Ածխածնի երկօքսիդի քիմիական կապի տեսակը. Ածխածնի երկօքսիդի ֆիզիկական հատկությունները՝ խտություն, ջերմային հզորություն, CO-ի ջերմահաղորդականություն

անգույն գազ Ջերմային հատկություններ Հալման ջերմաստիճանը -205°C Եռման ջերմաստիճանը -191,5°C Էնթալպիա (սբ. արբ.) −110,52 կՋ/մոլ Քիմիական հատկություններ Լուծելիությունը ջրի մեջ 0,0026 գ/100 մլ Դասակարգում CAS համարը

• ՄԱԿ-ի վտանգի դաս 2.3
• ՄԱԿ-ի երկրորդական վտանգ 2.1

Մոլեկուլի կառուցվածքը

CO մոլեկուլը, ինչպես ազոտի իզոէլեկտրոնային մոլեկուլը, ունի եռակի կապ։ Քանի որ այս մոլեկուլները կառուցվածքով նման են, դրանց հատկությունները նույնպես նման են՝ հալման և եռման շատ ցածր կետեր, ստանդարտ էնտրոպիաների մոտ արժեքներ և այլն:

Վալենտային կապերի մեթոդի շրջանակներում CO մոլեկուլի կառուցվածքը կարելի է նկարագրել բանաձևով՝ C≡O:, իսկ երրորդ կապը ձևավորվում է դոնոր-ընդունիչ մեխանիզմով, որտեղ ածխածինը էլեկտրոնային զույգ ընդունող է, իսկ թթվածինը դոնոր է:

Եռակի կապի առկայության պատճառով CO մոլեկուլը շատ ուժեղ է (դիսոցման էներգիան 1069 կՋ/մոլ է, կամ 256 կկալ/մոլ, որն ավելին է, քան ցանկացած այլ երկատոմային մոլեկուլ) և ունի միջուկային փոքր հեռավորություն (դ. C≡O = 0,1128 նմ կամ 1, 13Å):

Մոլեկուլը թույլ բևեռացված է, նրա դիպոլի էլեկտրական մոմենտը μ = 0,04·10 -29 C·m (դիպոլային պահի ուղղությունը O - →C +): Իոնացման պոտենցիալ 14,0 Վ, ուժի միացման հաստատուն k = 18,6:

Հայտնաբերման պատմություն

Ածխածնի երկօքսիդը առաջին անգամ արտադրվել է ֆրանսիացի քիմիկոս Ժակ դե Լասոնի կողմից, երբ ցինկի օքսիդը տաքացվում էր ածուխով, բայց սկզբում այն ​​սխալմամբ շփոթվեց ջրածնի հետ, քանի որ այն այրվում էր կապույտ բոցով: Այն փաստը, որ այս գազը պարունակում է ածխածին և թթվածին, հայտնաբերել է անգլիացի քիմիկոս Ուիլյամ Կրյուկշանկը։ Ածխածնի երկօքսիդը Երկրի մթնոլորտից դուրս առաջին անգամ հայտնաբերել է բելգիացի գիտնական Մ. Միժոտը (Մ. Միգեոտ) 1949 թվականին՝ Արեգակի IR սպեկտրում թրթռումային-պտտվող հիմնական գոտու առկայությամբ։

Ածխածնի երկօքսիդը Երկրի մթնոլորտում

Կան Երկրի մթնոլորտ մուտքի բնական և մարդածին աղբյուրներ։ Բնական պայմաններում Երկրի մակերեսին CO-ն առաջանում է ոչ լրիվ անաէրոբ տարրալուծման արդյունքում օրգանական միացություններև կենսազանգվածի այրման ժամանակ՝ հիմնականում անտառային և տափաստանային հրդեհների ժամանակ։ Ածխածնի օքսիդը հողում առաջանում է ինչպես կենսաբանական (կենդանի օրգանիզմների կողմից արտազատվող), այնպես էլ ոչ կենսաբանորեն։ Փորձնականորեն ապացուցված է ածխածնի մոնօքսիդի արտազատումը ֆենոլային միացությունների պատճառով, որոնք տարածված են OCH 3 կամ OH խմբեր պարունակող հողերում օրթո- կամ պարա-դիրքերում առաջին հիդրօքսիլ խմբի նկատմամբ:

Ոչ կենսաբանական CO արտադրության և միկրոօրգանիզմների կողմից դրա օքսիդացման ընդհանուր հավասարակշռությունը կախված է կոնկրետից շրջակա միջավայրի պայմանները, հիմնականում խոնավության և արժեքի վրա: Օրինակ՝ չոր հողերից ածխածնի օքսիդը արտանետվում է անմիջապես մթնոլորտ՝ այդպիսով ստեղծելով այս գազի կոնցենտրացիայի տեղական առավելագույնը։

Մթնոլորտում CO-ն մեթանի և այլ ածխաջրածինների (հիմնականում իզոպրենի) ներգրավմամբ շղթայական ռեակցիաների արդյունք է։

CO-ի հիմնական մարդածին աղբյուրը ներկայումս շարժիչի արտանետումն է: ներքին այրման. Ածխածնի օքսիդը արտադրվում է, երբ ածխաջրածնային վառելանյութերը այրվում են ներքին այրման շարժիչներում անբավարար ջերմաստիճանում կամ երբ օդի մատակարարման համակարգը վատ կարգավորված է (բավարար թթվածին չի մատակարարվում CO 2-ին օքսիդացնելու համար): Նախկինում մթնոլորտ մարդածին CO արտանետումների զգալի մասն առաջացել է 19-րդ դարում ներքին լուսավորության համար օգտագործվող լուսավորող գազից: Կազմով այն մոտավորապես համապատասխանում էր ջրի գազին, այսինքն՝ պարունակում էր մինչև 45% ածխածնի օքսիդ։ Այս գազն այժմ տեղահանվել է կոմունալ ծառայությունների ոլորտում շատ ավելի քիչ թունավոր գազով: բնական գազ (ստորին ներկայացուցիչներալկանների հոմոլոգ շարք - պրոպան և այլն)

CO-ի ընդունումը բնական և մարդածին աղբյուրներից մոտավորապես նույնն է:

Մթնոլորտում ածխածնի երկօքսիդը արագ ցիկլի մեջ է. բնակության միջին ժամանակը մոտ 0,1 տարի է, հիդրոքսիլով օքսիդացվում է ածխածնի երկօքսիդի:

Անդորրագիր

արդյունաբերական ճանապարհ

2C + O 2 → 2CO (այս ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը 22 կՋ է),

2. կամ տաք ածուխով ածխածնի երկօքսիդը նվազեցնելիս.

CO 2 + C ↔ 2CO (ΔH=172 կՋ, ΔS=176 Ջ/Կ):

Այս ռեակցիան հաճախ տեղի է ունենում վառարանի վառարանում, երբ վառարանի կափույրը շատ վաղ է փակվում (մինչև ածուխները ամբողջությամբ չեն այրվել): Ստացված ածխածնի երկօքսիդը, իր թունավորության պատճառով, առաջացնում է ֆիզիոլոգիական խանգարումներ («այրվածք») և նույնիսկ մահ (տես ստորև), հետևաբար տրիվիալ անվանումներից մեկը՝ «ածխածնի երկօքսիդ»: Վառարանում տեղի ունեցող ռեակցիաների պատկերը ներկայացված է դիագրամում։

Ածխածնի երկօքսիդի նվազեցման ռեակցիան շրջելի է, ջերմաստիճանի ազդեցությունը այս ռեակցիայի հավասարակշռության վիճակի վրա ներկայացված է գրաֆիկում։ Ռեակցիայի հոսքը դեպի աջ ապահովում է էնտրոպիայի գործոնը, իսկ դեպի ձախ՝ էնթալպիական գործոնը։ 400°C-ից ցածր ջերմաստիճանի դեպքում հավասարակշռությունը գրեթե ամբողջությամբ տեղափոխվում է ձախ, իսկ 1000°C-ից բարձր ջերմաստիճանի դեպքում՝ աջ (CO առաջացման ուղղությամբ)։ ժամը ցածր ջերմաստիճաններԱյս ռեակցիայի արագությունը շատ դանդաղ է, ուստի ածխածնի օքսիդը բավականին կայուն է նորմալ պայմաններում: Այս հավասարակշռությունը հատուկ անուն ունի բուդուար հավասարակշռություն.

3. Այլ նյութերի հետ ածխածնի օքսիդի խառնուրդները ստացվում են տաք կոքսի, կարծր կամ շագանակագույն ածխի շերտով օդ, ջրային գոլորշի և այլն անցնելու միջոցով (տես Արտադրող գազ, ջրային գազ, խառը գազ, սինթեզ գազ)։

լաբորատոր մեթոդ

TLV (առավելագույն շեմային կոնցենտրացիան, ԱՄՆ)՝ 25 MPC r.z. GN 2.2.5.1313-03 հիգիենիկ ստանդարտների համաձայն՝ 20 մգ/մ³

Պաշտպանություն ածխածնի երկօքսիդից

Նման լավի շնորհիվ ջերմային արժեք CO-ն տարբեր տեխնիկական գազային խառնուրդների (տես, օրինակ, գեներատորի գազ) բաղադրիչն է, որն օգտագործվում է, ի թիվս այլ բաների, ջեռուցման համար։

հալոգեններ. Մեծագույն գործնական օգտագործումստացել է ռեակցիա քլորի հետ.

CO + Cl 2 → COCl 2

Ռեակցիան էկզոթերմիկ է, դրա ջերմային ազդեցությունը 113 կՋ է, կատալիզատորի (ակտիվացված ածխածնի) առկայության դեպքում այն ​​անցնում է արդեն ժ. սենյակային ջերմաստիճան. Ռեակցիայի արդյունքում ձևավորվում է ֆոսգեն՝ մի նյութ, որը լայն տարածում է գտել քիմիայի տարբեր ճյուղերում (և որպես քիմիական պատերազմի նյութ)։ Նմանատիպ ռեակցիաներով կարելի է ստանալ COF 2 (կարբոնիլ ֆտորիդ) և COBr 2 (կարբոնիլբրոմիդ): Կարբոնիլ յոդիդ չի ստացվել։ Ռեակցիաների էկզաջերմությունը արագորեն նվազում է F-ից մինչև I (F 2-ով ռեակցիաների դեպքում ջերմային ազդեցությունը 481 կՋ է, Br 2-ի դեպքում՝ 4 կՋ)։ Հնարավոր է նաև ձեռք բերել խառը ածանցյալներ, օրինակ՝ COFCl (մանրամասների համար տե՛ս ածխաթթվի հալոգենային ածանցյալները)։

CO-ի F 2-ի հակազդեցությամբ, բացի կարբոնիլֆտորիդից, կարող է ստացվել պերօքսիդային միացություն (FCO) 2 O 2: Նրա բնութագրերը՝ հալման ջերմաստիճանը -42°C, եռման ջերմաստիճանը +16°C, ունի բնորոշ հոտ (նման է օզոնի հոտին), երբ 200°C-ից բարձր տաքացվում է, այն քայքայվում է պայթյունով (ռեակցիայի արտադրանք CO 2 , O 2 և COF 2), in թթվային միջավայրփոխազդում է կալիումի յոդիդի հետ՝ համաձայն հավասարման.

(FCO) 2 O 2 + 2KI → 2KF + I 2 + 2CO 2

Ածխածնի երկօքսիդը փոխազդում է քալկոգենների հետ։ Ծծմբի հետ այն ձևավորում է ածխածնի սուլֆիդ COS, ռեակցիան ընթանում է տաքանալիս՝ համաձայն հավասարման.

CO + S → COS ΔG° 298 = −229 կՋ, ΔS° 298 = −134 J/K

Նմանատիպ սելենօքսիդ COSe և տելուրօքսիդ COTe նույնպես ձեռք են բերվել:

Վերականգնում է SO 2:

SO 2 + 2CO → 2CO 2 + S

Անցումային մետաղների հետ ձևավորում է շատ ցնդող, այրվող և թունավոր միացություններ՝ կարբոնիլներ, ինչպիսիք են Cr (CO) 6, Ni (CO) 4, Mn 2 CO 10, Co 2 (CO) 9 և այլն։

Ինչպես նշվեց վերևում, ածխածնի օքսիդը փոքր-ինչ լուծելի է ջրի մեջ, բայց չի արձագանքում դրա հետ: Նաև այն չի փոխազդում ալկալիների և թթուների լուծույթների հետ։ Այնուամենայնիվ, այն արձագանքում է ալկալային հալվածքների հետ.

CO + KOH → HCOOK

Հետաքրքիր ռեակցիա է ածխածնի մոնօքսիդի ռեակցիան մետաղական կալիումի հետ ամոնիակի լուծույթում։ Այս դեպքում ձևավորվում է պայթուցիկ միացություն կալիումի երկօքսիդի կարբոնատ.

2K + 2CO → K + O - -C 2 -O - K +

Արձագանք ամոնիակի հետ բարձր ջերմաստիճաններհնարավոր է ստանալ կարևոր արդյունաբերական միացություն՝ ջրածնի ցիանիդ HCN։ Ռեակցիան ընթանում է կատալիզատորի (օքսիդ

−110,52 կՋ/մոլ Գոլորշու ճնշում 35 ± 1 ատմ Քիմիական հատկություններ Լուծելիությունը ջրի մեջ 0,0026 գ/100 մլ Դասակարգում կանոն. CAS համարը 630-08-0 PubChem կանոն. EINECS համարը 211-128-3 ԺՊԻՏՆԵՐ InChI կանոն. EC համարը 006-001-00-2 RTECS FG3500000 ՉԵԲԻ ՄԱԿ-ի համարը 1016 ChemSpider Անվտանգություն Թունավորություն NFPA 704 Տվյալները հիմնված են ստանդարտ պայմանների վրա (25 °C, 100 կՊա), եթե այլ բան նշված չէ:

Ածխածնի երկօքսիդ (ածխածնի երկօքսիդ, ածխածնի երկօքսիդ, ածխածնի (II) օքսիդ) անգույն, չափազանց թունավոր, անհամ և հոտ չունեցող գազ է, օդից ավելի թեթև (նորմալ պայմաններում): Քիմիական բանաձև- CO.

Մոլեկուլի կառուցվածքը

Եռակի կապի առկայության պատճառով CO մոլեկուլը շատ ուժեղ է (դիսոցման էներգիան 1069 կՋ/մոլ է, կամ 256 կկալ/մոլ, որն ավելին է, քան ցանկացած այլ երկատոմային մոլեկուլ) և ունի միջմիջուկային փոքր հեռավորություն ( դ C≡O = 0,1128 նմ կամ 1,13 Å):

Մոլեկուլը թույլ բևեռացված է, նրա էլեկտրական դիպոլային մոմենտը μ = 0,04⋅10 −29 C մ: Բազմաթիվ ուսումնասիրություններ ցույց են տվել, որ CO-ի մոլեկուլում բացասական լիցքը կենտրոնացած է ածխածնի ատոմի վրա C − ←O + (մոլեկուլում դիպոլային մոմենտի ուղղությունը հակառակ է նախկինում ենթադրվածին)։ Իոնացման էներգիա 14.0 էՎ, ուժի միացման հաստատուն կ = 18,6 .

Հատկություններ

Ածխածնի երկօքսիդը (II) անգույն, անհոտ և անհամ գազ է: այրվող Այսպես կոչված «ածխածնի երկօքսիդի հոտը» իրականում օրգանական կեղտերի հոտ է:

Ածխածնի երկօքսիդի հատկությունները (II)

Ստանդարտ Գիբսի ձևավորման էներգիա Δ Գ	−137,14 կՋ/մոլ (գ) (298 Կ-ում)
Կրթության ստանդարտ էնտրոպիա Ս	197,54 Ջ/մոլ Կ (գ) (298 Կ-ում)
Ստանդարտ մոլային ջերմային հզորություն Cp	29.11 Ջ/մոլ Կ (գ) (298 Կ-ում)
Դ-ի հալման էնթալպիա Հ pl	0,838 կՋ/մոլ
Եռման էնթալպիա Δ Հկիպ	6,04 կՋ/մոլ
Կրիտիկական ջերմաստիճան տԿրետե	-140,23°C
կրիտիկական ճնշում ՊԿրետե	3,499 ՄՊա
Կրիտիկական խտություն ρ crit	0,301 գ/սմ³

Հիմնական տեսակները քիմիական ռեակցիաներ, որոնցում ներգրավված է ածխածնի երկօքսիդը (II), հանդիսանում են հավելման ռեակցիաներ և ռեդոքսային ռեակցիաներ, որոնցում այն ​​ցուցադրում է վերականգնող հատկություն։

Սենյակային ջերմաստիճանում CO-ն անգործուն է, նրա քիմիական ակտիվությունը զգալիորեն մեծանում է, երբ տաքացվում է և լուծույթներում: Այսպիսով, լուծույթներում այն ​​վերականգնում է աղերը և մյուսները մետաղներին արդեն սենյակային ջերմաստիճանում: Երբ տաքացվում է, այն նվազեցնում է նաև այլ մետաղներ, օրինակ՝ CO + CuO → Cu + CO 2: Սա լայնորեն կիրառվում է պիրոմետալուրգիայում։ CO-ի որակական հայտնաբերման մեթոդը հիմնված է CO-ի ռեակցիայի վրա լուծույթում պալադիումի քլորիդով, տես ստորև:

CO-ի օքսիդացումը լուծույթում հաճախ տեղի է ունենում նկատելի արագությամբ միայն կատալիզատորի առկայության դեպքում: Վերջինս ընտրելիս հիմնական դերը խաղում է օքսիդացնող նյութի բնույթը։ Այսպիսով, KMnO 4-ն ամենաարագ օքսիդացնում է CO-ն նուրբ բաժանված արծաթի, K 2 Cr 2 O 7 - աղերի, KClO 3 - OsO 4-ի առկայության դեպքում: Ընդհանուր առմամբ, CO-ն իր նվազեցնող հատկություններով նման է մոլեկուլային ջրածնին։

830 °C-ից ցածր CO-ն ավելի ուժեղ վերականգնող նյութ է, իսկ ավելի բարձր՝ ջրածինը: Այսպիսով, ռեակցիայի հավասարակշռությունը

H 2 O + C O ⇄ C O 2 + H 2 (\ցուցադրման ոճ (\mathsf (H_(2)O+CO\աջ ձախ սլաքներ CO_(2)+H_(2))))

մինչև 830 °C շեղվել է աջ, 830 °C-ից բարձր՝ ձախ:

Հետաքրքիր է, որ կան բակտերիաներ, որոնք ընդունակ են կյանքի համար անհրաժեշտ էներգիա ստանալ CO-ի օքսիդացման շնորհիվ:

Ածխածնի երկօքսիդը (II) այրվում է բոցով կապույտ գույնի(ռեակցիայի մեկնարկի ջերմաստիճանը 700 °C) օդում.

2 C O + O 2 → 2 C O 2 (\displaystyle (\mathsf (2CO+O_(2)\աջ սլաք 2CO_(2)))) (Δ Գ° 298 = −257 կՋ, Δ Ս° 298 = -86 J/K):

CO-ի այրման ջերմաստիճանը կարող է հասնել 2100 °C: Այրման ռեակցիան շղթայական է, և նախաձեռնողները փոքր քանակությամբ ջրածին պարունակող միացություններ են (ջուր, ամոնիակ, ջրածնի սուլֆիդ և այլն):

Նման լավ ջերմային արժեքի շնորհիվ CO-ն հանդիսանում է տարբեր տեխնիկական գազային խառնուրդների բաղադրիչ (տես, օրինակ, արտադրող գազ), որն օգտագործվում է, ի թիվս այլ բաների, ջեռուցման համար։ Պայթուցիկ, երբ խառնվում է օդի հետ; Բոցի տարածման ստորին և վերին կոնցենտրացիայի սահմանները՝ 12,5-ից մինչև 74% (ըստ ծավալի):

հալոգեններ. Քլորի հետ ռեակցիան ստացել է ամենամեծ գործնական կիրառությունը.

C O + C l 2 → C O C l 2 . (\displaystyle (\mathsf (CO+Cl_(2)\աջ սլաք COCl_(2)))

CO-ն F 2-ի հետ փոխազդելով, բացի COF 2 կարբոնիլ ֆտորիդից, կարելի է ստանալ պերօքսիդային միացություն (FCO) 2 O 2: Նրա բնութագրերը՝ հալման կետը -42 ° C, եռման ջերմաստիճանը +16 ° C, ունի բնորոշ հոտ (նման է օզոնի հոտին), երբ տաքացվում է 200 ° C-ից բարձր, այն քայքայվում է պայթյունով (ռեակցիայի արտադրանք CO 2 , O 2 և COF 2), թթվային միջավայրում փոխազդում է կալիումի յոդիդի հետ՝ համաձայն հավասարման.

(F C O) 2 O 2 + 2 K I → 2 K F + I 2 + 2 C O 2: (\ցուցադրման ոճ (\mathsf ((FCO)_(2)O_(2)+2KI\աջ սլաք 2KF+I_(2)+2CO_(2).)))

Ածխածնի երկօքսիդը (II) փոխազդում է քալկոգենների հետ։ Ծծմբի հետ այն ձևավորում է ածխածնի սուլֆիդ COS, ռեակցիան ընթանում է տաքանալիս՝ համաձայն հավասարման.

C O + S → C O S (\ցուցադրման ոճ (\mathsf (CO+S\աջ սլաքը COS))) (Δ Գ° 298 = −229 կՋ, Δ Ս° 298 = −134 J/K):

Ստացվել են նաև նմանատիպ ածխածնի սելենօքսիդ COSe և ածխածնի տելուրօքսիդ COTe:

Վերականգնում է SO 2:

2 C O + S O 2 → 2 C O 2 + S. (\ցուցադրման ոճ (\mathsf (2CO+SO_(2)\աջ սլաք 2CO_(2)+S.)))

Անցումային մետաղների հետ այն ձևավորում է այրվող և թունավոր միացություններ՝ կարբոնիլներ, ինչպիսիք են,,, և այլն։ Նրանցից ոմանք ցնդող են։

n C O + M e → [ M e (C O) n ] (\displaystyle (\mathsf (nCO+Me\աջ սլաք)))

Ածխածնի երկօքսիդը (II) փոքր-ինչ լուծելի է ջրում, բայց չի արձագանքում դրա հետ: Նաև այն չի փոխազդում ալկալիների և թթուների լուծույթների հետ։ Այնուամենայնիվ, այն արձագանքում է ալկալային հալվածքների հետ՝ ձևավորելով համապատասխան ձևաչափեր.

C O + K O H → H C O O K. (\displaystyle (\mathsf (CO+KOH\աջ սլաք HCOOK.)))

Հետաքրքիր ռեակցիա է ածխածնի երկօքսիդի (II) ռեակցիան մետաղական կալիումի հետ ամոնիակի լուծույթում։ Սա առաջացնում է պայթուցիկ միացություն կալիումի երկօքսիդի կարբոնատ.

2 K + 2 C O → K 2 C 2 O 2: (\displaystyle (\mathsf (2K+2CO\աջ սլաք K_(2)C_(2)O_(2).))) x C O + y H 2 → (\ցուցադրման ոճ (\mathsf (xCO+yH_(2)\աջ սլաք )))սպիրտներ + գծային ալկաններ.

Այս գործընթացը հանդիսանում է կարևոր արդյունաբերական արտադրանքի աղբյուր, ինչպիսիք են մեթանոլը, սինթետիկ դիզելային վառելիքը, պոլիհիդրիկ սպիրտները, յուղերը և քսանյութերը:

Ֆիզիոլոգիական գործողություն

Թունավորություն

Ածխածնի երկօքսիդշատ թունավոր.

Ածխածնի երկօքսիդի (II) թունավոր ազդեցությունը պայմանավորված է կարբոքսիհեմոգլոբինի ձևավորմամբ՝ հեմոգլոբինի հետ շատ ավելի ուժեղ կարբոնիլային համալիր՝ համեմատած թթվածնի հետ հեմոգլոբինի (օքսիհեմոգլոբին) համալիրի հետ: Այսպիսով, թթվածնի տեղափոխման և բջջային շնչառության գործընթացները արգելափակված են: Օդի 0,1%-ից ավելի կոնցենտրացիան հանգեցնում է մահվան մեկ ժամվա ընթացքում:

• Տուժողին պետք է տանել Մաքուր օդ. Թեթև թունավորման դեպքում թթվածնով թոքերի հիպերվենտիլացումը բավարար է։
• Թոքերի արհեստական ​​օդափոխություն.
• Լոբելին կամ կոֆեին մաշկի տակ:
• Կարբոքսիլազը ներերակային:

Համաշխարհային բժշկությունը չգիտի շմոլ գազից թունավորման դեպքում օգտագործելու հուսալի հակաթույններ։

Պաշտպանություն ածխածնի երկօքսիդից (II)

էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդ

Էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդը սովորաբար արտադրվում է մարդու և կենդանիների մարմնի բջիջների կողմից և հանդես է գալիս որպես ազդանշանային մոլեկուլ: Այն խաղում է հայտնի ֆիզիոլոգիական դեր մարմնում, մասնավորապես լինելով նյարդային հաղորդիչ և առաջացնելով անոթների լայնացում: Օրգանիզմում էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդի դերի պատճառով նրա նյութափոխանակության խանգարումները կապված են. տարբեր հիվանդություններ, ինչպիսիք են նեյրոդեգեներատիվ հիվանդություններ, արյան անոթների աթերոսկլերոզ, հիպերտոնիա, սրտի անբավարարություն, տարբեր բորբոքային պրոցեսներ։

Էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդը մարմնում ձևավորվում է հեմ օքսիգենազ ֆերմենտի օքսիդացման պատճառով, որը հեմոգլոբինի և միոգլոբինի, ինչպես նաև հեմ պարունակող այլ սպիտակուցների ոչնչացման արդյունք է: Այս գործընթացը հանգեցնում է մարդու արյան մեջ փոքր քանակությամբ կարբոքսիհեմոգլոբինի ձևավորմանը, նույնիսկ եթե մարդը չի ծխում և շնչում է ոչ թե մթնոլորտային օդը (միշտ պարունակում է փոքր քանակությամբ էկզոգեն ածխածնի երկօքսիդ), այլ մաքուր թթվածին կամ ազոտի և թթվածնի խառնուրդ:

1993 թվականին հայտնված առաջին ապացույցներից հետո, որ էնդոգեն ածխածնի մոնօքսիդը նորմալ նեյրոհաղորդիչ է մարդու մարմնում, ինչպես նաև երեք էնդոգեն գազերից մեկը, որոնք սովորաբար կարգավորում են մարմնում բորբոքային ռեակցիաների ընթացքը (մյուս երկուսը ազոտի օքսիդն են (II) և ջրածնի սուլֆիդը), էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդը զգալի ուշադրության է արժանացել կլինիկագետների և հետազոտողների կողմից՝ որպես կարևոր կենսաբանական կարգավորիչ: Բազմաթիվ հյուսվածքներում վերոհիշյալ երեք գազերն էլ հակաբորբոքային նյութեր են, վազոդիլացնող նյութեր, ինչպես նաև հրահրում են անգիոգենեզ: Այնուամենայնիվ, ամեն ինչ այնքան էլ պարզ և միանշանակ չէ: Անգիոգենեզը միշտ չէ, որ տեղի է ունենում շահավետ ազդեցություն, քանի որ այն, մասնավորապես, դեր է խաղում աճի մեջ չարորակ ուռուցքներ, և նաև հանդիսանում է մակուլյար դեգեներացիայի ժամանակ ցանցաթաղանթի վնասման պատճառներից մեկը։ Մասնավորապես, հարկ է նշել, որ ծխելը (արյան մեջ ածխաթթու գազի հիմնական աղբյուրը, որը տալիս է մի քանի անգամ ավելի բարձր կոնցենտրացիա, քան բնական արտադրությունը) 4-6 անգամ մեծացնում է ցանցաթաղանթի մակուլյար դեգեներացիայի վտանգը։

Տեսություն կա, որ որոշ սինապսներում նյարդային բջիջները, որտեղ երկարաժամկետ տեղեկատվությունը պահվում է, ընդունող բջիջը, ի պատասխան ստացված ազդանշանի, արտադրում է էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդ, որն ազդանշանը հետ է փոխանցում հաղորդող բջիջ՝ դրանով իսկ տեղեկացնելով նրանից ազդանշաններ ստանալու պատրաստակամության մասին և մեծացնելով ազդանշանի հաղորդիչ բջիջի ակտիվությունը. Այս նյարդային բջիջներից մի քանիսը պարունակում են գուանիլատ ցիկլազ՝ ֆերմենտ, որն ակտիվանում է էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդի ազդեցության տակ։

Էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդի` որպես հակաբորբոքային նյութի և ցիտոպրոտեկտորի դերի վերաբերյալ հետազոտություններ են իրականացվել աշխարհի բազմաթիվ լաբորատորիաներում: Էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդի այս հատկությունները նրա նյութափոխանակության վրա ազդեցությունը դարձնում են հետաքրքիր թերապևտիկ թիրախ տարբեր պաթոլոգիական պայմանների բուժման համար, ինչպիսիք են իշեմիայի և հետագա ռեպերֆուզիայի հետևանքով առաջացած հյուսվածքների վնասումը (օրինակ՝ սրտամկանի ինֆարկտ, իշեմիկ ինսուլտ), փոխպատվաստման մերժումը, անոթային աթերոսկլերոզը, ծանր սեպսիս, ծանր մալարիա, աուտոիմուն հիվանդություններ: Կլինիկական փորձարկումներ են անցկացվել նաև մարդկանց վրա, սակայն դրանց արդյունքները դեռ չեն հրապարակվել։

Ամփոփելով, այն, ինչ հայտնի է 2015 թվականի դրությամբ օրգանիզմում էնդոգեն ածխածնի մոնօքսիդի դերի մասին, կարելի է ամփոփել հետևյալ կերպ.

• Էնդոգեն ածխածնի օքսիդը կարևոր էնդոգեն ազդանշանային մոլեկուլներից է.
• Էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդը մոդուլավորում է կենտրոնական նյարդային համակարգի և սրտանոթային ֆունկցիաները.
• Էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդը արգելակում է թրոմբոցիտների ագրեգացումը և դրանց կպչունությունը անոթների պատերին.
• Ապագայում էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդի փոխանակման վրա ազդելը կարող է լինել մի շարք հիվանդությունների բուժման կարևոր ռազմավարություններից մեկը։

Հայտնաբերման պատմություն

Ածուխի այրման ժամանակ արտանետվող ծխի թունավորությունը նկարագրել են Արիստոտելը և Գալենը։

Ածխածնի երկօքսիդը (II) առաջին անգամ ստացել է ֆրանսիացի քիմիկոս Ժակ դը Լասսոնը ցինկի օքսիդը ածուխով տաքացնելիս, բայց սկզբում սխալմամբ այն ջրածնի հետ են ստացել, քանի որ այն այրվել է կապույտ բոցով։

Այն, որ այս գազը պարունակում է ածխածին և թթվածին, հայտնաբերել է անգլիացի քիմիկոս Ուիլյամ Կրյուկշանկը։ Գազի թունավորությունը ուսումնասիրվել է 1846 թվականին ֆրանսիացի բժիշկ Կլոդ Բեռնարի կողմից շների վրա կատարած փորձերի ժամանակ։

Ածխածնի երկօքսիդը (II) Երկրի մթնոլորտից դուրս առաջին անգամ հայտնաբերել է բելգիացի գիտնական Մ. Միժոտը (Մ. Միգեոտ) 1949 թվականին Արեգակի IR սպեկտրում թրթռումային-պտտվող հիմնական գոտու առկայությամբ։ Ածխածնի (II) օքսիդը հայտնաբերվել է միջաստղային միջավայրում 1970 թվականին։

Անդորրագիր

արդյունաբերական ճանապարհ

• Այն ձևավորվում է ածխածնի կամ դրա վրա հիմնված միացությունների (օրինակ՝ բենզինի) այրման ժամանակ՝ թթվածնի պակասի պայմաններում.

2 C + O 2 → 2 C O (\ցուցադրման ոճ (\mathsf (2C+O_(2)\աջ սլաք 2CO)))(այս ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը 220 կՋ է),

• կամ տաք ածուխով ածխածնի երկօքսիդը նվազեցնելիս.

C O 2 + C ⇄ 2 C O (\displaystyle (\mathsf (CO_(2)+C\աջ ձախ սլաքներ 2CO))) (Δ Հ= 172 կՋ, Δ Ս= 176 J/K)

Այս ռեակցիան տեղի է ունենում վառարանի վառարանի ժամանակ, երբ վառարանի կափույրը շատ վաղ է փակվում (մինչև ածուխները ամբողջությամբ այրվեն): Ստացված ածխածնի երկօքսիդը (II), իր թունավորության պատճառով, առաջացնում է ֆիզիոլոգիական խանգարումներ («այրվածք») և նույնիսկ մահ (տես ստորև), հետևաբար տրիվիալ անվանումներից մեկը՝ «ածխածնի օքսիդ»:

Ածխածնի երկօքսիդի նվազեցման ռեակցիան շրջելի է, ջերմաստիճանի ազդեցությունը այս ռեակցիայի հավասարակշռության վիճակի վրա ներկայացված է գրաֆիկում։ Ռեակցիայի հոսքը դեպի աջ ապահովում է էնտրոպիայի գործոնը, իսկ դեպի ձախ՝ էնթալպիական գործոնը։ 400 °C-ից ցածր ջերմաստիճանում հավասարակշռությունը գրեթե ամբողջությամբ տեղափոխվում է ձախ, իսկ 1000 °C-ից բարձր ջերմաստիճանի դեպքում՝ աջ (CO առաջացման ուղղությամբ)։ Ցածր ջերմաստիճաններում այս ռեակցիայի արագությունը շատ ցածր է, հետևաբար ածխածնի մոնօքսիդը (II) բավականին կայուն է նորմալ պայմաններում: Այս հավասարակշռությունը հատուկ անուն ունի բուդուար հավասարակշռություն.

• Ածխածնի երկօքսիդի (II) խառնուրդները այլ նյութերի հետ ստացվում են օդը, ջրային գոլորշին և այլն տաք կոքսի, ածուխի կամ շագանակագույն ածխի շերտով անցնելու միջոցով (տես՝ գեներատոր գազ, ջրային գազ, խառը գազ, սինթեզ գազ )։

լաբորատոր մեթոդ

• Հեղուկ մածուցիկ թթվի տարրալուծումը տաք խտացված ծծմբաթթվի ազդեցությամբ կամ գազային մածուցիկ թթվի անցումը ֆոսֆորի օքսիդի վրայով P 2 O 5: Ռեակցիայի սխեման.

H C O O H → H 2 S O 4 o t H 2 O + C O. (\displaystyle (\mathsf (HCOOH(\xrightarrow[(H_(2)SO_(4))](^(o)t))H_(2)O+CO.)))Կարելի է նաև մրջնաթթուն բուժել քլորոսուլֆոնաթթվով: Այս ռեակցիան ընթանում է արդեն սովորական ջերմաստիճանում ըստ սխեմայի. H C O O H + C l S O 3 H → H 2 S O 4 + H C l + C O: (\ցուցադրման ոճ (\mathsf (HCOOH+ClSO_(3)H\աջ սլաք H_(2)SO_(4)+HCl+CO\վերև .)))

• Օքսալային և խտացված ծծմբաթթուների խառնուրդի տաքացում: Ռեակցիան ընթանում է հետևյալ հավասարման համաձայն.

H 2 C 2 O 4 → H 2 S O 4 o t C O + C O 2 + H 2 O: (\ցուցադրման ոճ (\mathsf (H_(2)C_(2)O_(4)(\xաջ սլաք[(H_(2)SO_(4))](^(o)t))CO\վերևի նիգ +CO_(2) \ uparrow +H_(2)O.)))

• Կալիումի հեքսացիանոֆերատի (II) խառնուրդի տաքացումը խտացված ծծմբաթթվով։ Ռեակցիան ընթանում է հետևյալ հավասարման համաձայն.

K 4 [ F e (C N) 6 ] + 6 H 2 S O 4 + 6 H 2 O → o t 2 K 2 S O 4 + F e S O 4 + 3 (N H 4) 2 S O 4 + 6 C O: (\ցուցադրման ոճ (\mathsf (K_(4)+6H_(2)SO_(4)+6H_(2)O(\xrightarrow[()](^(o)t))2K_(2)SO_(4)+ FeSO_(4)+3(NH_(4))_(2)SO_(4)+6CO\վերև .)))

• Վերականգնում ցինկի կարբոնատից մագնեզիումով, երբ տաքացվում է.

M g + Z n C O 3 → o t M g O + Z n O + C O. (\ցուցադրման ոճ (\mathsf (Mg+ZnCO_(3)(\xաջ սլաք[()](^(o)t))MgO+ZnO+CO\վերև .)))

Ածխածնի երկօքսիդի որոշում (II)

Որակապես CO-ի առկայությունը կարող է որոշվել պալադիումի քլորիդի լուծույթների (կամ այս լուծույթով ներծծված թղթի) մթնեցմամբ։ Մութացումը կապված է նուրբ ցրված մետաղական պալադիումի արտազատման հետ՝ ըստ սխեմայի.

P d C l 2 + C O + H 2 O → P d ↓ + C O 2 + 2 H C l. (\ցուցադրման ոճ (\mathsf (PdCl_(2)+CO+H_(2)O\աջ սլաք Pd\ներքև +CO_(2)+2HCl.)))

Այս ռեակցիան շատ զգայուն է։ Ստանդարտ լուծույթ՝ 1 գրամ պալադիումի քլորիդ մեկ լիտր ջրի համար։

Ածխածնի երկօքսիդի քանակական որոշումը (II) հիմնված է յոդոմետրիկ ռեակցիայի վրա.

5 C O + I 2 O 5 → 5 C O 2 + I 2. (\ցուցադրման ոճ (\mathsf (5CO+I_(2)O_(5)\աջ սլաք 5CO_(2)+I_(2).)))

Դիմում

• Ածխածնի երկօքսիդը (II) միջանկյալ ռեագենտ է, որն օգտագործվում է ջրածնի հետ ռեակցիաներում ամենակարևոր արդյունաբերական գործընթացներում օրգանական սպիրտների և ուղիղ ածխաջրածինների արտադրության համար:
• Ածխածնի երկօքսիդը (II) օգտագործվում է կենդանիների մսի և ձկների վերամշակման համար՝ տալով նրանց վառ կարմիր գույն և թարմության տեսք՝ առանց համը փոխելու (տեխնոլոգիաներ. մաքուր ծուխև Անհամ ծուխ): CO-ի թույլատրելի կոնցենտրացիան 200 մգ/կգ միս է։
• Ածխածնի երկօքսիդը (II) գեներատոր գազի հիմնական բաղադրիչն է, որն օգտագործվում է որպես վառելիք բնական գազով տրանսպորտային միջոցներում:
• Շարժիչի արտանետումների ածխածնի օքսիդը նացիստներն օգտագործել են Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ՝ թունավորման միջոցով մարդկանց կոտորելու համար:

Ածխածնի երկօքսիդ (II) Երկրի մթնոլորտում

Կան Երկրի մթնոլորտ մուտքի բնական և մարդածին աղբյուրներ։ Բնական պայմաններում, Երկրի մակերեսին CO-ն առաջանում է օրգանական միացությունների ոչ լրիվ անաէրոբ տարրալուծման և կենսազանգվածի այրման ժամանակ՝ հիմնականում անտառային և տափաստանային հրդեհների ժամանակ։ Ածխածնի օքսիդը (II) հողում առաջանում է ինչպես կենսաբանական (կենդանի օրգանիզմների կողմից արտազատվող), այնպես էլ ոչ կենսաբանորեն։ Փորձնականորեն ապացուցված է ածխածնի մոնօքսիդի (II) արտազատումը ֆենոլային միացությունների պատճառով, որոնք տարածված են OCH 3 կամ OH խմբեր պարունակող հողերում օրթո- կամ պարա-դիրքերում առաջին հիդրօքսիլ խմբի նկատմամբ:

Ոչ կենսաբանական CO-ի արտադրության և միկրոօրգանիզմների կողմից դրա օքսիդացման ընդհանուր հավասարակշռությունը կախված է շրջակա միջավայրի հատուկ պայմաններից, հիմնականում՝ խոնավությունից և արժեքից: Օրինակ՝ չոր հողերից ածխածնի մոնօքսիդը (II) արտանետվում է անմիջապես մթնոլորտ՝ այդպիսով ստեղծելով այս գազի կոնցենտրացիայի տեղական առավելագույնը:

Մթնոլորտում CO-ն մեթանի և այլ ածխաջրածինների (հիմնականում իզոպրենի) ներգրավմամբ շղթայական ռեակցիաների արդյունք է։

CO-ի հիմնական մարդածին աղբյուրը ներկայումս ներքին այրման շարժիչների արտանետվող գազերն են: Ածխածնի օքսիդը արտադրվում է, երբ ածխաջրածնային վառելանյութերը այրվում են ներքին այրման շարժիչներում անբավարար ջերմաստիճանում կամ երբ օդի մատակարարման համակարգը վատ կարգավորված է (բավարար թթվածին չի մատակարարվում CO 2-ին օքսիդացնելու համար): Նախկինում մթնոլորտ մարդածին CO արտանետումների զգալի մասն առաջացել է 19-րդ դարում ներքին լուսավորության համար օգտագործվող լուսավորող գազից: Կազմով այն մոտավորապես համապատասխանում էր ջրի գազին, այսինքն՝ պարունակում էր մինչև 45% ածխածնի օքսիդ (II)։ Հանրային հատվածում այն ​​չի օգտագործվում շատ ավելի էժան և էներգաարդյունավետ անալոգի առկայության պատճառով.

Ածխածնի երկօքսիդի ֆիզիկական հատկությունները (ածխածնի մոնօքսիդ CO) նորմալ վիճակում մթնոլորտային ճնշումկախված ջերմաստիճանից իր բացասական և դրական արժեքներով:

Աղյուսակներում ներկայացված են CO-ի հետևյալ ֆիզիկական հատկությունները.ածխածնի երկօքսիդի խտությունը ρ , հատուկ ջերմությունմշտական ​​ճնշման տակ Cp, ջերմահաղորդականության գործակիցները λ և դինամիկ մածուցիկություն μ .

Առաջին աղյուսակը ցույց է տալիս ածխածնի երկօքսիդի CO-ի խտությունը և տեսակարար ջերմությունը -73-ից մինչև 2727°C ջերմաստիճանի միջակայքում:

Երկրորդ աղյուսակը տալիս է ածխածնի երկօքսիդի այնպիսի ֆիզիկական հատկությունների արժեքները, ինչպիսիք են ջերմային հաղորդունակությունը և դրա դինամիկ մածուցիկությունը մինուս 200-ից մինչև 1000 °C ջերմաստիճանի միջակայքում:

Ածխածնի երկօքսիդի խտությունը, ինչպես նաև, զգալիորեն կախված է ջերմաստիճանից. երբ ածխածնի օքսիդ CO-ն տաքացվում է, նրա խտությունը նվազում է: Օրինակ, սենյակային ջերմաստիճանում ածխածնի երկօքսիդի խտությունը 1,129 կգ / մ 3 է, բայց 1000 ° C ջերմաստիճանի տաքացման գործընթացում այս գազի խտությունը նվազում է 4,2 անգամ ՝ մինչև 0,268 կգ / մ 3 արժեք:

Նորմալ պայմաններում (0°C ջերմաստիճան) ածխածնի երկօքսիդի խտությունը կազմում է 1,25 կգ/մ 3: Եթե ​​համեմատենք դրա խտությունը կամ այլ սովորական գազերի հետ, ապա ածխածնի երկօքսիդի խտությունը օդի նկատմամբ ավելի քիչ կարևոր է. ածխածնի օքսիդը օդից թեթև է: Այն նաև ավելի թեթև է, քան արգոնը, բայց ավելի ծանր, քան ազոտը, ջրածինը, հելիումը և այլ թեթև գազերը։

Ածխածնի երկօքսիդի տեսակարար ջերմային հզորությունը նորմալ պայմաններում կազմում է 1040 Ջ/(կգ աստիճան): Քանի որ այս գազի ջերմաստիճանը բարձրանում է, նրա հատուկ ջերմային հզորությունը մեծանում է: Օրինակ՝ 2727°C ջերմաստիճանում դրա արժեքը կազմում է 1329 Ջ/(կգ աստիճան):

Ածխածնի երկօքսիդի CO-ի խտությունը և դրա հատուկ ջերմային հզորությունը

t, °С	ρ, կգ / մ 3	C p, J/(kg deg)	t, °С	ρ, կգ / մ 3	C p, J/(kg deg)	t, °С	ρ, կգ / մ 3	C p, J/(kg deg)
-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

Ածխածնի երկօքսիդի ջերմահաղորդականությունը նորմալ պայմաններում կազմում է 0,02326 Վտ/(մ աստիճան): Այն բարձրանում է իր ջերմաստիճանի հետ և 1000°C-ում դառնում է 0,0806 Վտ/(մ աստիճան): Հարկ է նշել, որ ածխածնի երկօքսիդի ջերմահաղորդականությունը մի փոքր պակաս է այս արժեքից y:

Ածխածնի երկօքսիդի դինամիկ մածուցիկությունը սենյակային ջերմաստիճանում 0,0246·10 -7 Pa·s է: Երբ ածխածնի երկօքսիդը տաքացվում է, նրա մածուցիկությունը մեծանում է։ Ջերմաստիճանից դինամիկ մածուցիկության կախվածության նման բնույթ նկատվում է . Պետք է նշել, որ ածխածնի երկօքսիդն ավելի մածուցիկ է, քան ջրային գոլորշին և ածխաթթու գազը CO 2, բայց ավելի ցածր մածուցիկություն ունի, քան ազոտի օքսիդը և օդը:

Ածխածնի երկօքսիդ (II ), կամ ածխածնի օքսիդը, CO-ն հայտնաբերել է անգլիացի քիմիկոս Ջոզեֆ Փրիսթլին 1799 թվականին: Այն անգույն գազ է, անհամ և հոտ, այն փոքր-ինչ լուծելի է ջրում (3,5 մլ 100 մլ ջրի մեջ 0 °C ջերմաստիճանում), ունի ցածր մակարդակ։ հալման կետերը (-205 °C) և եռման (-192 °C):

Ածխածնի երկօքսիդը մտնում է Երկրի մթնոլորտ օրգանական նյութերի թերի այրման, հրաբխային ժայթքման ժամանակ, ինչպես նաև որոշ կենսագործունեության արդյունքում։ ստորին բույսեր(ջրիմուռներ): CO-ի բնական մակարդակը օդում 0,01-0,9 մգ/մ3 է: Ածխածնի երկօքսիդը շատ թունավոր է: Մարդու մարմնում և բարձրակարգ կենդանիների մեջ այն ակտիվորեն արձագանքում է

Այրվող ածխածնի երկօքսիդի բոցը գեղեցիկ կապույտ-մանուշակագույն գույն է: Ինքներդ դիտելը հեշտ է. Դա անելու համար հարկավոր է լուցկի վառել։ Ներքևի մասըշիկացած բոց - այս գույնը նրան տալիս են ածխածնի տաք մասնիկները (փայտի թերի այրման արտադրանք): Վերևից բոցը շրջապատված է կապույտ-մանուշակագույն եզրագծով։ Սա այրում է ածխածնի երկօքսիդը, որը ձևավորվել է փայտի օքսիդացման ժամանակ:

երկաթի բարդ միացություն՝ արյան հեմ (կապված գլո-բին սպիտակուցի հետ), որը խանգարում է հյուսվածքների կողմից թթվածնի փոխանցման և սպառման գործառույթներին: Բացի այդ, այն մտնում է անդառնալի փոխազդեցության մեջ որոշ ֆերմենտների հետ, որոնք ներգրավված են բջջի էներգետիկ նյութափոխանակության մեջ: 880 մգ / մ 3 սենյակում ածխածնի երկօքսիդի կոնցենտրացիայի դեպքում մահը տեղի է ունենում մի քանի ժամ հետո, իսկ 10 գ / մ 3-ում `գրեթե ակնթարթորեն: Օդում ածխածնի երկօքսիդի առավելագույն թույլատրելի պարունակությունը 20 մգ / մ 3 է: CO թունավորման առաջին նշանները (6-30 մգ/մ 3 կոնցենտրացիայի դեպքում) տեսողության և լսողության զգայունության նվազում, գլխացավ և սրտի հաճախության փոփոխություն: Եթե ​​մարդն իրեն թունավորել է շմոլ գազով, նրան պետք է մաքուր օդ տանել, մոտեցնել արհեստական ​​շնչառություն, թունավորման թեթեւ դեպքերում՝ տալ ուժեղ թեյկամ սուրճ.

Մեծ քանակությամբ ածխածնի երկօքսիդ ( II ) ներթափանցել մթնոլորտ մարդու գործունեության արդյունքում: Այսպիսով, մեքենան տարեկան միջինում օդ է արտանետում մոտ 530 կգ CO2: Ներքին այրման շարժիչում 1 լիտր բենզին այրելիս ածխածնի մոնօքսիդի արտանետումը տատանվում է 150-ից մինչև 800 գ: Ռուսաստանի մայրուղիներում CO-ի միջին կոնցենտրացիան 6-57 մգ / մ 3 է, այսինքն. Ածխածնի երկօքսիդը կուտակվում է ավտոմայրուղիների մոտ գտնվող վատ օդափոխվող բակերում, նկուղներում և ավտոտնակներում: AT վերջին տարիներըճանապարհներին կազմակերպվել են հատուկ կետեր՝ ածխածնի օքսիդի և վառելիքի թերի այրման այլ արտադրանքների (CO-CH-control) պարունակությունը վերահսկելու համար։

Սենյակային ջերմաստիճանում ածխածնի օքսիդը բավականին իներտ է: Այն չի փոխազդում ջրի և ալկալիների լուծույթների հետ, այսինքն՝ այն ոչ աղ առաջացնող օքսիդ է, սակայն, երբ տաքացվում է, այն փոխազդում է պինդ ալկալիների հետ՝ CO + KOH \u003d HSOOK (կալիումի ֆորմատ, մածուցիկ թթվի աղ); CO + Ca (OH) 2 \u003d CaCO 3 + H 2: Այս ռեակցիաները օգտագործվում են սինթեզի գազից (CO + 3H 2) ջրածնի արտազատման համար, որն առաջանում է մեթանի գերտաքացած ջրային գոլորշու փոխազդեցության ժամանակ։

Ածխածնի երկօքսիդի հետաքրքիր հատկությունը անցումային մետաղների՝ կարբոնիլների հետ միացություններ ստեղծելու կարողությունն է, օրինակ. Ni +4CO ® 70°C Ni(CO) 4:

Ածխածնի երկօքսիդ (II ) հիանալի վերականգնող միջոց է։ Երբ տաքացվում է, այն օքսիդացվում է մթնոլորտային թթվածնով ՝ 2CO + O 2 \u003d 2CO 2: Այս ռեակցիան կարող է իրականացվել նաև սենյակային ջերմաստիճանում՝ օգտագործելով կատալիզատոր՝ պլատին կամ պալադիում: Նման կատալիզատորները տեղադրվում են մեքենաների վրա՝ նվազեցնելու CO արտանետումները մթնոլորտ:

Երբ CO-ն արձագանքում է քլորի հետ, շատ թունավոր գազֆոսգեն (տ kip \u003d 7,6 ° С): CO + Cl 2 \u003d COCl 2 . Նախկինում այն ​​օգտագործվում էր որպես քիմիական պատերազմի նյութ, իսկ այժմ օգտագործվում է սինթետիկ պոլիուրեթանային պոլիմերների արտադրության մեջ։

Ածխածնի երկօքսիդը օգտագործվում է երկաթի և պողպատի ձուլման մեջ՝ օքսիդներից երկաթի վերացման համար, այն նաև լայնորեն օգտագործվում է օրգանական սինթեզում։ Ածխածնի օքսիդի խառնուրդի փոխազդեցության ժամանակ ( II ) ջրածնով, կախված պայմաններից (ջերմաստիճան, ճնշում) առաջանում են տարբեր արգասիքներ՝ սպիրտներ, կարբոնիլային միացություններ, կարբոքսիլաթթուներ. Հատկապես մեծ նշանակությունունի մեթանոլի սինթեզի ռեակցիա՝ CO + 2H 2 \u003d CH3OH , որը օրգանական սինթեզի հիմնական արտադրանքներից է։ Ածխածնի օքսիդը օգտագործվում է ֆոս-գենի՝ մկանաթթվի սինթեզման համար՝ որպես բարձր կալորիականությամբ վառելիք։

Ֆիզիկական հատկություններ.

Ածխածնի օքսիդը անգույն և հոտ չունեցող գազ է, որը փոքր-ինչ լուծելի է ջրում։

տ քառ. 205 °С,

տ բ.պ. 191 °С

կրիտիկական ջերմաստիճան =140°С

կրիտիկական ճնշում = 35 ատմ:

CO-ի լուծելիությունը ջրի մեջ կազմում է մոտ 1:40 ծավալով։

Քիմիական հատկություններ.

Սովորական պայմաններում CO-ն իներտ է. երբ ջեռուցվում է - նվազեցնող նյութ; ոչ աղ առաջացնող օքսիդ.

1) թթվածնով

2C +2 O + O 2 \u003d 2C +4 O 2

2) մետաղների օքսիդներով

C +2 O + CuO \u003d Cu + C +4 O 2

3) քլորով (լույսի ներքո)

CO + Cl 2 --hn-> COCl 2 (ֆոսգեն)

4) արձագանքում է ալկալային հալվածքների հետ (ճնշման տակ)

CO + NaOH = HCOONa (նատրիումի ֆորմատ (նատրիումի ֆորմատ))

5) անցումային մետաղներով առաջացնում է կարբոնիլներ

Ni + 4CO \u003d t ° \u003d Ni (CO) 4

Fe + 5CO \u003d t ° \u003d Fe (CO) 5

Ածխածնի երկօքսիդը քիմիապես չի փոխազդում ջրի հետ։ CO-ն նույնպես չի փոխազդում ալկալիների և թթուների հետ։ Դա չափազանց թունավոր է։

ԻՑ քիմիական կողմըածխածնի երկօքսիդը բնութագրվում է հիմնականում հավելման ռեակցիաների հակումով և վերականգնող հատկություններով։ Այս երկու միտումները, սակայն, սովորաբար հայտնվում են միայն բարձր ջերմաստիճանի դեպքում: Այս պայմաններում CO-ն միանում է թթվածնի, քլորի, ծծմբի, որոշ մետաղների և այլնի հետ: Միևնույն ժամանակ, երբ տաքացվում է, ածխածնի երկօքսիդը շատ օքսիդներ վերածում է մետաղների, ինչը շատ կարևոր է մետալուրգիայի համար: Ջեռուցման հետ մեկտեղ CO-ի քիմիական ակտիվության բարձրացումը հաճախ պայմանավորված է դրա տարրալուծմամբ։ Այսպիսով, լուծույթում այն ​​ի վիճակի է նվազեցնել Au, Pt և որոշ այլ տարրերի աղերը՝ ազատելով մետաղների արդեն սովորական ջերմաստիճանում:

Բարձր ջերմաստիճաններում և բարձր ճնշումներ CO-ն փոխազդում է ջրի և կաուստիկ ալկալիների հետ՝ առաջին դեպքում առաջանում է HCOOH, իսկ երկրորդում՝ նատրիումի մածուցիկ թթու։ Վերջին ռեակցիան ընթանում է 120 °C ջերմաստիճանում, 5 ատմ ճնշում և գտնում է տեխնիկական կիրառություն։

Պալադիումի քլորիդի հեշտ նվազեցումը լուծույթում ըստ ամփոփ սխեմայի.

PdCl 2 + H 2 O + CO \u003d CO 2 + 2 HCl + Pd

ծառայում է որպես գազերի խառնուրդում ածխածնի օքսիդի հայտնաբերման ամենատարածված ռեակցիան: Արդեն շատ փոքր քանակությամբ CO-ն հեշտությամբ հայտնաբերվում է լուծույթի թեթև գունավորմամբ՝ նուրբ մանրացված պալադիում մետաղի արտազատման պատճառով: CO-ի քանակական որոշումը հիմնված է ռեակցիայի վրա.

5 CO + I 2 O 5 \u003d 5 CO 2 + I 2:

CO-ի օքսիդացումը լուծույթում հաճախ տեղի է ունենում նկատելի արագությամբ միայն կատալիզատորի առկայության դեպքում: Վերջինս ընտրելիս հիմնական դերը խաղում է օքսիդացնող նյութի բնույթը։ Այսպիսով, KMnO 4-ն ամենաարագ օքսիդացնում է CO-ն նուրբ բաժանված արծաթի, K 2 Cr 2 O 7 - սնդիկի աղերի, KClO 3 - OsO 4-ի առկայության դեպքում: Ընդհանուր առմամբ, CO-ն իր վերականգնող հատկություններով նման է մոլեկուլային ջրածնին, և նրա ակտիվությունը նորմալ պայմաններում ավելի բարձր է, քան վերջինիս ակտիվությունը։ Հետաքրքիր է, որ կան բակտերիաներ, որոնք ընդունակ են կյանքի համար անհրաժեշտ էներգիա ստանալ CO-ի օքսիդացման շնորհիվ:

CO-ի և H2-ի համեմատական ​​ակտիվությունը որպես վերականգնող նյութեր կարելի է գնահատել՝ ուսումնասիրելով շրջելի ռեակցիան.

H 2 O + CO \u003d CO 2 + H 2 + 42 կՋ,

որի հավասարակշռության վիճակը բարձր ջերմաստիճաններում հաստատվում է բավականին արագ (հատկապես Fe 2 O 3-ի առկայության դեպքում): 830 ° C-ում հավասարակշռության խառնուրդը պարունակում է հավասար քանակությամբ CO և H 2, այսինքն՝ երկու գազերի հարաբերակցությունը թթվածնի նկատմամբ նույնն է: 830 °C-ից ցածր CO-ն ավելի ուժեղ վերականգնող նյութ է, իսկ ավելի բարձր՝ H2:

Վերը քննարկված ռեակցիայի արգասիքներից մեկի միացումը զանգվածային գործողության օրենքին համապատասխան փոխում է նրա հավասարակշռությունը։ Հետևաբար, ածխածնի մոնօքսիդի և ջրի գոլորշու խառնուրդը կալցիումի օքսիդի վրայով անցնելով, ջրածինը կարելի է ստանալ ըստ սխեմայի.

H 2 O + CO + CaO \u003d CaCO 3 + H 2 + 217 կՋ:

Այս ռեակցիան տեղի է ունենում արդեն 500 °C ջերմաստիճանում։

Օդում CO-ն բռնկվում է մոտ 700 ° C ջերմաստիճանում և կապույտ բոցով այրվում է մինչև CO 2:

2 CO + O 2 \u003d 2 CO 2 + 564 կՋ:

Այս ռեակցիային ուղեկցող ջերմության զգալի արտազատումը արժեքավոր է դարձնում ածխածնի երկօքսիդը: գազային վառելիք. Այնուամենայնիվ, այն գտնում է ամենալայն կիրառումը որպես տարբեր օրգանական նյութերի սինթեզի մեկնարկային արտադրանք:

Վառարաններում ածուխի հաստ շերտերի այրումը տեղի է ունենում երեք փուլով.

1) C + O 2 \u003d CO 2; 2) CO 2 + C \u003d 2 CO; 3) 2 CO + O 2 \u003d 2 CO 2:

Եթե ​​խողովակը վաղաժամ փակվում է, վառարանում թթվածնի պակաս է առաջանում, ինչը կարող է հանգեցնել CO-ի տարածմանը ամբողջ ջեռուցվող սենյակում և հանգեցնել թունավորման (այրման): Նշենք, որ «ածխաթթու գազի» հոտն առաջանում է ոչ թե CO-ից, այլ որոշ օրգանական նյութերի կեղտերից։

CO բոցը կարող է ունենալ մինչև 2100°C ջերմաստիճան: CO-ի այրման ռեակցիան հետաքրքիր է նրանով, որ երբ տաքացվում է մինչև 700-1000 ° C, այն նկատելի արագությամբ ընթանում է միայն ջրի գոլորշու կամ ջրածին պարունակող այլ գազերի հետքերի առկայության դեպքում (NH 3, H 2 S և այլն): . Դա պայմանավորված է դիտարկվող ռեակցիայի շղթայական բնույթով, որն ընթանում է OH ռադիկալների միջանկյալ ձևավորման միջոցով՝ ըստ սխեմաների.

H + O 2 \u003d HO + O, ապա O + CO \u003d CO 2, HO + CO \u003d CO 2 + H և այլն:

Շատ բարձր ջերմաստիճաններում CO այրման ռեակցիան դառնում է նկատելիորեն շրջելի: CO 2-ի պարունակությունը հավասարակշռված խառնուրդում (1 ատմ ճնշման դեպքում) 4000 °C-ից բարձր կարող է լինել միայն աննշան: CO-ի մոլեկուլն ինքնին այնքան ջերմային կայուն է, որ չի քայքայվում նույնիսկ 6000 °C ջերմաստիճանում։ Միջաստղային միջավայրում հայտնաբերվել են CO մոլեկուլներ։ CO-ի ազդեցության տակ մետաղական K-ի վրա 80 ° C-ում առաջանում է K 6 C 6 O 6 բաղադրության անգույն բյուրեղային, շատ պայթուցիկ միացություն։ Կալիումի վերացման դեպքում այս նյութը հեշտությամբ անցնում է ածխածնի մոնօքսիդ C 6 O 6 («տրիկինոն»), որը կարելի է համարել CO պոլիմերացման արտադրանք։ Նրա կառուցվածքը համապատասխանում է ածխածնի ատոմների կողմից ձևավորված վեց անդամանոց ցիկլին, որոնցից յուրաքանչյուրը կրկնակի կապով միացված է թթվածնի ատոմներին։

CO-ի փոխազդեցությունը ծծմբի հետ՝ ըստ ռեակցիայի.

CO + S = COS + 29 կՋ

արագ է ընթանում միայն բարձր ջերմաստիճանի դեպքում։ Ստացված ածխածնի թիօքսիդը (О=С=S) անգույն և անհոտ գազ է (mp -139, bp -50 °С)։ Ածխածնի երկօքսիդը (II) ունակ է ուղղակիորեն միանալ որոշ մետաղների հետ։ Արդյունքում առաջանում են մետաղական կարբոնիլներ, որոնք պետք է դիտարկել որպես բարդ միացություններ.

Ածխածնի երկօքսիդը (II) նաև բարդ միացություններ է առաջացնում որոշ աղերի հետ։ Դրանցից մի քանիսը (OsCl 2 ·3CO, PtCl 2 ·CO և այլն) կայուն են միայն լուծույթում։ Վերջին նյութի առաջացումը կապված է ուժեղ HCl-ում CuCl-ի լուծույթով ածխածնի օքսիդի (II) կլանման հետ։ Նման միացություններ, ըստ երևույթին, ձևավորվում են նաև CuCl-ի ամոնիակային լուծույթում, որը հաճախ օգտագործվում է գազերի վերլուծության ժամանակ CO կլանելու համար:

Անդորրագիր.

Ածխածնի օքսիդը ձևավորվում է, երբ ածխածինը այրվում է թթվածնի բացակայության դեպքում: Ամենից հաճախ այն ստացվում է տաք ածխի հետ ածխաթթու գազի փոխազդեցության արդյունքում.

CO 2 + C + 171 կՋ = 2 CO:

Այս ռեակցիան շրջելի է, և նրա հավասարակշռությունը 400 °C-ից ցածր գրեթե ամբողջությամբ տեղափոխվում է ձախ, իսկ 1000 °C-ից բարձր՝ աջ (նկ. 7): Այնուամենայնիվ, այն հաստատվում է նկատելի արագությամբ միայն բարձր ջերմաստիճաններում: Հետեւաբար, նորմալ պայմաններում CO-ն բավականին կայուն է։

Բրինձ. 7. Հավասարակշռություն CO 2 + C \u003d 2 CO:

Տարրերից CO-ի ձևավորումն ընթանում է հետևյալ հավասարման համաձայն.

2 C + O 2 \u003d 2 CO + 222 կՋ:

Փոքր քանակությամբ CO-ը հարմար է ստացվում մրջնաթթվի տարրալուծմամբ՝ HCOOH \u003d H 2 O + CO

Այս ռեակցիան հեշտությամբ ընթանում է, երբ HCOOH-ը փոխազդում է տաք, ուժեղ ծծմբաթթվի հետ: Գործնականում այս պատրաստումն իրականացվում է կամ կոնց. ծծմբաթթուն հեղուկ HCOOH-ի (երբ տաքացվում է), կամ վերջինիս գոլորշիները ֆոսֆորի կիսապենտօքսիդի վրայով անցկացնելով։ HCOOH-ի փոխազդեցությունը քլորոսուլֆոնաթթվի հետ ըստ սխեմայի.

HCOOH + CISO 3 H \u003d H 2 SO 4 + HCI + CO

շարունակվում է նորմալ ջերմաստիճանում:

CO-ի լաբորատոր արտադրության հարմար մեթոդ կարող է լինել ջեռուցումը կոնց. ծծմբական թթու oxalic թթուկամ կալիումի ֆերիցիանիդ: Առաջին դեպքում ռեակցիան ընթանում է ըստ սխեմայի՝ H 2 C 2 O 4 \u003d CO + CO 2 + H 2 O:

CO-ի հետ մեկտեղ կա նաև ածխաթթու գազ, որը կարող է հետաձգվել՝ անցնելով գազի խառնուրդբարիումի հիդրօքսիդի լուծույթի միջոցով: Երկրորդ դեպքում՝ միակ գազային արտադրանքածխածնի երկօքսիդ է.

K 4 + 6 H 2 SO 4 + 6 H 2 O \u003d 2 K 2 SO 4 + FeSO 4 + 3 (NH 4) 2 SO 4 + 6 CO:

Մեծ քանակությամբ CO կարելի է ստանալ հատուկ վառարաններում՝ գազի գեներատորներում, ածուխի թերի այրմամբ։ Սովորական («օդ») գեներատորի գազը պարունակում է միջինը (ծավ.%)՝ CO-25, N2-70, CO 2 -4 և այլ գազերի փոքր կեղտեր։ Այրվելիս տալիս է 3300-4200 կՋ մ 3-ում։ Սովորական օդը թթվածնով փոխարինելը հանգեցնում է CO պարունակության զգալի աճի (և գազի կալորիականության բարձրացման):

Նույնիսկ ավելի շատ CO պարունակում է ջրային գազ, որը բաղկացած է (իդեալական դեպքում) CO-ի և H 2-ի հավասար ծավալների խառնուրդից և այրման ժամանակ տալիս է 11700 կՋ / մ 3: Այս գազը ստացվում է տաք ածխի շերտի միջով ջրի գոլորշի փչելու միջոցով, և մոտ 1000 ° C ջերմաստիճանում փոխազդեցությունը տեղի է ունենում ըստ հավասարման.

H 2 O + C + 130 կՋ \u003d CO + H 2:

Ջրային գազի առաջացման ռեակցիան ընթանում է ջերմության կլանմամբ, ածուխն աստիճանաբար սառչում է, և այն տաք վիճակում պահելու համար անհրաժեշտ է ջրի գոլորշիների անցումը փոխարինել օդի (կամ թթվածնի) անցմամբ։ գազի գեներատորի մեջ: Այս առումով ջրի գազը պարունակում է մոտավորապես CO-44, H 2 -45, CO 2 -5 և N 2 -6%: Այն լայնորեն օգտագործվում է տարբեր օրգանական միացությունների սինթեզի համար։

Հաճախ խառը գազ է ստացվում։ Այն ստանալու գործընթացը կրճատվում է տաք ածխի շերտի միջով օդի և ջրի գոլորշու միաժամանակյա փչման, այսինքն. համատեղելով վերը նկարագրված երկու մեթոդները, հետևաբար, խառը գազի բաղադրությունը միջանկյալ է գեներատորի և ջրի միջև: Միջինում պարունակում է՝ CO-30, H 2 -15, CO 2 -5 և N 2 -50%։ Դրա մեկ խորանարդ մետրն այրելիս տալիս է մոտ 5400 կՋ։