Hva er karbonmonoksid? Strukturen til molekylet

Innholdsfortegnelse:

Hva er karbonmonoksid? Strukturen til molekylet
Hva er karbonmonoksid? Strukturen til molekylet
Anonim

Karbonmonoksid, også kjent som karbonmonoksid, har en veldig sterk molekylsammensetning, er inert i sine kjemiske egenskaper og løser seg dårlig i vann. Denne forbindelsen er også utrolig giftig, når den kommer inn i luftveiene, kombineres den med hemoglobin i blodet, og den slutter å frakte oksygen til vev og organer.

karbonmonoksid
karbonmonoksid

Kjemiske navn og formel

Karbonmonoksid er også kjent under andre navn, inkludert karbonmonoksid II. I hverdagen blir det ofte referert til som karbonmonoksid. Dette karbonmonoksidet er en giftig, fargeløs, smakløs og luktfri gass. Dens kjemiske formel er CO og massen til ett molekyl er 28,01 g/mol.

det er ingen sammensatt karbonmonoksid
det er ingen sammensatt karbonmonoksid

Effekt på kroppen

Karbonmonoksid kombineres med hemoglobin for å danne karboksyhemoglobin, som ikke har oksygenbærende kapasitet. Innånding av dens damp forårsaker skade på CNS (sentralnervesystemet) ogkvelning. Den resulterende mangelen på oksygen forårsaker hodepine, svimmelhet, redusert hjertefrekvens og pustefrekvens, noe som fører til besvimelse og påfølgende død.

karbonmonoksidformel
karbonmonoksidformel

giftig gass

Karbonmonoksid oppnås ved delvis forbrenning av stoffer som inneholder karbon, for eksempel i forbrenningsmotorer. Forbindelsen inneholder 1 karbonatom kovalent bundet til 1 oksygenatom. Karbonmonoksid er svært giftig og er en av de vanligste årsakene til dødelig forgiftning over hele verden. Eksponering kan forårsake skade på hjertet og andre organer.

karbonmonoksid og karbondioksid
karbonmonoksid og karbondioksid

Hva er bruken av karbonmonoksid?

Til tross for dens alvorlige toksisitet, er karbonmonoksid ekstremt nyttig - takket være moderne teknologier skapes en rekke livsviktige produkter fra det. Karbonmonoksid, selv om det anses som en forurensing i dag, har alltid vært tilstede i naturen, men ikke i slike mengder som for eksempel karbondioksid.

De som tror at karbonmonoksidforbindelser ikke finnes i naturen tar feil. CO løses opp i smeltet vulkansk bergart ved høyt trykk i jordkappen. Innholdet av karbonoksider i vulkanske gasser varierer fra mindre enn 0,01 % til 2 %, avhengig av vulkanen. Fordi denne naturlige forbindelsen ikke er en konstant verdi, er det ikke mulig å måle utslipp av naturgass nøyaktig.

produksjon av karbonmonoksid
produksjon av karbonmonoksid

Kjemiske egenskaper

Karbonmonoksid (formel CO) refererer til ikke-s altdannende eller likegyldige oksider. Ved +200 oС reagerer den imidlertid med natriumhydroksid. Under denne kjemiske prosessen dannes natriumformiat:

NaOH + CO=HCOONa (maursyres alt).

Egenskapene til karbonmonoksid er basert på dens reduksjonsevne. Karbonmonoksid:

  • kan reagere med oksygen: 2CO + O2 =2CO2;
  • i stand til å samhandle med halogener: CO + Cl2 =COCl2 (fosgen);
  • har en unik egenskap for å gjenopprette rene metaller fra oksidene deres: Fe2O3 + 3CO=2Fe + 3CO2;
  • danner metallkarbonyler: Fe + 5CO=Fe(CO)5;
  • Perfekt løselig i kloroform, eddiksyre, etanol, ammoniumhydroksid og benzen.
  • oksidasjon av karbonmonoksid
    oksidasjon av karbonmonoksid

Structure of a molecule

To atomer, som faktisk karbonmonoksid (CO)-molekylet består av, er forbundet med en trippelbinding. To av dem er dannet ved fusjon av p-elektroner av karbonatomer med oksygen, og den tredje skyldes en spesiell mekanisme på grunn av den frie 2p orbitalen av karbon og 2p elektronparet av oksygen. Denne strukturen gir molekylet høy styrke.

finnes karbonmonoksid
finnes karbonmonoksid

Litt av historien

Selv Aristoteles fra antikkens Hellas beskrev de giftige dampene som ble produsert ved å brenne kull. Selve dødsmekanismen er ikke kjent.var. En av de eldgamle henrettelsesmetodene var imidlertid å låse gjerningsmannen i et damprom, hvor det var ulmende kull. Den greske legen Galen foreslo at det oppstår visse endringer i luftens sammensetning som forårsaker skade ved innånding.

Under andre verdenskrig ble karbonmonoksidgass brukt som drivstoff for motorkjøretøyer i deler av verden hvor det var lite bensin og diesel. Eksterne (med noen få unntak) generatorer for trekull eller vedgass ble installert, og en blanding av atmosfærisk nitrogen, karbonmonoksid og en liten mengde andre gasser ble matet inn i en gassblander. Det var den såk alte vedgassen.

egenskapene til karbonmonoksid
egenskapene til karbonmonoksid

Oksidasjon av karbonmonoksid

Karbonmonoksid dannes ved delvis oksidasjon av karbonholdige forbindelser. CO produseres når det ikke er nok oksygen til å produsere karbondioksid (CO2), for eksempel når en ovn eller forbrenningsmotor kjører i et lukket rom. Hvis oksygen er tilstede, så vel som visse andre atmosfæriske konsentrasjoner, brenner karbonmonoksid, sender ut blått lys, produserer karbondioksid, kjent som karbondioksid.

Kullgass, mye brukt frem til 1960-tallet for interiørbelysning, matlaging og oppvarming, hadde CO som den dominerende drivstoffkomponenten. Noen prosesser innen moderne teknologi, som jernsmelting, produserer fortsatt karbonmonoksid isom et biprodukt. Selve CO-forbindelsen oksideres til CO2 ved romtemperatur.

karbonmonoksidforbrenning
karbonmonoksidforbrenning

Finnes CO i naturen?

Finnes karbonmonoksid i naturen? En av dens naturlige kilder er fotokjemiske reaksjoner som forekommer i troposfæren. Disse prosessene forventes å kunne generere ca. 5×1012 kg stoff e; årlig. Andre kilder, som nevnt ovenfor, inkluderer vulkaner, skogbranner og andre former for forbrenning.

Molekylære egenskaper

Karbonmonoksid har en molar masse på 28,0, noe som gjør den litt mindre tett enn luft. Bindingslengden mellom to atomer er 112,8 mikrometer. Dette er nær nok til å gi en av de sterkeste kjemiske bindingene. Begge grunnstoffene i en CO-forbindelse har til sammen omtrent 10 elektroner i ett valensskal.

Som regel oppstår en dobbeltbinding i organiske karbonylforbindelser. Et karakteristisk trekk ved CO-molekylet er at det oppstår en sterk trippelbinding mellom atomer med 6 vanlige elektroner i 3 bundne molekylorbitaler. Fordi 4 av de delte elektronene kommer fra oksygen og bare 2 fra karbon, er en bundet orbital okkupert av to elektroner fra O2, og danner en dativ- eller dipolbinding. Dette forårsaker en C ← O-polarisering av molekylet med en liten "-" ladning på karbon og en liten "+" ladning på oksygen.

De to andre bundne orbitalene opptar en ladet partikkel fra karbon ogen fra oksygen. Molekylet er asymmetrisk: oksygen har høyere elektrontetthet enn karbon og er også svakt positivt ladet sammenlignet med negativt karbon.

karbonmonoksid
karbonmonoksid

Motta

I industrien utføres karbonmonoksid CO ved å varme opp karbondioksid eller vanndamp med kull uten tilgang til luft:

CO2 + C=2CO;

H2O + C=CO + H2.

Den siste resulterende blandingen kalles også vann eller syntesegass. I laboratoriet, karbonmonoksid II ved å utsette organiske syrer for konsentrert svovelsyre, som virker som et dehydreringsmiddel:

HCOOH=CO + H2O;

N2C2O4=CO2 + H2O.

Hovedsymptomer og hjelp for CO-forgiftning

Gjør karbonmonoksid forgiftning? Ja, og veldig sterk. Karbonmonoksidforgiftning er den vanligste forekomsten over hele verden. De vanligste symptomene:

  • føler seg svak;
  • kvalme;
  • svimmelhet;
  • fatigue;
  • irritabilitet;
  • dårlig appetitt;
  • hodepine;
  • disorientation;
  • synshemming;
  • vomit;
  • besvimelse;
  • kramper.

Eksponering for denne giftige gassen kan forårsake betydelig skade, som ofte kan føre til langvarige kroniske tilstander. Karbonmonoksid er kapabelforårsake alvorlig skade på fosteret til en gravid kvinne. Ofre, for eksempel etter en brann, bør få øyeblikkelig hjelp. det haster å ringe ambulanse, gi tilgang til frisk luft, ta av klær som begrenser pusten, rolig, varm. Alvorlig forgiftning behandles som regel kun under tilsyn av leger, på sykehus.

Application

Karbonmonoksid er som allerede nevnt giftig og farlig, men det er en av de grunnleggende forbindelsene som brukes i moderne industri for organisk syntese. CO brukes til å produsere rene metaller, karbonyler, fosgen, karbonsulfid, metylalkohol, formamid, aromatiske aldehyder og maursyre. Dette stoffet brukes også som drivstoff. Til tross for sin giftighet og giftighet, brukes den ofte som råstoff for ulike stoffer i kjemisk industri.

Karbonmonoksid og karbondioksid: hva er forskjellen?

Karbonmonoksid og karbondioksid (CO og CO2) blir ofte forvekslet med hverandre. Begge gassene er luktfrie og fargeløse, og begge påvirker det kardiovaskulære systemet negativt. Begge gassene kan komme inn i kroppen gjennom innånding, hud og øyne. Disse forbindelsene, når de utsettes for en levende organisme, har en rekke vanlige symptomer - hodepine, svimmelhet, kramper og hallusinasjoner. De fleste har vanskelig for å se forskjell og er ikke klar over at bileksos slipper ut både CO og CO2. Innendørs kan en økning i konsentrasjonen av disse gassene være farlig for helsen og sikkerheten til personen som utsettes for dem.innvirkning. Hva er forskjellen?

Ved høye konsentrasjoner kan begge være dødelige. Forskjellen er at CO2 er den vanlige naturgassen som kreves for alt plante- og dyreliv. CO er ikke vanlig. Det er et biprodukt av oksygenfri drivstoffforbrenning. Den kritiske kjemiske forskjellen er at CO2 inneholder ett karbonatom og to oksygenatomer, mens CO bare har ett hver. Karbondioksid er ikke brennbart, mens monoksid er mer sannsynlig å antennes.

Karbondioksid forekommer naturlig i atmosfæren: mennesker og dyr puster inn oksygen og puster ut karbondioksid, noe som gjør at levende vesener tåler små mengder av det. Denne gassen er også nødvendig for implementering av fotosyntese av planter. Karbonmonoksid forekommer imidlertid ikke naturlig i atmosfæren og kan forårsake helseproblemer selv ved lave konsentrasjoner. Tettheten til begge gassene er også forskjellig. Karbondioksid er tyngre og tettere enn luft, mens karbonmonoksid er litt lettere. Denne funksjonen bør tas i betraktning når du installerer passende sensorer i hjemmene.

Anbefalt: