Уравнение на въглеродния окис. Въглероден окис: формула и свойства

Всичко, което ни заобикаля, се състои от съединения на различни химични елементи. Ние дишаме не просто въздух, а сложно органично съединение, съдържащо кислород, азот, водород, въглероден диоксид и други необходими компоненти. Влиянието на много от тези елементи върху човешкото тяло в частност и върху живота на Земята като цяло все още не е напълно проучено. За да се разберат процесите на взаимодействие на елементи, газове, соли и други образувания помежду си, предметът "Химия" беше въведен в училищния курс. 8 клас е началото на часовете по химия по утвърдената общообразователна програма.

Едно от най-често срещаните съединения, открити както в земната кора, така и в атмосферата, е оксидът. Оксидът е съединение на всеки химичен елемент с кислороден атом. Дори източникът на целия живот на Земята - водата - е водороден оксид. Но в тази статия няма да говорим за оксидите като цяло, а за едно от най-често срещаните съединения - въглеродния оксид. Тези съединения се получават чрез сливане на кислородни и въглеродни атоми. Тези съединения могат да съдържат различни количества въглеродни и кислородни атоми, но трябва да се разграничат две основни съединения на въглерод и кислород: въглероден оксид и въглероден диоксид.

Химична формула и метод за получаване на въглероден окис

Каква е формулата му? Въглеродният окис е доста лесен за запомняне - CO. Молекулата на въглеродния окис се образува от тройна връзка и следователно има доста висока якост на връзката и има много малко междуядрено разстояние (0,1128 nm). Дадена брейк енергия химическо съединениее 1076 kJ/mol. Тройната връзка възниква поради факта, че елементът въглерод има р-орбитала в структурата на атома, която не е заета от електрони. Това обстоятелство създава възможност въглеродният атом да стане акцептор на електронна двойка. А кислородният атом, напротив, има неподелена двойка електрони на една от р-орбиталите, което означава, че има способности за донор на електрони. Когато тези два атома се комбинират, освен две ковалентни връзки се появява и трета - донорно-акцепторна ковалентна връзка.

Съществуват различни начиниполучаване на CO. Един от най-простите е преминаването на въглероден диоксид върху горещи въглища. В лабораторни условия въглеродният окис се получава чрез следната реакция: мравчената киселина се нагрява със сярна киселина, която разделя мравчената киселина на вода и въглероден окис.

CO се отделя и при нагряване на оксалова и сярна киселина.

Физични свойства на CO

Въглеродният окис (2) има следните физични свойства - това е безцветен газ, който няма изразена миризма. Всички миризми, които се появяват при изтичане на въглероден окис, са продукти на гниене на органични примеси. Той е много по-лек от въздуха, изключително токсичен, много слабо разтворим във вода и силно запалим.

Най-важното свойство на CO е неговото отрицателно въздействие върху човешкото тяло. Отравянето с въглероден окис може да бъде фатално. Повече подробности за ефектите на въглеродния окис върху човешкото тяло ще бъдат обсъдени по-долу.

Химични свойства на CO

Основните химични реакции, в които могат да се използват въглеродни оксиди (2), са редокс реакция, както и реакция на присъединяване. Редокс реакцията се изразява в способността на CO да възстановява метала от оксиди чрез смесването им с допълнително нагряване.

При взаимодействие с кислорода се образува въглероден диоксид с отделяне на значително количество топлина. Въглеродният окис гори със синкав пламък. Много важна функция на въглеродния окис е взаимодействието му с металите. В резултат на такива реакции се образуват метални карбонили, по-голямата част от които са кристални вещества. Използват се за производство на изключително чисти метали, както и за нанасяне на метални покрития. Между другото, карбонилите са се доказали добре като катализатори за химични реакции.

Химична формула и метод за получаване на въглероден диоксид

Въглеродният диоксид или въглеродният диоксид има химичната формула CO 2 . Структурата на молекулата е малко по-различна от тази на CO. В тази формация въглеродът има степен на окисление +4. Структурата на молекулата е линейна и следователно неполярна. Молекулата CO 2 няма същата силна сила като CO. Земната атмосфера съдържа около 0,03% въглероден диоксид от общ обем. Увеличаването на тази стойност унищожава озонов слойЗемята. В науката това явление се нарича парников ефект.

Въглеродният диоксид може да се получи по различни начини. В промишлеността се образува в резултат на изгаряне на димни газове. Може да е страничен продукт от процеса на производство на алкохол. Може да се получи в процеса на разлагане на въздуха на основни компоненти, като азот, кислород, аргон и др. В лабораторни условия въглероден оксид (4) може да се получи в процеса на изгаряне на варовик, а у дома въглероден диоксид може да се получи чрез реакцията на лимонена киселина и сода за хляб. Между другото, така са правени газираните напитки в самото начало на тяхното производство.

Физични свойства на CO 2

Въглеродният диоксид е безцветно газообразно вещество без характерна остра миризма. Поради високото окислително число този газ има леко кисел вкус. Този продуктне поддържа процеса на горене, тъй като самият той е резултат от горене. При повишена концентрация на въглероден диоксид човек губи способността си да диша, което води до смърт. Повече подробности за ефектите на въглеродния диоксид върху човешкото тяло ще бъдат обсъдени по-долу. CO 2 е много по-тежък от въздуха и силно разтворим във вода дори при стайна температура.

Едно от най-интересните свойства на въглеродния диоксид е, че той няма течност агрегатно състояниепри нормално атмосферно налягане. Въпреки това, ако структурата на въглеродния диоксид се повлияе от температура от -56,6 ° C и налягане от около 519 kPa, тогава той се превръща в безцветна течност.

При значително понижаване на температурата газът е в състояние на така наречения "сух лед" и се изпарява при температура по-висока от -78 ° C.

Химични свойства на CO 2

Според своите химични свойства въглеродният оксид (4), чиято формула е CO 2 , е типичен киселинен оксид и притежава всички негови свойства.

1. При взаимодействие с вода се образува въглеродна киселина, която има слаба киселинност и ниска стабилност в разтвори.

2. При взаимодействие с алкали въглеродният диоксид образува съответната сол и вода.

3. При взаимодействие с активни метални оксиди, насърчава образуването на соли.

4. Не поддържа процеса на горене. Само някои хора могат да активират този процес. активни металикато литий, калий, натрий.

Ефектът на въглеродния окис върху човешкото тяло

Да се ​​върнем към основния проблем на всички газове - въздействието върху човешкото тяло. Въглеродният окис принадлежи към групата на изключително опасните за живота газове. За хората и животните е изключително силно токсично вещество, което при поглъщане сериозно засяга кръвта, нервна систематялото и мускулите (включително сърцето).

Въглеродният окис във въздуха е невъзможно да се разпознае, тъй като този газ няма изразена миризма. Това го прави опасен. Попадайки през белите дробове в човешкото тяло, въглеродният окис активира разрушителната си дейност в кръвта и стотици пъти по-бързо от кислорода започва да взаимодейства с хемоглобина. Резултатът е много стабилно съединение, наречено карбоксихемоглобин. Той пречи на доставката на кислород от белите дробове до мускулите, което води до мускулен глад на тъканите. Мозъкът е особено засегнат от това.

Поради невъзможността да разпознаете отравянето с въглероден окис чрез обонянието, трябва да сте наясно с някои от основните признаци, които се появяват в ранните етапи:

  • замайване, придружено от главоболие;
  • шум в ушите и трептене пред очите;
  • силно сърцебиене и недостиг на въздух;
  • зачервяване на лицето.

В бъдеще жертвата на отравяне развива силна слабост, понякога повръщане. При тежки случаи на отравяне са възможни неволни конвулсии, придружени от допълнителна загуба на съзнание и кома. Ако пациентът не получи подходяща медицинска помощ навреме, тогава е възможен фатален изход.

Ефектът на въглеродния диоксид върху човешкото тяло

Въглеродните оксиди с киселинност +4 принадлежат към категорията на задушливите газове. С други думи, въглеродният диоксид не е токсично вещество, но може значително да повлияе на притока на кислород към тялото. Когато нивото на въглеродния диоксид се повиши до 3-4%, човек има сериозна слабост, започва да спи. Когато нивото се повиши до 10%, започват да се развиват тежки главоболия, световъртеж, загуба на слуха, понякога се наблюдава загуба на съзнание. Ако концентрацията на въглероден диоксид се повиши до ниво от 20%, тогава настъпва смърт от кислороден глад.

Лечението на отравяне с въглероден диоксид е много просто - дайте на жертвата достъп до чист въздух, ако е необходимо, направете изкуствено дишане. В крайни случаи трябва да свържете жертвата към устройството изкуствена вентилациябели дробове.

От описанията на ефекта на тези два въглеродни оксида върху тялото можем да заключим, че въглеродният оксид все още представлява голяма опасност за хората със своята висока токсичност и насочени ефекти върху тялото отвътре.

Въглеродният диоксид не се отличава с такава коварност и е по-малко вреден за хората, поради което хората активно използват това вещество дори в хранително-вкусовата промишленост.

Използването на въглеродни оксиди в промишлеността и тяхното въздействие върху различни аспекти на живота

Въглеродните оксиди се използват широко в различни областичовешки дейности, а спектърът им е изключително богат. И така, въглеродният окис се използва с мощ и основно в металургията в процеса на топене на желязо. CO придоби широка популярност като материал за съхраняване на храна в хладилник. Този оксид се използва за обработка на месо и риба, за да им придаде свеж вид и да не променя вкуса. Важно е да не забравяме за токсичността на този газ и да помним, че допустимата доза не трябва да надвишава 200 mg на 1 kg продукт. CO напоследък все повече се използва в автомобилната индустрия като гориво за превозни средства, задвижвани с газ.

Въглеродният диоксид е нетоксичен, така че обхватът му е широко въведен в хранително-вкусовата промишленосткъдето се използва като консервант или бакпулвер. CO 2 се използва и при производството на минерални и газирани води. В твърдото си състояние („сух лед“) той често се използва във фризери, за да поддържа помещението или уреда при постоянно ниска температура.

Голяма популярност придобиха пожарогасителите с въглероден диоксид, чиято пяна напълно изолира огъня от кислорода и не позволява огънят да се разгори. Съответно друга област на приложение е пожарната безопасност. Цилиндрите на въздушните пистолети също се зареждат с въглероден диоксид. И разбира се, почти всеки от нас е чел от какво се състои освежителят за въздух в стаята. Да, една от съставките е въглероден диоксид.

Както можете да видите, поради минималната си токсичност въглеродният диоксид се среща все по-често в Ежедневиеточовек, докато въглеродният окис намери приложение в тежката промишленост.

Има и други въглеродни съединения с кислород, тъй като формулата на въглерод и кислород позволява използването на различни варианти за съединения с различно количествовъглеродни и кислородни атоми. Редица оксиди могат да варират от C 2 O 2 до C 32 O 8 . И за да се опише всеки от тях, ще отнеме повече от една страница.

Въглеродни оксиди в природата

И двата вида въглеродни оксиди, разгледани тук, присъстват по един или друг начин в естествения свят. Така че въглеродният окис може да бъде продукт на изгаряне на горите или резултат от човешка дейност (изгорели газове и опасни отпадъци от промишлени предприятия).

Вече познатият ни въглероден диоксид също е част от сложен съставвъздух. Съдържанието му в него е около 0,03% от общия обем. С увеличаване на този показател се образува т.нар. Парников ефект”, от които толкова се страхуват съвременните учени.

Въглеродният диоксид се отделя от животни и хора чрез издишване. Това е основният източник на такъв полезен за растенията елемент като въглерод, поради което много учени удрят светкавиците, като посочват недопустимостта на мащабно обезлесяване. Ако растенията спрат да абсорбират въглероден диоксид, тогава процентът на съдържанието му във въздуха може да се повиши до критични показатели за човешкия живот.

Явно много хора от властта са забравили учебника, който са учили в детството. обща химия. 8 клас”, в противен случай щеше да се обърне по-сериозно внимание на проблема с обезлесяването в много части на света. Между другото, това се отнася и за проблема с наличието на въглероден окис в околната среда. Количеството човешки отпадъци и процентът на освобождаване на този изключително токсичен материал в околната среда се увеличава с всеки изминал ден. И не е факт, че съдбата на света, описана в прекрасния анимационен филм "Wolly", няма да се повтори, когато човечеството трябваше да напусне земята, която беше замърсена до основи, и да отиде в други светове в търсене на по-добър живот .

физични свойства.

Въглеродният окис е газ без цвят и мирис, слабо разтворим във вода.

т кв. 205 °С,

t b.p. 191 °С

критична температура =140°С

критично налягане = 35 атм.

Разтворимостта на CO във вода е около 1:40 по обем.

Химични свойства.

При нормални условия CO е инертен; при нагряване - редуциращ агент; несолеобразуващ оксид.

1) с кислород

2C +2 O + O 2 \u003d 2C +4 O 2

2) с метални оксиди

C +2 O + CuO \u003d Cu + C +4 O 2

3) с хлор (на светлина)

CO + Cl 2 --hn-> COCl 2 (фосген)

4) реагира с алкални стопи (под налягане)

CO + NaOH = HCOONa (натриев формиат (натриев формиат))

5) образува карбонили с преходни метали

Ni + 4CO \u003d t ° \u003d Ni (CO) 4

Fe + 5CO \u003d t ° \u003d Fe (CO) 5

Въглеродният окис не взаимодейства химически с водата. CO също не реагира с алкали и киселини. Той е изключително отровен.

От химическа гледна точка, въглеродният окис се характеризира главно със своята склонност към присъединителни реакции и своите редуциращи свойства. И двете тенденции обаче обикновено се появяват само когато повишени температури. При тези условия CO се свързва с кислород, хлор, сяра, някои метали и др. В същото време въглеродният оксид, когато се нагрява, редуцира много оксиди до метали, което е много важно за металургията. Заедно с нагряването, повишаването на химическата активност на CO често се причинява от неговото разтваряне. По този начин, в разтвор, той е в състояние да редуцира солите на Au, Pt и някои други елементи до свободни метали вече при обикновени температури.

При повишени температури и високи налягания CO взаимодейства с вода и каустични основи: в първия случай се образува HCOOH, а във втория - натриева мравчена киселина. Последната реакция протича при 120 °C, налягане от 5 atm и намира техническо приложение.

Лесно редуциране на паладиев хлорид в разтвор съгласно обобщената схема:

PdCl 2 + H 2 O + CO \u003d CO 2 + 2 HCl + Pd

служи като най-често използваната реакция за откриване на въглероден окис в смес от газове. Вече много малки количества CO лесно се откриват чрез лекото оцветяване на разтвора поради освобождаването на фино натрошен метален паладий. количествено определяне CO се основава на реакцията:

5 CO + I 2 O 5 \u003d 5 CO 2 + I 2.

Окисляването на CO в разтвор често протича със забележима скорост само в присъствието на катализатор. При избора на последното естеството на окислителя играе основна роля. И така, KMnO 4 най-бързо окислява CO в присъствието на фино раздробено сребро, K 2 Cr 2 O 7 - в присъствието на живачни соли, KClO 3 - в присъствието на OsO 4. Като цяло, в своите редуциращи свойства CO е подобен на молекулния водород и неговата активност при нормални условия е по-висока от тази на последния. Интересното е, че има бактерии, способни да получат енергията, от която се нуждаят за живот, благодарение на окисляването на CO.

Сравнителната активност на CO и H 2 като редуциращи агенти може да бъде оценена чрез изследване на обратимата реакция:

H 2 O + CO \u003d CO 2 + H 2 + 42 kJ,

чието равновесно състояние при високи температурисе установява доста бързо (особено в присъствието на Fe 2 O 3). При 830 ° C равновесната смес съдържа равни количества CO и H 2, т.е. афинитетът на двата газа към кислорода е еднакъв. Под 830 °C CO е по-силен редуциращ агент, а по-висок H 2 .

Свързването на един от продуктите на реакцията, разгледана по-горе, в съответствие със закона за масовото действие, измества неговото равновесие. Следователно, чрез преминаване на смес от въглероден оксид и водна пара върху калциев оксид, може да се получи водород съгласно схемата:

H 2 O + CO + CaO \u003d CaCO 3 + H 2 + 217 kJ.

Тази реакция протича още при 500 °C.

Във въздуха CO се запалва при около 700 ° C и изгаря със син пламък до CO 2:

2 CO + O 2 \u003d 2 CO 2 + 564 kJ.

Значителното отделяне на топлина, придружаващо тази реакция, прави въглеродния окис ценно газообразно гориво. Но най-широко приложение намира като изходен продукт за синтеза на различни органични вещества.

Изгарянето на дебели слоеве въглища в пещи се извършва на три етапа:

1) C + O 2 \u003d CO 2; 2) CO 2 + C \u003d 2 CO; 3) 2 CO + O 2 \u003d 2 CO 2.

Ако тръбата е затворена преждевременно, в пещта се създава липса на кислород, което може да причини разпространение на CO в отопляемото помещение и да доведе до отравяне (прегаряне). Трябва да се отбележи, че миризмата на "въглероден окис" не се причинява от CO, а от примеси на някои органични вещества.

Пламъкът на CO може да има температури до 2100°C. Реакцията на изгаряне на CO е интересна с това, че при нагряване до 700-1000 ° C, тя протича със забележима скорост само в присъствието на следи от водна пара или други съдържащи водород газове (NH3, H2S и др.). Това се дължи на верижния характер на разглежданата реакция, която протича чрез междинно образуване на ОН радикали съгласно схемите:

H + O 2 \u003d HO + O, след това O + CO \u003d CO 2, HO + CO \u003d CO 2 + H и т.н.

При много високи температури реакцията на изгаряне на CO става значително обратима. Съдържанието на CO 2 в равновесна смес (при налягане от 1 atm) над 4000 °C може да бъде незначително. Самата молекула CO е толкова термично стабилна, че не се разлага дори при 6000 °C. В междузвездната среда са открити CO молекули. Под действието на CO върху метален K при 80 ° C се образува безцветно кристално, много експлозивно съединение от състава K 6 C 6 O 6. С елиминирането на калия това вещество лесно преминава във въглероден оксид C 6 O 6 ("трихинон"), който може да се счита за продукт на полимеризация на CO. Неговата структура съответства на шестчленен цикъл, образуван от въглеродни атоми, всеки от които е свързан с двойна връзка с кислородни атоми.

Взаимодействието на CO със сяра според реакцията:

CO + S = COS + 29 kJ

върви бързо само при високи температури. Полученият въглероден тиоксид (О=С=S) е газ без цвят и мирис (т.т. -139, т.т. -50 °С). Въглеродният окис (II) може да се свързва директно с някои метали. В резултат на това се образуват метални карбонили, които трябва да се разглеждат като комплексни съединения.

Въглеродният окис (II) също образува комплексни съединения с някои соли. Някои от тях (OsCl 2 ·3CO, PtCl 2 ·CO и др.) са стабилни само в разтвор. Образуването на последното вещество е свързано с абсорбцията на въглероден оксид (II) от разтвор на CuCl в силна HCl. Подобни съединения очевидно се образуват и в амонячен разтвор на CuCl, който често се използва за абсорбиране на CO при анализ на газове.

Касова бележка.

Въглеродният окис се образува, когато въглеродът се изгаря в отсъствието на кислород. Най-често се получава в резултат на взаимодействието на въглероден диоксид с горещ въглен:

CO 2 + C + 171 kJ = 2 CO.

Тази реакция е обратима, като нейното равновесие под 400 °C е почти напълно изместено наляво, а над 1000 °C - надясно (фиг. 7). Той обаче се установява със забележима скорост само при високи температури. Следователно при нормални условия CO е доста стабилен.

Ориз. 7. Равновесие CO 2 + C \u003d 2 CO.

Образуването на CO от елементи протича съгласно уравнението:

2 C + O 2 \u003d 2 CO + 222 kJ.

Малки количества CO се получават удобно чрез разлагане на мравчена киселина: HCOOH \u003d H 2 O + CO

Тази реакция протича лесно, когато HCOOH реагира с гореща, силна сярна киселина. На практика тази подготовка се осъществява или чрез действието на конц. сярна киселина до течна HCOOH (при нагряване) или чрез преминаване на изпаренията на последната през фосфорен хемипентоксид. Взаимодействието на HCOOH с хлорсулфонова киселина по схемата:

HCOOH + CISO 3 H \u003d H 2 SO 4 + HCI + CO

продължава при нормални температури.

Удобен метод за лабораторно производство на CO може да бъде нагряване с конц. сярна киселина, оксалова киселина или калиев железен цианид. В първия случай реакцията протича по схемата: H 2 C 2 O 4 \u003d CO + CO 2 + H 2 O.

Заедно с CO се отделя и въглероден диоксид, който може да бъде задържан чрез преминаване на газовата смес през разтвор на бариев хидроксид. Във втория случай единственият газообразен продукт е въглеродният окис:

K 4 + 6 H 2 SO 4 + 6 H 2 O \u003d 2 K 2 SO 4 + FeSO 4 + 3 (NH 4) 2 SO 4 + 6 CO.

Големи количества СО могат да се получат при непълно изгаряне на въглища в специални пещи - газови генератори. Обикновеният ("въздушен") генераторен газ съдържа средно (об.%): CO-25, N2-70, CO 2 -4 и малки примеси от други газове. При изгаряне дава 3300-4200 kJ на m 3. Замяната на обикновения въздух с кислород води до значително увеличаване на съдържанието на CO (и повишаване на калоричността на газа).

Още повече CO съдържа воден газ, състоящ се (в идеалния случай) от смес от равни обеми CO и H 2 и даващ 11700 kJ / m 3 по време на горене. Този газ се получава чрез продухване на водна пара през слой горещ въглен и при около 1000 ° C взаимодействието се осъществява съгласно уравнението:

H 2 O + C + 130 kJ \u003d CO + H 2.

Реакцията на образуване на воден газ протича с поглъщане на топлина, въглищата постепенно се охлаждат и за да се поддържат в горещо състояние, е необходимо да се редува преминаването на водни пари с преминаването на въздух (или кислород) в газовия генератор. В това отношение водният газ съдържа приблизително CO-44, H 2 -45, CO 2 -5 и N 2 -6%. Той се използва широко за синтеза на различни органични съединения.

Често се получава смесен газ. Процесът на получаването му се свежда до едновременното продухване на въздух и водни пари през слой горещ въглен, т.е. комбиниране на двата метода, описани по-горе.Следователно съставът на смесения газ е междинен между генератора и водата. Средно съдържа: CO-30, H 2 -15, CO 2 -5 и N 2 -50%. Един кубичен метър от него при изгаряне дава около 5400 kJ.

−110,52 kJ/mol Налягане на парата 35 ± 1 атм Химични свойства Разтворимост във вода 0,0026 g/100 ml Класификация Рег. CAS номер 630-08-0 PubChem Рег. EINECS номер 211-128-3 УСМИВКИ InChI Рег. EC номер 006-001-00-2 RTECS FG3500000 ЧЕБИ UN номер 1016 ChemSpider Безопасност Токсичност NFPA 704 Данните се основават на стандартни условия (25 °C, 100 kPa), освен ако не е отбелязано друго.

Въглероден окис (въглероден окис, въглероден окис, въглероден(II) оксид) е безцветен, изключително токсичен газ, без вкус и мирис, по-лек от въздуха (при нормални условия). Химична формула- CO.

Структурата на молекулата

Поради наличието на тройна връзка, молекулата на CO е много силна (енергията на дисоциация е 1069 kJ / mol или 256 kcal / mol, което е повече от тази на всички други двуатомни молекули) и има малко междуядрено разстояние ( д C≡O = 0,1128 nm или 1,13 Å).

Молекулата е слабо поляризирана, нейният електричен диполен момент μ = 0,04⋅10 −29 C m . Многобройни изследвания показват, че отрицателният заряд в молекулата на CO е концентриран върху въглеродния атом C − ←O + (посоката на диполния момент в молекулата е противоположна на тази, която се предполагаше по-рано). Енергия на йонизация 14,0 eV, константа на свързване на силата к = 18,6 .

Имоти

Въглеродният окис (II) е газ без цвят, мирис и вкус. горими Така наречената "миризма на въглероден окис" всъщност е миризмата на органични примеси.

Свойства на въглеродния окис (II)
Стандартна енергия на Гибс на образуване Δ Ж −137,14 kJ/mol (g) (при 298 K)
Стандартна ентропия на образованието С 197,54 J/mol K (g) (при 298 K)
Стандартен моларен топлинен капацитет Cp 29,11 J/mol K (g) (при 298 K)
Енталпия на топене Δ змн 0,838 kJ/mol
Енталпия на кипене Δ зкип 6,04 kJ/mol
Критична температура TКрит -140,23°C
критично налягане ПКрит 3,499 MPa
Критична плътност ρ крит 0,301 g/cm³

Основните типове химични реакции, в които въглеродният окис (II) участва, са реакции на присъединяване и окислително-редукционни реакции, при които той проявява редуциращи свойства.

При стайна температура CO е неактивен, неговата химическа активност се увеличава значително при нагряване и в разтвори. Така че в разтвори той възстановява соли и други до метали вече при стайна температура. При нагряване той редуцира и други метали, например CO + CuO → Cu + CO 2. Това се използва широко в пирометалургията. Методът за качествено откриване на CO се основава на реакцията на CO в разтвор с паладиев хлорид, виж по-долу.

Окисляването на CO в разтвор често протича със забележима скорост само в присъствието на катализатор. При избора на последното естеството на окислителя играе основна роля. И така, KMnO 4 най-бързо окислява CO в присъствието на фино раздробено сребро, K 2 Cr 2 O 7 - в присъствието на соли, KClO 3 - в присъствието на OsO 4. Като цяло, CO е подобен по своите редуциращи свойства на молекулярния водород.

Под 830 °C CO е по-силен редуциращ агент, а по-висок водород. Така че равновесието на реакцията

H 2 O + C O ⇄ C O 2 + H 2 (\displaystyle (\mathsf (H_(2)O+CO\rightleftarrows CO_(2)+H_(2))))

до 830 °C изместен надясно, над 830 °C наляво.

Интересното е, че има бактерии, способни да получат енергията, от която се нуждаят за живот, благодарение на окисляването на CO.

Въглеродният окис (II) гори с пламък от син цвят(начална температура на реакцията 700 °C) на въздух:

2 C O + O 2 → 2 C O 2 (\displaystyle (\mathsf (2CO+O_(2)\rightarrow 2CO_(2))))Ж° 298 = −257 kJ, Δ С° 298 = −86 J/K).

Температурата на изгаряне на CO може да достигне 2100 °C. Реакцията на горене е верижна, а инициаторите са малки количества водородсъдържащи съединения (вода, амоняк, сероводород и др.)

Поради такава добра калоричност CO е компонент на различни технически газови смеси (вижте например генераторен газ), използвани, наред с други неща, за отопление. Експлозивен при смесване с въздух; долни и горни граници на концентрация на разпространение на пламъка: от 12,5 до 74% (по обем) .

халогени. Най велик практическа употребаполучи реакция с хлор:

C O + C l 2 → CO C l 2 . (\displaystyle (\mathsf (CO+Cl_(2)\rightarrow COCl_(2))).)

Чрез взаимодействие на CO с F 2, в допълнение към COF 2 карбонил флуорид, може да се получи пероксидно съединение (FCO) 2 O 2 . Неговите характеристики: точка на топене -42 ° C, точка на кипене +16 ° C, има характерна миризма (подобна на миризмата на озон), при нагряване над 200 ° C се разлага с експлозия (продукти на реакцията CO 2, O 2 и COF 2), в кисела среда реагира с калиев йодид съгласно уравнението:

(F C O) 2 O 2 + 2 K I → 2 K F + I 2 + 2 C O 2. (\displaystyle (\mathsf ((FCO)_(2)O_(2)+2KI\rightarrow 2KF+I_(2)+2CO_(2).)))

Въглеродният окис (II) реагира с халкогени. Със сярата образува въглероден сулфид COS, реакцията протича при нагряване, съгласно уравнението:

C O + S → C O S (\displaystyle (\mathsf (CO+S\rightarrow COS)))Ж° 298 = −229 kJ, Δ С° 298 = −134 J/K).

Подобни въглероден селеноксид COSe и въглероден телуроксид COTe също са получени.

Възстановява SO 2:

2 C O + S O 2 → 2 C O 2 + S . (\displaystyle (\mathsf (2CO+SO_(2)\rightarrow 2CO_(2)+S.)))

С преходните метали образува горими и токсични съединения - карбонили, като ,,, и др. Някои от тях са летливи.

n C O + M e → [ M e (C O) n ] (\displaystyle (\mathsf (nCO+Me\rightarrow )))

Въглеродният окис (II) е слабо разтворим във вода, но не реагира с нея. Също така не реагира с разтвори на основи и киселини. Въпреки това, той реагира с алкални стопилки, за да образува съответните формиати:

C O + K O H → H C O O K . (\displaystyle (\mathsf (CO+KOH\rightarrow HCOOK.)))

Интересна реакция е реакцията на въглероден оксид (II) с метален калий в разтвор на амоняк. Това образува експлозивното съединение калиев диоксодикарбонат:

2 K + 2 C O → K 2 C 2 O 2 . (\displaystyle (\mathsf (2K+2CO\rightarrow K_(2)C_(2)O_(2).))) x C O + y H 2 → (\displaystyle (\mathsf (xCO+yH_(2)\rightarrow )))алкохоли + линейни алкани.

Този процес е източникът на производството на такива важни индустриални продукти като метанол, синтетично дизелово гориво, многовалентни алкохоли, масла и смазочни материали.

Физиологично действие

Токсичност

Въглеродният окис е силно токсичен.

Токсичният ефект на въглеродния оксид (II) се дължи на образуването на карбоксихемоглобин - много по-силен карбонилен комплекс с хемоглобина, в сравнение с комплекса на хемоглобина с кислород (оксихемоглобин). По този начин се блокират процесите на транспорт на кислород и клетъчно дишане. Концентрации във въздуха над 0,1% водят до смърт в рамките на един час.

  • Пострадалият трябва да бъде изведен на чист въздух. При отравяне лека степендостатъчна хипервентилация на белите дробове с кислород.
  • Изкуствена вентилация на белите дробове.
  • Лобелин или кофеин под кожата.
  • Карбоксилаза интравенозно.

Световната медицина не познава надеждни антидоти за употреба при отравяне с въглероден окис.

Защита срещу въглероден окис (II)

ендогенен въглероден окис

Ендогенният въглероден окис се произвежда нормално от клетките на човешкото и животинското тяло и действа като сигнална молекула. Той играе известния физиологична роляв тялото, по-специално, е невротрансмитер и причинява вазодилатация. Поради ролята на ендогенния въглероден окис в организма, неговите метаболитни нарушения са свързани с различни заболявания, като невродегенеративни заболявания, атеросклероза на кръвоносните съдове, хипертония, сърдечна недостатъчност и различни възпалителни процеси.

Ендогенният въглероден окис се образува в тялото поради окислителното действие на ензима хемоксигеназа върху хема, който е продукт на разрушаването на хемоглобина и миоглобина, както и на други протеини, съдържащи хем. Този процес причинява образуването на малко количество карбоксихемоглобин в човешката кръв, дори ако човек не пуши и не диша атмосферен въздух (винаги съдържащ малки количества екзогенен въглероден окис), а чист кислород или смес от азот и кислород.

След първите доказателства, появили се през 1993 г., че ендогенният въглероден оксид е нормален невротрансмитер в човешкото тяло, както и един от трите ендогенни газа, които нормално модулират хода на възпалителните реакции в тялото (другите два са азотен оксид (II) и сероводород), ендогенният въглероден оксид е получил значително внимание от клиницистите и изследователите като важен биологичен регулатор. В много тъкани е доказано, че и трите гореспоменати газа са противовъзпалителни средства, вазодилататори и също така индуцират ангиогенеза. Не всичко обаче е толкова просто и недвусмислено. Ангиогенезата не винаги е благоприятен ефект, тъй като той по-специално играе роля в растежа злокачествени тумори, и също така е една от причините за увреждане на ретината при макулна дегенерация. По-специално, важно е да се отбележи, че тютюнопушенето (основният източник на въглероден окис в кръвта, даващ няколко пъти по-висока концентрация от естественото производство) увеличава риска от макулна дегенерация на ретината с 4-6 пъти.

Има теория, че в някои синапси на нервни клетки, където информацията се съхранява дълго време, приемащата клетка, в отговор на получения сигнал, произвежда ендогенен въглероден оксид, който предава сигнала обратно към предаващата клетка, която го информира на готовността му да приема сигнали от него в бъдеще.и повишаване активността на клетката предавател на сигнал. Някои от тези нервни клетки съдържат гуанилат циклаза, ензим, който се активира, когато е изложен на ендогенен въглероден оксид.

Изследвания върху ролята на ендогенния въглероден окис като противовъзпалителен агент и цитопротектор са проведени в много лаборатории по света. Тези свойства на ендогенния въглероден окис правят ефекта върху неговия метаболизъм интересна терапевтична цел за лечение на различни патологични състояния като увреждане на тъканите, причинено от исхемия и последваща реперфузия (например инфаркт на миокарда, исхемичен инсулт), отхвърляне на трансплантант, съдова атеросклероза, тежък сепсис, тежка малария, автоимунни заболявания. Проведени са и клинични изпитвания върху хора, но резултатите от тях все още не са публикувани.

В обобщение, това, което е известно от 2015 г. за ролята на ендогенния въглероден окис в тялото, може да бъде обобщено, както следва:

  • Ендогенният въглероден окис е една от важните ендогенни сигнални молекули;
  • Ендогенният въглероден окис модулира ЦНС и сърдечно-съдовите функции;
  • Ендогенният въглероден окис инхибира агрегацията на тромбоцитите и тяхната адхезия към стените на съдовете;
  • Въздействието върху обмена на ендогенен въглероден окис в бъдеще може да бъде едно от най-важните терапевтични стратегииза редица заболявания.

История на откритията

Токсичността на дима, отделян при изгарянето на въглища, е описана от Аристотел и Гален.

Въглеродният оксид (II) е получен за първи път от френския химик Жак де Ласон при нагряване на цинков оксид с въглища, но първоначално е бил объркан с водород, тъй като е изгорял със син пламък.

Фактът, че този газ съдържа въглерод и кислород, е открит от английския химик Уилям Круикшанк. Токсичността на газа е изследвана през 1846 г. от френския лекар Клод Бернар в експерименти върху кучета.

Въглеродният оксид (II) извън земната атмосфера е открит за първи път от белгийския учен М. Мижот (М. Мижеот) през 1949 г. чрез наличието на основната вибрационно-ротационна лента в инфрачервения спектър на Слънцето. Въглеродният (II) оксид е открит в междузвездната среда през 1970 г.

Касова бележка

индустриален начин

  • Образува се по време на изгарянето на въглерод или съединения на негова основа (например бензин) в условия на липса на кислород:
2 C + O 2 → 2 C O (\displaystyle (\mathsf (2C+O_(2)\rightarrow 2CO)))(топлинният ефект на тази реакция е 220 kJ),
  • или при намаляване на въглеродния диоксид с горещи въглища:
C O 2 + C ⇄ 2 C O (\displaystyle (\mathsf (CO_(2)+C\rightleftarrows 2CO)))з= 172 kJ, Δ С= 176 J/K)

Тази реакция възниква по време на пещта на пещта, когато клапата на пещта е затворена твърде рано (докато въглищата изгорят напълно). Полученият въглероден окис (II), поради своята токсичност, причинява физиологични разстройства („прегаряне“) и дори смърт (виж по-долу), оттук и едно от тривиалните имена - „въглероден окис“.

Реакцията на редукция на въглероден диоксид е обратима, ефектът на температурата върху равновесното състояние на тази реакция е показан на графиката. Потокът на реакцията вдясно осигурява ентропийния фактор, а вляво - енталпийния фактор. При температури под 400 °C равновесието е почти напълно изместено наляво, а при температури над 1000 °C надясно (по посока на образуване на CO). При ниски температури скоростта на тази реакция е много ниска; следователно въглеродният оксид (II) е доста стабилен при нормални условия. Това равновесие има специално име будоарен баланс.

  • Смеси на въглероден оксид (II) с други вещества се получават чрез преминаване на въздух, водна пара и т.н. през слой от горещ кокс, каменни или кафяви въглища и т.н. (виж генераторен газ, воден газ, смесен газ, синтезен газ).

лабораторен метод

  • Разлагане на течна мравчена киселина под действието на гореща концентрирана сярна киселина или преминаване на газообразна мравчена киселина върху фосфорен оксид P 2 O 5 . Схема на реакция:
H C O O H → H 2 S O 4 o t H 2 O + CO. (\displaystyle (\mathsf (HCOOH(\xrightarrow[(H_(2)SO_(4))](^(o)t))H_(2)O+CO.)))Човек може също да третира мравчена киселина с хлоросулфонова киселина. Тази реакция протича вече при нормална температура по схемата: H C O O H + C l S O 3 H → H 2 S O 4 + H C l + CO. (\displaystyle (\mathsf (HCOOH+ClSO_(3)H\rightarrow H_(2)SO_(4)+HCl+CO\uparrow .)))
  • Нагряване на смес от оксалова и концентрирана сярна киселина. Реакцията протича по уравнението:
H 2 C 2 O 4 → H 2 S O 4 o t C O + CO 2 + H 2 O. (\displaystyle (\mathsf (H_(2)C_(2)O_(4)(\xrightarrow[(H_(2)SO_(4))](^(o)t))CO\uparrow +CO_(2) \uparrow +H_(2)O.)))
  • Нагряване на смес от калиев хексацианоферат(II) с концентрирана сярна киселина. Реакцията протича по уравнението:
K 4 [ F e (C N) 6 ] + 6 H 2 S O 4 + 6 H 2 O → o t 2 K 2 S O 4 + F e S O 4 + 3 (N H 4) 2 S O 4 + 6 C O . (\displaystyle (\mathsf (K_(4)+6H_(2)SO_(4)+6H_(2)O(\xrightarrow[()](^(o)t))2K_(2)SO_(4)+ FeSO_(4)+3(NH_(4))_(2)SO_(4)+6CO\стрелка нагоре.)))
  • Възстановяване от цинков карбонат чрез магнезий при нагряване:
M g + Z n CO 3 → o t M g O + Z n O + CO. (\displaystyle (\mathsf (Mg+ZnCO_(3)(\xrightarrow[()](^(o)t))MgO+ZnO+CO\uparrow .)))

Определяне на въглероден окис (II)

Качествено наличието на CO може да се определи чрез потъмняване на разтвори на паладиев хлорид (или хартия, импрегнирана с този разтвор). Потъмняването е свързано с отделянето на фино диспергиран метален паладий по схемата:

P d C l 2 + CO + H 2 O → P d ↓ + CO 2 + 2 H C l . (\displaystyle (\mathsf (PdCl_(2)+CO+H_(2)O\rightarrow Pd\downarrow +CO_(2)+2HCl.)))

Тази реакция е много чувствителна. Стандартен разтвор: 1 грам паладиев хлорид на литър вода.

Количественото определяне на въглероден окис (II) се основава на йодометричната реакция:

5 C O + I 2 O 5 → 5 C O 2 + I 2. (\displaystyle (\mathsf (5CO+I_(2)O_(5)\rightarrow 5CO_(2)+I_(2).)))

Приложение

  • Въглеродният оксид(II) е междинен реагент, използван при реакции с водород в най-важните промишлени процеси за производство на органични алкохоли и чисти въглеводороди.
  • Въглеродният окис (II) се използва за обработка на животинско месо и риба, като им придава яркочервен цвят и вид на свежест, без да променя вкуса (технологии чист дими Безвкусен дим). Допустимата концентрация на CO е 200 mg/kg месо.
  • Въглеродният окис (II) е основният компонент на генераторния газ, използван като гориво в превозни средства на природен газ.
  • Въглеродният окис от изгорелите газове на двигателя е бил използван от нацистите по време на Втората световна война за избиване на хора чрез отравяне.

Въглероден окис(II) в земната атмосфера

Има естествени и антропогенни източници на навлизане в земната атмосфера. В естествени условия на земната повърхност CO се образува при непълно анаеробно разлагане на органични съединения и при изгаряне на биомаса, главно при горски и степни пожари. Въглеродният окис (II) се образува в почвата както биологично (отделя се от живите организми), така и небиологично. Експериментално е доказано отделянето на въглероден оксид (II), дължащо се на фенолни съединения, често срещани в почви, съдържащи OCH 3 или OH групи в орто- или пара-позиции по отношение на първата хидроксилна група.

Общият баланс на производството на небиологичен CO и неговото окисление от микроорганизми зависи от специфичните условия на околната среда, предимно от влажността и стойността на . Например от сухите почви въглеродният окис (II) се отделя директно в атмосферата, като по този начин се създават локални максимуми в концентрацията на този газ.

В атмосферата CO е продукт на верижни реакции, включващи метан и други въглеводороди (предимно изопрен).

Основният антропогенен източник на CO в момента са отработените газове на двигателите с вътрешно горене. Въглеродният окис се образува, когато въглеводородните горива се изгарят в двигатели с вътрешно горене при недостатъчни температури или лошо настроена система за подаване на въздух (не се подава достатъчно кислород за окисляване на CO до CO 2 ). В миналото значителна част от антропогенните емисии на CO в атмосферата идваха от газ за осветление, използван за вътрешно осветление през 19 век. По състав той приблизително съответства на водния газ, т.е. съдържа до 45% въглероден оксид (II). В обществения сектор не се използва поради наличието на много по-евтин и по-енергийно ефективен аналог -

Много газообразни вещества, които съществуват в природата и се получават по време на производството, са силни токсични съединения. Известно е, че хлорът е бил използван като биологично оръжие, бромните пари имат силно разяждащо действие върху кожата, сероводородът причинява отравяне и т.н.

Едно от тези вещества е въглероден оксид или въглероден оксид, чиято формула има свои собствени характеристики в структурата. За него и ще бъде обсъдено допълнително.

Химична формула на въглероден окис

Емпиричната форма на формулата на разглежданото съединение е следната: CO. Тази форма обаче дава характеристика само на качествения и количествения състав, но не засяга структурните характеристики и реда на свързване на атомите в молекулата. И се различава от това във всички други подобни газове.

Именно тази особеност влияе върху физическото и Химични свойства. Каква е тази структура?

Структурата на молекулата

Първо, емпиричната формула показва, че валентността на въглерода в съединението е II. Точно като кислорода. Следователно всеки от тях може да образува две формули на въглероден окис CO, което ясно потвърждава.

И така става. Двойна ковалентна полярна връзка се образува между въглеродния и кислородния атом чрез механизма на социализация на несдвоени електрони. Така въглеродният окис приема формата C=O.

Характеристиките на молекулата обаче не свършват дотук. Според донорно-акцепторния механизъм в молекулата се образува трета, дативна или полуполярна връзка. Какво обяснява това? Тъй като след образуването в обменния ред кислородът има две двойки електрони, а въглеродният атом има празна орбитала, последният действа като акцептор на една от двойките на първия. С други думи, двойка кислородни електрони се поставя в свободна орбитала на въглерод и се образува връзка.

И така, въглеродът е акцептор, кислородът е донор. Следователно формулата за въглероден окис в химията приема следната форма: C≡O. Такова структуриране дава на молекулата допълнителна химическа стабилност и инертност в свойствата, проявени при нормални условия.

И така, връзките в молекулата на въглеродния окис:

  • две ковалентни полярни, образувани от обменния механизъм поради социализацията на несдвоени електрони;
  • един дателен, образуван от донорно-акцепторното взаимодействие между двойка електрони и свободна орбитала;
  • В една молекула има три връзки.

Физични свойства

Има редица характеристики, които, както всяко друго съединение, въглеродният окис притежава. От формулата на веществото става ясно, че кристална клеткамолекулярно, газообразно състояние при нормални условия. От това следват следните физически параметри.

  1. C≡O - въглероден оксид (формула), плътност - 1,164 kg / m 3.
  2. Точки на кипене и топене, съответно: 191/205 0 C.
  3. Разтворим във: вода (слабо), етер, бензол, алкохол, хлороформ.
  4. Няма вкус и мирис.
  5. Безцветен.

От биологична гледна точка е изключително опасен за всички живи същества, с изключение на някои видове бактерии.

Химични свойства

По отношение на реактивността едно от най-инертните вещества при нормални условия е въглеродният окис. Формулата, която отразява всички връзки в молекулата, потвърждава това. Именно поради такава силна структура, това съединение при стандартни показатели, околен святпрактически не влиза в никакви взаимодействия.

Необходимо е обаче системата да се загрее поне малко, тъй като дателната връзка в молекулата се разпада, както и ковалентните. Тогава въглеродният окис започва да проявява активни редуциращи свойства и то доста силни. Така че той може да взаимодейства с:

  • кислород;
  • хлор;
  • алкали (топи);
  • с метални оксиди и соли;
  • със сяра;
  • леко с вода;
  • с амоняк;
  • с водород.

Следователно, както вече беше споменато по-горе, свойствата, които проявява въглеродният оксид, неговата формула до голяма степен обяснява.

Да бъдеш сред природата

Основният източник на CO в земната атмосфера са горските пожари. След всичко основен начинобразуването на този газ по естествен начин е непълно изгаряне различен видгорива, предимно органични.

Антропогенните източници на замърсяване на въздуха с въглероден окис също са важни и масова частсъщият процент като естествения. Те включват:

  • дим от работата на фабрики и заводи, металургични комплекси и други промишлени предприятия;
  • изгорели газове от двигатели с вътрешно горене.

AT природни условиявъглеродният окис лесно се окислява от атмосферния кислород и водните пари до въглероден диоксид. Това е основата на първата помощ при отравяне с това съединение.

Касова бележка

Струва си да се отбележи една особеност. Въглероден оксид (формула), въглероден диоксид (молекулна структура), съответно, изглеждат така: C≡O и O=C=O. Разликата е един кислороден атом. Ето защо индустриален начинполучаването на монооксид се основава на реакцията между диоксид и въглища: CO 2 + C = 2CO. Това е най-простият и често срещан начин за синтезиране на това съединение.

Лабораторията използва различни органични съединения, метални соли и сложни вещества, тъй като не се очаква добивът на продукта да бъде твърде голям.

Висококачествен реагент за наличието на въглероден оксид във въздуха или разтвор е паладиев хлорид. При взаимодействието им се образува чист метал, който предизвиква потъмняване на разтвора или повърхността на хартията.

Биологичен ефект върху тялото

Както бе споменато по-горе, въглеродният окис е много отровен, безцветен, опасен и смъртоносен вредител за човешкото тяло. И не само човек, но изобщо всяко живо същество. Растенията, които са изложени на изгорели газове на автомобили, умират много бързо.

Какъв точно е биологичният ефект на въглеродния окис върху вътрешната среда на животинските същества? Всичко е свързано с образуването на силни комплексни съединения на кръвния протеин хемоглобин и въпросния газ. Тоест вместо кислород се улавят отровни молекули. Клетъчно дишанемигновено блокиран, обменът на газ става невъзможен в нормалния си ход.

В резултат на това има постепенно блокиране на всички молекули на хемоглобина и в резултат на това смърт. Поражение от само 80% е достатъчно, за да стане фатален резултатът от отравянето. За да направите това, концентрацията на въглероден оксид във въздуха трябва да бъде 0,1%.

Първите признаци, по които може да се определи началото на отравяне с това съединение, са:

  • главоболие;
  • световъртеж;
  • загуба на съзнание.

Първата помощ е да излезете на чист въздух, където въглеродният окис под въздействието на кислорода ще се превърне във въглероден диоксид, тоест ще бъде неутрализиран. Случаите на смърт от действието на въпросното вещество са много чести, особено в домове с В крайна сметка, когато се изгарят дърва, въглища и други видове гориво, този газ задължително се образува като страничен продукт. Спазването на правилата за безопасност е изключително важно за запазване на човешкия живот и здраве.

Има и много случаи на натравяния в сервизи, където се сглобяват много работещи автомобилни двигатели, но притокът не е достатъчен. свеж въздух. Смъртта, ако се превиши допустимата концентрация, настъпва в рамките на един час. Физически е невъзможно да се усети наличието на газ, тъй като той няма нито мирис, нито цвят.

Промишлена употреба

Освен това се използва въглероден окис:

  • за обработка на месни и рибни продукти, което ви позволява да им придадете свеж вид;
  • за синтез на някои органични съединения;
  • като компонент на генераторния газ.

Следователно това вещество е не само вредно и опасно, но и много полезно за хората и техните икономически дейности.

Въглероден окис (II) – CO

(въглероден окис, въглероден окис, въглероден окис)

Физични свойства: безцветен отровен газ, без вкус и мирис, гори със синкав пламък, по-лек от въздуха, слабо разтворим във вода. Концентрацията на въглероден оксид във въздуха от 12,5-74% е взривоопасна.

Структура на молекулата:

Формалното състояние на окисление на въглерод +2 не отразява структурата на молекулата на СО, в която в допълнение към двойната връзка, образувана от споделянето на С и О електрони, има допълнителна, образувана от донорно-акцепторния механизъм поради към несподелената двойка кислородни електрони (изобразена със стрелка):

В това отношение молекулата на CO е много силна и е в състояние да влезе в окислително-редукционни реакции само при високи температури. При нормални условия CO не взаимодейства с вода, основи или киселини.

Касова бележка:

Основният антропогенен източник на въглероден окис CO понастоящем са отработените газове на двигателите с вътрешно горене. Въглеродният окис се получава, когато горивото се изгаря в двигатели с вътрешно горене при недостатъчни температури или лошо настроена система за подаване на въздух (не се подава достатъчно кислород за окисляване на въглеродния окис CO във въглероден диоксид CO2). В естествени условия на повърхността на Земята въглеродният оксид CO се образува по време на непълно анаеробно разлагане на органични съединения и по време на изгаряне на биомаса, главно по време на горски и степни пожари.

1) В индустрията (в газови генератори):

Видео - опит "Получаване на въглероден окис"

C + O 2 \u003d CO 2 + 402 kJ

CO 2 + C \u003d 2CO - 175 kJ

В газовите генератори водната пара понякога се продухва през горещи въглища:

C + H 2 O \u003d CO + H 2 - Q,

смес от CO + H 2 - наречена синтез - газ .

2) В лабораторията- термично разлагане на мравчена или оксалова киселина в присъствието на H 2 SO 4 (конц.):

HCOOH t˚C, H2SO4 H2O + CO

H 2 C 2 O 4 t˚C, H2SO4 CO + CO 2 + H 2 O

Химични свойства:

При обикновени условия CO е инертен;при нагряване - редуциращ агент;

CO - несолеобразуващ оксид .

1) с кислород

2 C +2 O + O 2 t ˚ C → 2 C +4 O 2

2) с метални оксиди CO + Аз х О у = CO 2 + аз

C +2 O + CuO t ˚ C → Сu + C +4 O 2

3) с хлор (на светлина)

CO + Cl 2 светлина → COCl 2 (фосгенът е отровен газ)

4)* реагира с алкална стопилка (под налягане)

CO+NaOHP → HCOONa (натриев формиат)

Ефектът на въглеродния окис върху живите организми:

Въглеродният окис е опасен, защото прави невъзможно кръвта да пренася кислород до жизненоважни органи като сърцето и мозъка. Въглеродният окис се свързва с хемоглобина, който пренася кислорода до клетките на тялото, в резултат на което той става неподходящ за транспортиране на кислород. В зависимост от вдишаното количество, въглеродният окис нарушава координацията, изостря сърдечно-съдовите заболявания и причинява умора, главоболие, слабост Ефектът на въглеродния окис върху човешкото здраве зависи от неговата концентрация и времето на излагане на тялото. Концентрация на въглероден окис във въздуха над 0,1% води до смърт в рамките на един час, а концентрация над 1,2% в рамките на три минути.

Приложение на въглероден окис :

Въглеродният окис се използва главно като горим газ, смесен с азот, така нареченият генераторен или въздушен газ, или воден газ, смесен с водород. В металургията за извличане на метали от техните руди. За получаване на метали с висока чистота чрез разлагане на карбонили.

ПОПРАВЯНЕ

номер 1. Попълнете уравненията на реакциите, съставете електронен баланс за всяка от реакциите, посочете процесите на окисление и редукция; окислител и редуциращ агент:

CO 2 + C =

С + Н 2 О =

С O + O 2 \u003d

CO + Al 2 O 3 \u003d

номер 2. Изчислете количеството енергия, необходимо за производството на 448 литра въглероден окис съгласно термохимичното уравнение

CO 2 + C \u003d 2CO - 175 kJ
Дял: