Ածխածնի երկօքսիդ (ածխածնի երկօքսիդ, ածխածնի երկօքսիդ, ածխածնի (II) օքսիդ) անգույն, չափազանց թունավոր, անհամ և հոտ չունեցող գազ է, օդից ավելի թեթև (նորմալ պայմաններում): Քիմիական բանաձևը CO է:
Մոլեկուլի կառուցվածքը
Եռակի կապի առկայության պատճառով CO մոլեկուլը շատ ուժեղ է (դիսոցման էներգիան 1069 կՋ/մոլ է, կամ 256 կկալ/մոլ, որն ավելին է, քան ցանկացած այլ երկատոմային մոլեկուլ) և ունի միջմիջուկային փոքր հեռավորություն ( դ C≡O = 0,1128 նմ կամ 1,13 Å):
Մոլեկուլը թույլ բևեռացված է, նրա էլեկտրական դիպոլային մոմենտը μ = 0,04⋅10 −29 C մ: Բազմաթիվ ուսումնասիրություններ ցույց են տվել, որ CO-ի մոլեկուլում բացասական լիցքը կենտրոնացած է ածխածնի ատոմի վրա՝ C − ←O + (մոլեկուլում դիպոլային մոմենտի ուղղությունը հակառակ է նախկինում ենթադրվածին)։ Իոնացման էներգիա 14.0 էՎ, ուժի միացման հաստատուն կ = 18,6 .
Հատկություններ
Ածխածնի երկօքսիդը (II) անգույն, անհոտ և անհամ գազ է: այրվող Այսպես կոչված «հոտը». ածխածնի երկօքսիդիրականում օրգանական կեղտերի հոտ է:
| Ստանդարտ Գիբսի ձևավորման էներգիա Δ Գ | −137,14 կՋ/մոլ (գ) (298 Կ-ում) |
| Կրթության ստանդարտ էնտրոպիա Ս | 197,54 Ջ/մոլ Կ (գ) (298 Կ-ում) |
| Ստանդարտ մոլային ջերմային հզորություն Cp | 29.11 Ջ/մոլ Կ (գ) (298 Կ-ում) |
| Դ-ի հալման էնթալպիա Հ pl | 0,838 կՋ/մոլ |
| Եռման էնթալպիա Δ Հկիպ | 6.04 կՋ/մոլ |
| Կրիտիկական ջերմաստիճան տԿրետե | -140,23°C |
| կրիտիկական ճնշում ՊԿրետե | 3,499 ՄՊա |
| Կրիտիկական խտություն ρ crit | 0,301 գ/սմ³ |
Հիմնական տեսակները քիմիական ռեակցիաներ, որոնցում ներգրավված է ածխածնի մոնօքսիդը (II), հանդիսանում են հավելման ռեակցիաներ և ռեդոքսային ռեակցիաներ, որոնցում այն ցուցադրում է վերականգնող հատկություն։
Սենյակային ջերմաստիճանում CO-ն անգործուն է, նրա քիմիական ակտիվությունը զգալիորեն մեծանում է, երբ տաքացվում է և լուծույթներում։ Այսպիսով, լուծույթներում այն վերականգնում է աղերը և մյուսները մետաղներին արդեն սենյակային ջերմաստիճանում: Երբ տաքացվում է, այն նվազեցնում է նաև այլ մետաղներ, օրինակ՝ CO + CuO → Cu + CO 2: Սա լայնորեն կիրառվում է պիրոմետալուրգիայում։ CO-ի որակական հայտնաբերման մեթոդը հիմնված է CO-ի ռեակցիայի վրա լուծույթում պալադիումի քլորիդով, տես ստորև:
CO-ի օքսիդացումը լուծույթում հաճախ տեղի է ունենում նկատելի արագությամբ միայն կատալիզատորի առկայության դեպքում: Վերջինս ընտրելիս հիմնական դերը խաղում է օքսիդացնող նյութի բնույթը։ Այսպիսով, KMnO 4-ն ամենաարագ օքսիդացնում է CO-ն նուրբ բաժանված արծաթի առկայության դեպքում, K 2 Cr 2 O 7 - աղերի, KClO 3 - OsO 4-ի առկայության դեպքում: Ընդհանուր առմամբ, իրենց վերականգնող հատկություններ CO-ն նման է մոլեկուլային ջրածնի։
830 °C-ից ցածր CO-ն ավելի ուժեղ վերականգնող նյութ է, իսկ ավելի բարձր՝ ջրածինը: Այսպիսով, ռեակցիայի հավասարակշռությունը
H 2 O + C O ⇄ C O 2 + H 2 (\ցուցադրման ոճ (\mathsf (H_(2)O+CO\աջ ձախ սլաքներ CO_(2)+H_(2))))մինչև 830 °C շեղվել է աջ, 830 °C-ից բարձր՝ ձախ:
Հետաքրքիր է, որ կան բակտերիաներ, որոնք ընդունակ են կյանքի համար անհրաժեշտ էներգիա ստանալ CO-ի օքսիդացման շնորհիվ:
Ածխածնի երկօքսիդը (II) այրվում է բոցով կապույտ գույնի(ռեակցիայի մեկնարկի ջերմաստիճանը 700 °C) օդում.
2 C O + O 2 → 2 C O 2 (\displaystyle (\mathsf (2CO+O_(2)\աջ սլաք 2CO_(2)))) (Δ Գ° 298 = −257 կՋ, Δ Ս° 298 = -86 J/K):CO-ի այրման ջերմաստիճանը կարող է հասնել 2100 °C: Այրման ռեակցիան շղթայական է, և նախաձեռնողները փոքր քանակությամբ ջրածին պարունակող միացություններ են (ջուր, ամոնիակ, ջրածնի սուլֆիդ և այլն):
Նման լավ ջերմային արժեքի շնորհիվ CO-ն տարբեր տեխնիկական բաղադրիչներից է գազային խառնուրդներ(տես, օրինակ, գեներատորի գազ), որն օգտագործվում է, ի թիվս այլ բաների, ջեռուցման համար: Պայթուցիկ, երբ խառնվում է օդի հետ; Կրակի տարածման ստորին և վերին կոնցենտրացիայի սահմանները՝ 12,5-ից մինչև 74% (ըստ ծավալի):
հալոգեններ. Մեծագույն գործնական օգտագործումստացել է քլորի ռեակցիա.
C O + C l 2 → h ν C O C l 2 . (\displaystyle (\mathsf (CO+Cl_(2)(\xrightarrow (h\nu))COCl_(2)))CO-ն F 2-ի հետ փոխազդելով, բացի COF 2 կարբոնիլ ֆտորիդից, կարելի է ստանալ պերօքսիդային միացություն (FCO) 2 O 2: Հալման կետը -42 ° C, եռման ջերմաստիճանը +16 ° C, ունի բնորոշ հոտ (նման է օզոնի հոտին), քայքայվում է պայթյունով, երբ տաքացվում է 200 ° C-ից բարձր (ռեակցիայի արտադրանք CO 2 , O 2 և COF 2), մեջ թթվային միջավայրփոխազդում է կալիումի յոդիդի հետ՝ համաձայն հավասարման.
(F C O) 2 O 2 + 2 K I → 2 K F + I 2 + 2 C O 2: (\ցուցադրման ոճ (\mathsf ((FCO)_(2)O_(2)+2KI\աջ սլաք 2KF+I_(2)+2CO_(2).)))Ածխածնի երկօքսիդը (II) փոխազդում է քալկոգենների հետ։ Ծծմբի հետ այն ձևավորում է ածխածնի սուլֆիդ COS, ռեակցիան ընթանում է տաքանալիս՝ համաձայն հավասարման.
C O + S → C O S (\ցուցադրման ոճ (\mathsf (CO+S\աջ սլաք COS))) (Δ Գ° 298 = −229 կՋ, Δ Ս° 298 = −134 J/K):Ստացվել են նաև նմանատիպ ածխածնի սելենօքսիդ COSe և ածխածնի տելուրօքսիդ COTe:
Վերականգնում է SO 2:
2 C O + S O 2 → 2 C O 2 + S. (\ցուցադրման ոճ (\mathsf (2CO+SO_(2)\աջ սլաք 2CO_(2)+S.)))Անցումային մետաղների հետ այն ձևավորում է այրվող և թունավոր միացություններ՝ կարբոնիլներ, ինչպիսիք են,,, և այլն։ Նրանցից ոմանք ցնդող են։
n C O + M e → [ M e (C O) n ] (\ցուցադրման ոճ (\mathsf (nCO+Me\աջ սլաք)))Ածխածնի երկօքսիդը (II) փոքր-ինչ լուծելի է ջրում, բայց չի փոխազդում դրա հետ: Նաև այն չի փոխազդում ալկալիների և թթուների լուծույթների հետ։ Այնուամենայնիվ, այն արձագանքում է ալկալային հալվածքների հետ՝ ձևավորելով համապատասխան ձևաչափեր.
C O + K O H → H C O O K. (\displaystyle (\mathsf (CO+KOH\աջ սլաք HCOOK.)))Հետաքրքիր ռեակցիա է ածխածնի երկօքսիդի (II) ռեակցիան մետաղական կալիումի հետ ամոնիակի լուծույթում։ Սա առաջացնում է պայթուցիկ միացություն կալիումի երկօքսիդի կարբոնատ.
2 K + 2 C O → K 2 C 2 O 2: (\displaystyle (\mathsf (2K+2CO\աջ սլաք K_(2)C_(2)O_(2).))) x C O + y H 2 → (\ցուցադրման ոճ (\mathsf (xCO+yH_(2)\աջ սլաք )))սպիրտներ + գծային ալկաններ.Այս գործընթացը հանդիսանում է այնպիսի կարևոր արդյունաբերական արտադրանքի արտադրության աղբյուր, ինչպիսիք են մեթանոլը, սինթետիկ դիզելային վառելիքը, պոլիհիդրիկ սպիրտներ, յուղեր և քսանյութեր։
Ֆիզիոլոգիական գործողություն
Թունավորություն
Ածխածնի երկօքսիդը շատ թունավոր է:
Ածխածնի երկօքսիդի (II) թունավոր ազդեցությունը պայմանավորված է կարբոքսիհեմոգլոբինի ձևավորմամբ՝ հեմոգլոբինի հետ շատ ավելի ուժեղ կարբոնիլային համալիր՝ համեմատած թթվածնի հետ հեմոգլոբինի (օքսիհեմոգլոբին) համալիրի հետ: Այսպիսով, թթվածնի տեղափոխման և բջջային շնչառության գործընթացները արգելափակվում են: Օդի 0,1%-ից ավելի կոնցենտրացիաները հանգեցնում են մահվան մեկ ժամվա ընթացքում:
- Տուժածին պետք է դուրս բերել մաքուր օդ։ Թեթև թունավորման դեպքում թթվածնով թոքերի հիպերվենտիլացումը բավարար է։
- Թոքերի արհեստական օդափոխություն.
- Լոբելին կամ կոֆեին մաշկի տակ:
- Կարբոքսիլազը ներերակային:
Համաշխարհային բժշկությունը չգիտի շմոլ գազից թունավորման դեպքում օգտագործելու հուսալի հակաթույններ։
Պաշտպանություն ածխածնի երկօքսիդից (II)
էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդ
Էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդը սովորաբար արտադրվում է մարդու և կենդանիների մարմնի բջիջների կողմից և հանդես է գալիս որպես ազդանշանային մոլեկուլ: Այն խաղում է հայտնի ֆիզիոլոգիական դեր մարմնում, մասնավորապես լինելով նյարդային հաղորդիչ և առաջացնելով անոթների լայնացում: Օրգանիզմում էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդի դերի պատճառով նրա նյութափոխանակության խանգարումները կապված են. տարբեր հիվանդություններ, ինչպիսիք են նեյրոդեգեներատիվ հիվանդություններ, արյան անոթների աթերոսկլերոզ, հիպերտոնիա, սրտի անբավարարություն, տարբեր բորբոքային պրոցեսներ։
Էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդը ձևավորվում է մարմնում հեմ օքսիգենազ ֆերմենտի օքսիդացման պատճառով, որը հեմոգլոբինի և միոգլոբինի, ինչպես նաև հեմ պարունակող այլ սպիտակուցների ոչնչացման արդյունք է: Այս գործընթացը մարդու արյան մեջ առաջացնում է փոքր քանակությամբ կարբոքսիհեմոգլոբինի ձևավորում, նույնիսկ եթե մարդը չի ծխում և շնչում է ոչ թե մթնոլորտային օդը (միշտ պարունակում է փոքր քանակությամբ էկզոգեն ածխածնի երկօքսիդ), այլ մաքուր թթվածին կամ ազոտի և թթվածնի խառնուրդ:
1993 թվականին հայտնված առաջին ապացույցներից հետո, որ էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդը նորմալ նյարդային հաղորդիչ է մարդու մարմնում, ինչպես նաև երեք էնդոգեն գազերից մեկը, որոնք սովորաբար կարգավորում են մարմնում բորբոքային ռեակցիաների ընթացքը (մյուս երկուսը ազոտի օքսիդ են (II) և ջրածնի սուլֆիդը), էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդը զգալի ուշադրության է արժանացել բժիշկների և հետազոտողների կողմից՝ որպես կարևոր կենսաբանական կարգավորիչ: Բազմաթիվ հյուսվածքներում վերոհիշյալ երեք գազերն էլ հակաբորբոքային նյութեր են, վազոդիլացնող նյութեր և նաև անգիոգենեզ են հրահրում: Այնուամենայնիվ, ամեն ինչ այնքան էլ պարզ և միանշանակ չէ: Անգիոգենեզը միշտ չէ, որ բարենպաստ ազդեցություն է ունենում, քանի որ այն դեր է խաղում հատկապես չարորակ ուռուցքների աճի գործում, ինչպես նաև հանդիսանում է ցանցաթաղանթի վնասման պատճառներից մեկը մակուլյար դեգեներացիայի ժամանակ: Մասնավորապես, կարևոր է նշել, որ ծխելը (արյան մեջ ածխաթթու գազի հիմնական աղբյուրը, որը մի քանի անգամ ավելի բարձր կոնցենտրացիա է տալիս, քան բնական արտադրությունը) 4-6 անգամ մեծացնում է ցանցաթաղանթի մակուլյար դեգեներացիայի վտանգը։
Տեսություն կա, որ որոշ սինապսներում նյարդային բջիջները, որտեղ երկարաժամկետ տեղեկատվությունը պահվում է, ընդունող բջիջը, ի պատասխան ստացված ազդանշանի, արտադրում է էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդ, որն ազդանշանը հետ է փոխանցում հաղորդող բջիջ՝ դրանով իսկ տեղեկացնելով նրանից ազդանշաններ ստանալու պատրաստակամության մասին և մեծացնելով ազդանշանի հաղորդիչ բջիջի ակտիվությունը. Այս նյարդային բջիջներից մի քանիսը պարունակում են գուանիլատ ցիկլազ՝ ֆերմենտ, որն ակտիվանում է էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդի ազդեցության տակ։
Էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդի` որպես հակաբորբոքային նյութի և ցիտոպրոտեկտորի դերի վերաբերյալ հետազոտություններ են իրականացվել աշխարհի բազմաթիվ լաբորատորիաներում: Էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդի այս հատկությունները նրա նյութափոխանակության վրա ազդեցությունը դարձնում են հետաքրքիր թերապևտիկ թիրախ տարբեր պաթոլոգիական պայմանների բուժման համար, ինչպիսիք են իշեմիայի և հետագա ռեպերֆուզիայի հետևանքով առաջացած հյուսվածքների վնասումը (օրինակ՝ սրտամկանի ինֆարկտ, իշեմիկ ինսուլտ), փոխպատվաստման մերժումը, անոթային աթերոսկլերոզը, ծանր սեպսիս, ծանր մալարիա, աուտոիմուն հիվանդություններ: Կլինիկական փորձարկումներ են անցկացվել նաև մարդկանց վրա, սակայն դրանց արդյունքները դեռ չեն հրապարակվել։
Ամփոփելով, այն, ինչ հայտնի է 2015 թվականի դրությամբ օրգանիզմում էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդի դերի մասին, կարելի է ամփոփել հետևյալ կերպ.
- Էնդոգեն ածխածնի օքսիդը կարևոր էնդոգեն ազդանշանային մոլեկուլներից մեկն է.
- Էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդը մոդուլավորում է կենտրոնական նյարդային համակարգի և սրտանոթային ֆունկցիաները.
- Էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդը արգելակում է թրոմբոցիտների ագրեգացումը և դրանց կպչունությունը անոթների պատերին.
- Ապագայում էնդոգեն ածխածնի երկօքսիդի փոխանակման վրա ազդելը կարող է լինել մի շարք հիվանդությունների բուժման կարևոր ռազմավարություններից մեկը։
Հայտնաբերման պատմություն
Ածուխի այրման ժամանակ արտանետվող ծխի թունավորությունը նկարագրել են Արիստոտելը և Գալենը։
Ածխածնի երկօքսիդը (II) առաջին անգամ ստացել է ֆրանսիացի քիմիկոս Ժակ դը Լասսոնը ցինկի օքսիդը ածուխով տաքացնելիս, սակայն սկզբում սխալմամբ այն ջրածնի հետ են ստացել, քանի որ այն այրվել է կապույտ բոցով։
Այն, որ այս գազը պարունակում է ածխածին և թթվածին, հայտնաբերել է անգլիացի քիմիկոս Ուիլյամ Կրյուկշանկը։ Գազի թունավորությունը ուսումնասիրվել է 1846 թվականին ֆրանսիացի բժիշկ Կլոդ Բերնարդի կողմից շների վրա կատարած փորձերի ժամանակ։
Ածխածնի երկօքսիդը (II) Երկրի մթնոլորտից դուրս առաջին անգամ հայտնաբերել է բելգիացի գիտնական Մ. Միժոտը (M. Migeotte) 1949 թվականին՝ Արեգակի IR սպեկտրում թրթռումային-պտտվող հիմնական գոտու առկայությամբ։ Ածխածնի (II) օքսիդը հայտնաբերվել է միջաստղային միջավայրում 1970 թվականին։
Անդորրագիր
արդյունաբերական ճանապարհ
- Այն ձևավորվում է ածխածնի կամ դրա վրա հիմնված միացությունների (օրինակ՝ բենզինի) այրման ժամանակ՝ թթվածնի պակասի պայմաններում.
- կամ տաք ածուխով ածխածնի երկօքսիդը նվազեցնելիս.
Այս ռեակցիան տեղի է ունենում վառարանի վառարանի ժամանակ, երբ վառարանի կափույրը շատ վաղ է փակվում (մինչև ածուխները ամբողջությամբ այրվեն): Ստացված ածխածնի երկօքսիդը (II), իր թունավորության պատճառով, առաջացնում է ֆիզիոլոգիական խանգարումներ («այրվածք») և նույնիսկ մահ (տես ստորև), հետևաբար տրիվիալ անվանումներից մեկը՝ «ածխածնի օքսիդ»:
Ածխածնի երկօքսիդի նվազեցման ռեակցիան շրջելի է, ջերմաստիճանի ազդեցությունը այս ռեակցիայի հավասարակշռության վիճակի վրա ներկայացված է գրաֆիկում։ Ռեակցիայի հոսքը դեպի աջ ապահովում է էնտրոպիայի գործոնը, իսկ դեպի ձախ՝ էնթալպիական գործոնը։ 400 °C-ից ցածր ջերմաստիճանի դեպքում հավասարակշռությունը գրեթե ամբողջությամբ տեղափոխվում է ձախ, իսկ 1000 °C-ից բարձր ջերմաստիճանի դեպքում՝ աջ (CO առաջացման ուղղությամբ)։ Ցածր ջերմաստիճանի դեպքում այս ռեակցիայի արագությունը շատ ցածր է, հետևաբար, ածխածնի օքսիդը (II) բավականին կայուն է նորմալ պայմաններում: Այս հավասարակշռությունը հատուկ անուն ունի բուդուարի հավասարակշռություն.
- Ածխածնի երկօքսիդի (II) խառնուրդները այլ նյութերի հետ ստացվում են օդը, ջրային գոլորշին և այլն տաք կոքսի, ածուխի կամ շագանակագույն ածխի շերտով անցնելու միջոցով (տես գեներատոր գազ, ջրային գազ, խառը գազ, սինթեզ գազ )։
լաբորատոր մեթոդ
- Հեղուկ մածուցիկ թթվի տարրալուծումը տաք խտացված ծծմբաթթվի կամ գազային մածուցիկ թթվի անցման տակ ֆոսֆորի օքսիդի վրա P 2 O 5: Ռեակցիայի սխեման.
- Օքսալային և խտացված ծծմբաթթուների խառնուրդի տաքացում: Ռեակցիան ընթանում է հետևյալ հավասարման համաձայն.
- Կալիումի հեքսացիանոֆերատի (II) խառնուրդի տաքացումը խտացված ծծմբաթթվով։ Ռեակցիան ընթանում է հետևյալ հավասարման համաձայն.
- Վերականգնում ցինկի կարբոնատից մագնեզիումով, երբ տաքացվում է.
Ածխածնի երկօքսիդի որոշում (II)
Որակապես CO-ի առկայությունը կարող է որոշվել պալադիումի քլորիդի լուծույթների (կամ այս լուծույթով ներծծված թղթի) մգացմամբ։ Մութացումը կապված է նուրբ ցրված մետաղական պալադիումի արտազատման հետ՝ ըստ սխեմայի.
P d C l 2 + C O + H 2 O → P d ↓ + C O 2 + 2 H C l. (\ցուցադրման ոճ (\mathsf (PdCl_(2)+CO+H_(2)O\աջ սլաք Pd\ներքև +CO_(2)+2HCl.)))Այս ռեակցիան շատ զգայուն է։ Ստանդարտ լուծույթ՝ 1 գրամ պալադիումի քլորիդ մեկ լիտր ջրի համար:
Ածխածնի երկօքսիդի (II) քանակական որոշումը հիմնված է յոդոմետրիկ ռեակցիայի վրա.
5 C O + I 2 O 5 → 5 C O 2 + I 2. (\ցուցադրման ոճ (\mathsf (5CO+I_(2)O_(5)\աջ սլաք 5CO_(2)+I_(2).)))Դիմում
- Ածխածնի երկօքսիդը (II) միջանկյալ ռեագենտ է, որն օգտագործվում է ջրածնի հետ ռեակցիաներում ամենակարևոր արդյունաբերական գործընթացներում օրգանական սպիրտների և ուղիղ ածխաջրածինների արտադրության համար:
- Ածխածնի երկօքսիդը (II) օգտագործվում է կենդանիների մսի և ձկների վերամշակման համար՝ նրանց տալով վառ կարմիր գույն և թարմության տեսք՝ առանց համը փոխելու (տեխնոլոգիաներ) մաքուր ծուխև Անհամ ծուխ) CO-ի թույլատրելի կոնցենտրացիան 200 մգ/կգ միս է։
- Ածխածնի երկօքսիդը (II) գեներատոր գազի հիմնական բաղադրիչն է, որն օգտագործվում է որպես վառելիք բնական գազով տրանսպորտային միջոցներում:
- Շարժիչի արտանետման ածխածնի օքսիդը նացիստներն օգտագործել են Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ՝ թունավորման միջոցով մարդկանց կոտորելու համար:
Ածխածնի երկօքսիդ (II) Երկրի մթնոլորտում
Կան Երկրի մթնոլորտ մուտքի բնական և մարդածին աղբյուրներ։ Բնական պայմաններում Երկրի մակերեսին CO-ն առաջանում է ոչ լրիվ անաէրոբ տարրալուծման արդյունքում օրգանական միացություններև կենսազանգվածի այրման ժամանակ՝ հիմնականում անտառային և տափաստանային հրդեհների ժամանակ։ Ածխածնի օքսիդը (II) հողում ձևավորվում է ինչպես կենսաբանական (արտազատվում է կենդանի օրգանիզմների կողմից), այնպես էլ ոչ կենսաբանորեն: Ածխածնի մոնօքսիդի (II) արտազատումը ֆենոլային միացությունների պատճառով, որոնք տարածված են OCH 3 կամ OH խմբեր պարունակող հողերում օրթո- կամ պարա-դիրքերում առաջին հիդրօքսիլ խմբի նկատմամբ, փորձնականորեն ապացուցված է:
Ոչ կենսաբանական CO-ի արտադրության և միկրոօրգանիզմների կողմից դրա օքսիդացման ընդհանուր հավասարակշռությունը կախված է շրջակա միջավայրի հատուկ պայմաններից, հիմնականում՝ խոնավությունից և արժեքից: Օրինակ, չոր հողերից ածխածնի երկօքսիդը (II) արտանետվում է ուղղակիորեն մթնոլորտ՝ այդպիսով ստեղծելով այս գազի կոնցենտրացիայի տեղական առավելագույնը:
Մթնոլորտում CO-ն մեթանի և այլ ածխաջրածինների (հիմնականում իզոպրենի) ներգրավմամբ շղթայական ռեակցիաների արդյունք է:
CO-ի հիմնական մարդածին աղբյուրը ներկայումս ներքին այրման շարժիչների արտանետվող գազերն են: Ածխածնի մոնօքսիդը ձևավորվում է, երբ ածխաջրածնային վառելիքն այրվում է ներքին այրման շարժիչներում անբավարար ջերմաստիճանի կամ վատ կարգավորված օդի մատակարարման համակարգում (բավարար թթվածին չի մատակարարվում CO 2-ին օքսիդացնելու համար): Նախկինում մթնոլորտ CO-ի մարդածին ներածման զգալի մասն ապահովում էր
Այստեղ ես երկար ժամանակ ունեմ «ձեռնարկ վառարանների վառարանների համար»Ճիշտ, գործընկերներ, եթե ինչ-որ բան այն չէ…
Վառարանների վառարան
Վառարանների ջեռուցումը կախված է վառարանի վիճակից, վառելիքից, վառարանը ճիշտ տաքացնելու հնարավորությունից։ Վառարանը պետք է համակարգված խնամվի, այսինքն՝ մաքրվի, ծածկվի նույնիսկ ամենափոքր ճաքերի վրա, որոնք կարող են հանգեցնել կոնդենսատի առաջացման: Օրինակ, փականի շրջանակի պարագծի շուրջ 2 մմ ճեղքի միջոցով մեկ ժամվա ընթացքում մինչև 15 մ3 օդի արտահոսք է տեղի ունենում, որը տաքացնելով մինչև 80 ... 100 ° C, կտանի ջերմություն, և սա 10 է: դրա կորստի տոկոսը։
Երբ ավելցուկային օդը մատակարարվում է փչակով, ջերմության կորուստը կազմում է 15-25%, իսկ եթե այրումը տեղի է ունենում վառարանի դուռը բաց վիճակում, ապա ջերմության կորուստը հասնում է 40% -ի: Վառարանը մաքրվում և վերանորոգվում է տարին մեկ կամ երկու անգամ՝ ամռանը։ Ջեռուցման սեզոնի ընթացքում ծխնելույզները մաքրվում են երկու-երեք անգամ:
Վառարանների պատերի ջեռուցումն առաջին հերթին կախված է այն վիճակից, որտեղ դրանք գտնվում են: Եթե վառարանի պատերին կամ ծխնելույզներում շատ մուր ու մոխիր կա, ապա դրանք թույլ են տաքանում, և վառարանի վրա շատ ավելի շատ վառելիք ու ժամանակ պետք է ծախսվի։ 1-2 մմ շերտի հաստությունը զգալիորեն խաթարում է պատերի ջերմության ընկալումը:
Նախքան կրակի տուփը մաքրվում է քերել, ամբողջ մոխիրը հանվում է: Սա ապահովում է օդի ազատ անցումը դեպի այրվող վառելիք: Վառելիքը հավաքվում է նախօրոք, որպեսզի այն չորանա: Կտրատած վառելափայտը չոր է համարվում միայն մեկ տարի այն բանից հետո, երբ դրանք տեղադրվել են վանդակում և դրսում՝ հովանոցի տակ:
Պետք է օգտագործել միայն չոր վառելիք: Հում վառելիքի այրման ժամանակ նրանում առկա խոնավությունը վերածվում է գոլորշու, որը, անցնելով վառարանի ալիքներով, սառեցնում է դրանք և ընկնելով խողովակի սառը պատերի վրա, նստում դրանց վրա՝ վերածվելով կաթիլների, որոնք ցամաքեցնելով. , խառնել մուրի հետ՝ առաջացնելով կոնդենսատ։
Վառելիքի կալորիականությունը տարբեր է. Վերցրեք, օրինակ, տարբեր տեսակների չոր վառելափայտ: Օրինակ՝ 3/4 մ3 կաղնու վառելափայտը համարժեք է 1 մ3 կեչի, 1,2՝ լաստենի, 1,2՝ սոճի, 1,3՝ եղևնի, 1,5՝ կաղամախու։ Վառելափայտը պետք է կտրատել 8-10 սմ միջին հաստությամբ գերանների, վառարանի համար պետք է ընտրել նույն հաստության գերաններ, ինչը կարևոր է վառարանի միատեսակ տաքացման համար։
Տորֆը կարող է այրվել գրեթե ցանկացած վառարանում, բայց դրա համար անհրաժեշտ է ավելացնել նախագիծը: Տորֆի համար ավելի լավ է վառարաններ դնել համապատասխան կրակատուփով։
Վառարանի այրման տեւողությունը միջինում 1-1,5 ժամ է։Այրվելուց հետո վառարանի մակերեսը պետք է տաքացնել մինչև 70 ... Ավելի բարձր ջերմաստիճանի դեպքում ջեռոցի մակերեսի փոշին այրվում է՝ արձակելով տհաճ հոտ: Հետեւաբար, ջեռոցի առջեւի պատերը պետք է համակարգված մաքրվեն՝ հավաքված փոշին չոր շորով սրբելով։ Դա պետք է արվի հատկապես ուշադիր ջեռուցման սեզոնի սկզբում: Ջեռոցը չպետք է գերտաքացվի։ Սա կարող է հանգեցնել ճաքերի առաջացմանը և վառարանի որմնադրությանը քայքայվելուն: 1-2 օրվա ընթացքում տաքացվող մեծ վառարանները միշտ չէ, որ լավ են՝ նախ՝ սենյակում շատ տեղ են գրավում, և երկրորդ՝ սենյակի ուժեղ տաքացման պատճառով հաճախ անհրաժեշտ է լինում պատուհանները բացել օդափոխության համար։ , ինչը հանգեցնում է վառելիքի չափազանց մեծ սպառման։
Վառելափայտի քանակությունը, որն անհրաժեշտ է վառարանի նորմալ ջեռուցման համար, անմիջապես դրվում է վառարանի մեջ: Վառելափայտը դրվում է վանդակի մեջ կամ տողերի մեջ՝ մինչև 10 մմ գերանների միջև բացերով, այնպես որ բոլոր գերանները սկսում են անմիջապես լուսավորվել բոլոր կողմերից՝ ստեղծելով հնարավորինս շատ ջերմություն։ Միևնույն ժամանակ, փայտյա որմնաքարը չպետք է հասնի կրակատուփի գագաթին առնվազն 20 սմ, նման պայմաններում վառելիքի մանր մասնիկները և տարբեր այրվող նյութերը այրվում են վառարանի մեջ մինչև ծխնելույզ մտնելը: Նախ, այն բարձրացնում է ջեռոցի ջերմաստիճանը։ Երկրորդը, մտնելով ծխնելույզների մեջ, չայրված մասնիկները խցանում են դրանք, և նրանք ավելի քիչ ջերմություն են կլանում: Վառելու համար ներքևի շարքի տակ դրվում են ամենաչոր գերանները, իսկ տակը՝ չոր չիպսեր, ջահեր և թուղթ։ Խստիվ արգելվում է օգտագործել կերոսին, բենզին, ացետոն և նմանատիպ պայթուցիկ նյութեր։
Որպեսզի վառարանը չծխի, սկզբում այրում են թուղթ, բարակ բեկոր, թրթուրներ՝ լցնելով ծխնելույզները տաք օդով, իսկ հետո հնոցը հալեցնում են։ Վառելափայտը (կամ տորֆը) դրվում է այնպես, որ դրանք հավասարապես պառկեն քերիչով կամ վառարանի օջախի վրա՝ ավելի մոտ վառարանի դռանը։
Վառարանը հալեցնելիս վառարանի դուռը, կափույրները, փականը և տեսարանը լիովին բացվում են: Վառվելուց հետո վառելափայտը բռնկվելուն պես վառարանի դուռը փակվում է, իսկ փչակը բացվում է։ Վառարանում նախագիծը կարգավորվում է փչակով, փականով կամ տեսարանով:
Սովորաբար, մղման ուժը որոշվում է բոցի գույնով. եթե բոցը կարմիր է մուգ շերտերով, և խողովակից շագանակագույն կամ սև ծուխ է դուրս գալիս, ապա օդը բավարար չէ, և դրա մատակարարումը պետք է ավելացվի. եթե բոցը ոսկեգույն դեղին է, օդի մատակարարումը համարվում է նորմալ. եթե այն վառ սպիտակ է, և վառարանի ալիքներում բզզոց է լսվում, դա ցույց է տալիս, որ օդի ավելցուկ կա, և դրա մատակարարումը պետք է կրճատվի:
Վառելիքի այրման գործընթացում անհնար է բացել վառարանի դռները, քանի որ վառարան մտնող սառը օդը սառեցնում է վառարանի ալիքները:Այսպիսով, ելնելով վերը նշվածից, մենք կարող ենք ձևակերպել հետևյալ կանոնները.
1. Քանի որ վառելիքը այրվում է, անհրաժեշտ է ծածկել ոչ միայն կրակատուփի դուռը, այլև մասամբ տեսարանը կամ փականը:
2. Վառելափայտը խառնելը (խառնել) հնարավոր է միայն այն բանից հետո, երբ դրանք լավ այրվեն, և գերանների միջև առաջանում են մեծ դատարկություններ, որոնց միջով օդը սկսում է ավելորդ հոսել՝ սառեցնելով վառարանը։
3. Եթե կրակահերթերը մնում են, դրանք հավաքվում են կրակատուփի կենտրոնում (վառարանի հատակը) կամ քերել և շրջապատված վառ վառվող ածուխներով: Այրվող ածուխները և բոցերը պետք է ընկնեն դեպի կրակարկղ օդի շարժման ճանապարհին: Ավելորդ օդի ներհոսքն անցանկալի է։
4. Երբ ածուխները այրվում են (այսինքն՝ կապույտ բոցը անհետանում է, ինչը ցույց է տալիս, որ ածխածնի օքսիդը արտազատվում է), դրանք պետք է հարթեցնել կրակատուփի վանդակաճաղի կամ օջախի երկայնքով, ավելի մոտ դռանը և ամուր փակել այն։ Խորհուրդ է տրվում խողովակը բաց թողնել ևս 5-10 րոպե, որպեսզի ածխածնի երկօքսիդի մնացորդները չներթափանցեն սենյակ, ինչը կարող է հանգեցնել թունավորման և նույնիսկ մահվան։ (Հետ)Ամեն ինչ հնարամիտ պարզ է:
Նետելը պարզ է. Ձեռք բերեք կես դույլ ջուր և ածուխները կրակի տուփից դուրս բերեք դույլի մեջ, մինչև կրակի տուփը մաքուր լինի: Եթե կա մի համառ բոց, որը մնացել է չայրված, ապա նա նույնպես: Նույնը արեք փչակի հետ: Եվ հանգիստ փակեք փականը:
Ունի եռակի կապ: Քանի որ այս մոլեկուլները կառուցվածքով նման են, դրանց հատկությունները նույնպես նման են՝ հալման և եռման շատ ցածր կետեր, ստանդարտ էնտրոպիաների մոտ արժեքներ և այլն:
Վալենտային կապերի մեթոդի շրջանակներում CO-ի մոլեկուլի կառուցվածքը կարելի է նկարագրել բանաձևով՝ C≡O:, իսկ երրորդ կապը ձևավորվում է դոնոր-ընդունիչ մեխանիզմով, որտեղ ածխածինը էլեկտրոնային զույգի դոնոր է, իսկ թթվածինը ընդունող է:
Մոլեկուլային ուղեծրային մեթոդի համաձայն, CO-ի չգրգռված մոլեկուլի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան σ 2 O σ 2 z π 4 x, y σ 2 C: Եռակի կապ է ձևավորվել σ - ձևավորված կապը σzէլեկտրոնների զույգ և կրկնակի դեգեներատիվ մակարդակի էլեկտրոններ x, yհամապատասխանում է երկուսին σ - կապեր. Չկապող σ C-օրբիտալներում և σ O-օրբիտալներում էլեկտրոնները համապատասխանում են երկու էլեկտրոնային զույգերի, որոնցից մեկը տեղայնացված է ատոմում, մյուսը՝ ատոմում։
Եռակի կապի առկայության պատճառով CO-ի մոլեկուլը շատ ուժեղ է (դիսոցման էներգիան 1069 կՋ/մոլ է, կամ 256 կկալ/մոլ, որն ավելին է, քան ցանկացած այլ երկատոմային մոլեկուլ) և ունի միջմիջուկային փոքր հեռավորություն (դ. C≡O = 0,1128 նմ կամ 1, 13Å):
Մոլեկուլը թույլ բևեռացված է, նրա դիպոլի էլեկտրական մոմենտը μ = 0,04·10 -29 C·m (դիպոլային պահի ուղղությունը C - →O +): Իոնացման պոտենցիալ 14,0 Վ, ուժի միացման հաստատուն k = 18,6:
Հայտնաբերման պատմություն
Ածխածնի երկօքսիդը առաջին անգամ արտադրվել է ֆրանսիացի քիմիկոս Ժակ դը Լասոնի կողմից, երբ ցինկի օքսիդը տաքացվում էր ածուխով, բայց սկզբում այն սխալմամբ հասկացվում էր ջրածնի հետ, քանի որ այն այրվում էր կապույտ բոցով: Այն փաստը, որ այս գազը պարունակում է ածխածին և թթվածին, հայտնաբերել է անգլիացի քիմիկոս Ուիլյամ Կրյուկշանկը։ Ածխածնի երկօքսիդը Երկրի մթնոլորտում առաջին անգամ հայտնաբերել է բելգիացի գիտնական Մ. Միժոտը (Մ. Միգեոտ) 1949 թվականին՝ Արեգակի IR սպեկտրում թրթռումային-պտտվող հիմնական գոտու առկայությամբ։
Ածխածնի երկօքսիդը Երկրի մթնոլորտում
Կան բնական և մարդածին եկամտի աղբյուրներ: Բնական պայմաններում, Երկրի մակերեսին CO-ն առաջանում է օրգանական միացությունների ոչ լրիվ անաէրոբ տարրալուծման և կենսազանգվածի այրման ժամանակ՝ հիմնականում անտառային և տափաստանային հրդեհների ժամանակ։ Ածխածնի օքսիդը հողում առաջանում է ինչպես կենսաբանական (կենդանի օրգանիզմների կողմից արտազատվող), այնպես էլ ոչ կենսաբանորեն։ Փորձնականորեն ապացուցված է ածխածնի երկօքսիդի արտազատումը ֆենոլային միացությունների պատճառով, որոնք տարածված են հողերում, որոնք պարունակում են OCH 3 կամ OH խմբեր օրթո- կամ պարա- դիրքերում առաջին հիդրօքսիլ խմբի նկատմամբ:
Ոչ կենսաբանական CO-ի արտադրության և միկրոօրգանիզմների կողմից դրա օքսիդացման ընդհանուր հավասարակշռությունը կախված է շրջակա միջավայրի հատուկ պայմաններից, հիմնականում և արժեքից: Օրինակ՝ չոր հողերից ածխածնի օքսիդն ուղղակիորեն արտանետվում է մթնոլորտ՝ այդպիսով ստեղծելով այս գազի կոնցենտրացիայի տեղական առավելագույնը։
Մթնոլորտում CO-ն մեթանի և այլ ածխաջրածինների (հիմնականում իզոպրենի) ներգրավմամբ շղթայական ռեակցիաների արդյունք է:
CO-ի հիմնական մարդածին աղբյուրը ներկայումս ներքին այրման շարժիչների արտանետվող գազերն են: Ածխածնի երկօքսիդը արտադրվում է, երբ ածխաջրածնային վառելիքն այրվում է ներքին այրման շարժիչներում անբավարար ջերմաստիճանի դեպքում կամ երբ օդի մատակարարման համակարգը վատ կարգավորված է (բավարար թթվածին չկա CO 2-ին օքսիդացնելու համար): Նախկինում մարդածին CO-ի ներածման զգալի մասը մթնոլորտ էր ապահովում լուսավորող գազով, որն օգտագործվում էր սենյակները լուսավորելու համար: Կազմով այն մոտավորապես համապատասխանում էր, այսինքն՝ պարունակում էր մինչև 45% ածխածնի օքսիդ։ Ներկայումս մունիցիպալ հատվածում այս գազը փոխարինվել է շատ ավելի քիչ թունավոր բնական գազով (հոմոլոգ շարքի ստորին ներկայացուցիչներ՝ պրոպան և այլն):
CO-ի ընդունումը բնական և մարդածին աղբյուրներից մոտավորապես նույնն է:
Մթնոլորտում ածխածնի երկօքսիդը արագ ցիկլի մեջ է՝ բնակության միջին ժամանակը մոտ 0,1 տարի է՝ հիդրոքսիլով օքսիդացված՝ դառնալով ածխաթթու գազ։
Անդորրագիր
արդյունաբերական ճանապարհ
2C + O 2 → 2CO (այս ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը 22 կՋ է),
2. կամ տաք ածուխով վերականգնելիս.
CO 2 + C ↔ 2CO (ΔH=172 կՋ, ΔS=176 J/K):
Այս ռեակցիան հաճախ տեղի է ունենում վառարանի վառարանում, երբ վառարանի կափույրը շատ վաղ է փակվում (մինչև ածուխները ամբողջությամբ չեն այրվել): Ստացված ածխածնի երկօքսիդը, իր թունավորության պատճառով, առաջացնում է ֆիզիոլոգիական խանգարումներ («այրվածք») և նույնիսկ մահ (տես ստորև), հետևաբար տրիվիալ անվանումներից մեկը՝ «ածխածնի երկօքսիդ»: Վառարանում տեղի ունեցող ռեակցիաների պատկերը ներկայացված է դիագրամում։
Ածխածնի երկօքսիդի նվազեցման ռեակցիան շրջելի է, ջերմաստիճանի ազդեցությունը այս ռեակցիայի հավասարակշռության վիճակի վրա ներկայացված է գրաֆիկում։ Ռեակցիայի հոսքը դեպի աջ ապահովում է էնտրոպիայի գործոնը, իսկ դեպի ձախ՝ էնթալպիական գործոնը։ 400°C-ից ցածր ջերմաստիճանում հավասարակշռությունը գրեթե ամբողջությամբ տեղափոխվում է ձախ, իսկ 1000°C-ից բարձր ջերմաստիճանի դեպքում՝ աջ (CO առաջացման ուղղությամբ)։ Ցածր ջերմաստիճանի դեպքում այս ռեակցիայի արագությունը շատ դանդաղ է, ուստի ածխածնի օքսիդը նորմալ պայմաններում բավականին կայուն է: Այս հավասարակշռությունը հատուկ անուն ունի բուդուարի հավասարակշռություն.
3. Ածխածնի օքսիդի խառնուրդները այլ նյութերի հետ ստացվում են տաք կոքսի, կարծր կամ շագանակագույն ածխի և այլնի շերտով օդը, ջրային գոլորշին և այլն անցկացնելով (տես,)։
լաբորատոր մեթոդ
Ֆիզիոլոգիական ազդեցություն, թունավորություն
Ածխածնի օքսիդը շատ վտանգավոր է, քանի որ այն չունի և առաջացնում է և նույնիսկ։ Թունավորման նշաններն են գլխացավ, գլխապտույտ և գիտակցության կորուստ: Ածխածնի երկօքսիդի թունավոր ազդեցությունը հիմնված է այն փաստի վրա, որ այն ավելի ուժեղ է կապվում արյան հետ, քան թթվածինը (այս դեպքում ձևավորվում է կարբոքսիհեմոգլոբին), այդպիսով արգելափակելով թթվածնի տեղափոխման և փոխադրման գործընթացները։ բջջային շնչառություն. ածխածնի երկօքսիդը օդում արդյունաբերական ձեռնարկություններկազմում է 0,02 մգ/լ։
TLV (ԱՄՆ շեմի սահմանաչափ)՝ 25 ppm; 29 մգ / մ 3 (որպես TWA - Shift Average, ԱՄՆ) (ACGIH 1994-1995): MAC (առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիան, ԱՄՆ)՝ 30 ppm; 33 մգ/մ 3; Հղիություն. B (վնասակար ազդեցություն հնարավոր է նույնիսկ MAK մակարդակում) (1993)
Պաշտպանություն ածխածնի երկօքսիդից
Հատկություններ
Ածխածնի երկօքսիդը անգույն, անհամ և հոտ գազ է։ Այսպես կոչված «ածխածնի երկօքսիդի հոտը» իրականում օրգանական կեղտերի հոտ է:
| Մոլեկուլային զանգված | 28,01 |
| Հալման ջերմաստիճանը | -205°C |
| Եռման ջերմաստիճանը | -191,5°C |
| Լուծելիություն | Չափազանց թույլ լուծվող (2,3 մլ CO/100 մլ H 2 O 20°C ջերմաստիճանում) |
| Խտությունը ρ | 0,00125 գ/սմ3 (0°C-ում) |
| ԴH ձևավորման ստանդարտ էթալպիա | −110,52 կՋ/մոլ (գ) (298 Կ-ում) |
| Ստանդարտ Գիբսի ձևավորման էներգիա ΔG | −137,14 կՋ/մոլ (գ) (298 Կ-ում) |
| Կրթության ստանդարտ էնտրոպիան Ս | 197,54 Ջ/մոլ Կ (գ) (298 Կ-ում) |
| Ստանդարտ մոլային C p | 29.11 Ջ/մոլ Կ (գ) (298 Կ-ում) |
| Էնթալպիա հալման ΔH pl | 0,838 կՋ/մոլ |
| Եռացող էթալպիա ΔH kip | 6.04 կՋ/մոլ |
| տ կրիտ | -140,23°C |
| Պ կրիտ | 3,499 ՄՊա |
| ρ crit | 0,301 գ/սմ3 |
Քիմիական ռեակցիաների հիմնական տեսակները, որոնցում ներգրավված է ածխածնի օքսիդը, հավելման ռեակցիաներն են և որոնցում այն ցուցադրում է վերականգնող հատկություններ:
Սենյակային ջերմաստիճանում CO-ն անգործուն է, նրա քիմիական ակտիվությունը զգալիորեն մեծանում է, երբ տաքանում է և լուծույթներում (օրինակ՝ լուծույթներում այն նվազեցնում է աղերը և մյուսները՝ վերածելով մետաղների արդեն սենյակային ջերմաստիճանում։ Երբ տաքացվում է, այն նաև նվազեցնում է այլ մետաղներ, օրինակ՝ CO + CuO։ → Cu + CO 2 Սա լայնորեն կիրառվում է պիրոմետալուրգիայում: CO-ի որակական հայտնաբերման մեթոդը հիմնված է CO-ի ռեակցիայի վրա լուծույթում պալադիումի քլորիդով, տես ստորև):
CO-ի օքսիդացումը լուծույթում հաճախ տեղի է ունենում նկատելի արագությամբ միայն կատալիզատորի առկայության դեպքում: Վերջինս ընտրելիս հիմնական դերը խաղում է օքսիդացնող նյութի բնույթը։ Այսպիսով, CO-ն ամենաարագ օքսիդանում է նուրբ բաժանված արծաթի առկայության դեպքում, - աղերի առկայության դեպքում, - OsO 4-ի առկայության դեպքում: Ընդհանուր առմամբ, CO-ն իր նվազեցնող հատկություններով նման է մոլեկուլային ջրածնին։
830°C-ից ցածր CO-ն ավելի ուժեղ վերականգնող նյութ է, իսկ վերևում՝ ջրածինը: Այսպիսով, ռեակցիայի հավասարակշռությունը հետևյալն է.
H 2 O + CO ↔ CO 2 + H 2 + 42 կՋ
մինչև 830°C-ը տեղափոխվում է աջ, 830°C-ից բարձր՝ ձախ:
Հետաքրքիր է, որ կան բակտերիաներ, որոնք ընդունակ են կյանքի համար անհրաժեշտ էներգիա ստանալ CO-ի օքսիդացման շնորհիվ:
Ածխածնի երկօքսիդը այրվում է կապույտ բոցով (ռեակցիայի մեկնարկի ջերմաստիճանը 700°C) օդում.
CO + 1/2 O 2 → 2CO 2 ΔG° 298 = −257 կՋ, ΔS° 298 = −86 J/K
CO-ի այրման ջերմաստիճանը կարող է հասնել 2100°C, այն շղթայական է, և որպես նախաձեռնող են ծառայում փոքր քանակությամբ ջրածին պարունակող միացություններ (ջուր և այլն)։
Նման լավ ջերմային արժեքի շնորհիվ CO-ն հանդիսանում է տարբեր տեխնիկական գազային խառնուրդների բաղադրիչ (տես, օրինակ), որն օգտագործվում է, ի թիվս այլ բաների, ջեռուցման համար:
Ածխածնի երկօքսիդը փոխազդում է . Ռեակցիան հետ
Փորձենք հասկանալ և հիշել ֆիզիկայի և քիմիայի գիտելիքները։
Ածխածնի երկօքսիդ (ածխածնի օքսիդ կամ ածխածնի օքսիդ, քիմիական բանաձեւ CO) գազային միացություն է, որը ձևավորվում է ցանկացած տեսակի այրման ժամանակ:
Ինչ է տեղի ունենում, երբ այս նյութը մտնում է մարմին:
Ներս մտնելուց հետո Շնչուղիներածխածնի երկօքսիդի մոլեկուլները անմիջապես հայտնվում են արյան մեջ և կապվում հեմոգլոբինի մոլեկուլներին: Ձևավորվում է բոլորովին նոր նյութ՝ կարբոքսիհեմոգլոբին, որը խանգարում է թթվածնի տեղափոխմանը։ Այդ պատճառով թթվածնի պակասը շատ արագ է զարգանում։
Ամենակարևոր վտանգն այն է, որ ածխածնի օքսիդը անտեսանելի է և ոչ մի կերպ նկատելի, այն չունի ոչ հոտ, ոչ գույն, այսինքն՝ հիվանդության պատճառն ակնհայտ չէ, միշտ չէ, որ հնարավոր է անմիջապես հայտնաբերել այն։ Ածխածնի երկօքսիդը ոչ մի կերպ չի զգացվում, այդ իսկ պատճառով նրա երկրորդ անունը լուռ մարդասպան է։
Հոգնածության, ուժի կորստի և գլխապտույտի զգալով՝ մարդը խոստովանում է ճակատագրական սխալորոշում է պառկել. Եվ եթե նույնիսկ հետո հասկանա օդ դուրս գալու պատճառը և անհրաժեշտությունը, որպես կանոն, ոչինչ անել չի կարողանում։ Շատերին կարելի էր փրկել՝ իմանալով CO թունավորման ախտանիշները. իմանալով դրանք՝ հնարավոր է ժամանակին կասկածել հիվանդության պատճառին և անհրաժեշտ միջոցներ ձեռնարկել փրկելու համար:
Որոնք են ածխածնի երկօքսիդի թունավորման ախտանիշներն ու նշանները
Վնասվածքի ծանրությունը կախված է մի քանի գործոններից.
- - անձի առողջական վիճակը և ֆիզիոլոգիական բնութագրերը. Թուլացած, քրոնիկական հիվանդություններով, հատկապես սակավարյունությամբ ուղեկցվող, տարեցները, հղի կանայք և երեխաները ավելի զգայուն են CO-ի ազդեցության նկատմամբ.
- - մարմնի վրա CO միացության ազդեցության տևողությունը.
- ածխածնի երկօքսիդի կոնցենտրացիան ներշնչվող օդում.
- – ֆիզիկական ակտիվությունըթունավորման ժամանակ։ Որքան բարձր է ակտիվությունը, այնքան ավելի արագ է տեղի ունենում թունավորումը:
Ածխածնի երկօքսիդի թունավորման երեք աստիճանի ծանրության ախտանիշներով
Լույսի աստիճանսրությունը բնութագրվում է հետևյալ ախտանիշներով. ընդհանուր թուլություն; գլխացավեր, հիմնականում ճակատային և ժամանակային շրջաններում; բախում տաճարներում; աղմուկ ականջներում; գլխապտույտ; մշուշոտ տեսողություն - թարթում, կետեր աչքերի առաջ; անարդյունավետ, այսինքն. չոր հազ; արագ շնչառություն; շնչառության պակաս, շնչառություն; lacrimation; սրտխառնոց; մաշկի և լորձաթաղանթների հիպերմինիա (կարմրություն); տախիկարդիա; արյան ճնշման բարձրացում.
Ախտանիշներ միջին աստիճանխստությունը նախորդ փուլի բոլոր ախտանիշների և դրանց ավելի ծանր ձևի պահպանումն է. գիտակցության մշուշում, գիտակցության կորուստ հնարավոր է կարճ ժամանակով. փսխում; հալյուցինացիաներ, ինչպես տեսողական, այնպես էլ լսողական; վեստիբուլյար ապարատի խախտում, չհամակարգված շարժումներ; սեղմող կրծքավանդակի ցավեր.
Ծանր աստիճանթունավորումը բնութագրվում է հետևյալ ախտանիշներով. կաթված; գիտակցության երկարատև կորուստ, կոմա; ցնցումներ; աշակերտի լայնացում; միզապարկի և աղիքների կամավոր դատարկում; սրտի հաճախության բարձրացում մինչև րոպեում 130 զարկ, բայց միևնույն ժամանակ դա թույլ շոշափելի է. մաշկի և լորձաթաղանթների ցիանոզ (կապույտ); շնչառական խանգարումներ - այն դառնում է մակերեսային և ընդհատվող:
Ածխածնի երկօքսիդի թունավորման ատիպիկ ձևերը
Դրանք երկուսն են՝ ուշագնաց և էյֆորիկ:
Ուշագնացության ձևի ախտանշանները՝ մաշկի և լորձաթաղանթների գունատություն; արյան ճնշման իջեցում; գիտակցության կորուստ.
Էյֆորիկ ձևի ախտանշանները՝ հոգեմոմոտորային գրգռվածություն; մտավոր գործառույթների խախտում՝ զառանցանք, հալյուցինացիաներ, ծիծաղ, տարօրինակություններ վարքի մեջ; գիտակցության կորուստ; շնչառական և սրտի անբավարարություն.
Ինչպես առաջին օգնություն ցուցաբերել շմոլ գազից թունավորվածներին
Շատ կարևոր է շտապ օգնություն ցուցաբերել, քանի որ անդառնալի հետևանքները շատ արագ են առաջանում։
Նախ,Տուժողին հնարավորինս շուտ տեղափոխեք մաքուր օդ։ Այն դեպքերում, երբ դա դժվար է, ապա տուժածին պետք է որքան հնարավոր է շուտ դնել հակագազով հոպկալիտով քարթրիջով և տալ թթվածնային բարձ:
Երկրորդ,անհրաժեշտ է հեշտացնել շնչառությունը՝ մաքրել շնչուղիները, անհրաժեշտության դեպքում բացել հագուստի կոճակները, տուժածին պառկեցնել կողքի վրա՝ լեզվի հնարավոր խորտակումը կանխելու համար։
Երրորդ- խթանել շնչառությունը. Բերեք ամոնիակ, շփեք կրծքավանդակը, տաքացրեք վերջույթները։ Եվ ամենակարևորը, դուք պետք է շտապօգնություն կանչեք: Եթե նույնիսկ առաջին հայացքից մարդը բավարար վիճակում է, ապա անհրաժեշտ է, որ նա ենթարկվի բժշկի հետազոտության, քանի որ միշտ չէ, որ հնարավոր է միայն ախտանիշներով որոշել թունավորման իրական աստիճանը։ Բացի այդ, ժամանակին նախաձեռնված թերապևտիկ միջոցառումները կնվազեցնեն շմոլ գազից թունավորման հետևանքով առաջացած բարդությունների և մահացության ռիսկը: Եթե տուժածը գտնվում է ծանր վիճակում, ապա անհրաժեշտ է վերակենդանացման միջոցառումներ իրականացնել մինչև բժիշկների ժամանումը։
Ե՞րբ կա ածխածնի երկօքսիդի թունավորման վտանգ:
Մեր ժամանակներում թունավորման դեպքերը տեղի են ունենում մի փոքր ավելի հազվադեպ, քան այն ժամանակներում, երբ բնակելի ջեռուցումը հիմնականում վառարանով էր, բայց այժմ դեռ կան մեծ ռիսկի աղբյուրներ: Շմոլ գազի թունավորման վտանգի հնարավոր աղբյուրները՝ վառարաններով ջեռուցվող տներ, բուխարիներ։ Սխալ շահագործումը մեծացնում է ածխածնի երկօքսիդի ներթափանցման վտանգը սենյակ, այդպիսով անհետանալով ամբողջ ընտանիքներով տներում. լոգարաններ, սաունաներ, հատկապես նրանք, որոնք տաքացնում են «սևի վրա»; ավտոտնակներ; ածխածնի երկօքսիդ օգտագործող արդյունաբերություններում; երկար մնալ հիմնական ճանապարհների մոտ; հրդեհ փակ սենյակում (վերելակ, լիսեռ և այլ սենյակներ, որոնք չեն կարող մնալ առանց արտաքին օգնության):
Միայն թվեր
- Թունավորման մեղմ աստիճանը տեղի է ունենում արդեն ածխածնի երկօքսիդի 0,08% կոնցենտրացիայի դեպքում՝ կա գլխացավ, գլխապտույտ, շնչահեղձություն, ընդհանուր թուլություն:
- CO-ի կոնցենտրացիայի բարձրացումը մինչև 0,32% առաջացնում է շարժիչի կաթված և ուշագնացություն: Մահը տեղի է ունենում մոտ կես ժամից:
- CO-ի 1,2% կամ ավելի կոնցենտրացիայի դեպքում զարգանում է թունավորման կայծակնային արագ ձև. մի քանի շնչառության ընթացքում մարդը ստանում է մահացու չափաբաժին, մահացու ելքը տեղի է ունենում առավելագույնը 3 րոպե հետո:
- Մեքենայի արտանետումները պարունակում են 1,5-ից 3% ածխածնի օքսիդ: Հակառակ տարածված կարծիքի, հնարավոր է թունավորվել, երբ շարժիչը աշխատում է ոչ միայն ներսում, այլև դրսում:
- Ռուսաստանում տարեկան մոտ երկուսուկես հազար մարդ հոսպիտալացվում է շմոլ գազից տարբեր աստիճանի թունավորումներով։
Կանխարգելման միջոցառումներ
Շմոլ գազի թունավորման ռիսկերը նվազագույնի հասցնելու համար բավական է պահպանել հետևյալ կանոնները.
- - վառարաններ և բուխարիներ աշխատեցնել կանոններին համապատասխան, պարբերաբար ստուգել օդափոխության համակարգի աշխատանքը և ժամանակին մաքրել ծխնելույզը, իսկ վառարանների և բուխարիների տեղադրումը վստահել միայն մասնագետներին.
- - երկար ժամանակ մի մնա բանուկ ճանապարհների մոտ.
- - միշտ անջատեք մեքենայի շարժիչը փակ ավտոտնակում: Որպեսզի ածխածնի երկօքսիդի կոնցենտրացիան մահացու դառնա, շարժիչի միայն հինգ րոպե աշխատանքը բավական է. հիշեք սա.
- - երբ երկար եք մնում մեքենայում, և նույնիսկ ավելին, երբ մեքենայում եք քնում, միշտ անջատեք շարժիչը
- - դա կանոն դարձրեք. եթե ունեք ախտանիշներ, որոնք կարող են ենթադրել ածխածնի երկօքսիդի թունավորում, հնարավորինս շուտ ապահովեք մաքուր օդ՝ բացելով պատուհանները, ավելի ճիշտ՝ դուրս եկեք սենյակից:
(սբ. կոնվ.)
- ՄԱԿ-ի վտանգի դաս 2.3
- ՄԱԿ-ի երկրորդական վտանգ 2.1
Մոլեկուլի կառուցվածքը
CO մոլեկուլը, ինչպես ազոտի իզոէլեկտրոնային մոլեկուլը, ունի եռակի կապ։ Քանի որ այս մոլեկուլները կառուցվածքով նման են, դրանց հատկությունները նույնպես նման են՝ հալման և եռման շատ ցածր կետեր, ստանդարտ էնտրոպիաների մոտ արժեքներ և այլն:
Վալենտային կապերի մեթոդի շրջանակներում CO մոլեկուլի կառուցվածքը կարելի է նկարագրել բանաձևով՝ C≡O:, իսկ երրորդ կապը ձևավորվում է դոնոր-ընդունիչ մեխանիզմով, որտեղ ածխածինը էլեկտրոնային զույգ ընդունող է, իսկ թթվածինը դոնոր է:
Եռակի կապի առկայության պատճառով CO-ի մոլեկուլը շատ ուժեղ է (դիսոցման էներգիան 1069 կՋ/մոլ է, կամ 256 կկալ/մոլ, որն ավելին է, քան ցանկացած այլ երկատոմային մոլեկուլ) և ունի միջմիջուկային փոքր հեռավորություն (դ. C≡O = 0,1128 նմ կամ 1, 13Å):
Մոլեկուլը թույլ բևեռացված է, նրա դիպոլի էլեկտրական մոմենտը μ = 0,04·10 -29 C·m (դիպոլային պահի ուղղությունը O - →C +): Իոնացման պոտենցիալ 14,0 Վ, ուժի միացման հաստատուն k = 18,6:
Հայտնաբերման պատմություն
Ածխածնի երկօքսիդը առաջին անգամ արտադրվել է ֆրանսիացի քիմիկոս Ժակ դը Լասոնի կողմից, երբ ցինկի օքսիդը տաքացվում էր ածուխով, բայց սկզբում այն սխալմամբ հասկացվում էր ջրածնի հետ, քանի որ այն այրվում էր կապույտ բոցով: Այն փաստը, որ այս գազը պարունակում է ածխածին և թթվածին, հայտնաբերել է անգլիացի քիմիկոս Ուիլյամ Կրյուկշանկը։ Ածխածնի երկօքսիդը Երկրի մթնոլորտից դուրս առաջին անգամ հայտնաբերել է բելգիացի գիտնական Մ.Միժոտը (Մ. Միգեոտ) 1949 թվականին Արեգակի IR սպեկտրում թրթռումային-պտտվող հիմնական գոտու առկայությամբ։
Ածխածնի երկօքսիդը Երկրի մթնոլորտում
Կան Երկրի մթնոլորտ մուտքի բնական և մարդածին աղբյուրներ։ Բնական պայմաններում, Երկրի մակերեսին CO-ն առաջանում է օրգանական միացությունների ոչ լրիվ անաէրոբ տարրալուծման և կենսազանգվածի այրման ժամանակ՝ հիմնականում անտառային և տափաստանային հրդեհների ժամանակ։ Ածխածնի օքսիդը հողում առաջանում է ինչպես կենսաբանական (կենդանի օրգանիզմների կողմից արտազատվող), այնպես էլ ոչ կենսաբանորեն։ Փորձնականորեն ապացուցված է ածխածնի երկօքսիդի արտազատումը ֆենոլային միացությունների պատճառով, որոնք տարածված են հողերում, որոնք պարունակում են OCH 3 կամ OH խմբեր օրթո- կամ պարա- դիրքերում առաջին հիդրօքսիլ խմբի նկատմամբ:
Ոչ կենսաբանական CO-ի արտադրության և միկրոօրգանիզմների կողմից դրա օքսիդացման ընդհանուր հավասարակշռությունը կախված է շրջակա միջավայրի հատուկ պայմաններից, հիմնականում՝ խոնավությունից և արժեքից: Օրինակ՝ չոր հողերից ածխածնի օքսիդն ուղղակիորեն արտանետվում է մթնոլորտ՝ այդպիսով ստեղծելով այս գազի կոնցենտրացիայի տեղական առավելագույնը։
Մթնոլորտում CO-ն մեթանի և այլ ածխաջրածինների (հիմնականում իզոպրենի) ներգրավմամբ շղթայական ռեակցիաների արդյունք է:
CO-ի հիմնական մարդածին աղբյուրը ներկայումս ներքին այրման շարժիչների արտանետվող գազերն են: Ածխածնի մոնօքսիդը ձևավորվում է, երբ ածխաջրածնային վառելիքն այրվում է ներքին այրման շարժիչներում անբավարար ջերմաստիճանի կամ վատ կարգավորված օդի մատակարարման համակարգում (բավարար թթվածին չի մատակարարվում CO 2-ին օքսիդացնելու համար): Նախկինում մթնոլորտ մարդածին CO արտանետումների զգալի մասը գալիս էր 19-րդ դարում ներքին լուսավորության համար օգտագործվող լուսավորող գազից: Կազմով այն մոտավորապես համապատասխանում էր ջրի գազին, այսինքն՝ պարունակում էր մինչև 45% ածխածնի օքսիդ։ Ներկայումս մունիցիպալ հատվածում այս գազը փոխարինվել է շատ ավելի քիչ թունավոր բնական գազով (ալկանների հոմոլոգ շարքի ստորին ներկայացուցիչներ՝ պրոպան և այլն):
CO-ի ընդունումը բնական և մարդածին աղբյուրներից մոտավորապես նույնն է:
Մթնոլորտում ածխածնի երկօքսիդը արագ ցիկլի մեջ է՝ բնակության միջին ժամանակը մոտ 0,1 տարի է՝ հիդրոքսիլով օքսիդացված՝ դառնալով ածխաթթու գազ։
Անդորրագիր
արդյունաբերական ճանապարհ
2C + O 2 → 2CO (այս ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը 22 կՋ է),
2. կամ տաք ածուխով ածխածնի երկօքսիդը նվազեցնելիս.
CO 2 + C ↔ 2CO (ΔH=172 կՋ, ΔS=176 J/K):
Այս ռեակցիան հաճախ տեղի է ունենում վառարանի վառարանում, երբ վառարանի կափույրը շատ վաղ է փակվում (մինչև ածուխները ամբողջությամբ չեն այրվել): Ստացված ածխածնի երկօքսիդը, իր թունավորության պատճառով, առաջացնում է ֆիզիոլոգիական խանգարումներ («այրվածք») և նույնիսկ մահ (տես ստորև), հետևաբար տրիվիալ անվանումներից մեկը՝ «ածխածնի երկօքսիդ»: Վառարանում տեղի ունեցող ռեակցիաների պատկերը ներկայացված է դիագրամում։
Ածխածնի երկօքսիդի նվազեցման ռեակցիան շրջելի է, ջերմաստիճանի ազդեցությունը այս ռեակցիայի հավասարակշռության վիճակի վրա ներկայացված է գրաֆիկում։ Ռեակցիայի հոսքը դեպի աջ ապահովում է էնտրոպիայի գործոնը, իսկ դեպի ձախ՝ էնթալպիական գործոնը։ 400°C-ից ցածր ջերմաստիճանում հավասարակշռությունը գրեթե ամբողջությամբ տեղափոխվում է ձախ, իսկ 1000°C-ից բարձր ջերմաստիճանի դեպքում՝ աջ (CO առաջացման ուղղությամբ)։ Ցածր ջերմաստիճանի դեպքում այս ռեակցիայի արագությունը շատ դանդաղ է, ուստի ածխածնի օքսիդը նորմալ պայմաններում բավականին կայուն է: Այս հավասարակշռությունը հատուկ անուն ունի բուդուարի հավասարակշռություն.
3. Ածխածնի օքսիդի խառնուրդները այլ նյութերի հետ ստացվում են տաք կոքսի, կարծր կամ շագանակագույն ածխի շերտով օդը, ջրային գոլորշին և այլն անցկացնելով (տես Արտադրող գազ, ջրային գազ, խառը գազ, սինթեզ գազ)։
լաբորատոր մեթոդ
TLV (առավելագույն շեմային կոնցենտրացիան, ԱՄՆ)՝ 25 MPC r.z. GN 2.2.5.1313-03 հիգիենիկ ստանդարտների համաձայն 20 մգ/մ³ է
Պաշտպանություն ածխածնի երկօքսիդից
Նման լավ ջերմային արժեքի շնորհիվ CO-ն տարբեր տեխնիկական գազային խառնուրդների բաղադրիչ է (տես, օրինակ, արտադրող գազ), որն օգտագործվում է, ի թիվս այլ բաների, ջեռուցման համար։
հալոգեններ. Քլորի հետ ռեակցիան ստացել է ամենամեծ գործնական կիրառությունը.
CO + Cl 2 → COCl 2
Ռեակցիան էկզոթերմիկ է, նրա ջերմային ազդեցությունը 113 կՋ է, կատալիզատորի (ակտիվացված ածխածնի) առկայության դեպքում այն ընթանում է արդեն սենյակային ջերմաստիճանում։ Ռեակցիայի արդյունքում ձևավորվում է ֆոսգեն՝ մի նյութ, որը լայն տարածում է գտել քիմիայի տարբեր ճյուղերում (և որպես քիմիական պատերազմի նյութ)։ Նմանատիպ ռեակցիաներով կարելի է ստանալ COF 2 (կարբոնիլ ֆտորիդ) և COBr 2 (կարբոնիլբրոմիդ): Կարբոնիլ յոդիդ չի ստացվել։ Ռեակցիաների էկզոթերմիկությունը արագորեն նվազում է F-ից մինչև I (F 2-ով ռեակցիաների դեպքում ջերմային ազդեցությունը 481 կՋ է, Br 2-ի դեպքում՝ 4 կՋ)։ Հնարավոր է նաև ձեռք բերել խառը ածանցյալներ, օրինակ՝ COFCl (մանրամասների համար տե՛ս ածխաթթվի հալոգենային ածանցյալները)։
CO-ի F 2-ի հակազդեցությամբ, բացի կարբոնիլ ֆտորիդից, կարելի է ստանալ պերօքսիդային միացություն (FCO) 2 O 2: Նրա բնութագրերը. հալման կետը -42°C, եռման ջերմաստիճանը +16°C, ունի բնորոշ հոտ (նման է օզոնի հոտին), քայքայվում է պայթյունով, երբ տաքացվում է 200°C-ից բարձր (ռեակցիայի արտադրանք CO 2 , O 2 և COF 2), թթվային միջավայրում փոխազդում է կալիումի յոդիդի հետ՝ համաձայն հավասարման.
(FCO) 2 O 2 + 2KI → 2KF + I 2 + 2CO 2
Ածխածնի երկօքսիդը փոխազդում է քալկոգենների հետ։ Ծծմբի հետ այն ձևավորում է ածխածնի սուլֆիդ COS, ռեակցիան ընթանում է տաքանալիս՝ համաձայն հավասարման.
CO + S → COS ΔG° 298 = −229 կՋ, ΔS° 298 = −134 J/K
Նմանատիպ սելենօքսիդ COSe և տելուրօքսիդ COTe նույնպես ձեռք են բերվել:
Վերականգնում է SO 2:
SO 2 + 2CO → 2CO 2 + S
Անցումային մետաղների հետ ձևավորում է շատ ցնդող, այրվող և թունավոր միացություններ՝ կարբոնիլներ, ինչպիսիք են Cr (CO) 6, Ni (CO) 4, Mn 2 CO 10, Co 2 (CO) 9 և այլն։
Ինչպես նշվեց վերևում, ածխածնի օքսիդը փոքր-ինչ լուծելի է ջրի մեջ, բայց չի արձագանքում դրա հետ: Նաև այն չի փոխազդում ալկալիների և թթուների լուծույթների հետ։ Այնուամենայնիվ, այն արձագանքում է ալկալային հալվածքների հետ.
CO + KOH → HCOOK
Հետաքրքիր ռեակցիա է ածխածնի երկօքսիդի ռեակցիան մետաղական կալիումի հետ ամոնիակի լուծույթում։ Այս դեպքում ձևավորվում է պայթուցիկ միացություն կալիումի երկօքսիդի կարբոնատ.
2K + 2CO → K + O - -C 2 -O - K +
տես նաեւ
գրականություն
- Ախմետով Ն.Ս. գեներալ և անօրգանական քիմիա. 5-րդ հրատ., rev. - Մ.: Ավելի բարձր: դպրոց; 2003 ISBN 5-06-003363-5
- Նեկրասով Բ.Վ. Հիմունքներ ընդհանուր քիմիա. T. I, խմբ. 3-րդ, rev. և լրացուցիչ Հրատարակչություն «Քիմիա», 1973. Pp. 495-497, 511-513
- Քիմիա՝ նշվ. -ից/Վ. Շրյոթեր, Կ.-Հ. Lautenschläger, H. Bibrak et al.: Pers. նրա հետ. 2-րդ հրատ., կարծրատիպ. - Մ.: Քիմիա, 2000 ISBN 5-7245-0360-3 (ռուս.)
Հղումներ
- Միջազգային քիմիական անվտանգության քարտ ածխածնի երկօքսիդի համար
Վիքիմեդիա հիմնադրամ. 2010 թ .
