Što je ugljični monoksid? Struktura molekule

Ugljični monoksid, također poznat kao ugljični monoksid, ima vrlo jak molekularni sastav, inertan je u kemijskim svojstvima i slabo topljiv u vodi. Ovaj spoj je također nevjerojatno toksičan, kada ulazi u dišni sustav, kombinira se s hemoglobinom krvi i zaustavlja prijenos kisika u tkiva i organe.

Kemijski nazivi i formula

Ugljični monoksid je također poznat pod drugim nazivima, uključujući ugljični monoksid II. U svakodnevnom životu obično se zove ugljični monoksid. Ovaj ugljični monoksid je otrovni, bezbojni i neukusan plin koji je bez mirisa. Njegova kemijska formula je CO, a masa jedne molekule je 28,01 g / mol.

Učinci na tijelo

Ugljični monoksid kombinira se s hemoglobinom u obliku karboksihemoglobina koji nema kapacitet kisika. Udisanje njegovih para uzrokuje oštećenje središnjeg živčanog sustava (CNS) i gušenja. Rezultirajući nedostatak kisika uzrokuje glavobolju, vrtoglavicu, smanjenu puls i respiratornu brzinu, što dovodi do propadanja i smrti tijela.

Otrovni plin

Ugljični monoksid se proizvodi djelomičnim sagorijevanjem tvari koje sadrže ugljik, na primjer, u motorima s unutarnjim izgaranjem. Spoj sadrži 1 atom ugljika, kovalentno vezan za 1 atom kisika. Ugljični monoksid je vrlo otrovan, i to je jedan od najčešćih uzroka smrtonosnih trovanja širom svijeta. Izloženost može dovesti do oštećenja srca i drugih organa.

Koja je upotreba ugljičnog monoksida?

Unatoč ozbiljnoj toksičnosti, ugljični monoksid iznimno je koristan - zahvaljujući suvremenoj tehnologiji, iz njega se kreira niz vitalnih proizvoda. Ugljični monoksid, iako se danas smatra zagađivačem, uvijek je prisutan u prirodi, ali ne u takvim količinama kao npr. Ugljični dioksid.

Pogreške su oni koji vjeruju da u prirodi nema ugljikovog monoksida. CO se otapa u rastaljenoj vulkanskoj stijeni pri visokim pritiscima u zemaljskom plaštu. Sadržaj ugljikovih oksida u vulkanskim plinovima varira od manje od 0,01% do 2%, ovisno o vulkanu. Budući da prirodni spoj nije stalna vrijednost, nije moguće precizno mjeriti emisije prirodnog plina.

Kemijska svojstva

Ugljični monoksid (formula CO) odnosi se na ne-soli ili indiferentne okside. Međutim, na temperaturi od + 200 ° C ^oC reagira s natrijevim hidroksidom. Tijekom ovoga kemijski proces nastaje nastajanje natrijevog formijata:

NaOH + CO = HCOONa (sol mravlje kiseline).

Svojstva ugljičnog monoksida temelje se na njegovoj sposobnosti smanjenja. Ugljični monoksid:

• mogu reagirati s kisikom: 2CO + O₂ = 2CO_2-
• može reagirati s halogenom: CO + Cl₂ = COCI₂ (Fosgen);
• ima jedinstvenu svojinu za oporavak čistih metala iz njihovih oksida: Fe₂O₃ + 3CO = 2Fe + 3CO_2-
• formira karbonile metala: Fe + 5CO = Fe (CO)_5-
• savršeno topljivi u kloroformu, octenoj kiselini, etanolu, amonijevom hidroksidu i benzenu.

Molekularna struktura

Dva atoma, koji, u stvari, je molekula ugljičnog monoksida (CO), povezanu trostrukom vezom. Dva od njih nastaju spajanjem p-elektrona od atoma ugljika s kisikom, a treći - zahvaljujući posebnom mehanizma zbog slobodnog ugljikovog 2p orbitalne i 2p-elektron parova kisika. Ova struktura daje molekulu visoku čvrstoću.

Malo povijesti

Čak je i Aristotel iz antičke Grčke opisivao otrovne pare koje su proizveli žarenje. Mehanizam smrti nije bio poznat. Međutim, jedan od drevnih metoda izvršenja bio je zaključavanje zakona koji je prekršio u parnoj sobi, gdje su se žarovi nalazili. Grčki liječnik Galen sugerirao je da se u zraku događaju određene promjene koje uzrokuju štetu prilikom udisanja.

Tijekom Drugog svjetskog rata, mješavine plinova s ​​nečistoćama ugljičnog monoksida, se koristi kao gorivo za vozila u onim dijelovima svijeta, gdje je ograničena količina benzina i dizelskog goriva. vanjske (uz neke iznimke) utvrđene su generatori ugljenu ili drva plin, a mješavina atmosferskog dušika, ugljičnog monoksida i male količine drugih plinova za uporabu u miješalicu plina. To je bio tzv. Drvni plin.

Oksidacija ugljičnog monoksida

Ugljični monoksid nastaje djelomičnom oksidacijom spojeva koji sadrže ugljik. CO nastaje kada kisik nije dovoljan za proizvodnju ugljičnog dioksida (CO₂), na primjer, u radu peći ili motora s unutarnjim izgaranjem u zatvorenom prostoru. Ako je prisutan kisik, kao i neke druge atmosferske koncentracije, ugljični monoksid gori, emitirajući plavo svjetlo, stvarajući ugljični dioksid, poznat kao ugljični dioksid.

Ugljen plin, široko korišten do šezdesetih godina prošlog stoljeća za unutarnju rasvjetu, kuhanje i grijanje, imao je CO u svom sastavu kao povoljnu komponentu goriva. Neki procesi u suvremenim tehnologijama, kao što je otapanje željeza, i dalje proizvode ugljični monoksid kao nusproizvod. Sam spoj CO oksidiran je u CO₂ na sobnoj temperaturi.

Postoji li CO u prirodi?

Postoji li ugljikov monoksid u prirodi? Jedan od njegovih prirodnih izvora je fotokemijske reakcije koje se javljaju u troposferi. Ovi procesi trebali bi generirati oko 5 × 10¹² kg tvari je e-jedan. Drugi izvori, kao što je već spomenuto, su vulkani, šumski požari i ostali tipovi paljenja.

Molekularna svojstva

Ugljični monoksid ima molarnu masu od 28,0 što ga čini nešto manjom od zraka. Duljina veze između dva atoma je 112,8 mikrometara. Dovoljno je blizu da pruža jednu od najmoćnijih kemijskih veza. Oba elementa u spoju CO zajedno imaju oko 10 elektrona u jednoj valentnoj ljusci.

U pravilu se pojavljuje dvostruka veza u organskim karbonilnim spojevima. svojstvo značajka molekule CO je činjenica da između atoma postoji jaka trostruka veza s 6 zajedničkih elektrona u 3 vezane molekularne orbite. Budući da 4 od zajedničkih elektrona potječe iz atoma kisika i samo 2 iz ugljika, jedan vezani orbital zauzima dva elektrona iz O₂, formiranje dativne ili dipolne veze. To uzrokuje polarizaciju C l-O molekule s malim nabojem od ";" na ugljiku i malim nabojem od "+" na kisik.

Druga dva povezana orbita zauzimaju jednu napunjenu česticu od ugljika i jednu od kisika. Molekula je asimetrična: kisik ima veću elektronsku gustoću od ugljika, a također je blago pozitivan naboj u usporedbi s negativnim ugljikom.

recepcija

U industriji, proizvodnja ugljičnog monoksida CO provodi se zagrijavanjem bez pristupa zraku na ugljični dioksid ili vodenu paru s ugljenom:

CO₂ + C = 2CO;

H₂O + C = CO + H_2.

Posljednja smjesa se također naziva voda ili sintezni plin. U laboratorijskim uvjetima, ugljični monoksid II izlaženjem organskih kiselina u koncentriranu sumpornu kiselinu koja djeluje kao dehidrirajuće sredstvo:

HCOOH = CO + H₂O;

H₂C₂oh₄ = CO₂ + H₂O.

Glavni simptomi i pomoć pri trovanja CO

Je li trovanja ugljičnim monoksidom? Da, i vrlo jaka. Najčešći fenomen u cijelom svijetu je trovanja ugljičnim monoksidom. Najčešći simptomi su:

• osjećaj slabosti;
• mučnina;
• vrtoglavica;
• umor;
• razdražljivost;
• slab apetit;
• glavobolja;
• dezorijentacija;
• oslabljeni vid;
• povraćanje;
• nesvjesticu;
• konvulzije.

Izloženost ovom otrovnom plinu može dovesti do značajne štete, što često može dovesti do produženih kroničnih patoloških stanja. Ugljični monoksid može uzrokovati ozbiljnu štetu fetusu trudnice. Žrtve, na primjer, nakon požara, trebaju dobiti neposrednu pomoć. hitno trebate nazvati hitnu pomoć, dati pristup svježem zraku, ukloniti odjeću nedostatka zraka, mirno, toplo. Ozbiljno trovanja, u pravilu, tretira se samo pod nadzorom liječnika, u bolnici.

primjena

Ugljični monoksid, kao što je već rečeno, je toksičan i opasan, ali jedan je od osnovnih spojeva koji se koriste u suvremenoj industriji za organsku sintezu. CO se koristi za proizvodnju čistih metala, karbonila, fozgena, ugljičnog dioksida, metil alkohola, formamida, aromatskih aldehidi, mravlja kiseline. Ova tvar se također koristi kao gorivo. Unatoč toksičnosti i toksičnosti, često se koristi kao sirovina za dobivanje različitih tvari u kemijskoj industriji.

Ugljični monoksid i ugljični dioksid: kakva je razlika?

Monoksid i ugljični dioksid (CO i CO₂) često se pogrešno međusobno miješaju. Oba plina su bez mirisa i bezbojna, i oboje imaju negativan učinak na kardiovaskularni sustav. Oba plina mogu ući u tijelo kroz udisanje, kožu i oči. Ti spojevi, kada su izloženi živom organizmu, imaju brojne uobičajene simptome - glavobolje, vrtoglavicu, konvulzije i halucinacije. Većina ljudi ima poteškoća u određivanju razlike i ne razumiju da ispušni plinovi emitiraju i CO i CO₂ . U zatvorenom prostoru, povećanje koncentracije tih plinova može biti opasno za zdravlje i sigurnost osobe izložene njima. Koja je razlika?

U visokim koncentracijama, oboje mogu biti kobne. Razlika je u tome što CO₂ je uobičajeni prirodni plin potreban za sve biljne i životinjske živote. CO nije česta pojava. To je nusprodukt anoksičnog izgaranja goriva. Kritična kemijska razlika je u tome što CO₂ sadrži jedan atom ugljika i dva atoma kisika, dok u CO postoji samo jedan od njih. Ugljični dioksid je nezapaljiv, a monoksid ima visoku vjerojatnost paljenja.

Ugljični dioksid se prirodno nalazi u atmosferi, ljudi i životinje dišu kisik i izdahnutog ugljičnog dioksida, to jest bića može izdržati mali iznos. Ovaj plin je također potreban za biljke za fotosintezu. Međutim, ugljikov monoksid ne nastaje prirodno u atmosferi i može uzrokovati zdravstvene probleme čak i pri niskim koncentracijama. Gustoća oba plina također je različita. Ugljični dioksid je teži i gušći od zraka, dok je ugljični monoksid nešto lakši. Ovu značajku treba uzeti u obzir pri instalaciji odgovarajućih senzora u kućama.