Mnoge plinovite tvari koje postoje u prirodi i dobivene tijekom proizvodnje su jaki otrovni spojevi. Poznato je da je klor korišten kao biološko oružje, pare broma imaju vrlo korozivni učinak na kožu, sumporovodik izaziva trovanje i tako dalje.
Jedna od tih tvari je ugljični monoksid ili ugljični monoksid čija formula ima svoje karakteristike u strukturi. O tome će se dalje raspravljati.
Kemijska formula ugljičnog monoksida
Empirijski oblik formule razmatranog spoja je sljedeći: CO. Međutim, ovaj oblik daje obilježje samo kvalitativnog i kvantitativnog sastava, ali ne utječe na strukturne značajke i redoslijed povezivanja atoma u molekuli. I razlikuje se od toga u svim drugim sličnim plinovima.
Ova značajka utječe na fizička i kemijska svojstva spoja. Kakva je ovo struktura?
Struktura molekule
Prvo, empirijska formula pokazuje da je valencija ugljika u spoju II. Isto kao i sakisik. Stoga svaki od njih može formirati dvije veze. Kemijska formula ugljičnog monoksida CO to jasno potvrđuje.
To se događa. Dvostruka kovalentna polarna veza nastaje između atoma ugljika i kisika mehanizmom socijalizacije nesparenih elektrona. Dakle, strukturna formula ugljičnog monoksida ima oblik C=O.
Međutim, karakteristike molekule tu ne završavaju. Prema mehanizmu donor-akceptor u molekuli nastaje treća, dativna ili semipolarna veza. Što to objašnjava? Budući da nakon stvaranja kovalentnih veza u redu razmjene kisik ima dva para elektrona, a atom ugljika ima praznu orbitalu, potonji djeluje kao akceptor jednog od parova prvog. Drugim riječima, par kisikovih elektrona stavlja se u slobodnu orbitalu ugljika i stvara se veza.
Dakle, ugljik je akceptor, kisik je donor. Stoga formula za ugljični monoksid u kemiji ima sljedeći oblik: C≡O. Takvo strukturiranje daje molekuli dodatnu kemijsku stabilnost i inertnost u svojstvima koja se pokazuju u normalnim uvjetima.
Dakle, veze u molekuli ugljičnog monoksida:
- dva kovalentna polarna, nastala mehanizmom razmjene zbog socijalizacije nesparenih elektrona;
- jedan dativ, formiran interakcijom donor-akceptor između para elektrona i slobodne orbitale;
- postoje tri veze u molekuli.
Fizička svojstva
Postoje brojne karakteristike koje, kao i svaki drugi spoj, ima ugljikov monoksid. Formula tvari jasno pokazuje da je kristalna rešetka molekularna, a stanje u normalnim uvjetima je plinovito. Iz ovoga proizlaze sljedeći fizički parametri.
- S≡O - ugljični monoksid (formula), gustoća - 1, 164 kg/m3.
- Točke ključanja i taljenja: 191/205 0C.
- Otopljivo u: vodi (blago), eteru, benzenu, alkoholu, kloroformu.
- Bez okusa ili mirisa.
- Bezbojno.
S biološke točke gledišta, izuzetno je opasno za sva živa bića, osim za određene vrste bakterija.
Kemijska svojstva
Sa stajališta reaktivnosti, jedna od najinertnijih tvari u normalnim uvjetima je ugljični monoksid. Formula, koja odražava sve veze u molekuli, to potvrđuje. Upravo zbog tako jake strukture ovaj spoj praktički ne ulazi u interakcije u standardnim uvjetima okoline.
Međutim, sustav treba barem malo zagrijati jer se dativna veza u molekuli kolabira, kao i kovalentne. Tada ugljični monoksid počinje pokazivati aktivna redukcijska svojstva, i to prilično jaka. Dakle, može komunicirati s:
- kisik;
- hlor;
- alkalna (otapa se);
- s metalnim oksidima i solima;
- sa sivom;
- malo s vodom;
- s amonijakom;
- s vodikom.
Stoga, kao što je gore spomenuto, svojstva ugljičnog monoksida pokazuju, njegova formula to uvelike objašnjava.
Biti u prirodi
Glavni izvor CO u Zemljinoj atmosferi su šumski požari. Uostalom, glavni način stvaranja ovog plina na prirodan način je nepotpuno izgaranje raznih vrsta goriva, uglavnom organske prirode.
Antropogeni izvori onečišćenja zraka ugljičnim monoksidom jednako su važni i daju isti postotak masenog udjela kao i prirodni. To uključuje:
- dim iz rada tvornica i tvornica, metalurških kompleksa i drugih industrijskih poduzeća;
- ispušni plinovi iz motora s unutarnjim izgaranjem.
U prirodnim uvjetima, ugljični monoksid se lako oksidira atmosferskim kisikom i vodenom parom u ugljični dioksid. Ovo je osnova prve pomoći kod trovanja ovim spojem.
Primi
Vrijedi istaknuti jednu značajku. Ugljični monoksid (formula), ugljični dioksid (molekularna struktura), redom, izgledaju ovako: C≡O i O=C=O. Razlika je u jednom atomu kisika. Stoga se industrijska metoda za proizvodnju monoksida temelji na reakciji između dioksida i ugljena: CO2 + C=2CO. Ovo je najjednostavniji i najčešći način sintetiziranja ovog spoja.
U laboratoriju se koriste različiti organski spojevi, metalne soli i složene tvari, jer se ne očekuje da će prinos proizvoda biti previsok.
Kvalitetni reagens za dostupnostu zraku ili otopini ugljičnog monoksida - paladijev klorid. Kada su u interakciji, nastaje čisti metal koji uzrokuje tamnjenje otopine ili površine papira.
Biološki učinak na tijelo
Kao što je već spomenuto, ugljični monoksid je vrlo otrovan bezbojan, opasan i smrtonosni štetnik za ljudsko tijelo. I ne samo čovjeka, nego općenito bilo koje živo biće. Biljke izložene ispušnim plinovima automobila umiru vrlo brzo.
Kakav je točno biološki učinak ugljičnog monoksida na unutarnji okoliš životinjskih bića? Sve se radi o stvaranju jakih kompleksnih spojeva krvnog proteina hemoglobina i dotičnog plina. To jest, umjesto kisika, hvataju se molekule otrova. Stanično disanje je trenutno blokirano, izmjena plinova postaje nemoguća u svom normalnom tijeku.
Kao rezultat, dolazi do postupnog blokiranja svih molekula hemoglobina i, kao rezultat, smrti. Poraz od samo 80% dovoljan je da ishod trovanja postane smrtonosan. Da biste to učinili, koncentracija ugljičnog monoksida u zraku mora biti 0,1%.
Prvi znakovi po kojima se može odrediti početak trovanja ovim spojem su:
- glavobolja;
- vrtoglavica;
- gubitak svijesti.
Prva pomoć - izaći na svježi zrak, gdje će se ugljični monoksid pod utjecajem kisika pretvoriti u ugljični dioksid, odnosno neutralizirati. Smrtni slučajevi zbog dotične tvarivrlo česta, osobito u kućama s grijanjem na peći. Doista, tijekom izgaranja drva za ogrjev, ugljena i drugih vrsta goriva, ovaj plin nužno nastaje kao nusproizvod. Poštivanje sigurnosnih propisa iznimno je važno za očuvanje ljudskog života i zdravlja.
Mnogi su i slučajevi trovanja u garažama, gdje se sklapaju mnogi ispravni motori automobila, ali nema dovoljno svježeg zraka. Smrt, ako se prekorači dopuštena koncentracija, nastupa u roku od sat vremena. Fizički je nemoguće osjetiti prisutnost plina, jer nema miris ni boju.
Industrijska upotreba
U metalurškoj industriji, ugljični monoksid se često koristi za reakcije redukcije metala iz njihovih oksida ili soli. Formula za dobiveni spoj je CO2. Nastaje i čista tvar - metal.
Osim toga, koristi se ugljični monoksid:
- za obradu mesnih i ribljih proizvoda kako bi im dali svjež izgled;
- za sintezu nekih organskih spojeva;
- kao komponenta generatorskog plina.
Stoga ova tvar nije samo štetna i opasna, već i vrlo korisna za ljude i njihove gospodarske aktivnosti.
