स्वादहीन गैस है। ज्वलनशील। तथाकथित "कार्बन मोनोऑक्साइड गंध" वास्तव में कार्बनिक अशुद्धियों की गंध है।
| गठन की मानक गिब्स ऊर्जा जी | −137.14 kJ / mol (g) (298 K पर) |
| शिक्षा की मानक एन्ट्रापी एस | 197.54 जे / मोल के (जी) (298 के पर) |
| मानक दाढ़ ताप क्षमता सी पी | 29.11 जे / मोल के (जी) (298 के पर) |
| पिघलने की थैलीपी Δ एचपी एल | 0.838 केजे / मोल |
| उबलती हुई एन्थैल्पी एचगांठ | 6.04 केजे / मोल |
| क्रांतिक तापमान टीक्रेते | -140.23 डिग्री सेल्सियस |
| गंभीर दबाव पीक्रेते | 3.499 एमपीए |
| क्रिटिकल डेंसिटी क्रिट | 0.301 ग्राम / सेमी³ |
मूल प्रकार रासायनिक प्रतिक्रिएं, जिसमें कार्बन मोनोऑक्साइड (II) शामिल है, जोड़ प्रतिक्रियाएं और रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं हैं, जिसमें यह गुणों को कम करने का प्रदर्शन करता है।
कमरे के तापमान पर, सीओ निष्क्रिय है, गर्म होने और घोल में इसकी रासायनिक गतिविधि काफी बढ़ जाती है। तो, समाधान में, यह पहले से ही कमरे के तापमान पर लवण और अन्य धातुओं को कम कर देता है। गर्म करने पर, यह अन्य धातुओं को भी कम कर देता है, उदाहरण के लिए, CO + CuO → Cu + CO 2। यह व्यापक रूप से पायरोमेटैलर्जी में प्रयोग किया जाता है। सीओ की गुणात्मक पहचान के लिए एक विधि पैलेडियम क्लोराइड के साथ समाधान में सीओ की प्रतिक्रिया पर आधारित है, नीचे देखें।
समाधान में सीओ ऑक्सीकरण अक्सर उत्प्रेरक की उपस्थिति में ही ध्यान देने योग्य दर से आगे बढ़ता है। उत्तरार्द्ध का चयन करते समय, ऑक्सीकरण एजेंट की प्रकृति मुख्य भूमिका निभाती है। तो, केएमएनओ 4 सीओ को बारीक कुचल चांदी की उपस्थिति में सबसे तेजी से ऑक्सीकरण करता है, के 2 सीआर 2 ओ 7 - लवण की उपस्थिति में, केसीएलओ 3 - ओएसओ 4 की उपस्थिति में। सामान्य तौर पर, सीओ अपने कम करने वाले गुणों में आणविक हाइड्रोजन के समान है।
830 डिग्री सेल्सियस से नीचे, सीओ मजबूत कम करने वाला एजेंट है, और ऊपर हाइड्रोजन है। इसलिए, प्रतिक्रिया का संतुलन
एच 2 ओ + सी ओ ⇄ सी ओ 2 + एच 2 (\ डिस्प्लेस्टाइल (\ मैथ्सफ (एच_ (2) ओ + सीओ \ दाएं बाएं तीर CO_ (2) + एच_ (2))))830 डिग्री सेल्सियस तक दाईं ओर विस्थापित, 830 डिग्री सेल्सियस से ऊपर बाईं ओर।
यह दिलचस्प है कि ऐसे बैक्टीरिया हैं जो सीओ के ऑक्सीकरण के कारण जीवन के लिए आवश्यक ऊर्जा प्राप्त करने में सक्षम हैं।
कार्बन मोनोऑक्साइड (II) ज्वाला के साथ जलता है नीले रंग का(प्रतिक्रिया प्रारंभ तापमान 700 डिग्री सेल्सियस) हवा में:
2 सी ओ + ओ 2 → 2 सी ओ 2 (\ डिस्प्लेस्टाइल (\ मैथ्सफ (2CO + O_ (2) \ राइटएरो 2CO_ (2)))) (Δ जी° 298 = -257 केजे, एस° 298 = -86 जम्मू / कश्मीर)।सीओ का दहन तापमान 2100 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है। दहन प्रतिक्रिया एक श्रृंखला है, और सर्जक हाइड्रोजन युक्त यौगिकों (पानी, अमोनिया, हाइड्रोजन सल्फाइड, आदि) की थोड़ी मात्रा में होते हैं।
इस अच्छे ताप मूल्य के लिए धन्यवाद, सीओ विभिन्न तकनीकी गैस मिश्रणों का एक घटक है (उदाहरण के लिए, जनरेटर गैस देखें), जिसका उपयोग हीटिंग के लिए भी किया जाता है। हवा के साथ मिश्रित होने पर विस्फोटक; लौ प्रसार की निचली और ऊपरी सांद्रता सीमा: 12.5 से 74% (मात्रा के अनुसार)।
हलोजन क्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया को सबसे बड़ा व्यावहारिक अनुप्रयोग प्राप्त हुआ है:
सी ओ + सी एल 2 → सी ओ सी एल 2। (\ डिस्प्लेस्टाइल (\ mathsf (CO + Cl_ (2) \ दायां तीर COCl_ (2)))।)सीओ को एफ 2 के साथ प्रतिक्रिया करके, कार्बोनिल फ्लोराइड सीओएफ 2 के अतिरिक्त, एक पेरोक्साइड यौगिक (एफसीओ) 2 ओ 2 प्राप्त किया जा सकता है। इसकी विशेषताएं: गलनांक -42 डिग्री सेल्सियस, क्वथनांक +16 डिग्री सेल्सियस, एक विशिष्ट गंध (ओजोन की गंध के समान) है, जब 200 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गर्म किया जाता है तो यह एक विस्फोट (सीओ 2, ओ 2 के प्रतिक्रिया उत्पादों) के साथ विघटित हो जाता है। और COF 2), अम्लीय माध्यम में समीकरण के अनुसार पोटेशियम आयोडाइड के साथ प्रतिक्रिया करता है:
(एफ सी ओ) 2 ओ 2 + 2 के आई → 2 के एफ + आई 2 + 2 सी ओ 2। (\ डिस्प्लेस्टाइल (\ mathsf ((FCO) _ (2) O_ (2) + 2KI \ दायां तीर 2KF + I_ (2) + 2CO_ (2)।)))कार्बन मोनोऑक्साइड (II) चाकोजेन्स के साथ प्रतिक्रिया करता है। सल्फर के साथ कार्बन सल्फाइड सीओएस बनाता है, समीकरण के अनुसार गर्म होने पर प्रतिक्रिया होती है:
सी ओ + एस → सी ओ एस (\ डिस्प्लेस्टाइल (\ मैथ्सफ (सीओ + एस \ राइटएरो सीओएस))) (Δ जी° 298 = -229 केजे, एस° 298 = -134 जम्मू / कश्मीर)।इसी तरह का कार्बन सेलेनॉक्साइड COSe और कार्बन टेलुराइड COTe भी प्राप्त किया गया है।
एसओ 2 को पुनर्स्थापित करता है:
2 सी ओ + एस ओ 2 → 2 सी ओ 2 + एस। (\ डिस्प्लेस्टाइल (\ mathsf (2CO + SO_ (2) \ दायां तीर 2CO_ (2) + S.)))संक्रमण धातुओं के साथ ज्वलनशील और जहरीले यौगिक बनाता है - कार्बोनिल्स, जैसे,,, आदि। उनमें से कुछ अस्थिर हैं।
एन सी ओ + एम ई → [एम ई (सी ओ) एन] (\ डिस्प्लेस्टाइल (\ मैथ्सफ (एनसीओ + मी \ राइटएरो)))कार्बन मोनोऑक्साइड (II) पानी में थोड़ा घुलनशील है, लेकिन इसके साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। साथ ही, यह क्षार और अम्ल के विलयनों के साथ अभिक्रिया नहीं करता है। हालांकि, यह संबंधित स्वरूप बनाने के लिए क्षार पिघलने के साथ प्रतिक्रिया करता है:
सी ओ + के ओ एच → एच सी ओ ओ के। (\ डिस्प्लेस्टाइल (\ mathsf (CO + KOH \ राइटएरो HCOOK।)))अमोनिया के घोल में धात्विक पोटेशियम के साथ कार्बन मोनोऑक्साइड (II) की प्रतिक्रिया एक दिलचस्प प्रतिक्रिया है। यह एक विस्फोटक यौगिक पोटेशियम डाइऑक्सोडिकार्बोनेट बनाता है:
2 के + 2 सी ओ → के 2 सी 2 ओ 2। (\ डिस्प्लेस्टाइल (\ mathsf (2K + 2CO \ दायां तीर K_ (2) C_ (2) O_ (2)।))) x C O + y H 2 → (\ डिस्प्लेस्टाइल (\ mathsf (xCO + yH_ (2) \ rightarrow)))अल्कोहल + रैखिक अल्केन्स।यह प्रक्रिया महत्वपूर्ण औद्योगिक उत्पादों जैसे मेथनॉल, सिंथेटिक डीजल ईंधन, पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल, तेल और ग्रीस के उत्पादन का स्रोत है।
शारीरिक क्रिया
विषाक्तता
कार्बन मोनोऑक्साइडबहुत जहरीला।
कार्बन मोनोऑक्साइड (II) का विषाक्त प्रभाव कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन के निर्माण के कारण होता है - हीमोग्लोबिन के साथ एक अधिक मजबूत कार्बोनिल कॉम्प्लेक्स, ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन के कॉम्प्लेक्स (ऑक्सीहीमोग्लोबिन) की तुलना में। इस प्रकार, ऑक्सीजन परिवहन और सेलुलर श्वसन की प्रक्रियाएं अवरुद्ध हैं। हवा में 0.1% से अधिक की एकाग्रता के परिणामस्वरूप एक घंटे के भीतर मृत्यु हो जाएगी।
- पीड़ित को ले जाना चाहिए ताजी हवा... हल्के विषाक्तता के मामले में, ऑक्सीजन के साथ फेफड़ों का हाइपरवेंटिलेशन पर्याप्त है।
- फेफड़ों का कृत्रिम वेंटिलेशन।
- त्वचा के नीचे लोबेलिन या कैफीन।
- अंतःशिरा कार्बोक्सिलेज।
कार्बन मोनोऑक्साइड विषाक्तता के मामले में उपयोग के लिए विश्व चिकित्सा कोई विश्वसनीय एंटीडोट्स नहीं जानता है।
कार्बन मोनोऑक्साइड (II) सुरक्षा
अंतर्जात कार्बन मोनोऑक्साइड
अंतर्जात कार्बन मोनोऑक्साइड सामान्य रूप से मानव और पशु शरीर की कोशिकाओं द्वारा निर्मित होता है और एक सिग्नलिंग अणु के रूप में कार्य करता है। यह शरीर में एक प्रसिद्ध शारीरिक भूमिका निभाता है, विशेष रूप से, यह एक न्यूरोट्रांसमीटर है और वासोडिलेशन का कारण बनता है। शरीर में अंतर्जात कार्बन मोनोऑक्साइड की भूमिका के कारण, चयापचय संबंधी विकार जुड़े होते हैं विभिन्न रोग, जैसे कि न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग, रक्त वाहिकाओं के एथेरोस्क्लेरोसिस, उच्च रक्तचाप, दिल की विफलता, विभिन्न भड़काऊ प्रक्रियाएं।
अंतर्जात कार्बन मोनोऑक्साइड शरीर में हीम पर हीम ऑक्सीजनेज एंजाइम के ऑक्सीकरण प्रभाव के कारण बनता है, जो हीमोग्लोबिन और मायोग्लोबिन के विनाश के साथ-साथ अन्य हीम युक्त प्रोटीन का एक उत्पाद है। यह प्रक्रिया किसी व्यक्ति के रक्त में कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन की एक छोटी मात्रा के गठन का कारण बनती है, भले ही व्यक्ति धूम्रपान नहीं करता है और वायुमंडलीय हवा में सांस नहीं लेता है (हमेशा बहिर्जात कार्बन मोनोऑक्साइड की थोड़ी मात्रा युक्त), लेकिन शुद्ध ऑक्सीजन या नाइट्रोजन का मिश्रण और ऑक्सीजन।
1993 में सामने आए पहले डेटा के बाद कि अंतर्जात कार्बन मोनोऑक्साइड मानव शरीर में एक सामान्य न्यूरोट्रांसमीटर है, साथ ही तीन अंतर्जात गैसों में से एक है जो सामान्य रूप से शरीर में भड़काऊ प्रतिक्रियाओं के पाठ्यक्रम को नियंत्रित करती है (अन्य दो नाइट्रिक ऑक्साइड हैं (II) ) और हाइड्रोजन सल्फाइड), अंतर्जात कार्बन मोनोऑक्साइड ने एक महत्वपूर्ण जैविक नियामक के रूप में चिकित्सकों और शोधकर्ताओं का काफी ध्यान आकर्षित किया है। यह दिखाया गया है कि कई ऊतकों में उपरोक्त तीनों गैसें विरोधी भड़काऊ एजेंट, वासोडिलेटर हैं, और एंजियोजेनेसिस को भी प्रेरित करती हैं। हालांकि, सब कुछ इतना सरल और स्पष्ट नहीं है। एंजियोजेनेसिस - हमेशा नहीं लाभकारी प्रभावक्योंकि यह विशेष रूप से विकास में एक भूमिका निभाता है घातक ट्यूमरऔर मैकुलर डिजनरेशन में रेटिनल क्षति के कारणों में से एक है। विशेष रूप से, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि धूम्रपान (रक्त में कार्बन मोनोऑक्साइड का मुख्य स्रोत, जो इसे प्राकृतिक उत्पादन की तुलना में कई गुना अधिक सांद्रता देता है) मैकुलर रेटिनल डिजनरेशन के जोखिम को 4-6 गुना बढ़ा देता है।
एक सिद्धांत है कि कुछ synapses में तंत्रिका कोशिकाएं, जहां सूचना का दीर्घकालिक भंडारण होता है, प्राप्त संकेत के जवाब में प्राप्त करने वाला सेल अंतर्जात कार्बन मोनोऑक्साइड का उत्पादन करता है, जो एक सिग्नल को ट्रांसमिटिंग सेल में वापस भेज देता है, जिससे यह आगे से सिग्नल प्राप्त करने और इसे बढ़ाने के लिए अपनी तत्परता की सूचना देता है। सिग्नल ट्रांसमीटर सेल की गतिविधि। इनमें से कुछ तंत्रिका कोशिकाओं में गनीलेट साइक्लेज होता है, एक एंजाइम जो अंतर्जात कार्बन मोनोऑक्साइड के संपर्क में आने पर सक्रिय होता है।
दुनिया भर में कई प्रयोगशालाओं में एक विरोधी भड़काऊ एजेंट और साइटोप्रोटेक्टेंट के रूप में अंतर्जात कार्बन मोनोऑक्साइड की भूमिका पर शोध किया गया है। अंतर्जात कार्बन मोनोऑक्साइड के ये गुण इसके चयापचय पर प्रभाव को इस तरह के विभिन्न रोग स्थितियों के उपचार के लिए एक दिलचस्प चिकित्सीय लक्ष्य बनाते हैं जैसे कि इस्किमिया के कारण ऊतक क्षति और बाद में पुनर्संयोजन (और यह, उदाहरण के लिए, मायोकार्डियल रोधगलन, इस्केमिक स्ट्रोक), ग्राफ्ट अस्वीकृति, संवहनी एथेरोस्क्लेरोसिस, गंभीर पूति , गंभीर मलेरिया, स्व-प्रतिरक्षित रोग। मानव नैदानिक परीक्षण भी किए गए हैं, लेकिन परिणाम अभी तक प्रकाशित नहीं हुए हैं।
संक्षेप में, शरीर में अंतर्जात कार्बन मोनोऑक्साइड की भूमिका के बारे में 2015 के लिए जो ज्ञात है, उसे संक्षेप में प्रस्तुत किया जा सकता है:
- अंतर्जात कार्बन मोनोऑक्साइड महत्वपूर्ण अंतर्जात संकेतन अणुओं में से एक है;
- अंतर्जात कार्बन मोनोऑक्साइड केंद्रीय तंत्रिका तंत्र और हृदय प्रणाली के कार्यों को नियंत्रित करता है;
- अंतर्जात कार्बन मोनोऑक्साइड रक्त वाहिकाओं की दीवारों में प्लेटलेट एकत्रीकरण और आसंजन को रोकता है;
- भविष्य में अंतर्जात कार्बन मोनोऑक्साइड के आदान-प्रदान पर प्रभाव कई बीमारियों के लिए महत्वपूर्ण चिकित्सीय रणनीतियों में से एक हो सकता है।
डिस्कवरी इतिहास
कोयले के दहन के दौरान निकलने वाले धुएं की विषाक्तता का वर्णन अरस्तू और गैलेन ने किया था।
कार्बन मोनोऑक्साइड (II) पहली बार फ्रांसीसी रसायनज्ञ जैक्स डी लासन द्वारा कोयले के साथ जिंक ऑक्साइड को गर्म करने में प्राप्त किया गया था, लेकिन शुरू में इसे हाइड्रोजन के लिए गलत माना गया था क्योंकि यह नीली लौ से जलता था।
तथ्य यह है कि इस गैस में कार्बन और ऑक्सीजन शामिल हैं, इसकी खोज अंग्रेजी रसायनज्ञ विलियम क्रुइकशेंक ने की थी। 1846 में कुत्तों पर प्रयोगों में फ्रांसीसी चिकित्सक क्लाउड बर्नार्ड द्वारा गैस की विषाक्तता की जांच की गई थी।
पृथ्वी के वायुमंडल के बाहर कार्बन मोनोऑक्साइड (II) की खोज सर्वप्रथम बेल्जियम के वैज्ञानिक एम. मिगोटे ने 1949 में सूर्य के IR स्पेक्ट्रम में मुख्य कंपन-घूर्णी बैंड की उपस्थिति से की थी। कार्बन मोनोऑक्साइड (II) की खोज इंटरस्टेलर माध्यम में 1970 में हुई थी।
प्राप्त
औद्योगिक तरीका
- ऑक्सीजन की कमी की स्थिति में कार्बन या उसके आधार पर यौगिकों (उदाहरण के लिए, गैसोलीन) के दहन से बनता है:
- या गर्म कोयले के साथ कार्बन डाइऑक्साइड को कम करते समय:
यह प्रतिक्रिया ओवन की आग में होती है, जब ओवन का स्पंज बहुत जल्दी बंद हो जाता है (जब तक कि कोयले पूरी तरह से जल न जाएं)। परिणामी कार्बन मोनोऑक्साइड (II), इसकी विषाक्तता के कारण, शारीरिक विकारों ("अपशिष्ट") और यहां तक कि मृत्यु (नीचे देखें) का कारण बनता है, इसलिए तुच्छ नामों में से एक - "कार्बन मोनोऑक्साइड"।
कार्बन डाइऑक्साइड की कमी प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है इस प्रतिक्रिया की संतुलन स्थिति पर तापमान का प्रभाव ग्राफ में दिखाया गया है। दाईं ओर जाने वाली प्रतिक्रिया एन्ट्रापी कारक प्रदान करती है, और बाईं ओर - थैलेपी कारक। 400 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर, संतुलन लगभग पूरी तरह से बाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है, और 1000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर (सीओ के गठन की ओर)। कम तापमान पर, इस प्रतिक्रिया की दर बहुत कम है, इसलिए, कार्बन मोनोऑक्साइड (II) सामान्य परिस्थितियों में काफी स्थिर है। इस संतुलन का एक विशेष नाम है बॉउडॉयर का संतुलन.
- अन्य पदार्थों के साथ कार्बन मोनोऑक्साइड (II) का मिश्रण गर्म कोक, कोयले या भूरे कोयले आदि की एक परत के माध्यम से हवा, जल वाष्प, आदि पारित करके प्राप्त किया जाता है। (जनरेटर गैस, जल गैस, मिश्रित गैस, संश्लेषण गैस देखें)।
प्रयोगशाला विधि
- फॉस्फोरस ऑक्साइड पी 2 ओ 5 पर गर्म केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड या गैसीय फॉर्मिक एसिड गुजरने की क्रिया के तहत तरल फॉर्मिक एसिड का अपघटन। प्रतिक्रिया योजना:
- ऑक्सालिक और सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड के मिश्रण को गर्म करना। प्रतिक्रिया समीकरण के अनुसार होती है:
- सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड के साथ पोटेशियम हेक्सासायनोफेरेट (II) के मिश्रण को गर्म करना। प्रतिक्रिया समीकरण के अनुसार होती है:
- गर्म करने पर जिंक कार्बोनेट से मैग्नीशियम के साथ अपचयन:
कार्बन मोनोऑक्साइड का निर्धारण (II)
सीओ की उपस्थिति गुणात्मक रूप से पैलेडियम क्लोराइड समाधान (या इस समाधान के साथ गर्भवती कागज) को काला करके निर्धारित की जा सकती है। डार्कनिंग निम्नलिखित योजना के अनुसार बारीक छितरी हुई धात्विक पैलेडियम की रिहाई से जुड़ी है:
पी डी सी एल 2 + सी ओ + एच 2 ओ → पी डी ↓ + सी ओ 2 + 2 एच सी एल। (\ डिस्प्लेस्टाइल (\ mathsf (PdCl_ (2) + CO + H_ (2) O \ दायां तीर Pd \ डाउनएरो + CO_ (2) + 2HCl।)))यह प्रतिक्रिया बहुत संवेदनशील होती है। मानक समाधान: 1 ग्राम पैलेडियम क्लोराइड प्रति लीटर पानी।
कार्बन मोनोऑक्साइड (II) का मात्रात्मक निर्धारण आयोडोमेट्रिक प्रतिक्रिया पर आधारित है:
5 सी ओ + आई 2 ओ 5 → 5 सी ओ 2 + आई 2। (\ डिस्प्लेस्टाइल (\ mathsf (5CO + I_ (2) O_ (5) \ दायां तीर 5CO_ (2) + I_ (2)।)))आवेदन
- कार्बन मोनोऑक्साइड (II) एक मध्यवर्ती अभिकर्मक है जिसका उपयोग कार्बनिक अल्कोहल और अशाखित हाइड्रोकार्बन के उत्पादन के लिए सबसे महत्वपूर्ण औद्योगिक प्रक्रियाओं में हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रियाओं में किया जाता है।
- कार्बन मोनोऑक्साइड (II) का उपयोग जानवरों और मछलियों के मांस को संसाधित करने के लिए किया जाता है, उन्हें स्वाद (प्रौद्योगिकी) को बदले बिना एक चमकदार लाल रंग और एक प्रकार की ताजगी देता है साफ़ धुआँतथा बेस्वाद धुआं) अनुमेय सीओ एकाग्रता 200 मिलीग्राम / किग्रा मांस है।
- कार्बन मोनोऑक्साइड (II) गैस जनरेटर वाहनों में ईंधन के रूप में उपयोग की जाने वाली जनरेटर गैस का मुख्य घटक है।
- द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान नाजियों द्वारा इंजन के निकास से कार्बन मोनोऑक्साइड का इस्तेमाल जहर देकर लोगों का नरसंहार करने के लिए किया गया था।
पृथ्वी के वायुमंडल में कार्बन मोनोऑक्साइड (II)
पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश के प्राकृतिक और मानवजनित स्रोतों में अंतर स्पष्ट कीजिए। प्राकृतिक परिस्थितियों में, पृथ्वी की सतह पर, कार्बनिक यौगिकों के अपूर्ण अवायवीय अपघटन के दौरान और बायोमास के दहन के दौरान, मुख्य रूप से जंगल और मैदानी आग के दौरान CO का निर्माण होता है। कार्बन मोनोऑक्साइड (II) जैविक रूप से (जीवित जीवों द्वारा उत्सर्जित) और गैर-जैविक दोनों तरह से मिट्टी में बनता है। मिट्टी में सामान्य फेनोलिक यौगिकों के कारण कार्बन मोनोऑक्साइड (II) की रिहाई, जिसमें पहले हाइड्रॉक्सिल समूह के संबंध में ऑर्थो- या पैरा-पोजिशन में OCH 3 या OH समूह होते हैं, को प्रयोगात्मक रूप से सिद्ध किया गया है।
गैर-जैविक सीओ उत्पादन और सूक्ष्मजीवों द्वारा इसके ऑक्सीकरण का समग्र संतुलन विशिष्ट पर्यावरणीय परिस्थितियों पर निर्भर करता है, मुख्य रूप से आर्द्रता और मूल्य पर। उदाहरण के लिए, कार्बन मोनोऑक्साइड (II) शुष्क मिट्टी से सीधे वायुमंडल में छोड़ा जाता है, इस प्रकार इस गैस की सांद्रता की स्थानीय अधिकतमता का निर्माण होता है।
वातावरण में, CO मीथेन और अन्य हाइड्रोकार्बन (मुख्य रूप से आइसोप्रीन) से जुड़ी प्रतिक्रियाओं की श्रृंखला का एक उत्पाद है।
CO का मुख्य मानवजनित स्रोत वर्तमान में आंतरिक दहन इंजनों से निकलने वाली गैसें हैं। कार्बन मोनोऑक्साइड तब बनता है जब हाइड्रोकार्बन ईंधन को आंतरिक दहन इंजनों में अपर्याप्त तापमान या खराब हवा की आपूर्ति पर जलाया जाता है (सीओ को सीओ 2 को ऑक्सीकरण करने के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन की आपूर्ति नहीं की जाती है)। अतीत में, मानवजनित CO2 उत्सर्जन का एक महत्वपूर्ण अनुपात चमकदार गैस से आया था, जिसका उपयोग 19 वीं शताब्दी में इनडोर प्रकाश व्यवस्था के लिए किया गया था। संरचना में, यह लगभग जल गैस के अनुरूप है, अर्थात इसमें 45% कार्बन मोनोऑक्साइड (II) तक होता है। बहुत सस्ते और ऊर्जा कुशल एनालॉग की उपलब्धता के कारण उपयोगिता क्षेत्र में इसका उपयोग नहीं किया जाता है -
सामान्य के तहत कार्बन मोनोऑक्साइड (कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ) के भौतिक गुणों को माना जाता है वायुमण्डलीय दबावनकारात्मक और सकारात्मक मूल्यों पर तापमान के आधार पर।
तालिकाओं में सीओ के निम्नलिखित भौतिक गुण प्रस्तुत किए गए हैं:कार्बन मोनोऑक्साइड घनत्व ρ , विशिष्ट तापलगातार दबाव में सी पी, तापीय चालकता गुणांक λ और गतिशील चिपचिपाहट μ .
पहली तालिका -73 से 2727 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज में कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ के घनत्व और विशिष्ट गर्मी को दर्शाती है।
दूसरी तालिका कार्बन मोनोऑक्साइड के ऐसे भौतिक गुणों को तापीय चालकता के रूप में मान देती है और तापमान में इसकी गतिशील चिपचिपाहट माइनस 200 से 1000 ° C तक होती है।
कार्बन मोनोऑक्साइड का घनत्व, साथ ही, तापमान पर काफी निर्भर करता है - जब कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ को गर्म किया जाता है, तो इसका घनत्व कम हो जाता है। उदाहरण के लिए, कमरे के तापमान पर, कार्बन मोनोऑक्साइड के घनत्व का मान 1.129 किग्रा / मी 3 . है, लेकिन 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक गर्म होने की प्रक्रिया में, इस गैस का घनत्व 4.2 गुना कम हो जाता है - 0.268 किग्रा / मी 3 के मान तक।
सामान्य परिस्थितियों में (तापमान 0 डिग्री सेल्सियस) कार्बन मोनोऑक्साइड का घनत्व 1.25 किग्रा / मी 3 होता है। यदि हम इसके घनत्व की तुलना अन्य सामान्य गैसों से करें, तो हवा के सापेक्ष कार्बन मोनोऑक्साइड का घनत्व कम महत्वपूर्ण है - कार्बन मोनोऑक्साइड हवा की तुलना में हल्का होता है। यह आर्गन से भी हल्का है, लेकिन नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, हीलियम और अन्य हल्की गैसों से भारी है।
सामान्य परिस्थितियों में कार्बन मोनोऑक्साइड की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता 1040 J / (kg · deg) होती है। जैसे-जैसे इस गैस का तापमान बढ़ता है, इसकी विशिष्ट ऊष्मा क्षमता बढ़ती जाती है। उदाहरण के लिए, 2727 डिग्री सेल्सियस पर इसका मान 1329 जे/(किलो · डिग्री) है।
| टी, ° | , किग्रा / मी 3 | सी पी, जे / (किलो डिग्री) | टी, ° | , किग्रा / मी 3 | सी पी, जे / (किलो डिग्री) | टी, ° | , किग्रा / मी 3 | सी पी, जे / (किलो डिग्री) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| -73 | 1,689 | 1045 | 157 | 0,783 | 1053 | 1227 | 0,224 | 1258 |
| -53 | 1,534 | 1044 | 200 | 0,723 | 1058 | 1327 | 0,21 | 1267 |
| -33 | 1,406 | 1043 | 257 | 0,635 | 1071 | 1427 | 0,198 | 1275 |
| -13 | 1,297 | 1043 | 300 | 0,596 | 1080 | 1527 | 0,187 | 1283 |
| -3 | 1,249 | 1043 | 357 | 0,535 | 1095 | 1627 | 0,177 | 1289 |
| 0 | 1,25 | 1040 | 400 | 0,508 | 1106 | 1727 | 0,168 | 1295 |
| 7 | 1,204 | 1042 | 457 | 0,461 | 1122 | 1827 | 0,16 | 1299 |
| 17 | 1,162 | 1043 | 500 | 0,442 | 1132 | 1927 | 0,153 | 1304 |
| 27 | 1,123 | 1043 | 577 | 0,396 | 1152 | 2027 | 0,147 | 1308 |
| 37 | 1,087 | 1043 | 627 | 0,374 | 1164 | 2127 | 0,14 | 1312 |
| 47 | 1,053 | 1043 | 677 | 0,354 | 1175 | 2227 | 0,134 | 1315 |
| 57 | 1,021 | 1044 | 727 | 0,337 | 1185 | 2327 | 0,129 | 1319 |
| 67 | 0,991 | 1044 | 827 | 0,306 | 1204 | 2427 | 0,125 | 1322 |
| 77 | 0,952 | 1045 | 927 | 0,281 | 1221 | 2527 | 0,12 | 1324 |
| 87 | 0,936 | 1045 | 1027 | 0,259 | 1235 | 2627 | 0,116 | 1327 |
| 100 | 0,916 | 1045 | 1127 | 0,241 | 1247 | 2727 | 0,112 | 1329 |
सामान्य परिस्थितियों में कार्बन मोनोऑक्साइड की तापीय चालकता 0.02326 W / (m · deg) है। यह अपने तापमान में वृद्धि के साथ बढ़ता है और 1000 ° C पर यह 0.0806 W / (m · deg) के बराबर हो जाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कार्बन मोनोऑक्साइड की तापीय चालकता का मूल्य इस मूल्य y से थोड़ा कम है।
कमरे के तापमान पर कार्बन मोनोऑक्साइड की गतिशील चिपचिपाहट 0.0246 · 10 -7 Pa · s है। कार्बन मोनोऑक्साइड को गर्म करने पर इसकी श्यानता बढ़ जाती है। तापमान पर गतिशील चिपचिपाहट की निर्भरता का यह चरित्र y में देखा जाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कार्बन मोनोऑक्साइड जल वाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2 की तुलना में अधिक चिपचिपा है, लेकिन नाइट्रोजन ऑक्साइड एनओ और वायु की तुलना में कम चिपचिपापन है।
कार्बन मोनोऑक्साइड (II .) ), या कार्बन मोनोऑक्साइड, सीओ की खोज 1799 में अंग्रेजी रसायनज्ञ जोसेफ प्रीस्टले ने की थी। यह एक रंगहीन गैस है, स्वादहीन और गंधहीन है, यह पानी में खराब घुलनशील है (0 डिग्री सेल्सियस पर 100 मिलीलीटर पानी में 3.5 मिलीलीटर), कम है पिघलने का तापमान (-205 डिग्री सेल्सियस) और क्वथनांक (-192 डिग्री सेल्सियस)।
कार्बन मोनोऑक्साइड कार्बनिक पदार्थों के अधूरे दहन के दौरान, ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान, साथ ही कुछ की महत्वपूर्ण गतिविधि के परिणामस्वरूप पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करती है। निचले पौधे(शैवाल)। हवा में CO का प्राकृतिक स्तर 0.01-0.9 mg/m3 है। कार्बन मोनोऑक्साइड अत्यधिक विषैला होता है। मानव शरीर और उच्च जानवरों में, यह सक्रिय रूप से प्रतिक्रिया करता है
जलती हुई कार्बन मोनोऑक्साइड की लौ एक सुंदर नीला-बैंगनी रंग है। इसे स्वयं देखना आसान है। ऐसा करने के लिए, आपको एक माचिस जलाना होगा। नीचे के भागचमकती लौ - यह रंग इसे गरमागरम कार्बन कणों (लकड़ी के अधूरे दहन का उत्पाद) द्वारा दिया जाता है। ऊपर, लौ एक नीली-बैंगनी सीमा से घिरी हुई है। यह लकड़ी के ऑक्सीकरण के दौरान बनने वाले कार्बन मोनोऑक्साइड को जला देता है।
लोहे का एक जटिल यौगिक - रक्त हीम (प्रोटीन ग्लोबिन से जुड़ा), ऊतकों द्वारा ऑक्सीजन को स्थानांतरित करने और उपभोग करने के कार्य को बाधित करता है। इसके अलावा, यह सेल के ऊर्जा चयापचय में शामिल कुछ एंजाइमों के साथ अपरिवर्तनीय बातचीत में प्रवेश करता है। 880 मिलीग्राम / मी 3 के कमरे में कार्बन मोनोऑक्साइड की सांद्रता पर, मृत्यु कुछ घंटों में होती है, और 10 ग्राम / मी 3 पर - लगभग तुरंत। हवा में कार्बन मोनोऑक्साइड की अधिकतम अनुमेय सामग्री 20 मिलीग्राम / मी 3 है। सीओ विषाक्तता के पहले लक्षण (6-30 मिलीग्राम / मी 3 की एकाग्रता में) दृष्टि और सुनवाई की संवेदनशीलता में कमी, सिरदर्द, हृदय गति में परिवर्तन हैं। यदि किसी व्यक्ति को कार्बन मोनोऑक्साइड द्वारा जहर दिया जाता है, तो उसे ताजी हवा में ले जाना चाहिए, जो उसके लिए बनाई गई है कृत्रिम श्वसन, विषाक्तता के हल्के मामलों में - देना कडक चायया कॉफी।
बड़ी मात्रा में कार्बन मोनोऑक्साइड (द्वितीय ) मानव गतिविधि के परिणामस्वरूप वातावरण में प्रवेश करें। उदाहरण के लिए, एक कार औसतन प्रति वर्ष लगभग 530 किलोग्राम CO का उत्सर्जन करती है। जब एक आंतरिक दहन इंजन में 1 लीटर गैसोलीन जलाया जाता है, तो कार्बन मोनोऑक्साइड उत्सर्जन में 1 50 से 800 ग्राम तक उतार-चढ़ाव होता है। रूस में राजमार्गों पर, CO की औसत सांद्रता 6-57 mg / m 3 है, अर्थात यह विषाक्तता से अधिक है दहलीज ... कार्बन मोनोऑक्साइड राजमार्गों के पास स्थित घरों के सामने, बेसमेंट और गैरेज में खराब हवादार आंगनों में जमा हो जाती है। वी पिछले साल काराजमार्गों पर, कार्बन मोनोऑक्साइड और ईंधन के अधूरे दहन के अन्य उत्पादों (CO-CH-control) की सामग्री को नियंत्रित करने के लिए विशेष बिंदुओं का आयोजन किया गया है।
कमरे के तापमान पर, कार्बन मोनोऑक्साइड काफी निष्क्रिय है। यह पानी और क्षार के घोल के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है, अर्थात यह एक गैर-नमक बनाने वाला ऑक्साइड है, हालांकि, गर्म होने पर, यह ठोस क्षार के साथ प्रतिक्रिया करता है: CO + KOH = NSOOK (पोटेशियम फॉर्मेट, फॉर्मिक एसिड नमक); सीओ + सीए (ओएच) 2 = सीएसीओ 3 + एच 2। इन अभिक्रियाओं का उपयोग मीथेन के अतितापित भाप के साथ परस्पर क्रिया द्वारा निर्मित संश्लेषण गैस (CO + 3H 2) से हाइड्रोजन को विकसित करने के लिए किया जाता है।
कार्बन मोनोऑक्साइड की एक दिलचस्प संपत्ति संक्रमण धातुओं - कार्बोनिल्स के साथ यौगिक बनाने की क्षमता है, उदाहरण के लिए:नी + 4CO ® 70 डिग्री सेल्सियस नी (सीओ) 4.
कार्बन मोनोऑक्साइड (II .) ) एक उत्कृष्ट कम करने वाला एजेंट है। गर्म होने पर, यह वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकृत होता है: 2CO + O 2 = 2CO 2। यह प्रतिक्रिया कमरे के तापमान पर उत्प्रेरक - प्लैटिनम या पैलेडियम का उपयोग करके की जा सकती है। वायुमंडल में CO उत्सर्जन को कम करने के लिए ये उत्प्रेरक ऑटोमोबाइल में स्थापित किए जाते हैं।
जब CO, क्लोरीन से अभिक्रिया करता है, तो बहुत जहरीली गैसफॉस्जीन (टीगठरी = 7.6 डिग्री सेल्सियस): सीओ + सीएल 2 = सीओसीएल 2 ... पहले, इसका उपयोग रासायनिक युद्ध एजेंट के रूप में किया जाता था, और अब इसका उपयोग पॉलीयुरेथेन के सिंथेटिक पॉलिमर के उत्पादन में किया जाता है।
कार्बन मोनोऑक्साइड का उपयोग आक्साइड से लोहे की कमी के लिए कच्चा लोहा और स्टील के गलाने में किया जाता है; यह कार्बनिक संश्लेषण में भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। जब कार्बन मोनोऑक्साइड का मिश्रण परस्पर क्रिया करता है (द्वितीय ) हाइड्रोजन के साथ, स्थितियों (तापमान, दबाव) के आधार पर, विभिन्न उत्पाद बनते हैं - अल्कोहल, कार्बोनिल यौगिक, कार्बोक्जिलिक एसिड... ख़ास तौर पर बहुत महत्वमेथनॉल के संश्लेषण की प्रतिक्रिया है: CO + 2H 2 =सीएच 3 ओह , जो कार्बनिक संश्लेषण के मुख्य उत्पादों में से एक है। कार्बन मोनोऑक्साइड का उपयोग उच्च कैलोरी ईंधन के रूप में फॉस-जीन, फॉर्मिक एसिड के संश्लेषण के लिए किया जाता है।
कार्बन मोनोऑक्साइड एक रंगहीन और गंधहीन गैस है जो पानी में थोड़ा घुलनशील है।
टी पीएल। 205 डिग्री सेल्सियस,
टी बेल्स 191 डिग्री सेल्सियस
क्रांतिक तापमान = 140 °
महत्वपूर्ण दबाव = 35 एटीएम।
पानी में सीओ की घुलनशीलता मात्रा के हिसाब से लगभग 1:40 है।
रासायनिक गुण।
सामान्य परिस्थितियों में CO निष्क्रिय है; गर्म होने पर - एक कम करने वाला एजेंट; गैर-नमक बनाने वाला ऑक्साइड।
1) ऑक्सीजन के साथ
2सी +2 ओ + ओ 2 = 2सी +4 ओ 2
2) धातु आक्साइड के साथ
सी +2 ओ + क्यूओ = क्यू + सी +4 ओ 2
3) क्लोरीन के साथ (प्रकाश में)
CO + Cl 2 --hn-> COCl 2 (फॉस्जीन)
4) क्षार गलन (दबाव में) के साथ प्रतिक्रिया करता है
CO + NaOH = HCOONa (सोडियम फॉर्मेट (सोडियम फॉर्मेट))
5) संक्रमण धातुओं के साथ कार्बोनिल बनाता है
नी + 4CO = टी ° = नी (सीओ) 4
Fe + 5CO = t ° = Fe (CO) 5
कार्बन मोनोऑक्साइड पानी के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया नहीं करता है। सीओ भी क्षार और अम्ल के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। यह बेहद जहरीला होता है।
साथ रासायनिक पक्षकार्बन मोनोऑक्साइड मुख्य रूप से इसके अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं की प्रवृत्ति और इसके कम करने वाले गुणों की विशेषता है। हालांकि, ये दोनों प्रवृत्तियां आमतौर पर केवल ऊंचे तापमान पर ही प्रकट होती हैं। इन परिस्थितियों में, CO, ऑक्सीजन, क्लोरीन, सल्फर, कुछ धातुओं आदि के साथ जुड़ जाता है। वहीं, कार्बन मोनोऑक्साइड, गर्म होने पर, कई ऑक्साइड धातुओं को कम कर देता है, जो धातु विज्ञान के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। गर्म करने के साथ-साथ, सीओ की प्रतिक्रियाशीलता में वृद्धि अक्सर इसके विघटन के कारण होती है। तो, समाधान में, यह Au, Pt और कुछ अन्य तत्वों के लवण को सामान्य तापमान पर भी मुक्त धातुओं में कम करने में सक्षम है।
ऊंचे तापमान पर और उच्च दबावपानी और कास्टिक क्षार के साथ CO की परस्पर क्रिया होती है: पहले मामले में, HCOOH बनता है, और दूसरे में, सोडियम फॉर्मेट। अंतिम प्रतिक्रिया 120 डिग्री सेल्सियस, 5 एटीएम के दबाव पर आगे बढ़ती है और तकनीकी उपयोग पाती है।
पैलेडियम क्लोराइड की वसूली, सामान्य योजना के अनुसार आसानी से समाधान में जा रही है:
पीडीसीएल 2 + एच 2 ओ + सीओ = सीओ 2 + 2 एचसीएल + पीडी
गैसों के मिश्रण में कार्बन मोनोऑक्साइड के खुलने के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली प्रतिक्रिया है। बारीक कुचल धात्विक पैलेडियम के निकलने के कारण घोल के हल्के रंग से पहले से ही CO की बहुत कम मात्रा का आसानी से पता लगाया जा सकता है। सीओ का मात्रात्मक निर्धारण प्रतिक्रिया पर आधारित है:
5 सीओ + आई 2 ओ 5 = 5 सीओ 2 + आई 2।
समाधान में सीओ ऑक्सीकरण अक्सर उत्प्रेरक की उपस्थिति में ही ध्यान देने योग्य दर से आगे बढ़ता है। उत्तरार्द्ध का चयन करते समय, ऑक्सीकरण एजेंट की प्रकृति मुख्य भूमिका निभाती है। तो, केएमएनओ 4 सीओ को सबसे तेजी से बारीक कुचल चांदी की उपस्थिति में ऑक्सीकरण करता है, के 2 सीआर 2 ओ 7 - पारा लवण की उपस्थिति में, केसीएलओ 3 - ओएसओ 4 की उपस्थिति में। सामान्य तौर पर, इसके कम करने वाले गुणों में, सीओ आणविक हाइड्रोजन के समान होता है, और सामान्य परिस्थितियों में इसकी गतिविधि बाद की तुलना में अधिक होती है। यह दिलचस्प है कि ऐसे बैक्टीरिया हैं जो सीओ के ऑक्सीकरण के कारण जीवन के लिए आवश्यक ऊर्जा प्राप्त करने में सक्षम हैं।
प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया का अध्ययन करके कम करने वाले एजेंटों के रूप में सीओ और एच 2 की तुलनात्मक गतिविधि का अनुमान लगाया जा सकता है:
एच 2 ओ + सीओ = सीओ 2 + एच 2 + 42 केजे,
संतुलन की स्थिति जिसमें उच्च तापमान पर जल्दी से स्थापित होता है (विशेषकर Fe 2 O 3 की उपस्थिति में)। 830 डिग्री सेल्सियस पर, संतुलन मिश्रण में सीओ और एच 2 की समान मात्रा होती है, यानी ऑक्सीजन के लिए दोनों गैसों की आत्मीयता समान होती है। 830 डिग्री सेल्सियस से नीचे, सीओ एक मजबूत कम करने वाला एजेंट है, और एच 2 से ऊपर है।
सामूहिक क्रिया के नियम के अनुसार उपरोक्त प्रतिक्रिया के उत्पादों में से एक का बंधन इसके संतुलन को बदल देता है। अतः कार्बन मोनोऑक्साइड तथा जलवाष्प के मिश्रण को कैल्सियम ऑक्साइड के ऊपर प्रवाहित करने पर निम्न योजना के अनुसार हाइड्रोजन प्राप्त की जा सकती है:
एच 2 ओ + सीओ + सीएओ = सीएसीओ 3 + एच 2 + 217 केजे।
यह प्रतिक्रिया पहले से ही 500 डिग्री सेल्सियस पर होती है।
हवा में, सीओ लगभग 700 डिग्री सेल्सियस पर रोशनी करता है और सीओ 2 तक नीली लौ से जलता है:
2 सीओ + ओ 2 = 2 सीओ 2 + 564 केजे।
इस प्रतिक्रिया के साथ महत्वपूर्ण ऊष्मा उत्पादन कार्बन मोनोऑक्साइड को मूल्यवान बनाता है। गैसीय ईंधन... हालांकि, यह विभिन्न कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण के लिए एक प्रारंभिक उत्पाद के रूप में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
भट्टियों में कोयले की मोटी परतों का दहन तीन चरणों में होता है:
1) सी + ओ 2 = सीओ 2; 2) सीओ 2 + सी = 2 सीओ; 3) 2 सीओ + ओ 2 = 2 सीओ 2।
यदि पाइप को समय से पहले बंद कर दिया जाता है, तो भट्ठी में ऑक्सीजन की कमी पैदा हो जाती है, जो गर्म कमरे के माध्यम से सीओ के प्रसार का कारण बन सकती है और विषाक्तता (अपशिष्ट) को जन्म दे सकती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि "कार्बन मोनोऑक्साइड" की गंध सीओ द्वारा नहीं, बल्कि कुछ कार्बनिक पदार्थों की अशुद्धियों के कारण होती है।
सीओ लौ का तापमान 2100 डिग्री सेल्सियस तक हो सकता है। सीओ दहन प्रतिक्रिया दिलचस्प है कि जब 700-1000 डिग्री सेल्सियस तक गरम किया जाता है, तो यह केवल जल वाष्प या अन्य हाइड्रोजन युक्त गैसों (एनएच 3, एच 2 एस, आदि) के निशान की उपस्थिति में ध्यान देने योग्य दर से आगे बढ़ता है। यह विचाराधीन प्रतिक्रिया की श्रृंखला प्रकृति के कारण है, जो निम्नलिखित योजनाओं के अनुसार ओएच रेडिकल के मध्यवर्ती गठन के माध्यम से होता है:
एच + ओ 2 = एचओ + ओ, फिर ओ + सीओ = सीओ 2, एचओ + सीओ = सीओ 2 + एच, आदि।
बहुत अधिक तापमान पर, सीओ दहन प्रतिक्रिया स्पष्ट रूप से प्रतिवर्ती हो जाती है। 4000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर संतुलन मिश्रण (1 एटीएम के दबाव में) में सीओ 2 की सामग्री केवल नगण्य हो सकती है। CO अणु अपने आप में इतना ऊष्मीय रूप से स्थिर है कि यह 6000 ° C पर भी विघटित नहीं होता है। इंटरस्टेलर माध्यम में सीओ अणुओं की खोज की गई है। जब सीओ धातु के पर 80 डिग्री सेल्सियस पर कार्य करता है, तो रचना के 6 सी 6 ओ 6 का एक रंगहीन क्रिस्टलीय अत्यधिक विस्फोटक यौगिक बनता है। पोटेशियम के उन्मूलन के साथ यह पदार्थ आसानी से कार्बन मोनोऑक्साइड सी 6 ओ 6 ("ट्रिचिनोन") में बदल जाता है, जिसे सीओ पोलीमराइजेशन के उत्पाद के रूप में माना जा सकता है। इसकी संरचना कार्बन परमाणुओं द्वारा गठित छह-सदस्यीय चक्र से मेल खाती है, जिनमें से प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ दोहरे बंधन से जुड़ा होता है।
प्रतिक्रिया द्वारा सल्फर के साथ सीओ की बातचीत:
सीओ + एस = सीओएस + 29 केजे
केवल उच्च तापमान पर जल्दी जाता है। परिणामी कार्बन थायॉक्साइड (O = C = S) एक रंगहीन और गंधहीन गैस (mp-139, bp -50 ° C) है। कार्बन मोनोऑक्साइड (II) कुछ धातुओं के साथ सीधे संयोजन करने में सक्षम है। नतीजतन, धातु कार्बोनिल्स बनते हैं, जिन्हें माना जाना चाहिए जटिल यौगिक.
कार्बन मोनोऑक्साइड (II) कुछ लवणों के साथ जटिल यौगिक भी बनाता है। उनमें से कुछ (OsCl 2 · 3CO, PtCl 2 · CO, आदि) केवल विलयन में स्थिर होते हैं। बाद वाले पदार्थ का निर्माण मजबूत एचसीएल में CuCl के घोल से कार्बन मोनोऑक्साइड (II) के अवशोषण से जुड़ा होता है। इसी तरह के यौगिक स्पष्ट रूप से CuCl के अमोनिया घोल में बनते हैं, जिसका उपयोग अक्सर गैसों के विश्लेषण में CO के अवशोषण के लिए किया जाता है।
प्राप्त करना।
कार्बन मोनोऑक्साइड तब बनता है जब कार्बन को ऑक्सीजन की कमी में जलाया जाता है। सबसे अधिक बार, यह गर्म कोयले के साथ कार्बन डाइऑक्साइड की बातचीत के परिणामस्वरूप प्राप्त होता है:
सीओ 2 + सी + 171 केजे = 2 सीओ।
यह प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है, और 400 डिग्री सेल्सियस से नीचे इसका संतुलन लगभग पूरी तरह से बाईं ओर स्थानांतरित हो गया है, और 1000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर - दाईं ओर (चित्र। 7)। हालांकि, यह केवल उच्च तापमान पर ध्यान देने योग्य दर पर सेट होता है। इसलिए, सामान्य परिस्थितियों में CO काफी स्थिर है।
चावल। 7. संतुलन सीओ 2 + सी = 2 सीओ।
तत्वों से CO का बनना समीकरण का अनुसरण करता है:
2 + 2 = 2 + 222 kJ.
फॉर्मिक एसिड के अपघटन से CO की थोड़ी मात्रा आसानी से प्राप्त हो जाती है: HCOOH = Н 2 О + CO
गर्म मजबूत सल्फ्यूरिक एसिड के साथ HCOOH की बातचीत पर यह प्रतिक्रिया आसानी से आगे बढ़ती है। व्यवहार में, यह उत्पादन या तो सांद्र की क्रिया द्वारा किया जाता है। सल्फ्यूरिक एसिड को तरल HCOOH (जब गर्म किया जाता है), या फॉस्फोरस हेमिपेंटाऑक्साइड पर बाद के वाष्पों को पारित करके। योजना के अनुसार क्लोरोसल्फोनिक एसिड के साथ HCOOH की सहभागिता:
HCOOH + СISO 3 H = H 2 SO 4 + HCI + CO
पहले से ही सामान्य तापमान पर चला जाता है।
सीओ के प्रयोगशाला उत्पादन के लिए सांद्रण से ताप एक सुविधाजनक विधि के रूप में काम कर सकता है। सल्फ्यूरिक एसिड ऑक्सालिक एसिडया लौह पोटेशियम। पहले मामले में, योजना के अनुसार प्रतिक्रिया आगे बढ़ती है: 2 2 О 4 = + СО 2 + Н 2 ।
सीओ के साथ, और कार्बन डाईऑक्साइडजिसे पास करने में देरी हो सकती है गैस मिश्रणबेरियम हाइड्रॉक्साइड के घोल के माध्यम से। दूसरे मामले में, केवल गैसीय उत्पादकार्बन मोनोऑक्साइड है:
के 4 + 6 एच 2 एसओ 4 + 6 एच 2 ओ = 2 के 2 एसओ 4 + फेएसओ 4 + 3 (एनएच 4) 2 एसओ 4 + 6 सीओ।
विशेष भट्टियों - गैस जनरेटर में कोयले के अधूरे दहन से बड़ी मात्रा में CO प्राप्त की जा सकती है। साधारण ("वायु") जनरेटर गैस में औसतन (वॉल्यूम%) होता है: CO-25, N2-70, CO 2 -4 और अन्य गैसों के छोटे मिश्रण। जलाने पर यह 3300-4200 kJ प्रति m3 देता है। नियमित हवा को ऑक्सीजन के साथ बदलने से सीओ सामग्री में उल्लेखनीय वृद्धि होती है (और गैस के कैलोरी मान में वृद्धि)।
इससे भी अधिक सीओ में जल गैस होती है, जिसमें सीओ और एच 2 के बराबर मात्रा का मिश्रण होता है और दहन के दौरान 11700 केजे / एम 3 देता है। यह गैस गर्म कोयले की एक परत के माध्यम से जलवाष्प प्रवाहित करके प्राप्त की जाती है, और लगभग 1000 ° C समीकरण के अनुसार परस्पर क्रिया होती है:
एच 2 ओ + सी + 130 केजे = सीओ + एच 2।
जल गैस के गठन की प्रतिक्रिया गर्मी के अवशोषण के साथ आगे बढ़ती है, कोयला धीरे-धीरे ठंडा हो जाता है और इसे लाल-गर्म अवस्था में बनाए रखने के लिए, वायु (या ऑक्सीजन) के मार्ग के साथ जल वाष्प के मार्ग को वैकल्पिक करना आवश्यक है। गैस जनरेटर में। इस संबंध में, जल गैस में लगभग CO-44, H 2 -45, CO 2 -5 और N 2 -6% होता है। यह विभिन्न कार्बनिक यौगिकों के संश्लेषण के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
मिश्रित गैस प्रायः प्राप्त होती है। इसके उत्पादन की प्रक्रिया गर्म कोयले की परत के माध्यम से हवा और जल वाष्प के एक साथ बहने तक कम हो जाती है, अर्थात। ऊपर वर्णित दोनों विधियों का एक संयोजन - इसलिए, मिश्रित गैस की संरचना जनरेटर और पानी के बीच मध्यवर्ती है। औसतन, इसमें शामिल हैं: सीओ -30, एच 2 -15, सीओ 2 -5 और एन 2 -50%। लगभग 5400 kJ जलने पर एक घन मीटर देता है।
