Монооксид вуглецю, також відомий як чадний газ, має дуже міцний молекулярний склад, є інертним за своїм хімічним властивостям і погано розчиняється у воді. Це з'єднання також неймовірно токсично, при попаданні в органи дихання воно з'єднується з гемоглобіном крові, і той перестає переносити кисень до тканин і органів.

Хімічні назви та формула

Монооксид вуглецю відомий також під іншими назвами, в тому числі оксид вуглецю II. В побуті його прийнято іменувати чадним газом. Ця окис вуглецю є отруйним безбарвним і позбавленим смаку газом, не мають запаху. Його хімічна формула - CO, а маса однієї молекули становить 2801 г/моль.

Вплив на організм

Чадний газ з'єднується з гемоглобіном з утворенням карбоксигемоглобіну, який не має пропускної здатності кисню. Вдихання його парів викликає пошкодження ЦНС (центральної нервової системи) і задуху. Результуюча нестача кисню викликає головний біль, запаморочення, зниження пульсу і частоти дихання, призводить до непритомності і подальшої загибелі організму.

Токсичний газ

Монооксид вуглецю виходить шляхом часткового згоряння речовин, що містять вуглець, наприклад, у двигунах внутрішнього згорання. В з'єднання входить 1 атом вуглецю, ковалентно зв'язаний з 1 атомом кисню. Чадний газ дуже отруйний, і це один з найбільш поширених причин смертельних отруєнь у всьому світі. Вплив може призвести до ураження серця та інших органів.

У чому користь чадного газу?

Незважаючи на свою серйозну токсичність, монооксид вуглецю надзвичайно корисний - завдяки сучасним технологіям з нього створюється цілий ряд життєво важливих продуктів. Окис вуглецю хоча сьогодні і вважається забруднювачем, завжди була присутня в природі, однак не в такій кількості, як, наприклад, вуглекислий газ.


Помиляються ті, хто вважає, що не існує з'єднання монооксид вуглецю в природі. CO розчиняється в розплавленому вулканічній породі при високих тисках в земній мантії. Зміст оксидів вуглецю у вулканічних газах варіюється від менш 001% до 2%, в залежності від вулкана. Оскільки природні цього з'єднання не є величиною постійною, точно виміряти природні викиди газу не представляється можливим.

Хімічні властивості

Монооксид вуглецю (формула CO) відноситься до несолеобразующим або байдужим оксидам. Однак, при температурі +200 o Він вступає в реакцію з гідроксидом натрію. Під час цього хімічного процесу відбувається утворення форміату натрію: NaOH + CO = HCOONa (сіль мурашиної кислоти). Властивості монооксиду вуглецю засновані на його відновної здатності. Монооксид вуглецю:

може вступати в реакцію з киснем: 2CO + O 2 = 2CO 2;

здатний взаємодіяти з галогенами: CO + Cl 2 = COCl 2 (фосген);

має унікальну властивість відновлювати чисті метали з їх оксидів: Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2;

утворює карбоніли металів: Fe + 5CO = Fe(CO) 5;

прекрасно розчиняється в хлороформі, оцтовій кислоті, етанолі, гідроксиді амонію і бензолі.

Структура молекули

Два атоми, з яких, власне, і складається молекула оксиду вуглецю (СО), пов'язані між собою потрійним зв'язком. Дві з них утворені шляхом злиття p-електронів атомів вуглецю з киснем, а третя - завдяки особливому механізму за рахунок вільної 2р-орбіталі вуглецю і 2р-електронної пари кисню. Така структура забезпечує молекулі високу міцність.

Трохи історії

Ще Аристотель із стародавньої Греції описував токсичні пари, вироблені палаючими вугіллями. Сам механізм смерті відомий не був. Однак одним із стародавніх методів кари було замикання переступив закон в парній, де перебували тліюче вугілля. Грецький лікар Гален припустив, що в складі повітря відбуваються певні зміни, які заподіюють шкоду при вдиханні. Під час Другої світової війни газова суміш з домішками монооксиду вуглецю, була застосована в якості палива для автотранспортних засобів в тих частинах світу, де було обмежену кількість бензину і дизельного палива. Були встановлені зовнішні (за деякими винятками) генератори деревного вугілля або деревного газу, а суміш атмосферного азоту, моноксиду вуглецю і невеликої кількості інших газів подавалася в газовий змішувач. Це був так званий деревний газ.

Окислення монооксиду вуглецю

Окис вуглецю утворюється при частковому окисленні вуглецевмісних сполук. ЗІ утворюється, коли кисню недостатньо для виробництва двоокису вуглецю (CO 2 ), наприклад, при роботі печі або двигуна внутрішнього згорання в замкнутому просторі. Якщо є кисень, а також деякі інші атмосферні концентрації, окис вуглецю горить, випромінюючи синій світло, утворюючи двоокис вуглецю, відому як вуглекислий газ. Вугільний газ, широко застосовуваний до 1960 років минулого століття для внутрішнього освітлення приміщень, приготування їжі та опалення, мав З в складі в якості переважного компоненту палива. Деякі процеси в сучасних технологіях, таких як виплавка заліза, все ще виробляють монооксид вуглецю в якості побічного продукту. Саме з'єднання З окислюється З 2 при кімнатній температурі.

Є в природі?

Існує монооксид вуглецю в природі? Одним з його природні за походженням джерел є фотохімічні реакції, що відбуваються в тропосфері. Ці процеси, як передбачається, здатні генерувати близько 5x10 12 кг речовини е;егодно. Серед інших джерел, як вже було сказано вище, знаходяться вулкани, лісові пожежі та інші види горіння.

Молекулярні властивості

Монооксид вуглецю має молярную масу 280 що робить його трохи менш щільний, чим повітря. Довжина зв'язку між двома атомами - 1128 мікрометрів. Це досить близько, що забезпечує одну з найбільш сильних хімічних зв'язків. Обидва елемента в сполуці З разом мають близько 10 електронів в одній валентній оболонці. Як правило, в органічних карбонільних сполуках виникає подвійний зв'язок. Характерною особливістю молекули СО є те, що між атомами виникає міцна потрійний зв'язок з 6 загальними електронами в 3 пов'язаних молекулярних орбіталях. Оскільки 4 із загальних електронів походять від атома кисню і тільки 2 від вуглецю, одна пов'язана орбіталь зайнята двома електронами з Про 2 , утворюючи дательную або дипольную зв'язок. Це викликає поляризацію C <- O молекули з малим зарядом "-" на вуглеці і невеликим зарядом "+" на кисні. Інші дві пов'язані орбіталі займають одну заряджену частку від вуглецю і одну від кисню. Молекула є асиметричною: кисень має велику щільність електронів, ніж вуглець, і також злегка позитивно заряджений порівняно з від'ємним вуглецем.

Отримання

У промисловості отримання монооксид вуглецю СО здійснюється шляхом нагрівання без доступу повітря вуглекислого газу або водяних парів з вугіллям: З 2 + С = 2СО; Н 2 О + С = СО + Н 2. Останню отриману суміш ще називають водяним або синтез-газом. У лабораторних умовах оксид вуглецю II шляхом впливу на органічні кислоти концентрованої сірчаної кислоти, яка виступає в якості водоотнимающего засоби: НСООН = З + Н 2 Про; Н 2 З 2 Про 4 = З 2 + Н 2 О.

Основні симптоми та допомога при отруєнні ЗІ

Викликає монооксид вуглецю отруєння? Так, і дуже сильне. Отруєння чадним газом є найбільш частим явищем у всьому світі. Найбільш поширені симптоми:

почуття слабкості;

нудота;

запаморочення;

втома;

дратівливість;

поганий апетит;

головний біль;

дезорієнтація;

порушення зору;

блювота;

непритомність;

судоми.

Вплив цього токсичного газу може призвести до значних пошкоджень, які часто можуть призвести до тривалими хронічним патологічним станам. Монооксид вуглецю здатний заподіяти серйозної шкоди плоду вагітної жінки. Постраждалим, наприклад, після пожежі, слід надати негайну допомогу. необхідно терміново викликати швидку допомогу, дати доступ свіжого повітря, прибрати стискує подих одяг, заспокоїти, зігріти. Сильне отруєння, як правило, лікується тільки під наглядом лікарів, у стаціонарі.

Застосування

Чадний газ, як вже було сказано, отруйний і небезпечний, однак він є одним з базових сполук, які застосовуються в сучасній промисловості органічного синтезу. ЗІ використовують для отримання чистих металів, карбонилов, фосгену, сероокиси вуглецю, метилового спирту, формамида, ароматичних альдегідів, мурашиної кислоти. Це речовина також застосовується в якості пального. Незважаючи на його токсичність і отруйність, його часто використовують в якості сировини для отримання різних речовин у хімічній промисловості.

Чадний газ, вуглекислий газ: в чому різниця?

Монооксид і діоксид вуглецю (СО та CO 2 ) часто помилково приймають один за одного. Обидва газу без запаху і кольору, й обидва негативно впливають на серцево-судинну систему. Обидва гази можуть проникати в організм через вдихання, шкіру і очі. Ці сполуки при впливі на живий організм мають ряд загальних симптомів - головні болі, запаморочення, судоми і галюцинації. Більшість людей насилу визначають різницю і не розуміють, що вихлопні гази автомобілів випускають як CO, так і CO 2 . У приміщенні збільшення концентрації цих газів може бути небезпечним для здоров'я і безпеки людини, схильного до їх впливу. У чому ж різниця? При високих концентраціях обидва можуть бути смертельними. Різниця полягає в тому, що CO 2 є загальним природним газом, необхідним для всієї рослинної і тваринної життя. CO не є звичайним явищем. Це побічний продукт бескислородного спалювання палива. Критичне хімічна відмінність полягає в тому, що CO 2 містить один атом вуглецю і два атоми кисню, тоді як у CO їх по одному. Вуглекислий газ є негорючим, в той час як монооксид має велику ймовірність до займання. Двоокис вуглецю, природно, зустрічається в атмосфері: люди і тварини дихають киснем і видихають вуглекислий газ, тобто живі істоти здатні витримувати його в невеликій кількості. Цей газ необхідний також для здійснення рослинами фотосинтезу. Однак монооксид вуглецю не виникає природним чином в атмосфері і може викликати проблеми зі здоров'ям навіть у низьких концентраціях. Щільність обох газів також різна. Вуглекислий газ важче і щільніше повітря, в той час як монооксид вуглецю трохи легше. Цю їх особливість слід враховувати при встановленні в будинках відповідних датчиків.