Karbon oksida

Dalam beberapa tahun terakhir, preferensi telah diberikan pada pembelajaran berorientasi kepribadian dalam ilmu pedagogi. Pembentukan ciri-ciri kepribadian individu terjadi dalam proses kegiatan: belajar, bermain, bekerja. Oleh karena itu, faktor penting dalam pembelajaran adalah pengorganisasian proses pembelajaran, sifat hubungan antara guru dengan siswa dan siswa satu sama lain. Berdasarkan ide-ide tersebut, saya mencoba membangun proses pendidikan secara khusus. Pada saat yang sama, setiap siswa memilih kecepatannya sendiri dalam mempelajari materi, memiliki kesempatan untuk bekerja pada tingkat yang dapat diakses olehnya, dalam situasi sukses. Selama pembelajaran, dimungkinkan untuk menguasai dan meningkatkan tidak hanya mata pelajaran tertentu, tetapi juga keterampilan pendidikan umum seperti menetapkan tujuan pendidikan, memilih cara dan cara untuk mencapainya, memantau pencapaian seseorang, dan memperbaiki kesalahan. Siswa belajar bekerja dengan sastra, membuat catatan, diagram, gambar, bekerja dalam kelompok, berpasangan, individu, melakukan pertukaran pendapat yang konstruktif, menalar secara logis dan menarik kesimpulan.

Melaksanakan pembelajaran seperti itu memang tidak mudah, namun jika berhasil maka kepuasan akan terasa. Saya menawarkan naskah untuk salah satu pelajaran saya. Dihadiri oleh rekan-rekan, administrasi dan psikolog.

Jenis pelajaran. Mempelajari materi baru.

Sasaran. Berdasarkan motivasi dan pemutakhiran pengetahuan dan keterampilan dasar siswa, perhatikan struktur, sifat fisik dan kimia, produksi dan penggunaan karbon dioksida dan karbon dioksida.

Artikel ini disiapkan dengan dukungan situs www.Artifex.Ru. Jika Anda memutuskan untuk memperluas pengetahuan Anda di bidang seni kontemporer, maka solusi terbaik adalah dengan mengunjungi website www.Artifex.Ru. Almanak kreatif ARTIFEX akan memungkinkan Anda mengenal karya seni kontemporer tanpa harus meninggalkan rumah. Informasi lebih rinci dapat ditemukan di situs web www.Artifex.Ru. Tidak ada kata terlambat untuk mulai memperluas wawasan dan rasa keindahan.

Peralatan dan reagen. Kartu “Survei terprogram”, diagram poster, alat untuk menghasilkan gas, gelas, tabung reaksi, alat pemadam api, korek api; air kapur, natrium oksida, kapur, asam klorida, larutan indikator, H 2 SO 4 (conc.), HCOOH, Fe 2 O 3.

Diagram poster
“Struktur molekul karbon monoksida (karbon monoksida (II)) CO”

KEMAJUAN PELAJARAN

Meja siswa di kantor disusun melingkar. Guru dan siswa mempunyai kesempatan untuk leluasa berpindah ke meja laboratorium (1, 2, 3).

Selama pembelajaran, anak-anak duduk di meja belajar (4, 5, 6, 7, ...) satu sama lain sesuai keinginan (kelompok bebas 4 orang). Guru. Pepatah Cina yang bijak (ditulis dengan indah di papan tulis):

membaca
“Saya mendengar - saya lupa,
Saya mengerti - saya ingat

Ya - saya mengerti.”

Apakah Anda setuju dengan kesimpulan orang bijak Tiongkok?

Peribahasa Rusia apa yang mencerminkan kebijaksanaan Tiongkok?

Anak-anak memberi contoh. Guru.

Memang, hanya dengan mencipta seseorang dapat memperoleh produk yang berharga: zat, perangkat, mesin baru, serta nilai-nilai tak berwujud - kesimpulan, generalisasi, kesimpulan.

Saya mengundang Anda hari ini untuk mengambil bagian dalam studi tentang sifat-sifat dua zat. Diketahui, saat menjalani pemeriksaan teknis mobil, pengemudi memberikan surat keterangan tentang kondisi gas buang mobil. Berapa konsentrasi gas yang ditunjukkan dalam sertifikat? (O t v e t. JADI.) Murid. Gas ini beracun. Begitu berada di dalam darah, ia menyebabkan keracunan pada tubuh (“terbakar”, oleh karena itu nama oksidanya - karbon monoksida). Hal ini ditemukan dalam gas buang mobil dalam jumlah yang berbahaya bagi kehidupan. (membaca laporan dari surat kabar tentang seorang pengemudi yang tertidur di garasi saat mesin hidup dan meninggal dunia).

Selama pembelajaran, anak-anak duduk di meja belajar (4, 5, 6, 7, ...) satu sama lain sesuai keinginan (kelompok bebas 4 orang). Penangkal keracunan karbon monoksida adalah menghirup udara segar dan oksigen murni.

Karbon monoksida lainnya adalah karbon dioksida.

Ada kartu “Survei Terprogram” di meja Anda. Biasakan diri Anda dengan isinya dan, di selembar kertas kosong, tandai jumlah tugas yang Anda tahu jawabannya berdasarkan pengalaman hidup Anda. Di seberang nomor pernyataan tugas, tuliskan rumus karbon monoksida yang terkait dengan pernyataan ini.

1. Konsultan mahasiswa (2 orang) mengumpulkan lembar jawaban dan berdasarkan hasil jawaban membentuk kelompok baru untuk pekerjaan selanjutnya.

2. Survei terprogram “Karbon oksida”

3. Molekul oksida ini terdiri dari satu atom karbon dan satu atom oksigen.

4. Ikatan antar atom dalam suatu molekul bersifat kovalen polar.

5. Gas yang praktis tidak larut dalam air.

6. Molekul oksida ini mengandung satu atom karbon dan dua atom oksigen.

7. Tidak berbau atau berwarna. Gas larut dalam air. Tidak mencair bahkan pada suhu –190 °C (

8. T

9. kip = –191,5 °C).

10. Tidak beracun.

11. Tidak membentuk garam.

12. Mudah terbakar

13. Berinteraksi dengan air.

14. Berinteraksi dengan oksida basa.

15. Bereaksi dengan oksida logam, mereduksi logam bebas darinya.

16. Diperoleh dengan mereaksikan asam dengan garam asam karbonat.

17. SAYA.

18. Berinteraksi dengan alkali.

19. Sumber karbon yang diserap tanaman di rumah kaca dan rumah kaca menyebabkan peningkatan hasil.

20. Digunakan untuk mengkarbonasi air dan minuman.

Selama pembelajaran, anak-anak duduk di meja belajar (4, 5, 6, 7, ...) satu sama lain sesuai keinginan (kelompok bebas 4 orang). Tinjau kembali isi kartu itu. Kelompokkan informasi menjadi 4 blok:

struktur,

sifat fisik,

sifat kimia,

menerima.

Guru memberikan kesempatan kepada setiap kelompok siswa untuk berbicara dan merangkum presentasi.

Kemudian siswa dari kelompok yang berbeda memilih rencana kerja mereka - urutan mempelajari oksida. Untuk tujuan ini, mereka memberi nomor pada blok informasi dan membenarkan pilihan mereka. Urutan pembelajarannya bisa seperti yang tertulis di atas, atau dengan kombinasi lain dari empat blok yang ditandai.

Guru mengarahkan perhatian siswa pada poin-poin penting dari topik tersebut. Karena karbon oksida adalah zat gas, maka harus ditangani dengan hati-hati (instruksi keselamatan).

1. Guru menyetujui rencana untuk setiap kelompok dan menugaskan konsultan (siswa yang telah dipersiapkan sebelumnya).

2. Eksperimen demonstrasi

3. Menuangkan karbon dioksida dari gelas ke gelas.

Memadamkan lilin di dalam gelas saat CO 2 terakumulasi.

4. Tempatkan beberapa potong kecil es kering ke dalam segelas air. Air akan mendidih dan keluar asap putih kental.

Gas CO 2 sudah dicairkan pada suhu kamar di bawah tekanan 6 MPa. Dalam keadaan cair, disimpan dan diangkut dalam silinder baja. Jika Anda membuka katup silinder seperti itu, cairan CO 2 akan mulai menguap, yang menyebabkan pendinginan yang kuat dan sebagian gas berubah menjadi massa seperti salju - "es kering", yang ditekan dan digunakan untuk menyimpan es krim. Demonstrasi alat pemadam api berbusa kimia (CFO) dan penjelasan prinsip pengoperasiannya menggunakan model - tabung reaksi dengan sumbat dan tabung saluran keluar gas. Informasi tentang

struktur pada tabel No. 1 (kartu instruksi 1 dan 2, struktur molekul CO dan CO 2). Informasi tentang sifat fisik– di meja No. 2 (bekerja dengan buku teks –

Gabrielyan O.S. Kimia-9. M.: Bustard, 2002, hal. 134–135). Data

Keempat tabung reaksi yang diberikan kepada Anda mengandung zat kristal: natrium sulfat, seng klorida, kalium karbonat, natrium silikat.

Tentukan zat apa yang ada di setiap tabung reaksi. Tulis persamaan reaksi dalam bentuk molekul, ionik, dan ionik yang disingkat.

Pekerjaan rumah

Guru menyarankan untuk membawa pulang kartu “Survei Terprogram” dan, sebagai persiapan untuk pelajaran berikutnya, memikirkan cara untuk memperoleh informasi. (Bagaimana Anda tahu bahwa gas yang Anda pelajari mencair, bereaksi dengan asam, beracun, dll?)

Karya mandiri siswa

Sekelompok anak melakukan kerja praktek dengan kecepatan berbeda. Oleh karena itu, permainan ditawarkan kepada mereka yang menyelesaikan pekerjaan lebih cepat.

Roda kelima Empat zat dapat memiliki kesamaan, tetapi zat kelima yang menonjol dari rangkaian tersebut, tidak berguna.

1. Karbon, intan, grafit, karbida, karabin. (Karbit.)

2. Antrasit, gambut, kokas, minyak, kaca. (Kaca.)

3. Batu kapur, kapur, marmer, perunggu, kalsit. (Malachite.)

4. Soda kristal, marmer, kalium, kaustik, perunggu. (Pedas.)

5. Fosgen, fosfin, asam hidrosianat, kalium sianida, karbon disulfida. (Fosfin.)

7. Susu jeruk nipis, bulu halus, jeruk nipis, kapur sirih, air jeruk nipis. (Batu kapur.)

8. Li 2 CO 3; (NH 4) 2 BERSAMA 3; CaCO 3;

K 2 BERSAMA 3 , Na 2 BERSAMA 3 . (CaCO3.)

Sinonim

Tuliskan rumus kimia zat atau namanya. 1. Halogen -...

(Klorin atau brom.)

2. Magnesit – ... (MgCO 3.) 3. Urea –... ( Urea

H 2 NC(O)NH 2 .)

4. Kalium - ... (K 2 CO 3.)

5. Es kering - ... (CO 2.) 6. Hidrogen oksida –... ()

Air. 7. Amonia -... ()

10% larutan amonia berair. 8. Garam asam nitrat –... ( Nitrat

– KNO 3, Ca(NO 3) 2, NaNO 3.) 9. Gas alam – ... ( metana

Bab 4.)

Antonim

Tulislah istilah-istilah kimia yang maknanya berlawanan dengan yang diusulkan. 1. Zat pengoksidasi –... ()

Agen pereduksi. 2. Donor elektron –… ()

Akseptor elektron. 3. Sifat asam – ... ()

Properti dasar. 4. Disosiasi –… ()

Asosiasi. 5. Adsorpsi – ... ()

Desorpsi. 6. Anoda –... ()

Katoda. 7. Anion –… ()

Kation. 8. Logam –… ()

Non-logam. 9. Zat awal –... ()

Produk reaksi.

Cari pola

Tetapkan suatu tanda yang menggabungkan zat dan fenomena tertentu. 1. Intan, karabin, grafit – ... ()

Modifikasi karbon alotropik. 2. Kaca, semen, batu bata - ... ()

Bahan konstruksi. 3. Bernafas, membusuk, letusan gunung berapi - ... ()

Proses disertai dengan pelepasan karbon dioksida. 4. CO, CO 2, CH 4, SiH 4 – ... ()

Senyawa unsur golongan IV. 5. NaHCO 3, CaCO 3, CO 2, H 2 CO 3 – ... ()

Senyawa oksigen dari karbon.

Sifat fisik.

Karbon monoksida adalah gas tidak berwarna dan tidak berbau yang sedikit larut dalam air.

t hal. 205 °C,

tidak oke. 191 °C

suhu kritis =140°C

tekanan kritis = 35 atm.

Kelarutan CO dalam air sekitar 1:40 volume.

Sifat kimia.

Dalam kondisi normal, CO bersifat inert; saat dipanaskan - zat pereduksi; oksida yang tidak membentuk garam.

1) dengan oksigen

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

2) dengan oksida logam

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

3) dengan klorin (dalam cahaya)

CO + Cl 2 --hn-> COCl 2 (fosgen)

4) bereaksi dengan lelehan alkali (di bawah tekanan)

CO + NaOH = HCOONa (natrium asam format (natrium format))

5) membentuk karbonil dengan logam transisi

Ni + 4CO =t°= Ni(CO) 4

Fe + 5CO =t°= Fe(CO) 5

Dari sisi kimia, karbon monoksida dicirikan terutama oleh kecenderungannya untuk mengalami reaksi adisi dan sifat pereduksinya. Namun, kedua tren ini biasanya hanya muncul pada suhu tinggi. Dalam kondisi ini, CO bergabung dengan oksigen, klorin, belerang, beberapa logam, dll. Pada saat yang sama, karbon monoksida, ketika dipanaskan, mereduksi banyak oksida menjadi logam, yang sangat penting untuk metalurgi. Seiring dengan pemanasan, peningkatan aktivitas kimia CO sering kali disebabkan oleh pelarutannya. Jadi, dalam larutan ia mampu mereduksi garam Au, Pt dan beberapa unsur lainnya menjadi logam bebas pada suhu biasa.

Pada suhu tinggi dan tekanan tinggi, CO berinteraksi dengan air dan alkali kaustik: dalam kasus pertama, HCOOH terbentuk, dan yang kedua, asam natrium format. Reaksi terakhir terjadi pada 120 °C, tekanan 5 atm dan digunakan secara teknis.

Reduksi paladium klorida dalam larutan mudah dilakukan sesuai skema umum:

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

berfungsi sebagai reaksi yang paling umum digunakan untuk penemuan karbon monoksida dalam campuran gas. Bahkan sejumlah kecil CO mudah dideteksi dengan sedikit warna larutan akibat pelepasan logam paladium yang dihancurkan halus. Penentuan kuantitatif CO didasarkan pada reaksi:

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

Oksidasi CO dalam larutan seringkali terjadi pada tingkat yang nyata hanya dengan adanya katalis. Ketika memilih yang terakhir, peran utama dimainkan oleh sifat zat pengoksidasi. Jadi, KMnO 4 mengoksidasi CO paling cepat dengan adanya perak yang dihancurkan halus, K 2 Cr 2 O 7 - dengan adanya garam merkuri, KClO 3 - dengan adanya OsO 4. Secara umum, dalam sifat pereduksinya, CO mirip dengan molekul hidrogen, dan aktivitasnya dalam kondisi normal lebih tinggi daripada aktivitas hidrogen molekuler. Menariknya, ada bakteri yang, melalui oksidasi CO, memperoleh energi yang mereka perlukan untuk hidup.

Aktivitas komparatif CO dan H2 sebagai zat pereduksi dapat dinilai dengan mempelajari reaksi reversibel:

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

keadaan kesetimbangan yang terjadi cukup cepat pada suhu tinggi (terutama dengan adanya Fe 2 O 3). Pada 830 °C, campuran kesetimbangan mengandung CO dan H2 dalam jumlah yang sama, sehingga afinitas kedua gas terhadap oksigen adalah sama. Di bawah 830 °C, zat pereduksi yang lebih kuat adalah CO, di atas - H2.

Pengikatan salah satu produk reaksi yang dibahas di atas, sesuai dengan hukum aksi massa, menggeser kesetimbangannya. Oleh karena itu, dengan melewatkan campuran karbon monoksida dan uap air di atas kalsium oksida, hidrogen dapat diperoleh sesuai skema:

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

Reaksi ini sudah terjadi pada 500 °C.

Di udara, CO menyala pada suhu sekitar 700 °C dan terbakar dengan nyala biru menjadi CO 2:

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

Pelepasan panas dalam jumlah besar yang menyertai reaksi ini menjadikan karbon monoksida sebagai bahan bakar gas yang berharga. Namun, ini paling banyak digunakan sebagai produk awal untuk sintesis berbagai zat organik.

Pembakaran lapisan batubara tebal di tungku terjadi dalam tiga tahap:

1) C + O 2 = CO 2; 2) BERSAMA 2 + C = 2 BERSAMA; 3) 2 BERSAMA + O 2 = 2 BERSAMA 2.

Jika pipa ditutup sebelum waktunya, maka terjadi kekurangan oksigen di dalam tungku, yang dapat menyebabkan CO menyebar ke seluruh ruangan yang dipanaskan dan menyebabkan keracunan (asap). Perlu dicatat bahwa bau “karbon monoksida” bukan disebabkan oleh CO, tetapi oleh pengotor beberapa zat organik.

Nyala CO dapat memiliki suhu hingga 2100 °C. Reaksi pembakaran CO menarik karena ketika dipanaskan hingga 700-1000 °C, reaksi tersebut terjadi dengan kecepatan yang nyata hanya dengan adanya jejak uap air atau gas yang mengandung hidrogen lainnya (NH 3, H 2 S, dll.). Hal ini disebabkan oleh sifat berantai dari reaksi yang sedang dipertimbangkan, yang terjadi melalui pembentukan perantara radikal OH menurut skema berikut:

H + O 2 = H O + O, maka O + CO = CO 2, H O + CO = CO 2 + H, dst.

Pada suhu yang sangat tinggi, reaksi pembakaran CO menjadi reversibel. Kandungan CO 2 dalam campuran kesetimbangan (di bawah tekanan 1 atm) di atas 4000 °C hanya dapat diabaikan. Molekul CO sendiri sangat stabil secara termal sehingga tidak terurai bahkan pada suhu 6000 °C. Molekul CO telah ditemukan di medium antarbintang. Ketika CO bekerja pada logam K pada suhu 80 °C, terbentuk senyawa kristalin yang tidak berwarna dan sangat mudah meledak dengan komposisi K 6 C 6 O 6. Dengan eliminasi kalium, zat ini dengan mudah berubah menjadi karbon monoksida C 6 O 6 (“triquinone”), yang dapat dianggap sebagai produk polimerisasi CO. Strukturnya sesuai dengan cincin beranggota enam yang dibentuk oleh atom karbon, yang masing-masing dihubungkan melalui ikatan rangkap dengan atom oksigen.

Interaksi CO dengan belerang menurut reaksinya:

CO + S = COS + 29 kJ

Ini berjalan cepat hanya pada suhu tinggi. Karbon tioksida yang dihasilkan (O=C=S) adalah gas yang tidak berwarna dan tidak berbau (mp -139, bp -50 °C). Karbon (II) monoksida mampu berikatan langsung dengan logam tertentu. Akibatnya, karbonil logam terbentuk, yang harus dianggap sebagai senyawa kompleks.

Karbon(II) monoksida juga membentuk senyawa kompleks dengan beberapa garam. Beberapa di antaranya (OsCl 2 ·3CO, PtCl 2 ·CO, dll.) hanya stabil dalam larutan. Pembentukan zat terakhir dikaitkan dengan penyerapan karbon monoksida (II) oleh larutan CuCl dalam HCl kuat. Senyawa serupa tampaknya terbentuk dalam larutan amonia CuCl, yang sering digunakan untuk menyerap CO dalam analisis gas.

Kuitansi.

Karbon monoksida terbentuk ketika karbon terbakar tanpa adanya oksigen. Paling sering diperoleh sebagai hasil interaksi karbon dioksida dengan batu bara panas:

BERSAMA 2 + C + 171 kJ = 2 BERSAMA.

Reaksi ini bersifat reversibel, dan kesetimbangannya di bawah 400 °C hampir seluruhnya bergeser ke kiri, dan di atas 1000 °C - ke kanan (Gbr. 7). Namun, ia terbentuk dengan kecepatan nyata hanya pada suhu tinggi. Oleh karena itu, dalam kondisi normal, CO cukup stabil.

Beras. 7. Kesetimbangan CO 2 + C = 2 CO.

Pembentukan CO dari unsur-unsur mengikuti persamaan:

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

Sejumlah kecil CO dapat diperoleh dengan mudah melalui penguraian asam format: HCOOH = H 2 O + CO

Reaksi ini terjadi dengan mudah ketika HCOOH bereaksi dengan asam sulfat kuat yang panas. Dalam prakteknya, persiapan ini dilakukan baik melalui tindakan conc. asam sulfat menjadi HCOOH cair (bila dipanaskan), atau dengan melewatkan uap HCOOH di atas fosfor hemipentaoksida. Interaksi HCOOH dengan asam klorosulfonat menurut skema:

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

Ini sudah bekerja pada suhu normal.

Metode yang mudah untuk produksi CO di laboratorium adalah pemanasan dengan konsentrasi. asam sulfat, asam oksalat atau kalium besi sulfida. Dalam kasus pertama, reaksi berlangsung menurut skema berikut: H 2 C 2 O 4 = CO + CO 2 + H 2 O.

Selain CO, karbon dioksida juga dilepaskan, yang dapat ditahan dengan melewatkan campuran gas melalui larutan barium hidroksida. Dalam kasus kedua, satu-satunya produk gas adalah karbon monoksida:

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.

CO dalam jumlah besar dapat diperoleh melalui pembakaran batubara yang tidak sempurna di tungku khusus - generator gas. Gas generator konvensional (“udara”) rata-rata mengandung (volume %): CO-25, N2-70, CO 2 -4 dan sedikit pengotor gas lainnya. Bila dibakar menghasilkan 3300-4200 kJ per m3. Mengganti udara biasa dengan oksigen menyebabkan peningkatan kandungan CO yang signifikan (dan peningkatan nilai kalor gas).

Bahkan lebih banyak lagi CO yang terkandung dalam gas air, yang (dalam kasus ideal) terdiri dari campuran CO dan H 2 dengan volume yang sama dan menghasilkan 11.700 kJ/m 3 pada pembakaran. Gas ini diperoleh dengan meniupkan uap air melalui lapisan batubara panas, dan pada suhu sekitar 1000 °C interaksi terjadi menurut persamaan:

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

Reaksi pembentukan gas air terjadi dengan penyerapan panas, batubara mendingin secara bertahap dan untuk mempertahankannya dalam keadaan panas, perlu dilakukan pergantian uap air dengan aliran udara (atau oksigen) ke dalam gas. generator. Dalam hal ini, gas air mengandung sekitar CO-44, H 2 -45, CO 2 -5 dan N 2 -6%. Ini banyak digunakan untuk sintesis berbagai senyawa organik.

Gas campuran sering diperoleh. Proses memperolehnya adalah dengan meniupkan udara dan uap air secara bersamaan melalui lapisan batu bara panas, yaitu. kombinasi kedua metode yang dijelaskan di atas - Oleh karena itu, komposisi gas campuran merupakan perantara antara generator dan air. Rata-rata mengandung : CO-30, H 2 -15, CO 2 -5 dan N 2 -50%. Satu meter kubiknya menghasilkan sekitar 5400 kJ ketika dibakar.

Karbon(II) monoksida – BERSAMA

(karbon monoksida, karbon monoksida, karbon monoksida)

Sifat fisik: gas tidak berwarna, beracun, tidak berasa dan tidak berbau, terbakar dengan nyala api kebiruan, lebih ringan dari udara, sulit larut dalam air. Konsentrasi karbon monoksida di udara adalah 12,5-74% eksplosif.

Struktur molekul:

Bilangan oksidasi formal karbon +2 tidak mencerminkan struktur molekul CO, di mana selain ikatan rangkap yang dibentuk oleh pembagian elektron C dan O, terdapat ikatan tambahan yang dibentuk oleh mekanisme donor-akseptor karena ke pasangan elektron bebas oksigen (digambarkan oleh panah):

Dalam hal ini, molekul CO sangat kuat dan hanya mampu melakukan reaksi oksidasi-reduksi pada suhu tinggi. Dalam kondisi normal, CO tidak bereaksi dengan air, basa atau asam.

Kuitansi:

Sumber antropogenik utama karbon monoksida CO saat ini adalah gas buang dari mesin pembakaran internal. Karbon monoksida terbentuk ketika bahan bakar dibakar di mesin pembakaran internal pada suhu yang tidak mencukupi atau sistem pasokan udara tidak diatur dengan baik (oksigen yang disuplai tidak mencukupi untuk mengoksidasi karbon monoksida CO menjadi karbon dioksida CO2). Dalam kondisi alami, di permukaan bumi, karbon monoksida CO terbentuk selama dekomposisi senyawa organik secara anaerobik yang tidak lengkap dan selama pembakaran biomassa, terutama selama kebakaran hutan dan padang rumput.

1) Dalam industri (dalam generator gas):

Video - percobaan "Menghasilkan karbon monoksida"

C + O 2 = CO 2 + 402 kJ

CO 2 + C = 2CO – 175 kJ

Pada generator gas, uap air terkadang dihembuskan melalui batu bara panas:

C + H 2 O = CO + H 2 – Q

campuran CO + H 2 disebut gas sintesis .

2) Di laboratorium- dekomposisi termal asam format atau oksalat dengan adanya H 2 SO 4 (conc.):

HCOOH t˚C, H2SO4 → H2O+CO

H2C2O4 t˚C,H2SO4 → CO + CO 2 + H 2 O

Sifat kimia:

Dalam kondisi normal, CO bersifat inert; saat dipanaskan - agen pereduksi;

CO - oksida yang tidak membentuk garam .

1) dengan oksigen

2 C +2 O + O 2 t ˚ C →2 C +4 O 2

2) dengan oksida logam BERSAMA + Saya x O y = BERSAMA 2 + Aku

C +2 O + CuO t ˚ C →Сu + C +4 O 2

3) dengan klorin (dalam cahaya)

CO + Cl 2 cahaya → COCl 2 (fosgen – gas beracun)

4)* bereaksi dengan lelehan alkali (di bawah tekanan)

CO+NaOHP → HCOONa (natrium format)

Pengaruh karbon monoksida pada organisme hidup:

Karbon monoksida berbahaya karena menghalangi darah membawa oksigen ke organ vital seperti jantung dan otak. Karbon monoksida bergabung dengan hemoglobin, yang membawa oksigen ke sel-sel tubuh, membuat tubuh tidak cocok untuk pengangkutan oksigen. Tergantung pada jumlah yang dihirup, karbon monoksida mengganggu koordinasi, memperburuk penyakit kardiovaskular dan menyebabkan kelelahan, sakit kepala, dan kelemahan. Pengaruh karbon monoksida pada kesehatan manusia bergantung pada konsentrasi dan waktu paparan pada tubuh. Konsentrasi karbon monoksida di udara lebih dari 0,1% menyebabkan kematian dalam waktu satu jam, dan konsentrasi lebih dari 1,2% dalam waktu tiga menit.

Aplikasi karbon monoksida :

Karbon monoksida terutama digunakan sebagai gas mudah terbakar yang dicampur dengan nitrogen, yang disebut generator atau gas udara, atau gas air yang dicampur dengan hidrogen. Dalam metalurgi untuk pengambilan logam dari bijihnya. Untuk mendapatkan logam dengan kemurnian tinggi dari dekomposisi karbonil.

PEMASANGAN

No.1. Lengkapi persamaan reaksi, buatlah keseimbangan elektronik untuk setiap reaksi, tunjukkan proses oksidasi dan reduksi; zat pengoksidasi dan zat pereduksi:

CO2+C=

C+H2O=

CO + O 2 =

No.2. Hitung jumlah energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan 448 liter karbon monoksida menurut persamaan termokimia

KARBON OKSIDA (KARBON MONOKSIDA). Karbon(II) oksida (karbon monoksida) CO, karbon monoksida yang tidak membentuk garam. Ini berarti tidak ada asam yang bersesuaian dengan oksida ini. Karbon monoksida (II) adalah gas tidak berwarna dan tidak berbau yang mencair pada tekanan atmosfer pada suhu –191,5°C dan membeku pada –205°C. Molekul CO memiliki struktur yang mirip dengan molekul N2: keduanya mengandung jumlah yang sama elektron (molekul seperti itu disebut isoelektronik) , atom-atom di dalamnya dihubungkan oleh ikatan rangkap tiga (dua ikatan dalam molekul CO terbentuk karena elektron 2p atom karbon dan oksigen, dan ikatan ketiga dibentuk oleh mekanisme donor-akseptor dengan partisipasi pasangan elektron bebas oksigen dan orbital karbon 2p bebas). Akibatnya, sifat fisik CO dan N2 (titik leleh dan titik didih, kelarutan dalam air, dll) sangat mirip.

Karbon oksida (II) terbentuk selama pembakaran senyawa yang mengandung karbon dengan akses oksigen yang tidak mencukupi, serta ketika batubara panas bersentuhan dengan produk pembakaran sempurna - karbon dioksida: C + CO2 → 2CO. Di laboratorium, CO diperoleh dengan dehidrasi asam format melalui aksi asam sulfat pekat pada asam format cair ketika dipanaskan, atau dengan melewatkan uap asam format melalui P2O5: HCOOH → CO + H2O. CO diperoleh dengan penguraian asam oksalat: H2C2O4 → CO + CO2 + H2O. CO dapat dengan mudah dipisahkan dari gas lain dengan melewatkannya melalui larutan alkali.
Dalam kondisi normal, CO, seperti nitrogen, secara kimiawi bersifat inert. Hanya pada suhu tinggi barulah muncul kecenderungan CO untuk mengalami reaksi oksidasi, adisi, dan reduksi. Jadi, pada suhu tinggi ia bereaksi dengan basa: CO + NaOH → HCOONa, CO + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2. Reaksi ini digunakan untuk menghilangkan CO dari gas industri.

Karbon monoksida (II) adalah bahan bakar berkalori tinggi: pembakaran disertai dengan pelepasan sejumlah besar panas (283 kJ per 1 mol CO). Campuran CO dengan udara meledak bila kandungannya berkisar antara 12 hingga 74%; Untungnya, dalam praktiknya campuran seperti itu sangat jarang ditemukan. Dalam industri, untuk memperoleh CO dilakukan gasifikasi bahan bakar padat. Misalnya, meniupkan uap air melalui lapisan batubara yang dipanaskan hingga 1000oC menyebabkan terbentuknya gas air: C + H2O → CO + H2, yang memiliki nilai kalor sangat tinggi. Namun, pembakaran bukanlah penggunaan gas air yang paling menguntungkan. Dari situ, misalnya, dimungkinkan untuk memperoleh (dengan adanya berbagai katalis di bawah tekanan) campuran hidrokarbon padat, cair dan gas - bahan mentah yang berharga untuk industri kimia (reaksi Fischer-Tropsch). Dari campuran yang sama, memperkayanya dengan hidrogen dan menggunakan katalis yang diperlukan, alkohol, aldehida, dan asam dapat diperoleh. Yang paling penting adalah sintesis metanol: CO + 2H2 → CH3OH - bahan baku terpenting untuk sintesis organik, oleh karena itu reaksi ini dilakukan secara industri dalam skala besar.

Reaksi dimana CO sebagai zat pereduksi dapat ditunjukkan dengan contoh reduksi besi dari bijih selama proses tanur sembur: Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2. Reduksi oksida logam dengan karbon(II) oksida sangat penting dalam proses metalurgi.

Molekul CO dicirikan oleh reaksi adisi pada logam transisi dan senyawanya dengan pembentukan senyawa kompleks - karbonil. Contohnya termasuk karbonil logam cair atau padat Fe(CO)4, Fe(CO)5, Fe2(CO)9, Ni(CO)4, Cr(CO)6, dll. Ini adalah zat yang sangat beracun yang jika dipanaskan akan terurai kembali menjadi logam dan CO. Dengan cara ini Anda bisa mendapatkan bubuk logam dengan kemurnian tinggi. Terkadang “noda” logam terlihat pada pembakar kompor gas; ini merupakan konsekuensi dari pembentukan dan pembusukan besi karbonil. Saat ini, ribuan karbonil logam berbeda telah disintesis, selain mengandung CO, ligan anorganik dan organik, misalnya PtCl2(CO), K3, Cr(C6H5Cl)(CO)3.

CO juga dicirikan oleh reaksi senyawa dengan klorin, yang terjadi dalam cahaya pada suhu kamar dengan pembentukan fosgen yang sangat beracun: CO + Cl2 → COCl2. Reaksi ini merupakan reaksi berantai, mengikuti mekanisme radikal dengan partisipasi atom klor dan radikal bebas COCl. Meskipun toksisitasnya, fosgen banyak digunakan untuk sintesis banyak senyawa organik.

Karbon monoksida (II) adalah racun yang kuat, karena membentuk kompleks kuat dengan molekul aktif biologis yang mengandung logam; ini mengganggu respirasi jaringan. Sel-sel sistem saraf pusat sangat terpengaruh. Pengikatan atom CO dengan Fe(II) dalam hemoglobin darah mencegah pembentukan oksihemoglobin, yang membawa oksigen dari paru-paru ke jaringan. Bahkan ketika udara mengandung 0,1% CO, gas ini menggantikan setengah oksigen dari oksihemoglobin. Dengan adanya CO, kematian akibat sesak napas dapat terjadi bahkan ketika terdapat oksigen dalam jumlah besar. Oleh karena itu, CO disebut karbon monoksida. Pada orang yang “tertekan”, otak dan sistem saraflah yang paling terkena dampaknya. Untuk keselamatan, pertama-tama Anda membutuhkan udara bersih yang tidak mengandung CO (atau, lebih baik lagi, oksigen murni), sementara CO yang terikat pada hemoglobin secara bertahap digantikan oleh molekul O2 dan mati lemas pun hilang. Konsentrasi CO harian rata-rata maksimum yang diizinkan di udara atmosfer adalah 3 mg/m3 (sekitar 3,10–5%), di udara area kerja – 20 mg/m3.

Biasanya kandungan CO di atmosfer tidak melebihi 10–5%. Gas ini masuk ke udara sebagai bagian dari gas vulkanik dan rawa, bersama dengan sekresi plankton dan mikroorganisme lainnya. Dengan demikian, 220 juta ton CO dilepaskan ke atmosfer setiap tahunnya dari lapisan permukaan laut. Konsentrasi CO di tambang batubara tinggi. Banyak karbon monoksida dihasilkan selama kebakaran hutan. Peleburan setiap juta ton baja disertai dengan pembentukan 300–400 ton CO. Secara total, pelepasan CO teknogenik ke udara mencapai 600 juta ton per tahun, lebih dari separuhnya berasal dari kendaraan bermotor. Jika karburator tidak disetel, gas buang bisa mengandung CO hingga 12%! Oleh karena itu, sebagian besar negara telah menerapkan standar ketat untuk kandungan CO dalam knalpot mobil.

Pembentukan CO selalu terjadi selama pembakaran senyawa yang mengandung karbon, termasuk kayu, dengan akses oksigen yang tidak mencukupi, serta ketika batubara panas bersentuhan dengan karbon dioksida: C + CO2 → 2CO. Proses serupa juga terjadi di oven desa. Oleh karena itu, menutup cerobong kompor sebelum waktunya untuk menghemat panas sering kali menyebabkan keracunan karbon monoksida. Kita tidak boleh berpikir bahwa penduduk kota yang tidak memanaskan kompornya kebal terhadap keracunan CO; Misalnya, mudah bagi mereka untuk keracunan di garasi yang berventilasi buruk di mana mobil diparkir dengan mesin menyala. CO juga terdapat pada hasil pembakaran gas alam di dapur. Banyak kecelakaan penerbangan di masa lalu disebabkan oleh keausan mesin atau penyesuaian yang buruk, yang memungkinkan CO masuk ke kokpit dan meracuni awak pesawat. Bahaya ini diperparah oleh fakta bahwa CO tidak dapat dideteksi melalui penciuman; dalam hal ini, karbon monoksida lebih berbahaya daripada klorin!

Karbon monoksida (II) praktis tidak diserap oleh karbon aktif dan oleh karena itu masker gas biasa tidak melindungi dari gas ini; Untuk menyerapnya, diperlukan kartrid hopcalite tambahan yang mengandung katalis yang “membakar” CO menjadi CO2 dengan bantuan oksigen atmosfer. Semakin banyak mobil penumpang kini dilengkapi dengan katalis afterburning, meskipun mahalnya biaya katalis yang berbahan dasar logam platinum.

Sifat fisik karbon monoksida (karbon monoksida CO) pada tekanan atmosfer normal dianggap bergantung pada suhu pada nilai negatif dan positif.

Dalam tabel Sifat fisik CO berikut disajikan: kepadatan karbon monoksida ρ , kapasitas panas spesifik pada tekanan konstan C hal, koefisien konduktivitas termal λ dan viskositas dinamis μ .

Tabel pertama menunjukkan densitas dan kapasitas panas spesifik karbon monoksida CO pada kisaran suhu -73 hingga 2727°C.

Tabel kedua memberikan nilai sifat fisik karbon monoksida seperti konduktivitas termal dan viskositas dinamisnya dalam kisaran suhu dari minus 200 hingga 1000°C.

Kepadatan karbon monoksida, seperti , sangat bergantung pada suhu - ketika karbon monoksida CO dipanaskan, kepadatannya menurun. Misalnya, pada suhu kamar, massa jenis karbon monoksida adalah 1,129 kg/m3, tetapi dalam proses pemanasan hingga suhu 1000°C, massa jenis gas ini berkurang 4,2 kali lipat - menjadi 0,268 kg/m 3.

Dalam kondisi normal (suhu 0°C), karbon monoksida memiliki massa jenis 1,25 kg/m 3. Jika kita membandingkan massa jenisnya dengan gas umum lainnya, maka massa jenis karbon monoksida relatif terhadap udara kurang penting - karbon monoksida lebih ringan daripada udara. Ia juga lebih ringan dari argon, namun lebih berat dari nitrogen, hidrogen, helium dan gas ringan lainnya.

Panas jenis karbon monoksida dalam kondisi normal adalah 1040 J/(kg derajat). Ketika suhu gas ini meningkat, kapasitas panas spesifiknya meningkat. Misalnya, pada 2727°C nilainya adalah 1329 J/(kg derajat).

Konduktivitas termal karbon monoksida dalam kondisi normal adalah 0,02326 W/(m derajat). Nilai ini meningkat seiring meningkatnya suhu dan pada 1000°C menjadi sama dengan 0,0806 W/(m derajat). Perlu dicatat bahwa konduktivitas termal karbon monoksida sedikit lebih kecil dari nilai y ini.

Viskositas dinamis karbon monoksida pada suhu kamar adalah 0,0246·10 -7 Pa·s. Ketika karbon monoksida dipanaskan, viskositasnya meningkat. Jenis ketergantungan viskositas dinamis pada suhu diamati pada . Perlu diperhatikan bahwa karbon monoksida lebih kental dibandingkan uap air dan karbon dioksida CO 2, namun memiliki viskositas yang lebih rendah dibandingkan dengan nitrogen oksida NO dan udara.