Equazione del monossido di carbonio. Monossido di carbonio: formula e proprietà
Tutto ciò che ci circonda è costituito da composti di vari elementi chimici. Non respiriamo solo aria, ma un composto organico complesso contenente ossigeno, azoto, idrogeno, anidride carbonica e altri componenti necessari. L'influenza di molti di questi elementi sul corpo umano in particolare e sulla vita sulla Terra in generale non è stata ancora completamente studiata. Al fine di comprendere i processi di interazione di elementi, gas, sali e altre formazioni tra loro, è stata introdotta nel corso scolastico la materia "Chimica". Il grado 8 è l'inizio delle lezioni di chimica secondo il programma di istruzione generale approvato.
Uno dei composti più comuni che si trovano sia nella crosta terrestre che nell'atmosfera è l'ossido. Un ossido è un composto di qualsiasi elemento chimico con un atomo di ossigeno. Anche la fonte di tutta la vita sulla Terra - l'acqua - è l'ossido di idrogeno. Ma in questo articolo non parleremo di ossidi in generale, ma di uno dei composti più comuni: il monossido di carbonio. Questi composti sono ottenuti dalla fusione di ossigeno e atomi di carbonio. Questi composti possono contenere varie quantità di atomi di carbonio e ossigeno, ma è necessario distinguere due composti principali di carbonio e ossigeno: monossido di carbonio e anidride carbonica.
Formula chimica e metodo per la produzione di monossido di carbonio
Qual è la sua formula? Il monossido di carbonio è abbastanza facile da ricordare - CO. La molecola di monossido di carbonio è formata da un triplo legame, quindi ha una forza di legame piuttosto elevata e ha una distanza internucleare molto piccola (0,1128 nm). Rompere l'energia data composto chimicoè 1076 kJ/mol. Il triplo legame nasce dal fatto che l'elemento carbonio ha un orbitale p nella sua struttura dell'atomo, non occupato da elettroni. Questa circostanza crea un'opportunità per l'atomo di carbonio di diventare un accettore di coppie di elettroni. E l'atomo di ossigeno, al contrario, ha una coppia di elettroni non condivisi su uno degli orbitali p, il che significa che ha capacità di donatore di elettroni. Quando questi due atomi sono combinati, oltre a due legami covalenti, ne appare anche un terzo: un legame covalente donatore-accettore.
Esistere vari modi ricevendo CO. Uno dei più semplici è passare l'anidride carbonica sul carbone ardente. In condizioni di laboratorio, il monossido di carbonio viene prodotto dalla seguente reazione: l'acido formico viene riscaldato con acido solforico, che separa l'acido formico in acqua e monossido di carbonio.
La CO viene rilasciata anche quando vengono riscaldati gli acidi ossalico e solforico.
Proprietà fisiche della CO
Il monossido di carbonio (2) ha le seguenti proprietà fisiche: è un gas incolore che non ha un odore pronunciato. Tutti gli odori che compaiono quando le perdite di monossido di carbonio sono prodotti di decomposizione di impurità organiche. È molto più leggero dell'aria, estremamente tossico, poco solubile in acqua e altamente infiammabile.
La proprietà più importante della CO è il suo effetto negativo sul corpo umano. L'avvelenamento da monossido di carbonio può essere fatale. Maggiori dettagli sugli effetti del monossido di carbonio sul corpo umano saranno discussi di seguito.
Proprietà chimiche della CO
Le principali reazioni chimiche in cui possono essere utilizzati gli ossidi di carbonio (2) sono una reazione redox e una reazione di addizione. La reazione redox si esprime nella capacità della CO di ripristinare il metallo dagli ossidi mescolandoli con ulteriore riscaldamento.
Quando si interagisce con l'ossigeno, si forma anidride carbonica con il rilascio di una quantità significativa di calore. Il monossido di carbonio brucia con una fiamma bluastra. Una funzione molto importante del monossido di carbonio è la sua interazione con i metalli. Come risultato di tali reazioni, si formano carbonili metallici, la stragrande maggioranza dei quali sono sostanze cristalline. Sono utilizzati per la produzione di metalli ultra puri e per l'applicazione di rivestimenti metallici. A proposito, i carbonili si sono dimostrati validi come catalizzatori per reazioni chimiche.
Formula chimica e metodo per la produzione di anidride carbonica
L'anidride carbonica, o anidride carbonica, ha la formula chimica CO 2 . La struttura della molecola è leggermente diversa da quella della CO. In questa formazione, il carbonio ha uno stato di ossidazione di +4. La struttura della molecola è lineare e quindi non polare. La molecola di CO 2 non ha la stessa forza forte della CO. L'atmosfera terrestre contiene circa lo 0,03% di anidride carbonica in volume totale. Un aumento di questo valore distrugge strato di ozono Terra. Nella scienza, questo fenomeno è chiamato effetto serra.
L'anidride carbonica può essere ottenuta in vari modi. Nell'industria si forma a seguito della combustione dei gas di combustione. Può essere un sottoprodotto del processo di produzione dell'alcol. Può essere ottenuto nel processo di decomposizione dell'aria in componenti di base, come azoto, ossigeno, argon e altri. In condizioni di laboratorio, il monossido di carbonio (4) può essere ottenuto durante il processo di combustione del calcare e, a casa, l'anidride carbonica può essere ottenuta utilizzando la reazione di acido citrico e bicarbonato di sodio. A proposito, è così che venivano prodotte le bevande gassate all'inizio della loro produzione.
Proprietà fisiche della CO 2
L'anidride carbonica è una sostanza gassosa incolore senza un caratteristico odore pungente. A causa dell'alto numero di ossidazione, questo gas ha un sapore leggermente aspro. Questo prodotto non supporta il processo di combustione, poiché è esso stesso il risultato della combustione. Con una maggiore concentrazione di anidride carbonica, una persona perde la capacità di respirare, il che porta alla morte. Maggiori dettagli sugli effetti dell'anidride carbonica sul corpo umano saranno discussi di seguito. La CO 2 è molto più pesante dell'aria e altamente solubile in acqua anche a temperatura ambiente.
Una delle proprietà più interessanti dell'anidride carbonica è che non ha liquido stato di aggregazione a pressione atmosferica normale. Tuttavia, se la struttura dell'anidride carbonica è influenzata da una temperatura di -56,6 ° C e una pressione di circa 519 kPa, allora si trasforma in un liquido incolore.
Con un notevole abbassamento della temperatura, il gas si trova nello stato del cosiddetto "ghiaccio secco" ed evapora ad una temperatura superiore a -78°C.
Proprietà chimiche della CO 2
Per le sue proprietà chimiche, il monossido di carbonio (4), la cui formula è CO 2 , è un tipico ossido acido e possiede tutte le sue proprietà.
1. Quando si interagisce con l'acqua, si forma acido carbonico, che ha un'acidità debole e una bassa stabilità nelle soluzioni.
2. Quando interagisce con gli alcali, l'anidride carbonica forma il sale e l'acqua corrispondenti.
3. Durante l'interazione con ossidi metallici attivi, favorisce la formazione di sali.
4. Non supporta il processo di combustione. Solo alcune persone possono attivare questo processo. metalli attivi come litio, potassio, sodio.
L'effetto del monossido di carbonio sul corpo umano
Torniamo al problema principale di tutti i gas: l'effetto sul corpo umano. Il monossido di carbonio appartiene al gruppo dei gas estremamente pericolosi per la vita. Per l'uomo e gli animali, è una sostanza tossica estremamente potente, che, se ingerita, danneggia gravemente il sangue, sistema nervoso corpo e muscoli (compreso il cuore).
Il monossido di carbonio nell'aria è impossibile da riconoscere, poiché questo gas non ha alcun odore pronunciato. Questo è ciò che lo rende pericoloso. Entrando attraverso i polmoni nel corpo umano, il monossido di carbonio attiva la sua attività distruttiva nel sangue e centinaia di volte più velocemente dell'ossigeno inizia a interagire con l'emoglobina. Il risultato è un composto molto stabile chiamato carbossiemoglobina. Interferisce con la fornitura di ossigeno dai polmoni ai muscoli, il che porta alla fame muscolare dei tessuti. Il cervello ne è particolarmente colpito.
A causa dell'incapacità di riconoscere l'avvelenamento da monossido di carbonio attraverso l'olfatto, dovresti essere consapevole di alcuni dei principali segni che compaiono nelle prime fasi:
- vertigini accompagnate da mal di testa;
- acufene e sfarfallio davanti agli occhi;
- battito cardiaco forte e mancanza di respiro;
- arrossamento del viso.
In futuro, la vittima dell'avvelenamento sviluppa una grave debolezza, a volte vomitando. Nei casi gravi di avvelenamento sono possibili convulsioni involontarie, accompagnate da ulteriore perdita di coscienza e coma. Se al paziente non vengono fornite cure mediche adeguate in modo tempestivo, è possibile un esito fatale.
L'effetto dell'anidride carbonica sul corpo umano
Gli ossidi di carbonio con un'acidità di +4 appartengono alla categoria dei gas asfissianti. In altre parole, l'anidride carbonica non è una sostanza tossica, ma può influenzare in modo significativo il flusso di ossigeno al corpo. Quando il livello di anidride carbonica sale al 3-4%, una persona ha una grave debolezza, inizia a dormire. Quando il livello sale al 10%, iniziano a svilupparsi forti mal di testa, vertigini, perdita dell'udito, a volte si osserva perdita di coscienza. Se la concentrazione di anidride carbonica sale a un livello del 20%, si verifica la morte per fame di ossigeno.
Il trattamento per l'avvelenamento da anidride carbonica è molto semplice: fornire alla vittima l'accesso all'aria pulita, se necessario, fare respirazione artificiale. In casi estremi, è necessario collegare la vittima al dispositivo ventilazione artificiale polmoni.
Dalle descrizioni dell'effetto di questi due ossidi di carbonio sul corpo, possiamo concludere che il monossido di carbonio rappresenta ancora un grande pericolo per l'uomo, con la sua elevata tossicità e gli effetti diretti sull'organismo dall'interno.
L'anidride carbonica non differisce in tale insidiosità ed è meno dannosa per l'uomo, quindi è questa sostanza che le persone usano attivamente anche nell'industria alimentare.
L'uso degli ossidi di carbonio nell'industria e il loro impatto su vari aspetti della vita
Gli ossidi di carbonio sono ampiamente utilizzati in diverse aree attività umane e il loro spettro è estremamente ricco. Quindi, il monossido di carbonio viene utilizzato con forza e principale nella metallurgia nel processo di fusione del ferro. La CO ha guadagnato un'ampia popolarità come materiale per mantenere gli alimenti refrigerati. Questo ossido viene utilizzato per trattare carne e pesce per dare loro un aspetto fresco e non modificarne il gusto. È importante non dimenticare la tossicità di questo gas e ricordare che la dose consentita non deve superare i 200 mg per 1 kg di prodotto. La CO è stata recentemente sempre più utilizzata nell'industria automobilistica come carburante per i veicoli alimentati a gas.
L'anidride carbonica non è tossica, quindi il suo scopo è ampiamente introdotto industria alimentare dove viene utilizzato come conservante o lievito. La CO 2 viene utilizzata anche nella produzione di acque minerali e gassate. Allo stato solido ("ghiaccio secco"), viene spesso utilizzato nei congelatori per mantenere una stanza o un elettrodomestico a una temperatura costantemente bassa.
Gli estintori ad anidride carbonica hanno guadagnato grande popolarità, la cui schiuma isola completamente il fuoco dall'ossigeno e impedisce al fuoco di divampare. Di conseguenza, un'altra area di applicazione è la sicurezza antincendio. Anche i cilindri delle pistole ad aria compressa sono carichi di anidride carbonica. E, naturalmente, quasi tutti noi abbiamo letto in cosa consiste un deodorante per ambienti. Sì, uno degli ingredienti è l'anidride carbonica.
Come puoi vedere, a causa della sua tossicità minima, l'anidride carbonica è sempre più comune in Vita di ogni giorno uomo, mentre il monossido di carbonio ha trovato impiego nell'industria pesante.
Esistono altri composti di carbonio con ossigeno, poiché la formula di carbonio e ossigeno consente l'uso di varie opzioni per i composti con importo diverso atomi di carbonio e ossigeno. Un numero di ossidi può variare da C 2 O 2 a C 32 O 8 . E per descrivere ciascuno di essi, ci vorrà più di una pagina.
Ossidi di carbonio in natura
Entrambi i tipi di ossidi di carbonio qui considerati sono presenti in un modo o nell'altro nel mondo naturale. Quindi, il monossido di carbonio può essere un prodotto della combustione delle foreste o il risultato dell'attività umana (gas di scarico e rifiuti pericolosi delle imprese industriali).
Ne fa parte anche l'anidride carbonica già a noi nota composizione complessa aria. Il suo contenuto è di circa lo 0,03% del volume totale. Con un aumento di questo indicatore, un cosiddetto " Effetto serra”, di cui gli scienziati moderni hanno tanta paura.
L'anidride carbonica viene emessa dagli animali e dall'uomo attraverso l'espirazione. È la principale fonte di un elemento utile per le piante come il carbonio, motivo per cui molti scienziati colpiscono al punto di infiammabilità, sottolineando l'inammissibilità della deforestazione su larga scala. Se le piante smettono di assorbire anidride carbonica, la percentuale del suo contenuto nell'aria può salire a indicatori critici per la vita umana.
Apparentemente, molte persone al potere hanno dimenticato il materiale dei libri di testo che hanno studiato durante l'infanzia. chimica generale. Grado 8”, altrimenti il tema della deforestazione in molte parti del mondo avrebbe ricevuto più seria attenzione. A proposito, questo vale anche per il problema della presenza di monossido di carbonio nell'ambiente. La quantità di rifiuti umani e la percentuale di rilascio di questo materiale estremamente tossico nell'ambiente aumenta di giorno in giorno. E non è un dato di fatto che il destino del mondo, descritto nel meraviglioso cartone animato "Wolly", non si ripeta, quando l'umanità ha dovuto abbandonare la terra inquinata e andare in altri mondi in cerca di una vita migliore .
Proprietà fisiche.
Il monossido di carbonio è un gas incolore e inodore, leggermente solubile in acqua.
t mq 205 °С,
t bp 191°C
temperatura critica =140°С
pressione critica = 35 atm.
La solubilità della CO in acqua è di circa 1:40 in volume.
Proprietà chimiche.
In condizioni normali CO è inerte; quando riscaldato - agente riducente; ossido non salino.
1) con ossigeno
2C +2 O + O 2 \u003d 2C +4 O 2
2) con ossidi metallici
C +2 O + CuO \u003d Cu + C +4 O 2
3) con cloro (alla luce)
CO + Cl 2 --hn-> COCl 2 (fosgene)
4) reagisce con alcali fusi (sotto pressione)
CO + NaOH = HCOONa (formiato di sodio (formiato di sodio))
5) forma carbonili con metalli di transizione
Ni + 4CO \u003d t ° \u003d Ni (CO) 4
Fe + 5CO \u003d t ° \u003d Fe (CO) 5
Il monossido di carbonio non interagisce chimicamente con l'acqua. Il CO inoltre non reagisce con alcali e acidi. È estremamente velenoso.
Dal punto di vista chimico, il monossido di carbonio è caratterizzato principalmente dalla sua tendenza a reazioni di addizione e dalle sue proprietà riducenti. Tuttavia, entrambe queste tendenze di solito compaiono solo quando Temperature elevate. In queste condizioni, la CO si combina con ossigeno, cloro, zolfo, alcuni metalli, ecc. Allo stesso tempo, quando riscaldato, il monossido di carbonio riduce molti ossidi in metalli, il che è molto importante per la metallurgia. Insieme al riscaldamento, un aumento dell'attività chimica della CO è spesso causato dalla sua dissoluzione. Pertanto, in soluzione, è in grado di ridurre i sali di Au, Pt e alcuni altri elementi per liberare metalli già a temperature ordinarie.
A temperature e pressioni elevate, la CO interagisce con l'acqua e gli alcali caustici: nel primo caso si forma HCOOH e nel secondo acido formico sodico. L'ultima reazione procede a 120 °C, una pressione di 5 atm e trova impiego tecnico.
Facile riduzione del cloruro di palladio in soluzione secondo lo schema riassuntivo:
PdCl 2 + H 2 O + CO \u003d CO 2 + 2 HCl + Pd
funge da reazione più comunemente usata per la scoperta del monossido di carbonio in una miscela di gas. Già quantità molto piccole di CO sono facilmente rilevabili da una leggera colorazione della soluzione dovuta al rilascio di palladio metallico finemente frantumato. quantificazione CO si basa sulla reazione:
5 CO + I 2 O 5 \u003d 5 CO 2 + I 2.
L'ossidazione di CO in soluzione spesso procede a una velocità notevole solo in presenza di un catalizzatore. Nella scelta di quest'ultimo, la natura dell'agente ossidante gioca il ruolo principale. Quindi, KMnO 4 ossida più rapidamente CO in presenza di argento finemente suddiviso, K 2 Cr 2 O 7 - in presenza di sali di mercurio, KClO 3 - in presenza di OsO 4. In generale, nelle sue proprietà riducenti, la CO è simile all'idrogeno molecolare e la sua attività in condizioni normali è superiore a quella di quest'ultimo. È interessante notare che esistono batteri in grado di ottenere l'energia di cui hanno bisogno per la vita a causa dell'ossidazione della CO.
L'attività comparativa di CO e H 2 come agenti riducenti può essere valutata studiando la reazione reversibile:
H 2 O + CO \u003d CO 2 + H 2 + 42 kJ,
il cui stato di equilibrio a alte temperature si instaura abbastanza rapidamente (soprattutto in presenza di Fe 2 O 3). A 830 ° C, la miscela di equilibrio contiene quantità uguali di CO e H 2, cioè l'affinità di entrambi i gas per l'ossigeno è la stessa. Al di sotto di 830 °C, la CO è un agente riducente più forte e superiore, H 2 .
Il legame di uno dei prodotti della reazione discussa sopra, secondo la legge dell'azione di massa, ne sposta l'equilibrio. Pertanto, facendo passare una miscela di monossido di carbonio e vapore acqueo sull'ossido di calcio, è possibile ottenere idrogeno secondo lo schema:
H 2 O + CO + CaO \u003d CaCO 3 + H 2 + 217 kJ.
Questa reazione avviene già a 500 °C.
Nell'aria, il CO si accende a circa 700 ° C e brucia con una fiamma blu a CO 2:
2 CO + O 2 \u003d 2 CO 2 + 564 kJ.
Il significativo rilascio di calore che accompagna questa reazione rende il monossido di carbonio un prezioso combustibile gassoso. Trova tuttavia la più ampia applicazione come prodotto di partenza per la sintesi di diverse sostanze organiche.
La combustione di spessi strati di carbone nelle fornaci avviene in tre fasi:
1) C + O 2 \u003d CO 2; 2) CO 2 + C \u003d 2 CO; 3) 2 CO + O 2 \u003d 2 CO 2.
Se il tubo viene chiuso prematuramente, nel forno si crea una mancanza di ossigeno, che può causare la diffusione di CO nell'ambiente riscaldato e portare ad avvelenamento (burnout). Va notato che l'odore di "monossido di carbonio" non è causato dalla CO, ma dalle impurità di alcune sostanze organiche.
Una fiamma a CO può avere temperature fino a 2100°C. La reazione di combustione della CO è interessante in quanto riscaldata a 700-1000 ° C, procede a una velocità notevole solo in presenza di tracce di vapore acqueo o altri gas contenenti idrogeno (NH 3 , H 2 S, ecc.) . Ciò è dovuto alla natura a catena della reazione in esame, che procede attraverso la formazione intermedia di radicali OH secondo gli schemi:
H + O 2 \u003d HO + O, quindi O + CO \u003d CO 2, HO + CO \u003d CO 2 + H, ecc.
A temperature molto elevate, la reazione di combustione del CO diventa notevolmente reversibile. Il contenuto di CO 2 in una miscela di equilibrio (ad una pressione di 1 atm) superiore a 4000 °C può essere solo trascurabile. La stessa molecola di CO è così termicamente stabile che non si decompone nemmeno a 6000 °C. Molecole di CO sono state trovate nel mezzo interstellare. Sotto l'azione di CO su K metallico a 80 ° C, si forma un composto cristallino incolore, molto esplosivo della composizione K 6 C 6 O 6. Con l'eliminazione del potassio, questa sostanza passa facilmente nel monossido di carbonio C 6 O 6 ("trichinone"), che può essere considerato un prodotto della polimerizzazione del CO. La sua struttura corrisponde a un ciclo a sei membri formato da atomi di carbonio, ciascuno dei quali è collegato da un doppio legame agli atomi di ossigeno.
L'interazione di CO con zolfo secondo la reazione:
CO + S = COS + 29 kJ
va veloce solo ad alte temperature. Il tiossido di carbonio risultante (О=С=S) è un gas incolore e inodore (mp -139, bp -50 °С). Il monossido di carbonio (II) è in grado di combinarsi direttamente con alcuni metalli. Di conseguenza, si formano carbonili metallici, che dovrebbero essere considerati composti complessi.
Anche il monossido di carbonio (II) forma composti complessi con alcuni sali. Alcuni di essi (OsCl 2 ·3CO, PtCl 2 ·CO, ecc.) sono stabili solo in soluzione. La formazione di quest'ultima sostanza è associata all'assorbimento di monossido di carbonio (II) da parte di una soluzione di CuCl in HCl forte. Apparentemente composti simili si formano anche in una soluzione di ammoniaca di CuCl, che viene spesso utilizzata per assorbire CO nell'analisi dei gas.
Ricevuta.
Il monossido di carbonio si forma quando il carbonio viene bruciato in assenza di ossigeno. Molto spesso si ottiene come risultato dell'interazione dell'anidride carbonica con il carbone caldo:
CO 2 + C + 171 kJ = 2 CO.
Questa reazione è reversibile e il suo equilibrio al di sotto di 400 ° C è quasi completamente spostato a sinistra e al di sopra di 1000 ° C - a destra (Fig. 7). Tuttavia, si stabilisce con una velocità notevole solo a temperature elevate. Pertanto, in condizioni normali, la CO è abbastanza stabile.
Riso. 7. Equilibrio CO 2 + C \u003d 2 CO.
La formazione di CO dagli elementi procede secondo l'equazione:
2 C + O 2 \u003d 2 CO + 222 kJ.
Piccole quantità di CO si ottengono convenientemente dalla decomposizione dell'acido formico: HCOOH \u003d H 2 O + CO
Questa reazione procede facilmente quando HCOOH reagisce con acido solforico forte e caldo. In pratica, questa preparazione viene effettuata sia dall'azione del conc. acido solforico in HCOOH liquido (quando riscaldato), o facendo passare i vapori di quest'ultimo sull'emipentossido di fosforo. L'interazione di HCOOH con acido clorosolfonico secondo lo schema:
HCOOH + CISO 3 H \u003d H 2 SO 4 + HCI + CO
prosegue a temperature normali.
Un metodo conveniente per la produzione di CO in laboratorio può essere il riscaldamento con conc. acido solforico, acido ossalico o cianuro di ferro di potassio. Nel primo caso, la reazione procede secondo lo schema: H 2 C 2 O 4 \u003d CO + CO 2 + H 2 O.
Insieme alla CO, viene rilasciata anche anidride carbonica, che può essere trattenuta facendo passare la miscela di gas attraverso una soluzione di idrossido di bario. Nel secondo caso, l'unico prodotto gassoso è il monossido di carbonio:
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.
Grandi quantità di CO possono essere ottenute dalla combustione incompleta del carbone in forni speciali - generatori di gas. Il gas del generatore ordinario ("aria") contiene in media (vol.%): CO-25, N2-70, CO 2 -4 e piccole impurità di altri gas. Quando viene bruciato, fornisce 3300-4200 kJ per m 3. La sostituzione dell'aria ordinaria con l'ossigeno comporta un aumento significativo del contenuto di CO (e un aumento del potere calorifico del gas).
Ancora più CO contiene acqua gassosa, costituita (nel caso ideale) da una miscela di volumi uguali di CO e H 2 e che fornisce 11700 kJ / m 3 durante la combustione. Questo gas si ottiene soffiando vapore acqueo attraverso uno strato di carbone caldo e, a circa 1000 ° C, l'interazione avviene secondo l'equazione:
H 2 O + C + 130 kJ \u003d CO + H 2.
La reazione di formazione dell'acqua gassosa procede con l'assorbimento di calore, il carbone viene gradualmente raffreddato, e per mantenerlo caldo è necessario alternare il passaggio del vapore acqueo al passaggio dell'aria (o ossigeno) nel generatore di gas. A questo proposito, il gas d'acqua contiene circa CO-44, H 2 -45, CO 2 -5 e N 2 -6%. È ampiamente usato per la sintesi di vari composti organici.
Spesso si ottiene un gas misto. Il processo per ottenerlo si riduce al soffio simultaneo di aria e vapore acqueo attraverso uno strato di carbone caldo, ad es. combinando entrambi i metodi sopra descritti, quindi la composizione del gas miscelato è intermedia tra generatore e acqua. In media contiene: CO-30, H 2 -15, CO 2 -5 e N 2 -50%. Un metro cubo di esso fornisce circa 5400 kJ quando viene bruciato.
Monossido di carbonio (monossido di carbonio, monossido di carbonio, ossido di carbonio (II).) è un gas incolore, estremamente tossico, insapore e inodore, più leggero dell'aria (at condizioni normali). Formula chimica- CO.
La struttura della molecola
Per la presenza di un triplo legame, la molecola di CO è molto forte (l'energia di dissociazione è 1069 kJ/mol, ovvero 256 kcal/mol, che è più di qualsiasi altra molecola biatomica) e ha una piccola distanza internucleare ( d C≡O = 0,1128 nm o 1,13 Å).
La molecola è debolmente polarizzata, il suo momento di dipolo elettrico μ = 0,04⋅10 −29 C m . Numerosi studi hanno dimostrato che la carica negativa nella molecola di CO è concentrata sull'atomo di carbonio C − ←O + (la direzione del momento di dipolo nella molecola è opposta a quella precedentemente ipotizzata). Energia di ionizzazione 14,0 eV, costante di accoppiamento di forza K = 18,6 .
Proprietà
Il monossido di carbonio (II) è un gas incolore, inodore e insapore. combustibile Il cosiddetto "odore di monossido di carbonio" è in realtà l'odore delle impurità organiche.
| Energia di formazione standard di Gibbs Δ G | −137,14 kJ/mol (g) (a 298 K) |
| Entropia standard dell'educazione S | 197,54 J/mol K (g) (a 298 K) |
| Capacità termica molare standard Cp | 29,11 J/mol K (g) (a 298 K) |
| Entalpia di fusione Δ H pl | 0,838 kJ/mol |
| Entalpia di ebollizione Δ H kip | 6,04 kJ/mol |
| Temperatura critica t Creta | -140,23°C |
| pressione critica P Creta | 3.499 MPa |
| Densità critica ρ crit | 0,301 g/cm³ |
I principali tipi di reazioni chimiche in cui è coinvolto il monossido di carbonio (II) sono le reazioni di addizione e le reazioni redox, in cui mostra proprietà riducenti.
A temperatura ambiente, la CO è inattiva, la sua attività chimica aumenta notevolmente quando riscaldata e in soluzione. Quindi, nelle soluzioni, ripristina i sali e altri ai metalli già a temperatura ambiente. Quando riscaldato, riduce anche altri metalli, ad esempio CO + CuO → Cu + CO 2. Questo è ampiamente usato in pirometallurgia. Il metodo per la rilevazione qualitativa di CO si basa sulla reazione di CO in soluzione con cloruro di palladio, vedi sotto.
L'ossidazione di CO in soluzione spesso procede a una velocità notevole solo in presenza di un catalizzatore. Nella scelta di quest'ultimo, la natura dell'agente ossidante gioca il ruolo principale. Quindi, KMnO 4 ossida più rapidamente CO in presenza di argento finemente suddiviso, K 2 Cr 2 O 7 - in presenza di sali, KClO 3 - in presenza di OsO 4. In generale, la CO è simile nelle sue proprietà riducenti all'idrogeno molecolare.
Al di sotto di 830 °C, la CO è un agente riducente più forte e, più in alto, l'idrogeno. Quindi l'equilibrio della reazione
H 2 O + C O ⇄ C O 2 + H 2 (\ displaystyle (\ mathsf (H_(2) O+CO\rightleftarrows CO_(2)+H_(2))})fino a 830 °C spostato a destra, sopra 830 °C a sinistra.
È interessante notare che esistono batteri in grado di ottenere l'energia di cui hanno bisogno per la vita a causa dell'ossidazione della CO.
Il monossido di carbonio (II) brucia con una fiamma di colore blu(temperatura di inizio reazione 700 °C) in aria:
2 C O + O 2 → 2 C O 2 (\ displaystyle (\ mathsf (2CO+O_(2)\rightarrow 2CO_(2)))) (Δ G° 298 = -257 kJ, Δ S° 298 = -86 J/K).La temperatura di combustione del CO può raggiungere i 2100 °C. La reazione di combustione è a catena e gli iniziatori sono piccole quantità di composti contenenti idrogeno (acqua, ammoniaca, acido solfidrico, ecc.)
A causa di un così buon potere calorifico, la CO è un componente di varie miscele di gas tecnici (vedi, ad esempio, gas di generatore) utilizzate, tra l'altro, per il riscaldamento. Esplosivo se miscelato con aria; limiti di concentrazione inferiore e superiore di propagazione della fiamma: dal 12,5 al 74% (in volume) .
alogeni. Più grande uso pratico ha ricevuto una reazione con il cloro:
C O + C l 2 → C O C l 2 . (\ displaystyle (\ mathsf (CO+Cl_(2)\freccia destra COCl_(2))).)Facendo reagire CO con F 2 , oltre al fluoruro di carbonile COF 2 si può ottenere un composto di perossido (FCO) 2 O 2. Le sue caratteristiche: punto di fusione -42°C, punto di ebollizione +16°C, ha un odore caratteristico (simile all'odore di ozono), si decompone con esplosione se riscaldato oltre i 200°C (prodotti di reazione CO 2 , O 2 e COF 2), in ambiente acido reagisce con ioduro di potassio secondo l'equazione:
(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\freccia destra 2KF+I_(2)+2CO_(2).)))Il monossido di carbonio (II) reagisce con i calcogeni. Con lo zolfo forma solfuro di carbonio COS, la reazione procede quando riscaldata, secondo l'equazione:
C O + S → C O S (\ displaystyle (\ mathsf (CO + S \ freccia destra COS))) (Δ G° 298 = -229 kJ, Δ S° 298 = -134 J/K).Sono stati ottenuti anche simili COSe di selenossido di carbonio e COTe di tellurossido di carbonio.
Ripristina SO 2:
2 C O + S O 2 → 2 C O 2 + S . (\ displaystyle (\ mathsf (2CO+SO_(2)\freccia destra 2CO_(2)+S.)))Con i metalli di transizione, forma composti combustibili e tossici: carbonili, come,,, ecc. Alcuni di essi sono volatili.
n C O + M e → [ M e (C O) n ] (\ displaystyle (\ mathsf (nCO + Me \ rightarrow )))Il monossido di carbonio (II) è leggermente solubile in acqua, ma non reagisce con esso. Inoltre, non reagisce con soluzioni di alcali e acidi. Tuttavia, reagisce con gli alcali fusi per formare i formati corrispondenti:
C O + K O H → H C O O K . (\ displaystyle (\ mathsf (CO + KOH \ freccia destra HCOOK.)))Una reazione interessante è la reazione del monossido di carbonio (II) con il potassio metallico in una soluzione di ammoniaca. Questo forma il composto esplosivo diossodicarbonato di potassio:
2 K + 2 C O → K 2 C 2 O 2 . (\ displaystyle (\ mathsf (2K+2CO\freccia destra K_(2)C_(2)O_(2).))) x C O + y H 2 → (\ displaystyle (\ mathsf (xCO+yH_(2)\freccia destra))) alcoli + alcani lineari.Questo processo è la fonte di produzione di importanti prodotti industriali come metanolo, gasolio sintetico, alcoli poliidrici, oli e lubrificanti.
Azione fisiologica
Tossicità
Il monossido di carbonio è altamente tossico.
L'effetto tossico del monossido di carbonio (II) è dovuto alla formazione di carbossiemoglobina, un complesso carbonilico molto più forte con l'emoglobina, rispetto al complesso di emoglobina con ossigeno (ossiemoglobina). Pertanto, i processi di trasporto dell'ossigeno e la respirazione cellulare sono bloccati. Concentrazioni nell'aria superiori allo 0,1% provocano la morte entro un'ora.
- La vittima dovrebbe essere portata all'aria aperta. In caso di avvelenamento grado lieve sufficiente iperventilazione dei polmoni con ossigeno.
- Ventilazione artificiale dei polmoni.
- Lobeline o caffeina sotto la pelle.
- Carbossilasi per via endovenosa.
La medicina mondiale non conosce antidoti affidabili da utilizzare in caso di avvelenamento da monossido di carbonio.
Protezione contro il monossido di carbonio(II)
monossido di carbonio endogeno
Il monossido di carbonio endogeno è prodotto normalmente dalle cellule del corpo umano e animale e funge da molecola di segnalazione. Interpreta il famoso ruolo fisiologico nell'organismo, in particolare, è un neurotrasmettitore e provoca vasodilatazione. A causa del ruolo del monossido di carbonio endogeno nel corpo, i suoi disordini metabolici sono associati a varie malattie, come malattie neurodegenerative, aterosclerosi dei vasi sanguigni, ipertensione, insufficienza cardiaca e vari processi infiammatori.
Il monossido di carbonio endogeno si forma nel corpo a causa dell'azione ossidante dell'enzima eme ossigenasi sull'eme, che è un prodotto della distruzione dell'emoglobina e della mioglobina, nonché di altre proteine contenenti eme. Questo processo provoca la formazione di una piccola quantità di carbossiemoglobina nel sangue umano, anche se la persona non fuma e respira non aria atmosferica (contenente sempre piccole quantità di monossido di carbonio esogeno), ma ossigeno puro o una miscela di azoto e ossigeno.
A seguito delle prime prove apparse nel 1993 che il monossido di carbonio endogeno è un normale neurotrasmettitore nel corpo umano, nonché uno dei tre gas endogeni che normalmente modulano il corso delle reazioni infiammatorie nel corpo (gli altri due sono l'ossido nitrico (II) e idrogeno solforato), il monossido di carbonio endogeno ha ricevuto notevole attenzione da parte di clinici e ricercatori come importante regolatore biologico. In molti tessuti, è stato dimostrato che tutti e tre i suddetti gas sono agenti antinfiammatori, vasodilatatori e inducono anche angiogenesi. Tuttavia, non tutto è così semplice e inequivocabile. L'angiogenesi non è sempre effetti benefici, dal momento che, in particolare, gioca un ruolo nella crescita tumore maligno, ed è anche una delle cause del danno retinico nella degenerazione maculare. In particolare, è importante notare che il fumo (la principale fonte di monossido di carbonio nel sangue, dando una concentrazione diverse volte superiore alla produzione naturale) aumenta il rischio di degenerazione maculare della retina di 4-6 volte.
C'è una teoria secondo cui in alcune sinapsi delle cellule nervose, dove l'informazione viene immagazzinata per lungo tempo, la cellula ricevente, in risposta al segnale ricevuto, produca monossido di carbonio endogeno, che ritrasmette il segnale alla cellula trasmittente, che lo informa della sua disponibilità a ricevere segnali da esso in futuro e aumentare l'attività della cellula trasmittente del segnale. Alcune di queste cellule nervose contengono guanilato ciclasi, un enzima che viene attivato quando esposto al monossido di carbonio endogeno.
La ricerca sul ruolo del monossido di carbonio endogeno come agente antinfiammatorio e citoprotettore è stata condotta in molti laboratori in tutto il mondo. Queste proprietà del monossido di carbonio endogeno rendono l'effetto sul suo metabolismo un interessante bersaglio terapeutico per il trattamento di diverse condizioni patologiche come il danno tissutale causato da ischemia e successiva riperfusione (ad esempio infarto del miocardio, ictus ischemico), rigetto di trapianto, aterosclerosi vascolare, sepsi grave, malaria grave, Malattie autoimmuni. Sono stati condotti anche studi clinici sull'uomo, ma i loro risultati non sono stati ancora pubblicati.
In sintesi, ciò che è noto a partire dal 2015 sul ruolo del monossido di carbonio endogeno nell'organismo può essere riassunto come segue:
- Il monossido di carbonio endogeno è una delle importanti molecole di segnalazione endogeno;
- Il monossido di carbonio endogeno modula il SNC e le funzioni cardiovascolari;
- Il monossido di carbonio endogeno inibisce l'aggregazione piastrinica e la loro adesione alle pareti dei vasi;
- L'impatto sullo scambio di monossido di carbonio endogeno in futuro potrebbe essere uno dei più importanti strategie terapeutiche per una serie di malattie.
Storia della scoperta
La tossicità dei fumi emessi durante la combustione del carbone è stata descritta da Aristotele e Galeno.
Il monossido di carbonio (II) fu ottenuto per la prima volta dal chimico francese Jacques de Lasson nel riscaldamento dell'ossido di zinco con il carbone, ma inizialmente fu scambiato per idrogeno, poiché bruciava con una fiamma blu.
Il fatto che questo gas contenga carbonio e ossigeno è stato scoperto dal chimico inglese William Kruikshank. La tossicità del gas fu studiata nel 1846 dal medico francese Claude Bernard in esperimenti sui cani.
Il monossido di carbonio (II) al di fuori dell'atmosfera terrestre fu scoperto per la prima volta dallo scienziato belga M. Mizhot (M. Migeotte) nel 1949 per la presenza della principale banda vibrazionale-rotazionale nello spettro IR del Sole. L'ossido di carbonio (II) è stato scoperto nel mezzo interstellare nel 1970.
Ricevuta
modo industriale
- Si forma durante la combustione di carbonio o composti a base di esso (ad esempio benzina) in condizioni di mancanza di ossigeno:
- o quando si riduce l'anidride carbonica con carbone ardente:
Questa reazione si verifica durante il forno del forno, quando la serranda del forno viene chiusa troppo presto (fino a quando i carboni non si sono completamente bruciati). Il monossido di carbonio risultante (II), a causa della sua tossicità, provoca disturbi fisiologici ("burnout") e persino la morte (vedi sotto), da cui uno dei nomi banali: "monossido di carbonio".
La reazione di riduzione dell'anidride carbonica è reversibile, l'effetto della temperatura sullo stato di equilibrio di questa reazione è mostrato nel grafico. Il flusso della reazione a destra fornisce il fattore di entropia ea sinistra il fattore di entalpia. A temperature inferiori a 400 °C, l'equilibrio è quasi completamente spostato a sinistra e a temperature superiori a 1000 °C a destra (in direzione della formazione di CO). A basse temperature, la velocità di questa reazione è molto bassa, quindi il monossido di carbonio (II) è abbastanza stabile in condizioni normali. Questo equilibrio ha un nome speciale equilibrio del boudoir.
- Miscele di monossido di carbonio (II) con altre sostanze si ottengono facendo passare aria, vapore acqueo, ecc. attraverso uno strato di coke caldo, carbone o lignite, ecc. (vedi gas generatore, gas d'acqua, gas misto, gas di sintesi).
metodo di laboratorio
- Decomposizione dell'acido formico liquido sotto l'azione di acido solforico concentrato caldo o passaggio di acido formico gassoso sull'ossido di fosforo P 2 O 5 . Schema di reazione:
- Riscaldare una miscela di acido ossalico e acido solforico concentrato. La reazione avviene secondo l'equazione:
- Riscaldare una miscela di esacianoferrato di potassio (II) con acido solforico concentrato. La reazione avviene secondo l'equazione:
- Recupero dal carbonato di zinco da parte del magnesio quando riscaldato:
Determinazione del monossido di carbonio (II)
Qualitativamente, la presenza di CO può essere determinata dall'oscuramento di soluzioni di cloruro di palladio (o carta impregnata di tale soluzione). L'oscuramento è associato al rilascio di palladio metallico finemente disperso secondo lo schema:
P d C l 2 + C O + H 2 O → P d ↓ + C O 2 + 2 H C l . (\ displaystyle (\ mathsf (PdCl_(2)+CO+H_(2)O\freccia destra Pd\freccia giù +CO_(2)+2HCl.)))Questa reazione è molto sensibile. Soluzione standard: 1 grammo di cloruro di palladio per litro d'acqua.
La determinazione quantitativa del monossido di carbonio (II) si basa sulla reazione iodometrica:
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).)))Applicazione
- Il monossido di carbonio(II) è un reagente intermedio utilizzato nelle reazioni con l'idrogeno nei più importanti processi industriali per la produzione di alcoli organici e idrocarburi semplici.
- Il monossido di carbonio (II) viene utilizzato per lavorare carne e pesce animali, conferendo loro un colore rosso brillante e un aspetto di freschezza, senza alterarne il gusto (tecnologie fumo chiaro e Fumo insapore). La concentrazione ammessa di CO è di 200 mg/kg di carne.
- Il monossido di carbonio (II) è il componente principale del gas di generazione utilizzato come carburante nei veicoli a gas naturale.
- Il monossido di carbonio dallo scarico del motore è stato utilizzato dai nazisti durante la seconda guerra mondiale per massacrare le persone avvelenando.
Monossido di carbonio (II) nell'atmosfera terrestre
Ci sono fonti naturali e antropiche di ingresso nell'atmosfera terrestre. In condizioni naturali, sulla superficie terrestre, la CO si forma durante la decomposizione anaerobica incompleta dei composti organici e durante la combustione della biomassa, principalmente durante gli incendi boschivi e di steppa. Il monossido di carbonio (II) si forma nel suolo sia biologicamente (escreto dagli organismi viventi) che non biologicamente. È stato sperimentalmente provato il rilascio di monossido di carbonio (II) dovuto a composti fenolici comuni nei terreni contenenti gruppi OCH 3 o OH in posizione orto o para rispetto al primo gruppo ossidrile.
L'equilibrio complessivo della produzione di CO non biologica e la sua ossidazione da parte di microrganismi dipende dalle condizioni ambientali specifiche, principalmente dall'umidità e dal valore di . Ad esempio, dai suoli aridi, il monossido di carbonio (II) viene rilasciato direttamente nell'atmosfera, creando così massimi locali nella concentrazione di questo gas.
Nell'atmosfera, la CO è il prodotto di reazioni a catena che coinvolgono metano e altri idrocarburi (principalmente isoprene).
La principale fonte antropica di CO attualmente sono i gas di scarico dei motori a combustione interna. Il monossido di carbonio viene prodotto quando i combustibili idrocarburici vengono bruciati nei motori a combustione interna a temperature insufficienti o quando il sistema di alimentazione dell'aria non è regolato correttamente (non viene fornito abbastanza ossigeno per ossidare la CO in CO 2 ). In passato, una percentuale significativa delle emissioni di CO nell'atmosfera antropogenica proveniva dal gas di illuminazione utilizzato per l'illuminazione di interni nel 19° secolo. Nella composizione corrispondeva approssimativamente al gas d'acqua, cioè conteneva fino al 45% di monossido di carbonio (II). Nel settore pubblico, non viene utilizzato a causa della presenza di un analogo molto più economico ed efficiente dal punto di vista energetico -
Molte sostanze gassose che esistono in natura e si ottengono durante la produzione sono composti fortemente tossici. È noto che il cloro era usato come arma biologica, il vapore di bromo ha un effetto altamente corrosivo sulla pelle, l'acido solfidrico provoca avvelenamento e così via.
Una di queste sostanze è il monossido di carbonio o monossido di carbonio, la cui formula ha le sue caratteristiche nella struttura. Su di lui e sarà discusso ulteriormente.
Formula chimica del monossido di carbonio
La forma empirica della formula del composto in esame è la seguente: CO. Tuttavia, questa forma fornisce una caratteristica solo della composizione qualitativa e quantitativa, ma non influisce sulle caratteristiche strutturali e sull'ordine di connessione degli atomi nella molecola. E differisce da quello in tutti gli altri gas simili.
È questa caratteristica che colpisce il fisico e Proprietà chimiche. Qual è questa struttura?
La struttura della molecola
Innanzitutto, la formula empirica mostra che la valenza del carbonio nel composto è II. Proprio come l'ossigeno. Pertanto, ciascuno di essi può formare due formule di monossido di carbonio CO, questo lo conferma chiaramente.
E così succede. Un doppio legame polare covalente si forma tra l'atomo di carbonio e di ossigeno dal meccanismo di socializzazione degli elettroni spaiati. Pertanto, il monossido di carbonio assume la forma C=O.
Tuttavia, le caratteristiche della molecola non finiscono qui. Secondo il meccanismo donatore-accettore, nella molecola si forma un terzo legame dativo o semipolare. Cosa spiega questo? Poiché, dopo la formazione nell'ordine di scambio, l'ossigeno ha due coppie di elettroni e l'atomo di carbonio ha un orbitale vuoto, quest'ultimo funge da accettore di una delle coppie del primo. In altre parole, una coppia di elettroni di ossigeno viene posta in un orbitale libero di carbonio e si forma un legame.
Quindi, il carbonio è un accettore, l'ossigeno è un donatore. Pertanto, la formula per il monossido di carbonio in chimica assume la seguente forma: C≡O. Tale strutturazione conferisce alla molecola ulteriore stabilità chimica e inerzia nelle proprietà mostrate in condizioni normali.
Quindi, i legami nella molecola di monossido di carbonio:
- due polari covalenti, formati dal meccanismo di scambio dovuto alla socializzazione di elettroni spaiati;
- un dativo, formato dall'interazione donatore-accettore tra una coppia di elettroni e un orbitale libero;
- Ci sono tre legami in una molecola.
Proprietà fisiche
Ci sono una serie di caratteristiche che, come qualsiasi altro composto, ha il monossido di carbonio. La formula della sostanza lo chiarisce cellula di cristallo stato molecolare, gassoso in condizioni normali. Da ciò seguono i seguenti parametri fisici.
- C≡O - monossido di carbonio (formula), densità - 1.164 kg / m 3.
- Punti di ebollizione e di fusione rispettivamente: 191/205 0 C.
- Solubile in: acqua (leggermente), etere, benzene, alcool, cloroformio.
- Non ha sapore e odore.
- Incolore.
Da un punto di vista biologico è estremamente pericoloso per tutti gli esseri viventi, ad eccezione di alcuni tipi di batteri.
Proprietà chimiche
In termini di reattività, una delle sostanze più inerti in condizioni normali è il monossido di carbonio. La formula, che riflette tutti i legami nella molecola, lo conferma. È proprio a causa di una struttura così forte che questo composto, a indicatori standard, ambiente praticamente non entra in alcuna interazione.
Tuttavia, è necessario riscaldare almeno un po' il sistema, poiché il legame dativo nella molecola collassa, così come quelli covalenti. Quindi il monossido di carbonio inizia a mostrare proprietà riducenti attive e piuttosto forti. Quindi, è in grado di interagire con:
- ossigeno;
- cloro;
- alcali (fonde);
- con ossidi e sali metallici;
- con zolfo;
- leggermente con acqua;
- con ammoniaca;
- con idrogeno.
Pertanto, come già accennato in precedenza, le proprietà che il monossido di carbonio mostra, spiega ampiamente la sua formula.
Essere nella natura
La principale fonte di CO nell'atmosfera terrestre sono gli incendi boschivi. Dopotutto modo principale la formazione di questo gas in modo naturale è una combustione incompleta diverso tipo combustibili, per lo più organici.
Anche le fonti antropogeniche di inquinamento atmosferico con monossido di carbonio sono importanti e frazione di massa la stessa percentuale del naturale. Questi includono:
- fumo dal lavoro di fabbriche e impianti, complessi metallurgici e altre imprese industriali;
- gas di scarico dei motori a combustione interna.
A condizioni naturali il monossido di carbonio viene facilmente ossidato dall'ossigeno atmosferico e dal vapore acqueo in anidride carbonica. Questa è la base del primo soccorso per l'avvelenamento con questo composto.
Ricevuta
Vale la pena sottolineare una caratteristica. Il monossido di carbonio (formula), l'anidride carbonica (struttura molecolare), rispettivamente, si presentano così: C≡O e O=C=O. La differenza è un atomo di ossigeno. Ecco perchè modo industriale l'ottenimento del monossido si basa sulla reazione tra biossido e carbone: CO 2 + C = 2CO. Questo è il modo più semplice e comune per sintetizzare questo composto.
Il laboratorio ne utilizza diversi composti organici, sali metallici e sostanze complesse, poiché la resa del prodotto non dovrebbe essere eccessiva.
Un reagente di alta qualità per la presenza di monossido di carbonio nell'aria o in una soluzione è il cloruro di palladio. Quando interagiscono, si forma un metallo puro, che provoca l'oscuramento della soluzione o della superficie della carta.
Effetto biologico sul corpo
Come accennato in precedenza, il monossido di carbonio è un parassita molto velenoso, incolore, pericoloso e mortale corpo umano. E non solo umano, ma in generale qualsiasi essere vivente. Le piante esposte ai gas di scarico delle auto muoiono molto rapidamente.
Qual è esattamente l'effetto biologico del monossido di carbonio sull'ambiente interno degli esseri animali? Si tratta della formazione di composti forti e complessi dell'emoglobina, la proteina del sangue e del gas in questione. Cioè, invece dell'ossigeno, vengono catturate le molecole di veleno. Respirazione cellulare bloccato istantaneamente, lo scambio di gas diventa impossibile nel suo normale corso.
Di conseguenza, c'è un blocco graduale di tutte le molecole di emoglobina e, di conseguenza, la morte. Una sconfitta di solo l'80% è sufficiente perché l'esito dell'avvelenamento diventi fatale. Per fare ciò, la concentrazione di monossido di carbonio nell'aria dovrebbe essere dello 0,1%.
I primi segni con cui è possibile determinare l'inizio dell'avvelenamento con questo composto sono:
- male alla testa;
- vertigini;
- perdita di conoscenza.
Il primo soccorso è uscire all'aria aperta, dove il monossido di carbonio sotto l'influenza dell'ossigeno si trasformerà in anidride carbonica, cioè verrà neutralizzato. I casi di morte per l'azione della sostanza in questione sono molto frequenti, soprattutto nelle abitazioni con.In fondo, quando si bruciano legna, carbone e altri tipi di combustibili, questo gas si forma necessariamente come sottoprodotto. Il rispetto delle norme di sicurezza è estremamente importante per preservare la vita e la salute umana.
Ci sono anche molti casi di avvelenamento nei garage, dove vengono assemblati molti motori di auto funzionanti, ma l'afflusso non è sufficientemente fornito. aria fresca. La morte, se viene superata la concentrazione consentita, avviene entro un'ora. È fisicamente impossibile sentire la presenza del gas, perché non ha né odore né colore.
Uso industriale
Inoltre, il monossido di carbonio viene utilizzato:
- per la lavorazione di carne e prodotti ittici, che consente di dare loro un aspetto fresco;
- per la sintesi di alcuni composti organici;
- come componente del gas del generatore.
Pertanto, questa sostanza non è solo dannosa e pericolosa, ma anche molto utile per l'uomo e le sue attività economiche.
Monossido di carbonio (II) – CO
(monossido di carbonio, monossido di carbonio, monossido di carbonio)
Proprietà fisiche: gas velenoso incolore, insapore e inodore, brucia con una fiamma bluastra, più leggera dell'aria, poco solubile in acqua. La concentrazione di monossido di carbonio nell'aria del 12,5-74% è esplosiva.
Struttura della molecola:
Lo stato di ossidazione formale del carbonio +2 non riflette la struttura della molecola di CO, in cui, oltre al doppio legame formato dalla condivisione di elettroni C e O, ce n'è uno aggiuntivo formato dal meccanismo donatore-accettore dovuto alla coppia solitaria di elettroni dell'ossigeno (rappresentata da una freccia):
A questo proposito, la molecola di CO è molto forte ed è in grado di entrare in reazioni di ossidoriduzione solo ad alte temperature. In condizioni normali, la CO non interagisce con acqua, alcali o acidi.
Ricevuta:
La principale fonte antropica di monossido di carbonio CO sono attualmente i gas di scarico dei motori a combustione interna. Il monossido di carbonio viene prodotto quando il carburante viene bruciato nei motori a combustione interna a temperature insufficienti o un sistema di alimentazione dell'aria mal regolato (non viene fornito abbastanza ossigeno per ossidare il monossido di carbonio CO in anidride carbonica CO2). In condizioni naturali, sulla superficie terrestre, il monossido di carbonio CO si forma durante la decomposizione anaerobica incompleta dei composti organici e durante la combustione della biomassa, principalmente durante gli incendi boschivi e delle steppe.
1) Nell'industria (nei generatori di gas):
Video - esperienza "Come ottenere monossido di carbonio"
C + O 2 \u003d CO 2 + 402 kJ
CO 2 + C \u003d 2CO - 175 kJ
Nei generatori di gas, il vapore acqueo viene talvolta soffiato attraverso il carbone ardente:
C + H 2 O \u003d CO + H 2 - Q ,
una miscela di CO + H 2 - detta di sintesi - gas .
2) In laboratorio- decomposizione termica dell'acido formico o ossalico in presenza di H 2 SO 4 (conc.):
HCOOH t˚C, H2SO4 → H2O + CO
H 2 C 2 O 4 t˚C,H2SO4 → CO + CO 2 + H 2 O
Proprietà chimiche:
In condizioni ordinarie, CO è inerte; quando riscaldato - agente riducente;
CO - ossido non salino .
1) con ossigeno
2 C +2 O + O 2 t ˚ C →2 C +4 O 2
2) con ossidi metallici CO + Io x O y = CO 2 + Me
C +2 O + CuO t ˚ C → Cu + C +4 O 2
3) con cloro (alla luce)
CO + Cl 2 luce → COCl 2 (il fosgene è un gas velenoso)
4)* reagisce con fusi alcalini (sotto pressione)
CO+NaOHP → HCOONa (formiato di sodio)
L'effetto del monossido di carbonio sugli organismi viventi:
Il monossido di carbonio è pericoloso perché impedisce al sangue di trasportare ossigeno agli organi vitali come il cuore e il cervello. Il monossido di carbonio si combina con l'emoglobina, che trasporta l'ossigeno alle cellule del corpo, per cui diventa inadatto al trasporto di ossigeno. A seconda della quantità inalata, il monossido di carbonio compromette la coordinazione, aggrava le malattie cardiovascolari e provoca affaticamento, mal di testa, debolezza.L'effetto del monossido di carbonio sulla salute umana dipende dalla sua concentrazione e dal tempo di esposizione al corpo. Una concentrazione di monossido di carbonio nell'aria superiore allo 0,1% porta alla morte entro un'ora e una concentrazione superiore all'1,2% entro tre minuti.
Applicazione di monossido di carbonio :
Il monossido di carbonio viene utilizzato principalmente come gas combustibile miscelato con azoto, il cosiddetto gas generatore o aria, o gas d'acqua miscelato con idrogeno. In metallurgia per il recupero dei metalli dai loro minerali. Per ottenere metalli di elevata purezza mediante decomposizione di carbonili.
FISSAGGIO
n. 1. Completare le equazioni di reazione, redigere un bilancio elettronico per ciascuna delle reazioni, indicare i processi di ossidazione e riduzione; agente ossidante e agente riducente:
CO 2 + C =
C + H 2 O =
Con O + O 2 \u003d
CO + Al 2 O 3 \u003dn. 2. Calcola la quantità di energia necessaria per produrre 448 litri di monossido di carbonio secondo l'equazione termochimica