Ogljikov monoksid najdemo v naravi. Fizikalne lastnosti ogljikovega monoksida: gostota, toplotna kapaciteta, toplotna prevodnost CO

Vsi, ki so se morali soočiti z delovanjem ogrevalnih sistemov - peči, kotlov, kotlov, grelnikov vode, namenjenih za gospodinjsko gorivo v kateri koli obliki, vedo, kako nevaren je ogljikov monoksid za ljudi. V plinastem stanju ga je precej težko nevtralizirati, zato ni učinkovitih domačih metod za boj proti ogljikovemu monoksidu večina zaščitni ukrepi so namenjeni preprečevanju in pravočasnemu odkrivanju hlapov v zraku.

Lastnosti strupene snovi

V naravi in ​​lastnostih ogljikovega monoksida ni nič nenavadnega. V bistvu gre za produkt delne oksidacije premoga ali premog vsebujočih goriv. Formula ogljikovega monoksida je preprosta in enostavna - CO, v kemičnem smislu - ogljikov monoksid. En atom ogljika je povezan z atomom kisika. Narava procesov zgorevanja organskega goriva je takšna, da je ogljikov monoksid sestavni del vsakega plamena.

Pri segrevanju v kurišču se premog, sorodna goriva, šota in drva uplinijo v ogljikov monoksid in šele nato zgorevajo z dotokom zraka. Če je ogljikov dioksid iz zgorevalne komore ušel v prostor, bo ostal v stabilnem stanju do trenutka, ko bo tok ogljika s prezračevanjem odstranjen iz prostora ali pa se bo kopičil in zapolnil ves prostor, od tal do stropa. IN zadnji primer Samo elektronski senzor ogljikovega monoksida lahko reši situacijo in se odzove na najmanjše povečanje koncentracije strupenih hlapov v atmosferi prostora.

Kaj morate vedeti o ogljikovem monoksidu:

• Pri standardnih pogojih je gostota ogljikovega monoksida 1,25 kg/m3, kar je zelo blizu specifična teža zrak 1,25 kg/m3. Vroč in celo topel monoksid se zlahka dvigne do stropa in ko se ohladi, se usede in pomeša z zrakom;
• Ogljikov monoksid nima okusa, barve ali vonja, tudi v pogojih visoke koncentracije;
• Za začetek tvorbe ogljikovega monoksida je dovolj, da kovino v stiku z ogljikom segrejemo na temperaturo 400-500 o C;
• Plin lahko gori v zraku in pri tem sprosti veliko toplote, približno 111 kJ/mol.

Ne samo, da je vdihavanje ogljikovega monoksida nevarno, mešanica plina in zraka lahko eksplodira, ko volumska koncentracija doseže od 12,5% do 74%. V tem smislu je plinska mešanica podobna gospodinjskemu metanu, vendar veliko bolj nevarna kot omrežni plin.

Metan je lažji od zraka in manj toksičen pri vdihavanju, poleg tega pa je zaradi dodatka posebnega dodatka - merkaptana v tok plina, njegovo prisotnost v prostoru zlahka zaznati po vonju. Če je kuhinja rahlo zaplinjena, lahko vstopite v prostor in ga prezračite brez posledic za zdravje.

Z ogljikovim monoksidom je vse bolj zapleteno. Tesen odnos med CO in zrakom preprečuje učinkovito odstranjevanje oblaka strupenih plinov. Ko se ohladi, se bo plinski oblak postopoma usedel na tla. Če se sproži detektor ogljikovega monoksida ali zazna puščanje produktov zgorevanja iz peči ali kotla na trda goriva, je treba takoj sprejeti ukrepe za prezračevanje, sicer bodo otroci in hišni ljubljenčki prvi prizadeti.

Ta lastnost oblaka ogljikovega monoksida je bila prej pogosto uporabljena za boj proti glodavcem in ščurkom, vendar je učinkovitost plinskega napada veliko nižja od sodobnih sredstev, tveganje zastrupitve pa je nesorazmerno večje.

V vednost!

Oblak plina CO lahko ob odsotnosti prezračevanja dolgo časa ohrani svoje lastnosti nespremenjene.

Če obstaja sum kopičenja ogljikovega monoksida v kleteh, pomožnih prostorih, kotlovnicah, kleteh, je najprej treba zagotoviti maksimalno prezračevanje s hitrostjo izmenjave plina 3-4 enote na uro.

Pogoji za pojav hlapov v prostoru

• Ogljikov monoksid je mogoče proizvesti z uporabo več deset kemičnih reakcij, vendar to zahteva posebne reagente in pogoje za njihovo interakcijo. Tveganje zastrupitve s plinom na ta način je praktično nič. Glavna razloga za pojav ogljikovega monoksida v kotlovnici ali kuhinji ostajata dva dejavnika:
• Slab vlek in delni pretok produktov zgorevanja iz vira zgorevanja v kuhinjski prostor;
• Nepravilno delovanje kotlovne, plinske in peči opreme;
• Požari in lokalni požari plastike, žic, polimernih premazov in materialov;

Odpadni plini iz kanalizacijskih vodov.

Najpogosteje je vir plina CO tleče oglje, ki ob zaprtju ventila zgori v kurišču. Še posebej veliko plina se sprosti pri termični razgradnji drv v odsotnosti zraka; približno polovico plinskega oblaka zavzame ogljikov monoksid. Zato je treba vse poskuse prekajevanja mesa in rib z meglico, ki nastane iz tlečih ostružkov, izvajati samo na prostem.

Med kuhanjem se lahko pojavi tudi majhna količina ogljikovega monoksida. Na primer, vsi, ki so se v kuhinji srečali z vgradnjo plinskih ogrevalnih kotlov z zaprtim kuriščem, vedo, kako reagirajo senzorji ogljikovega monoksida. pražen krompir ali katero koli hrano, kuhano v vrelem olju.

Zahrbtna narava ogljikovega monoksida

Glavna nevarnost ogljikovega monoksida je, da je nemogoče zaznati in občutiti njegovo prisotnost v ozračju prostora, dokler plin ne vstopi v dihala z zrakom in se raztopi v krvi.

Posledice vdihavanja CO so odvisne od koncentracije plina v zraku in dolžine bivanja v prostoru:

• Glavobol, slabo počutje in razvoj zaspanosti se začnejo, ko je volumetrična vsebnost plina v zraku 0,009-0,011%. Fizično zdrava oseba zmožen prenesti do tri ure izpostavljenosti onesnaženemu ozračju;
• slabost, hude bolečine v mišicah se lahko razvijejo krči, omedlevica, izguba orientacije pri koncentraciji 0,065-0,07%. Čas, porabljen v sobi do nastopa neizogibnih posledic, je le 1,5-2 ure;
• Ko je koncentracija ogljikovega monoksida nad 0,5 %, že nekaj sekund zadrževanja v s plinom onesnaženem prostoru pomeni smrt.

Tudi če je oseba sama varno pobegnila iz prostora z visoko koncentracijo ogljikovega monoksida, bo še vedno potrebovala zdravstvena oskrba in uporaba protistrupov, saj se bodo posledice zastrupitve krvnega obtoka in motene prekrvavitve možganov še pokazale, le malo kasneje.

Voda in slane raztopine dobro absorbirajo molekule ogljikovega monoksida. Zato se navadne brisače in prtički, navlažene s poljubno razpoložljivo vodo, pogosto uporabljajo kot prvo razpoložljivo sredstvo zaščite. To vam omogoča, da za nekaj minut preprečite vstop ogljikovega monoksida v vaše telo, dokler ne zapustite sobe.

To lastnost ogljikovega monoksida pogosto zlorabljajo nekateri lastniki ogrevalnih naprav, ki imajo vgrajene senzorje CO. Ob sprožitvi občutljivega senzorja namesto prezračevanja prostora napravo pogosto preprosto pokrijemo z mokro brisačo. Kot rezultat, po ducatu takšnih manipulacij senzor ogljikovega monoksida odpove in tveganje zastrupitve se poveča za red velikosti.

Tehnični sistemi za detekcijo ogljikovega monoksida

Pravzaprav danes obstaja le en način uspešnega boja proti ogljikovemu monoksidu, in sicer s posebnimi elektronskimi napravami in senzorji, ki beležijo presežne koncentracije CO v prostoru. Seveda lahko naredite nekaj preprostejšega, na primer namestite močno prezračevanje, kot to počnejo tisti, ki se radi sprostijo ob pravem zidanem kaminu. Toda pri taki rešitvi obstaja določena nevarnost zastrupitve z ogljikovim monoksidom ob spremembi smeri vleka v cevi, poleg tega pa tudi življenje pod močnim prepihom ni zelo dobro za zdravje.

Senzor ogljikovega monoksida

Problem nadzora vsebnosti ogljikovega monoksida v ozračju stanovanjskih in pomožnih prostorov je danes tako pereč kot prisotnost požarnega ali varnostnega alarma.

V specializiranih prodajalnah ogrevalne in plinske opreme lahko kupite več možnosti za naprave za spremljanje vsebnosti plina:

• Kemični alarmi;
• Infrardeči skenerji;
• Polprevodniški senzorji.

Občutljivi senzor naprave je običajno opremljen z elektronsko ploščo, ki zagotavlja moč, kalibracijo in pretvorbo signala v razumljivo obliko indikacije. To so lahko preprosto zelene in rdeče LED diode na plošči, zvočna sirena, digitalna informacija za oddajo signala računalniškemu omrežju ali krmilni impulz za samodejni ventil, ki izklopi dovod plina za gospodinjstvo v ogrevalni kotel.

Jasno je, da je uporaba senzorjev z nadzorovanim zapornim ventilom nujen ukrep, vendar proizvajalci ogrevalne opreme pogosto namerno vgradijo "zaščito pred napakami", da bi se izognili vsem vrstam manipulacij z varnostjo plinske opreme.

Kemični in trdni kontrolni instrumenti

Najcenejša in najbolj dostopna različica senzorja s kemičnim indikatorjem je izdelana v obliki mrežaste bučke, ki zlahka prepušča zrak. V bučki sta dve elektrodi, ločeni s porozno pregrado, impregnirano z raztopino alkalije. Pojav ogljikovega monoksida povzroči karbonizacijo elektrolita, prevodnost senzorja močno pade, kar elektronika takoj odčita kot alarmni signal. Po namestitvi je naprava v neaktivnem stanju in ne deluje, dokler v zraku ni sledi ogljikovega monoksida, ki presegajo dovoljeno koncentracijo.

Polprevodniški senzorji uporabljajo dvoslojne vrečke iz kositrovega dioksida in rutenija namesto z alkalijami impregniranega kosa azbesta. Pojav plina v zraku povzroči okvaro med kontakti senzorske naprave in samodejno sproži alarm.

Skenerji in elektronska varovala

Infrardeči senzorji, ki delujejo na principu skeniranja okoliškega zraka. Vgrajeni infrardeči senzor zazna sij laserske LED, sprožilna naprava pa se aktivira glede na spremembo intenzivnosti absorpcije toplotnega sevanja s plinom.

CO zelo dobro absorbira toplotni del spektra, zato takšne naprave delujejo v načinu čuvaja ali skenerja. Rezultat skeniranja je lahko prikazan v obliki dvobarvnega signala ali indikacije količine ogljikovega monoksida v zraku na digitalni ali linearni skali.

Kateri senzor je boljši

Za pravilno izbiro senzorja ogljikovega monoksida je treba upoštevati način delovanja in naravo prostora, v katerem bo senzor nameščen. Na primer, kemični senzorji, ki veljajo za zastarele, odlično delujejo v kotlovnicah in pomožnih prostorih. Poceni napravo za zaznavanje ogljikovega monoksida lahko namestite v svojem domu ali delavnici. V kuhinji se mreža hitro prekrije s prahom in maščobnimi usedlinami, kar močno zmanjša občutljivost kemičnega stožca.

Polprevodniški senzorji ogljikovega monoksida delujejo enako dobro v katerem koli okolju, vendar za delovanje potrebujejo močan zunanji vir energije. Stroški naprave so višji od cene kemičnih senzorskih sistemov.

Infrardeči senzorji so danes najpogostejši. Aktivno se uporabljajo za dokončanje varnostnih sistemov za stanovanjske kotle za individualno ogrevanje. Hkrati se občutljivost krmilnega sistema sčasoma praktično ne spremeni zaradi prahu ali temperature zraka. Poleg tega imajo takšni sistemi praviloma vgrajene mehanizme za testiranje in kalibracijo, kar omogoča občasno preverjanje njihove učinkovitosti.

Namestitev naprav za nadzor ogljikovega monoksida

Senzorje ogljikovega monoksida mora namestiti in vzdrževati izključno usposobljeno osebje. Občasno so instrumenti predmet pregleda, kalibracije, vzdrževanja in zamenjave.

Senzor mora biti nameščen na razdalji od 1 do 4 m od vira plina, ohišje ali daljinski senzorji so nameščeni na višini 150 cm nad tlemi in morajo biti kalibrirani glede na zgornji in spodnji prag občutljivosti.

Življenjska doba hišnih detektorjev ogljikovega monoksida je 5 let.

Zaključek

Boj proti nastajanju ogljikovega monoksida zahteva skrb in odgovoren odnos do nameščene opreme. Vsi poskusi s senzorji, zlasti polprevodniškimi, močno zmanjšajo občutljivost naprave, kar na koncu povzroči povečanje vsebnosti ogljikovega monoksida v ozračju kuhinje in celotnega stanovanja, ki počasi zastruplja vse njegove prebivalce. Problem nadzora ogljikovega monoksida je tako resen, da je možno, da bo uporaba senzorjev v prihodnosti obvezna za vse kategorije individualnega ogrevanja.

Vse, kar nas obdaja, je sestavljeno iz spojin različnih kemičnih elementov. Ne dihamo le zrak, temveč kompleksno organsko spojino, ki vsebuje kisik, dušik, vodik, ogljikov dioksid in druge potrebne sestavine. Vpliv mnogih od teh elementov na človeško telo zlasti in na življenje na Zemlji nasploh še ni v celoti raziskan. Da bi razumeli procese medsebojnega medsebojnega delovanja elementov, plinov, soli in drugih formacij, je bil v šolski tečaj uveden predmet "Kemija". 8. razred je začetek pouka kemije po potrjenem splošnoizobraževalnem programu.

Ena najpogostejših spojin, ki jih najdemo v obeh zemeljska skorja, v atmosferi pa je oksid. Oksid je spojina katerega koli kemični element z atomom kisika. Tudi vir vsega življenja na Zemlji – voda, je vodikov oksid. Toda v tem članku ne bomo govorili o oksidih na splošno, temveč o eni najpogostejših spojin - ogljikovem monoksidu. Te spojine dobimo z združitvijo atomov kisika in ogljika. Te spojine lahko vsebujejo različne količine ogljikovih in kisikovih atomov, vendar je treba razlikovati med dvema glavnima spojinama ogljika in kisika: ogljikov monoksid in ogljikov dioksid.

Kemijska formula in način pridobivanja ogljikovega monoksida

Kakšna je njegova formula? Ogljikov monoksid je precej enostavno zapomniti - CO. Molekula ogljikovega monoksida je tvorjena s trojno vezjo, zato ima precej visoko vezno moč in ima zelo majhno medjedrno razdaljo (0,1128 nm). Energija pretrganja te kemične spojine je 1076 kJ/mol. Trojna vez nastane zaradi dejstva, da ima element ogljik v svoji atomski strukturi p-orbitalo, ki je ne zasedajo elektroni. Ta okoliščina ustvarja možnost, da ogljikov atom postane akceptor elektronskega para. Nasprotno pa ima atom kisika nedeljen par elektronov v eni od p-orbital, kar pomeni, da ima sposobnost darovanja elektronov. Ko se ta dva atoma združita, se poleg dveh kovalentnih vezi pojavi še tretja - donorsko-akceptorska kovalentna vez.

obstajajo različne načine pridobivanje CO Eden najpreprostejših je prehajanje ogljikovega dioksida preko vročega premoga. V laboratoriju se ogljikov monoksid proizvaja z naslednjo reakcijo: mravljinčno kislino se segreje z žveplovo kislino, ki loči mravljično kislino na vodo in ogljikov monoksid.

CO se sprošča tudi pri segrevanju oksalne in žveplove kisline.

Fizikalne lastnosti CO

Ogljikov monoksid (2) ima naslednje fizikalne lastnosti - je brezbarven plin brez izrazitega vonja. Vsi tuji vonji, ki se pojavijo med uhajanjem ogljikovega monoksida, so produkti razgradnje organskih nečistoč. Je veliko lažji od zraka, izjemno toksičen, zelo slabo topen v vodi in lahko vnetljiv.

Najpomembnejša lastnost CO je njegov negativen učinek na človeško telo. Zastrupitev z ogljikovim monoksidom je lahko usodna. V nadaljevanju bomo podrobneje obravnavali učinke ogljikovega monoksida na človeško telo.

Kemijske lastnosti CO

Osnovno kemične reakcije, v katerem se lahko uporabijo ogljikovi oksidi (2) - to je redoks reakcija, pa tudi adicijska reakcija. Redoks reakcija se izraža v zmožnosti CO, da reducira kovino iz oksidov z njihovim mešanjem z nadaljnjim segrevanjem.

Pri interakciji s kisikom nastane ogljikov dioksid in sprosti se znatna količina toplote. Ogljikov monoksid gori z modrikastim plamenom. Zelo pomembna funkcija ogljikovega monoksida je njegova interakcija s kovinami. Kot rezultat takšnih reakcij nastanejo kovinski karbonili, od katerih je velika večina kristalne snovi. Uporabljajo se za proizvodnjo ultra čistih kovin, kot tudi za nanašanje kovinskih prevlek. Mimogrede, karbonili so se dobro izkazali kot katalizatorji kemičnih reakcij.

Kemijska formula in način pridobivanja ogljikovega dioksida

Ogljikov dioksid ali ogljikov dioksid ima kemijska formula CO2. Struktura molekule je nekoliko drugačna od strukture CO. V tej tvorbi ima ogljik oksidacijsko stopnjo +4. Struktura molekule je linearna, kar pomeni, da je nepolarna. Molekula CO 2 ni tako močna kot CO. IN zemeljsko ozračje vsebuje približno 0,03 % ogljikovega dioksida glede na celotno prostornino. Povečanje tega indikatorja uničuje ozonski plašč Zemlje. V znanosti ta pojav imenujemo učinek tople grede.

Ogljikov dioksid lahko pridobivamo na različne načine. V industriji nastaja kot posledica zgorevanja dimnih plinov. Lahko je stranski produkt procesa proizvodnje alkohola. Pridobimo ga lahko s postopkom razgradnje zraka na glavne sestavine, kot so dušik, kisik, argon in drugi. V laboratorijskih pogojih lahko ogljikov monoksid (4) pridobimo s sežiganjem apnenca, doma pa lahko ogljikov dioksid proizvedemo z reakcijo citronska kislina in soda bikarbona. Mimogrede, prav tako so gazirane pijače izdelovali na samem začetku njihove proizvodnje.

Fizikalne lastnosti CO 2

Ogljikov dioksid je brezbarvna plinasta snov brez značilnega ostrega vonja. Zaradi visokega oksidacijskega števila ima ta plin rahlo kiselkast okus. Ta izdelek ne podpira procesa zgorevanja, saj je sam rezultat izgorevanja. S povečano koncentracijo ogljikovega dioksida človek izgubi sposobnost dihanja, kar vodi v smrt. V nadaljevanju bomo podrobneje obravnavali učinke ogljikovega dioksida na človeško telo. CO 2 je veliko težji od zraka in je dobro topen v vodi tudi pri sobni temperaturi.

Ena najbolj zanimivih lastnosti ogljikovega dioksida je, da pri normalnem atmosferskem tlaku nima tekočega stanja. Če pa strukturo ogljikovega dioksida izpostavimo temperaturi -56,6 °C in tlaku približno 519 kPa, se spremeni v brezbarvno tekočino.

Ko temperatura močno pade, je plin v stanju tako imenovanega "suhega ledu" in izhlapi pri temperaturi nad -78 o C.

Kemijske lastnosti CO 2

Po njihovem kemijske lastnosti Ogljikov monoksid (4), katerega formula je CO 2, je tipičen kisli oksid in ima vse njegove lastnosti.

1. Pri interakciji z vodo nastane ogljikova kislina, ki ima šibko kislost in nizko stabilnost v raztopinah.

2. Pri interakciji z alkalijami ogljikov dioksid tvori ustrezno sol in vodo.

3. Med interakcijo z aktivnimi kovinskimi oksidi spodbuja tvorbo soli.

4. Ne podpira procesa zgorevanja. Samo nekatere aktivne kovine, kot so litij, kalij in natrij, lahko aktivirajo ta proces.

Vpliv ogljikovega monoksida na človeško telo

Vrnimo se k glavnemu problemu vseh plinov – vplivu na človeško telo. Ogljikov monoksid spada v skupino življenjsko nevarnih plinov. Za ljudi in živali je izjemno močna strupena snov, ki ob zaužitju resno prizadene kri, živčni sistem telesa in mišice (tudi srce).

Ogljikovega monoksida v zraku ni mogoče prepoznati, saj ta plin nima izrazitega vonja. Ravno zaradi tega je nevaren. Ko vstopi v človeško telo skozi pljuča, ogljikov monoksid aktivira svojo destruktivno aktivnost v krvi in ​​​​začne interakcijo s hemoglobinom stokrat hitreje kot kisik. Posledično se pojavi zelo stabilna spojina, imenovana karboksihemoglobin. Moti dostavo kisika iz pljuč v mišice, kar povzroči stradanje mišičnega tkiva. To še posebej močno prizadene možgane.

Zaradi nezmožnosti prepoznavanja zastrupitve z ogljikovim monoksidom z vonjem, morate poznati nekaj osnovnih znakov, ki se pojavijo v zgodnjih fazah:

• omotica, ki jo spremlja glavobol;
• zvonjenje v ušesih in utripanje pred očmi;
• palpitacije in težko dihanje;
• rdečina obraza.

Nato žrtev zastrupitve razvije hudo šibkost, včasih bruhanje. V hudih primerih zastrupitve so možni nehoteni konvulzije, ki jih spremlja nadaljnja izguba zavesti in koma. Če pacientu ni pravočasno zagotovljena ustrezna medicinska oskrba, je možna smrt.

Vpliv ogljikovega dioksida na človeško telo

Ogljikovi oksidi s kislostjo +4 spadajo v kategorijo zadušljivih plinov. Z drugimi besedami, ogljikov dioksid ni strupena snov, lahko pa bistveno vpliva na dotok kisika v telo. Ko se raven ogljikovega dioksida poveča na 3-4%, oseba postane resno šibka in se začne počutiti zaspano. Ko se raven poveča na 10%, se začnejo razvijati hudi glavoboli, omotica, izguba sluha, včasih pride do izgube zavesti. Če koncentracija ogljikovega dioksida naraste na raven 20%, potem pride do smrti zaradi stradanja kisika.

Zdravljenje zastrupitve z ogljikovim dioksidom je zelo preprosto - žrtvi omogočite dostop do čistega zraka in po potrebi izvajajte umetno dihanje. V skrajnem primeru morate žrtev priključiti na ventilator.

Iz opisov vpliva teh dveh ogljikovih oksidov na telo lahko sklepamo, da ogljikov monoksid še vedno predstavlja veliko nevarnost za človeka s svojo visoko toksičnostjo in usmerjenim delovanjem na telo od znotraj.

Ogljikov dioksid ni tako zahrbten in je za človeka manj škodljiv, zato ga ljudje aktivno uporabljajo tudi v prehrambeni industriji.

Uporaba ogljikovih oksidov v industriji in njihov vpliv na različne vidike življenja

Ogljikovi oksidi imajo zelo široko uporabo v različna področjačlovekove dejavnosti, njihov obseg pa je izjemno bogat. Tako se ogljikov monoksid pogosto uporablja v metalurgiji v procesu taljenja litega železa. CO je pridobil veliko popularnost kot material za shranjevanje hrane v hladilniku. Ta oksid se uporablja za predelavo mesa in rib, da dobijo svež videz in ne spremenijo okusa. Pomembno je, da ne pozabite na strupenost tega plina in ne pozabite, da dovoljeni odmerek ne sme presegati 200 mg na 1 kg proizvoda. CO in v zadnjem času Vse pogosteje se uporablja v avtomobilski industriji kot gorivo za vozila na plin.

Ogljikov dioksid je netoksičen, zato se njegova uporaba pogosto uporablja v živilska industrija, kjer se uporablja kot konzervans ali sredstvo za vzhajanje. CO 2 se uporablja tudi pri proizvodnji mineralnih in gaziranih vod. V svoji trdni obliki (»suhi led«) se pogosto uporablja v zamrzovalnikih za vzdrževanje stalno nizke temperature v prostoru ali napravi.

Zelo priljubljeni so postali gasilni aparati na ogljikov dioksid, katerih pena popolnoma izolira ogenj od kisika in preprečuje razplamtevanje požara. V skladu s tem je drugo področje uporabe požarna varnost. Z ogljikovim dioksidom so napolnjeni tudi valji zračnih pištol. In seveda, skoraj vsak od nas je prebral, iz česa je sestavljen osvežilec zraka. Da, ena od komponent je ogljikov dioksid.

Kot lahko vidimo, je ogljikov dioksid zaradi minimalne toksičnosti vse pogostejši v človekovem vsakdanjem življenju, medtem ko je ogljikov monoksid našel uporabo v težki industriji.

Obstajajo še druge ogljikove spojine s kisikom, na srečo formula ogljika in kisika omogoča uporabo različne možnosti spojine z različnim številom ogljikovih in kisikovih atomov. Število oksidov se lahko spreminja od C 2 O 2 do C 32 O 8. In za opis vsakega od njih bo trajalo več kot eno stran.

Ogljikovi oksidi v naravi

Obe vrsti ogljikovih oksidov, o katerih govorimo tukaj, sta tako ali drugače prisotni v naravnem svetu. Tako je ogljikov monoksid lahko produkt zgorevanja gozdov ali posledica človekove dejavnosti (izpušni plini in nevarni odpadki iz industrijskih podjetij).

Del kompleksne sestave zraka je tudi ogljikov dioksid, ki ga že poznamo. Njegova vsebnost v njem je približno 0,03% celotne prostornine. Ko se ta indikator poveča, se pojavi tako imenovani "učinek tople grede", ki se ga sodobni znanstveniki tako bojijo.

Ogljikov dioksid sproščajo živali in ljudje z izdihom. Je glavni vir takšnega elementa, kot je ogljik, ki je koristen za rastline, zato številni znanstveniki streljajo na vse valje in opozarjajo na nesprejemljivost obsežnega krčenja gozdov. Če rastline prenehajo absorbirati ogljikov dioksid, se lahko odstotek njegove vsebnosti v zraku poveča na kritične ravni za človeško življenje.

Očitno je veliko ljudi na oblasti pozabilo na snov, ki so jo obravnavali v učbeniku »Splošna kemija. 8. razred«, sicer bi problematiki krčenja gozdov marsikje po svetu namenili resnejšo pozornost. To, mimogrede, velja tudi za problem ogljikovega monoksida v okolju. Količina človeških odpadkov in odstotek emisij tega nenavadno strupenega materiala v okolju raste iz dneva v dan. In ni dejstvo, da se usoda sveta, opisana v čudoviti risanki "Wally", ne bo ponovila, ko je človeštvo moralo zapustiti Zemljo, ki je bila onesnažena do temeljev, in iti v druge svetove v iskanju boljše življenje.

brezbarven plin Toplotne lastnosti Tališče −205 °C Vrelišče −191,5 °C Entalpija (st. konv.) −110,52 kJ/mol Kemijske lastnosti Topnost v vodi 0,0026 g/100 ml Razvrstitev številka CAS

• Razred nevarnosti ZN 2.3
• Sekundarna nevarnost po klasifikaciji ZN 2.1

Struktura molekule

Molekula CO ima tako kot izoelektronska molekula dušika trojna vez. Ker so si te molekule podobne po strukturi, so podobne tudi njihove lastnosti - zelo nizka tališča in vrelišča, blizu vrednosti standardnih entropij itd.

V okviru metode valentne vezi lahko zgradbo molekule CO opišemo s formulo: C≡O:, tretja vez pa nastane po donorno-akceptorskem mehanizmu, kjer je ogljik akceptor elektronskega para , kisik pa je darovalec.

Zaradi prisotnosti trojne vezi je molekula CO zelo močna (disociacijska energija 1069 kJ/mol ali 256 kcal/mol, kar je več kot pri drugih dvoatomnih molekulah) in ima majhno medjedrsko razdaljo (d C≡ O = 0,1128 nm ali 1,13Å).

Molekula je šibko polarizirana, električni navor njegov dipol μ = 0,04 10 -29 C m (smer dipolni moment O - →C +). Ionizacijski potencial 14,0 V, konstanta sklopitve sile k = 18,6.

Zgodovina odkritja

Ogljikov monoksid je prvi proizvedel francoski kemik Jacques de Lassonne s segrevanjem cinkovega oksida s premogom, vendar so ga sprva zamenjali za vodik, ker je gorel z modrim plamenom. Da ta plin vsebuje ogljik in kisik, je odkril angleški kemik William Cruickshank. Ogljikov monoksid zunaj Zemljine atmosfere je prvi odkril belgijski znanstvenik M. Migeotte leta 1949 s prisotnostjo glavnega vibracijsko-rotacijskega pasu v IR spektru Sonca.

Ogljikov monoksid v zemeljski atmosferi

Obstajajo naravni in antropogeni viri vstopa v Zemljino atmosfero. V naravnih razmerah na zemeljskem površju CO nastaja pri nepopolni anaerobni razgradnji organskih spojin in pri zgorevanju biomase, predvsem med gozdnimi in stepskimi požari. Ogljikov monoksid nastaja v tleh tako biološko (sproščajo ga živi organizmi) kot nebiološko. Eksperimentalno je dokazano sproščanje ogljikovega monoksida zaradi fenolnih spojin, ki so pogoste v tleh in vsebujejo skupine OCH 3 ali OH v orto- ali para-položajih glede na prvo hidroksilno skupino.

Celotno ravnovesje nebiološke proizvodnje CO in njegove oksidacije s strani mikroorganizmov je odvisno od posebnih okoljskih pogojev, predvsem vlažnosti in . Na primer, ogljikov monoksid se sprošča neposredno v ozračje iz sušnih tal in tako ustvarja lokalne maksimume koncentracije tega plina.

V ozračju je CO produkt reakcijskih verig, ki vključujejo metan in druge ogljikovodike (predvsem izopren).

Glavni antropogeni vir CO so trenutno izpušni plini motorjev z notranjim zgorevanjem. Ogljikov monoksid nastane pri zgorevanju ogljikovodikovih goriv v motorjih z notranjim zgorevanjem pri nezadostnih temperaturah ali pa je sistem za dovod zraka slabo nastavljen (dovaja se premalo kisika za oksidacijo CO v CO 2 ). V preteklosti je pomemben del antropogenega vnosa CO v ozračje zagotavljal svetilni plin, ki so ga v 19. stoletju uporabljali za notranjo razsvetljavo. Njegova sestava je bila približno enaka vodnemu plinu, to je vseboval je do 45% ogljikovega monoksida. Trenutno se v javnem sektorju ta plin nadomešča z veliko manj strupenim zemeljskim plinom (nižji predstavniki homolognega niza alkanov - propan itd.)

Vnos CO iz naravnih in antropogenih virov je približno enak.

Ogljikov monoksid v ozračju hitro kroži: njegov povprečni čas zadrževanja je približno 0,1 leta, oksidira ga hidroksil v ogljikov dioksid.

potrdilo o prejemu

Industrijska metoda

2C + O 2 → 2CO (toplotni učinek te reakcije je 22 kJ),

2. ali pri zmanjševanju ogljikovega dioksida z vročim premogom:

CO 2 + C ↔ 2CO (ΔH=172 kJ, ΔS=176 J/K).

Ta reakcija se pogosto pojavi pri ognju v peči, ko se loputa peči zapre prezgodaj (preden premog popolnoma izgori). Ogljikov monoksid, ki nastane v tem primeru, zaradi svoje toksičnosti povzroča fiziološke motnje ("hlapi") in celo smrt (glej spodaj), od tod tudi eno od trivialnih imen - "ogljikov monoksid". Slika reakcij, ki potekajo v peči, je prikazana na diagramu.

Reakcija redukcije ogljikovega dioksida je reverzibilna; učinek temperature na ravnotežno stanje te reakcije je prikazan na grafu. Potek reakcije na desno zagotavlja entropijski faktor, na levo pa entalpijski faktor. Pri temperaturah pod 400°C se ravnovesje skoraj popolnoma premakne v levo, pri temperaturah nad 1000°C pa v desno (proti nastanku CO). Pri nizkih temperaturah je hitrost te reakcije zelo nizka, zato je ogljikov monoksid v normalnih pogojih precej stabilen. To ravnotežje ima posebno ime Boudoir ravnotežje.

3. Mešanice ogljikovega monoksida z drugimi snovmi dobimo s prepuščanjem zraka, vodne pare itd. skozi plast vročega koksa, kamna oz. rjavi premog itd. (glej generatorski plin, vodni plin, mešani plin, sintezni plin).

Laboratorijska metoda

TLV (maksimalna mejna koncentracija, ZDA): 25 MAC r.z. po Higienskih standardih GN 2.2.5.1313-03 je 20 mg/m³

Zaščita pred ogljikovim monoksidom

Zaradi tako dobre kurilne vrednosti je CO sestavni del različnih tehničnih plinskih mešanic (glej npr. generatorski plin), ki se med drugim uporabljajo za ogrevanje.

halogeni. Največji praktična uporaba dobil reakcijo s klorom:

CO + Cl 2 → COCl 2

Reakcija je eksotermna, njen toplotni učinek je 113 kJ, v prisotnosti katalizatorja (aktivnega oglja) pa poteka pri sobni temperaturi. Kot rezultat reakcije nastane fosgen, snov, ki se pogosto uporablja v različnih vejah kemije (in tudi kot kemično bojno sredstvo). S podobnimi reakcijami lahko dobimo COF 2 (karbonil fluorid) in COBr 2 (karbonil bromid). Karbonil jodida nismo dobili. Eksotermnost reakcij se hitro zmanjša od F do I (za reakcije s F 2 je toplotni učinek 481 kJ, z Br 2 - 4 kJ). Možno je dobiti tudi mešane derivate, na primer COFCl (za več podrobnosti glej halogenske derivate ogljikove kisline).

Z reakcijo CO s F 2 lahko poleg karbonil fluorida dobimo še peroksidno spojino (FCO) 2 O 2 . Njegove značilnosti: tališče −42°C, vrelišče +16°C, ima značilen vonj (podoben vonju po ozonu), pri segrevanju nad 200°C eksplozivno razpade (produkti reakcije CO 2, O 2 in COF 2 ), v kislem mediju reagira s kalijevim jodidom po enačbi:

(FCO) 2 O 2 + 2KI → 2KF + I 2 + 2CO 2

Ogljikov monoksid reagira s halkogeni. Z žveplom tvori ogljikov sulfid COS, reakcija poteka pri segrevanju po enačbi:

CO + S → COS ΔG° 298 = −229 kJ, ΔS° 298 = −134 J/K

Dobili smo tudi podobna selenoksid COSe in teluroksid COTe.

Obnavlja SO 2:

SO 2 + 2CO → 2CO 2 + S

S prehodnimi kovinami tvori zelo hlapne, vnetljive in strupene spojine - karbonile, kot so Cr(CO) 6, Ni(CO) 4, Mn 2 CO 10, Co 2 (CO) 9 itd.

Kot je navedeno zgoraj, je ogljikov monoksid rahlo topen v vodi, vendar z njo ne reagira. Prav tako ne reagira z raztopinami alkalij in kislin. Vendar pa reagira z alkalnimi talinami:

CO + KOH → HCOOK

Zanimiva je reakcija ogljikovega monoksida s kovinskim kalijem v raztopini amoniaka. Pri tem nastane eksplozivna spojina kalijev dioksodikarbonat:

2K + 2CO → K + O - -C 2 -O - K +

Z reakcijo z amoniakom pri visokih temperaturah lahko dobimo pomembno spojino za industrijo - vodikov cianid HCN. Reakcija poteka v prisotnosti katalizatorja (oksid

Ogljikov monoksid ali ogljikov monoksid (CO) je plin brez barve, vonja in okusa. Gori z modrim plamenom, kot vodik. Zaradi tega so ga kemiki leta 1776 zamenjali z vodikom, ko so prvič proizvedli ogljikov monoksid s segrevanjem cinkovega oksida z ogljikom. Molekula tega plina ima močno trojno vez, tako kot molekula dušika. Zato je med njima nekaj podobnosti: tališča in vrelišča so skoraj enaka. Molekula ogljikovega monoksida ima visok ionizacijski potencial.

Ko ogljikov monoksid oksidira, tvori ogljikov dioksid. Pri tej reakciji se sprosti velika količina toplotne energije. Zato se v ogrevalnih sistemih uporablja ogljikov monoksid.

Ogljikov monoksid pri nizkih temperaturah skoraj ne reagira z drugimi snovmi; Adicijske reakcije različnih organskih snovi potekajo zelo hitro. Mešanica CO in kisika v določenih razmerjih je zelo nevarna zaradi možnosti eksplozije.

Proizvodnja ogljikovega monoksida

V laboratorijskih pogojih ogljikov monoksid nastaja z razgradnjo. Pojavi se pod vplivom vroče koncentrirane žveplove kisline ali pri prehodu skozi fosforjev oksid. Druga metoda je segrevanje mešanice mravljične in oksalne kisline na določeno temperaturo. Razviti CO je mogoče odstraniti iz te mešanice tako, da jo spustimo skozi baritno vodo (nasičeno raztopino).

Nevarnost ogljikovega monoksida

Ogljikov monoksid je izjemno nevaren za ljudi. Povzroča hudo zastrupitev in pogosto smrt. Stvar je v tem, da ima ogljikov monoksid sposobnost reagirati s hemoglobinom v krvi, ki prenaša kisik v vse celice telesa. Kot rezultat te reakcije nastane karbohemoglobin. Zaradi pomanjkanja kisika pride do stradanja celic.

Prepoznamo lahko naslednje simptome zastrupitve: slabost, bruhanje, glavobol, izguba barvnega vida, dihalna stiska in drugi. Osebi, ki se zastrupi z ogljikovim monoksidom, je treba čim prej zagotoviti prvo pomoč. Najprej ga morate izvleči svež zrak in položite vatirano palčko, namočeno v amoniaku, na nos. Nato žrtev zdrgnite po prsih in na noge položite grelne blazinice. Priporočljivo je piti veliko tople tekočine. Po odkritju simptomov morate takoj poklicati zdravnika.