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 de gaze de eșapament generate 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 chimică este CO. Este o substanță chimică care nu are culoare, gust și miros caracteristic, este mai ușoară decât aerul, dar mai grea decât hidrogenul și este inactivă 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, distrugerea în mod natural este posibilă 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 substante toxice apar 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. Trebuie să o mutam imediat Aer proaspat si cheama 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 prin manipularea neatentă a clapetei aragazului, în timpul funcționării unui 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
Proprietățile fizice ale monoxidului de carbon (monoxid de carbon CO) la normal presiune atmosferică in functie de temperatura la valorile sale negative si pozitive.
În tabele sunt prezentate următoarele proprietăți fizice ale CO: densitatea monoxidului de carbon ρ , căldura specifică la presiune constantă Cp, coeficienții de conductivitate termică λ și vâscozitatea dinamică μ .
Primul tabel arată densitatea și căldura specifică a monoxidului de carbon CO în intervalul de temperatură de la -73 la 2727°C.
Al doilea tabel oferă valorile proprietăților fizice ale monoxidului de carbon, cum ar fi conductivitatea termică și vâscozitatea sa dinamică în intervalul de temperatură de la minus 200 la 1000 ° C.
Densitatea monoxidului de carbon, precum și, depinde în mod semnificativ de temperatură - atunci când monoxidul de carbon CO este încălzit, densitatea acestuia scade. De exemplu, la temperatura camerei, densitatea monoxidului de carbon este de 1,129 kg / m 3, dar în procesul de încălzire la o temperatură de 1000 ° C, densitatea acestui gaz scade de 4,2 ori - până la o valoare de 0,268 kg / m 3.
În condiţii normale (temperatura 0°C) monoxidul de carbon are o densitate de 1,25 kg/m 3 . Dacă comparăm densitatea sa cu sau cu alte gaze comune, atunci densitatea monoxidului de carbon în raport cu aerul este mai puțin importantă - monoxidul de carbon este mai ușor decât aerul. Este, de asemenea, mai ușor decât argonul, dar mai greu decât azotul, hidrogenul, heliul și alte gaze ușoare.
Capacitatea termică specifică a monoxidului de carbon în condiții normale este de 1040 J/(kg deg). Pe măsură ce temperatura acestui gaz crește, capacitatea sa de căldură specifică crește. De exemplu, la 2727°C valoarea sa este de 1329 J/(kg deg).
| t, °С | ρ, kg / m 3 | C p , J/(kg grade) | t, °С | ρ, kg / m 3 | C p , J/(kg grade) | t, °С | ρ, kg / m 3 | C p , J/(kg grade) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| -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 |
Conductivitatea termică a monoxidului de carbon în condiții normale este de 0,02326 W/(m deg). Crește odată cu temperatura și la 1000°C devine egal cu 0,0806 W/(m deg). Trebuie remarcat faptul că conductivitatea termică a monoxidului de carbon este puțin mai mică decât această valoare y.
Vâscozitatea dinamică a monoxidului de carbon la temperatura camerei este de 0,0246·10 -7 Pa·s. Când monoxidul de carbon este încălzit, vâscozitatea acestuia crește. Un astfel de caracter al dependenței vâscozității dinamice de temperatură se observă în . Trebuie remarcat faptul că monoxidul de carbon este mai vâscos decât vaporii de apă și dioxidul de carbon CO 2 , dar are o vâscozitate mai mică în comparație cu oxidul de azot NO și aerul.
Oxizii de carbon
În ultimii ani, știința pedagogică a acordat preferință învățării orientate spre personalitate. Formarea trăsăturilor individuale de personalitate are loc în procesul de activitate: studiu, joacă, muncă. De aceea un factor importantînvăţarea este organizarea procesului de învăţare, natura relaţiei dintre profesori şi elevi şi elevi între ei. Pe baza acestor idei, încerc să construiesc procesul educațional într-un mod special. În același timp, fiecare elev își alege propriul ritm de studiu al materialului, are posibilitatea de a lucra la un nivel accesibil, în situație de succes. La lecție, este posibil să stăpânești și să îmbunătățești nu numai subiectul, ci și abilități și abilități educaționale generale precum punerea în scenă obiectiv de învățare, alegerea mijloacelor și modalităților de realizare a acesteia, exercitarea controlului asupra realizărilor acestora, corectarea erorilor. Elevii învață să lucreze cu literatura, să întocmească note, diagrame, desene, să lucreze în grup, în perechi, individual, să conducă un schimb constructiv de opinii, să raționeze logic și să tragă concluzii.
Nu este ușor să conduci astfel de lecții, dar dacă reușești, simți satisfacție. Ofer scenariul uneia dintre lecțiile mele. Au fost prezenți colegi, administrație și un psiholog.
Tipul de lecție.Învățarea de materiale noi.
Goluri. Bazat pe motivare și actualizare cunostinte de bazași abilitățile studenților de a lua în considerare structura, proprietățile fizice și chimice, producția și utilizarea monoxidului de carbon și a dioxidului de carbon.
Articolul a fost pregătit cu sprijinul site-ului www.Artifex.Ru. Dacă decideți să vă extindeți cunoștințele în domeniu artă contemporană, atunci cea mai bună soluție ar fi să vizitați site-ul www.Artifex.Ru. Almanahul creativ ARTIFEX vă va permite să vă familiarizați cu lucrările de artă contemporană fără a părăsi casa. Mai mult informatii detaliate găsiți pe site-ul www.Artifex.Ru. Niciodată nu este prea târziu să începi să-ți extinzi orizonturile și simțul frumuseții.
Echipamente și reactivi. Fișe „Interogatoriu programat”, diagramă poster, dispozitive pentru obținerea gazelor, pahare, eprubete, stingător, chibrituri; apă de var, oxid de sodiu, cretă, acid clorhidric, soluții indicator, H 2 SO 4 (conc.), HCOOH, Fe 2 O 3 .
Diagrama afișului
„Structura moleculei de monoxid de carbon (carbon(II)) CO”
ÎN CURILE CURĂRILOR
Tabelele pentru elevi din clasă sunt aranjate în cerc. Profesorul și elevii au posibilitatea de a se deplasa liber la mesele de laborator (1, 2, 3). Pentru lecție, copiii stau la mesele de studiu (4, 5, 6, 7, ...) împreună în voie (grupe libere de 4 persoane).
Profesor. Proverb chinezesc înțelept(scris frumos pe tablă) spune:
„Aud – am uitat,
Văd - îmi amintesc
Da - înțeleg.
Sunteți de acord cu concluziile înțelepților chinezi?
Și ce proverbe rusești reflectă înțelepciunea chineză?
Copiii dau exemple.
Profesor. Într-adevăr, doar creând, creând, poți obține produs valoros: substanțe noi, dispozitive, mașini, precum și valori intangibile - concluzii, generalizări, concluzii. Vă invit astăzi să participați la studiul proprietăților a două substanțe. Se știe că în timpul inspecției tehnice a mașinii, șoferul furnizează un certificat privind starea gazelor de eșapament ale mașinii. Concentrația a ce gaz este indicată în certificat?
(O t in e t. CO.)
Student. Acest gaz este otrăvitor. Intrând în sânge, provoacă otrăvirea corpului („arsură”, de unde și numele oxidului - monoxid de carbon). În cantități care pun viața în pericol, se găsește în gazele de eșapament ale mașinilor.(se citește un reportaj din ziar că șoferul, care a adormit de moarte în timp ce motorul mergea în garaj, a murit). Antidotul pentru otrăvirea cu monoxid de carbon este respirarea aerului curat și oxigenul pur. Un alt monoxid de carbon este dioxid de carbon.
Profesor. Există un card de sondaj programat pe birourile dumneavoastră. Familiarizați-vă cu conținutul acestuia și pe o foaie curată de hârtie marcați numerele acelor sarcini, răspunsurile la care le cunoașteți pe baza dvs. experienta de viata. În fața numărului enunțului-sarcină, scrieți formula monoxidului de carbon la care se referă această afirmație.
Consultanții studenți (2 persoane) colectează foi de răspuns și, pe baza rezultatelor răspunsurilor, formează noi grupuri pentru lucrări ulterioare.
Sondaj programat „Oxizi de carbon”
1. Molecula acestui oxid este formată dintr-un atom de carbon și un atom de oxigen.
2. Legătura dintre atomi dintr-o moleculă este polară covalentă.
3. Un gaz care este practic insolubil în apă.
4. Această moleculă de oxid are un atom de carbon și doi atomi de oxigen.
5. Nu are miros sau culoare.
6. Un gaz solubil în apă.
7. Nu se lichefiază nici la -190 °C ( t pb = –191,5 °С).
8. Oxid acid.
9. Ușor comprimat, la 20 °C sub o presiune de 58,5 atm devine lichid, se solidifică în „gheață carbonică”.
10. Nu otrăvitoare.
11. Nu formează sare.
12. combustibil
13. Interacționează cu apa.
14. Reacţionează cu oxizii bazici.
15. Reacționează cu oxizii metalici, restabilind metalele libere din aceștia.
16. Obținut prin interacțiunea acizilor cu sărurile acidului carbonic.
17. Otravă.
18. Interacționează cu alcalii.
19. Sursa de carbon absorbită de plante în sere și sere duce la o creștere a randamentului.
20. Folosit la carbonatarea apei și a băuturilor.
Profesor. Examinați din nou conținutul cardului. Grupați informațiile în 4 blocuri:
structura,
proprietăți fizice,
Proprietăți chimice,
chitanta.
Profesorul oferă posibilitatea de a vorbi fiecărui grup de elevi, rezumă discursurile. Apoi elevii grupuri diferite alegeți-și planul de lucru - ordinea studierii oxizilor. În acest scop, ei numerotează blocuri de informații și își justifică alegerea. Ordinea studiului poate fi cea scrisă mai sus sau cu orice altă combinație a celor patru blocuri marcate.
Profesorul atrage atenția elevilor asupra punctelor cheie ale temei. Din moment ce oxizii de carbon substante gazoase trebuie manipulat cu grijă (reglementări de siguranță). Profesorul aprobă planul fiecărei grupe și distribuie consultanți (elevi pregătiți în prealabil).
Experimente demonstrative
1. Turnarea dioxidului de carbon din sticlă în sticlă.
2. Stingerea lumânărilor într-un pahar pe măsură ce se acumulează CO2.
3. Pune câteva bucăți mici de „gheață uscată” într-un pahar cu apă. Apa va fierbe și din ea se va revărsa un fum alb și gros.
CO2 gazos este deja lichefiat la temperatura camerei sub o presiune de 6 MPa. În stare lichidă, este depozitat și transportat în cilindri de oțel. Dacă deschideți supapa unui astfel de cilindru, atunci CO 2 lichid va începe să se evapore, din cauza căreia are loc o răcire puternică și o parte din gaz se transformă într-o masă asemănătoare zăpezii - „gheață uscată”, care este presată și folosită pentru a stoca inghetata.
4. Demonstrarea unui stingător de incendiu cu spumă chimică (OHP) și o explicație a principiului funcționării acestuia folosind un model - eprubete cu dop și tub de evacuare a gazului.
Informație despre structura la tabelul numărul 1 (fișele de instrucțiuni 1 și 2, structura moleculelor de CO și CO 2 ).
Informatii despre proprietăți fizice- la masa numărul 2 (lucrare cu un manual - Gabrielyan O.S. Chimie-9. M.: Dropia, 2002, p. 134–135).
Date despre primirea şi proprietăți chimice - pe tabelele nr. 3 și 4 (fișele de instrucțiuni 3 și 4, instrucțiuni pentru efectuarea lucrărilor practice, pp. 149–150 din manual).
Munca practica Puneți câteva bucăți de cretă sau marmură într-o eprubetă și adăugați puțin acid clorhidric diluat. Închideți rapid eprubeta cu un dop cu tub de evacuare a gazului. Coborâți capătul tubului într-o altă eprubetă care conține 2–3 ml apă de var. Urmăriți câteva minute când bulele de gaz trec prin apa de var. Apoi scoateți capătul tubului de aerisire din soluție și clătiți-l cu apă distilată. Se scufundă tubul într-o altă eprubetă cu 2-3 ml apă distilată și se trece gazul prin ea. După câteva minute, scoateți tubul din soluție, adăugați câteva picături de turnesol albastru la soluția rezultată. Se toarnă 2-3 ml de soluție diluată de hidroxid de sodiu într-o eprubetă și se adaugă câteva picături de fenolftaleină. Apoi treceți gazul prin soluție. Răspunde la întrebările. Întrebări 1. Ce se întâmplă dacă creta sau marmura este afectată acid clorhidric? 2. De ce, când dioxidul de carbon este trecut prin apa de var, soluția devine mai întâi tulbure, iar apoi varul se dizolvă? 3. Ce se întâmplă când oxidul de carbon (IV) este trecut prin apă distilată? Scrieți ecuațiile pentru reacțiile corespunzătoare în forme moleculare, ionice și abreviate de ioni. Recunoașterea carbonaților Cele patru eprubete care vi se oferă conțin substanțe cristaline: sulfat de sodiu, clorură de zinc, carbonat de potasiu, silicat de sodiu. Determinați ce substanță se află în fiecare eprubetă. Scrieți ecuațiile de reacție în forme moleculare, ionice și ionice abreviate. |
Teme pentru acasă
Profesorul sugerează să luați cardul „Sondaj programat” acasă și, în pregătirea pentru următoarea lecție, să luați în considerare modalități de obținere a informațiilor. (De unde ați știut că gazul studiat se lichefiază, reacționează cu acidul, este otrăvitor etc.?)
Munca independentă a elevilor
munca practica grupuri de copii performează cu viteză diferită. Prin urmare, celor care finalizează munca mai repede li se oferă jocuri.
Al cincilea în plus
Patru substanțe pot avea ceva în comun, iar a cincea substanță este deplasată, de prisos.
1. Carbon, diamant, grafit, carbură, carabină. (Carbid.)
2. Antracit, turbă, cocs, ulei, sticlă. (Sticlă.)
3. Calcar, cretă, marmură, malachit, calcit. (Malachit.)
4. Sodă cristalină, marmură, potasiu, caustic, malachit. (Caustic.)
5. Fosgen, fosfină, acid cianhidric, cianura de potasiu, disulfură de carbon. (Fosfină.)
6. Apa de mare, apă minerală, apă distilată, apă freatică, apă dură. (Apa distilata.)
7. Lapte de var, puf, var stins, calcar, apa de var. (calcar.)
8. Li2C03; (NH4)2C03; CaC03; K2C03, Na2C03. (CaCO3.)
Sinonime
Scrie formule chimice substanțe sau denumirile acestora.
1. Halogen -... (Clor sau brom.)
2. Magnezit - ... (MgCO 3 .)
3. Uree - ... ( Uree H2NC(O)NH2.)
4. Potasiu - ... (K 2 CO 3 .)
5. Gheață carbonică - ... (CO 2 .)
6. Oxid de hidrogen - ... ( Apă.)
7. Amoniac - ... ( Soluție apoasă de amoniac 10%.)
8. Săruri ale acidului azotic - ... ( Nitrați- KNO3, Ca(NO3)2, NaNO3.)
9. Gaze naturale - ... ( Metan CH 4.)
Antonime
Scrieți termeni chimici care au sens opus celor sugerați.
1. Oxidant - ... ( Agent de reducere.)
2. Donator de electroni - ... ( acceptor de electroni.)
3. Proprietăți acide – … (Proprietăți de bază.)
4. Disocierea - ... ( Asociere.)
5. Adsorbția - ... ( Desorbție.)
6. Anod - ... ( Catod.)
7. Anion - ... ( Cation.)
8. Metal - ... ( Metaloid.)
9. Substanțe inițiale - ... ( produși de reacție.)
Căutați modele
Stabiliți un semn care să unească substanțele și fenomenele indicate.
1. Diamant, carabină, grafit - ... ( Modificări alotropice ale carbonului.)
2. Sticla, ciment, caramida - ... ( Materiale de construcție.)
3. Respirație, descompunere, erupție vulcanică - ... ( Procese însoțite de eliberarea de dioxid de carbon.)
4. CO, CO 2, CH 4, SiH 4 - ... ( Compuși ai elementelor grupei IV.)
5. NaHC03, CaCO3, CO2, H2CO3 - ... ( Compușii oxigenați ai carbonului.)
Monoxidul de carbon, monoxidul de carbon (CO) este un gaz incolor, inodor și fără gust, care este puțin mai puțin dens decât aerul. Este toxic pentru animalele cu hemoglobină (inclusiv pentru oameni) dacă concentrațiile sunt peste aproximativ 35 ppm, deși este, de asemenea, produsă în metabolismul animal normal în cantități mici și se crede că are ceva normal. functii biologice. În atmosferă, este variabilă spațial și se descompune rapid și are un rol în formarea ozonului la nivelul solului. Monoxidul de carbon este format dintr-un atom de carbon și un atom de oxigen legați printr-o legătură triplă, care constă din două legături covalente, precum și o legătură covalentă dativă. Este cel mai simplu monoxid de carbon. Este izoelectronic cu anionul cianură, cationul nitrozonium și azotul molecular. În complexele de coordonare, ligandul de monoxid de carbon se numește carbonil.
Poveste
Aristotel (384-322 î.Hr.) a descris pentru prima dată procesul de ardere a cărbunelui, care duce la formarea de fum toxici. În cele mai vechi timpuri, exista o metodă de execuție - închiderea criminalului într-o baie cu cărbuni mocniți. Cu toate acestea, la acea vreme mecanismul morții era neclar. Medicul grec Galen (129-199 d.Hr.) a sugerat că a existat o schimbare în compoziția aerului care dăuna unei persoane atunci când este inhalată. În 1776, chimistul francez de Lasson a produs CO prin încălzirea oxidului de zinc cu cocs, dar omul de știință a concluzionat în mod eronat că produsul gazos era hidrogen, deoarece ardea cu o flacără albastră. Gazul a fost identificat ca un compus care conține carbon și oxigen de către chimistul scoțian William Cumberland Cruikshank în 1800. Toxicitatea sa la câini a fost investigată amănunțit de Claude Bernard în jurul anului 1846. În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, un amestec de gaze care conținea monoxid de carbon a fost folosit pentru întreținerea mecanică Vehicul care operează în părți ale lumii unde benzina și motorina erau rare. Extern (cu unele excepții) cărbune sau au fost instalate generatoare de gaze din lemn și un amestec de azot atmosferic, monoxid de carbon și cantități mici de alte gaze de gazeificare a fost alimentat la mixerul de gaz. Amestecul de gaz rezultat în urma acestui proces este cunoscut sub numele de gaz de lemn. Monoxidul de carbon a fost, de asemenea, folosit pe scară largă în timpul Holocaustului în unele lagăre ale morții naziste germane, în special în dube cu gaz Chelmno și în programul de ucidere „eutanasia” T4.
Surse
Monoxidul de carbon se formează în timpul oxidării parțiale a compușilor care conțin carbon; se formează atunci când nu există suficient oxigen pentru a produce dioxid de carbon (CO2), cum ar fi atunci când lucrați la o sobă sau la un motor cu ardere internă, într-un spațiu restrâns. În prezența oxigenului, inclusiv în concentrații atmosferice, monoxidul de carbon arde cu o flacără albastră, producând dioxid de carbon. Gazul de cărbune, care a fost utilizat pe scară largă până în anii 1960 pentru iluminarea interioară, gătit și încălzire, conținea monoxid de carbon ca o componentă semnificativă a combustibilului. Unele procese în tehnologie moderna, cum ar fi topirea fierului, încă produc monoxid de carbon ca produs secundar. La nivel mondial, cele mai mari surse de monoxid de carbon sunt surse naturale, datorită reacțiilor fotochimice din troposferă, care generează aproximativ 5 × 1012 kg de monoxid de carbon pe an. Alte izvoare naturale CO includ vulcani, incendii de pădure și alte forme de ardere. În biologie, monoxidul de carbon este produs în mod natural prin acțiunea hemoxigenazei 1 și 2 asupra hemului din descompunerea hemoglobinei. Acest proces produce o anumită cantitate de carboxihemoglobină la oamenii normali, chiar dacă nu inhalează monoxid de carbon. De la primul raport conform căruia monoxidul de carbon era un neurotransmițător normal în 1993, precum și unul dintre cele trei gaze care modulează în mod natural răspunsurile inflamatorii din organism (celelalte două fiind oxid nitric și hidrogen sulfurat), monoxidul de carbon a câștigat mare atentie oamenii de știință ca regulator biologic. În multe țesuturi, toate cele trei gaze acționează ca agenți antiinflamatori, vasodilatatori și promotori ai creșterii neovasculare. Studiile clinice sunt în desfășurare pentru cantități mici de monoxid de carbon ca a medicament. Cu toate acestea, cantitățile excesive de monoxid de carbon provoacă otrăvire cu monoxid de carbon.
Proprietăți moleculare
Monoxidul de carbon are o greutate moleculară de 28,0, ceea ce îl face puțin mai ușor decât aerul, care are o greutate moleculară medie de 28,8. Conform legii gazelor ideale, CO este, prin urmare, mai puțin dens decât aerul. Lungimea legăturii dintre atomul de carbon și atomul de oxigen este de 112,8 pm. Această lungime a legăturii este în concordanță cu o legătură triplă, ca în azot molecular(N2), care are o lungime de legătură similară și aproape aceeași greutate moleculară. Legăturile duble carbon-oxigen sunt mult mai lungi, de exemplu 120,8 m pentru formaldehidă. Punctul de fierbere (82 K) și punctul de topire (68 K) sunt foarte asemănătoare cu N2 (77 K și, respectiv, 63 K). Energia de disociere a legăturii de 1072 kJ/mol este mai puternică decât cea a N2 (942 kJ/mol) și reprezintă cea mai puternică legătură chimică cunoscută. Starea fundamentală a electronului de monoxid de carbon este singlet, deoarece nu există electroni nepereche.
Legătura și momentul dipolar
Carbonul și oxigenul împreună au un total de 10 electroni în învelișul de valență. Urmând regula octetului pentru carbon și oxigen, doi atomi formează o legătură triplă, cu șase electroni în comun în trei orbitali moleculari de legătură, mai degrabă decât legătura dublă obișnuită găsită în compușii organici carbonil. Deoarece patru dintre electronii împărtășiți provin de la atomul de oxigen și doar doi din carbon, un orbital de legătură este ocupat de doi electroni din atomii de oxigen, formând o legătură dativă sau dipol. Aceasta are ca rezultat o polarizare C ← O a moleculei, cu o mică sarcină negativă pe carbon și o mică sarcină pozitivă pe oxigen. Ceilalți doi orbitali de legătură ocupă fiecare câte un electron din carbon și unul din oxigen, formând legături covalente (polare) cu polarizare inversă C → O, deoarece oxigenul este mai electronegativ decât carbonul. În monoxidul de carbon liber, sarcina negativă netă δ- rămâne la capătul carbonului, iar molecula are un moment dipol mic de 0,122 D. Astfel, molecula este asimetrică: oxigenul are o densitate electronică mai mare decât carbonul și, de asemenea, un mic moment de dipol. sarcină pozitivă, în comparație cu carbonul, care este negativ. În schimb, molecula de dinazot izoelectronic nu are un moment dipol. Dacă monoxidul de carbon acționează ca un ligand, polaritatea dipolului se poate inversa cu o sarcină negativă netă la capătul oxigenului, în funcție de structura complexului de coordonare.
Polaritatea legăturii și starea de oxidare
Studiile teoretice și experimentale arată că, în ciuda electronegativității mai mari a oxigenului, momentul dipolului trece de la capătul mai negativ al carbonului până la capătul mai pozitiv al oxigenului. Aceste trei legături sunt de fapt legături covalente polare care sunt foarte polarizate. Polarizarea calculată la atomul de oxigen este de 71% pentru legătura σ și 77% pentru ambele legături π. Starea de oxidare a carbonului la monoxid de carbon în fiecare dintre aceste structuri este +2. Se calculează după cum urmează: toți electronii de legătură sunt considerați ca aparținând mai multor atomi de oxigen electronegativi. Doar doi electroni care nu se leagă pe carbon sunt alocați carbonului. În acest număr, carbonul are doar doi electroni de valență în moleculă, comparativ cu patru într-un atom liber.
Proprietăți biologice și fiziologice
Toxicitate
Intoxicația cu monoxid de carbon este cel mai frecvent tip de otrăvire mortală a aerului în multe țări. Monoxidul de carbon este o substanță incoloră, inodoră și fără gust, dar foarte toxică. Se combină cu hemoglobina pentru a forma carboxihemoglobina, care „uzurpează” locul din hemoglobină care transportă în mod normal oxigenul, dar este ineficientă pentru furnizarea oxigenului către țesuturile corpului. Concentrații de până la 667 ppm pot face ca până la 50% din hemoglobina corpului să fie transformată în carboxihemoglobină. Nivelurile de carboxihemoglobină de 50% pot duce la convulsii, comă și moarte. În Statele Unite, Departamentul Muncii limitează nivelurile pe termen lung de expunere la monoxid de carbon la locul de muncă la 50 de părți per milion. Pentru o perioadă scurtă de timp, absorbția monoxidului de carbon este cumulativă, deoarece timpul său de înjumătățire este de aproximativ 5 ore în aer proaspăt. Cele mai frecvente simptome ale intoxicației cu monoxid de carbon pot fi similare cu alte tipuri de otrăvire și infecții și includ simptome precum durere de cap, greață, vărsături, amețeli, oboseală și o senzație de slăbiciune. Familiile afectate cred adesea că sunt victime ale toxiinfecțiilor alimentare. Bebelușii pot fi iritabili și se pot hrăni prost. Simptomele neurologice includ confuzie, dezorientare, vedere încețoșată, leșin (pierderea cunoștinței) și convulsii. Unele descrieri ale intoxicației cu monoxid de carbon includ hemoragia retiniană, precum și o culoare anormală roșu-vișină a sângelui. În majoritatea diagnosticelor clinice, aceste caracteristici sunt rare. O dificultate cu utilitatea acestui efect „cireș” este că corectează sau maschează un aspect altfel nesănătos, deoarece efectul principal al eliminării hemoglobinei venoase este de a face ca persoana sufocată să pară mai normală sau om mort pare viu, asemănător cu efectul coloranților roșii în compoziția de îmbălsămare. Acest efect de colorare în țesutul anoxic otrăvit cu CO se datorează utilizării comerciale a monoxidului de carbon în colorarea cărnii. Monoxidul de carbon se leagă și de alte molecule, cum ar fi mioglobina și citocrom oxidaza mitocondrială. Expunerea la monoxid de carbon poate provoca leziuni semnificative ale inimii și sistemului nervos central, în special în globus pallidus, adesea asociate cu afecțiuni cronice pe termen lung. Monoxidul de carbon poate avea efecte adverse grave asupra fătului unei femei însărcinate.
fiziologie umană normală
Monoxidul de carbon este produs în mod natural în corpul uman ca moleculă de semnalizare. Astfel, monoxidul de carbon poate avea un rol fiziologic în organism ca neurotransmițător sau relaxant. vase de sânge. Datorită rolului monoxidului de carbon în organism, anomaliile în metabolismul său sunt asociate cu diferite boli, inclusiv neurodegenerare, hipertensiune arterială, insuficiență cardiacă și inflamație.
CO funcționează ca o moleculă de semnalizare endogenă.
CO modulează funcțiile sistemului cardiovascular
CO inhibă agregarea trombocitelor și aderența
CO poate juca un rol ca un potențial agent terapeutic
Microbiologie
Monoxidul de carbon este un teren propice pentru arheile metanogene, un element de bază pentru acetil coenzima A. Acesta este un subiect pentru zona noua chimie bioorganometalice. Microorganismele extremofile pot metaboliza astfel monoxidul de carbon în locuri precum gurile de căldură ale vulcanilor. În bacterii, monoxidul de carbon este produs prin reducerea dioxidului de carbon de către enzima monoxid dehidrogenază, o proteină care conține Fe-Ni-S. CooA este o proteină receptor de monoxid de carbon. Domeniul de aplicare al acesteia activitate biologică este încă necunoscut. Poate face parte din calea de semnalizare în bacterii și arhee. Prevalența sa la mamifere nu a fost stabilită.
Prevalența
Monoxidul de carbon se găsește în diferite medii naturale și create de om.
Monoxidul de carbon este prezent în cantități mici în atmosferă, în principal ca un produs al activității vulcanice, dar este și un produs al incendiilor naturale și provocate de om (de exemplu, incendii de pădure, arderea reziduurilor de plante și ardere). trestie de zahar). Arderea combustibililor fosili contribuie, de asemenea, la formarea monoxidului de carbon. Monoxidul de carbon se găsește sub formă dizolvată în rocile vulcanice topite în timpul presiuni mariîn mantaua Pământului. Deoarece sursele naturale de monoxid de carbon sunt variabile, este extrem de dificil să se măsoare cu precizie emisiile de gaze naturale. Monoxidul de carbon este un gaz cu efect de seră care se descompune rapid și, de asemenea, exercită forțare radiativă indirectă prin creșterea concentrațiilor de metan și ozon troposferic prin reacții chimice cu alți constituenți atmosferici (de exemplu, radicalul hidroxil, OH) care altfel i-ar distruge. Ca rezultat al proceselor naturale din atmosferă, acesta este în cele din urmă oxidat la dioxid de carbon. Monoxidul de carbon este atât de scurtă durată în atmosferă (durează în medie aproximativ două luni) și are o concentrație variabilă spațial. În atmosfera lui Venus, monoxidul de carbon este creat ca rezultat al fotodisocierii dioxidului de carbon radiatie electromagnetica cu o lungime de undă mai mică de 169 nm. Datorită viabilității sale îndelungate în troposfera mijlocie, monoxidul de carbon este, de asemenea, folosit ca un trasor de transport pentru penele poluante.
Poluarea urbană
Monoxidul de carbon este un poluant atmosferic temporar în unele zone urbane, în principal din țevile de evacuare ale motoarelor cu ardere internă (inclusiv vehicule, generatoare portabile și de rezervă, mașini de tuns iarba, mașini de spălat, etc.) și din arderea incompletă a diverșilor alți combustibili (inclusiv lemn de foc, cărbune, cărbune, petrol, ceară, propan, gaz natural și gunoi). Poluarea mare cu CO poate fi observată din spațiu deasupra orașelor.
Rolul în formarea ozonului la nivelul solului
Monoxidul de carbon, împreună cu aldehidele, face parte dintr-o serie de cicluri de reacție chimică care formează smog fotochimic. Reacționează cu radicalul hidroxil (OH) pentru a da radicalul intermediar HOCO, care transferă rapid radicalul hidrogen O2 pentru a forma un radical peroxid (HO2) și dioxid de carbon (CO2). Radicalul peroxid reacţionează apoi cu oxidul de azot (NO) pentru a forma dioxid de azot (NO2) şi un radical hidroxil. NO2 dă O(3P) prin fotoliză, formând astfel O3 după reacția cu O2. Întrucât radicalul hidroxil se formează în timpul formării NO2, echilibrul secvenței reacțiilor chimice, începând cu monoxidul de carbon, duce la formarea ozonului: CO + 2O2 + hν → CO2 + O3 (unde hν se referă la fotonul de lumina absorbită de molecula de NO2 din secvență) Deși crearea de NO2 este un pas important în producerea de ozon cu nivel scăzut, de asemenea, crește cantitatea de ozon într-un alt mod, oarecum exclusiv reciproc, prin reducerea cantității de NO disponibilă pentru a reacționa cu ozon.
poluarea aerului din interior
În medii închise, concentrația de monoxid de carbon poate crește cu ușurință la niveluri letale. În medie, 170 de oameni mor în fiecare an în Statele Unite din cauza produselor de consum non-auto care produc monoxid de carbon. Cu toate acestea, potrivit Departamentului de Sănătate din Florida, „Peste 500 de americani mor în fiecare an din cauza expunerii accidentale la monoxid de carbon și alte mii în Statele Unite au nevoie de îngrijiri de urgență”. îngrijire medicală cu otrăvire nefatală cu monoxid de carbon. Aceste produse includ aparate defecte de ardere a combustibilului, cum ar fi aragazele, aragazele, încălzitoarele de apă și încălzitoarele de cameră cu gaz și kerosen; echipamente acționate mecanic, cum ar fi generatoare portabile; seminee; și cărbunele, care este ars în case și alte spații închise. Asociația Americană a Centrelor de Control al Otrăvirii (AAPCC) a raportat 15.769 de cazuri de otrăvire cu monoxid de carbon, care au dus la 39 de decese în 2007. În 2005, CPSC a raportat 94 de decese legate de otrăvirea cu monoxid de carbon de la un generator. Patruzeci și șapte dintre aceste decese au avut loc în timpul întreruperilor de curent din cauza unor grave conditiile meteo inclusiv din cauza uraganului Katrina. Cu toate acestea, oamenii mor din cauza otrăvirii cu monoxid de carbon de la articole nealimentare, cum ar fi mașinile lăsate în mers în garajele atașate caselor. Centrele pentru Controlul și Prevenirea Bolilor raportează că în fiecare an, câteva mii de oameni merg la camera de urgență a spitalului pentru otrăvire cu monoxid de carbon.
Prezența în sânge
Monoxidul de carbon este absorbit prin respirație și intră în sânge prin schimbul de gaze în plămâni. De asemenea, este produsă în timpul metabolismului hemoglobinei și pătrunde în sânge din țesuturi și, astfel, este prezentă în toate țesuturile normale, chiar dacă nu este inhalată în organism. Nivelurile normale de monoxid de carbon care circulă în sânge sunt între 0% și 3% și sunt mai mari la fumători. Nivelurile de monoxid de carbon nu pot fi evaluate printr-un examen fizic. Analizele de laborator necesită o probă de sânge (arterial sau venos) și analize de laborator pe un oximetru de CO. În plus, carboxihemoglobina neinvazivă (SPCO) cu oximetrie de CO pulsată este mai eficientă decât metodele invazive.
Astrofizică
În afara Pământului, monoxidul de carbon este a doua cea mai abundentă moleculă din mediul interstelar, după hidrogenul molecular. Datorită asimetriei sale, molecula de monoxid de carbon produce linii spectrale mult mai strălucitoare decât molecula de hidrogen, făcând CO mult mai ușor de detectat. CO interstelar a fost detectat pentru prima dată de radiotelescoape în 1970. În prezent, este cel mai frecvent utilizat trasor al gazului molecular în mediul interstelar al galaxiilor, iar hidrogenul molecular poate fi detectat doar cu ajutorul luminii ultraviolete, necesitând telescoapele spațiale. Observațiile privind monoxidul de carbon oferă cel mai informații despre norii moleculari în care se formează majoritatea stelelor. Beta Pictoris, a doua cea mai strălucitoare stea din constelația Pictor, arată o abundență de Radiatii infrarosiiîn comparație cu stelele normale de tipul său, datorită cantității mari de praf și gaz (inclusiv monoxid de carbon) din apropierea stelei.
Productie
Au fost dezvoltate multe metode pentru a produce monoxid de carbon.
productie industriala
Principala sursă industrială de CO este gazul de producție, un amestec care conține în principal monoxid de carbon și azot, format atunci când carbonul este ars în aer la temperatură ridicată când există un exces de carbon. În cuptor, aerul este forțat printr-un pat de cocs. CO2 produs inițial este echilibrat cu cărbunele fierbinte rămas pentru a produce CO. Reacția CO2 cu carbonul pentru a produce CO este descrisă ca reacția Boudouard. Peste 800°C, CO este produsul dominant:
CO2 + C → 2 CO (ΔH = 170 kJ/mol)
O altă sursă este „apa gazoasă”, un amestec de hidrogen și monoxid de carbon produs printr-o reacție endotermă a aburului și carbonului:
H2O + C → H2 + CO (ΔH = +131 kJ/mol)
Alte „syngas” similare pot fi obținute din gaze naturale și alți combustibili. Monoxidul de carbon este, de asemenea, un produs secundar al reducerii minereurilor de oxid de metal cu carbon:
MO + C → M + CO
Monoxidul de carbon este produs și prin oxidarea directă a carbonului într-o cantitate limitată de oxigen sau aer.
2C (s) + O 2 → 2CO (g)
Deoarece CO este un gaz, procesul de reducere poate fi controlat prin încălzire folosind entropia pozitivă (favorabilă) a reacției. Diagrama Ellingham arată că producția de CO este favorizată față de CO2 la temperaturi ridicate.
Pregătire în laborator
Monoxidul de carbon se obține în mod convenabil în laborator prin deshidratarea acidului formic sau acid oxalic, de exemplu, cu acid sulfuric concentrat. O altă modalitate este de a încălzi un amestec omogen de pulbere de zinc metal și carbonat de calciu, care eliberează CO și lasă oxid de zinc și oxid de calciu:
Zn + CaCO3 → ZnO + CaO + CO
Azotatul de argint și iodoformul dau, de asemenea, monoxid de carbon:
CHI3 + 3AgNO3 + H2O → 3HNO3 + CO + 3AgI
chimia coordonării
Majoritatea metalelor formează complexe de coordonare care conțin monoxid de carbon atașat covalent. Doar metale înăuntru grade inferioare oxidarea se va combina cu liganzi de monoxid de carbon. Acest lucru se datorează faptului că este necesară o densitate de electroni suficientă pentru a facilita donarea inversă de la orbitalul metalic DXZ la orbitalul molecular π* din CO. Perechea singură de pe atomul de carbon din CO donează, de asemenea, densitate de electroni în dx²-y² pe metal pentru a forma o legătură sigma. Această donare de electroni se manifestă și prin efectul cis, sau labilizarea liganzilor CO în poziția cis. Nichelul carbonil, de exemplu, este format prin combinația directă de monoxid de carbon și nichel metalic:
Ni + 4 CO → Ni(CO) 4 (1 bar, 55 °C)
Din acest motiv, nichelul din tub sau o parte a acestuia nu trebuie să intre în contact prelungit cu monoxidul de carbon. Nichelul carbonil se descompune cu ușurință înapoi în Ni și CO la contactul cu suprafețele fierbinți, iar această metodă este folosită curatenie industriala nichel în procesul Mond. În nichel carbonil și alți carbonili, perechea de electroni de pe carbon interacționează cu metalul; monoxidul de carbon donează o pereche de electroni metalului. În astfel de situații, monoxidul de carbon se numește ligand carbonil. Unul dintre cei mai importanți carbonili metalici este pentacarbonilul de fier, Fe(CO) 5. Multe complecși metal-CO sunt obținute prin decarbonilarea solvenților organici mai degrabă decât din CO. De exemplu, triclorura de iridiu și trifenilfosfina reacționează în 2-metoxietanol sau DMF la reflux pentru a da IrCl(CO)(PPh3) 2. Carbonilii metalici în chimia de coordonare sunt de obicei studiati folosind spectroscopie în infraroșu.
Chimia organică și chimia principalelor grupe de elemente
În prezența acizilor puternici și a apei, monoxidul de carbon reacționează cu alchene pentru a forma acizi carboxilici într-un proces cunoscut sub numele de reacția Koch-Haaf. În reacția Guttermann-Koch, arenele sunt transformate în derivați de benzaldehidă în prezența AlCl3 și HCl. Compușii organolitiului (cum ar fi butillitiu) reacționează cu monoxidul de carbon, dar aceste reacții au o aplicație științifică redusă. Deși CO reacționează cu carbocationi și carbanioni, este relativ nereactiv cu compușii organici fără intervenția catalizatorilor metalici. Cu reactivii din grupul principal, CO suferă mai multe reacții remarcabile. Clorarea cu CO este un proces industrial care produce compusul fosgen important. Cu boran, CO formează un aduct, H3BCO, care este izoelectronic cu cationul acilium +. CO reacționează cu sodiul pentru a crea produse derivate din Conexiuni C-C. Compușii ciclohexahehexonă sau trichinoil (C6O6) și ciclopentanpentonă sau acid leuconic (C5O5), care până acum au fost obținuți doar în urme, pot fi considerați polimeri ai monoxidului de carbon. La presiuni de peste 5 GPa, monoxidul de carbon este transformat într-un polimer solid de carbon și oxigen. Este metastabil la presiunea atmosferică, dar este un exploziv puternic.
Utilizare
Industria chimica
Monoxidul de carbon este un gaz industrial care are multe aplicații în producția de vrac substanțe chimice. Cantități mari de aldehide se obțin prin reacția de hidroformilare a alchenelor, monoxidului de carbon și H2. Hidroformilarea în procesul Shell face posibilă crearea de precursori de detergent. Fosgenul, potrivit pentru producerea de izocianați, policarbonați și poliuretani, este produs prin trecerea monoxidului de carbon purificat și a clorului gazos printr-un pat de cărbune activ poros care servește ca catalizator. Producția mondială din acest compus în 1989 a fost estimat la 2,74 milioane de tone.
CO + Cl2 → COCl2
Metanolul este produs prin hidrogenarea monoxidului de carbon. Într-o reacție înrudită, hidrogenarea monoxidului de carbon implică formarea unei legături C-C, ca în procesul Fischer-Tropsch, în care monoxidul de carbon este hidrogenat în combustibili cu hidrocarburi lichide. Această tehnologie permite cărbunelui sau biomasei să fie convertite în motorină. În procesul Monsanto, monoxidul de carbon și metanolul reacționează în prezența unui catalizator pe bază de rodiu și a acidului iodhidric omogen pentru a forma acid acetic. Acest proces este responsabil pentru majoritatea productie industriala acid acetic. LA scara industriala, monoxidul de carbon pur este folosit pentru a purifica nichelul în procesul Mond.
colorant pentru carne
Monoxidul de carbon este utilizat în sistemele de ambalare în atmosferă modificată din Statele Unite, în primul rând în produsele din carne proaspătă, cum ar fi carnea de vită, porc și pește, pentru a-și menține aspectul proaspăt. Monoxidul de carbon se combină cu mioglobina pentru a forma carboximioglobina, un pigment roșu vișiniu strălucitor. Carboximioglobina este mai stabilă decât forma oxidată a mioglobinei, oximioglobina, care se poate oxida la pigmentul maro metmioglobină. Această culoare roșie stabilă poate dura mult mai mult decât carnea ambalată convențională. Nivelurile tipice de monoxid de carbon utilizate în plantele care utilizează acest proces sunt de la 0,4% la 0,5%. Această tehnologie a fost recunoscută pentru prima dată ca „în general sigură” (GRAS) de către Administrația SUA pentru Alimente și Medicamente (FDA) în 2002 pentru a fi utilizată ca sistem de ambalare secundar și nu necesită etichetare. În 2004, FDA a aprobat CO ca metodă de ambalare primară, afirmând că CO nu maschează mirosul de deteriorare. În ciuda acestei decizii, rămâne problema controversata despre dacă această metodă maschează deteriorarea alimentelor. În 2007, în Camera Reprezentanților SUA a fost propus un proiect de lege pentru a numi procesul de ambalare modificat folosind monoxid de carbon un aditiv de culoare, dar proiectul de lege nu a fost adoptat. Acest proces de ambalare este interzis în multe alte țări, inclusiv Japonia, Singapore și țările din Uniunea Europeană.
Medicamentul
În biologie, monoxidul de carbon este produs în mod natural prin acțiunea hemoxigenazei 1 și 2 asupra hemului din descompunerea hemoglobinei. Acest proces produce o anumită cantitate de carboxihemoglobină la oamenii normali, chiar dacă nu inhalează monoxid de carbon. De la primul raport conform căruia monoxidul de carbon era un neurotransmițător normal în 1993, precum și unul dintre cele trei gaze care modulează în mod natural răspunsurile inflamatorii din organism (celelalte două fiind oxid nitric și hidrogen sulfurat), monoxidul de carbon a primit o mare cantitate de analize clinice. atenție ca regulator biologic... În multe țesuturi, se știe că toate cele trei gaze acționează ca agenți antiinflamatori, vasodilatatori și stimulatori de creștere neovasculară. Cu toate acestea, aceste probleme sunt complexe, deoarece creșterea neovasculară nu este întotdeauna benefică, deoarece joacă un rol în creșterea tumorii, precum și în dezvoltarea degenerescenței maculare umede, o boală al cărei risc este crescut de 4 până la 6 ori prin fumat (o sursă majoră). de monoxid de carbon). în sânge, de câteva ori mai mult decât producția naturală). Există o teorie conform căreia în unele sinapse ale celulelor nervoase, atunci când amintirile pe termen lung sunt stocate, celula receptoare produce monoxid de carbon, care este trecut înapoi în camera de transmisie, făcându-l să fie transmis mai ușor în viitor. S-a demonstrat că unele dintre aceste celule nervoase conțin guanilat ciclază, o enzimă care este activată de monoxidul de carbon. Multe laboratoare din întreaga lume au efectuat cercetări care implică monoxid de carbon în ceea ce privește proprietățile sale antiinflamatorii și citoprotectoare. Aceste proprietăți pot fi utilizate pentru a preveni dezvoltarea unui număr de afecțiuni patologice, inclusiv leziunea de reperfuzie ischemică, respingerea transplantului, ateroscleroza, sepsisul sever, malaria severă sau bolile autoimune. Au fost efectuate studii clinice pe oameni, dar rezultatele nu au fost încă făcute publice.
Monoxid de carbon (II ), sau monoxid de carbon, CO a fost descoperit de chimistul englez Joseph Priestley în 1799. Este un gaz incolor, insipid și inodor, este ușor solubil în apă (3,5 ml în 100 ml apă la 0°C), are un nivel scăzut de punctele de topire (-205 °C) și punctele de fierbere (-192 °C).
Monoxidul de carbon intră în atmosfera Pământului în timpul arderii incomplete a substanțelor organice, în timpul erupțiilor vulcanice și, de asemenea, ca urmare a activității vitale a unor plante inferioare(alge). Nivelul natural de CO din aer este de 0,01-0,9 mg/m 3 . Monoxidul de carbon este foarte toxic. În corpul uman și animalele superioare, acesta reacționează activ cu
Flacăra arderii monoxidului de carbon este o culoare frumoasă albastru-violet. Este ușor de observat singur. Pentru a face acest lucru, trebuie să aprindeți un chibrit. Partea de jos flacără strălucitoare - această culoare îi este dată de particulele fierbinți de carbon (un produs al arderii incomplete a lemnului). De sus, flacăra este înconjurată de o chenar albastru-violet. Aceasta arde monoxidul de carbon format în timpul oxidării lemnului.
un compus complex de fier - hemul sanguin (asociat cu proteina glob-bin), perturbând funcțiile de transfer și consum de oxigen de către țesuturi. În plus, intră într-o interacțiune ireversibilă cu unele enzime implicate în metabolismul energetic al celulei. La o concentrație de monoxid de carbon într-o cameră de 880 mg / m 3, moartea are loc după câteva ore, iar la 10 g / m 3 - aproape instantaneu. Conținutul maxim admis de monoxid de carbon în aer este de 20 mg / m 3. Primele semne de intoxicație cu CO (la o concentrație de 6-30 mg / m 3) sunt scăderea sensibilității vederii și auzului, durerea de cap, modificarea ritmului cardiac. Dacă o persoană s-a otrăvit cu monoxid de carbon, trebuie dusă la aer curat, adusă la el respiratie artificiala, în cazuri ușoare de otrăvire - dați ceai tare sau cafea.
Cantități mari de monoxid de carbon ( II ) pătrund în atmosferă ca urmare a activității umane. Astfel, o mașină emite în medie aproximativ 530 kg de CO2 în aer pe an. La arderea a 1 litru de benzină într-un motor cu ardere internă, emisiile de monoxid de carbon fluctuează de la 150 la 800 g. Pe autostrăzile din Rusia, concentrația medie de CO este de 6-57 mg / m 3, adică . Monoxidul de carbon se acumulează în curțile frontale slab ventilate din apropierea autostrăzilor, în subsoluri și garaje. În ultimii ani, pe drumuri au fost organizate puncte speciale pentru controlul conținutului de monoxid de carbon și alți produși de ardere incompletă a combustibilului (control CO-CH).
La temperatura camerei, monoxidul de carbon este destul de inert. Nu interacționează cu apa și soluțiile alcaline, adică este un oxid care nu formează sare, totuși, atunci când este încălzit, reacționează cu alcalii solide: CO + KOH \u003d HSOOK (formiat de potasiu, sare de acid formic); CO + Ca (OH) 2 \u003d CaCO 3 + H 2. Aceste reacții sunt folosite pentru a elibera hidrogenul din gazul de sinteză (CO + 3H 2), care se formează în timpul interacțiunii metanului cu vaporii de apă supraîncălziți.
O proprietate interesantă a monoxidului de carbon este capacitatea sa de a forma compuși cu metale de tranziție - carbonili, de exemplu: Ni +4CO ® 70°C Ni(CO)4.
Monoxid de carbon (II ) este un excelent agent reducător. Când este încălzit, este oxidat de oxigenul atmosferic: 2CO + O 2 \u003d 2CO 2. Această reacție poate fi efectuată și la temperatura camerei folosind un catalizator - platină sau paladiu. Astfel de catalizatori sunt instalați pe mașini pentru a reduce emisiile de CO în atmosferă.
Când CO reacționează cu clorul, foarte gaz otrăvitor fosgen (t kip \u003d 7,6 ° С): CO + Cl 2 \u003d COCl 2 . Anterior, a fost folosit ca agent de război chimic, iar acum este folosit în producția de polimeri poliuretanici sintetici.
Monoxidul de carbon este utilizat în topirea fierului și a oțelului pentru reducerea fierului din oxizi; este, de asemenea, utilizat pe scară largă în sinteza organică. În timpul interacțiunii unui amestec de oxid de carbon ( II ) cu hidrogen, în funcție de condiții (temperatură, presiune), se formează diverși produse - alcooli, compuși carbonilici, acizi carboxilici. Mai ales mare importanță are o reacție de sinteză a metanolului: CO + 2H 2 \u003d CH3OH , care este unul dintre principalele produse ale sintezei organice. Monoxidul de carbon este folosit pentru a sintetiza gena fosforică, acidul formic, ca combustibil bogat în calorii.
