Ugljični monoksid, također poznat kao ugljični monoksid, ima vrlo jak molekularni sastav, inertan je u svojim kemijskim svojstvima i ne otapa se dobro u vodi. Ovaj spoj je također nevjerojatno otrovan, kada uđe u dišni sustav, spaja se s hemoglobinom u krvi i prestaje prenositi kisik u tkiva i organe.
Kemijska imena i formule
Ugljični monoksid poznat je i pod drugim nazivima, uključujući ugljični monoksid II. U svakodnevnom životu se obično naziva ugljičnim monoksidom. Ovaj ugljični monoksid je otrovan plin bez boje, okusa i mirisa. Njegova kemijska formula je CO, a masa jedne molekule je 28,01 g/mol.
Učinak na tijelo
Ugljični monoksid se spaja s hemoglobinom u karboksihemoglobin, koji nema kapacitet prijenosa kisika. Udisanje njegovih para uzrokuje oštećenje CNS-a (središnjeg živčanog sustava) igušenje. Posljedični nedostatak kisika uzrokuje glavobolju, vrtoglavicu, smanjen broj otkucaja srca i disanja, što dovodi do nesvjestice i kasnije smrti.
Otrovni plin
Ugljični monoksid se dobiva djelomičnim izgaranjem tvari koje sadrže ugljik, na primjer, u motorima s unutarnjim izgaranjem. Spoj sadrži 1 atom ugljika kovalentno vezan na 1 atom kisika. Ugljični monoksid je vrlo toksičan i jedan je od najčešćih uzroka trovanja sa smrtnim ishodom u cijelom svijetu. Izlaganje može uzrokovati oštećenje srca i drugih organa.
Koja je upotreba ugljičnog monoksida?
Unatoč ozbiljnoj toksičnosti, ugljični monoksid je iznimno koristan - zahvaljujući modernim tehnologijama, iz njega se stvara niz vitalnih proizvoda. Ugljični monoksid, iako se danas smatra zagađivačem, uvijek je bio prisutan u prirodi, ali ne u količinama kao što je, na primjer, ugljični dioksid.
Varaju se oni koji vjeruju da spojevi ugljičnog monoksida ne postoje u prirodi. CO se otapa u rastopljenoj vulkanskoj stijeni pod visokim tlakom u Zemljinom plaštu. Sadržaj ugljikovih oksida u vulkanskim plinovima varira od manje od 0,01% do 2%, ovisno o vulkanu. Budući da ovaj prirodni spoj nije konstantna vrijednost, nije moguće točno izmjeriti emisije prirodnog plina.
Kemijska svojstva
Ugljični monoksid (formula CO) odnosi se na okside koji ne stvaraju sol ili indiferentne okside. Međutim, na +200 oS reagira s natrijevim hidroksidom. Tijekom ovog kemijskog procesa nastaje natrijev format:
NaOH + CO=HCOONa (sol mravlje kiseline).
Svojstva ugljičnog monoksida temelje se na njegovoj sposobnosti smanjenja. Ugljični monoksid:
- može reagirati s kisikom: 2CO + O2 =2CO2;
- sposoban za interakciju s halogenima: CO + Cl2 =COCl2 (fozgen);
- ima jedinstveno svojstvo obnavljanja čistih metala iz njihovih oksida: Fe2O3 + 3CO=2Fe + 3CO2;
- formira metalne karbonile: Fe + 5CO=Fe(CO)5;
- Savršeno topiv u kloroformu, octenoj kiselini, etanolu, amonijevom hidroksidu i benzenu.
Struktura molekule
Dva atoma, od kojih se, zapravo, sastoji molekula ugljičnog monoksida (CO), međusobno su povezana trostrukom vezom. Dva od njih nastaju fuzijom p-elektrona ugljikovih atoma s kisikom, a treći je posljedica posebnog mehanizma zbog slobodne 2p orbitale ugljika i 2p elektronskog para kisika. Ova struktura daje molekuli veliku čvrstoću.
Malo povijesti
Čak je i Aristotel iz antičke Grčke opisao otrovne pare proizvedene spaljivanjem ugljena. Mehanizam same smrti nije poznat.bio. Međutim, jedna od drevnih metoda pogubljenja bila je zaključavanje počinitelja u parnoj sobi, gdje je bio tinjajući ugljen. Grčki liječnik Galen sugerirao je da se u sastavu zraka događaju određene promjene koje uzrokuju štetu kada se udiše.
Tijekom Drugog svjetskog rata ugljični monoksid se koristio kao gorivo za motorna vozila u dijelovima svijeta gdje su benzin i dizel bili oskudni. Ugrađeni su vanjski (uz nekoliko iznimaka) plinski generatori na drveni ugljen ili drva, a mješavina atmosferskog dušika, ugljičnog monoksida i male količine drugih plinova dovođena je u plinsku mješalicu. Bio je to takozvani drveni plin.
Oksidacija ugljičnog monoksida
Ugljični monoksid nastaje djelomičnom oksidacijom spojeva koji sadrže ugljik. CO se proizvodi kada nema dovoljno kisika za proizvodnju ugljičnog dioksida (CO2), kao što je kada peć ili motor s unutarnjim izgaranjem radi u zatvorenom prostoru. Ako je prisutan kisik, kao i određene druge atmosferske koncentracije, ugljični monoksid gori, emitirajući plavo svjetlo, stvarajući ugljični dioksid, poznat kao ugljični dioksid.
Plin ugljena, koji se naširoko koristio do 1960-ih za unutarnju rasvjetu, kuhanje i grijanje, imao je CO kao svoju prevladavajuću komponentu goriva. Neki procesi u modernoj tehnologiji, kao što je taljenje željeza, još uvijek proizvode ugljični monoksidkao nusproizvod. Sam spoj CO oksidira se u CO2 na sobnoj temperaturi.
Postoji li CO u prirodi?
Postoji li ugljični monoksid u prirodi? Jedan od njegovih prirodnih izvora su fotokemijske reakcije koje se odvijaju u troposferi. Očekuje se da će ti procesi moći proizvesti oko 5×1012 kg tvari e; godišnje. Drugi izvori, kao što je gore spomenuto, uključuju vulkane, šumske požare i druge oblike izgaranja.
Molekularna svojstva
Ugljični monoksid ima molarnu masu 28,0, što ga čini nešto manje gustim od zraka. Duljina veze između dva atoma je 112,8 mikrometara. To je dovoljno blizu da osigura jednu od najjačih kemijskih veza. Oba elementa u spoju CO zajedno imaju oko 10 elektrona u jednoj valentnoj ljusci.
U pravilu se u organskim karbonilnim spojevima javlja dvostruka veza. Karakteristična značajka molekule CO je da nastaje jaka trostruka veza između atoma sa 6 zajedničkih elektrona u 3 vezane molekularne orbitale. Budući da 4 zajednička elektrona dolaze iz kisika, a samo 2 iz ugljika, jednu vezanu orbitalu zauzimaju dva elektrona iz O2, tvoreći dativnu ili dipolnu vezu. To uzrokuje C ← O polarizaciju molekule s malim "-" nabojem na ugljiku i malim "+" nabojem na kisiku.
Druge dvije vezane orbitale zauzimaju jednu nabijenu česticu ugljika ijedan iz kisika. Molekula je asimetrična: kisik ima veću gustoću elektrona od ugljika i također je blago pozitivno nabijen u usporedbi s negativnim ugljikom.
Primi
U industriji se dobivanje ugljičnog monoksida CO provodi zagrijavanjem ugljičnog dioksida ili vodene pare s ugljenom bez pristupa zraku:
CO2 + C=2CO;
H2O + C=CO + H2.
Posljednja dobivena smjesa se također naziva voda ili sintezni plin. U laboratoriju, ugljični monoksid II izlaganjem organskih kiselina koncentriranoj sumpornoj kiselini, koja djeluje kao dehidracijsko sredstvo:
HCOOH=CO + H2O;
N2C2O4=CO2 + H2O.
Glavni simptomi i pomoć kod trovanja CO
Izaziva li ugljični monoksid trovanje? Da, i vrlo jaka. Trovanje ugljičnim monoksidom najčešća je pojava u svijetu. Najčešći simptomi:
- osjećaj slabosti;
- mučnina;
- vrtoglavica;
- umor;
- razdražljivost;
- loš apetit;
- glavobolja;
- dezorijentacija;
- oštećenje vida;
- povraćati;
- nesvjestica;
- konvulzije.
Izloženost ovom otrovnom plinu može uzrokovati značajnu štetu, što često može dovesti do dugotrajnih kroničnih stanja. Ugljični monoksid je sposobannanijeti ozbiljnu štetu fetusu trudnice. Žrtvama, na primjer, nakon požara treba pružiti hitnu pomoć. hitno je pozvati hitnu pomoć, dati pristup svježem zraku, skinuti odjeću koja ograničava disanje, smiriti se, toplo. Teška trovanja se u pravilu liječi samo pod nadzorom liječnika, u bolnici.
Prijava
Ugljični monoksid, kao što je već spomenuto, je otrovan i opasan, ali je jedan od osnovnih spojeva koji se u modernoj industriji koriste za organsku sintezu. CO se koristi za proizvodnju čistih metala, karbonila, fosgena, ugljičnog sulfida, metilnog alkohola, foramida, aromatskih aldehida i mravlje kiseline. Ova tvar se također koristi kao gorivo. Unatoč svojoj toksičnosti i otrovnosti, često se koristi kao sirovina za razne tvari u kemijskoj industriji.
Ugljični monoksid i ugljični dioksid: u čemu je razlika?
Ugljični monoksid i ugljični dioksid (CO i CO2) često se zamjenjuju jedno za drugo. Oba plina su bez mirisa i boje, a oba negativno utječu na kardiovaskularni sustav. Oba plina mogu ući u tijelo udisanjem, kožom i očima. Ovi spojevi, kada su izloženi živom organizmu, imaju niz uobičajenih simptoma – glavobolje, vrtoglavicu, konvulzije i halucinacije. Većina ljudi teško može uočiti razliku i ne shvaćaju da ispušni plinovi automobila emitiraju i CO i CO2. U zatvorenom prostoru, povećanje koncentracije tih plinova može biti opasno za zdravlje i sigurnost osoba koje su im izložene.udarac. Koja je razlika?
U visokim koncentracijama, oboje može biti smrtonosno. Razlika je u tome što je CO2 uobičajeni prirodni plin potreban za sav biljni i životinjski svijet. CO nije uobičajen. To je nusproizvod izgaranja goriva bez kisika. Kritična kemijska razlika je u tome što CO2 sadrži jedan atom ugljika i dva atoma kisika, dok CO ima samo jedan. Ugljični dioksid nije zapaljiv, dok je veća vjerojatnost da će se monoksid zapaliti.
Ugljični dioksid se prirodno pojavljuje u atmosferi: ljudi i životinje udišu kisik i izdišu ugljični dioksid, što znači da živa bića mogu podnijeti male količine. Ovaj plin je također neophodan za provedbu fotosinteze biljaka. Međutim, ugljični monoksid se ne pojavljuje prirodno u atmosferi i može uzrokovati zdravstvene probleme čak i pri niskim koncentracijama. Gustoća oba plina također je različita. Ugljični dioksid je teži i gušći od zraka, dok je ugljični monoksid nešto lakši. Ovu značajku treba uzeti u obzir prilikom ugradnje odgovarajućih senzora u domove.
