Uglerod oksidi, uglerod oksidi (CO) rangsiz, hidsiz, ta'msiz gaz bo'lib, havodan bir oz kamroq zichroqdir. Taxminan 35 ppm dan yuqori konsentratsiyalarda gemoglobin ishlab chiqaradigan hayvonlar (shu jumladan odamlar) uchun zaharli hisoblanadi, garchi u hayvonlarning normal metabolizmi natijasida oz miqdorda ishlab chiqariladi va ba'zi normal biologik funktsiyalarga ega ekanligiga ishoniladi. Atmosferada u fazoviy jihatdan o'zgaruvchan va tez parchalanadi va yer sathida ozon hosil bo'lishida rol o'ynaydi. Uglerod oksidi uchta rishta bilan bog'langan bitta uglerod atomi va bitta kislorod atomidan iborat bo'lib, u ikkita kovalent va bitta dativ kovalent aloqadan iborat. Bu eng oddiy uglerod oksidi. U siyanid anioni, nitrosoniy kationi va molekulyar azot bilan izoelektronikdir. Koordinatsion komplekslarda uglerod oksidi ligand karbonil deb ataladi.
Hikoya
Aristotel (miloddan avvalgi 384-322) birinchi marta zaharli bug'larning paydo bo'lishiga olib keladigan ko'mirni yoqish jarayonini tasvirlab bergan. Qadim zamonlarda qatl qilish usuli bor edi - jinoyatchini hammomda yonayotgan ko'mir bilan qamab qo'yish. Biroq, o'sha paytda o'lim mexanizmi aniq emas edi. Yunon shifokori Galen (milodiy 129-199) havo tarkibida o'zgarishlar bo'lganligini, bu esa nafas olishda odamga zarar etkazishini taxmin qildi. 1776 yilda frantsuz kimyogari de Lasson koks bilan sink oksidini qizdirib CO ni hosil qildi, ammo olim ko'k olov bilan yonganligi sababli gazsimon mahsulot vodorod degan xato xulosaga keldi. Gaz 1800 yilda Shotlandiya kimyogari Uilyam Kamberlend Kruikshank tomonidan uglerod va kislorodni o'z ichiga olgan birikma sifatida aniqlangan. Uning itlarga toksikligi taxminan 1846 yilda Klod Bernard tomonidan yaxshilab o'rganilgan. Ikkinchi jahon urushi paytida mexanik saqlash uchun uglerod oksidini o'z ichiga olgan gaz aralashmasi ishlatilgan Transport vositasi, benzin va dizel kam bo'lgan dunyoning ba'zi qismlarida ishlaydi. Tashqi (ba'zi istisnolardan tashqari) ko'mir yoki yog'ochdan olingan gazlashtirgichlar o'rnatildi va gaz aralashtirgichga atmosfera azoti, uglerod oksidi va oz miqdordagi boshqa gazlashtiruvchi gazlar aralashmasi kiritildi. Ushbu jarayon natijasida hosil bo'lgan gaz aralashmasi yog'och gazi deb nomlanadi. Uglerod oksidi Xolokost paytida ham ba'zi nemis fashistlarining o'lim lagerlarida, eng aniq Chelmno gaz furgonlarida va T4 "evtanaziya" o'ldirish dasturida keng miqyosda ishlatilgan.
Manbalar
Uglerod oksidi uglerod o'z ichiga olgan birikmalarning qisman oksidlanishida hosil bo'ladi; u karbonat angidridni (CO2) hosil qilish uchun etarli kislorod bo'lmaganda, masalan, pechka yoki ichki yonuv dvigatelini cheklangan joyda ishlatganda hosil bo'ladi. Atmosferadagi kislorod kontsentratsiyasini o'z ichiga olgan holda, uglerod oksidi ko'k olov bilan yonib, hosil bo'ladi. karbonat angidrid. 1960-yillarga qadar ichki yoritish, pishirish va isitish uchun keng qo'llanilgan ko'mir gazida muhim yoqilg'i tarkibiy qismi sifatida uglerod oksidi mavjud edi. Zamonaviy texnologiyadagi ba'zi jarayonlar, masalan, temir eritish hali ham yon mahsulot sifatida uglerod oksidini ishlab chiqaradi. Dunyo bo'ylab uglerod oksidining eng katta manbalari tabiiy buloqlar, fotosurat tufayli kimyoviy reaksiyalar troposferada yiliga 5 × 1012 kg uglerod oksidi hosil qiladi. Boshqa tabiiy buloqlar CO larga vulqonlar, o'rmon yong'inlari va boshqa yonish shakllari kiradi. Biologiyada uglerod oksidi tabiiy ravishda gemoglobinning parchalanishidan gemoksigenaza 1 va gem 2 ta'sirida hosil bo'ladi. Bu jarayon oddiy odamlarda karbon monoksitni nafas qilmasa ham, ma'lum miqdorda karboksigemoglobin hosil qiladi. 1993 yilda uglerod oksidi normal neyrotransmitter ekanligi, shuningdek, organizmdagi yallig'lanish reaktsiyalarini tabiiy ravishda modulyatsiya qiluvchi uchta gazdan biri (qolgan ikkitasi azot oksidi va vodorod sulfidi) ekanligi haqida birinchi xabar berilgandan beri uglerod oksidi qabul qilindi. katta e'tibor olimlar biologik regulyator sifatida. Ko'pgina to'qimalarda uchta gaz yallig'lanishga qarshi vositalar, vazodilatatorlar va neovaskulyar o'sishni rag'batlantiruvchi vosita sifatida ishlaydi. Dori sifatida oz miqdorda karbon monoksitning klinik sinovlari davom etmoqda. Biroq, ko'p miqdorda uglerod oksidi zaharlanishni keltirib chiqaradi uglerod oksidi.
Molekulyar xossalari
Uglerod oksidining molekulyar og'irligi 28,0 ni tashkil qiladi, bu uni havodan bir oz engilroq qiladi, uning o'rtacha molekulyar massa 28,8 ni tashkil qiladi. Qonunga ko'ra ideal gaz, CO shuning uchun havoga nisbatan pastroq zichlikka ega. Uglerod atomi va kislorod atomi orasidagi bog'lanish uzunligi 112,8 pm. Ushbu bog'lanish uzunligi molekulyar azotdagi (N2) kabi uchlik bog'lanishga mos keladi, u o'xshash bog'lanish uzunligi va deyarli bir xil molekulyar og'irlikka ega. Uglerod-kislorod qo'sh aloqalari ancha uzunroq, masalan formaldegid uchun 120,8 m. Qaynash nuqtasi (82 K) va erish nuqtasi (68 K) N2 ga juda o'xshaydi (mos ravishda 77 K va 63 K). 1072 kJ / mol bo'lgan bog'lanishning dissotsiyalanish energiyasi N2 (942 kJ / mol) dan kuchliroq va ma'lum bo'lgan eng kuchli kimyoviy bog'lanishni ifodalaydi. Uglerod oksidining asosiy elektron holati singldir, chunki juftlashtirilmagan elektronlar yo'q.
Bog'lanish va dipol momenti
Uglerod va kislorod birgalikda valentlik qobig'ida jami 10 ta elektronga ega. Uglerod va kislorod uchun oktet qoidasiga rioya qilgan holda, ikkita atom uchta bog'lanishni hosil qiladi, uchta bog'lanishda oltita elektron taqsimlanadi. molekulyar orbitallar, va organik karbonil birikmalari kabi odatiy qo'sh aloqa emas. Umumiy elektronlarning to'rttasi kislorod atomidan va faqat ikkitasi ugleroddan kelganligi sababli, bitta bog'lanish orbitalini kislorod atomlaridan ikkita elektron egallab, dativ yoki elektron elektronni hosil qiladi. dipol aloqasi. Bu molekulaning C←O polarizatsiyasiga olib keladi, uglerodda bir oz manfiy zaryad va kislorodda bir oz musbat zaryad. Qolgan ikkita bog'lovchi orbitalning har biri ugleroddan va kisloroddan bitta elektronni egallab, (qutbli) hosil qiladi. kovalent aloqalar teskari C → O polarizatsiyasi bilan, chunki kislorod uglerodga qaraganda ko'proq elektronegativdir. Erkin uglerod oksidida sof manfiy zaryad d- uglerod oxirida qoladi va molekulada kichik dipol momenti 0,122 D. Shunday qilib, molekula assimetrikdir: kislorod uglerodga qaraganda yuqori elektron zichlikka ega, shuningdek uglerodga nisbatan kichik ijobiy zaryad, bu salbiy. Bundan farqli ravishda, izoelektron dinitrogen molekulasi dipol momentiga ega emas. Agar uglerod oksidi ligand vazifasini bajarsa, dipolning qutbliligi koordinatsion kompleksning tuzilishiga qarab kislorod uchida aniq manfiy zaryad bilan o'zgarishi mumkin.
Bog'larning qutblanishi va oksidlanish darajasi
Nazariy va eksperimental tadqiqotlar kislorodning kattaroq elektromanfiyligiga qaramasdan, dipol momenti uglerodning ko'proq manfiy uchidan kislorodning ko'proq musbat uchiga kelishini ko'rsating. Ushbu uchta bog'lanish aslida qutbli kovalent aloqalar bo'lib, ular juda qutblangan. Kislorod atomiga hisoblangan qutblanish s bog' uchun 71% va har ikkala p bog' uchun 77% ni tashkil qiladi. Ushbu tuzilmalarning har birida uglerodning uglerod oksidiga oksidlanish darajasi +2 ga teng. U quyidagicha hisoblanadi: barcha bog'lovchi elektronlar ko'proq elektron manfiy kislorod atomlariga tegishli deb hisoblanadi. Uglerodga faqat ugleroddagi ikkita bog'lanmagan elektronlar tayinlangan. Ushbu hisob-kitobga ko'ra, uglerod molekulasida atigi ikkita valent elektronga ega bo'lib, erkin atomdagi to'rttaga nisbatan.
Biologik va fiziologik xossalari
Toksiklik
Uglerod oksidi bilan zaharlanish ko'plab mamlakatlarda o'limga olib keladigan havo zaharlanishining eng keng tarqalgan turi hisoblanadi. Uglerod oksidi rangsiz, hidsiz, ta'msiz, ammo juda zaharli moddadir. U gemoglobin bilan qo‘shilib, karboksigemoglobin hosil qiladi, u gemoglobindagi odatda kislorod tashuvchi, ammo kislorodni organizm to‘qimalariga yetkazib berishda samarasiz bo‘lgan joyni “o‘zlashtirib oladi”. 667 ppm gacha past konsentratsiyalar tanadagi gemoglobinning 50% gacha karboksigemoglobinga aylanishiga olib kelishi mumkin. Karboksigemoglobin darajasi 50% bo'lsa, soqchilik, koma va o'limga olib kelishi mumkin. Qo'shma Shtatlarda Mehnat Departamenti ish joyidagi karbon monoksitga uzoq muddatli ta'sir qilish darajasini millionda 50 qismga cheklaydi. Qisqa vaqt ichida karbon monoksitning so'rilishi kümülatif bo'ladi, chunki uning yarimparchalanish davri toza havoda taxminan 5 soatni tashkil qiladi. Uglerod oksidi bilan zaharlanishning eng keng tarqalgan belgilari boshqa turdagi zaharlanish va infektsiyalarga o'xshash bo'lishi mumkin va ular bosh og'rig'i, ko'ngil aynishi, qusish, bosh aylanishi, charchoq va zaiflik kabi alomatlarni o'z ichiga oladi. Ta'sirlangan oilalar ko'pincha ovqatdan zaharlanish qurboni bo'lganiga ishonishadi. Chaqaloqlar asabiylashishlari va yomon ovqatlanishlari mumkin. Nevrologik alomatlarga chalkashlik, disorientatsiya, loyqa ko'rish, hushidan ketish (ongni yo'qotish) va tutilish kiradi. Uglerod oksidi bilan zaharlanishning ba'zi tavsiflari retinal qon ketishini, shuningdek qonning g'ayritabiiy gilos-qizil rangini o'z ichiga oladi. Ko'pgina klinik tashxislarda bu belgilar kamdan-kam hollarda kuzatiladi. Ushbu "gilos" effektining foydaliligi bilan bog'liq qiyinchiliklardan biri shundaki, u tuzatadi yoki niqoblaydi, aks holda nosog'lom. tashqi ko'rinish, chunki venoz gemoglobinni olib tashlashning asosiy ta'siri bo'g'ilgan odamning normalroq ko'rinishi yoki O'lgan odam balzamlash tarkibida qizil bo'yoqlarning ta'siriga o'xshash tirik ko'rinadi. Kislorodsiz CO-zaharlangan to'qimalarda bu bo'yash effekti go'shtni bo'yashda uglerod oksididan tijorat maqsadlarida foydalanish bilan bog'liq. Uglerod oksidi miyoglobin va mitoxondriyal sitoxrom oksidaza kabi boshqa molekulalar bilan ham bog'lanadi. Karbon monoksitga ta'sir qilish yurak va markazga jiddiy zarar etkazishi mumkin asab tizimi, ayniqsa globus pallidusda, ko'pincha uzoq muddatli surunkali patologik sharoitlar bilan bog'liq. Uglerod oksidi homilador ayolning homilasiga jiddiy salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin.
Oddiy inson fiziologiyasi
Uglerod oksidi tabiiy ravishda inson tanasida signal molekulasi sifatida ishlab chiqariladi. Shunday qilib, uglerod oksidi organizmda neyrotransmitter yoki qon tomirlari gevşetici sifatida fiziologik rolga ega bo'lishi mumkin. Uglerod oksidining organizmdagi roli tufayli uning metabolizmidagi buzilishlar turli kasalliklar, jumladan neyrodegeneratsiya, gipertoniya, yurak etishmovchiligi va yallig'lanish bilan bog'liq.
CO endogen signalizatsiya molekulasi sifatida ishlaydi.
CO yurak-qon tomir funktsiyalarini modulyatsiya qiladi
CO trombotsitlar agregatsiyasi va yopishishini inhibe qiladi
CO potentsial terapevtik vosita sifatida rol o'ynashi mumkin
Mikrobiologiya
Uglerod oksidi metanogen arxeyalarning ko'payish joyi, atsetil koenzim A uchun qurilish blokidir. Bu bioorganometalik kimyoning yangi sohasi uchun mavzu. Ekstremofil mikroorganizmlar shu tariqa uglerod oksidini vulqonlarning termal teshiklari kabi joylarda metabollashi mumkin. Bakteriyalarda uglerod oksidi karbonat angidridni uglerod oksidi dehidrogenaza fermenti, Fe-Ni-S o'z ichiga olgan oqsil bilan kamaytirish natijasida hosil bo'ladi. CooA - uglerod oksidi retseptorlari oqsilidir. Uning biologik faolligi hali noma'lum. Bu bakteriyalar va arxeyalarda signalizatsiya yo'lining bir qismi bo'lishi mumkin. Uning sutemizuvchilarda tarqalishi aniqlanmagan.
Tarqalishi
Uglerod oksidi turli xil tabiiy va sun'iy muhitda uchraydi.
Uglerod oksidi atmosferada oz miqdorda, asosan mahsulot sifatida mavjud vulqon faolligi, balki tabiiy va texnogen yongʻinlar (masalan, oʻrmon yongʻinlari, oʻsimlik qoldiqlarini yoqish, shakarqamishni yoqish) mahsulidir. Fotoalbom yoqilg'ilarni yoqish ham uglerod oksidi hosil bo'lishiga yordam beradi. Uglerod oksidi erigan vulqon jinslarida erigan holda paydo bo'ladi yuqori bosimlar Yer mantiyasida. Uglerod oksidining tabiiy manbalari o'zgaruvchan bo'lgani uchun gazning tabiiy chiqindilarini aniq o'lchash juda qiyin. Uglerod oksidi tez parchalanadigan issiqxona gazidir va boshqa atmosfera komponentlari (masalan, gidroksil radikali, OH) bilan kimyoviy reaktsiyalar natijasida metan va troposfera ozonining kontsentratsiyasini oshirish orqali bilvosita nurlanish ta'sirini ko'rsatadi, aks holda ularni yo'q qiladi. Atmosferadagi tabiiy jarayonlar orqali u oxir-oqibat karbonat angidridga oksidlanadi. Uglerod oksidi atmosferada qisqa umr ko'radi (o'rtacha ikki oy davom etadi) va fazoda o'zgaruvchan konsentratsiyaga ega. Venera atmosferasida uglerod oksidi to'lqin uzunligi 169 nm dan qisqa bo'lgan elektromagnit nurlanish ta'sirida karbonat angidridning fotodisotsiatsiyasi natijasida hosil bo'ladi. O'rta troposferada uzoq umr ko'rish qobiliyati tufayli uglerod oksidi zararli moddalarning shlaklari uchun transport izi sifatida ham ishlatiladi.
Shaharning ifloslanishi
Uglerod oksidi ba'zi shaharlarda, birinchi navbatda, ichki yonuv dvigatellarining chiqindi quvurlari (jumladan, transport vositalari, portativ va kutish generatorlari, maysazorlar, elektr yuvish mashinalari va boshqalar) va boshqa yoqilg'ilarning (shu jumladan o'tin, ko'mir, ko'mir, neft, kerosin, propan, tabiiy gaz va axlat). Kosmosdan shaharlar ustida CO ning katta ifloslanishi kuzatilishi mumkin.
Er sathida ozon hosil bo'lishidagi roli
Uglerod oksidi aldegidlar bilan birga fotokimyoviy smog hosil qiluvchi kimyoviy reaksiya davrlarining bir qismidir. U gidroksil radikali (OH) bilan reaksiyaga kirishib, oraliq HOCO radikalini hosil qiladi, bu radikal vodorodni tezda peroksid radikali (HO2) va karbonat angidrid (CO2) hosil qilish uchun O2 ga o'tkazadi. Keyin peroksid radikali azot oksidi (NO) bilan reaksiyaga kirishib, azot dioksidi (NO2) va gidroksil radikalini hosil qiladi. NO 2 fotoliz orqali O(3P) hosil qiladi va shu bilan O2 bilan reaksiyaga kirishib O3 hosil qiladi. Gidroksil radikali NO2 hosil bo'lishida hosil bo'lganligi sababli, uglerod oksidi bilan boshlanadigan kimyoviy reaksiyalar ketma-ketligi muvozanati ozon hosil bo'lishiga olib keladi: CO + 2O2 + hn → CO2 + O3 (Bu erda hn so'rilgan yorug'lik fotonini bildiradi. NO2 molekulasi tomonidan) NO2 hosil bo'lishi ozon hosil bo'lishiga olib keladigan muhim bosqich bo'lsa ham past daraja, shuningdek, ozon bilan reaksiyaga kirishish uchun mavjud bo'lgan NO miqdorini kamaytirish orqali ozon miqdorini boshqa, biroz o'zaro istisno yo'li bilan oshiradi.
Ichki havoning ifloslanishi
Yopiq muhitda uglerod oksidi kontsentratsiyasi osongina o'lim darajasiga ko'tarilishi mumkin. Qo'shma Shtatlarda har yili o'rtacha 170 kishi uglerod oksidi ishlab chiqaradigan avtomobil bo'lmagan iste'mol mahsulotlaridan vafot etadi. Biroq, Florida sog'liqni saqlash departamenti ma'lumotlariga ko'ra, "har yili 500 dan ortiq amerikaliklar tasodifiy uglerod oksidi ta'siridan vafot etadi va Qo'shma Shtatlarda minglab odamlar o'limga olib kelmaydigan uglerod oksidi zaharlanishi uchun shoshilinch tibbiy yordamga muhtoj". Ushbu mahsulotlarga pechlar, diapazonlar, suv isitgichlari va gaz va kerosinli xona isitgichlari kabi nosoz yoqilg'i yonish moslamalari kiradi; portativ generatorlar kabi mexanik boshqariladigan uskunalar; kaminlar; va uylarda va boshqa yopiq joylarda yondiriladigan ko'mir. Amerika Zaharlarni nazorat qilish markazlari assotsiatsiyasi (AAPCC) 2007 yilda 39 kishining o'limiga olib keladigan uglerod oksidi bilan zaharlanishning 15 769 holatini xabar qildi. 2005 yilda CPSC generatordan uglerod oksidi bilan zaharlanish bilan bog'liq 94 ta o'lim haqida xabar berdi. Ushbu o'limlarning 47 tasi og'ir ob-havo, jumladan Katrina to'foni tufayli elektr ta'minotidagi uzilishlar paytida sodir bo'lgan. Biroq, odamlar uylariga biriktirilgan garajlarda ishlayotgan mashinalar kabi nooziq-ovqat mahsulotlari ishlab chiqaradigan uglerod oksidi zaharlanishidan o'lmoqda. Kasalliklarni nazorat qilish va oldini olish markazlarining xabar berishicha, har yili bir necha ming kishi uglerod oksidi bilan zaharlanish uchun tez yordam bo'limiga boradi.
Qonda mavjudligi
Uglerod oksidi nafas olish yo'li bilan so'riladi va o'pkada gaz almashinuvi orqali qon oqimiga kiradi. Shuningdek, u gemoglobin almashinuvi jarayonida ishlab chiqariladi va to'qimalardan qonga kiradi va shuning uchun nafas olish yo'li bilan tanaga olinmasa ham, barcha normal to'qimalarda mavjud. Qonda aylanib yuradigan uglerod oksidining normal darajasi 0% dan 3% gacha, chekuvchilarda esa ko'proq bo'ladi. Uglerod oksidi darajasini fizikaviy tekshirish orqali baholash mumkin emas. Laboratoriya tekshiruvi uchun qon namunasi (arterial yoki venoz) va laboratoriya CO-oksimetr testi talab qilinadi. Bundan tashqari, impulsli CO oksimetri bilan invaziv bo'lmagan karboksigemoglobin (SPCO) invaziv usullardan ko'ra samaraliroqdir.
Astrofizika
Yerdan tashqarida uglerod oksidi yulduzlararo muhitda molekulyar vodoroddan keyin ikkinchi eng keng tarqalgan molekuladir. Asimmetriya tufayli uglerod oksidi molekulasi vodorod molekulasiga qaraganda ancha yorqinroq spektral chiziqlar hosil qiladi, bu esa CO ni aniqlashni ancha osonlashtiradi. Yulduzlararo CO 1970 yilda radioteleskoplar yordamida birinchi marta topilgan. Hozirgi vaqtda u galaktikalarning yulduzlararo muhitida molekulyar gazning eng ko'p qo'llaniladigan ko'rsatkichidir va molekulyar vodorod faqat ultrabinafsha nurlar yordamida aniqlanishi mumkin, bu esa kosmik teleskoplarni talab qiladi. Uglerod oksidi kuzatuvlari ko'pchilik yulduzlar hosil bo'lgan molekulyar bulutlar haqida ma'lumot beradi. Pictor yulduz turkumidagi ikkinchi eng yorqin yulduz Beta Pictoris, yulduz yaqinida ko'p miqdorda chang va gaz (shu jumladan uglerod oksidi) tufayli o'z turidagi oddiy yulduzlarga nisbatan ortiqcha infraqizil nurlanishni namoyish etadi.
Ishlab chiqarish
Uglerod oksidi ishlab chiqarishning ko'plab usullari ishlab chiqilgan.
Sanoat ishlab chiqarishi
CO ning asosiy sanoat manbai generator gazi bo'lib, uglerod ortiqcha uglerod mavjud bo'lganda yuqori haroratda havoda yondirilganda hosil bo'ladigan asosan uglerod oksidi va azotni o'z ichiga olgan aralashmadir. Pechda havo koks to'shagidan o'tadi. Dastlab ishlab chiqarilgan CO2 CO2 hosil qilish uchun qolgan issiq ko'mir bilan muvozanatlanadi. CO2 ning uglerod bilan CO hosil qilish reaksiyasi Boudoir reaktsiyasi deb ta'riflanadi. 800 ° C dan yuqori haroratlarda CO asosiy mahsulot hisoblanadi:
CO2 + C → 2 CO (DH = 170 kJ/mol)
Yana bir manba "suv gazi", bug' va uglerodning endotermik reaktsiyasi natijasida hosil bo'lgan vodorod va uglerod oksidi aralashmasi:
H2O + C → H2 + CO (DH = +131 kJ/mol)
Boshqa shunga o'xshash "singazlar" tabiiy gaz va boshqa yoqilg'ilardan ishlab chiqarilishi mumkin. Uglerod oksidi, shuningdek, metall oksidi rudalarini uglerod bilan kamaytirishning yon mahsulotidir:
MO + C → M + CO
Uglerod oksidi uglerodning cheklangan miqdordagi kislorod yoki havoda bevosita oksidlanishi natijasida ham hosil bo'ladi.
2C (s) + O 2 → 2SO (g)
CO gaz bo'lganligi sababli, qaytarilish jarayonini reaktsiyaning ijobiy (qulay) entropiyasidan foydalangan holda isitish orqali boshqarish mumkin. Ellingham diagrammasi shuni ko'rsatadiki, CO2 hosil bo'lishi yuqori haroratlarda CO2 ga nisbatan afzalroqdir.
Laboratoriyada tayyorgarlik
Uglerod oksidi laboratoriyada chumoli yoki oksalat kislotasini suvsizlantirish orqali, masalan, konsentrlangan sulfat kislota yordamida qulay tarzda olinadi. Yana bir usul - isitish bir hil aralashma kukunli sink metalli va kaltsiy karbonat, u CO ni chiqaradi va sink oksidi va kaltsiy oksidini qoldiradi:
Zn + CaCO3 → ZnO + CaO + CO
Kumush nitrat va yodoform ham uglerod oksidi hosil qiladi:
CHI3 + 3AgNO3 + H2O → 3HNO3 + CO + 3AgI
Koordinatsion kimyo
Aksariyat metallar kovalent biriktirilgan uglerod oksidini o'z ichiga olgan koordinatsion komplekslarni hosil qiladi. Faqat past oksidlanish darajasidagi metallar uglerod oksidi ligandlari bilan birlashadi. Buning sababi, metall DXZ orbitalidan CO dan p* molekulyar orbitalga teskari donorlikni osonlashtirish uchun etarli elektron zichligi kerak. CO dagi uglerod atomidagi yolg'iz juftlik sigma aloqasini hosil qilish uchun metallga dx²-y² elektron zichligini ham beradi. Ushbu elektron donorligi, shuningdek, sis effekti yoki CO ligandlarining sis holatida labilizatsiyasi bilan ham namoyon bo'ladi. Nikel karbonil, masalan, uglerod oksidi va nikel metallining bevosita birikmasidan hosil bo'ladi:
Ni + 4 CO → Ni (CO) 4 (1 bar, 55 °C)
Shu sababli, kolbadagi yoki uning bir qismidagi nikel uglerod oksidi bilan uzoq vaqt aloqa qilmasligi kerak. Nikel karbonil issiq yuzalar bilan aloqa qilganda osongina Ni va CO ga parchalanadi va bu usul Mond jarayonida nikelni sanoat tozalash uchun ishlatiladi. Nikel karbonil va boshqa karbonillarda ugleroddagi elektron jufti metall bilan o'zaro ta'sir qiladi; uglerod oksidi metallga elektron juft beradi. Bunday vaziyatlarda uglerod oksidi karbonil ligand deb ataladi. Eng muhim metall karbonillaridan biri temir pentakarbonil, Fe (CO) 5. Ko'pgina metall-CO komplekslari CO dan emas, balki organik erituvchilarning dekarbonillanishi bilan tayyorlanadi. Masalan, iridiy trixlorid va trifenilfosfin 2-metoksietanol yoki DMFni qaynatishda reaksiyaga kirishib, IrCl(CO)(PPh3)2 hosil qiladi.Koordinatsion kimyoda metall karbonillar odatda infraqizil spektroskopiya yordamida oʻrganiladi.
Organik kimyo va elementlarning asosiy guruhlari kimyosi
Kuchli kislotalar va suv ishtirokida uglerod oksidi alkenlar bilan reaksiyaga kirishadi karboksilik kislotalar Koch-Haaf reaktsiyalari deb nomlanuvchi jarayonda. Gutterman-Koch reaksiyasida arenlar AlCl3 va HCl ishtirokida benzaldegid hosilalariga aylanadi. Organolitiy birikmalari (masalan, butillitiy) uglerod oksidi bilan reaksiyaga kirishadi, ammo bu reaktsiyalar juda kam ilmiy qo'llaniladi. CO karbokationlar va karbanionlar bilan reaksiyaga kirishsa ham, u nisbatan reaksiyaga kirishmaydi organik birikmalar metall katalizatorlarning aralashuvisiz. Asosiy guruhdagi reaktivlar bilan CO bir nechta muhim reaktsiyalarni boshdan kechiradi. CO ning xlorlanishi sanoat jarayoni bo'lib, uning natijasida muhim birikma fosgen hosil bo'ladi. Bor bilan CO asiliy + kation bilan izoelektronik bo'lgan H3BCO qo'shimchasini hosil qiladi. CO natriy bilan reaksiyaga kirishib, undan olingan mahsulotlarni hosil qiladi S-S ulanishlari. Siklogeksagekson yoki trixinoil (C6O6) va siklopentanepenton yoki leykon kislotasi (C5O5) birikmalarini shu paytgacha faqat iz miqdorida olingan birikmalar uglerod oksidi polimerlari deb hisoblash mumkin. 5 GPa dan yuqori bosimlarda uglerod oksidi uglerod va kislorodning qattiq polimeriga aylanadi. Bu metastabil moddadir atmosfera bosimi, lekin u kuchli portlovchi moddadir.
Foydalanish
Kimyo sanoati
Uglerod oksidi qattiq sanoatda ko'p qo'llaniladigan sanoat gazidir. kimyoviy moddalar. Ko'p miqdorda aldegidlar alkenlar, uglerod oksidi va H2 ning gidroformillanish reaktsiyasi natijasida hosil bo'ladi. Shell jarayonida gidroformillanish detarjan prekursorlarini yaratishga imkon beradi. Izosiyanatlar, polikarbonatlar va poliuretanlarni ishlab chiqarish uchun foydali bo'lgan fosgen tozalangan uglerod oksidi va xlor gazini katalizator bo'lib xizmat qiluvchi g'ovakli faol uglerod qatlamidan o'tkazish orqali ishlab chiqariladi. Ushbu birikmaning jahon ishlab chiqarishi 1989 yilda 2,74 million tonnaga baholangan.
CO + Cl2 → COCl2
Metanol uglerod oksidini gidrogenlash natijasida hosil bo'ladi. Tegishli reaktsiyada uglerod oksidi gidrogenatsiyasi Fisher-Tropsch jarayonida bo'lgani kabi, uglerod oksidi suyuq uglevodorod yoqilg'ilariga vodorodlanganda bo'lgani kabi, C-C aloqasini hosil qilishni o'z ichiga oladi. Ushbu texnologiya ko'mir yoki biomassani dizel yoqilg'isiga aylantirish imkonini beradi. Monsanto jarayonida uglerod oksidi va metanol rodiy katalizatori va bir hil gidroiyod kislota ishtirokida reaksiyaga kirishib, sirka kislotasini hosil qiladi. Bu jarayon sirka kislotasining sanoat ishlab chiqarishining ko'p qismi uchun javobgardir. Sanoat miqyosida sof uglerod oksidi Mond jarayonida nikelni tozalash uchun ishlatiladi.
Go'shtni bo'yash
Uglerod oksidi AQShda o'zgartirilgan atmosfera qadoqlash tizimlarida, birinchi navbatda, yangi ko'rinishini saqlab qolish uchun mol go'shti, cho'chqa go'shti va baliq kabi yangi go'sht mahsulotlarini qadoqlashda qo'llaniladi. Uglerod oksidi miyoglobin bilan birikib, karboksimiyoglobin, yaltiroq olcha qizil pigmentini hosil qiladi. Karboksimiyoglobin miyoglobinning oksidlangan shakli, oksimiyoglobinga qaraganda ancha barqaror bo'lib, jigarrang pigment metmioglobinga oksidlanishi mumkin. Bu barqaror qizil rang oddiy qadoqlangan go'shtga qaraganda ancha uzoq davom etishi mumkin. Ushbu jarayondan foydalanadigan o'simliklarda ishlatiladigan odatda karbon monoksit darajasi 0,4% dan 0,5% gacha. Ushbu texnologiya birinchi marta 2002 yilda AQSh oziq-ovqat va farmatsevtika idorasi (FDA) tomonidan ikkilamchi qadoqlash tizimi sifatida foydalanish uchun "umumiy xavfsiz" (GRAS) deb tan olingan va etiketkalashni talab qilmaydi. 2004 yilda FDA CO ni asosiy qadoqlash usuli sifatida tasdiqladi va CO buzuvchi hidlarni maskalamaydi. Ushbu qarorga qaramay, bu usul oziq-ovqatning buzilishini maskalash yoki yo'qligi bahsli bo'lib qolmoqda. 2007 yilda AQSh Vakillar palatasida o'zgartirilgan uglerod oksidi qadoqlash jarayonini rangli qo'shimchalar deb atash to'g'risidagi qonun loyihasi taklif qilingan, biroq qonun loyihasi qabul qilinmagan. Ushbu qadoqlash jarayoni boshqa ko'plab mamlakatlarda, jumladan Yaponiya, Singapur va Evropa Ittifoqida taqiqlangan.
Dori
Biologiyada uglerod oksidi tabiiy ravishda gemoglobinning parchalanishidan gemoksigenaza 1 va gem 2 ta'sirida hosil bo'ladi. Bu jarayon oddiy odamlarda karbon monoksitni nafas qilmasa ham, ma'lum miqdorda karboksigemoglobin hosil qiladi. 1993 yilda uglerod oksidi normal neyrotransmitter, shuningdek, organizmdagi yallig'lanish reaktsiyalarini tabiiy ravishda modulyatsiya qiluvchi uchta gazdan biri (qolgan ikkitasi azot oksidi va vodorod sulfidi) ekanligi haqida birinchi xabar berilgandan beri uglerod oksidi biologik vosita sifatida katta klinik e'tiborga sazovor bo'ldi. regulyator .. Ko'pgina to'qimalarda uchta gazning barchasi yallig'lanishga qarshi vositalar, vazodilatatorlar va neovaskulyar o'sishni rag'batlantiruvchi vosita sifatida ishlaydi. Biroq, bu muammolar murakkab, chunki neovaskulyar o'sish har doim ham foydali emas, chunki u o'simta o'sishida, shuningdek, ho'l makula degeneratsiyasining rivojlanishida rol o'ynaydi, bu kasallik chekish bilan 4-6 barobar ortadi (asosiy manba). uglerod oksidi). qonda, tabiiy ishlab chiqarishdan bir necha baravar ko'p). Ayrim nerv hujayralari sinapslarida, uzoq muddatli xotiralar saqlanganida, qabul qiluvchi hujayra uglerod oksidini ishlab chiqaradi, bu esa yuboruvchi kameraga qaytariladi va bu kelajakda osonroq uzatilishiga sabab bo'ladi. Bunday nerv hujayralarining ba'zilarida uglerod oksidi bilan faollashtirilgan guanilat siklaza fermenti mavjudligi ko'rsatilgan. Dunyo bo'ylab ko'plab laboratoriyalar uglerod oksidi bilan uning yallig'lanishga qarshi va sitoprotektiv xususiyatlari bo'yicha tadqiqotlar o'tkazdilar. Bu xususiyatlar ishemik reperfuziya shikastlanishi, transplantatsiyani rad etish, ateroskleroz, og'ir sepsis, og'ir bezgak yoki otoimmün kasalliklarni o'z ichiga olgan bir qator patologik sharoitlar rivojlanishining oldini olish uchun ishlatilishi mumkin. Klinik sinovlar odamlarda o'tkazildi, ammo natijalar hali e'lon qilinmadi.
Uglerod ikkita o'ta barqaror oksid (CO va CO 2), uchta kamroq barqaror oksid (C 3 O 2, C 5 O 2 va C 12 O 9), bir qator beqaror yoki yaxshi o'rganilmagan oksidlar (C 2 O, C 2) hosil qiladi. O 3 va boshqalar) va stoixiometrik bo'lmagan grafit oksidi. Ro'yxatga olingan oksidlar orasida CO va CO 2 alohida rol o'ynaydi.
TA'RIF
Uglerod oksidi Oddiy sharoitlarda yonuvchi gaz rangsiz va hidsizdir.
Gemoglobin bilan kompleks hosil qilish qobiliyati tufayli u juda zaharli bo'lib, u kislorod-gemoglobin kompleksidan taxminan 300 baravar barqaror.
TA'RIF
Karbonat angidrid normal sharoitda u havodan taxminan 1,5 baravar og'irroq bo'lgan rangsiz gaz bo'lib, shuning uchun uni suyuqlik kabi bir idishdan ikkinchisiga quyish mumkin.
Oddiy sharoitda 1 litr CO 2 ning massasi 1,98 g ni tashkil qiladi.Karbonat angidridning suvda eruvchanligi past: 1 hajm suv 20 o C da 0,88 hajm CO 2 ni, 0 o C da - 1,7 hajmni eritadi.
Kislorod yoki havo etishmasligi bilan uglerodning bevosita oksidlanishi CO hosil bo'lishiga olib keladi, ularning etarli miqdori bilan CO 2 hosil bo'ladi. Ushbu oksidlarning ba'zi xususiyatlari jadvalda keltirilgan. 1.
1-jadval. Jismoniy xususiyatlar uglerod oksidlari.
Uglerod oksidi ishlab chiqarish
Sof CO ni laboratoriyada chumoli kislotani (HCOOH) konsentrlangan sulfat kislota bilan ~140 °C da suvsizlantirish orqali olish mumkin:
HCOOH = CO + H2O.
Kichik miqdorda karbonat angidridni kislotalarning karbonatlarga ta'sirida osongina olish mumkin:
CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2.
Sanoat miqyosida CO 2 asosan ammiak sintezi jarayonida qo'shimcha mahsulot sifatida ishlab chiqariladi:
CH 4 + 2H 2 O = CO 2 + 4H 2;
CO + H 2 O = CO 2 + H 2.
Ohaktoshni yoqish natijasida ko'p miqdorda karbonat angidrid hosil bo'ladi:
CaCO 3 = CaO + CO 2.
Uglerod oksidining kimyoviy xossalari
Uglerod oksidi yuqori haroratlarda kimyoviy reaktivdir. Bu kuchli kamaytiruvchi vosita ekanligini isbotlaydi. Kislorod, xlor, oltingugurt, ammiak, ishqorlar, metallar bilan reaksiyaga kirishadi.
CO + NaOH = Na(HCOO) (t = 120 - 130 o C, p);
CO + H 2 = CH 4 + H 2 O (t = 150 - 200 o C, kat. Ni);
CO + 2H 2 = CH 3 OH (t = 250 - 300 o C, kat. CuO/Cr 2 O 3);
2CO + O 2 = 2CO 2 (kat. MnO 2 /CuO);
CO + Cl 2 = CCl 2 O (t = 125 - 150 o C, kat. C);
4CO + Ni = (t = 50 - 100 o C);
5CO + Fe = (t = 100 - 200 o C, p).
Karbonat angidridni ko'rsatadi kislota xossalari: Ishqorlar, ammiak gidrat bilan reaksiyaga kirishadi. Faol metallar, vodorod, uglerod bilan kamayadi.
CO 2 + NaOH suyultirilgan = NaHCO 3;
CO 2 + 2NaOH konc = Na 2 CO 3 + H 2 O;
CO 2 + Ba(OH) 2 = BaCO 3 + H 2 O;
CO 2 + BaCO 3 + H 2 O = Ba(HCO 3) 2;
CO 2 + NH 3 × H 2 O = NH 4 HCO 3;
CO 2 + 4H 2 = CH 4 + 2H 2 O (t = 200 o C, kat. Cu 2 O);
CO 2 + C = 2CO (t > 1000 o C);
CO 2 + 2Mg = C + 2MgO;
2CO 2 + 5Ca = CaC 2 + 4CaO (t = 500 o C);
2CO 2 + 2Na 2 O 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2.
Uglerod oksidining qo'llanilishi
Uglerod oksidi yoqilg'i sifatida generator gazi yoki suv gazi ko'rinishida keng qo'llaniladi va ko'mir bilan qaytarilishi natijasida ko'plab metallar oksidlaridan ajratilganda ham hosil bo'ladi. Ishlab chiqaruvchi gaz havoni issiq ko'mir orqali o'tkazish orqali ishlab chiqariladi. Uning tarkibida H2 va CH4 62 izlari bilan taxminan 25% CO, 4% CO2 va 70% N2 mavjud.
Karbonat angidriddan foydalanish ko'pincha uning jismoniy xususiyatlariga bog'liq. U sovutgich sifatida, gazlangan ichimliklar uchun, engil (ko'pikli) plastmassalarni ishlab chiqarishda, shuningdek, inert atmosferani yaratish uchun gaz sifatida ishlatiladi.
Muammoni hal qilishga misollar
MISOL 1
2-MISA
| Mashq qilish | Uglerod oksidi (IV)CO 2 havodan necha marta og'irroq ekanligini aniqlang. |
| Yechim | Berilgan gaz massasining bir xil hajmda, bir xil haroratda va bir xil bosimda olingan boshqa gaz massasiga nisbati birinchi gazning ikkinchisiga nisbatan nisbiy zichligi deyiladi. Bu qiymat birinchi gaz ikkinchi gazdan necha marta og'irroq yoki engilroq ekanligini ko'rsatadi. Havoning nisbiy molekulyar og'irligi 29 ga (havodagi azot, kislorod va boshqa gazlar miqdorini hisobga olgan holda) olinadi. Shuni ta'kidlash kerakki, "havoning nisbiy molekulyar massasi" tushunchasi shartli ravishda qo'llaniladi, chunki havo gazlar aralashmasidir. D havo (CO 2) = M r (CO 2) / M r (havo); D havo (CO 2) = 44/29 = 1,517. M r (CO 2) = A r (C) + 2 × A r (O) = 12 + 2 × 16 = 12 + 32 = 44. |
| Javob | Uglerod oksidi (IV)CO 2 havodan 1,517 marta og'irroq. |
Uglerod oksidi deb ham ataladigan uglerod oksidi juda kuchli molekulyar tarkibga ega, kimyoviy jihatdan inert va suvda yomon eriydi. Bu birikma ham nihoyatda zaharli bo‘lib, nafas olish tizimiga tushganda qondagi gemoglobin bilan birlashadi va kislorodni to‘qimalar va organlarga tashishni to‘xtatadi.
Kimyoviy nomlar va formulalar
Uglerod oksidi boshqa nomlar bilan ham tanilgan, jumladan uglerod oksidi II. Kundalik hayotda odatda uglerod oksidi deb ataladi. Bu uglerod oksidi zaharli, rangsiz, ta'msiz va hidsiz gazdir. Uning kimyoviy formula- CO, va bitta molekulaning massasi 28,01 g/mol.
Tanaga ta'siri
Uglerod oksidi gemoglobin bilan birlashib, karboksigemoglobinni hosil qiladi, bunda esa yo'q tarmoqli kengligi kislorod. Uning bug'larini nafas olish markaziy asab tizimiga (CNS) zarar etkazadi va asfiksiyaga olib keladi. Natijada kislorod etishmasligi bosh og'rig'iga, bosh aylanishiga, yurak tezligi va nafas olish tezligining pasayishiga olib keladi, bu esa hushidan ketish va tananing keyingi o'limiga olib keladi.
Zaharli gaz
Uglerod oksidi uglerod o'z ichiga olgan moddalarning qisman yonishi natijasida hosil bo'ladi, masalan, ichki yonish dvigatellarida. Murakkab tarkibida 1 kislorod atomiga kovalent bog'langan 1 ta uglerod atomi mavjud. Uglerod oksidi juda zaharli hisoblanadi va butun dunyo bo'ylab o'limga olib keladigan zaharlanishning eng keng tarqalgan sabablaridan biridir. Ta'sir qilish yurak va boshqa organlarga zarar etkazishi mumkin.
Uglerod oksidining qanday afzalliklari bor?
Jiddiy zaharliligiga qaramay, uglerod oksidi juda foydali - zamonaviy texnologiya tufayli undan bir qator hayotiy mahsulotlar yaratiladi. Uglerod oksidi, garchi bugungi kunda ifloslantiruvchi deb hisoblansa ham, tabiatda doimo mavjud bo'lgan, ammo, masalan, karbonat angidrid kabi miqdorda emas.
Murakkab uglerod oksidi tabiatda mavjud emas deb hisoblaganlar xato qiladilar. CO erigan vulqon jinsida Yer mantiyasidagi yuqori bosimlarda eriydi. Vulkan gazlarining uglerod oksidi miqdori vulqonga qarab 0,01% dan 2% gacha o'zgarib turadi. Tabiiy gaz birikmalari doimiy qiymat emasligi sababli, tabiiy gaz chiqindilarini aniq o'lchash mumkin emas.
Kimyoviy xossalari
Uglerod oksidi (formula CO) tuz hosil qilmaydigan yoki indifferent oksiddir. Biroq, +200 o S haroratda natriy gidroksid bilan reaksiyaga kirishadi. Shu vaqt ichida kimyoviy jarayon natriy format hosil bo'ladi:
NaOH + CO = HCOONa (chumoli kislota tuzi).
Uglerod oksidining xossalari uning kamaytirish qobiliyatiga asoslanadi. Uglerod oksidi:
Molekula tuzilishi
Haqiqatan ham uglerod oksidi (CO) molekulasini tashkil etuvchi ikkita atom uchlik aloqa bilan bog'langan. Ulardan ikkitasi uglerod atomlarining p-elektronlarining kislorod bilan birlashishi natijasida hosil bo'ladi, uchinchisi esa maxsus mexanizm uglerodning erkin 2p orbitali va kislorodning 2p elektron juftligi tufayli. Ushbu struktura molekulani yuqori quvvat bilan ta'minlaydi.
Bir oz tarix
Ko'proq Aristoteldan qadimgi Yunoniston hosil bo'lgan zaharli bug'larni tasvirlab berdi.O'lim mexanizmining o'zi noma'lum. Biroq, qatl qilishning qadimiy usullaridan biri jinoyatchini ko'mir yonayotgan bug 'xonasiga qamab qo'yish edi. Yunon shifokori Galen nafas olayotganda zarar etkazadigan havo tarkibida ma'lum o'zgarishlar sodir bo'lishini taklif qildi.
Ikkinchi jahon urushi davrida uglerod oksidi bilan qoplangan gaz aralashmasi benzin va dizel yoqilg'isi cheklangan dunyoning ayrim qismlarida avtomobil yoqilg'isi sifatida ishlatilgan. Tashqi (ba'zi istisnolardan tashqari) ko'mir yoki yog'och gaz generatorlari o'rnatildi va atmosfera azoti, uglerod oksidi va oz miqdordagi boshqa gazlar aralashmasi gaz aralashtirgichga yuborildi. Bu yog'och gaz deb ataladigan narsa edi.
Uglerod oksidining oksidlanishi
Uglerod oksidi uglerod o'z ichiga olgan birikmalarning qisman oksidlanishidan hosil bo'ladi. CO karbonat angidrid (CO2) hosil qilish uchun etarli kislorod bo'lmaganda, masalan, o'choq yoki ichki yonuv dvigateli cheklangan joyda ishlaganda hosil bo'ladi. Agar kislorod mavjud bo'lsa, shuningdek, ba'zi boshqa atmosfera konsentrasiyalari, uglerod oksidi yonadi, ko'k nur chiqaradi, karbonat angidrid deb ataladigan karbonat angidrid hosil qiladi.
O'tgan asrning 1960-yillarigacha ichki yoritish, pishirish va isitish uchun keng qo'llanilgan ko'mir gazida asosiy yoqilg'i komponenti sifatida CO mavjud edi. Ba'zi jarayonlar ichida zamonaviy texnologiyalar, masalan, temir eritish, hali ham yon mahsulot sifatida uglerod oksidini ishlab chiqaradi. CO birikmasining o'zi xona haroratida CO 2 ga oksidlanadi.
CO tabiatda mavjudmi?
Tabiatda uglerod oksidi bormi? Uning tabiiy manbalaridan biri troposferada sodir bo'ladigan fotokimyoviy reaktsiyalardir. Bu jarayonlar yiliga taxminan 5 x 10 12 kg materiya ishlab chiqarishga qodir bo'lishi kutilmoqda. Boshqa manbalarga, yuqorida aytib o'tilganidek, vulqonlar, o'rmon yong'inlari va boshqalar kiradi.
Molekulyar xossalari
Uglerod oksidi bor molyar massa 28.0, bu havodan biroz kamroq zichroq. Ikki atom orasidagi bog'lanish uzunligi 112,8 mikrometrga teng. Bu etarlicha yaqin, u eng kuchlilaridan birini ta'minlaydi kimyoviy bog'lanishlar. CO birikmasidagi ikkala element birgalikda bir xil valentlik qobig'ida 10 ga yaqin elektronga ega.
Qoida tariqasida, organik karbonil birikmalarida qo'sh bog'lanish paydo bo'ladi. CO ning o'ziga xos xususiyati shundaki, 3 ta molekulyar orbitalda 6 ta umumiy elektronga ega atomlar o'rtasida kuchli uch aloqa hosil bo'ladi. Umumiy elektronlarning 4 tasi kislorod atomidan va faqat 2 tasi ugleroddan kelganligi sababli, bitta bog'langan orbital O 2 dan ikkita elektron tomonidan egallab, dativ yoki dipol bog'lanish hosil qiladi. Bu molekulaning C←O polarizatsiyasiga olib keladi, uglerodda kichik "-" zaryad va kislorodda kichik "+" zaryad.
Qolgan ikkita bog'langan orbital ugleroddan va kisloroddan bitta zaryadlangan zarrachani egallaydi. Molekula assimetrikdir: kislorod uglerodga qaraganda yuqori elektron zichlikka ega va manfiy uglerodga nisbatan ham bir oz musbat zaryadlangan.
Kvitansiya
Sanoatda karbon monoksit CO karbonat angidrid yoki suv bug'ini havoga kirmasdan ko'mir bilan isitish orqali ishlab chiqariladi:
CO 2 + C = 2CO;
H 2 O + C = CO + H 2.
Oxirgi hosil bo'lgan aralashma suv yoki sintez gazi deb ham ataladi. IN laboratoriya sharoitlari uglerod oksidi II organik kislotalarni suvsizlantiruvchi vosita sifatida ishlaydigan konsentrlangan sulfat kislotaga ta'sir qilish orqali:
HCOOH = CO + H 2 O;
H 2 C 2 O 4 = CO 2 + H 2 O.
CO zaharlanishining asosiy belgilari va yordami
Uglerod oksidi zaharlanishga olib keladimi? Ha, va juda kuchli. dunyoda eng keng tarqalgan hodisadir. Eng ko'p uchraydigan alomatlar:
- zaiflik hissi;
- ko'ngil aynishi;
- bosh aylanishi;
- charchoq;
- asabiylashish;
- yomon ishtaha;
- Bosh og'rig'i;
- disorientatsiya;
- ko'rish buzilishi;
- qusish;
- hushidan ketish;
- konvulsiyalar.
Ushbu zaharli gazga ta'sir qilish jiddiy zarar etkazishi mumkin, bu ko'pincha uzoq muddatli surunkali kasalliklarga olib kelishi mumkin. Uglerod oksidi homilador ayolning homilasiga jiddiy zarar etkazishi mumkin. Jabrlanganlarga, masalan, yong'indan keyin darhol yordam ko'rsatish kerak. Shoshilinch tez yordam chaqirish, toza havoga chiqish, nafas olishni cheklaydigan kiyimlarni olib tashlash, tinchlantirish va isinish kerak. Og'ir zaharlanish, qoida tariqasida, faqat shifoxonada shifokorlar nazorati ostida davolanishi mumkin.
Ilova
Uglerod oksidi, yuqorida aytib o'tilganidek, zaharli va xavflidir, ammo u zamonaviy sanoatda organik sintez uchun ishlatiladigan asosiy birikmalardan biridir. CO sof metallar, karbonillar, fosgen, uglerod sulfidi, metil spirti, formamid va aromatik kislotalarni olish uchun ishlatiladi. Ushbu modda yoqilg'i sifatida ham ishlatiladi. Uning zaharliligi va zaharliligiga qaramay, u ko'pincha ishlab chiqarish uchun xom ashyo sifatida ishlatiladi turli moddalar kimyo sanoatida.
Karbon monoksit va karbonat angidrid: farq nima?
Uglerod oksidi va karbonat angidrid (CO va CO 2) ko'pincha bir-birlari bilan yanglishadilar. Ikkala gaz ham hidsiz va rangsizdir va ikkalasi ham yurak-qon tomir tizimiga salbiy ta'sir ko'rsatadi. Ikkala gaz ham tanaga nafas olish, teri va ko'z orqali kirishi mumkin. Ushbu birikmalar, tirik organizmga ta'sir qilganda, bir qator umumiy belgilarga ega - bosh og'rig'i, bosh aylanishi, konvulsiyalar va gallyutsinatsiyalar. Aksariyat odamlar farqni aytishga qiynaladi va avtomobil chiqindi gazlari CO va CO 2 ni chiqarishini tushunmaydi. Bino ichida bu gazlar kontsentratsiyasining ortishi ularga ta'sir qilganlarning salomatligi va xavfsizligi uchun xavfli bo'lishi mumkin. Nima farqi bor?
Yuqori konsentratsiyalarda ikkalasi ham o'limga olib kelishi mumkin. Farqi shundaki, CO2 barcha o'simlik va hayvonlar hayoti uchun zarur bo'lgan umumiy tabiiy gazdir. CO keng tarqalgan emas. Bu yoqilg'ining kislorodsiz yonishi natijasida hosil bo'lgan yon mahsulotdir. Muhim kimyoviy farq shundaki, CO 2 bitta uglerod atomi va ikkita kislorod atomini o'z ichiga oladi, CO esa har birida bittadan. Karbonat angidrid yonmaydi, monooksid esa yonib ketadi.
Karbonat angidrid atmosferada tabiiy ravishda paydo bo'ladi: odamlar va hayvonlar kisloroddan nafas oladilar va karbonat angidridni chiqaradilar, ya'ni tirik mavjudotlar uning oz miqdoriga toqat qiladilar. Bu gaz o'simliklarning fotosintezini amalga oshirishi uchun ham zarurdir. Biroq, uglerod oksidi atmosferada tabiiy ravishda paydo bo'lmaydi va hatto past konsentratsiyalarda ham sog'liq muammolariga olib kelishi mumkin. Ikkala gazning zichligi ham har xil. Karbonat angidrid havodan og'irroq va zichroq, uglerod oksidi esa biroz engilroq. Uylarda tegishli sensorlarni o'rnatishda bu xususiyatni hisobga olish kerak.
Oddiy atmosfera bosimida uglerod oksidi (uglerod oksidi CO) ning fizik xususiyatlari salbiy va ijobiy qiymatlarda haroratga qarab hisoblanadi.
Jadvallarda CO ning quyidagi fizik xususiyatlari keltirilgan: uglerod oksidi zichligi ρ , doimiy bosimdagi solishtirma issiqlik sig'imi C p, issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientlari λ va dinamik yopishqoqlik μ .
Birinchi jadvalda -73 dan 2727 ° S gacha bo'lgan harorat oralig'ida karbon monoksit CO ning zichligi va o'ziga xos issiqlik sig'imi ko'rsatilgan.
Ikkinchi jadvalda uglerod oksidining issiqlik o'tkazuvchanligi va minus 200 dan 1000 ° C gacha bo'lgan harorat oralig'ida dinamik yopishqoqligi kabi fizik xususiyatlarining qiymatlari keltirilgan.
Karbon monoksitning zichligi, masalan, haroratga sezilarli darajada bog'liq - uglerod oksidi CO qizdirilganda uning zichligi pasayadi. Masalan, xona haroratida uglerod oksidi zichligi 1,129 kg / m3 ni tashkil qiladi, lekin 1000 ° S haroratgacha qizdirish jarayonida bu gazning zichligi 4,2 marta - 0,268 kg / m 3 qiymatiga kamayadi.
Oddiy sharoitlarda (harorat 0 ° C) uglerod oksidi 1,25 kg / m 3 zichlikka ega. Agar uning zichligini boshqa umumiy gazlar bilan solishtirsak, u holda uglerod oksidining havoga nisbatan zichligi kamroq ahamiyatga ega - uglerod oksidi havodan engilroq. Bundan tashqari, u argondan engilroq, lekin azot, vodorod, geliy va boshqa engil gazlardan og'irroqdir.
Oddiy sharoitda uglerod oksidining solishtirma issiqligi 1040 J/(kg deg) ni tashkil qiladi. Bu gazning harorati oshishi bilan uning solishtirma issiqlik sig'imi ortadi. Misol uchun, 2727 ° S da uning qiymati 1329 J / (kg deg).
| t, °S | r, kg/m 3 | C p, J/(kg deg) | t, °S | r, kg/m 3 | C p, J/(kg deg) | t, °S | r, kg/m 3 | C p, J/(kg deg) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| -73 | 1,689 | 1045 | 157 | 0,783 | 1053 | 1227 | 0,224 | 1258 |
| -53 | 1,534 | 1044 | 200 | 0,723 | 1058 | 1327 | 0,21 | 1267 |
| -33 | 1,406 | 1043 | 257 | 0,635 | 1071 | 1427 | 0,198 | 1275 |
| -13 | 1,297 | 1043 | 300 | 0,596 | 1080 | 1527 | 0,187 | 1283 |
| -3 | 1,249 | 1043 | 357 | 0,535 | 1095 | 1627 | 0,177 | 1289 |
| 0 | 1,25 | 1040 | 400 | 0,508 | 1106 | 1727 | 0,168 | 1295 |
| 7 | 1,204 | 1042 | 457 | 0,461 | 1122 | 1827 | 0,16 | 1299 |
| 17 | 1,162 | 1043 | 500 | 0,442 | 1132 | 1927 | 0,153 | 1304 |
| 27 | 1,123 | 1043 | 577 | 0,396 | 1152 | 2027 | 0,147 | 1308 |
| 37 | 1,087 | 1043 | 627 | 0,374 | 1164 | 2127 | 0,14 | 1312 |
| 47 | 1,053 | 1043 | 677 | 0,354 | 1175 | 2227 | 0,134 | 1315 |
| 57 | 1,021 | 1044 | 727 | 0,337 | 1185 | 2327 | 0,129 | 1319 |
| 67 | 0,991 | 1044 | 827 | 0,306 | 1204 | 2427 | 0,125 | 1322 |
| 77 | 0,952 | 1045 | 927 | 0,281 | 1221 | 2527 | 0,12 | 1324 |
| 87 | 0,936 | 1045 | 1027 | 0,259 | 1235 | 2627 | 0,116 | 1327 |
| 100 | 0,916 | 1045 | 1127 | 0,241 | 1247 | 2727 | 0,112 | 1329 |
Oddiy sharoitlarda uglerod oksidining issiqlik o'tkazuvchanligi 0,02326 Vt / (m deg). Haroratning oshishi bilan u ortadi va 1000 ° C da u 0,0806 Vt / (m deg) ga teng bo'ladi. Shuni ta'kidlash kerakki, uglerod oksidining issiqlik o'tkazuvchanligi bu qiymatdan bir oz kamroq y.
Xona haroratida uglerod oksidining dinamik viskozitesi 0,0246·10 -7 Pa·s ni tashkil qiladi. Uglerod oksidi qizdirilganda uning viskozitesi ortadi. Dinamik yopishqoqlikning haroratga bog'liqligining bu turi kuzatiladi. Shuni ta'kidlash kerakki, uglerod oksidi suv bug'lari va karbonat angidrid CO 2 dan ko'ra ko'proq yopishqoq, ammo azot oksidi NO va havoga nisbatan pastroq yopishqoqlikka ega.
Uglerod oksidi yoki uglerod oksidi (CO) rangsiz, hidsiz va ta'msiz gazdir. Vodorod kabi ko'k olov bilan yonadi. Shu sababli, kimyogarlar 1776 yilda sink oksidini uglerod bilan qizdirish orqali birinchi marta uglerod oksidi hosil qilganda, uni vodorod bilan chalkashtirib yuborishdi. Bu gazning molekulasi azot molekulasi kabi kuchli uch aloqaga ega. Shuning uchun ular o'rtasida o'xshashliklar mavjud: erish va qaynash nuqtalari deyarli bir xil. Uglerod oksidi molekulasi yuqori ionlanish potentsialiga ega.
Uglerod oksidi oksidlanganda karbonat angidrid hosil qiladi. Bu reaktsiya ajralib chiqadi katta miqdorda issiqlik energiyasi. Shuning uchun uglerod oksidi isitish tizimlarida ishlatiladi.
Uglerod oksidi at past haroratlar deyarli boshqa moddalar bilan reaksiyaga kirishmaydi, yuqori haroratlarda vaziyat boshqacha. Har xil turdagi qo'shilish reaktsiyalari juda tez sodir bo'ladi. organik moddalar. CO va kislorodning ma'lum nisbatlarda aralashmasi uning portlash ehtimoli tufayli juda xavflidir.
Uglerod oksidi ishlab chiqarish
Laboratoriya sharoitida uglerod oksidi parchalanish natijasida hosil bo'ladi. Issiq konsentrlangan sulfat kislota ta'sirida yoki fosfor oksidi orqali o'tganda paydo bo'ladi. Boshqa usul - chumoli va oksalat kislotalar aralashmasini ma'lum bir haroratgacha qizdirish. Bu aralashmadan hosil bo'lgan CO ni barit suvidan o'tkazish orqali olib tashlash mumkin ( to'yingan eritma ).
Uglerod oksidi xavfi
Uglerod oksidi odamlar uchun juda xavflidir. Bu kuchli zaharlanishni keltirib chiqaradi va ko'pincha o'limga olib kelishi mumkin. Gap shundaki, uglerod oksidi qondagi gemoglobin bilan reaksiyaga kirishish qobiliyatiga ega, u kislorodni tananing barcha hujayralariga olib boradi. Ushbu reaksiya natijasida karbogemoglobin hosil bo'ladi. Kislorod etishmasligi tufayli hujayralar ochlikni boshdan kechiradi.
Zaharlanishning quyidagi belgilari aniqlanishi mumkin: ko'ngil aynishi, qusish, bosh og'rig'i, rangni ko'rishning yo'qolishi, nafas olish buzilishi va boshqalar. Uglerod oksidi bilan zaharlangan odamga imkon qadar tezroq birinchi yordam ko'rsatilishi kerak. Birinchidan, siz uni toza havoga olib chiqishingiz va burniga ammiak bilan namlangan paxta sumkasini qo'yishingiz kerak. Keyin jabrlanuvchining ko'kragini silang va oyoqlariga isitish yostiqchalarini qo'llang. Ko'p miqdorda iliq suyuqlik ichish tavsiya etiladi. Alomatlar aniqlangandan so'ng darhol shifokorni chaqirishingiz kerak.
