Kas ir oglekļa monoksīds? Molekulārā struktūra

Oglekļa monoksīds, pazīstams arī kā oglekļa monoksīdsgāzei ir ļoti spēcīga molekulārā kompozīcija, tā ķīmiskās īpašības ir inertas un ūdenī slikti šķīst. Šis savienojums ir arī neticami toksisks, kad tas nonāk elpošanas orgānos, tas savienojas ar asins hemoglobīnu, un tas pārtrauc skābekļa pārnešanu uz audiem un orgāniem.

Ķīmiskais nosaukums un formula

Oglekļa monoksīds ir zināms arī citiem.nosaukumi, tostarp oglekļa monoksīds II. Ikdienas dzīvē to parasti sauc par oglekļa monoksīdu. Šī oglekļa monoksīds ir indīgs, bezkrāsains un bez smaržas gāze. Tā ķīmiskā formula ir CO, un vienas molekulas masa ir 28,01 g / mol.

Ietekme uz ķermeni

Oglekļa monoksīds apvienojas ar hemoglobīnukarboksihemoglobīna veidošanās, kam nav skābekļa. Tvaiku ieelpošana izraisa centrālās nervu sistēmas (centrālās nervu sistēmas) bojājumus un nosmakšanu. No tā izrietošais skābekļa trūkums izraisa galvassāpes, reiboni, samazinātu pulsu un elpošanas ātrumu, kas izraisa ģīboni un turpmāku ķermeņa nāvi.

Toksiska gāze

Монооксид углерода получается путем частичного tādu vielu sadedzināšana, kas satur oglekli, piemēram, iekšdedzes dzinējos. Savienojums satur 1 oglekļa atomu, kas kovalenti saistīts ar 1 skābekļa atomu. Oglekļa monoksīds ir ļoti indīgs, un tas ir viens no izplatītākajiem nāvējošas saindēšanās iemesliem visā pasaulē. Iedarbība var sabojāt sirdi un citus orgānus.

Kāda ir oglekļa monoksīda izmantošana?

Neskatoties uz nopietno toksicitāti, monoksīdsOgleklis ir ļoti noderīgs - pateicoties mūsdienu tehnoloģijām, no tā tiek radīti vairāki būtiski produkti. Oglekļa monoksīds, kaut arī šodien uzskatāms par piesārņojošu vielu, vienmēr ir bijis dabā, bet ne tādā daudzumā kā, piemēram, oglekļa dioksīds.

Nepareizi ir tie, kas uzskata, ka navoglekļa monoksīda savienojumi. CO izšķīdina izkausētajā vulkāniskajā klintī ar augstu spiedienu Zemes apvalkā. Oglekļa oksīdu saturs vulkāniskajās gāzēs atšķiras no mazāk nekā 0,01% līdz 2% atkarībā no vulkāna. Tā kā šī savienojuma dabiskie savienojumi nav nemainīgi, nav iespējams precīzi izmērīt dabasgāzes emisijas.

Ķīmiskās īpašības

Oglekļa monoksīds (formula CO) attiecas uz ne sāli veidojošiem vai vienaldzīgiem oksīdiem. Tomēr temperatūrā +200 ^parAr to reaģē ar nātrija hidroksīdu. Šā ķīmiskā procesa laikā veidojas nātrija formiāts:

NaOH + CO = HCOONa (skudrskābes sāls).

Oglekļa monoksīda īpašības ir balstītas uz tā reducējošo spēju. Oglekļa monoksīds:

• var reaģēt ar skābekli: 2CO + O₂ = 2CO_2;
• spēj mijiedarboties ar halogēniem: CO + Cl₂ = COCl₂ (fosgēns);
• ir unikāla īpašība, lai samazinātu tīru metālu oksīdus: Fe₂Ak₃ + 3CO = 2Fe + 3CO_2;
• veido metālu karbonilus: Fe + 5CO = Fe (CO)_5;
• pilnīgi šķīst kloroformā, etiķskābē, etanolā, amonija hidroksīdā un benzolā.

Molekulu struktūra

Два атома, из которых, собственно, и состоит oglekļa monoksīda molekula (CO), kas savienota ar trīskāršu saiti. Divus no tiem veido oglekļa atomu p-elektronu saplūšana ar skābekli, bet trešais ir saistīts ar īpašu mehānismu, kas saistīts ar oglekļa brīvo 2p-orbitālu un 2p-elektronu pāriem. Šāda struktūra nodrošina molekulu ar augstu izturību.

Nedaudz vēstures

Pat Aristotelis no senās Grieķijas aprakstījatoksiski izgarojumi, kas rodas, sadedzinot ogles. Pats nāves mehānisms nebija zināms. Tomēr viena no senajām nāvessoda izpildes metodēm bija likumpārkāpēja ieslēgšana tvaika istabā, kur atradās dzirksteles. Grieķu ārsts Galens ieteica, ka gaisa sastāvā notiek noteiktas izmaiņas, kas ir kaitīgas ieelpojot.

Otrā pasaules kara laikā gāzes maisījums aroglekļa monoksīda piemaisījumi, tika izmantoti kā degviela mehāniskajiem transportlīdzekļiem vietās pasaulē, kur bija ierobežots benzīna un dīzeļdegvielas daudzums. Tika uzstādīti ārējie (ar dažiem izņēmumiem) kokogļu vai koksnes gāzes ģeneratori, un gāzes maisītājā tika ievadīts atmosfēras slāpekļa, oglekļa monoksīda un neliela daudzuma citu gāzu maisījums. Tā bija tā saucamā koksnes gāze.

Oglekļa monoksīda oksidēšana

Oglekļa monoksīds veidojas daļēji oksidējot oglekli saturošus savienojumus. CO veidojas, ja skābekļa nepietiek oglekļa dioksīda (CO₂), piemēram, kad darbojas krāsns vai motorsiekšdedze slēgtā telpā. Ja ir skābeklis, kā arī kāda cita atmosfēras koncentrācija, sadeg oglekļa monoksīds, izstarojot zilu gaismu, veidojot oglekļa dioksīdu, kas pazīstams kā oglekļa dioksīds.

Akmeņogļu gāze, ko plaši izmanto līdz 1960. gadiemPagājušā gadsimta iekštelpu apgaismojumam, ēdiena gatavošanai un apkurei CO bija galvenā degvielas sastāvdaļa. Daži mūsdienu tehnoloģiju procesi, piemēram, dzelzs kausēšana, joprojām rada blakusproduktu oglekļa monoksīdu. Pats CO savienojums tiek oksidēts līdz CO₂ istabas temperatūrā.

Vai dabā ir CO?

Vai dabā pastāv oglekļa monoksīds?Fotoķīmiskās reakcijas, kas notiek troposfērā, ir viens no tās dabiskajiem avotiem. Tiek uzskatīts, ka šie procesi spēj radīt apmēram 5 × 10¹² kg vielas e; gadā. Citi avoti, kā minēts iepriekš, ietver vulkānus, meža ugunsgrēkus un citus sadedzināšanas veidus.

Molekulārās īpašības

Oglekļa monoksīda molārā masa ir 28,0, kaspadara to nedaudz mazāk blīvu nekā gaiss. Saites garums starp diviem atomiem ir 112,8 mikrometri. Tas ir pietiekami tuvu, lai nodrošinātu vienu no spēcīgākajām ķīmiskajām saitēm. Abiem CO savienojuma elementiem kopā ir aptuveni 10 elektroni vienā valences apvalkā.

Parasti organiskajā karbonilgrupāsavienojumiem, rodas dubultā saite. Raksturīga CO molekulas iezīme ir tā, ka starp atomiem rodas spēcīga trīskāršā saite ar 6 kopīgiem elektroniem 3 saistītās molekulu orbitālēs. Tā kā 4 no kopīgajiem elektroniem nāk no skābekļa un tikai 2 no oglekļa, vienu saistīto orbitālu aizņem divi elektroni no₂, veidojot datīvu vai dipola saiti. Tas izraisa molekulas C ← O polarizāciju ar nelielu oglekļa lādiņu "-" un nelielu skābekļa lādiņu "+".

Divas pārējās savienotās orbitāles aizņem vienuuzlādēta daļiņa no oglekļa un viena no skābekļa. Molekula ir asimetriska: skābeklim ir lielāks elektronu blīvums nekā ogleklim, un tas ir arī nedaudz pozitīvi uzlādēts, salīdzinot ar negatīvo oglekli.

Saņemšana

Rūpniecībā oglekļa monoksīdu CO iegūst, sildot oglekļa dioksīdu vai ūdens tvaikus ar oglēm bez piekļuves gaisam:

CO₂ + C = 2CO;

H₂O + C = CO + H_2.

Pēdējo iegūto maisījumu sauc arī par ūdenivai sintēzes gāze. Laboratorijas apstākļos oglekļa monoksīds II, pakļaujot organiskās skābes koncentrētai sērskābei, kas darbojas kā dehidrējošs līdzeklis:

HCOOH = CO + H₂PAR;

H₂C₂Ak₄ = CO₂ + H₂PAR.

Galvenie simptomi un palīdzība saindēšanās ar CO gadījumā

Vai oglekļa monoksīds izraisa saindēšanos? Jā, un ļoti spēcīga. Saindēšanās ar oglekļa monoksīdu ir visizplatītākā parādība visā pasaulē. Visizplatītākie simptomi ir:

• vājuma sajūta;
• slikta dūša;
• reibonis;
• nogurums;
• uzbudināmība;
• slikta apetīte;
• galvassāpes;
• dezorientācija;
• redzes traucējumi;
• vemšana;
• ģībonis;
• krampji.

Šīs toksiskās gāzes iedarbība var izraisītlīdz ievērojamam kaitējumam, kas bieži var izraisīt ilgstošu hronisku patoloģisku stāvokli. Oglekļa monoksīds var nopietni kaitēt grūtnieces auglim. Cilvēkiem, kuri ir ievainoti, piemēram, pēc ugunsgrēka, nekavējoties jāsaņem palīdzība. nepieciešams steidzami izsaukt ātro palīdzību, piekļūt svaigam gaisam, noņemt apģērbu, kas ierobežo elpošanu, nomierināties, sasildīties. Smagu saindēšanos parasti ārstē tikai ārstu uzraudzībā, slimnīcā.

Pieteikums

Oglekļa monoksīds, kā jau minēts, ir indīgs unbīstams, bet tas ir viens no pamata savienojumiem, kas mūsdienu rūpniecībā tiek izmantots organiskajā sintēzē. CO izmanto tīru metālu, karbonilu, fosgēna, oglekļa sulfīda, metilspirta, formamīda, aromātisko aldehīdu un skudrskābes iegūšanai. Šo vielu izmanto arī kā degvielu. Neskatoties uz toksiskumu un toksiskumu, to bieži izmanto kā izejvielu dažādu vielu ražošanai ķīmijas rūpniecībā.

Oglekļa monoksīds un oglekļa dioksīds: kāda ir atšķirība?

Oglekļa monoksīds un oglekļa dioksīds (CO un CO₂) bieži tiek sajaukti viens ar otru.Abas gāzes ir bez smaržas un bezkrāsainas, un abām ir negatīva ietekme uz sirds un asinsvadu sistēmu. Abas gāzes var iekļūt ķermenī ieelpojot, ādā un acīs. Šiem savienojumiem, pakļaujoties dzīvam organismam, ir vairāki kopīgi simptomi - galvassāpes, reibonis, krampji un halucinācijas. Lielākajai daļai cilvēku ir grūti atšķirt atšķirību un viņi nesaprot, ka automašīnas izplūdes gāzes izplūst gan CO, gan CO.₂ ... Iekštelpās šo gāzu koncentrācijas palielināšanās var būt bīstama pakļautās personas veselībai un drošībai. Kāda atšķirība?

Lielā koncentrācijā abi var būt letāli. Atšķirība ir tā, ka CO₂ ir parasta dabasgāze, kas nepieciešamavisu augu un dzīvnieku dzīvi. CO nav izplatīta. Tas ir degvielas bez skābekļa degšanas blakusprodukts. Kritiskā ķīmiskā atšķirība ir tā, ka CO₂ satur vienu oglekļa atomu un divus skābekļa atomus, savukārt CO ir tikai viens. Oglekļa dioksīds nav viegli uzliesmojošs, bet monoksīds ir viegli uzliesmojošs.

Oglekļa dioksīds dabiski atrodasatmosfēra: cilvēki un dzīvnieki elpo skābekli un izelpo oglekļa dioksīdu, tas ir, dzīvās būtnes to spēj izturēt nelielā daudzumā. Šī gāze ir nepieciešama arī augiem, lai veiktu fotosintēzi. Tomēr oglekļa monoksīds atmosfērā dabiski nenotiek un var izraisīt veselības problēmas pat zemā koncentrācijā. Arī abu gāzu blīvums ir atšķirīgs. Oglekļa dioksīds ir smagāks un blīvāks par gaisu, bet oglekļa monoksīds ir nedaudz vieglāks. Šī funkcija jāņem vērā, uzstādot mājās atbilstošus sensorus.