Monoxidul de carbon, cunoscut și sub denumirea de monoxid de carbon, are o compoziție moleculară foarte puternică, este inert în proprietățile sale chimice și nu se dizolvă bine în apă. Acest compus este, de asemenea, incredibil de toxic, atunci când intră în sistemul respirator, se combină cu hemoglobina din sânge și nu mai transportă oxigen către țesuturi și organe.
Numele chimice și formula
Monoxidul de carbon este cunoscut și sub alte denumiri, inclusiv monoxidul de carbon II. În viața de zi cu zi, este denumit în mod obișnuit monoxid de carbon. Acest monoxid de carbon este un gaz otrăvitor, incolor, insipid și inodor. Formula sa chimică este CO și masa unei molecule este de 28,01 g/mol.
Efect asupra corpului
Monoxidul de carbon se combină cu hemoglobina pentru a forma carboxihemoglobina, care nu are capacitatea de a transporta oxigen. Inhalarea vaporilor săi provoacă leziuni ale SNC (sistemul nervos central) șisufocare. Lipsa de oxigen rezultată provoacă dureri de cap, amețeli, scăderea ritmului cardiac și a ritmului respirator, ducând la leșin și moartea ulterioară.
Gaz toxic
Monoxidul de carbon se obține prin arderea parțială a substanțelor care conțin carbon, de exemplu, în motoarele cu ardere internă. Compusul conține 1 atom de carbon legat covalent la 1 atom de oxigen. Monoxidul de carbon este foarte toxic și este una dintre cele mai frecvente cauze de otrăvire mortală la nivel mondial. Expunerea poate provoca leziuni ale inimii și ale altor organe.
La ce folosește monoxidul de carbon?
În ciuda toxicității sale grave, monoxidul de carbon este extrem de util - datorită tehnologiilor moderne, din acesta sunt create o serie de produse vitale. Monoxidul de carbon, deși considerat astăzi un poluant, a fost întotdeauna prezent în natură, dar nu în cantități precum, de exemplu, dioxidul de carbon.
Cei care cred că compușii de monoxid de carbon nu există în natură se înșală. CO se dizolvă în roca vulcanică topită la presiuni mari în mantaua Pământului. Conținutul de oxizi de carbon din gazele vulcanice variază de la mai puțin de 0,01% până la 2%, în funcție de vulcan. Deoarece acest compus natural nu este o valoare constantă, nu este posibil să se măsoare cu precizie emisiile de gaze naturale.
Proprietăți chimice
Monoxidul de carbon (formula CO) se referă la oxizi care nu formează sare sau indiferenți. Cu toate acestea, la +200 oС reacționează cu hidroxidul de sodiu. În timpul acestui proces chimic, se formează formiat de sodiu:
NaOH + CO=HCOONa (sare de acid formic).
Proprietățile monoxidului de carbon se bazează pe capacitatea sa de reducere. Monoxid de carbon:
- poate reacționa cu oxigenul: 2CO + O2 =2CO2;
- capabil să interacționeze cu halogeni: CO + Cl2 =COCl2 (fosgen);
- are o proprietate unică de a restabili metalele pure din oxizii lor: Fe2O3 + 3CO=2Fe + 3CO2;
- formă carbonili metalici: Fe + 5CO=Fe(CO)5;
- Perfect solubil în cloroform, acid acetic, etanol, hidroxid de amoniu și benzen.
Structura unei molecule
Doi atomi, din care constă, de fapt, molecula de monoxid de carbon (CO), sunt interconectați printr-o legătură triplă. Două dintre ele sunt formate prin fuziunea electronilor p ai atomilor de carbon cu oxigenul, iar al treilea se datorează unui mecanism special datorat orbitalului liber 2p al carbonului și perechii de electroni 2p de oxigen. Această structură oferă moleculei o rezistență ridicată.
Un pic de istorie
Chiar Aristotel din Grecia antică a descris fumurile toxice produse de cărbunii aprinși. Mecanismul morții în sine nu este cunoscut.a fost. Cu toate acestea, una dintre metodele străvechi de execuție a fost încuierea infractorului într-o baie de aburi, unde erau cărbuni mocniți. Medicul grec Galen a sugerat că au loc anumite modificări în compoziția aerului care provoacă rău atunci când este inhalat.
În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, gazul monoxid de carbon a fost folosit drept combustibil pentru autovehicule în părți ale lumii unde benzina și motorina erau rare. Au fost instalate generatoare externe (cu câteva excepții) de cărbune sau lemn, iar un amestec de azot atmosferic, monoxid de carbon și o cantitate mică de alte gaze a fost introdus într-un amestecător de gaz. Era așa-numitul gaz de lemn.
Oxidarea monoxidului de carbon
Monoxidul de carbon se formează prin oxidarea parțială a compușilor care conțin carbon. CO este produs atunci când nu există suficient oxigen pentru a produce dioxid de carbon (CO2), cum ar fi atunci când un cuptor sau un motor cu ardere internă funcționează într-un spațiu închis. Dacă este prezent oxigen, precum și anumite alte concentrații atmosferice, monoxidul de carbon arde, emițând lumină albastră, producând dioxid de carbon, cunoscut sub numele de dioxid de carbon.
Gazul de cărbune, utilizat pe scară largă până în anii 1960 pentru iluminatul interior, gătit și încălzire, avea CO ca componentă de combustibil predominant. Unele procese din tehnologia modernă, cum ar fi topirea fierului, produc încă monoxid de carbonca produs secundar. Compusul de CO în sine este oxidat la CO2 la temperatura camerei.
Există CO în natură?
Există monoxid de carbon în natură? Una dintre sursele sale naturale sunt reacțiile fotochimice care au loc în troposferă. Se așteaptă ca aceste procese să poată genera aproximativ 5×1012 kg de substanță e; anual. Alte surse, după cum am menționat mai sus, includ vulcanii, incendiile de pădure și alte forme de ardere.
Proprietăți moleculare
Monoxidul de carbon are o masă molară de 28,0, ceea ce îl face puțin mai puțin dens decât aerul. Lungimea legăturii dintre doi atomi este de 112,8 micrometri. Acesta este suficient de aproape pentru a oferi una dintre cele mai puternice legături chimice. Ambele elemente dintr-un compus de CO au împreună aproximativ 10 electroni într-o înveliș de valență.
De regulă, în compușii organici carbonil apare o legătură dublă. O trăsătură caracteristică a moleculei de CO este că se formează o legătură triplă puternică între atomi cu 6 electroni comuni în 3 orbitali moleculari legați. Deoarece 4 dintre electronii împărtășiți provin din oxigen și doar 2 din carbon, un orbital legat este ocupat de doi electroni din O2, formând o legătură dativă sau dipol. Aceasta determină o polarizare C ← O a moleculei cu o mică sarcină „-” pe carbon și o mică sarcină „+” pe oxigen.
Ceilalți doi orbitali legați ocupă o particulă încărcată din carbon șiunul de la oxigen. Molecula este asimetrică: oxigenul are o densitate de electroni mai mare decât carbonul și este, de asemenea, puțin încărcat pozitiv în comparație cu carbonul negativ.
Primire
În industrie, obținerea monoxidului de carbon CO se realizează prin încălzirea dioxidului de carbon sau a vaporilor de apă cu cărbune fără acces la aer:
CO2 + C=2CO;
H2O + C=CO + H2.
Ultimul amestec rezultat se mai numește și apă sau gaz de sinteză. În laborator, monoxidul de carbon II prin expunerea acizilor organici la acid sulfuric concentrat, care acționează ca un agent de deshidratare:
HCOOH=CO + H2O;
N2C2O4=CO2 + H2O.
Principale simptome și ajutor pentru otrăvirea cu CO
Monoxidul de carbon provoacă otrăvire? Da, și foarte puternic. Intoxicația cu monoxid de carbon este cea mai frecventă apariție la nivel mondial. Cele mai frecvente simptome:
- senzație de slăbiciune;
- greață;
- amețeli;
- oboseală;
- iritabilitate;
- pofta de mancare;
- durere de cap;
- dezorientare;
- deficiență de vedere;
- vărsături;
- lesin;
- convulsii.
Expunerea la acest gaz toxic poate provoca daune semnificative, care pot duce adesea la afecțiuni cronice pe termen lung. Monoxidul de carbon este capabilprovoca vătămări grave fătului unei femei gravide. Victimelor, de exemplu, după un incendiu, ar trebui să li se acorde asistență imediată. este urgent să chemați o ambulanță, să dați acces la aer curat, să îndepărtați îmbrăcămintea care restricționează respirația, calm, cald. Otrăvirea severă, de regulă, este tratată numai sub supravegherea medicilor, într-un spital.
Aplicație
Monoxidul de carbon, așa cum am menționat deja, este otrăvitor și periculos, dar este unul dintre compușii de bază care sunt utilizați în industria modernă pentru sinteza organică. CO este utilizat pentru a produce metale pure, carbonili, fosgen, sulfură de carbon, alcool metilic, formamidă, aldehide aromatice și acid formic. Această substanță este folosită și ca combustibil. În ciuda toxicității și otrăvirii sale, este adesea folosit ca materie primă pentru diferite substanțe din industria chimică.
Monoxid de carbon și dioxid de carbon: care este diferența?
Monoxidul de carbon și dioxidul de carbon (CO și CO2) sunt adesea confundate unul cu celăl alt. Ambele gaze sunt inodore și incolore și ambele afectează negativ sistemul cardiovascular. Ambele gaze pot pătrunde în organism prin inhalare, piele și ochi. Acești compuși, atunci când sunt expuși unui organism viu, au o serie de simptome comune - dureri de cap, amețeli, convulsii și halucinații. Majoritatea oamenilor le este greu să facă diferența și nu își dau seama că evacuarea mașinii emite atât CO, cât și CO2. În interior, o creștere a concentrației acestor gaze poate fi periculoasă pentru sănătatea și siguranța persoanei expuse la acestea.impact. Care este diferența?
La concentrații mari, ambele pot fi fatale. Diferența constă în faptul că CO2 este gazul natural obișnuit necesar tuturor vieții vegetale și animale. CO nu este obișnuit. Este un produs secundar al arderii combustibilului fără oxigen. Diferența chimică critică este că CO2 conține un atom de carbon și doi atomi de oxigen, în timp ce CO are doar câte unul. Dioxidul de carbon este neinflamabil, în timp ce monoxidul este mai probabil să se aprindă.
Dioxidul de carbon se găsește în mod natural în atmosferă: oamenii și animalele inspiră oxigen și expiră dioxid de carbon, ceea ce înseamnă că ființele vii pot rezista la cantități mici din acesta. Acest gaz este necesar și pentru realizarea fotosintezei de către plante. Cu toate acestea, monoxidul de carbon nu se găsește în mod natural în atmosferă și poate provoca probleme de sănătate chiar și la concentrații scăzute. Densitatea ambelor gaze este, de asemenea, diferită. Dioxidul de carbon este mai greu și mai dens decât aerul, în timp ce monoxidul de carbon este puțin mai ușor. Această caracteristică ar trebui să fie luată în considerare atunci când instalați senzori corespunzători în case.
