Kaj je ogljikov monoksid? Struktura molekule

Ogljikov monoksid, znan tudi kot ogljikov monoksid, ima zelo močno molekularno sestavo, je inerten v svojih kemičnih lastnostih in slabo topen v vodi. Ta spojina je tudi neverjetno strupena, ko vstopi v dihalni sistem, združuje s hemoglobinom v krvi in ​​preneha prenašati kisik v tkiva in organe.

Kemijska imena in formule

Ogljikov monoksid je znan tudi pod drugimi imeni, vključno z ogljikovim monoksidom II. V vsakdanjem življenju se običajno imenuje ogljikov monoksid. Ta ogljikov monoksid je strupen, brezbarven in brez okusa plin, ki je brez vonja. Njegova kemična formula je CO, masa ene molekule pa je 28,01 g / mol.

Učinki na telo

Ogljikov monoksid združuje s hemoglobinom, da tvori karboksihemoglobin, ki nima kisikovih zmogljivosti. Vdihavanje hlapov povzroči poškodbe centralnega živčnega sistema (CNS) in zadušitve. Posledično pomanjkanje kisika povzroča glavobol, omotico, zmanjšan pulz in stopnjo dihanja, kar vodi do omedlevanja in posledične smrti telesa.

Toksični plin

Ogljikov monoksid se proizvaja z delnim zgorevanjem snovi, ki vsebujejo ogljik, na primer v motorjih z notranjim zgorevanjem. Spojina vsebuje 1 ogljikov atom, kovalentno vezan na 1 atom kisika. Ogljikov monoksid je zelo strupen, in to je eden najpogostejših vzrokov smrtnih zastrupitev po vsem svetu. Izpostavljenost lahko povzroči poškodbe srca in drugih organov.

Kakšna je uporaba ogljikovega monoksida?

Kljub svoji resni toksičnosti je ogljikov monoksid izredno uporaben - zahvaljujoč sodobni tehnologiji iz njega nastajajo številni pomembni izdelki. Ogljikov monoksid, čeprav je danes veljal za onesnaževalo, je bil vedno prisoten v naravi, vendar ne v takšnih količinah, kot je na primer ogljikov dioksid.

Napake so tiste, ki verjamejo, da v naravi ni spojine ogljikovega monoksida. CO se raztopi v staljeni vulkanski kamen pri visokih tlakih v zemeljskem plašču. Vsebnost ogljikovih oksidov v vulkanskih plinih se giblje od manj kot 0,01% do 2%, odvisno od vulkana. Ker naravna te spojine ni konstantna vrednost, ni mogoče natančno izmeriti emisij zemeljskega plina.

Kemijske lastnosti

Ogljikov monoksid (formula CO) se nanaša na neolitne ali indiferentne okside. Vendar pa pri temperaturi +200 ^oC reagira z natrijevim hidroksidom. Med tem kemični proces nastane natrijev format:

NaOH + CO = HCOONa (sol mravljične kisline).

Lastnosti ogljikovega monoksida temeljijo na njegovi reducirajoči sposobnosti. Ogljikov monoksid:

• lahko reagira s kisikom: 2CO + O₂ = 2CO_2-
• lahko reagira s halogeni: CO + Cl₂ = COCI₂ (fozgen);
• ima edinstveno lastnost za pridobivanje čistih kovin iz njihovih oksidov: Fe₂O₃ + 3CO = 2Fe + 3CO_2-
• tvori karbonile kovin: Fe + 5CO = Fe (CO)_5-
• popolnoma topen v kloroformu, ocetni kislini, etanolu, amonijevem hidroksidu in benzenu.

Molekularna struktura

Dva atoma, od katerih dejansko sestavljata molekula ogljikovega monoksida (CO), sta povezana s trojno vezjo. Dva izmed njih nastanejo s fuzijo p-elektronov atomov ogljika s kisikom, tretja pa zaradi posebnega mehanizma zaradi prostih 2p-orbitalov ogljika in 2p-elektronskih kisikovih parov. Ta struktura zagotavlja molekulo z visoko trdnostjo.

Malo zgodovine

Tudi Aristotel iz antične Grčije je opisal toksične hlape, ki jih proizvajajo žganci. Mehanizem smrti ni znan. Vendar pa je bila ena od starih načinov usmrtitve zaklepanje zakona o prekršku v parni sobi, kjer so bili žerjavi. Grški zdravnik Galen je predlagal, da se v zraku pojavijo določene spremembe, ki povzročajo škodo pri vdihavanju.

Med drugo svetovno vojno je bila kot gorivo za motorna vozila v delih sveta, kjer je bilo omejeno količino bencina in dizelskega goriva, uporabljena plinska mešanica z dodatki ogljikovega monoksida. Zunaj (z nekaterimi izjemami) so bili nameščeni generatorji oglja ali lesnega plina, v mešalnik plina pa je bil dodan mešanica atmosferskega dušika, ogljikovega monoksida in majhnega števila drugih plinov. To je bil tako imenovani lesni plin.

Oksidacija ogljikovega monoksida

Ogljikov monoksid se tvori z delno oksidacijo spojin, ki vsebujejo ogljik. CO se tvori, kadar kisik ne zadostuje za proizvodnjo ogljikovega dioksida (CO₂), na primer pri delovanju peči ali motorja z notranjim zgorevanjem v zaprtem prostoru. Če je prisoten kisik, pa tudi nekatere druge atmosferske koncentracije, opekline ogljikovega monoksida, ki oddajajo modro svetlobo, tvori ogljikov dioksid, znan kot ogljikov dioksid.

Premogovnik, ki se je do šestdesetih let prejšnjega stoletja uporabljal za notranje razsvetljavo, kuhanje in ogrevanje, je imel CO v svoji sestavi kot prednostno sestavino goriva. Nekateri postopki v sodobnih tehnologijah, kot je taljenje železa, še vedno proizvajajo ogljikov monoksid kot stranski proizvod. Zgolj spojina CO se oksidira v CO₂ pri sobni temperaturi.

Ali obstaja CO v naravi?

Ali obstaja ogljikov monoksid v naravi? Eden od njenih naravnih virov je fotokemične reakcije, ki se pojavljajo v troposferi. Ti procesi naj bi ustvarili približno 5 × 10^{12. mesto} kg snovi je e-ena. Drugi viri, kot smo že omenili, so vulkani, gozdni požari in druge vrste gorenja.

Molekularne lastnosti

Ogljikov monoksid ima molsko maso 28,0, zaradi česar je nekoliko manj gosta od zraka. Dolžina vezi med obema atomoma je 112,8 mikrometrov. Dovolj je, da zagotavlja eno najmočnejših kemičnih vezi. Oba elementa v CO spojini skupaj imata približno 10 elektronov v eni valenčni lupini.

V organskih karbonilnih spojinah se praviloma pojavlja dvojna vez. Značilnost značilnost molekule CO je dejstvo, da med atomi obstaja močna trojna vez s 6 skupnimi elektroni v 3 vezanih molekularnih orbitalih. Ker 4 skupnih elektronov izvirajo iz atoma kisika in le 2 iz ogljika, je ena vezana orbitalka zasedena z dvema elektronoma iz O₂, tvorijo dato ali dipolno vez. To povzroči polarizacijo C larr-O molekule z majhnim polnjenjem ";" na ogljiku in majhnim polnjenjem "+" na kisik.

Druga dva povezana orbita zasedata eno nabito delce iz ogljika in enega iz kisika. Molekula je asimetrična: kisik ima večjo elektronsko gostoto kot ogljik, prav tako je nekoliko pozitivno napolnjen v primerjavi z negativnim ogljikom.

Prejemanje

V industriji se proizvodnja ogljikovega monoksida CO izvaja s segrevanjem brez dostopa do zraka do ogljikovega dioksida ali vodne pare s premogom:

CO₂ + C = 2CO;

H₂O + C = CO + H_2.

Zadnjo dobljeno mešanico imenujemo tudi vodni ali sintezni plin. V laboratorijskih pogojih ogljikov monoksid II z izpostavitvijo organskih kislin koncentrirani žveplovi kislini, ki deluje kot sredstvo za dehidracijo:

HCOOH = CO + H₂About;

H₂C₂O podjetju₄ = CO₂ + H₂O.

Glavni simptomi in pomoč pri zastrupitvi s CO

Je zastrupitev z ogljikovim monoksidom? Ja, zelo močna. Zastrupitev z ogljikovim monoksidom je najpogostejši pojav v celem svetu. Najpogostejši simptomi so:

• občutek slabosti;
• slabost;
• omotica;
• utrujenost;
• razdražljivost;
• slab apetit;
• glavobol;
• dezorientacija;
• slabost vida;
• bruhanje;
• omedlevica;
• konvulzije.

Izpostavljenost temu strupenomu plinu lahko privede do znatne škode, kar lahko pogosto povzroči dolgotrajne kronične patološke razmere. Ogljikov monoksid lahko resno poškoduje plod nosečnice. Žrtve, na primer, po požaru, bi morale imeti takojšnjo pomoč. nujno morate pokličite reševalno vozilo, omogočiti dostop do svežega zraka, odstraniti kratke oblačila za dihanje, mirno, toplo. Hudo zastrupitev se praviloma zdravi le pod nadzorom zdravnikov, v bolnišnici.

Uporaba

Ogljikov monoksid, kot je že omenjeno, je strupen in nevaren, vendar je ena od osnovnih spojin, ki se v sodobni industriji uporabljajo za organsko sintezo. CO se uporablja za proizvodnjo čistih kovin, karbonilov, fosgenov, ogljikovega dioksida, metilnega alkohola, formamida, aromatskih aldehidi, formic kisline. Ta snov se uporablja tudi kot gorivo. Kljub toksičnosti in toksičnosti se pogosto uporablja kot surovina za pridobivanje različnih snovi v kemični industriji.

Ogljikov monoksid in ogljikov dioksid: kakšna je razlika?

Monoksid in ogljikov dioksid (CO in CO₂) pogosto zamenjajo drug drugega. Oba plina sta brez vonja in brezbarvna, oba pa negativno vplivata na kardiovaskularni sistem. Oba plina lahko vstopita v telo z vdihavanjem, kožo in očmi. Te spojine, kadar so izpostavljene živemu organizmu, imajo številne pogoste simptome - glavobol, omotico, konvulzije in halucinacije. Večina ljudi ima težave pri določanju razlike in ne razume, da izpuhi avtomobilov oddajajo CO in CO₂ . V zaprtih prostorih je povečanje koncentracije teh plinov lahko nevarno za zdravje in varnost osebe, ki jim je izpostavljena. Kakšna je razlika?

Pri visokih koncentracijah sta lahko oba smrtna. Razlika je v tem, da CO₂ je skupni zemeljski plin, potreben za celotno rastlinsko in živalsko življenje. CO ni pogost pojav. To je stranski produkt zgorevanja anoksičnega goriva. Kritična kemična razlika je, da CO₂ vsebuje en atom ogljika in dva atoma kisika, medtem ko v CO obstaja le ena od njih. Ogljikov dioksid ni vnetljiv, medtem ko ima monoksid visoko verjetnost vžiga.

Ogljikov dioksid naravno nastane v ozračju: ljudje in živali dihajo kisik in izdihajo ogljikov dioksid, to je, da živa bitja lahko prenesejo v majhnih količinah. Ta plin je potreben tudi za rastline za fotosintezo. Vendar se ogljikov monoksid v ozračju ne pojavi in ​​lahko povzroči zdravstvene težave tudi pri nizkih koncentracijah. Gostota obeh plinov je tudi drugačna. Ogljikov dioksid je težji in gostejši od zraka, medtem ko je ogljikov monoksid nekoliko lažji. To funkcijo je treba upoštevati pri namestitvi ustreznih senzorjev v domovih.