Mis on süsinikmonooksiid? Molekuli struktuur

Süsinikmonooksiid, tuntud ka kui süsinikmonooksiid, on väga tugev molekulaarne koostis, on keemiliste omaduste inerts ja vees halvasti lahustuv. See ühend on ka hingamiselundkonda sisenemise korral väga toksiline, ühendab see koos veres sisalduva hemoglobiini ja peatab hapniku ülekande kudedesse ja organitesse.

Keemilised nimed ja valem

Süsinikoksiid on tuntud ka muude nimetuste all, sealhulgas süsinikmonooksiid II. Igapäevaelus nimetatakse seda tavaliselt süsinikoksiidiks. See süsinikmonooksiid on mürgine, värvitu ja maitsetu gaas, mis on lõhnatu. Selle keemiline valem on CO ja ühe molekuli mass on 28,01 g / mol.

Mõju kehale

Süsinikmonooksiid kombineerub hemoglobiiniga, moodustades karboksühemoglobiini, millel puudub hapnikukogus. Aurude sissehingamine põhjustab kesknärvisüsteemi (KNS) ja lämbumise kahjustusi. Selle tagajärjel tekkiv hapnikupuudus põhjustab peavalu, pearinglust, pulsi ja hingamisteede vähenemist, mis viib keha minestamise ja sellele järgneva surma.

Mürgine gaas

Süsinikoksiid toodetakse süsinikku sisaldavate ainete osalise põletamise teel, näiteks sisepõlemismootorites. Ühend sisaldab 1 süsinikuaatomit, kovalentselt seostatud 1 hapnikuaatomiga. Süsinikmonooksiid on väga mürgine ja see on üks levinumaid mürgistusi maailmas. Kokkupuude võib põhjustada südame ja muude organite kahjustusi.

Mis on süsinikmonooksiidi kasutamine?

Vaatamata selle tõsisele mürgisusele on süsinikmonooksiid väga kasulik - tänu kaasaegsele tehnoloogiale luuakse mitmed olulised tooted. Süsinikoksiid, mida täna peetakse saasteaineks, on alati olnud looduses, kuid mitte sellistes kogustes nagu süsinikdioksiid.

Vead on need, kes usuvad, et looduses puudub süsinikmonooksiidiühend. CO lahustub sulatatud vulkaanilisest kivisest kõrgetel rõhkudel maa peal. Süsinikoksiidide sisaldus vulkaanilises gaasis sõltub vulkaanist vähem kui 0,01% kuni 2%. Kuna selle ühendi loomulikkus ei ole püsiv väärtus, ei ole maagaasi heitkoguseid võimalik täpselt mõõta.

Keemilised omadused

Süsinikmonooksiid (CO-valem) viitab mitte-soolade moodustumisele või ükskõiksetele oksiididele. Kuid temperatuuril + 200 ^o C reageerib see naatriumhüdroksiidiga. Selle keemilise protsessi käigus moodustub naatriumformiaat:

NaOH + CO = HCOONa (sipelghappe sool).

Süsinikmonooksiidi omadused põhinevad selle vähendamise võimetel. Süsinikmonooksiid:

• Võib reageerida hapnikuga: 2CO + O2 = 2C02 _;
• Oskab reageerida halogeenidega: CO + Cl2 = COCl2 (fosgeen);
• Omab ainulaadset omadust nende oksüdidest puhta metalli saamiseks: Fe ₂ O ₃ + 3CO = 2Fe + 3CO _2;
• Metallide karbonüüli vormid: Fe + 5CO = Fe (CO) _5;
• Täielikult lahustub kloroformis, äädikhappes, etanoolis, ammooniumhüdroksiidis ja benseenis.

Molekuli struktuur

Kaks aatomit, millest tegelikult sisaldab süsinikmonooksiidi (CO) molekul, on ühendatud kolmekordse sidemega. Neist kaks moodustavad hapniku süsinikuaatomite p-elektronide liitmise ja kolmas on tingitud spetsiaalsest mehhanismist, mis on tingitud süsiniku ja 2p-elektroni hapniku paaride vaba 2p-orbitaalidest. See struktuur tagab suure tugevusega molekuli.

Natuke ajalugu

Isegi Kreeka kunstnik Aristoteles kirjeldas mürgiseid suitsu, mis tekitati söe põletamisel. Surma mehhanism ise ei olnud teada. Kuid üks iidsetest teostamisviisidest oli üleandmisseaduse lukustamine auruvannis, kus asuvad kivid. Kreeka arst Galen tegi ettepaneku, et sissehingamisel tekitab kahju õhku mõningaid muutusi.

Teise maailmasõja ajal kasutati süsinikmonooksiidi lisanditega gaasisegu mootorsõidukite kütusena osades maailma piirkondades, kus oli piiratud kogus bensiini ja diislikütust. Väljaspool (mõningate eranditega) paigaldati puusöe või puidu-gaasi generaator ja gaasisegistile tarniti atmosfääri lämmastiku, süsinikmonooksiidi ja väikese koguse muude gaaside segu. See oli nn puukütus.

Süsinikmonooksiidi oksüdeerimine

Süsinikoksiid moodustub süsiniku sisaldavate ühendite osalise oksüdatsiooni teel. CO tekib siis, kui hapnikku ei piisa süsinikdioksiidi (CO ₂ ) saamiseks, näiteks kui ahi või sisepõlemismootor töötab suletud ruumis. Kui hapnik on olemas, nagu ka mõned muud atmosfääri kontsentratsioonid, põleb süsinikmonooksiid, mis kiirgab sinist valgust, moodustades süsinikdioksiidi, mida nimetatakse süsinikdioksiidiks.

Sisevalgustuses, toiduvalmistamises ja kütmises laialdaselt kasutatav kivisöe gaas, mida laialdaselt kasutati eelmise sajandi kümnendate aastate jooksul, oli selle koostises CO-s kasulik kütusekomponent. Mõned kaasaegsete tehnoloogiatega seotud protsessid, nagu raua sulatamine, toodavad endiselt kõrvalsaadusena süsinikmonooksiidi. Väga CO-ühendi oksüdeeritakse toatemperatuuril toatemperatuurini.

Kas looduses on CO?

Kas looduses on süsinikmonooksiid? Üks selle looduslikult esinevatest allikatest on troposfäärile levinud fotokeemilised reaktsioonid. Need protsessid peaksid tootma umbes 5 × 10 ¹² kg ainet e. Muud allikad, nagu eespool mainitud, on vulkaanid, metsatulekahjud ja muud põletusviisid.

Molekulaarsed omadused

Süsinikmonooksiidi molaarmass on 28,0, mis muudab selle pisut vähem õhku. Ühenduste pikkus kahe aatomi vahel on 112,8 mikromeetrit. See on piisavalt lähedal, et see on üks võimsamaid keemilisi sidemeid. Mõlemas CO-ühendi elemendis on ühest valentsikest koosnevad kokku umbes 10 elektroni.

Orgaanilistes karbonüülühendites tekib reeglina kaksikside. CO-i molekuli iseloomulik tunnus on see, et aatomite seas on kolm seondunud molekulaarsed orbitaalsed ained koos 6 tavalise elektroniga tugevat kolmiksidet. Kuna 4 tavalistest elektronidest pärinevad hapnikuaatomist ja ainult 2 süsinikust, siis üks seotud orbitaal on hõivatud kahe elektroniga O2, moodustades datiivse või dipoolse sideme. See põhjustab molekuli polarisatsioon C ← O, mille süsiniku väike laeng on "-" ja hapniku väike laeng + "+".

Ülejäänud kaks ühendatud orbiidilid hõivavad ühte laetud osakest süsinikust ja üks hapnikust. Molekul on asümmeetriline: hapnikul on suurem elektroni tihedus kui süsinik, ja on negatiivse süsiniku suhtes ka veidi positiivne.

Vastuvõtmine

Tööstuses toimub süsinikmonooksiidi tootmine CO-ga kuumutamisel ilma süsinikdioksiidi või süsihappegaasvesi sisaldava õhuga;

СО ₂ + С = 2СО;

H2O + C = CO + H2 _.

Viimast saadud segu nimetatakse ka veeks või sünteesgaasiks. Laboratoorsetes tingimustes, süsinikmonooksiid II, orgaaniliste hapete kokkupuutel kontsentreeritud väävelhappega, mis toimib veetõmbeainena:

HCOOH = CO + H20;

H ₂ C ₂ O ₄ = CO ₂ + H ₂ O.

Peamised sümptomid ja AIDS-i mürgituse abistamine

Kas süsinikmonooksiidi mürgistus? Jah, ja väga tugev. Süsinikmonooksiidi mürgistus on kõige sagedasem nähtus maailmas. Kõige tavalisemad sümptomid on:

• Nõrkustunne;
• Iiveldus;
• Pearinglus;
• Väsimus;
• Ärritatavus;
• Kehv isu;
• Peavalu;
• Desorientatsioon;
• Nägemise halvenemine;
• Oksendamine;
• Vihastamine;
• Krambid.

Selle mürgise gaasi kokkupuude võib põhjustada märkimisväärset kahju, mis sageli võib põhjustada pikaajalisi kroonilisi patoloogilisi seisundeid. Süsinikmonooksiid võib põhjustada rasket kahjustust rase naisele. Ohvreid, näiteks pärast tulekahju, tuleb anda viivitamatult abi. Kiiresti tuleb helistada kiirabile, pääseda juurde värske õhu kätte, eemaldada riiete lühike aste, rahulik ja soe. Tõsist mürgistust reeglina ravitakse ainult arsti järelevalve all, haiglas.

Taotlus

Nagu juba öeldud, on süsinikmonooksiid mürgine ja ohtlik, kuid see on üks peamisi ühendeid, mida kasutatakse kaasaegses tööstuses orgaanilise sünteesi jaoks. CO kasutatakse puhaste metallide, karbonüülide, fosgeeni, süsinikoksiidi, metüülalkoholi, formamiidi, aromaatsete aldehüüdide, sipelghappe tootmiseks. Seda ainet kasutatakse ka kütusena. Vaatamata selle mürgisusele ja mürgisusele kasutatakse seda tihti toormaterjalina mitmesuguste ainete saamiseks keemiatööstuses.

Süsinikoksiid ja süsinikdioksiid: mis vahe on?

Monoksiid ja süsinikdioksiid (CO ja CO ₂ ) on omavahel tihti ekslikud. Mõlemad gaasid on lõhnatu ja värvitu ning mõlemad mõjutavad negatiivselt kardiovaskulaarsüsteemi. Mõlemad gaasid võivad siseneda kehasse sissehingamise, naha ja silmade kaudu. Need ühendid elusorganismiga kokku puutudes võivad esineda mitmed ühised sümptomid - peavalud, pearinglus, krambid ja hallutsinatsioonid. Enamikul inimestel on erinevuse kindlakstegemisega raskusi ja nad ei saa aru, et auto heitgaasid väljastavad nii CO kui ka CO ₂ . Siseruumides võib nende gaaside kontsentratsiooni suurenemine olla ohtlik nendega kokkupuutuva inimese tervisele ja ohutusele. Mis vahe on?

Suurel kontsentratsioonil võivad mõlemad olla surmaga lõppenud. Erinevus seisneb selles, et CO ₂ on kogu taime- ja loomakasvatuse jaoks vajalik ühine maagaas. CO ei ole levinud esinemine. See on anoksilise kütuse põlemise kõrvalsaadus. Kriitiline keemiline erinevus on see, et CO ₂ sisaldab ühte süsinikuaatomit ja kahte hapnikuaatomit, samal ajal kui CO-l on ainult üks. Süsinikdioksiid on mittesüttiv, samas kui monoksiidil on suur süttimisoht.

Süsinikdioksiid esineb looduses looduses: inimesed ja loomad hingavad hapnikku ja väljaheidavad süsinikdioksiidi, st elusolendid suudavad seda vähesel määral taluda. See gaas on vajalik ka taimede fotosünteesi teostamiseks. Süsinikmonooksiid ei tekita atmosfääri loomulikul teel ja võib põhjustada terviseprobleeme isegi madalal kontsentratsioonil. Mõlema gaasi tihedus on samuti erinev. Süsinikdioksiid on õhust raskem ja tihedam, süsinikmonooksiid on veidi kergem. Seda funktsiooni tuleks arvestada kodude sobivate andurite paigaldamisel.