Monoxidul de carbon are o structură. Monoxid de carbon: formulă și proprietăți

Monoxid de carbon (II) – CO

(monoxid de carbon, monoxid de carbon, monoxid de carbon)

Proprietăți fizice: incolor gaz otrăvitor insipid și inodor, arde cu o flacără albăstruie, mai ușoară decât aerul, slab solubilă în apă. Concentrația de monoxid de carbon din aer de 12,5-74% este explozivă.

Structura moleculei:

Starea formală de oxidare a carbonului +2 nu reflectă structura moleculei de CO, în care, pe lângă legătura dublă formată prin împărțirea electronilor C și O, există una suplimentară formată de mecanismul donor-acceptor datorită la perechea singură de electroni de oxigen (reprezentată printr-o săgeată):

În acest sens, molecula de CO este foarte puternică și este capabilă să intre în reacții de oxidare-reducere doar la temperaturi ridicate. În condiții normale, CO nu interacționează cu apa, alcalii sau acizii.

Chitanță:

Principala sursă antropogenă de monoxid de carbon CO sunt în prezent gazele de eșapament ale motorului. combustie interna. Monoxid de carbon Se formează atunci când combustibilul este ars în motoarele cu ardere internă la temperaturi insuficiente sau o reglare slabă a sistemului de alimentare cu aer (nu este furnizat suficient oxigen pentru a oxida monoxidul de carbon CO în dioxid de carbon CO2). În condiții naturale, la suprafața Pământului, monoxidul de carbon CO se formează în timpul descompunerii anaerobe incomplete a compușilor organici și în timpul arderii biomasei, în principal în timpul incendiilor de pădure și stepă.

1) În industrie (în generatoarele de gaz):

Video - experiență „Obținerea monoxidului de carbon”

C + O 2 \u003d CO 2 + 402 kJ

CO 2 + C \u003d 2CO - 175 kJ

În generatoarele de gaz, vaporii de apă sunt uneori suflați prin cărbune fierbinte:

C + H 2 O \u003d CO + H 2 - Q,

un amestec de CO + H 2 – numit de sinteză – gaz .

2) În laborator- descompunerea termică a formelor sau acid oxalicîn prezența H2SO4 (conc.):

HCOOH t˚C, H2SO4 → H2O + CO

H2C2O4 t˚C,H2SO4 → CO + CO2 + H2O

Proprietăți chimice:

În condiții obișnuite, CO este inert; cand este incalzit - agent de reducere;

CO - oxid care nu formează sare .

1) cu oxigen

2 C +2 O + O 2 t ˚ C →2 C +4 O 2

2) cu oxizi metalici CO + Eu x O y = CO 2 + Pe mine

C +2 O + CuO t ˚ C → Сu + C +4 O 2

3) cu clor (la lumină)

CO + Cl 2 lumină → COCl 2 (fosgenul este un gaz otrăvitor)

4)* reacționează cu topituri alcaline (sub presiune)

CO+NaOHP → HCOONa (formiat de sodiu)

Efectul monoxidului de carbon asupra organismelor vii:

Monoxidul de carbon este periculos, deoarece face imposibil ca sângele să transporte oxigen către organe vitale precum inima și creierul. Monoxidul de carbon se combină cu hemoglobina, care transportă oxigenul către celulele corpului, drept urmare devine inadecvat pentru transportul oxigenului. În funcție de cantitatea inhalată, monoxidul de carbon afectează coordonarea, exacerbează bolile cardiovasculare și provoacă oboseală, durere de cap, slăbiciune, Efectul monoxidului de carbon asupra sănătății umane depinde de concentrația acestuia și de timpul de expunere la organism. O concentrație de monoxid de carbon în aer peste 0,1% duce la moarte în decurs de o oră, iar o concentrație de peste 1,2% în trei minute.

Aplicarea monoxidului de carbon :

Monoxidul de carbon este folosit în principal ca gaz combustibil amestecat cu azot, așa-numitul generator sau gaz de aer, sau gaz de apă amestecat cu hidrogen. În metalurgie pentru recuperarea metalelor din minereurile lor. Pentru a obține metale de înaltă puritate prin descompunerea carbonililor.

FIXARE

Numarul 1. Completați ecuațiile de reacție, întocmește o balanță electronică pentru fiecare dintre reacții, indica procesele de oxidare și reducere; agent oxidant și agent reducător:

CO2 + C =

C + H20 =

Cu O + O 2 \u003d

CO + Al 2 O 3 \u003d

nr. 2. Calculați cantitatea de energie necesară pentru a produce 448 de litri de monoxid de carbon conform ecuației termochimice

CO 2 + C \u003d 2CO - 175 kJ

Semnele că monoxidul de carbon (monoxid de carbon (II), monoxid de carbon, monoxid de carbon) s-a format în aer în concentrații periculoase sunt greu de determinat - invizibil, poate să nu miroasă, se acumulează în cameră treptat, imperceptibil. Este extrem de periculos pentru viața umană: are o toxicitate ridicată, conținutul excesiv în plămâni duce la otrăvire severă și decese. În fiecare an, se înregistrează o rată ridicată a mortalității cauzate de intoxicații cu gaze. Riscul de otrăvire poate fi redus prin urmare reguli simpleși utilizarea unor senzori speciali de monoxid de carbon.

Ce este monoxidul de carbon

Gazul natural se formează în timpul arderii oricărei biomase, în industrie este un produs de ardere al oricăror compuși pe bază de carbon. În ambele cazuri, o condiție prealabilă pentru degajarea gazului este lipsa de oxigen. Volume mari ale acestuia intră în atmosferă ca urmare a incendiilor forestiere, sub formă gaze de esapament formate în timpul arderii combustibilului în motoarele auto. În scopuri industriale, este utilizat în producția de alcool organic, zahăr, prelucrarea cărnii de animale și a peștelui. O cantitate mică de monoxid este, de asemenea, produsă de celulele corpului uman.

Proprietăți

În ceea ce privește chimia monoxidului - compus anorganic cu un singur atom de oxigen în moleculă, formula chimica- ASA DE. aceasta Substanta chimica, care nu are culoare, gust și miros caracteristic, este mai ușor decât aerul, dar mai greu decât hidrogenul, este inactiv la temperatura camerei. O persoană care miroase, simte doar prezența impurităților organice în aer. Aparține categoriei de produse toxice, moartea la o concentrație în aer de 0,1% are loc în decurs de o oră. Caracteristica concentrației maxime admise este de 20 mg/m3.

Efectul monoxidului de carbon asupra corpului uman

Pentru oameni, monoxidul de carbon este un pericol mortal. Efectul său toxic se explică prin formarea carboxihemoglobinei în celulele sanguine, un produs al adăugării de monoxid de carbon (II) la hemoglobina din sânge. Nivel inalt conținutul de carboxihemoglobină provoacă înfometarea de oxigen, aprovizionarea insuficientă cu oxigen a creierului și a altor țesuturi ale corpului. Cu o intoxicație ușoară, conținutul său în sânge este scăzut, distrugere natural eventual în 4-6 ore. Doar la concentrații mari preparate medicale.

Intoxicare cu monoxid de carbon

Monoxidul de carbon este unul dintre cele mai multe substanțe periculoase. În caz de otrăvire, apare intoxicația organismului, însoțită de deteriorare starea generala persoană. Este foarte important să recunoașteți din timp semnele intoxicației cu monoxid de carbon. Rezultatul tratamentului depinde de nivelul de substanță din organism și de cât de curând a sosit ajutorul. În acest caz, minutele contează - victima poate fie să se recupereze complet, fie să rămână bolnavă pentru totdeauna (totul depinde de viteza de răspuns a salvatorilor).

Simptome

În funcție de gradul de otrăvire, se pot observa dureri de cap, amețeli, tinitus, palpitații ale inimii, greață, dificultăți de respirație, pâlpâire în ochi, slăbiciune generală. Se observă adesea somnolență, ceea ce este deosebit de periculos atunci când o persoană se află într-o cameră gazată. În caz de inhalare un numar mare se observă substanțe toxice, convulsii, pierderea cunoștinței, în cazuri deosebit de severe - comă.

Primul ajutor pentru otrăvirea cu monoxid de carbon

Primul ajutor trebuie acordat victimei la fața locului în caz de otrăvire cu monoxid de carbon. Este necesar să-l mutați imediat la aer curat și să sunați la un medic. De asemenea, ar trebui să vă amintiți siguranța dvs.: trebuie să intrați într-o cameră cu o sursă de această substanță numai prin inhalare profundă, nu respirați înăuntru. Până la sosirea medicului, este necesar să se faciliteze accesul oxigenului în plămâni: desfaceți nasturii, scoateți sau desfaceți hainele. Dacă victima și-a pierdut cunoștința și a încetat să mai respire, este necesară ventilația artificială a plămânilor.

Antidot pentru otrăvire

Un antidot special (antidot) pentru otrăvirea cu monoxid de carbon este prepararea medicamentelor, care previne activ formarea carboxihemoglobinei. Acțiunea antidotului duce la scăderea necesarului de oxigen al organismului, sprijin pentru organele sensibile la lipsa de oxigen: creier, ficat etc. Se administrează intramuscular în doză de 1 ml imediat după îndepărtarea pacientului din zona cu o concentraţie mare de substanţe toxice. Puteți reintroduce antidotul nu mai devreme de o oră după prima injecție. Poate fi folosit pentru prevenire.

Tratament

În cazul expunerii ușoare la monoxid de carbon, tratamentul se efectuează în ambulatoriu, în cazurile severe, pacientul este internat. Deja în ambulanță, i se dă o pungă sau o mască de oxigen. În cazurile severe, pentru a oferi organismului o doză mare de oxigen, pacientul este plasat într-o cameră de presiune. Se administrează un antidot intramuscular. Nivelul gazelor din sânge este monitorizat în mod constant. Reabilitarea ulterioară este medicală, acțiunile medicilor vizează restabilirea funcționării creierului, a sistemului cardiovascular și a plămânilor.

Efecte

Expunerea la monoxid de carbon din organism poate provoca boală gravă: se schimbă capacitatea de lucru a creierului, comportamentul, conștiința unei persoane, apar dureri de cap inexplicabile. Memoria este afectată în special de substanțele nocive - acea parte a creierului care este responsabilă de tranziție Memorie de scurtă durată pe termen lung. Pacientul poate simți consecințele intoxicației cu monoxid de carbon numai după câteva săptămâni. Majoritatea victimelor își revin complet după o perioadă de reabilitare, dar unele simt consecințele pentru o viață întreagă.

Cum se detectează monoxidul de carbon într-o cameră

Otrăvirea cu monoxid de carbon este ușoară acasă și nu se întâmplă doar în timpul unui incendiu. Concentrația de monoxid de carbon se formează atunci când manipulare neglijentă cu un amortizor de sobă, atunci când funcționează un gheizer sau ventilație defecte. O sobă cu gaz poate fi o sursă de monoxid de carbon. Dacă există fum în cameră, acesta este deja un motiv pentru a suna alarma. Pentru monitorizarea constantă a nivelului de gaz, există senzori speciali. Ei monitorizează nivelul concentrației de gaz și raportează excesul de normă. Prezența unui astfel de dispozitiv reduce riscul de otrăvire.

Video

gaz incolor Proprietati termice Temperatură de topire -205°C Temperatura de fierbere -191,5°C Entalpie (st. arb.) −110,52 kJ/mol Proprietăți chimice Solubilitate in apa 0,0026 g/100 ml Clasificare numar CAS

• Clasa de pericol ONU 2.3
• Pericol secundar ONU 2.1

Structura moleculei

Molecula de CO, ca și molecula de azot izoelectronic, are o legătură triplă. Deoarece aceste molecule sunt similare ca structură, proprietățile lor sunt, de asemenea, similare - puncte de topire și fierbere foarte scăzute, valori apropiate ale entropiilor standard etc.

În cadrul metodei legăturilor de valență, structura moleculei de CO poate fi descrisă prin formula: C≡O:, iar a treia legătură se formează conform mecanismului donor-acceptor, unde carbonul este un acceptor de pereche de electroni, iar oxigenul este un donator.

Datorită prezenței unei triple legături, molecula de CO este foarte puternică (energia de disociere este de 1069 kJ/mol, sau 256 kcal/mol, care este mai mult decât cea a oricărei alte molecule diatomice) și are o distanță internucleară mică (d C≡O = 0,1128 nm sau 1, 13Â).

Molecula este slab polarizată, momentul electric al dipolului său μ = 0,04·10 -29 C·m (direcția momentului dipol O - →C +). Potențial de ionizare 14,0 V, constantă de cuplare a forței k = 18,6.

Istoria descoperirilor

Monoxidul de carbon a fost produs pentru prima dată de chimistul francez Jacques de Lasson când oxidul de zinc a fost încălzit cu cărbune, dar a fost inițial confundat cu hidrogen, deoarece ardea cu o flacără albastră. Faptul că acest gaz conține carbon și oxigen a fost descoperit de chimistul englez William Cruikshank. Monoxidul de carbon din afara atmosferei Pământului a fost descoperit pentru prima dată de omul de știință belgian M. Mizhot (M. Migeotte) în 1949 prin prezența principalei benzi vibraționale-rotaționale în spectrul IR al Soarelui.

Monoxid de carbon în atmosfera Pământului

Există surse naturale și antropice de intrare în atmosfera Pământului. În condiții naturale, la suprafața Pământului, CO se formează în timpul descompunerii anaerobe incomplete a compușilor organici și în timpul arderii biomasei, în principal în timpul incendiilor de pădure și stepă. Monoxidul de carbon se formează în sol atât biologic (excretat de organismele vii), cât și non-biologic. Eliberarea monoxidului de carbon din cauza compușilor fenolici obișnuiți în solurile care conțin grupări OCH 3 sau OH în poziții orto sau para față de prima grupare hidroxil a fost dovedită experimental.

Echilibrul general al producției de CO nebiologic și oxidarea acestuia de către microorganisme depinde de specific conditii de mediu, în primul rând pe umiditate și valoare. De exemplu, din solurile aride, monoxidul de carbon este eliberat direct în atmosferă, creând astfel maxime locale în concentrația acestui gaz.

În atmosferă, CO este produsul reacțiilor în lanț care implică metanul și alte hidrocarburi (în principal izoprenul).

Principala sursă antropică de CO sunt în prezent gazele de eșapament ale motoarelor cu ardere internă. Monoxidul de carbon se formează atunci când combustibilii cu hidrocarburi sunt arse în motoarele cu ardere internă la temperaturi insuficiente sau un sistem de alimentare cu aer prost reglat (nu este furnizat suficient oxigen pentru a oxida CO la CO 2 ). În trecut, o proporție semnificativă a emisiilor antropice de CO în atmosferă proveneau din gazul de iluminat utilizat pentru iluminatul interior în secolul al XIX-lea. În compoziție, acesta corespundea aproximativ cu apa gazoasă, adică conținea până la 45% monoxid de carbon. Acest gaz a fost acum înlocuit în sectorul utilităților cu gaz natural mult mai puțin toxic ( reprezentanţi inferiori serie omoloagă de alcani - propan etc.)

Aportul de CO din surse naturale și antropice este aproximativ același.

Monoxidul de carbon din atmosferă este într-un ciclu rapid: timpul mediu de rezidență este de aproximativ 0,1 an, oxidat de hidroxil în dioxid de carbon.

Chitanță

mod industrial

2C + O 2 → 2CO (efectul termic al acestei reacții este de 22 kJ),

2. sau la reducerea dioxidului de carbon cu cărbune fierbinte:

CO2 + C↔2CO (AH=172 kJ, AS=176 J/K).

Această reacție apare adesea într-un cuptor când amortizorul cuptorului este închis prea devreme (până când cărbunii s-au ars complet). Monoxidul de carbon rezultat, datorită toxicității sale, provoacă tulburări fiziologice („burnout”) și chiar moarte (vezi mai jos), de unde una dintre denumirile banale - „monoxid de carbon”. Imaginea reacțiilor care au loc în cuptor este prezentată în diagramă.

Reacția de reducere a dioxidului de carbon este reversibilă, efectul temperaturii asupra stării de echilibru a acestei reacții este prezentat în grafic. Fluxul reacției la dreapta oferă factorul de entropie, iar la stânga - factorul de entalpie. La temperaturi sub 400°C, echilibrul este aproape complet deplasat spre stânga, iar la temperaturi peste 1000°C spre dreapta (în direcția de formare a CO). La temperaturi scăzute viteza acestei reacții este foarte lentă, astfel încât monoxidul de carbon este destul de stabil în condiții normale. Acest echilibru are un nume special echilibru de budoar.

3. Amestecuri de monoxid de carbon cu alte substanțe se obțin prin trecerea aerului, vaporilor de apă etc. printr-un strat de cocs fierbinte, cărbune tare sau brun etc. (vezi gaz producător, gaz apă, gaz mixt, gaz de sinteză).

metoda de laborator

TLV (concentrație maximă de prag, SUA): 25 MPC r.z. conform Standardelor de Igienă GN 2.2.5.1313-03 este de 20 mg/m³

Protecție împotriva monoxidului de carbon

Datorită unei puteri calorice atât de bune, CO este o componentă a diverselor tehnici amestecuri de gaze(vezi, de exemplu, gaz generator), folosit, printre altele, pentru încălzire.

halogeni. Cel mai grozav uz practic a primit o reacție cu clorul:

CO + Cl 2 → COCl 2

Reacția este exotermă, efectul ei termic este de 113 kJ, în prezența unui catalizator (cărbune activ) merge deja la temperatura camerei. Ca rezultat al reacției, se formează fosgen - o substanță care a devenit larg răspândită în diferite ramuri ale chimiei (și, de asemenea, ca agent de război chimic). Prin reacții analoge se pot obține COF2 (fluorura de carbonil) și COBr2 (bromură de carbonil). Iodură de carbonil nu a fost primită. Exotermicitatea reacțiilor scade rapid de la F la I (pentru reacțiile cu F 2, efectul termic este de 481 kJ, cu Br 2 - 4 kJ). De asemenea, este posibil să se obțină derivați mixți, cum ar fi COFCl (pentru detalii, vezi derivații halogenați ai acidului carbonic).

Prin reacţia CO cu F2, pe lângă fluorura de carbonil, se poate obţine un compus peroxid (FCO)202. Caracteristicile sale: punctul de topire -42°C, punctul de fierbere +16°C, are un miros caracteristic (asemănător cu mirosul de ozon), când este încălzit peste 200°C se descompune prin explozie (produși de reacție CO 2 , O 2 și COF 2), în mediu acid reacţionează cu iodura de potasiu conform ecuaţiei:

(FCO) 2 O 2 + 2KI → 2KF + I 2 + 2CO 2

Monoxidul de carbon reacţionează cu calcogenii. Cu sulful formează sulfură de carbon COS, reacția are loc la încălzire, conform ecuației:

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

S-au obținut, de asemenea, selenoxid COSe și teluroxid COTe similare.

Restaurează SO 2:

SO 2 + 2CO → 2CO 2 + S

Cu metalele de tranziție formează compuși foarte volatili, combustibili și toxici - carbonili, precum Cr (CO) 6, Ni (CO) 4, Mn 2 CO 10, Co 2 (CO) 9 etc.

După cum sa menționat mai sus, monoxidul de carbon este ușor solubil în apă, dar nu reacționează cu acesta. De asemenea, nu reacționează cu soluțiile de alcali și acizi. Cu toate acestea, reacţionează cu topiturile alcaline:

CO + KOH → HCOOK

O reacție interesantă este reacția monoxidului de carbon cu potasiul metalic într-o soluție de amoniac. În acest caz, se formează compusul exploziv dioxodicarbonat de potasiu:

2K + 2CO → K + O - -C 2 -O - K +

Reacția cu amoniacul la temperaturi mari este posibil să se obțină un important compus industrial – cianura de hidrogen HCN. Reacția are loc în prezența unui catalizator (oxid

Mulți substante gazoase, existente în natură și obținute în timpul producției, sunt compuși toxici puternici. Se știe că clorul a fost folosit ca armă biologică, vaporii de brom au un efect extrem de coroziv asupra pielii, hidrogenul sulfurat provoacă otrăvire și așa mai departe.

Una dintre aceste substanțe este monoxidul de carbon sau monoxidul de carbon, a cărui formulă are propriile caracteristici în structură. Despre el și vom discuta în continuare.

Formula chimică a monoxidului de carbon

Forma empirică a formulei compusului luat în considerare este următoarea: CO. Cu toate acestea, această formă dă o caracteristică numai a compoziției calitative și cantitative, dar nu afectează caracteristicile structurale și ordinea de conectare a atomilor din moleculă. Și diferă de asta în toate celelalte gaze similare.

Această caracteristică este cea care afectează fizicul și Proprietăți chimice. Ce este această structură?

Structura moleculei

În primul rând, formula empirică arată că valența carbonului din compus este II. La fel ca oxigenul. Prin urmare, fiecare dintre ele poate forma două formule de monoxid de carbon CO, acest lucru confirmă clar.

Și așa se întâmplă. O legătură polară covalentă dublă se formează între atomul de carbon și atomul de oxigen prin mecanismul de socializare a electronilor nepereche. Astfel, monoxidul de carbon ia forma C=O.

Cu toate acestea, caracteristicile moleculei nu se opresc aici. Conform mecanismului donor-acceptor, în moleculă se formează o a treia legătură, dativă sau semipolară. Ce explică asta? Deoarece, după formarea în ordinea schimbului, oxigenul are două perechi de electroni, iar atomul de carbon are un orbital gol, acesta din urmă acționează ca acceptor al uneia dintre perechile primului. Cu alte cuvinte, o pereche de electroni de oxigen este plasată într-un orbital liber de carbon și se formează o legătură.

Deci, carbonul este un acceptor, oxigenul este un donor. Prin urmare, formula pentru monoxid de carbon în chimie ia următoarea vedere: C≡O. O astfel de structurare conferă moleculei stabilitate chimică suplimentară și inerție în proprietățile prezentate în condiții normale.

Deci, legăturile din molecula de monoxid de carbon:

• două polare covalente, formate prin mecanismul de schimb datorită socializării electronilor nepereche;
• un dativ, format din interacțiunea donor-acceptor dintre o pereche de electroni și un orbital liber;
• Există trei legături într-o moleculă.

Proprietăți fizice

Există o serie de caracteristici pe care, ca orice alt compus, le are monoxidul de carbon. Formula substanței arată clar că celulă cristalină stare moleculară, gazoasă în condiții normale. De aici urmează următorii parametri fizici.

1. C≡O - monoxid de carbon (formula), densitate - 1,164 kg/m 3.
2. Puncte de fierbere și respectiv de topire: 191/205 0 C.
3. Solubil în: apă (puțin), eter, benzen, alcool, cloroform.
4. Nu are gust și miros.
5. Incolor.

Din punct de vedere biologic, este extrem de periculos pentru toate ființele vii, cu excepția anumitor tipuri de bacterii.

Proprietăți chimice

În ceea ce privește reactivitatea, una dintre cele mai inerte substanțe în condiții normale este monoxidul de carbon. Formula, care reflectă toate legăturile din moleculă, confirmă acest lucru. Tocmai datorită unei structuri atât de puternice, acest compus, la indicatorii standard, mediu inconjurator practic nu intră în nicio interacțiune.

Cu toate acestea, este necesar să se încălzească măcar puțin sistemul, deoarece legătura dativă din moleculă se prăbușește, precum și cele covalente. Apoi monoxidul de carbon începe să prezinte proprietăți reducătoare active și mai degrabă puternice. Deci, este capabil să interacționeze cu:

• oxigen;
• clor;
• alcaline (topite);
• cu oxizi și săruri metalice;
• cu sulf;
• putin cu apa;
• cu amoniac;
• cu hidrogen.

Prin urmare, așa cum am menționat deja mai sus, proprietățile pe care le prezintă monoxidul de carbon, formula sa explică în mare măsură.

Fiind în natură

Principala sursă de CO din atmosfera Pământului sunt incendiile de pădure. Dupa toate acestea calea principală formarea acestui gaz pe cale naturală este ardere incompletă alt fel combustibili, mai ales organici.

Sursele antropogenice de poluare a aerului cu monoxid de carbon sunt de asemenea importante și fractiune in masa același procent ca natural. Acestea includ:

• fum din munca fabricilor și uzinelor, a complexelor metalurgice și a altor întreprinderi industriale;
• gazele de eșapament de la motoarele cu ardere internă.

LA conditii naturale monoxidul de carbon este ușor oxidat de oxigenul atmosferic și vaporii de apă la dioxid de carbon. Aceasta este baza primului ajutor pentru otrăvirea cu acest compus.

Chitanță

Merită să subliniem o caracteristică. Monoxidul de carbon (formula), respectiv dioxidul de carbon (structura moleculară), arată astfel: C≡O și O=C=O. Diferența este un atom de oxigen. De aceea mod industrial obţinerea monoxidului se bazează pe reacţia dintre dioxid şi cărbune: CO 2 + C = 2CO. Acesta este cel mai simplu și cel mai comun mod de a sintetiza acest compus.

Laboratorul folosește diverse compusi organici, săruri metalice și substanțe complexe, deoarece randamentul produsului nu este de așteptat să fie prea mare.

Un reactiv de înaltă calitate pentru prezența monoxidului de carbon în aer sau într-o soluție este clorura de paladiu. Când interacționează, se formează un metal pur, care provoacă o întunecare a soluției sau a suprafeței hârtiei.

Efect biologic asupra organismului

După cum am menționat mai sus, monoxidul de carbon este un dăunător foarte otrăvitor, incolor, periculos și mortal pentru corpul uman. Și nu numai uman, ci în general orice ființă vie. Plantele care sunt expuse la gazele de eșapament ale mașinilor mor foarte repede.

Pe ce anume este efectul biologic al monoxidului de carbon mediu intern ființe animale? Totul este să construiești puternic compuși complecși hemoglobina proteinelor din sânge și gazul în cauză. Adică, în loc de oxigen, sunt captate molecule otrăvitoare. Respirația celulară este blocată instantaneu, schimbul de gaze devine imposibil în cursul său normal.

Ca urmare, are loc o blocare treptată a tuturor moleculelor de hemoglobină și, ca urmare, moartea. O înfrângere de doar 80% este suficientă pentru ca rezultatul otrăvirii să devină fatal. Pentru a face acest lucru, concentrația de monoxid de carbon din aer ar trebui să fie de 0,1%.

Primele semne prin care se poate determina debutul intoxicației cu acest compus sunt:

• durere de cap;
• ameţeală;
• pierderea conștienței.

Primul ajutor este să ieși în aer curat, unde monoxidul de carbon, sub influența oxigenului, se va transforma în dioxid de carbon, adică va fi neutralizat. Cazurile de deces prin acțiunea substanței în cauză sunt foarte frecvente, mai ales în locuințele cu La urma urmei, atunci când se ard lemne, cărbune și alte tipuri de combustibil, acest gaz se formează neapărat ca produs secundar. Respectarea reglementărilor de siguranță este extrem de importantă pentru a păstra viața și sănătatea umană.

Există și multe cazuri de otrăvire în garaje, unde sunt asamblate multe motoare de mașini funcționale, dar fluxul de intrare este insuficient alimentat. aer proaspat. Moartea, dacă concentrația admisă este depășită, are loc în decurs de o oră. Este imposibil din punct de vedere fizic să simți prezența gazului, deoarece nu are nici miros, nici culoare.

Utilizare industrială

În plus, se utilizează monoxid de carbon:

• pentru prelucrarea produselor din carne și pește, ceea ce vă permite să le oferiți un aspect proaspăt;
• pentru sinteza unor compuși organici;
• ca componentă a gazului generator.

Prin urmare, această substanță nu este doar dăunătoare și periculoasă, ci și foarte utilă pentru oameni și activitățile lor economice.

OXID DE CARBON (MONOXID DE CARBON). Oxid de carbon (II) (monoxid de carbon) CO, monoxid de carbon care nu formează sare. Aceasta înseamnă că nu există niciun acid corespunzător acestui oxid. Monoxidul de carbon (II) este un gaz incolor și inodor care se lichefiază atunci când presiune atmosferică la o temperatură de -191,5 ° C și se solidifică la -205 ° C. Molecula de CO este similară ca structură cu molecula de N2: ambele conțin număr egal electroni (astfel de molecule se numesc izoelectronice), atomii din ei sunt legați printr-o legătură triplă (două legături într-o moleculă de CO se formează datorită electronilor 2p de atomi de carbon și oxigen, iar cel de-al treilea este format printr-un mecanism donor-acceptor cu participarea unei perechi de electroni singuri de oxigen și a unui carbon orbital 2p liber). Ca urmare proprietăți fizice CO și N2 (punctele de topire și de fierbere, solubilitatea în apă etc.) sunt foarte apropiate.

Monoxidul de carbon (II) se formează în timpul arderii compușilor care conțin carbon cu acces insuficient la oxigen, precum și atunci când cărbunele fierbinte intră în contact cu produsul arderii complete - dioxid de carbon: C + CO2 → 2CO. În laborator, CO se obține prin deshidratarea acidului formic prin acțiunea acidului sulfuric concentrat asupra acidului formic lichid la încălzire, sau prin trecerea vaporilor de acid formic peste P2O5: HCOOH → CO + H2O. CO se obţine prin descompunerea acidului oxalic: H2C2O4 → CO + CO2 + H2O. Este ușor să separați CO de alte gaze prin trecerea printr-o soluție alcalină.
În condiții normale, CO, precum azotul, este mai degrabă inert din punct de vedere chimic. Doar la temperaturi ridicate CO tinde să sufere reacții de oxidare, adăugare și reducere. Deci, la temperaturi ridicate, reacţionează cu alcalii: CO + NaOH → HCOONa, CO + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2. Aceste reacții sunt folosite pentru a elimina CO din gazele industriale.

Monoxidul de carbon (II) este un combustibil bogat în calorii: arderea este însoțită de eliberarea de cantitate semnificativă căldură (283 kJ per 1 mol de CO). Amestecuri de CO cu aer explodează la conținutul său de la 12 la 74%; Din fericire, în practică, astfel de amestecuri sunt extrem de rare. În industrie, pentru obținerea CO, se realizează gazeificare combustibil solid. De exemplu, suflarea vaporilor de apă printr-un strat de cărbune încălzit la 1000o C duce la formarea de apă gazoasă: C + H2O → CO + H2, care are un valoare calorica. Cu toate acestea, incinerarea este departe de cea mai profitabilă utilizare a gazului de apă. Din aceasta, de exemplu, este posibil să se obțină (în prezența diferiților catalizatori sub presiune) un amestec de hidrocarburi solide, lichide și gazoase - o materie primă valoroasă pentru industria chimica(reacția Fischer-Tropsch). Din același amestec, îmbogățindu-l cu hidrogen și folosind catalizatorii necesari, se pot obține alcooli, aldehide și acizi. Sens special are sinteza metanolului: CO + 2H2 → CH3OH - cea mai importantă materie primă pentru sinteza organică, de aceea această reacție se desfășoară în industrie pe scară largă.

Reacțiile în care CO este un agent reducător pot fi demonstrate prin exemplul de reducere a fierului din minereu în timpul procesului de furnal: Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2. Reducerea oxizilor metalici cu oxid de carbon(II) are mare importanțăîn procesele metalurgice.

Moleculele de CO se caracterizează prin reacții de adiție la metalele de tranziție și compușii acestora cu formarea de compuși complecși - carbonili. Exemple sunt carbonili metalici lichizi sau solizi Fe(CO)4, Fe(CO)5, Fe2(CO)9, Ni(CO)4, Cr(CO)6 etc. Acest lucru este foarte substante toxice, când sunt încălzite, se descompun din nou în metal și CO. În acest fel, pot fi obținute metale pulbere de înaltă puritate. Uneori, pe arzătorul unei sobe cu gaz sunt vizibile „dârpe” metalice; aceasta este o consecință a formării și degradarii carbonilului de fier. În prezent, au fost sintetizați mii de carbonili metalici diferiți care conțin, în plus față de CO, liganzi anorganici și organici, de exemplu, PtCl2(CO), K3, Cr(C6H5Cl)(CO)3.

CO se caracterizează, de asemenea, prin reacția compusului cu clorul, care la lumină are loc deja la temperatura camerei cu formarea exclusiv fosgen otrăvitor: CO + Cl2 → COCl2. Această reacție este una în lanț, urmând un mecanism radical care implică atomii de clor și radicalii liberi COCl. În ciuda toxicității sale, fosgenul este utilizat pe scară largă în sinteza multor compuși organici.

Monoxidul de carbon (II) este o otravă puternică, deoarece formează complexe puternice cu molecule active biologic care conțin metale; în același timp este perturbată respirația tisulară. Celulele sistemului nervos central sunt afectate în special. Legarea CO de atomii de Fe(II) din hemoglobina din sânge previne formarea oxihemoglobinei, care transportă oxigenul de la plămâni la țesuturi. Deja la un conținut de 0,1% CO în aer, acest gaz înlocuiește jumătate din oxigenul din oxihemoglobină. În prezența CO, moartea prin asfixiere poate apărea chiar și în prezența unor cantități mari de oxigen. Prin urmare, CO se numește monoxid de carbon. La o persoană „furiosă”, creierul și sistem nervos. Pentru salvare este nevoie, în primul rând, de aer curat care să nu conțină CO (sau și mai bine - oxigen pur), în timp ce CO asociat cu hemoglobina este înlocuit treptat cu molecule de O2 și sufocarea dispare. Concentrația zilnică medie maximă admisă de CO în aerul atmosferic este de 3 mg/m3 (aproximativ 3,10–5%), în aerul zonei de lucru – 20 mg/m3.

De obicei, conținutul de CO din atmosferă nu depășește 10–5%. Acest gaz pătrunde în aer ca parte a gazelor vulcanice și de mlaștină, cu secreții de plancton și alte microorganisme. Da, de la straturi de suprafață Oceanul eliberează 220 de milioane de tone de CO2 în atmosferă în fiecare an. Concentrația de CO în minele de cărbune este mare. În timpul incendiilor forestiere se produce mult monoxid de carbon. Topirea fiecărui milion de tone de oțel este însoțită de formarea a 300 - 400 de tone de CO. În total, eliberarea tehnologică de CO în aer ajunge la 600 de milioane de tone pe an, din care mai mult de jumătate sunt reprezentate de vehicule. Cu un carburator neajustat, până la 12% CO poate fi conținut în gazele de eșapament! Prin urmare, în majoritatea țărilor, au fost introduse standarde stricte pentru conținutul de CO din evacuarea mașinilor.

Formarea CO are loc întotdeauna în timpul arderii compușilor care conțin carbon, inclusiv a lemnului, cu acces insuficient la oxigen, precum și atunci când cărbunele fierbinte intră în contact cu dioxidul de carbon: C + CO2 → 2CO. Astfel de procese apar și în cuptoarele rurale. Prin urmare, închiderea prematură a coșului sobei pentru a menține căldura duce adesea la otrăvirea cu monoxid de carbon. Nu trebuie gândit că cetățenii care nu încălzesc sobele sunt asigurați împotriva intoxicației cu CO; de exemplu, le este ușor să se otrăvească într-un garaj slab ventilat, unde stă o mașină cu motorul în funcțiune. CO este, de asemenea, conținut în produsele de ardere gaz naturalîn bucătărie. Multe accidente de aviație au avut loc în trecut din cauza uzurii motorului sau a ajustării proaste: CO a intrat în cockpit și a otrăvit echipajul. Pericolul este exacerbat de faptul că CO nu poate fi detectat prin miros; În acest sens, monoxidul de carbon este mai periculos decât clorul!

Monoxidul de carbon (II) practic nu este absorbit de cărbune activ și, prin urmare, o mască de gaz convențională nu scutește de acest gaz; pentru a-l absorbi este nevoie de un cartus suplimentar de hopcalit, care sa contina un catalizator care „arde” CO in CO2 cu ajutorul oxigenului atmosferic. Din ce în ce mai multe autoturisme sunt acum furnizate cu catalizatori de post-ardere, în ciuda costului ridicat al acestor catalizatori pe bază de metale de platină.