Tlenek węgla, znany również jako tlenek węgla, ma bardzo silny skład cząsteczkowy, jest obojętny pod względem właściwości chemicznych i nie rozpuszcza się dobrze w wodzie. Związek ten jest również niezwykle toksyczny, gdy dostanie się do układu oddechowego, łączy się z hemoglobiną we krwi i przestaje dostarczać tlen do tkanek i narządów.
Nazwy i formuły chemiczne
Tlenek węgla jest również znany pod innymi nazwami, w tym tlenek węgla II. W życiu codziennym jest powszechnie określany jako tlenek węgla. Ten tlenek węgla jest trującym, bezbarwnym, pozbawionym smaku i zapachu gazem. Jej wzór chemiczny to CO, a masa jednej cząsteczki to 28,01 g/mol.
Wpływ na ciało
Tlenek węgla łączy się z hemoglobiną, tworząc karboksyhemoglobinę, która nie ma zdolności przenoszenia tlenu. Wdychanie jego oparów powoduje uszkodzenie OUN (ośrodkowego układu nerwowego) iuduszenie. Wynikający z tego brak tlenu powoduje bóle i zawroty głowy, zmniejszoną częstość akcji serca i częstość oddechów, co prowadzi do omdlenia i późniejszej śmierci.
Gaz toksyczny
Tlenek węgla jest uzyskiwany przez częściowe spalanie substancji zawierających węgiel, na przykład w silnikach spalinowych. Związek zawiera 1 atom węgla związany kowalencyjnie z 1 atomem tlenu. Tlenek węgla jest wysoce toksyczny i jest jedną z najczęstszych przyczyn śmiertelnych zatruć na całym świecie. Narażenie może spowodować uszkodzenie serca i innych narządów.
Jakie jest zastosowanie tlenku węgla?
Pomimo poważnej toksyczności, tlenek węgla jest niezwykle użyteczny - dzięki nowoczesnym technologiom powstaje z niego szereg niezbędnych produktów. Tlenek węgla, choć dziś uważany za zanieczyszczenie, zawsze był obecny w przyrodzie, ale nie w takich ilościach jak np. dwutlenek węgla.
Ci, którzy wierzą, że związki tlenku węgla nie istnieją w naturze, są w błędzie. CO rozpuszcza się w stopionej skale wulkanicznej pod wysokim ciśnieniem w płaszczu Ziemi. Zawartość tlenków węgla w gazach wulkanicznych waha się od mniej niż 0,01% do 2%, w zależności od wulkanu. Ponieważ ten naturalny związek nie ma stałej wartości, nie jest możliwe dokładne zmierzenie emisji gazu ziemnego.
Właściwości chemiczne
Tlenek węgla (wzór CO) odnosi się do tlenków nie tworzących soli lub obojętnych. Jednak przy +200 oС reaguje z wodorotlenkiem sodu. Podczas tego procesu chemicznego powstaje mrówczan sodu:
NaOH + CO=HCOONa (sól kwasu mrówkowego).
Właściwości tlenku węgla opierają się na jego zdolnościach redukcyjnych. Tlenek węgla:
- może reagować z tlenem: 2CO + O2 =2CO2;
- zdolność do interakcji z halogenami: CO + Cl2 =COCl2 (fosgen);
- ma unikalną właściwość odzyskiwania czystych metali z ich tlenków: Fe2O3 + 3CO=2Fe + 3CO2;
- tworzy karbonylki metali: Fe + 5CO=Fe(CO)5;
- Doskonale rozpuszczalny w chloroformie, kwasie octowym, etanolu, wodorotlenku amonu i benzenie.
Struktura cząsteczki
Dwa atomy, z których w rzeczywistości składa się cząsteczka tlenku węgla (CO), są połączone wiązaniem potrójnym. Dwie z nich powstają w wyniku fuzji p-elektronów atomów węgla z tlenem, a trzecia jest wynikiem specjalnego mechanizmu, dzięki swobodnemu orbitalowi węgla 2p i parze elektronów 2p tlenu. Ta struktura zapewnia cząsteczce wysoką wytrzymałość.
Trochę historii
Nawet Arystoteles ze starożytnej Grecji opisał toksyczne opary wytwarzane przez spalanie węgli. Sam mechanizm śmierci nie jest znany.był. Jednak jedną ze starożytnych metod egzekucji było zamknięcie sprawcy w łaźni parowej, w której tliły się węgle. Grecki lekarz Galen zasugerował, że w składzie powietrza zachodzą pewne zmiany, które powodują szkody podczas wdychania.
Podczas II wojny światowej tlenek węgla był używany jako paliwo do pojazdów silnikowych w częściach świata, gdzie benzyna i olej napędowy były rzadkością. Zainstalowano zewnętrzne (z nielicznymi wyjątkami) generatory gazu na węgiel drzewny lub drewno, a do mieszalnika gazów podawano mieszaninę azotu atmosferycznego, tlenku węgla i niewielkiej ilości innych gazów. Był to tak zwany gaz drzewny.
Utlenianie tlenku węgla
Tlenek węgla powstaje w wyniku częściowego utleniania związków zawierających węgiel. CO jest wytwarzany, gdy nie ma wystarczającej ilości tlenu do wytworzenia dwutlenku węgla (CO2), na przykład, gdy piec lub silnik spalinowy pracuje w zamkniętej przestrzeni. Jeśli obecny jest tlen, a także inne stężenia atmosferyczne, tlenek węgla pali się, emitując niebieskie światło, wytwarzając dwutlenek węgla, znany jako dwutlenek węgla.
Gaz węglowy, szeroko stosowany do lat 60. XX wieku do oświetlenia wnętrz, gotowania i ogrzewania, miał CO jako główny składnik paliwa. Niektóre procesy w nowoczesnej technologii, takie jak wytapianie żelaza, nadal wytwarzają tlenek węgla wjako produkt uboczny. Sam związek CO utlenia się do CO2 w temperaturze pokojowej.
Czy CO istnieje w naturze?
Czy tlenek węgla występuje w przyrodzie? Jednym z jego naturalnych źródeł są reakcje fotochemiczne zachodzące w troposferze. Oczekuje się, że te procesy będą w stanie generować około 5×1012 kg substancji e; Inne źródła, jak wspomniano powyżej, obejmują wulkany, pożary lasów i inne formy spalania.
Właściwości molekularne
Tlenek węgla ma masę molową 28,0, co czyni go nieco mniej gęstym niż powietrze. Długość wiązania między dwoma atomami wynosi 112,8 mikrometra. Jest to wystarczająco blisko, aby zapewnić jedno z najsilniejszych wiązań chemicznych. Oba pierwiastki w związku CO mają razem około 10 elektronów w jednej powłoce walencyjnej.
Z reguły w organicznych związkach karbonylowych występuje podwójne wiązanie. Charakterystyczną cechą cząsteczki CO jest to, że pomiędzy atomami o 6 wspólnych elektronach w 3 związanych orbitalach molekularnych powstaje silne wiązanie potrójne. Ponieważ 4 wspólne elektrony pochodzą z tlenu, a tylko 2 z węgla, jeden związany orbital jest zajęty przez dwa elektrony z O2, tworząc wiązanie celownikowe lub dipolowe. Powoduje to polaryzację C ← O cząsteczki z małym ładunkiem „-” na węglu i małym ładunkiem „+” na tlenie.
Pozostałe dwa związane orbitale zajmują jedną naładowaną cząstkę z węgla ijeden z tlenu. Cząsteczka jest asymetryczna: tlen ma większą gęstość elektronową niż węgiel i jest również nieznacznie naładowany dodatnio w porównaniu z węglem ujemnym.
Odbierz
W przemyśle pozyskiwanie tlenku węgla CO odbywa się poprzez ogrzewanie dwutlenku węgla lub pary wodnej węglem bez dostępu do powietrza:
CO2 + C=2CO;
H2O + C=CO + H2.
Ostatnia uzyskana mieszanina jest również nazywana wodą lub gazem syntezowym. W laboratorium tlenek węgla II wystawiając kwasy organiczne na działanie stężonego kwasu siarkowego, który działa jak środek odwadniający:
HCOOH=CO + H2O;
N2C2O4=CO2 + H2O.
Główne objawy i pomoc w zatruciu CO
Czy tlenek węgla powoduje zatrucie? Tak i bardzo silny. Zatrucie tlenkiem węgla jest najczęstszym zjawiskiem na świecie. Najczęstsze objawy:
- uczucie słabości;
- nudności;
- zawroty głowy;
- zmęczenie;
- drażliwość;
- słaby apetyt;
- ból głowy;
- dezorientacja;
- upośledzenie wzroku;
- wymiotować;
- omdlenie;
- konwulsje.
Ekspozycja na ten toksyczny gaz może spowodować znaczne szkody, które często mogą prowadzić do długotrwałych stanów przewlekłych. Zdolny jest tlenek węglaspowodować poważne uszkodzenie płodu kobiety w ciąży. Ofiarom, na przykład po pożarze, należy udzielić natychmiastowej pomocy. pilnie wezwać karetkę, zapewnić dostęp do świeżego powietrza, zdjąć odzież ograniczającą oddychanie, spokój, ciepło. Ciężkie zatrucia leczy się z reguły wyłącznie pod nadzorem lekarzy, w szpitalu.
Aplikacja
Tlenek węgla, jak już wspomniano, jest trujący i niebezpieczny, ale jest jednym z podstawowych związków stosowanych we współczesnym przemyśle do syntezy organicznej. CO jest używany do produkcji czystych metali, karbonylków, fosgenu, siarczku węgla, alkoholu metylowego, formamidu, aromatycznych aldehydów i kwasu mrówkowego. Ta substancja jest również używana jako paliwo. Mimo swojej toksyczności i zatrucia jest często wykorzystywany jako surowiec dla różnych substancji w przemyśle chemicznym.
Tlenek węgla i dwutlenek węgla: jaka jest różnica?
Tlenek węgla i dwutlenek węgla (CO i CO2) są często mylone ze sobą. Oba gazy są bezwonne i bezbarwne i oba negatywnie wpływają na układ sercowo-naczyniowy. Oba gazy mogą dostać się do organizmu przez drogi oddechowe, skórę i oczy. Związki te w kontakcie z żywym organizmem wywołują szereg typowych objawów - bóle i zawroty głowy, drgawki i halucynacje. Większość ludzi ma trudności z rozróżnieniem i nie zdaje sobie sprawy, że spaliny samochodowe emitują zarówno CO, jak i CO2. W pomieszczeniach wzrost stężenia tych gazów może stanowić zagrożenie dla zdrowia i bezpieczeństwa osoby na nie narażonej.uderzenie. Jaka jest różnica?
W wysokich stężeniach oba mogą być śmiertelne. Różnica polega na tym, że CO2 jest powszechnym gazem ziemnym wymaganym dla wszystkich organizmów roślinnych i zwierzęcych. CO nie jest powszechny. Jest produktem ubocznym beztlenowego spalania paliwa. Krytyczna różnica chemiczna polega na tym, że CO2 zawiera jeden atom węgla i dwa atomy tlenu, podczas gdy CO ma tylko po jednym. Dwutlenek węgla jest niepalny, natomiast tlenek jest bardziej podatny na zapalenie.
Dwutlenek węgla naturalnie występuje w atmosferze: ludzie i zwierzęta wdychają tlen, a wydychają dwutlenek węgla, co oznacza, że żywe istoty są w stanie wytrzymać jego niewielkie ilości. Gaz ten jest również niezbędny do realizacji fotosyntezy przez rośliny. Jednak tlenek węgla nie występuje naturalnie w atmosferze i może powodować problemy zdrowotne nawet w niskich stężeniach. Różna jest również gęstość obu gazów. Dwutlenek węgla jest cięższy i gęstszy od powietrza, natomiast tlenek węgla jest nieco lżejszy. Tę cechę należy wziąć pod uwagę podczas instalowania odpowiednich czujników w domach.
