Τι είναι το μονοξείδιο του άνθρακα; Μοριακή δομή

Μονοξείδιο του άνθρακα, επίσης γνωστό ως μονοξείδιο του άνθρακααέριο, έχει πολύ ισχυρή μοριακή σύνθεση, είναι αδρανές στις χημικές του ιδιότητες και ελάχιστα διαλυτό στο νερό. Αυτή η ένωση είναι επίσης απίστευτα τοξική · όταν εισέρχεται στο αναπνευστικό σύστημα, συνδυάζεται με αιμοσφαιρίνη αίματος και σταματά να μεταφέρει οξυγόνο σε ιστούς και όργανα.

Χημικές ονομασίες και τύπος

Το μονοξείδιο του άνθρακα είναι επίσης γνωστό από άλλουςονομασίες, συμπεριλαμβανομένου του μονοξειδίου του άνθρακα II. Στην καθημερινή ζωή, είναι συνηθισμένο να το ονομάζουμε μονοξείδιο του άνθρακα. Αυτό το μονοξείδιο του άνθρακα είναι ένα δηλητηριώδες, άχρωμο, άοσμο, άοσμο αέριο. Ο χημικός του τύπος είναι CO και η μάζα ενός μορίου είναι 28,01 g / mol.

Επιδράσεις στο σώμα

Το μονοξείδιο του άνθρακα συνδυάζεται με την αιμοσφαιρίνη μεο σχηματισμός καρβοξυαιμοσφαιρίνης, η οποία δεν έχει ικανότητα μεταφοράς οξυγόνου. Η εισπνοή των ατμών του προκαλεί βλάβη στο κεντρικό νευρικό σύστημα (κεντρικό νευρικό σύστημα) και ασφυξία. Η προκύπτουσα έλλειψη οξυγόνου προκαλεί πονοκέφαλο, ζάλη, μειωμένο σφυγμό και αναπνευστικό ρυθμό, οδηγεί σε λιποθυμία και επακόλουθο θάνατο του σώματος.

Τοξικό αέριο

Το μονοξείδιο του άνθρακα παράγεται με μερικήκαύση ουσιών που περιέχουν άνθρακα, για παράδειγμα, σε κινητήρες εσωτερικής καύσης. Η ένωση περιλαμβάνει 1 άτομο άνθρακα, ομοιοπολικά συνδεδεμένο με 1 άτομο οξυγόνου. Το μονοξείδιο του άνθρακα είναι εξαιρετικά τοξικό και μια από τις πιο κοινές αιτίες θανατηφόρας δηλητηρίασης παγκοσμίως. Η έκθεση μπορεί να βλάψει την καρδιά και άλλα όργανα.

Ποια είναι τα οφέλη του μονοξειδίου του άνθρακα;

Παρά τη σοβαρή τοξικότητά του, το μονοξείδιοΟ άνθρακας είναι εξαιρετικά χρήσιμος - χάρη στις σύγχρονες τεχνολογίες, δημιουργούνται πολλά ζωτικά προϊόντα από αυτόν. Το μονοξείδιο του άνθρακα, αν και θεωρείται σήμερα ένας ρύπος, υπήρχε πάντα στη φύση, αλλά όχι στην ίδια ποσότητα με, για παράδειγμα, το διοξείδιο του άνθρακα.

Εκείνοι που πιστεύουν ότι δεν υπάρχει κάνουν λάθοςενώσεις μονοξειδίου του άνθρακα στη φύση. Το CO διαλύεται σε λειωμένο ηφαιστειακό βράχο σε υψηλές πιέσεις στο γήινο μανδύα. Η περιεκτικότητα των οξειδίων του άνθρακα στα ηφαιστειακά αέρια κυμαίνεται από λιγότερο από 0,01% έως 2%, ανάλογα με το ηφαίστειο. Δεδομένου ότι οι φυσικές τιμές αυτής της ένωσης δεν είναι σταθερές, δεν είναι δυνατή η ακριβής μέτρηση των εκπομπών φυσικού αερίου.

Χημικές ιδιότητες

Το μονοξείδιο του άνθρακα (τύπος CO) αναφέρεται σε οξείδια που δεν σχηματίζουν άλατα ή αδιάφορα. Ωστόσο, σε θερμοκρασία +200 ^oΜε αυτό, αντιδρά με υδροξείδιο του νατρίου. Κατά τη διάρκεια αυτής της χημικής διαδικασίας, σχηματίζεται μυρμηκικό νάτριο:

NaOH + CO = HCOONa (άλας μυρμηκικού οξέος).

Οι ιδιότητες του μονοξειδίου του άνθρακα βασίζονται στην αναγωγιμότητά του. Μονοξείδιο του άνθρακα:

• μπορεί να αντιδράσει με οξυγόνο: 2CO + O₂ = 2CO_2.
• ικανό να αλληλεπιδράσει με αλογόνα: CO + Cl₂ = COCl₂ (φωσγένιο);
• έχει τη μοναδική ιδιότητα μείωσης καθαρών μετάλλων από τα οξείδια τους: Fe₂Ω₃ + 3CO = 2Fe + 3CO_2.
• σχηματίζει μεταλλικά καρβονύλια: Fe + 5CO = Fe (CO)_5;
• απόλυτα διαλυτό σε χλωροφόρμιο, οξικό οξύ, αιθανόλη, υδροξείδιο του αμμωνίου και βενζόλιο.

Μοριακή δομή

Δύο άτομα, από τα οποία, στην πραγματικότητα, αποτελούνται απόένα μόριο μονοξειδίου του άνθρακα (CO) συνδεδεμένο με τριπλό δεσμό. Δύο από αυτά σχηματίζονται από τη σύντηξη ρ-ηλεκτρονίων ατόμων άνθρακα με οξυγόνο και το τρίτο οφείλεται σε ειδικό μηχανισμό λόγω της ελεύθερης τροχιάς 2p άνθρακα και του ζεύγους οξυγόνου 2p-ηλεκτρονίων. Αυτή η δομή παρέχει στο μόριο υψηλή αντοχή.

Λίγο ιστορία

Ακόμη και ο Αριστοτέλης από την αρχαία Ελλάδα περιέγραψετοξικές αναθυμιάσεις που παράγονται από καύση άνθρακα. Ο ίδιος ο μηχανισμός του θανάτου δεν ήταν γνωστός. Ωστόσο, μια από τις αρχαίες μεθόδους εκτέλεσης ήταν να κλειδώσετε τον δράστη σε ατμόλουτρο, όπου υπήρχαν χοβόλεις. Ο Έλληνας γιατρός Galen πρότεινε ότι συμβαίνουν ορισμένες αλλαγές στη σύνθεση του αέρα που είναι επιβλαβείς όταν εισπνέεται.

Κατά τη διάρκεια του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου, το μείγμα αερίου μεακαθαρσίες μονοξειδίου του άνθρακα, χρησιμοποιήθηκε ως καύσιμο για οχήματα με κινητήρα σε μέρη του κόσμου όπου υπήρχε περιορισμένη ποσότητα βενζίνης και ντίζελ. Εγκαταστάθηκαν εξωτερικές (με ορισμένες εξαιρέσεις) γεννήτριες αερίου άνθρακα ή ξύλου, και ένα μείγμα ατμοσφαιρικού αζώτου, μονοξειδίου του άνθρακα και μικρής ποσότητας άλλων αερίων τροφοδοτήθηκε σε έναν αναμικτήρα αερίου. Ήταν το λεγόμενο αέριο ξύλου.

Οξείδωση του μονοξειδίου του άνθρακα

Το μονοξείδιο του άνθρακα σχηματίζεται από τη μερική οξείδωση των ενώσεων που περιέχουν άνθρακα. Το CO σχηματίζεται όταν δεν υπάρχει αρκετό οξυγόνο για την παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα (CO₂), για παράδειγμα, όταν λειτουργεί ένας φούρνος ή ένας κινητήραςεσωτερική καύση σε περιορισμένο χώρο. Εάν υπάρχει οξυγόνο, καθώς και κάποια άλλη ατμοσφαιρική συγκέντρωση, το μονοξείδιο του άνθρακα καίγεται, εκπέμποντας μπλε φως, σχηματίζοντας διοξείδιο του άνθρακα γνωστό ως διοξείδιο του άνθρακα.

Αέριο άνθρακα, που χρησιμοποιείται ευρέως μέχρι τη δεκαετία του 1960του περασμένου αιώνα για τον εσωτερικό φωτισμό των χώρων, το μαγείρεμα και τη θέρμανση, είχε το CO στη σύνθεση ως το κύριο συστατικό του καυσίμου. Ορισμένες διαδικασίες στη σύγχρονη τεχνολογία, όπως η τήξη σιδήρου, εξακολουθούν να παράγουν μονοξείδιο του άνθρακα ως παραπροϊόν. Η ίδια η ένωση CO οξειδώνεται σε CO₂ σε θερμοκρασία δωματίου.

Υπάρχει CO στη φύση;

Υπάρχει μονοξείδιο του άνθρακα στη φύση;Οι φωτοχημικές αντιδράσεις που εμφανίζονται στην τροπόσφαιρα είναι μία από τις φυσικές πηγές της. Αυτές οι διεργασίες πιστεύεται ότι είναι ικανές να παράγουν περίπου 5 × 10¹² kg ουσίας e, ετησίως. Άλλες πηγές, όπως προαναφέρθηκε, περιλαμβάνουν ηφαίστεια, δασικές πυρκαγιές και άλλους τύπους καύσης.

Μοριακές ιδιότητες

Το μονοξείδιο του άνθρακα έχει μοριακή μάζα 28,0, η οποίατο καθιστά ελαφρώς λιγότερο πυκνό από τον αέρα. Το μήκος δεσμού μεταξύ δύο ατόμων είναι 112,8 μικρόμετρα. Είναι αρκετά κοντά για να παρέχει έναν από τους ισχυρότερους χημικούς δεσμούς. Και τα δύο στοιχεία στην ένωση CO έχουν περίπου 10 ηλεκτρόνια σε ένα κέλυφος σθένους.

Κατά κανόνα, σε οργανικό καρβονύλιοενώσεις, προκύπτει ένας διπλός δεσμός. Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα του μορίου CO είναι ότι ένας ισχυρός τριπλός δεσμός προκύπτει μεταξύ των ατόμων με 6 κοινά ηλεκτρόνια σε 3 συνδεδεμένα μοριακά τροχιακά. Δεδομένου ότι 4 από τα κοινά ηλεκτρόνια προέρχονται από οξυγόνο και μόνο 2 από άνθρακα, ένα συνδεδεμένο τροχιακό καταλαμβάνεται από δύο ηλεκτρόνια από το Ο₂σχηματίζοντας έναν γενετικό ή διπολικό δεσμό. Αυτό προκαλεί την C-O πόλωση του μορίου με μια μικρή φόρτιση "-" στον άνθρακα και μια μικρή "+" φόρτιση στο οξυγόνο.

Τα άλλα δύο συνδεδεμένα τροχιακά καταλαμβάνουν έναένα φορτισμένο σωματίδιο από άνθρακα και ένα από οξυγόνο. Το μόριο είναι ασύμμετρο: το οξυγόνο έχει μεγαλύτερη πυκνότητα ηλεκτρονίων από τον άνθρακα και είναι επίσης ελαφρώς θετικά φορτισμένο σε σύγκριση με τον αρνητικό άνθρακα.

Να πάρει

Στη βιομηχανία, το μονοξείδιο του άνθρακα CO λαμβάνεται με θέρμανση διοξειδίου του άνθρακα ή υδρατμών με άνθρακα χωρίς πρόσβαση στον αέρα:

CO₂ + C = 2CO;

H₂O + C = CO + Η_2.

Το τελευταίο μείγμα που προκύπτει ονομάζεται επίσης νερόή αέριο σύνθεσης. Υπό εργαστηριακές συνθήκες, το μονοξείδιο του άνθρακα II εκθέτοντας οργανικά οξέα σε πυκνό θειικό οξύ, το οποίο δρα ως αφυδατικός παράγοντας:

HCOOH = CO + Η₂ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ;

H₂Γ₂Ω₄ = CO₂ + Η₂ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ.

Τα κύρια συμπτώματα και βοήθεια για τη δηλητηρίαση από CO

Το μονοξείδιο του άνθρακα προκαλεί δηλητηρίαση; Ναι, και πολύ δυνατός. Η δηλητηρίαση από μονοξείδιο του άνθρακα είναι η πιο συχνή εμφάνιση παγκοσμίως. Τα πιο συνηθισμένα συμπτώματα είναι:

• αίσθημα αδυναμίας
• ναυτία;
• ζάλη;
• κόπωση
• ευερεθιστότητα.
• κακή όρεξη;
• κεφαλαλγία ·
• αποπροσανατολισμός;
• μειωμένη όραση.
• εμετός.
• λιποθυμία
• κράμπες.

Η έκθεση σε αυτό το τοξικό αέριο μπορεί να οδηγήσει σεσε σημαντικές βλάβες, οι οποίες συχνά μπορούν να οδηγήσουν σε μακροχρόνιες παθολογικές καταστάσεις. Το μονοξείδιο του άνθρακα μπορεί να προκαλέσει σοβαρή βλάβη στο έμβρυο μιας εγκύου γυναίκας. Άτομα που έχουν τραυματιστεί, για παράδειγμα μετά από πυρκαγιά, θα πρέπει να λάβουν άμεση βοήθεια. είναι απαραίτητο να καλέσετε επειγόντως ένα ασθενοφόρο, να έχετε πρόσβαση σε καθαρό αέρα, να αφαιρέσετε ρούχα που περιορίζουν την αναπνοή, να ηρεμήσετε, να ζεστάνετε. Η σοβαρή δηλητηρίαση, κατά κανόνα, αντιμετωπίζεται μόνο υπό την επίβλεψη γιατρών, σε νοσοκομείο.

Εφαρμογή

Το μονοξείδιο του άνθρακα, όπως ήδη αναφέρθηκε, είναι δηλητηριώδες καιεπικίνδυνο, αλλά είναι μία από τις βασικές ενώσεις που χρησιμοποιούνται στη σύγχρονη βιομηχανία για τη βιολογική σύνθεση. Το CO χρησιμοποιείται για την παραγωγή καθαρών μετάλλων, καρβονυλίων, φωσγενίου, θειικού άνθρακα, μεθυλικής αλκοόλης, φορμαμιδίου, αρωματικών αλδεϋδών και μυρμηκικού οξέος. Αυτή η ουσία χρησιμοποιείται επίσης ως καύσιμο. Παρά την τοξικότητα και την τοξικότητά του, χρησιμοποιείται συχνά ως πρώτη ύλη για την παραγωγή διαφόρων ουσιών στη χημική βιομηχανία.

Μονοξείδιο του άνθρακα και διοξείδιο του άνθρακα: Ποια είναι η διαφορά;

Μονοξείδιο του άνθρακα και διοξείδιο του άνθρακα (CO και CO₂) συχνά κάνουν λάθος το ένα για το άλλο.Και τα δύο αέρια είναι άοσμα και άχρωμα και και τα δύο έχουν αρνητική επίδραση στο καρδιαγγειακό σύστημα. Και τα δύο αέρια μπορούν να εισέλθουν στο σώμα μέσω εισπνοής, δέρματος και ματιών. Αυτές οι ενώσεις, όταν εκτίθενται σε έναν ζωντανό οργανισμό, έχουν ορισμένα κοινά συμπτώματα - πονοκεφάλους, ζάλη, σπασμούς και παραισθήσεις. Οι περισσότεροι άνθρωποι δυσκολεύονται να διακρίνουν τη διαφορά και δεν καταλαβαίνουν ότι τα καυσαέρια των αυτοκινήτων αναθυμιάζουν CO και CO.₂ ... Στο εσωτερικό, η αύξηση της συγκέντρωσης αυτών των αερίων μπορεί να είναι επικίνδυνη για την υγεία και την ασφάλεια του εκτεθειμένου ατόμου. Ποιά είναι η διαφορά?

Σε υψηλές συγκεντρώσεις, και τα δύο μπορεί να είναι θανατηφόρα. Η διαφορά είναι ότι το CO₂ είναι ένα κοινό φυσικό αέριο που απαιτείται γιαόλη τη ζωή των φυτών και των ζώων. Το CO δεν είναι κοινό. Είναι ένα υποπροϊόν της καύσης χωρίς οξυγόνο. Η κρίσιμη χημική διαφορά είναι ότι το CO₂ περιέχει ένα άτομο άνθρακα και δύο άτομα οξυγόνου, ενώ το CO έχει μόνο ένα. Το διοξείδιο του άνθρακα δεν είναι εύφλεκτο, ενώ το μονοξείδιο είναι πολύ εύφλεκτο.

Το διοξείδιο του άνθρακα βρίσκεται φυσικά στοατμόσφαιρα: άνθρωποι και ζώα αναπνέουν οξυγόνο και εκπνέουν διοξείδιο του άνθρακα, δηλαδή, τα έμβια όντα μπορούν να το αντέξουν σε μικρή ποσότητα. Αυτό το αέριο είναι επίσης απαραίτητο για τα φυτά να πραγματοποιήσουν φωτοσύνθεση. Ωστόσο, το μονοξείδιο του άνθρακα δεν εμφανίζεται φυσικά στην ατμόσφαιρα και μπορεί να προκαλέσει προβλήματα υγείας ακόμη και σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Η πυκνότητα και των δύο αερίων είναι επίσης διαφορετική. Το διοξείδιο του άνθρακα είναι βαρύτερο και πυκνότερο από τον αέρα, ενώ το μονοξείδιο του άνθρακα είναι ελαφρώς ελαφρύτερο. Αυτή η δυνατότητα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την εγκατάσταση κατάλληλων αισθητήρων σε σπίτια.