Дио лечение
Назад

Из чего состоит угарный газ

Опубликовано: 23.04.2020
Время на чтение: 45 мин
0
2

Физические
свойства.

   
Монооксид углерода представляет
собой бесцветный и не имеющий
запаха газ, малорастворимый в
воде.

  • t пл. 205 °С,
  • t кип. 191 °С
  • критическая
    температура =140°С 
  • критическое
    давление = 35 атм. 
  • растворимость
    СО в воде около 1:40 по объёму.

Строение молекулы

Молекула CO имеет тройную связь, как и молекула азота N2. Так как эти молекулы сходны по строению (изоэлектронны, двухатомны, имеют близкую молярную массу), то и свойства их также схожи — очень низкие температуры плавления и кипения, близкие значения стандартных энтропий и т. п.

В рамках метода валентных связей строение молекулы CO можно описать формулой " :C≡O: ".

Согласно методу молекулярных орбиталей электронная конфигурация невозбуждённой молекулы CO σ2Oσ2zπ4x, y σ2C. Тройная связь образована σ-связью, образованной за счёт σzэлектронной пары, а электроны дважды вырожденного уровня πx, y соответствуют двум π-связям. Электроны на несвязывающих σC-орбитали и σO-орбитали соответствуют двум электронным парам, одна из которых локализована у атома углерода, другая — у атома кислорода.

Благодаря наличию тройной связи молекула CO весьма прочна (энергия диссоциации 1069 кДж/моль, или 256 ккал/моль, что больше, чем у любых других двухатомных молекул) и имеет малое межъядерное расстояние (dC≡O=0,1128 нм или 1,13 Å).

Молекула слабо поляризована, её электрический дипольный моментμ = 0,04⋅10−29 Кл·м. Многочисленные исследования показали, что отрицательный заряд в молекуле CO сосредоточен на атоме углерода C−←O (направление дипольного момента в молекуле противоположно предполагавшемуся ранее). Энергия ионизации 14,0 эВ, силовая константа связи k = 18,6.

Молекула CO имеет тройную связь, как и молекула азота N2. Так как эти молекулы сходны по строению (изоэлектронны, двухатомны, имеют близкую молярную массу), то и свойства их также схожи — очень низкие температуры плавления и кипения, близкие значения стандартных энтропий и т. п.

В рамках метода валентных связей строение молекулы CO можно описать формулой " :C≡O: ".

Согласно методу молекулярных орбиталей электронная конфигурация невозбуждённой молекулы CO σ2Oσ2zπ4x, y σ2C. Тройная связь образована σ-связью, образованной за счёт σzэлектронной пары, а электроны дважды вырожденного уровня πx, y соответствуют двум π-связям. Электроны на несвязывающих σC-орбитали и σO-орбитали соответствуют двум электронным парам, одна из которых локализована у атома углерода, другая — у атома кислорода.

Благодаря наличию тройной связи молекула CO весьма прочна (энергия диссоциации 1069 кДж/моль, или 256 ккал/моль, что больше, чем у любых других двухатомных молекул) и имеет малое межъядерное расстояние (dC≡O=0,1128 нм или 1,13 Å).

Молекула слабо поляризована, её электрический дипольный моментμ = 0,04⋅10−29 Кл·м. Многочисленные исследования показали, что отрицательный заряд в молекуле CO сосредоточен на атоме углерода C−←O (направление дипольного момента в молекуле противоположно предполагавшемуся ранее). Энергия ионизации 14,0 эВ, силовая константа связи k = 18,6.

Химические и твердотельные приборы контроля

Из чего состоит угарный газ

    При
обычных условиях CO инертен; при
нагревании - восстановитель;
несолеобразующий оксид.

1) с кислородом

2C 2O
O2 = 2C 4O2

2) с оксидами
металлов

C 2O
CuO = Сu C 4O2

3) с хлором (на
свету)

CO Cl2
--hn-> COCl2(фосген)

4) реагирует с
расплавами щелочей (под давлением)

CO NaOH =
HCOONa (муравьинокислый натрий (формиат
натрия))

5) с переходными
металлами образует карбонилы

Ni 4CO =t°=
Ni(CO)4

Fe 5CO =t°=
Fe(CO)5

   
Монооксид углерода химически не
взаимодействует с водой. Не
реагирует СО также со щелочами и
кислотами. Он чрезвычайно ядовит.

С
химической стороны монооксид
углерода характеризуется главным
образом склонностью к реакциям
присоединения и своими
восстановительными свойствами.
Однако обе эти тенденции обычно
проявляются лишь при повышенных
температурах.

Из чего состоит угарный газ

В этих условиях СО
соединяется с кислородом, хлором,
серой, некоторыми металлами и т. д.
Вместе с тем оксид углерода при
нагревании восстанавливает до
металлов многие оксиды, что
весьма важно для металлургии.

Наряду с нагреванием повышение
химической активности СО часто
вызывается его растворением. Так,
в растворе он способен
восстанавливать соли Au, Pt и
некоторых других элементов до
свободных металлов уже при
обычных температурах.

При
повышенных температурах и
высоких давлениях имеет место
взаимодействие СО с водой и
едкими щелочами: в первом случае
образуется НСООН, а во втором -
муравьинокислый натрий.
Последняя реакция протекает при
120 °С, давлении 5 атм и находит
техническое использование.

PdCl2
H2O CO = CO2 2 HCl Pd

5 СО I2O5
= 5 CO2 I2.

Окисление СО в растворе часто
идёт с заметной скоростью лишь в
присутствии катализатора. При
подборе последнего основную роль
играет природа окислителя. Так, KMnO4
быстрее всего окисляет СО в
присутствии мелкораздробленного
серебра, K2Cr2O7 - в
присутствии солей ртути, КСlO3
- в присутствии OsO4.

В общем,
по своим восстановительным
свойствам СО похож на
молекулярный водород, причём
активность его при обычных
условиях выше, чем у последнего.
Интересно, что существуют
бактерии, способные за счёт
окисления СО получать
необходимую им для жизни энергию.

Н2О
СО = СО2 Н2 42 кДж,

Предлагаем ознакомиться  Свободный кортизол в суточной моче: подготовка, как собирать, норма у женщ

равновесное
состояние которой при высоких
температурах устанавливается
довольно быстро (особенно в
присутствии Fe2O3). При
830 °С в равновесной смеси
находятся равные количества СО и
Н2, т. е.

Н2О
СО СаО = СаСО3 Н2 217
кДж.

   
Реакция эта идёт уже при 500 °С.

2 СО О2
= 2 СО2 564 кДж.

Сопровождающее эту реакцию
значительное выделение тепла
делает монооксид углерода ценным
газообразным топливом. Однако
наиболее широкое применение он
находит как исходный продукт для
синтеза различных органических
веществ.

    1) С О2
= СО2 ; 

    2) СО2
С = 2 СО; 

    3) 2 СО
О2 = 2 СО2.

При
преждевременном закрытии трубы в
печи создаётся недостаток
кислорода, что может вызвать
распространение СО по
отапливаемому помещению и
привести к отравлениям (угар).
Следует отметить, что запах "угарного
газа" обусловлен не СО, а
примесями некоторых органических
веществ.

Н О2
= НО О, затем О СО = СО2, НО
СО = СО2 Н и т. д.

При
очень высоких температурах
реакция горения СО становится
заметно обратимой. Содержание СО2
в равновесной смеси (под
давлением 1 атм) выше 4000 °С может
быть лишь ничтожно малым. Сама
молекула СО настолько термически
устойчива, что не разлагается
даже при 6000 °С. Молекулы СО были
обнаружены в межзвёздной среде.

Из чего состоит угарный газ

При
действии СО на металлический К
при 80 °С образуется бесцветное
кристаллическое очень взрывчатое
соединение состава К6С6О6.
Вещество это с отщеплением калия
легко переходит в оксид углерода
С6О6 ("трихинон"),
который можно рассматривать как
продукт полимеризации СО.

СО S = COS
29 кДж

быстро идёт
лишь при высоких температурах. 

   
Образующийся тиооксид углерода (О=С=S)
представляет собой бесцветный и
не имеющий запаха газ (т. пл. -139, т.
кип. -50 °С). 

Монооксид углерода (II) способен
непосредственно соединяться с
некоторыми металлами. В
результате образуются карбонилы
металлов [Fe(CO)5
, Ni(CO)4, Mo(CO)6
и др.], которые следует
рассматривать как комплексные
соединения.

Оксид
углерода(II) образует комплексные
соединения также с некоторыми
солями. Одни из них (OsCl2·3CO,
PtCl2·CO и т. д.) устойчивы
только в растворе. С образованием
последнего вещества связано
поглощение оксида углерода(II)
раствором СuСl в крепкой НСl.

Наиболее дешевая и доступная версия датчика с химическим индикатором изготавливается в виде сетчатой колбы, легко проницаемой для воздуха. Внутри колбы находится два электрода, разделенных пористой перегородкой, пропитанной раствором щелочи. Появление угарного газа приводит к карбонизации электролита, проводимость сенсора резко падает, что немедленно считывается электроникой в качестве сигнала тревоги.

Физиологическое действие

Токсичность

Угарный газ очень токсичен.

TLV (предельная пороговая концентрация, США): 25 ppm; 29 мг/м³ (как TWA — среднесменная концентрация, США) (ACGIH 1994—1995). MAC (максимальная допустимая концентрация, США): 30 ppm; 33 мг/м³; Беременность: B (вредный эффект вероятен даже на уровне MAK) (1993). ПДКр.з. по Гигиеническим нормативам ГН 2.2.5.1313—03 составляет 20 мг/м³ (около 0,0017 %).

В выхлопе бензинового автомобиля допускается до 1,5-3 % (допустимая концентрация сильно различается в зависимости от страны/применяемых стандартов; а 3% - много даже для старого карбюраторного автомобиля без катализатора).

По классификации ООН оксид углерода(II) относится к классу опасности 2,3, вторичная опасность по классификации ООН: 2,1.

Угарный газ очень опасен, так как не имеет запаха и вызывает отравление и даже смерть.[5] Признаки отравления: головная боль и головокружение; отмечается шум в ушах, одышка, учащённое сердцебиение, мерцание перед глазами, покраснение лица, общая слабость, тошнота, иногда рвота; в тяжёлых случаях судороги, потеря сознания, кома[6][3].

Токсическое действие оксида углерода(II) обусловлено образованием карбоксигемоглобина — значительно более прочного карбонильного комплекса с гемоглобином, по сравнению с комплексом гемоглобина с кислородом (оксигемоглобином)[6]. Таким образом, блокируются процессы транспортировки кислорода и клеточного дыхания. Концентрация в воздухе более 0,1 % приводит к смерти в течение одного часа[6].

Опыты на молодых крысах показали, что концентрация CO в воздухе 0,02 % замедляет их рост и снижает активность по сравнению с контрольной группой.

Токсичность

Угарный газ очень опасен, так как не имеет запаха и вызывает отравление и даже смерть.[5] Признаки отравления: головная боль и головокружение; отмечается шум в ушах, одышка, учащённое сердцебиение, мерцание перед глазами, покраснение лица, общая слабость, тошнота, иногда рвота; в тяжёлых случаях судороги, потеря сознания, кома[6][3].

Предлагаем ознакомиться  Основные принципы лечения астенозооспермии

Токсическое действие оксида углерода(II) обусловлено образованием карбоксигемоглобина — значительно более прочного карбонильного комплекса с гемоглобином, по сравнению с комплексом гемоглобина с кислородом (оксигемоглобином)[6]. Таким образом, блокируются процессы транспортировки кислорода и клеточного дыхания. Концентрация в воздухе более 0,1 % приводит к смерти в течение одного часа[6].

Влияние
на организм.

Угарный газ очень ядовит. Первыми
признаками острого отравления СО
являются головная боль и
головокружение, в дальнейшем
наступает потеря сознания.
Предельно допустимая
концентрация СО в воздухе
промышленных предприятий
считается 0,02 мг/л.

Из чего состоит угарный газ

Чрезвычайная ядовитость СО,
отсутствие у него цвета и запаха,
а также очень слабое поглощение
его активированным углём
обычного противогаза делают этот
газ особенно опасным. Вопрос
защиты от него был разрешён
изготовлением специальных
противогазов, коробка которых
заполнялась смесью различных
оксидов (в основном MnO2 и CuO).

Действие этой смеси ("гопкалита")
сводится к каталитическому
ускорению реакции окисления СО до
СО2 кислородом воздуха. На
практике гопкалитовые
противогазы очень неудобны, так
как заставляют дышать нагретым (в
результате реакции окисления)
воздухом.

История открытия

Токсичность дыма, выделяющегося при горении угля, была описана ещё Аристотелем и Галеном.

Оксид углерода(II) был впервые получен французским химиком Жаком де Лассоном в 1776 при нагревании оксида цинка с углём, но первоначально его ошибочно приняли за водород, так как он сгорал синим пламенем.

То, что в состав этого газа входит углерод и кислород, выяснил в 1800 английский химик Вильям Крюйкшенк. Токсичность газа была исследована в 1846 году французским медиком Клодом Бернаром в опытах на собаках[14].

Оксид углерода(II) вне атмосферы Земли впервые был обнаружен бельгийским учёным М. Мижотом (M. Migeotte) в 1949 году по наличию основной колебательно-вращательной полосы в ИК-спектре Солнца. Оксид углерода(II) в межзвёздной среде был обнаружен в 1970 г.[15]

Оксид углерода(II) был впервые получен французским химиком Жаком де Лассоном в 1776 при нагревании оксида цинка с углём, но первоначально его ошибочно приняли за водород, так как он сгорал синим пламенем.

То, что в состав этого газа входит углерод и кислород, выяснил в 1800 английский химик Вильям Крюйкшенк. Токсичность газа была исследована в 1846 году французским медиком Клодом Бернаром в опытах на собаках[14].

Определение оксида углерода(II)

PdCl2 CO H2O→Pd↓ CO2 2HCl.{displaystyle {mathsf {PdCl_{2} CO H_{2}Orightarrow Pddownarrow CO_{2} 2HCl.}}}

Из чего состоит угарный газ

Эта реакция очень чувствительная. Стандартный раствор: 1 грамм хлорида палладия на литр воды.

5CO I2O5→5CO2 I2.{displaystyle {mathsf {5CO I_{2}O_{5}rightarrow 5CO_{2} I_{2}.}}}

Примечания

  1. Carbon Monoxide | Cameo Chemicals | Noaa
  2. 123http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0105.html
  3. 1234Оксид углерода (неопр.) (недоступная ссылка). Российская энциклопедия по охране труда: В 3 тт. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Изд-во НЦ ЭНАС,2007. Дата обращения 5 июня 2012.Архивировано 22 июня 2012 года.
  4. Баратов А. Н. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справочное издание: в 2-х книгах. — М.: Химия, 1990. — Т. Книга 2. — С. 384.
  5. Рощин А.В., Томилин В.В., Штернберг Э.Я.Окись углерода // Большая медицинская энциклопедия : в 30 т. / гл. ред. Б.В. Петровский. — 3 изд. — Москва : Советская энциклопедия, 1981. — Т. 17. Ниландера проба - Остеопатии. — 512 с. — 150 800 экз.
  6. 1234Справочник фельдшера, под ред. А. Н. Шабанова. — М.: «Медицина», 1984.
  7. Scientists hunt for carbon monoxide poisoning antidote (англ.), Associated Press (9 December 2016). Дата обращения 29 сентября 2018. «we don't have antidotes for carbon monoxide poisoning, and it's the most common poisoning».
  8. 12Wu, L; Wang, R. Carbon Monoxide: Endogenous Production, Physiological Functions, and Pharmacological Applications (англ.) // Pharmacol Rev (англ.) : journal. — 2005. — December (vol. 57, no. 4). — P. 585—630. — doi:10.1124/pr.57.4.3. — PMID 16382109.
  9. Verma, A; Hirsch, D.; Glatt, C.; Ronnett, G.; Snyder, S. Carbon monoxide: A putative neural messenger (англ.) // Science. — 1993. — Vol. 259, no. 5093. — P. 381—384. — doi:10.1126/science.7678352. — Bibcode1993Sci...259..381V. — PMID 7678352.
  10. 12Kolata, Gina. Carbon Monoxide Gas Is Used by Brain Cells As a Neurotransmitter (26 января 1993). Дата обращения 2 мая 2010.
  11. Li, L; Hsu, A; Moore, P. K. Actions and interactions of nitric oxide, carbon monoxide and hydrogen sulphide in the cardiovascular system and in inflammation—a tale of three gases! (англ.) // Pharmacology & therapeutics : journal. — 2009. — Vol. 123, no. 3. — P. 386—400. — doi:10.1016/j.pharmthera.2009.05.005. — PMID 19486912.
  12. Johnson, Carolyn Y.. Poison gas may carry a medical benefit (16 октября 2009). Дата обращения 16 октября 2009.
  13. Olas, Beata.Carbon monoxide is not always a poison gas for human organism: Physiological and pharmacological features of CO (англ.) // Chemico-Biological Interactions (англ.) : journal. — 2014. — 25 April (vol. 222, no. 5 October 2014). — P. 37—43. — doi:10.1016/j.cbi.2014.08.005.
  14. Rosemary H. Waring, Glyn B. Steventon, Steve C. Mitchell.Molecules of death (неопр.). — Imperial College Press, 2007. — С. 38. — ISBN 1-86094-814-6.
  15. 12Combes, Françoise. Distribution of CO in the Milky Way (англ.) // Annual Review of Astronomy & Astrophysics (англ.) : journal. — 1991. — Vol. 29. — P. 195. — doi:10.1146/annurev.aa.29.090191.001211. — Bibcode1991ARA&A..29..195C.
  16. «Планк» составил карту угарного газа в Галактике (Лента.ру).
  1. Carbon Monoxide | Cameo Chemicals | Noaa
  2. 123http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0105.html
  3. 1234Оксид углерода (неопр.) (недоступная ссылка). Российская энциклопедия по охране труда: В 3 тт. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Изд-во НЦ ЭНАС,2007. Дата обращения 5 июня 2012.Архивировано 22 июня 2012 года.
  4. Баратов А. Н. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справочное издание: в 2-х книгах. — М.: Химия, 1990. — Т. Книга 2. — С. 384.
  5. Рощин А.В., Томилин В.В., Штернберг Э.Я.Окись углерода // Большая медицинская энциклопедия : в 30 т. / гл. ред. Б.В. Петровский. — 3 изд. — Москва : Советская энциклопедия, 1981. — Т. 17. Ниландера проба - Остеопатии. — 512 с. — 150 800 экз.
  6. 1234Справочник фельдшера, под ред. А. Н. Шабанова. — М.: «Медицина», 1984.
  7. Scientists hunt for carbon monoxide poisoning antidote (англ.), Associated Press (9 December 2016). Дата обращения 29 сентября 2018. «we don't have antidotes for carbon monoxide poisoning, and it's the most common poisoning».
  8. 12Wu, L; Wang, R. Carbon Monoxide: Endogenous Production, Physiological Functions, and Pharmacological Applications (англ.) // Pharmacol Rev (англ.) : journal. — 2005. — December (vol. 57, no. 4). — P. 585—630. — doi:10.1124/pr.57.4.3. — PMID 16382109.
  9. Verma, A; Hirsch, D.; Glatt, C.; Ronnett, G.; Snyder, S. Carbon monoxide: A putative neural messenger (англ.) // Science. — 1993. — Vol. 259, no. 5093. — P. 381—384. — doi:10.1126/science.7678352. — Bibcode1993Sci...259..381V. — PMID 7678352.
  10. 12Kolata, Gina. Carbon Monoxide Gas Is Used by Brain Cells As a Neurotransmitter (26 января 1993). Дата обращения 2 мая 2010.
  11. Li, L; Hsu, A; Moore, P. K. Actions and interactions of nitric oxide, carbon monoxide and hydrogen sulphide in the cardiovascular system and in inflammation—a tale of three gases! (англ.) // Pharmacology & therapeutics : journal. — 2009. — Vol. 123, no. 3. — P. 386—400. — doi:10.1016/j.pharmthera.2009.05.005. — PMID 19486912.
  12. Johnson, Carolyn Y.. Poison gas may carry a medical benefit (16 октября 2009). Дата обращения 16 октября 2009.
  13. Olas, Beata.Carbon monoxide is not always a poison gas for human organism: Physiological and pharmacological features of CO (англ.) // Chemico-Biological Interactions (англ.) : journal. — 2014. — 25 April (vol. 222, no. 5 October 2014). — P. 37—43. — doi:10.1016/j.cbi.2014.08.005.
  14. Rosemary H. Waring, Glyn B. Steventon, Steve C. Mitchell.Molecules of death (неопр.). — Imperial College Press, 2007. — С. 38. — ISBN 1-86094-814-6.
  15. 12Combes, Françoise. Distribution of CO in the Milky Way (англ.) // Annual Review of Astronomy & Astrophysics (англ.) : journal. — 1991. — Vol. 29. — P. 195. — doi:10.1146/annurev.aa.29.090191.001211. — Bibcode1991ARA&A..29..195C.
  16. «Планк» составил карту угарного газа в Галактике (Лента.ру).

Литература

  • Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. 5-е изд., испр. — М.: Высш. шк.; 2003 ISBN 5-06-003363-5
  • Некрасов Б. В. Основы общей химии. Т. I, изд. 3-е, испр. и доп. Изд-во «Химия», 1973 г. Стр. 495—497, 511—513
  • Химия: Справ. из./В. Шретер, К.-Х. Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др.: Перс. с нем. 2-е изд., стереотип. — М.:Химия, 2000 ISBN 5-7245-0360-3 (рус.)
  • Баратов А. Н. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справочное издание: в 2-х книгах; Книга 2. — М.: Химия, 1990 — 384с.
  • Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. 5-е изд., испр. — М.: Высш. шк.; 2003 ISBN 5-06-003363-5
  • Некрасов Б. В. Основы общей химии. Т. I, изд. 3-е, испр. и доп. Изд-во «Химия», 1973 г. Стр. 495—497, 511—513
  • Химия: Справ. из./В. Шретер, К.-Х. Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др.: Перс. с нем. 2-е изд., стереотип. — М.:Химия, 2000 ISBN 5-7245-0360-3 (рус.)
  • Баратов А. Н. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справочное издание: в 2-х книгах; Книга 2. — М.: Химия, 1990 — 384с.
,
Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Adblock detector
//удаляем вывод миниатюры при открытии полной записи start function wph_remove_thumbnail_single($html, $post_id, $post_image_id) { if ( !is_single() ) { return $html; } else { return ''; } } add_filter('post_thumbnail_html', 'wph_remove_thumbnail_single', 10, 3); //удаляем вывод миниатюры при открытии полной записи end