Το μονοξείδιο του άνθρακα, γνωστό και ως μονοξείδιο του άνθρακα, έχει πολύ ισχυρή μοριακή σύνθεση, είναι αδρανές στις χημικές του ιδιότητες και δεν διαλύεται καλά στο νερό. Αυτή η ένωση είναι επίσης απίστευτα τοξική, όταν εισέρχεται στο αναπνευστικό σύστημα, συνδυάζεται με την αιμοσφαιρίνη του αίματος και σταματά να μεταφέρει οξυγόνο στους ιστούς και τα όργανα.
Χημικές ονομασίες και τύπος
Το μονοξείδιο του άνθρακα είναι επίσης γνωστό με άλλα ονόματα, συμπεριλαμβανομένου του μονοξειδίου του άνθρακα II. Στην καθημερινή ζωή, αναφέρεται συνήθως ως μονοξείδιο του άνθρακα. Αυτό το μονοξείδιο του άνθρακα είναι ένα δηλητηριώδες, άχρωμο, άγευστο και άοσμο αέριο. Ο χημικός του τύπος είναι CO και η μάζα ενός μορίου είναι 28,01 g/mol.
Επίδραση στο σώμα
Το μονοξείδιο του άνθρακα συνδυάζεται με την αιμοσφαιρίνη για να σχηματίσει καρβοξυαιμοσφαιρίνη, η οποία δεν έχει ικανότητα μεταφοράς οξυγόνου. Η εισπνοή των ατμών του προκαλεί βλάβη στο ΚΝΣ (κεντρικό νευρικό σύστημα) καιασφυξία. Η προκύπτουσα έλλειψη οξυγόνου προκαλεί πονοκέφαλο, ζάλη, μειωμένο καρδιακό ρυθμό και ρυθμό αναπνοής, οδηγώντας σε λιποθυμία και στη συνέχεια θάνατο.
Τοξικό αέριο
Το μονοξείδιο του άνθρακα λαμβάνεται με μερική καύση ουσιών που περιέχουν άνθρακα, για παράδειγμα, σε κινητήρες εσωτερικής καύσης. Η ένωση περιέχει 1 άτομο άνθρακα ομοιοπολικά συνδεδεμένο με 1 άτομο οξυγόνου. Το μονοξείδιο του άνθρακα είναι εξαιρετικά τοξικό και είναι μια από τις πιο κοινές αιτίες θανατηφόρων δηλητηριάσεων παγκοσμίως. Η έκθεση μπορεί να προκαλέσει βλάβη στην καρδιά και σε άλλα όργανα.
Ποια είναι η χρήση του μονοξειδίου του άνθρακα;
Παρά τη σοβαρή τοξικότητά του, το μονοξείδιο του άνθρακα είναι εξαιρετικά χρήσιμο - χάρη στις σύγχρονες τεχνολογίες, δημιουργούνται από αυτό μια σειρά από ζωτικά προϊόντα. Το μονοξείδιο του άνθρακα, αν και θεωρείται ρύπος σήμερα, ήταν πάντα παρόν στη φύση, αλλά όχι σε ποσότητες όπως, για παράδειγμα, το διοξείδιο του άνθρακα.
Όσοι πιστεύουν ότι ενώσεις μονοξειδίου του άνθρακα δεν υπάρχουν στη φύση κάνουν λάθος. Το CO διαλύεται σε λιωμένο ηφαιστειακό πέτρωμα σε υψηλές πιέσεις στον μανδύα της Γης. Η περιεκτικότητα σε οξείδια του άνθρακα στα ηφαιστειακά αέρια κυμαίνεται από λιγότερο από 0,01% έως 2%, ανάλογα με το ηφαίστειο. Επειδή αυτή η φυσική ένωση δεν είναι σταθερή τιμή, δεν είναι δυνατό να μετρηθούν με ακρίβεια οι εκπομπές φυσικού αερίου.
Χημικές ιδιότητες
Το μονοξείδιο του άνθρακα (τύπος CO) αναφέρεται σε οξείδια που δεν σχηματίζουν άλατα ή αδιάφορα. Ωστόσο, στους +200 oС 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 αναγωγική του ικανότητα. Μονοξείδιο του άνθρακα:
- μπορεί να αντιδράσει με το οξυγόνο: 2CO + O2 =2CO2;
- ικανό να αλληλεπιδρά με αλογόνα: CO + Cl2 =COCl2 (φωσγένιο); Το
- έχει μια μοναδική ιδιότητα να αποκαθιστά τα καθαρά μέταλλα από τα οξείδια τους: Fe2O3 + 3CO=2Fe + 3CO2;
- σχηματίζει μεταλλικά καρβονύλια: Fe + 5CO=Fe(CO)5;
- Τέλεια διαλυτό σε χλωροφόρμιο, οξικό οξύ, αιθανόλη, υδροξείδιο αμμωνίου και βενζόλιο.
Δομή ενός μορίου
Δύο άτομα, από τα οποία, στην πραγματικότητα, αποτελείται το μόριο μονοξειδίου του άνθρακα (CO), συνδέονται μεταξύ τους με έναν τριπλό δεσμό. Δύο από αυτά σχηματίζονται από τη σύντηξη p-ηλεκτρονίων ατόμων άνθρακα με οξυγόνο και το τρίτο οφείλεται σε έναν ειδικό μηχανισμό που οφείλεται στο ελεύθερο τροχιακό 2p άνθρακα και στο ζεύγος ηλεκτρονίων 2p οξυγόνου. Αυτή η δομή παρέχει στο μόριο υψηλή αντοχή.
Λίγη ιστορία
Ακόμη και ο Αριστοτέλης από την αρχαία Ελλάδα περιέγραψε τις τοξικές αναθυμιάσεις που παράγονται από την καύση άνθρακα. Ο ίδιος ο μηχανισμός του θανάτου δεν είναι γνωστός.ήταν. Ωστόσο, μια από τις αρχαίες μεθόδους εκτέλεσης ήταν το κλείδωμα του δράστη σε ένα χαμάμ, όπου υπήρχαν κάρβουνα που σιγόβραζαν. Ο Έλληνας γιατρός Γαληνός πρότεινε ότι συμβαίνουν ορισμένες αλλαγές στη σύνθεση του αέρα που προκαλούν βλάβη κατά την εισπνοή.
Κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, το αέριο μονοξειδίου του άνθρακα χρησιμοποιήθηκε ως καύσιμο για μηχανοκίνητα οχήματα σε μέρη του κόσμου όπου η βενζίνη και το ντίζελ ήταν σπάνια. Εγκαταστάθηκαν εξωτερικές (με ελάχιστες εξαιρέσεις) γεννήτριες αερίου άνθρακα ή ξύλου και ένα μείγμα ατμοσφαιρικού αζώτου, μονοξειδίου του άνθρακα και μικρής ποσότητας άλλων αερίων τροφοδοτήθηκε σε έναν αναδευτήρα αερίου. Ήταν το λεγόμενο αέριο ξύλου.
Οξείδωση μονοξειδίου του άνθρακα
Το μονοξείδιο του άνθρακα σχηματίζεται από τη μερική οξείδωση ενώσεων που περιέχουν άνθρακα. Το CO παράγεται όταν δεν υπάρχει αρκετό οξυγόνο για την παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα (CO2), όπως όταν ένας κλίβανος ή ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης λειτουργεί σε κλειστό χώρο. Εάν υπάρχει οξυγόνο, καθώς και ορισμένες άλλες ατμοσφαιρικές συγκεντρώσεις, το μονοξείδιο του άνθρακα καίγεται, εκπέμποντας μπλε φως, παράγοντας διοξείδιο του άνθρακα, γνωστό ως διοξείδιο του άνθρακα.
Αέριο άνθρακα, που χρησιμοποιήθηκε ευρέως μέχρι τη δεκαετία του 1960 για εσωτερικό φωτισμό, μαγείρεμα και θέρμανση, είχε το CO ως κυρίαρχο συστατικό καυσίμου. Ορισμένες διαδικασίες στη σύγχρονη τεχνολογία, όπως η τήξη σιδήρου, εξακολουθούν να παράγουν μονοξείδιο του άνθρακαως υποπροϊόν. Η ίδια η ένωση CO οξειδώνεται σε CO2 σε θερμοκρασία δωματίου.
Υπάρχει CO στη φύση;
Υπάρχει μονοξείδιο του άνθρακα στη φύση; Μία από τις φυσικές του πηγές είναι οι φωτοχημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν στην τροπόσφαιρα. Αυτές οι διεργασίες αναμένεται να μπορούν να παράγουν περίπου 5×1012 kg ουσίας e· ετησίως. Άλλες πηγές, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, περιλαμβάνουν ηφαίστεια, δασικές πυρκαγιές και άλλες μορφές καύσης.
Μοριακές ιδιότητες
Το μονοξείδιο του άνθρακα έχει μοριακή μάζα 28,0, καθιστώντας το ελαφρώς λιγότερο πυκνό από τον αέρα. Το μήκος του δεσμού μεταξύ δύο ατόμων είναι 112,8 μικρόμετρα. Αυτό είναι αρκετά κοντά για να παρέχει έναν από τους ισχυρότερους χημικούς δεσμούς. Και τα δύο στοιχεία σε μια ένωση CO έχουν περίπου 10 ηλεκτρόνια σε ένα κέλυφος σθένους.
Κατά κανόνα, ένας διπλός δεσμός εμφανίζεται σε οργανικές ενώσεις καρβονυλίου. Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα του μορίου CO είναι ότι ένας ισχυρός τριπλός δεσμός προκύπτει μεταξύ ατόμων με 6 κοινά ηλεκτρόνια σε 3 συνδεδεμένα μοριακά τροχιακά. Επειδή 4 από τα κοινά ηλεκτρόνια προέρχονται από οξυγόνο και μόνο 2 από άνθρακα, ένα συνδεδεμένο τροχιακό καταλαμβάνεται από δύο ηλεκτρόνια από το O2, σχηματίζοντας έναν δοτικό ή διπολικό δεσμό. Αυτό προκαλεί μια πόλωση C ← O του μορίου με ένα μικρό φορτίο "-" στον άνθρακα και ένα μικρό "+" φορτίο στο οξυγόνο.
Τα άλλα δύο δεσμευμένα τροχιακά καταλαμβάνουν ένα φορτισμένο σωματίδιο από άνθρακα καιένα 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.
Λήψη
Στη βιομηχανία, η λήψη μονοξειδίου του άνθρακα CO πραγματοποιείται με θέρμανση διοξειδίου του άνθρακα ή υδρατμών με άνθρακα χωρίς πρόσβαση στον αέρα:
CO2 + C=2CO;
H2O + C=CO + H2.
Το τελευταίο μείγμα που προκύπτει ονομάζεται επίσης νερό ή αέριο σύνθεσης. Στο εργαστήριο, το μονοξείδιο του άνθρακα II εκθέτοντας οργανικά οξέα σε πυκνό θειικό οξύ, το οποίο δρα ως αφυδατικός παράγοντας:
HCOOH=CO + H2O;
N2C2O4=CO2 + H2O.
Κύρια συμπτώματα και βοήθεια για δηλητηρίαση από CO
Το μονοξείδιο του άνθρακα προκαλεί δηλητηρίαση; Ναι, και πολύ δυνατό. Η δηλητηρίαση από μονοξείδιο του άνθρακα είναι το πιο συχνό φαινόμενο παγκοσμίως. Τα πιο κοινά συμπτώματα:
- αίσθημα αδυναμίας;
- ναυτία;
- ζάλη;
- κόπωση;
- ευερεθιστότητα;
- κακή όρεξη;
- κεφαλαλγία;
- αποπροσανατολισμός;
- ορατική δυσλειτουργία;
- εμετός;
- λιποθυμία;
- σπασμοί.
Η έκθεση σε αυτό το τοξικό αέριο μπορεί να προκαλέσει σημαντική βλάβη, η οποία συχνά μπορεί να οδηγήσει σε μακροχρόνιες χρόνιες παθήσεις. Το μονοξείδιο του άνθρακα είναι ικανόπροκαλέσει σοβαρή βλάβη στο έμβρυο μιας εγκύου γυναίκας. Στα θύματα, για παράδειγμα, μετά από πυρκαγιά, θα πρέπει να παρέχεται άμεση βοήθεια. είναι επείγον να καλέσετε ένα ασθενοφόρο, να δώσετε πρόσβαση σε καθαρό αέρα, να αφαιρέσετε ρούχα που περιορίζουν την αναπνοή, ήρεμα, ζεστά. Η σοβαρή δηλητηρίαση, κατά κανόνα, αντιμετωπίζεται μόνο υπό την επίβλεψη γιατρών, σε νοσοκομείο.
Αίτηση
Το μονοξείδιο του άνθρακα, όπως ήδη αναφέρθηκε, είναι δηλητηριώδες και επικίνδυνο, αλλά είναι μια από τις βασικές ενώσεις που χρησιμοποιούνται στη σύγχρονη βιομηχανία για οργανική σύνθεση. Το CO χρησιμοποιείται για την παραγωγή καθαρών μετάλλων, καρβονυλίων, φωσγενίου, θειούχου άνθρακα, μεθυλικής αλκοόλης, φορμαμιδίου, αρωματικών αλδεΰδων και μυρμηκικού οξέος. Αυτή η ουσία χρησιμοποιείται επίσης ως καύσιμο. Παρά την τοξικότητα και τη δηλητηριότητά του, χρησιμοποιείται συχνά ως πρώτη ύλη για διάφορες ουσίες στη χημική βιομηχανία.
Μονοξείδιο του άνθρακα και διοξείδιο του άνθρακα: ποια είναι η διαφορά;
Το μονοξείδιο του άνθρακα και το διοξείδιο του άνθρακα (CO και CO2) συχνά συγχέονται μεταξύ τους. Και τα δύο αέρια είναι άοσμα και άχρωμα και επηρεάζουν αρνητικά το καρδιαγγειακό σύστημα. Και τα δύο αέρια μπορούν να εισέλθουν στο σώμα μέσω της εισπνοής, του δέρματος και των ματιών. Αυτές οι ενώσεις, όταν εκτίθενται σε έναν ζωντανό οργανισμό, έχουν μια σειρά από κοινά συμπτώματα - πονοκεφάλους, ζάλη, σπασμούς και παραισθήσεις. Οι περισσότεροι άνθρωποι δυσκολεύονται να πουν τη διαφορά και δεν συνειδητοποιούν ότι η εξάτμιση του αυτοκινήτου εκπέμπει CO και CO2. Σε εσωτερικούς χώρους, η αύξηση της συγκέντρωσης αυτών των αερίων μπορεί να είναι επικίνδυνη για την υγεία και την ασφάλεια του ατόμου που εκτίθεται σε αυτά.επίπτωση. Ποια είναι η διαφορά;
Σε υψηλές συγκεντρώσεις, και τα δύο μπορεί να είναι θανατηφόρα. Η διαφορά είναι ότι το CO2 είναι το κοινό φυσικό αέριο που απαιτείται για όλη τη φυτική και ζωική ζωή. Το CO δεν είναι κοινό. Είναι ένα υποπροϊόν της καύσης καυσίμου 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 καθένα. Το διοξείδιο του άνθρακα δεν είναι εύφλεκτο, ενώ το μονοξείδιο είναι πιο πιθανό να αναφλεγεί.
Το διοξείδιο του άνθρακα εμφανίζεται φυσικά στην ατμόσφαιρα: οι άνθρωποι και τα ζώα εισπνέουν οξυγόνο και εκπνέουν διοξείδιο του άνθρακα, πράγμα που σημαίνει ότι τα ζωντανά όντα μπορούν να αντέξουν μικρές ποσότητες του. Αυτό το αέριο είναι επίσης απαραίτητο για την υλοποίηση της φωτοσύνθεσης από τα φυτά. 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 πιο πυκνό από τον αέρα, ενώ το μονοξείδιο του άνθρακα είναι ελαφρώς ελαφρύτερο. Αυτή η δυνατότητα θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την εγκατάσταση κατάλληλων αισθητήρων στα σπίτια.
