Oglekļa monoksīdam, kas pazīstams arī kā oglekļa monoksīds, ir ļoti spēcīgs molekulārais sastāvs, tas ir inerts pēc ķīmiskajām īpašībām un slikti šķīst ūdenī. Šis savienojums ir arī neticami toksisks, jo, nonākot elpošanas sistēmā, tas savienojas ar hemoglobīnu asinīs un pārstāj nest skābekli uz audiem un orgāniem.
Ķīmiskie nosaukumi un formula
Oglekļa monoksīds ir zināms arī ar citiem nosaukumiem, tostarp oglekļa monoksīds II. Ikdienā to parasti sauc par oglekļa monoksīdu. Šis oglekļa monoksīds ir indīga, bezkrāsaina, bez garšas un smaržas gāze. Tā ķīmiskā formula ir CO, un vienas molekulas masa ir 28,01 g/mol.
Ietekme uz ķermeni
Oglekļa monoksīds savienojas ar hemoglobīnu, veidojot karboksihemoglobīnu, kuram nav skābekļa nestspējas. Tā tvaiku ieelpošana izraisa CNS (centrālās nervu sistēmas) bojājumus unnosmakšana. No tā izrietošais skābekļa trūkums izraisa galvassāpes, reiboni, sirdsdarbības ātruma un elpošanas ātruma samazināšanos, izraisot ģīboni un sekojošu nāvi.
Toksiskā gāze
Oglekļa monoksīdu iegūst, daļēji sadedzinot oglekli saturošas vielas, piemēram, iekšdedzes dzinējos. Savienojums satur 1 oglekļa atomu, kas kovalenti saistīts ar 1 skābekļa atomu. Oglekļa monoksīds ir ļoti toksisks un ir viens no visizplatītākajiem letālas saindēšanās cēloņiem visā pasaulē. Iedarbība var izraisīt sirds un citu orgānu bojājumus.
Kāda ir oglekļa monoksīda izmantošana?
Neskatoties uz nopietno toksicitāti, oglekļa monoksīds ir ārkārtīgi noderīgs – pateicoties mūsdienu tehnoloģijām, no tā tiek radīti vairāki vitāli svarīgi produkti. Oglekļa monoksīds, lai arī mūsdienās tiek uzskatīts par piesārņotāju, dabā ir bijis vienmēr, taču ne tādos daudzumos kā, piemēram, oglekļa dioksīds.
Maldās tie, kas uzskata, ka oglekļa monoksīda savienojumi dabā nepastāv. CO izšķīst izkausētajos vulkāniskajos iežos pie augsta spiediena Zemes apvalkā. Oglekļa oksīdu saturs vulkāniskajās gāzēs svārstās no mazāk nekā 0,01% līdz 2%, atkarībā no vulkāna. Tā kā šis dabiskais savienojums nav nemainīga vērtība, nav iespējams precīzi izmērīt dabasgāzes emisijas.
Ķīmiskās īpašības
Oglekļa monoksīds (formula CO) attiecas uz sāli neveidojošiem vai vienaldzīgiem oksīdiem. Tomēr pie +200 oС tas reaģē ar nātrija hidroksīdu. Šī ķīmiskā procesa laikā veidojas nātrija formiāts:
NaOH + CO=HCOONa (skudrskābes sāls).
Oglekļa monoksīda īpašību pamatā ir tā reducēšanas spēja. Oglekļa monoksīds:
- var reaģēt ar skābekli: 2CO + O2 =2CO2;
- spēj mijiedarboties ar halogēniem: CO + Cl2 =COCl2 (fosgēns);
- ir unikāla īpašība atjaunot tīrus metālus no to oksīdiem: Fe2O3 + 3CO=2Fe + 3CO2;
- veido metālu karbonilus: Fe + 5CO=Fe(CO)5;
- Lieliski šķīst hloroformā, etiķskābē, etanolā, amonija hidroksīdā un benzolā.
Molekulas struktūra
Divi atomi, no kuriem patiesībā sastāv oglekļa monoksīda (CO) molekula, ir savstarpēji saistīti ar trīskāršu saiti. Divas no tām veidojas, saplūstot oglekļa atomu p-elektroniem ar skābekli, bet trešais ir saistīts ar īpašu mehānismu, pateicoties oglekļa brīvajai 2p orbitālei un skābekļa 2p elektronu pārim. Šī struktūra nodrošina molekulai augstu stiprību.
Mazliet vēstures
Pat Aristotelis no senās Grieķijas aprakstīja toksiskos izgarojumus, kas rodas, sadedzinot ogles. Pats nāves mehānisms nav zināms.bija. Taču viena no senajām nāvessoda izpildes metodēm bija likumpārkāpēja ieslēgšana tvaika pirtī, kur atradās gruzdošas ogles. Grieķu ārsts Galens ieteica, ka gaisa sastāvā notiek noteiktas izmaiņas, kas ieelpojot rada kaitējumu.
Otrā pasaules kara laikā oglekļa monoksīda gāzi izmantoja kā degvielu mehāniskajiem transportlīdzekļiem tajos pasaules reģionos, kur bija maz benzīna un dīzeļdegvielas. Tika uzstādīti ārējie (ar dažiem izņēmumiem) ogles vai malkas gāzes ģeneratori, un gāzes maisītājā tika ievadīts atmosfēras slāpekļa, oglekļa monoksīda un neliela daudzuma citu gāzu maisījums. Tā bija tā sauktā malkas gāze.
Oglekļa monoksīda oksidēšana
Oglekļa monoksīds veidojas, daļēji oksidējoties oglekli saturošiem savienojumiem. CO rodas, ja nav pietiekami daudz skābekļa, lai ražotu oglekļa dioksīdu (CO2), piemēram, kad krāsns vai iekšdedzes dzinējs darbojas slēgtā telpā. Ja ir klāt skābeklis, kā arī noteiktas citas atmosfēras koncentrācijas, oglekļa monoksīds sadedzina, izstaro zilu gaismu, veidojot oglekļa dioksīdu, ko sauc par oglekļa dioksīdu.
Ogļu gāze, ko līdz 1960. gadiem plaši izmantoja iekštelpu apgaismojumam, ēdiena gatavošanai un apkurei, bija CO kā galvenā degvielas sastāvdaļa. Daži mūsdienu tehnoloģiju procesi, piemēram, dzelzs kausēšana, joprojām rada oglekļa monoksīdukā blakusprodukts. Pats CO savienojums istabas temperatūrā tiek oksidēts līdz CO2.
Vai CO pastāv dabā?
Vai dabā pastāv oglekļa monoksīds? Viens no tā dabiskajiem avotiem ir fotoķīmiskās reakcijas, kas notiek troposfērā. Paredzams, ka šie procesi spēs radīt aptuveni 5×1012 kg vielas e; gadā. Citi avoti, kā minēts iepriekš, ir vulkāni, mežu ugunsgrēki un citi degšanas veidi.
Molekulārās īpašības
Oglekļa monoksīda molārā masa ir 28,0, tāpēc tas ir nedaudz mazāk blīvs par gaisu. Saites garums starp diviem atomiem ir 112,8 mikrometri. Tas ir pietiekami tuvu, lai nodrošinātu vienu no spēcīgākajām ķīmiskajām saitēm. Abiem CO savienojuma elementiem vienā valences apvalkā kopā ir aptuveni 10 elektroni.
Kā likums, dubultsaite rodas organiskajos karbonila savienojumos. CO molekulas raksturīga iezīme ir spēcīga trīskāršā saite starp atomiem ar 6 kopīgiem elektroniem 3 saistītās molekulārās orbitālēs. Tā kā 4 no kopīgajiem elektroniem nāk no skābekļa un tikai 2 no oglekļa, vienu saistīto orbitāli aizņem divi elektroni no O2, veidojot datīva vai dipola saiti. Tas izraisa molekulas C ← O polarizāciju ar nelielu "-" lādiņu uz oglekļa un nelielu "+" lādiņu uz skābekli.
Pārējās divas saistītās orbitāles aizņem vienu lādētu daļiņu no oglekļa unviens no skābekļa. Molekula ir asimetriska: skābeklim ir lielāks elektronu blīvums nekā ogleklim, un tas ir arī nedaudz pozitīvi uzlādēts salīdzinājumā ar negatīvo oglekli.
Saņemt
Rūpniecībā oglekļa monoksīda CO iegūšana tiek veikta, karsējot oglekļa dioksīdu vai ūdens tvaikus ar akmeņoglēm bez piekļuves gaisam:
CO2 + C=2CO;
H2O + C=CO + H2.
Pēdējo iegūto maisījumu sauc arī par ūdeni vai sintēzes gāzi. Laboratorijā oglekļa monoksīds II, pakļaujot organiskās skābes koncentrētai sērskābei, kas darbojas kā dehidratācijas līdzeklis:
HCOOH=CO + H2O;
N2C2O4=CO2 + H2O.
Galvenie simptomi un palīdzība CO saindēšanās gadījumā
Vai oglekļa monoksīds izraisa saindēšanos? Jā, un ļoti spēcīga. Saindēšanās ar oglekļa monoksīdu ir visizplatītākā parādība visā pasaulē. Biežākie simptomi:
- jūtos vājš;
- slikta dūša;
- reibonis;
- nogurums;
- aizkaitināmība;
- slikta apetīte;
- galvassāpes;
- dezorientācija;
- redzes traucējumi;
- vemt;
- ģībonis;
- krampji.
Šīs toksiskās gāzes iedarbība var radīt ievērojamus bojājumus, kas bieži vien var izraisīt ilgstošas hroniskas slimības. Oglekļa monoksīds ir spējīgsradīt nopietnu kaitējumu grūtnieces auglim. Cietušajiem, piemēram, pēc ugunsgrēka, nekavējoties jāsniedz palīdzība. steidzami jāizsauc ātrā palīdzība, jādod pieeja svaigam gaisam, jānovelk drēbes, kas ierobežo elpošanu, mierīgs, silts. Smagu saindēšanos, kā likums, ārstē tikai ārstu uzraudzībā, slimnīcā.
Pieteikums
Oglekļa monoksīds, kā jau minēts, ir indīgs un bīstams, taču tas ir viens no pamata savienojumiem, ko mūsdienu rūpniecībā izmanto organiskai sintēzei. CO izmanto tīru metālu, karbonilu, fosgēna, oglekļa sulfīda, metilspirta, formamīda, aromātisko aldehīdu un skudrskābes ražošanai. Šo vielu izmanto arī kā degvielu. Neskatoties uz toksicitāti un indīgumu, to bieži izmanto kā izejvielu dažādām vielām ķīmiskajā 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 bezkrāsas, un abas negatīvi ietekmē sirds un asinsvadu sistēmu. Abas gāzes var iekļūt organismā caur ieelpošanu, ādu un acīm. Šiem savienojumiem, saskaroties ar dzīvu organismu, ir vairāki bieži sastopami simptomi – galvassāpes, reibonis, krampji un halucinācijas. Lielākajai daļai cilvēku ir grūti atšķirt atšķirību, un viņi neapzinās, ka automašīnu izplūdes gāzēs izdala gan CO, gan CO2. Iekštelpās šo gāzu koncentrācijas palielināšanās var būt bīstama to cilvēku veselībai un drošībai, kas tām pakļautas.ietekme. Kāda ir atšķirība?
Lielās koncentrācijās abi var būt letāli. Atšķirība ir tāda, ka CO2 ir parasta dabasgāze, kas nepieciešama visu augu un dzīvnieku dzīvībai. CO nav izplatīta. Tas ir bezskābekļa degvielas sadegšanas blakusprodukts. Kritiskā ķīmiskā atšķirība ir tāda, ka CO2 satur vienu oglekļa atomu un divus skābekļa atomus, savukārt CO ir tikai viens katrā. Oglekļa dioksīds ir neuzliesmojošs, savukārt monoksīds, visticamāk, uzliesmo.
Oglekļa dioksīds dabiski rodas atmosfērā: cilvēki un dzīvnieki ieelpo skābekli un izelpo oglekļa dioksīdu, kas nozīmē, ka dzīvās būtnes var izturēt nelielu tā daudzumu. Šī gāze ir nepieciešama arī augu fotosintēzes īstenošanai. Taču oglekļa monoksīds atmosfērā dabā nenotiek un var radīt veselības problēmas pat zemā koncentrācijā. Arī abu gāzu blīvums ir atšķirīgs. Oglekļa dioksīds ir smagāks un blīvāks par gaisu, savukārt oglekļa monoksīds ir nedaudz vieglāks. Šī funkcija ir jāņem vērā, uzstādot atbilstošus sensorus mājās.
