Méthode industrielle de production de monoxyde de carbone. Monoxyde de carbone

Propriétés physiques.

Le monoxyde de carbone est un gaz incolore et inodore légèrement soluble dans l'eau.

• t pl. 205 °C,
• pas kip. 191 °C
• température critique =140°C
• pression critique = 35 atm.
• La solubilité du CO dans l’eau est d’environ 1 :40 en volume.

Propriétés chimiques.

Dans des conditions normales, le CO est inerte ; lorsqu'il est chauffé - un agent réducteur; oxyde non salifiant.

1) avec de l'oxygène

2C +2 O + O 2 = 2C +4 O 2

2) avec des oxydes métalliques

C +2 O + CuO = Cu + C +4 O 2

3) avec du chlore (à la lumière)

CO + Cl 2 ->hn-> COCl 2 (phosgène)

4) réagit avec les matières fondues alcalines (sous pression)

CO + NaOH = HCOONa (acide formique de sodium (formiate de sodium))

5) forme des carbonyles avec les métaux de transition

Ni + 4CO =t°= Ni(CO)4

Fe + 5CO =t°= Fe(CO) 5

Le monoxyde de carbone ne réagit pas chimiquement avec l'eau. Le CO ne réagit pas non plus avec les alcalis et les acides. C'est extrêmement toxique.

Du point de vue chimique, le monoxyde de carbone se caractérise principalement par sa tendance à subir des réactions d'addition et ses propriétés réductrices. Cependant, ces deux tendances n’apparaissent généralement qu’à des températures élevées. Dans ces conditions, le CO se combine avec l'oxygène, le chlore, le soufre, certains métaux, etc. Dans le même temps, le monoxyde de carbone, lorsqu'il est chauffé, réduit de nombreux oxydes en métaux, ce qui est très important pour la métallurgie.

Parallèlement au chauffage, une augmentation de l'activité chimique du CO est souvent provoquée par sa dissolution. Ainsi, en solution, il est capable de réduire les sels d'Au, de Pt et de certains autres éléments pour libérer les métaux déjà à des températures ordinaires.

À des températures et des pressions élevées, le CO interagit avec l'eau et les alcalis caustiques : dans le premier cas, il se forme HCOOH, et dans le second, de l'acide formique sodique. Cette dernière réaction se produit à 120 °C, sous une pression de 5 atm et est utilisée techniquement.

La réduction du chlorure de palladium en solution est aisée selon le schéma général :

PdCl 2 + H 2 O + CO = CO 2 + 2 HCl + Pd

est la réaction la plus couramment utilisée pour la découverte de monoxyde de carbone dans un mélange de gaz. Même de très petites quantités de CO sont facilement détectées grâce à la légère coloration de la solution due à la libération de palladium métallique finement broyé. La détermination quantitative du CO est basée sur la réaction :

5 CO + I 2 O 5 = 5 CO 2 + I 2.

L'oxydation du CO en solution se produit souvent à un rythme notable uniquement en présence d'un catalyseur. Lors du choix de ce dernier, le rôle principal est joué par la nature de l'agent oxydant. Ainsi, KMnO 4 oxyde le CO le plus rapidement en présence d'argent finement broyé, K 2 Cr 2 O 7 - en présence de sels de mercure, KClO 3 - en présence d'OsO 4. En général, dans ses propriétés réductrices, le CO est similaire à l'hydrogène moléculaire et son activité dans des conditions normales est supérieure à celle de ce dernier. Il est intéressant de noter qu’il existe des bactéries qui, grâce à l’oxydation du CO, obtiennent l’énergie dont elles ont besoin pour vivre.

L'activité comparative du CO et du H2 en tant qu'agents réducteurs peut être évaluée en étudiant la réaction réversible :

dont l'état d'équilibre à haute température s'établit assez rapidement (notamment en présence de Fe 2 O 3). À 830 °C, le mélange à l'équilibre contient des quantités égales de CO et de H 2, c'est-à-dire que l'affinité des deux gaz pour l'oxygène est la même. En dessous de 830 °C, l'agent réducteur le plus puissant est le CO, au-dessus de - H2.

La liaison de l'un des produits de la réaction évoquée ci-dessus, conformément à la loi de l'action de masse, modifie son équilibre. Ainsi, en faisant passer un mélange de monoxyde de carbone et de vapeur d'eau sur l'oxyde de calcium, de l'hydrogène peut être obtenu selon le schéma :

H 2 O + CO + CaO = CaCO 3 + H 2 + 217 kJ.

Cette réaction se produit déjà à 500 °C.

Dans l'air, le CO s'enflamme à environ 700 °C et brûle avec une flamme bleue pour donner du CO 2 :

2 CO + O 2 = 2 CO 2 + 564 kJ.

Le dégagement important de chaleur qui accompagne cette réaction fait du monoxyde de carbone un combustible gazeux précieux. Cependant, il est le plus largement utilisé comme produit de départ pour la synthèse de diverses substances organiques.

La combustion d'épaisses couches de charbon dans les fours se déroule en trois étapes :

1) C + O 2 = CO 2 ;

2) CO 2 + C = 2 CO ;

3) 2 CO + O 2 = 2 CO 2.

Si le tuyau est fermé prématurément, un manque d'oxygène se crée dans le four, ce qui peut provoquer une propagation de CO dans la pièce chauffée et entraîner des intoxications (fumées). Il convient de noter que l’odeur de « monoxyde de carbone » n’est pas causée par le CO, mais par les impuretés de certaines substances organiques.

La flamme du CO peut atteindre une température allant jusqu’à 2 100 °C. La réaction de combustion du CO est intéressante dans la mesure où lorsqu'elle est chauffée à 700-1 000 °C, elle se déroule à une vitesse notable uniquement en présence de traces de vapeur d'eau ou d'autres gaz contenant de l'hydrogène (NH 3, H 2 S, etc.). Cela est dû à la nature en chaîne de la réaction considérée, qui se produit par la formation intermédiaire de radicaux OH selon les schémas suivants :

H + O 2 = HO + O, alors O + CO = CO 2, HO + CO = CO 2 + H, etc.

À des températures très élevées, la réaction de combustion du CO devient sensiblement réversible. La teneur en CO 2 dans un mélange à l'équilibre (sous une pression de 1 atm) au-dessus de 4 000 °C ne peut être que négligeable. La molécule de CO elle-même est si stable thermiquement qu’elle ne se décompose pas même à 6 000 °C. Des molécules de CO ont été découvertes dans le milieu interstellaire.

Lorsque le CO agit sur le métal K à 80 °C, un composé cristallin incolore hautement explosif de composition K 6 C 6 O 6 se forme. Avec l'élimination du potassium, cette substance se transforme facilement en monoxyde de carbone C 6 O 6 (« triquinone »), qui peut être considéré comme un produit de polymérisation du CO. Sa structure correspond à un cycle à six chaînons formés d'atomes de carbone dont chacun est relié par une double liaison aux atomes d'oxygène.

Interaction du CO avec le soufre selon la réaction :

CO + S = COS + 29 kJ

Cela ne va vite qu'à des températures élevées.

Le dioxyde de carbone obtenu (O=C=S) est un gaz incolore et inodore (point de fusion -139, point d'ébullition -50 °C).

Le monoxyde de carbone (II) est capable de se combiner directement avec certains métaux. En conséquence, des métaux carbonyles se forment, qui doivent être considérés comme des composés complexes.

Le monoxyde de carbone (II) forme également des composés complexes avec certains sels. Certains d'entre eux (OsCl 2 ·3CO, PtCl 2 ·CO, etc.) ne sont stables qu'en solution. La formation de cette dernière substance est associée à l'absorption du monoxyde de carbone (II) par une solution de CuCl dans du HCl fort. Des composés similaires se forment apparemment dans une solution ammoniacale de CuCl, qui est souvent utilisée pour absorber le CO dans l’analyse des gaz.

Reçu.

Le monoxyde de carbone se forme lorsque le carbone brûle en l'absence d'oxygène. Le plus souvent, il est obtenu à la suite de l'interaction du dioxyde de carbone avec du charbon chaud :

CO 2 + C + 171 kJ = 2 CO.

Cette réaction est réversible et son équilibre en dessous de 400 °C est presque complètement déplacé vers la gauche et au-dessus de 1 000 °C vers la droite (Fig. 7). Cependant, il ne s'établit avec une rapidité notable qu'à des températures élevées. Par conséquent, dans des conditions normales, le CO est assez stable.

Riz. 7. Équilibre CO 2 + C = 2 CO.

La formation du CO à partir d’éléments suit l’équation :

2 C + O 2 = 2 CO + 222 kJ.

Il est pratique d'obtenir de petites quantités de CO par décomposition de l'acide formique :

HCOOH = H 2 O + CO

Cette réaction se produit facilement lorsque HCOOH réagit avec de l’acide sulfurique fort et chaud. En pratique, cette préparation s'effectue soit par l'action de conc. l'acide sulfurique en HCOOH liquide (lorsqu'il est chauffé), ou en faisant passer les vapeurs de ce dernier sur de l'hémipentaoxyde de phosphore. L'interaction de HCOOH avec l'acide chlorosulfonique selon le schéma :

HCOOH + CISO 3 H = H 2 SO 4 + HCI + CO

Cela fonctionne déjà à des températures normales.

Une méthode pratique pour la production de CO en laboratoire peut consister à chauffer avec de la conc. l'acide sulfurique, l'acide oxalique ou le sulfure de fer et de potassium. Dans le premier cas, la réaction se déroule selon le schéma suivant :

H 2 C 2 O 4 = CO + CO 2 + H 2 O.

Outre le CO, du dioxyde de carbone est également libéré, qui peut être retenu en faisant passer le mélange gazeux dans une solution d'hydroxyde de baryum. Dans le deuxième cas, le seul produit gazeux est le monoxyde de carbone :

K 4 + 6 H 2 SO 4 + 6 H 2 O = 2 K 2 SO 4 + FeSO 4 + 3 (NH 4) 2 SO 4 + 6 CO.

De grandes quantités de CO peuvent être obtenues par combustion incomplète du charbon dans des fours spéciaux - générateurs de gaz. Le gaz générateur conventionnel (« air ») contient en moyenne (% en volume) : CO-25, N2-70, CO 2 -4 et de petites impuretés d'autres gaz. Lorsqu'il est brûlé, il produit 3 300 à 4 200 kJ par m3. Le remplacement de l'air ordinaire par de l'oxygène entraîne une augmentation significative de la teneur en CO (et une augmentation du pouvoir calorifique du gaz).

Encore plus de CO est contenu dans l'eau gazeuse, qui consiste (dans un cas idéal) en un mélange de volumes égaux de CO et de H 2 et produit 11 700 kJ/m 3 lors de sa combustion. Ce gaz est obtenu en soufflant de la vapeur d'eau à travers une couche de charbon chaud, et à environ 1 000 °C, l'interaction se produit selon l'équation :

H 2 O + C + 130 kJ = CO + H 2.

La réaction de formation d'eau gazeuse se produit avec l'absorption de chaleur, le charbon se refroidit progressivement et pour le maintenir à chaud, il faut alterner le passage de la vapeur d'eau avec le passage de l'air (ou de l'oxygène) dans le gaz Générateur. À cet égard, l'eau gazeuse contient environ CO-44, H 2 -45, CO 2 -5 et N 2 -6 %. Il est largement utilisé pour la synthèse de divers composés organiques.

Un mélange de gaz est souvent obtenu. Le processus d'obtention se résume à souffler simultanément de l'air et de la vapeur d'eau à travers une couche de charbon chaud, c'est-à-dire une combinaison des deux méthodes décrites ci-dessus - La composition du gaz mélangé est donc intermédiaire entre le générateur et l'eau. Il contient en moyenne : CO-30, H 2 -15, CO 2 -5 et N 2 -50 %. Un mètre cube produit environ 5 400 kJ lorsqu’il est brûlé.

Application.

L'eau et les mélanges de gaz (ils contiennent du CO) sont utilisés comme combustible et matière première dans l'industrie chimique. Ils sont importants, par exemple, comme l'une des sources d'obtention d'un mélange azote-hydrogène pour la synthèse de l'ammoniac. Lorsqu'ils sont passés avec de la vapeur d'eau sur un catalyseur chauffé à 500 °C (principalement Fe 2 O 3), une réaction réversible se produit :

H 2 O + CO = CO 2 + H 2 + 42 kJ,

dont la balance est fortement décalée vers la droite.

Le dioxyde de carbone résultant est ensuite éliminé par lavage à l'eau (sous pression), et le CO restant est éliminé avec une solution ammoniacale de sels de cuivre. Le résultat est de l’azote et de l’hydrogène presque purs. En conséquence, en ajustant les quantités relatives de gaz générateur et d'eau, il est possible d'obtenir N 2 et H 2 dans le rapport volumétrique requis. Avant d'être introduit dans la colonne de synthèse, le mélange gazeux est séché et purifié des impuretés empoisonnant le catalyseur.

Molécule de CO2

La molécule CO est caractérisée par d(CO) = 113 pm, son énergie de dissociation est de 1070 kJ/mol, ce qui est supérieur à celui des autres molécules diatomiques. Considérons la structure électronique du CO, où les atomes sont reliés les uns aux autres par une double liaison covalente et une liaison donneur-accepteur, l'oxygène étant le donneur et le carbone l'accepteur.

Effet sur le corps.

Le monoxyde de carbone est très toxique. Les premiers signes d’une intoxication aiguë au CO sont des maux de tête et des étourdissements, suivis d’une perte de conscience. La concentration maximale admissible de CO dans l'air des entreprises industrielles est considérée comme étant de 0,02 mg/l. Le principal antidote à l’intoxication au CO est l’air frais. L'inhalation à court terme de vapeurs d'ammoniac est également utile.

L'extrême toxicité du CO, son manque de couleur et d'odeur, ainsi que sa très faible absorption par le charbon actif d'un masque à gaz classique rendent ce gaz particulièrement dangereux. La question de la protection contre celle-ci a été résolue par la fabrication de masques à gaz spéciaux dont la boîte était remplie d'un mélange de divers oxydes (principalement MnO 2 et CuO). L'effet de ce mélange (« hopkalite ») se réduit à l'accélération catalytique de la réaction d'oxydation du CO en CO 2 par l'oxygène de l'air. En pratique, les masques à gaz hopcalite sont très gênants, car ils obligent à respirer de l'air chauffé (suite à une réaction d'oxydation).

Être dans la nature.

Le monoxyde de carbone fait partie de l'atmosphère (10-5 vol.%). En moyenne, 0,5 % de CO contient de la fumée de tabac et 3 % des gaz d'échappement des moteurs à combustion interne.

Monoxyde de carbone(II) – CO

(monoxyde de carbone, monoxyde de carbone, monoxyde de carbone)

Propriétés physiques: un gaz incolore et toxique, insipide et inodore, brûle avec une flamme bleuâtre, plus légère que l'air, peu soluble dans l'eau. La concentration de monoxyde de carbone dans l'air est explosive entre 12,5 et 74 %.

Structure moléculaire :

L'état d'oxydation formel du carbone +2 ne reflète pas la structure de la molécule de CO, dans laquelle, en plus de la double liaison formée par le partage des électrons C et O, il en existe une supplémentaire formée par le mécanisme donneur-accepteur dû à la paire isolée d'électrons d'oxygène (représentée par une flèche) :

À cet égard, la molécule de CO est très puissante et n'est capable d'entrer dans des réactions d'oxydo-réduction qu'à des températures élevées. Dans des conditions normales, le CO ne réagit pas avec l’eau, les alcalis ou les acides.

Reçu:

La principale source anthropique de monoxyde de carbone CO est actuellement les gaz d’échappement des moteurs à combustion interne. Le monoxyde de carbone se forme lorsque le carburant est brûlé dans les moteurs à combustion interne à des températures insuffisantes ou que le système d'alimentation en air est mal réglé (une quantité insuffisante d'oxygène est fournie pour oxyder le monoxyde de carbone CO en dioxyde de carbone CO2). Dans des conditions naturelles, à la surface de la Terre, du monoxyde de carbone CO se forme lors de la décomposition anaérobie incomplète des composés organiques et lors de la combustion de la biomasse, principalement lors des incendies de forêts et de steppes.

1) Dans l'industrie (dans les générateurs de gaz) :

Vidéo - expérience "Générer du monoxyde de carbone"

C + O 2 = CO 2 + 402 kJ

CO 2 + C = 2CO – 175 kJ

Dans les générateurs de gaz, la vapeur d'eau est parfois soufflée à travers du charbon chaud :

C + H 2 O = CO + H 2 – Q,

un mélange de CO + H 2 est appelé gaz de synthèse .

2) En laboratoire- décomposition thermique de l'acide formique ou oxalique en présence de H 2 SO 4 (conc.) :

HCOOH t˚C, H2SO4 → H2O+CO

H2C2O4 t˚C,H2SO4 → CO + CO 2 + H 2 O

Propriétés chimiques:

Dans des conditions normales, le CO est inerte ; lorsqu'il est chauffé - agent réducteur;

CO - oxyde non salifiant .

1) avec de l'oxygène

2 C +2 O + O 2 t ˚ C →2 C +4 O 2

2) avec des oxydes métalliques CO + Moi x O y = CO 2 + Moi

C +2 O + CuO t ˚ C →Сu + C +4 O 2

3) avec du chlore (à la lumière)

CO + Cl 2 léger → COCl 2 (phosgène - gaz toxique)

4)* réagit avec les produits alcalins fondus (sous pression)

CO+NaOHP → HCOONa (formiate de sodium)

L'effet du monoxyde de carbone sur les organismes vivants :

Le monoxyde de carbone est dangereux car il empêche le sang de transporter l'oxygène vers les organes vitaux comme le cœur et le cerveau. Le monoxyde de carbone se combine à l'hémoglobine, qui transporte l'oxygène vers les cellules du corps, rendant celui-ci impropre au transport de l'oxygène. Selon la quantité inhalée, le monoxyde de carbone altère la coordination, aggrave les maladies cardiovasculaires et provoque de la fatigue, des maux de tête et une faiblesse. L'effet du monoxyde de carbone sur la santé humaine dépend de sa concentration et de la durée d'exposition de l'organisme. Une concentration de monoxyde de carbone dans l'air supérieure à 0,1 % entraîne la mort en une heure et une concentration supérieure à 1,2 % en trois minutes.

Applications du monoxyde de carbone :

Le monoxyde de carbone est principalement utilisé comme gaz inflammable mélangé à de l'azote, appelé gaz générateur ou gaz d'air, ou gaz d'eau mélangé à de l'hydrogène. En métallurgie pour la récupération des métaux de leurs minerais. Obtenir des métaux de haute pureté à partir de la décomposition des carbonyles.

FIXATION

N°1. Compléter les équations des réactions, établir une balance électronique pour chaque réaction, indiquer les processus d'oxydation et de réduction ; agent oxydant et agent réducteur :

CO2+C=

C+H2O=

C O + O 2 =

N°2. Calculer la quantité d'énergie nécessaire pour produire 448 litres de monoxyde de carbone selon l'équation thermochimique

Tout ce qui nous entoure est constitué de composés de divers éléments chimiques. Nous respirons non seulement de l'air, mais un composé organique complexe contenant de l'oxygène, de l'azote, de l'hydrogène, du dioxyde de carbone et d'autres composants nécessaires. L’influence de bon nombre de ces éléments sur le corps humain en particulier et sur la vie sur Terre en général n’a pas encore été entièrement étudiée. Afin de comprendre les processus d'interaction des éléments, gaz, sels et autres formations entre eux, la matière « Chimie » a été introduite dans le cours scolaire. La 8e année marque le début des cours de chimie selon le programme d'enseignement général agréé.

L'un des composés les plus courants présents dans la croûte terrestre et dans l'atmosphère est l'oxyde. Un oxyde est un composé de tout élément chimique avec un atome d'oxygène. Même la source de toute vie sur Terre – l’eau – est l’oxyde d’hydrogène. Mais dans cet article, nous ne parlerons pas des oxydes en général, mais de l'un des composés les plus courants : le monoxyde de carbone. Ces composés sont obtenus en fusionnant des atomes d'oxygène et de carbone. Ces composés peuvent contenir différentes quantités d’atomes de carbone et d’oxygène, mais il existe deux composés principaux de carbone et d’oxygène : le monoxyde de carbone et le dioxyde de carbone.

Formule chimique et procédé de production de monoxyde de carbone

Quelle est sa formule ? Le monoxyde de carbone est assez facile à retenir : le CO. La molécule de monoxyde de carbone est formée par une triple liaison et possède donc une force de liaison assez élevée et une très petite distance internucléaire (0,1128 nm). L'énergie de rupture de ce composé chimique est de 1076 kJ/mol. Une triple liaison se produit du fait que l'élément carbone a une orbitale p dans sa structure atomique qui n'est pas occupée par des électrons. Cette circonstance crée la possibilité pour l'atome de carbone de devenir accepteur d'une paire d'électrons. L’atome d’oxygène, au contraire, possède une paire d’électrons non partagée dans l’une des orbitales p, ce qui signifie qu’il possède des capacités de donneur d’électrons. Lorsque ces deux atomes se joignent, en plus de deux liaisons covalentes, une troisième apparaît : une liaison covalente donneur-accepteur.

Il existe différentes manières de produire du CO. L’une des plus simples consiste à faire passer du dioxyde de carbone sur du charbon chaud. En laboratoire, le monoxyde de carbone est produit par la réaction suivante : l'acide formique est chauffé avec de l'acide sulfurique, qui sépare l'acide formique en eau et monoxyde de carbone.

Du CO est également libéré lorsque les acides oxalique et sulfurique sont chauffés.

Propriétés physiques du CO

Le monoxyde de carbone (2) a les propriétés physiques suivantes : c'est un gaz incolore et sans odeur prononcée. Toutes les odeurs étrangères qui apparaissent lors d'une fuite de monoxyde de carbone sont le produit de la dégradation des impuretés organiques. Il est beaucoup plus léger que l’air, extrêmement toxique, très peu soluble dans l’eau et hautement inflammable.

La propriété la plus importante du CO est son effet négatif sur le corps humain. L'intoxication au monoxyde de carbone peut être mortelle. Les effets du monoxyde de carbone sur le corps humain seront discutés plus en détail ci-dessous.

Propriétés chimiques du CO

Les principales réactions chimiques dans lesquelles les oxydes de carbone (2) peuvent être utilisés sont les réactions redox et les réactions d'addition. La réaction redox s'exprime dans la capacité du CO à réduire le métal des oxydes en les mélangeant avec un chauffage supplémentaire.

Lors de l'interaction avec l'oxygène, du dioxyde de carbone se forme et une quantité importante de chaleur est libérée. Le monoxyde de carbone brûle avec une flamme bleuâtre. Une fonction très importante du monoxyde de carbone est son interaction avec les métaux. À la suite de telles réactions, des métaux carbonyles se forment, dont la grande majorité sont des substances cristallines. Ils sont utilisés pour la production de métaux ultra-purs, ainsi que pour l'application de revêtements métalliques. À propos, les carbonyles ont fait leurs preuves en tant que catalyseurs de réactions chimiques.

Formule chimique et procédé de production de dioxyde de carbone

Le dioxyde de carbone, ou dioxyde de carbone, a la formule chimique CO 2 . La structure de la molécule est légèrement différente de celle du CO. Dans cette formation, le carbone a un état d'oxydation de +4. La structure de la molécule est linéaire, ce qui signifie qu’elle est apolaire. La molécule de CO 2 n'est pas aussi forte que le CO. L'atmosphère terrestre contient environ 0,03 % de dioxyde de carbone en volume total. Une augmentation de cet indicateur détruit la couche d'ozone de la Terre. En science, ce phénomène est appelé effet de serre.

Le dioxyde de carbone peut être obtenu de différentes manières. Dans l'industrie, il se forme à la suite de la combustion des gaz de combustion. Peut être un sous-produit du processus de production d’alcool. Il peut être obtenu grâce au processus de décomposition de l’air en ses principaux composants, tels que l’azote, l’oxygène, l’argon et autres. Dans des conditions de laboratoire, le monoxyde de carbone (4) peut être obtenu en brûlant du calcaire, et à la maison, le dioxyde de carbone peut être produit en utilisant la réaction de l'acide citrique et du bicarbonate de soude. D'ailleurs, c'est exactement ainsi que les boissons gazeuses étaient fabriquées au tout début de leur production.

Propriétés physiques du CO 2

Le dioxyde de carbone est une substance gazeuse incolore sans odeur âcre caractéristique. En raison de son indice d'oxydation élevé, ce gaz a un goût légèrement aigre. Ce produit n’entretient pas le processus de combustion, puisqu’il est lui-même le résultat d’une combustion. Avec des concentrations accrues de dioxyde de carbone, une personne perd la capacité de respirer, ce qui entraîne la mort. Les effets du dioxyde de carbone sur le corps humain seront discutés plus en détail ci-dessous. Le CO 2 est beaucoup plus lourd que l'air et est très soluble dans l'eau, même à température ambiante.

L’une des propriétés les plus intéressantes du dioxyde de carbone est qu’il n’est pas liquide à la pression atmosphérique normale. Cependant, si la structure du dioxyde de carbone est exposée à une température de -56,6 °C et à une pression d’environ 519 kPa, elle se transforme en un liquide incolore.

Lorsque la température baisse de manière significative, le gaz se trouve dans un état dit de « neige carbonique » et s'évapore à une température supérieure à -78 o C.

Propriétés chimiques du CO 2

En termes de propriétés chimiques, le monoxyde de carbone (4), dont la formule est CO 2, est un oxyde acide typique et possède toutes ses propriétés.

1. Lors de l'interaction avec l'eau, il se forme de l'acide carbonique, qui présente une faible acidité et une faible stabilité dans les solutions.

2. Lors de l'interaction avec les alcalis, le dioxyde de carbone forme le sel et l'eau correspondants.

3. Lors de l'interaction avec des oxydes métalliques actifs, il favorise la formation de sels.

4. Ne supporte pas le processus de combustion. Seuls certains métaux actifs, comme le lithium, le potassium et le sodium, peuvent activer ce processus.

L'effet du monoxyde de carbone sur le corps humain

Revenons au problème principal de tous les gaz : l'effet sur le corps humain. Le monoxyde de carbone appartient au groupe des gaz extrêmement dangereux. Pour les humains et les animaux, il s'agit d'une substance toxique extrêmement puissante qui, lorsqu'elle est ingérée, affecte gravement le sang, le système nerveux du corps et les muscles (y compris le cœur).

Le monoxyde de carbone présent dans l'air ne peut pas être reconnu, car ce gaz n'a pas d'odeur distincte. C'est précisément pour cela qu'il est dangereux. En pénétrant dans le corps humain par les poumons, le monoxyde de carbone active son activité destructrice dans le sang et commence à interagir avec l'hémoglobine des centaines de fois plus rapidement que l'oxygène. En conséquence, un composé très stable appelé carboxyhémoglobine apparaît. Il interfère avec l’apport d’oxygène des poumons aux muscles, ce qui entraîne une famine des tissus musculaires. Le cerveau en est particulièrement gravement affecté.

En raison de l'incapacité de reconnaître une intoxication au monoxyde de carbone par l'odorat, vous devez être conscient de certains signes fondamentaux qui apparaissent dès les premiers stades :

• vertiges accompagnés de maux de tête ;
• bourdonnements d'oreilles et scintillements devant les yeux ;
• palpitations et essoufflement;
• rougeur du visage.

Par la suite, la victime d'une intoxication développe une faiblesse sévère, parfois des vomissements. Dans les cas graves d'intoxication, des convulsions involontaires sont possibles, accompagnées d'une perte de conscience supplémentaire et d'un coma. Si le patient ne reçoit pas les soins médicaux appropriés en temps opportun, la mort est possible.

L'effet du dioxyde de carbone sur le corps humain

Les oxydes de carbone d'acidité +4 appartiennent à la catégorie des gaz asphyxiants. En d’autres termes, le dioxyde de carbone n’est pas une substance toxique, mais il peut affecter considérablement le flux d’oxygène vers le corps. Lorsque le niveau de dioxyde de carbone augmente jusqu'à 3 à 4 %, la personne devient sérieusement faible et commence à se sentir somnolente. Lorsque le niveau augmente jusqu'à 10 %, des maux de tête sévères, des étourdissements, une perte auditive commencent à se développer et parfois une perte de conscience se produit. Si la concentration de dioxyde de carbone atteint 20 %, la mort survient par manque d'oxygène.

Le traitement de l'intoxication au dioxyde de carbone est très simple : donner à la victime accès à de l'air pur et, si nécessaire, pratiquer la respiration artificielle. En dernier recours, vous devez connecter la victime à un ventilateur.

Des descriptions de l'influence de ces deux oxydes de carbone sur l'organisme, nous pouvons conclure que le monoxyde de carbone présente toujours un grand danger pour l'homme en raison de sa toxicité élevée et de son effet ciblé sur l'organisme de l'intérieur.

Le dioxyde de carbone n'est pas si insidieux et moins nocif pour l'homme, c'est pourquoi les gens utilisent activement cette substance, même dans l'industrie alimentaire.

L'utilisation des oxydes de carbone dans l'industrie et leur impact sur divers aspects de la vie

Les oxydes de carbone ont une application très large dans divers domaines de l'activité humaine et leur spectre est extrêmement riche. Ainsi, le monoxyde de carbone est largement utilisé en métallurgie lors du processus de fusion de la fonte. Le CO a gagné en popularité en tant que matériau pour le stockage des aliments réfrigérés. Cet oxyde est utilisé pour transformer la viande et le poisson afin de leur donner un aspect frais et de ne pas en altérer le goût. Il est important de ne pas oublier la toxicité de ce gaz et de rappeler que la dose admissible ne doit pas dépasser 200 mg pour 1 kg de produit. Le CO est depuis peu de plus en plus utilisé dans l’industrie automobile comme carburant pour les véhicules à essence.

Le dioxyde de carbone n'est pas toxique, son champ d'application est donc répandu dans l'industrie alimentaire, où il est utilisé comme conservateur ou agent levant. Le CO 2 est également utilisé dans la production d'eaux minérales et gazeuses. Sous sa forme solide (« glace carbonique »), elle est souvent utilisée dans les congélateurs pour maintenir une température constamment basse dans une pièce ou un appareil.

Les extincteurs au dioxyde de carbone sont devenus très populaires, dont la mousse isole complètement le feu de l'oxygène et empêche le feu de s'embraser. En conséquence, un autre domaine d'application est la sécurité incendie. Les cylindres des pistolets à air comprimé sont également chargés de dioxyde de carbone. Et bien sûr, presque chacun d'entre nous a lu en quoi consiste un assainisseur d'air ambiant. Oui, l'un des composants est le dioxyde de carbone.

Comme nous pouvons le constater, en raison de sa toxicité minime, le dioxyde de carbone est de plus en plus présent dans la vie quotidienne de l'homme, tandis que le monoxyde de carbone a trouvé des applications dans l'industrie lourde.

Il existe d'autres composés carbonés avec l'oxygène ; heureusement, la formule du carbone et de l'oxygène permet l'utilisation de différentes variantes de composés avec différents nombres d'atomes de carbone et d'oxygène. Un nombre d'oxydes peut varier de C 2 O 2 à C 32 O 8. Et pour décrire chacun d’eux, il faudra plus d’une page.

Oxydes de carbone dans la nature

Les deux types d’oxydes de carbone évoqués ici sont présents d’une manière ou d’une autre dans le monde naturel. Ainsi, le monoxyde de carbone peut être un produit de la combustion forestière ou le résultat de l'activité humaine (gaz d'échappement et déchets dangereux des entreprises industrielles).

Le dioxyde de carbone, que nous connaissons déjà, fait également partie de la composition complexe de l’air. Son contenu représente environ 0,03% du volume total. Lorsque cet indicateur augmente, apparaît ce que l'on appelle «l'effet de serre», ce que craignent tant les scientifiques modernes.

Le dioxyde de carbone est libéré par les animaux et les humains par l'expiration. C'est la principale source d'un élément tel que le carbone, utile pour les plantes, c'est pourquoi de nombreux scientifiques tournent à plein régime, soulignant le caractère inacceptable d'une déforestation à grande échelle. Si les plantes cessent d'absorber le dioxyde de carbone, le pourcentage de son contenu dans l'air peut atteindre des niveaux critiques pour la vie humaine.

Apparemment, de nombreuses personnes au pouvoir ont oublié la matière abordée dans le manuel « Chimie générale ». 8e année », sinon la question de la déforestation dans de nombreuses régions du monde recevrait une attention plus sérieuse. Cela s'applique d'ailleurs également au problème du monoxyde de carbone dans l'environnement. La quantité de déchets humains et le pourcentage d’émissions de cette matière inhabituellement toxique dans l’environnement augmentent de jour en jour. Et ce n'est pas un fait que le sort du monde décrit dans le merveilleux dessin animé "Wally" ne se répétera pas, lorsque l'humanité devra quitter la Terre, polluée jusqu'à ses fondations, et aller vers d'autres mondes à la recherche d'un monde meilleur. vie.

Date de publication 28/01/2012 12:18

Monoxyde de carbone- le monoxyde de carbone, dont on entend trop souvent parler lorsqu'il s'agit d'intoxications par des produits de combustion, d'accidents industriels ou encore domestiques. En raison des propriétés toxiques particulières de ce composé, un geyser domestique ordinaire peut provoquer la mort d'une famille entière. Il existe des centaines d’exemples de cela. Mais pourquoi cela arrive-t-il ? Qu’est-ce que le monoxyde de carbone réellement ? En quoi est-ce dangereux pour les humains ?

Qu'est-ce que le monoxyde de carbone, formule, propriétés de base

Monoxyde de carbone, formule ce qui est très simple et désigne l'union d'un atome d'oxygène et d'un atome de carbone - CO - l'un des composés gazeux les plus toxiques. Mais contrairement à de nombreuses autres substances dangereuses, qui ne sont utilisées que pour résoudre des problèmes industriels précis, la pollution chimique par le monoxyde de carbone peut survenir lors de processus chimiques tout à fait ordinaires, voire même dans la vie quotidienne.

Cependant, avant de passer à la manière dont se produit la synthèse de cette substance, considérons qu'est-ce que le monoxyde de carbone en général et quelles sont ses principales propriétés physiques :

• gaz incolore, insipide et inodore ;
• points de fusion et d'ébullition extrêmement bas : respectivement -205 et -191,5 degrés Celsius ;
• densité 0,00125 g/cc ;
• hautement inflammable avec une température de combustion élevée (jusqu'à 2100 degrés Celsius).

Formation de monoxyde de carbone

Dans la vie quotidienne ou dans l'industrie formation de monoxyde de carbone se produit généralement de plusieurs manières assez simples, ce qui explique facilement le risque de synthèse accidentelle de cette substance avec un risque pour le personnel de l'entreprise ou les résidents de la maison où l'équipement de chauffage est en panne ou les mesures de sécurité ont été violées. Considérons les principaux modes de formation de monoxyde de carbone :

• combustion du carbone (charbon, coke) ou de ses composés (essence et autres combustibles liquides) dans des conditions de manque d'oxygène. Comme vous pouvez le deviner, un manque d'air frais, dangereux du point de vue du risque de synthèse de monoxyde de carbone, se produit facilement dans les moteurs à combustion interne, les chauffe-eau domestiques mal ventilés, les fours industriels et conventionnels ;
• interaction du dioxyde de carbone ordinaire avec le charbon chaud. De tels processus se produisent constamment dans le four et sont complètement réversibles, mais, sous réserve du manque d'oxygène déjà mentionné, lorsque le registre est fermé, du monoxyde de carbone se forme en quantités beaucoup plus importantes, ce qui présente un danger mortel pour les personnes.

Pourquoi le monoxyde de carbone est-il dangereux ?

En concentration suffisante monoxyde de carbone, propriétés qui s'explique par sa forte activité chimique, est extrêmement dangereux pour la vie et la santé humaine. L'essence d'un tel empoisonnement réside tout d'abord dans le fait que les molécules de ce composé se lient instantanément à l'hémoglobine dans le sang et le privent de sa capacité à transporter l'oxygène. Ainsi, le monoxyde de carbone réduit le niveau de respiration cellulaire avec les conséquences les plus graves pour l’organisme.

Répondre à la question " Pourquoi le monoxyde de carbone est-il dangereux ?« Il convient également de mentionner que, contrairement à de nombreuses autres substances toxiques, une personne ne ressent aucune odeur spécifique, n'éprouve pas de sensations désagréables et n'est pas capable de reconnaître sa présence dans l'air par d'autres moyens, sans équipement spécial. Résultat, la victime ne prend tout simplement pas de mesures pour se sauver, et lorsque les effets du monoxyde de carbone (somnolence et perte de conscience) deviennent évidents, il est peut-être déjà trop tard.

Le monoxyde de carbone provoque la mort en une heure à des concentrations dans l'air supérieures à 0,1 %. Dans le même temps, les gaz d'échappement d'une voiture particulière tout à fait ordinaire contiennent de 1,5 à 3 % de cette substance. Et ceci à condition également que le moteur soit en bon état. Ceci explique facilement le fait que empoisonnement au monoxyde de carbone se produit souvent dans les garages ou à l’intérieur d’une voiture recouverte de neige.

D'autres cas les plus dangereux dans lesquels des personnes ont été intoxiquées par le monoxyde de carbone à la maison ou au travail sont...

• ventilation bloquée ou cassée de la colonne chauffante ;
• utilisation inappropriée de poêles à bois ou à charbon ;
• sur les incendies dans les espaces clos ;
• à proximité d'autoroutes très fréquentées ;
• dans les entreprises industrielles où le monoxyde de carbone est activement utilisé.

Le monoxyde de carbone, ou monoxyde de carbone (CO), est un gaz incolore, inodore et insipide. Brûle avec une flamme bleue, comme l'hydrogène. Pour cette raison, les chimistes l'ont confondu avec l'hydrogène en 1776 lorsqu'ils ont produit pour la première fois du monoxyde de carbone en chauffant de l'oxyde de zinc avec du carbone. La molécule de ce gaz possède une triple liaison forte, comme la molécule d’azote. C'est pourquoi il existe certaines similitudes entre eux : les points de fusion et d'ébullition sont presque les mêmes. La molécule de monoxyde de carbone possède un potentiel d'ionisation élevé.

Lorsque le monoxyde de carbone s'oxyde, il forme du dioxyde de carbone. Cette réaction libère une grande quantité d'énergie thermique. C'est pourquoi le monoxyde de carbone est utilisé dans les systèmes de chauffage.

Le monoxyde de carbone à basse température ne réagit pratiquement pas avec d'autres substances ; à haute température, la situation est différente. Les réactions d'addition de diverses substances organiques se déroulent très rapidement. Un mélange de CO et d'oxygène dans certaines proportions est très dangereux en raison du risque d'explosion.

Production de monoxyde de carbone

Dans des conditions de laboratoire, le monoxyde de carbone est produit par décomposition. Il se produit sous l'influence de l'acide sulfurique concentré chaud ou lors de son passage à travers l'oxyde de phosphore. Une autre méthode consiste à chauffer un mélange d’acides formique et oxalique à une certaine température. Le CO dégagé peut être éliminé de ce mélange en le faisant passer dans de l'eau barytée (une solution saturée).

Danger de monoxyde de carbone

Le monoxyde de carbone est extrêmement dangereux pour les humains. Il provoque de graves intoxications et peut souvent entraîner la mort. Le fait est que le monoxyde de carbone a la capacité de réagir avec l'hémoglobine présente dans le sang, qui transporte l'oxygène vers toutes les cellules du corps. À la suite de cette réaction, de la carbohémoglobine se forme. En raison du manque d’oxygène, les cellules souffrent de famine.

Les symptômes d'intoxication suivants peuvent être identifiés : nausées, vomissements, maux de tête, perte de vision des couleurs, détresse respiratoire et autres. Une personne souffrant d’une intoxication au monoxyde de carbone doit recevoir les premiers soins dans les plus brefs délais. Tout d'abord, vous devez le sortir à l'air frais et lui mettre un coton-tige imbibé d'ammoniaque sur le nez. Ensuite, frottez la poitrine de la victime et appliquez des coussins chauffants sur ses jambes. Il est recommandé de boire beaucoup de liquides chauds. Vous devez appeler un médecin immédiatement après avoir détecté des symptômes.