Monoksidi i karbonit Monoksidi i karbonit (CO) është një gaz pa ngjyrë, pa erë, pa shije që është pak më pak i dendur se ajri. Është toksik për kafshët që prodhojnë hemoglobinë (përfshirë njerëzit) në përqendrime mbi rreth 35 ppm, megjithëse prodhohet gjithashtu në metabolizmin normal të kafshëve në sasi të vogla, dhe besohet se ka disa funksione normale biologjike. Në atmosferë, ai është i ndryshueshëm nga pikëpamja hapësinore dhe shpërbëhet shpejt, dhe ka një rol në formimin e ozonit në nivelin e tokës. Monoksidi i karbonit përbëhet nga një atom karboni dhe një atom oksigjeni të lidhur nga një lidhje e trefishtë, e cila përbëhet nga dy lidhje kovalente si dhe nga një lidhje kovalente dative. Ky është monoksidi më i thjeshtë i karbonit. Ai është izoelektronik me anionin cianid, kationin e nitrosoniumit dhe azotin molekular. Në komplekset e koordinimit, ligandi i monoksidit të karbonit quhet karbonil.

Histori

Aristoteli (384-322 p.e.s.) përshkroi për herë të parë procesin e djegies së qymyrit, i cili çon në formimin e tymrave toksikë. Në kohët e lashta, ekzistonte një metodë ekzekutimi - mbyllja e kriminelit në një banjë me thëngjij që digjen. Megjithatë, në atë kohë mekanizmi i vdekjes ishte i paqartë. Mjeku grek Galen (129-199 pas Krishtit) sugjeroi se kishte një ndryshim në përbërjen e ajrit, i cili shkaktonte dëm për njerëzit nëse thithej. Në 1776, kimisti francez de Lassonne prodhoi CO duke ngrohur oksidin e zinkut me koks, por shkencëtari gabimisht arriti në përfundimin se produkti i gaztë ishte hidrogjen sepse digjej me një flakë blu. Gazi u identifikua si një përbërës që përmban karbon dhe oksigjen nga kimisti skocez William Cumberland Cruikshank në 1800. Toksiciteti i tij tek qentë u studiua tërësisht nga Claude Bernard rreth vitit 1846. Gjatë Luftës së Dytë Botërore, një përzierje gazi duke përfshirë monoksidin e karbonit u përdor për të ruajtur mekanikën automjeteve, që vepronte në disa pjesë të botës ku benzina dhe nafta ishin të pakta. U instaluan gazifikues të jashtëm (me disa përjashtime) me qymyr ose me prejardhje druri dhe një përzierje e azotit atmosferik, monoksidit të karbonit dhe sasive të vogla të gazeve të tjera të gazifikimit u fut në mikserin e gazit. Përzierje gazi Produkti që rezulton nga ky proces njihet si gaz druri. Monoksidi i karbonit është përdorur gjithashtu në në shkallë të gjerë gjatë Holokaustit në disa gjermanisht Kampet naziste vdekje, më e dukshme në furgonët me gaz në Chelmno dhe në programin e vrasjes së "eutanazisë" T4.

Burimet

Monoksidi i karbonit formohet gjatë oksidimit të pjesshëm të përbërjeve që përmbajnë karbon; ajo formohet kur nuk ka oksigjen të mjaftueshëm për të formuar dioksid karboni (CO2), si për shembull kur përdorni një sobë ose motor djegia e brendshme, në një hapësirë ​​të mbyllur. Në prani të oksigjenit, duke përfshirë përqendrimet atmosferike, monoksidi i karbonit digjet me një flakë blu, duke prodhuar dioksid karboni. Gazi i qymyrit, i cili u përdor gjerësisht deri në vitet 1960 për ndriçimin e brendshëm, gatimin dhe ngrohjen, përmbante monoksid karboni si një përbërës i rëndësishëm i karburantit. Disa procese në teknologji moderne operacione të tilla si shkrirja e hekurit ende prodhojnë monoksid karboni si nënprodukt. Në të gjithë botën, burimet më të mëdha të monoksidit të karbonit janë burimet natyrore, për shkak të fotos reaksionet kimike në troposferë, të cilat gjenerojnë rreth 5 × 1012 kg monoksid karboni në vit. Të tjera burimet natyrore CO-të përfshijnë vullkanet, zjarret në pyje dhe forma të tjera djegieje. Në biologji, monoksidi i karbonit prodhohet natyrshëm nga veprimi i hemoksigjenazës 1 dhe hemit 2 nga shpërbërja e hemoglobinës. Ky proces prodhon një sasi të caktuar karboksihemoglobine tek njerëzit normalë, edhe nëse ata nuk thithin monoksid karboni. Që nga raportimi i parë se monoksidi i karbonit është një neurotransmetues normal në 1993, si dhe një nga tre gazrat që rregullojnë natyrshëm përgjigjet inflamatore në trup (dy të tjerët janë oksidi nitrik dhe sulfidi i hidrogjenit), monoksidi i karbonit ka marrë vëmendje e madhe shkencëtarët si një rregullator biologjik. Në shumë inde, të tre gazrat veprojnë si agjentë anti-inflamatorë, vazodilatorë dhe nxitës të rritjes neovaskulare. Provat klinike janë në vazhdim me sasi të vogla të monoksidit të karbonit si a bar. Megjithatë, sasitë e tepërta të monoksidit të karbonit shkaktojnë helmim nga monoksidi i karbonit.

Vetitë molekulare

Monoksidi i karbonit ka peshë molekulare 28.0, duke e bërë atë pak më të lehtë se ajri, pesha mesatare molekulare e të cilit është 28.8. Sipas ligjit ideal të gazit, CO prandaj ka një densitet më të ulët se ajri. Gjatësia e lidhjes midis një atomi karboni dhe një atomi oksigjeni është 112.8 pm. Kjo gjatësi lidhjeje është në përputhje me një lidhje të trefishtë si në azotin molekular (N2), i cili ka një gjatësi lidhjeje të ngjashme dhe pothuajse të njëjtën peshë molekulare. Lidhjet e dyfishta karbon-oksigjen janë shumë më të gjata, për shembull 120.8 m për formaldehidin. Pika e vlimit (82 K) dhe pika e shkrirjes (68 K) janë shumë të ngjashme me N2 (77 K dhe 63 K, respektivisht). Energjia e shkëputjes së lidhjes prej 1072 kJ/mol është më e fortë se ajo e N2 (942 kJ/mol) dhe përfaqëson lidhjen kimike më të fortë të njohur. Gjendja bazë e elektroneve të monoksidit të karbonit është e vetme, pasi nuk ka elektrone të paçiftuar.

Momenti i lidhjes dhe dipolit

Karboni dhe oksigjeni së bashku kanë, në total, 10 elektrone në shtresën e valencës. Duke ndjekur rregullin e oktetit për karbonin dhe oksigjenin, dy atomet formojnë një lidhje të trefishtë, me gjashtë elektrone të përbashkëta në tre orbitalet molekulare të lidhjes, në vend të zakonshme. lidhje e dyfishtë, si komponimet organike karbonil. Meqenëse katër nga elektronet e përbashkëta vijnë nga atomi i oksigjenit dhe vetëm dy nga karboni, një orbitale lidhëse është e zënë nga dy elektrone nga atomet e oksigjenit, duke formuar një lidhje dative ose dipole. Kjo çon në një polarizim C←O të molekulës, me pak ngarkesë negative në karbon dhe një ngarkesë të vogël pozitive në oksigjen. Dy orbitalet e tjera lidhëse zënë secila një elektron nga karboni dhe një nga oksigjeni, duke formuar (polare) lidhje kovalente me polarizimin e kundërt C → O, pasi oksigjeni është më elektronegativ se karboni. Në monoksidin e lirë të karbonit, ngarkesa negative neto δ- mbetet në fund të karbonit, dhe molekula ka pak moment dipol 0,122 D. Kështu, molekula është asimetrike: oksigjeni ka më shumë densitet elektron se karboni, dhe gjithashtu një densitet të vogël ngarkesë pozitive, krahasuar me karbonin, i cili është negativ. Në të kundërt, molekula izoelektronike e dinitrogjenit nuk ka moment dipoli. Nëse monoksidi i karbonit vepron si një ligand, polariteti i dipolit mund të ndryshojë me një ngarkesë negative neto në skajin e oksigjenit, në varësi të strukturës së kompleksit të koordinimit.

Polariteti i lidhjes dhe gjendja e oksidimit

Teorike dhe studime eksperimentale tregojnë se pavarësisht elektronegativitetit më të madh të oksigjenit, momenti dipol vjen nga skaji më negativ i karbonit në skajin më pozitiv të oksigjenit. Këto tre lidhje janë në të vërtetë lidhje kovalente polare që janë shumë të polarizuara. Polarizimi i llogaritur në atomin e oksigjenit është 71% për lidhjen σ dhe 77% për të dy lidhjet π. Gjendja e oksidimit të karbonit në monoksid karboni në secilën prej këtyre strukturave është +2. Ai llogaritet si më poshtë: të gjitha elektronet lidhëse konsiderohen se i përkasin atomeve më elektronegative të oksigjenit. Vetëm dy elektrone jo-lidhëse në karbon i caktohen karbonit. Me këtë llogaritje, karboni ka vetëm dy elektron valencë në një molekulë krahasuar me katër në një atom të lirë.

Vetitë biologjike dhe fiziologjike

Toksiciteti

Helmimi nga monoksidi i karbonit është lloji më i zakonshëm i helmimit fatal të ajrit në shumë vende. Monoksidi i karbonit është një substancë pa ngjyrë, pa erë, pa shije, por shumë toksike. Ai kombinohet me hemoglobinën për të prodhuar karboksihemoglobinë, e cila "uzurpon" një vend në hemoglobinë që normalisht mbart oksigjen, por është i paefektshëm në dërgimin e oksigjenit në indet e trupit. Përqendrimet deri në 667 ppm mund të bëjnë që deri në 50% e hemoglobinës së trupit të shndërrohet në karboksihemoglobinë. Një nivel i karboksihemoglobinës prej 50% mund të çojë në konvulsione, koma dhe vdekje. Në Shtetet e Bashkuara, Departamenti i Punës kufizon ekspozimin afatgjatë në vendin e punës ndaj monoksidit të karbonit në 50 pjesë për milion. Gjatë një periudhe të shkurtër kohore, thithja e monoksidit të karbonit është kumulative, pasi gjysma e jetës së tij është rreth 5 orë në ajër të pastër. Simptomat më të zakonshme të helmimit nga monoksidi i karbonit mund të jenë të ngjashme me llojet e tjera të helmimeve dhe infeksioneve, dhe përfshijnë simptoma të tilla si dhimbje koke, të përzier, të vjella, marramendje, lodhje dhe ndjenjë të dobët. Familjet e prekura shpesh besojnë se janë viktima të helmimit nga ushqimi. Foshnjat mund të jenë të irrituar dhe të hanë keq. Simptomat neurologjike përfshijnë konfuzionin, çorientimin, shikimin e paqartë, sinkopën (humbjen e vetëdijes) dhe krizat. Disa përshkrime të helmimit nga monoksidi i karbonit përfshijnë hemorragjinë e retinës, si dhe një ngjyrë jonormale të kuqe-qershi të gjakut. Në shumicën e diagnozave klinike, këto shenja vërehen rrallë. Një nga vështirësitë me dobinë e këtij efekti "qershie" është se ai korrigjon, ose maskon, përndryshe i pashëndetshëm. pamjen, meqenëse efekti kryesor i heqjes së hemoglobinës venoze është që personi i mbytur të duket më normal, ose njeri i vdekur shfaqet i gjallë, i ngjashëm me efektin e ngjyrave të kuqe në përbërjen balsamuese. Ky efekt ngjyrosës në indet e helmuara me CO pa oksigjen është për shkak të përdorim komercial monoksidi i karbonit kur ngjyrosni mishin. Monoksidi i karbonit lidhet gjithashtu me molekula të tjera si mioglobina dhe oksidaza e citokromit mitokondrial. Ekspozimi ndaj monoksidit të karbonit mund të shkaktojë dëme të konsiderueshme në zemër dhe në qendër sistemi nervor, veçanërisht në globus pallidus, shpesh shoqërohet me gjendje patologjike kronike afatgjatë. Monoksidi i karbonit mund të ketë serioze pasojat e pafavorshme për fetusin e një gruaje shtatzënë.

Fiziologji normale e njeriut

Monoksidi i karbonit prodhohet natyrshëm në trupin e njeriut si një molekulë sinjalizuese. Kështu, monoksidi i karbonit mund të ketë rol fiziologjik në trup si një neurotransmetues ose relaksues i enëve të gjakut. Për shkak të rolit të monoksidit të karbonit në trup, shoqërohen me çrregullime në metabolizmin e tij sëmundje të ndryshme, duke përfshirë neurodegjenerimin, hipertensionin, dështimin e zemrës dhe inflamacionin.

CO funksionon si një molekulë sinjalizuese endogjene.

CO modulon funksionet kardiovaskulare

CO pengon grumbullimin dhe ngjitjen e trombociteve

CO mund të ketë një rol si një agjent potencial terapeutik

Mikrobiologjia

Monoksidi i karbonit është medium ushqyes për arkeat metanogjene, një bllok ndërtimi për koenzimën acetil A. Kjo është një temë për zonë e re kimia bioorganometrike. Kështu, mikroorganizmat ekstremofile mund të metabolizojnë monoksidin e karbonit në vende të tilla si shfrynjet termike të vullkaneve. Në bakteret, monoksidi i karbonit prodhohet nga reduktimi i dioksidit të karbonit nga enzima dehidrogjenaza e monoksidit të karbonit, një proteinë që përmban Fe-Ni-S. CooA është një proteinë e receptorit të monoksidit të karbonit. Shtrirja e aktivitetit të tij biologjik është ende e panjohur. Mund të jetë pjesë e një rruge sinjalizimi në baktere dhe arkea. Prevalenca e tij tek gjitarët nuk është vërtetuar.

Prevalenca

Monoksidi i karbonit ndodh në një sërë mjedisesh natyrore dhe artificiale.

Monoksidi i karbonit është i pranishëm në sasi të vogla në atmosferë, kryesisht si produkt aktiviteti vullkanik, por është gjithashtu produkt i zjarreve natyrore dhe të shkaktuara nga njeriu (për shembull, zjarret në pyje, djegia e mbetjeve të bimëve dhe djegia e kallam sheqerit). Djegia e lëndëve djegëse fosile gjithashtu kontribuon në formimin e monoksidit të karbonit. Monoksidi i karbonit ndodh i tretur në shkëmbinjtë vullkanikë të shkrirë në presione të larta në mantelin e Tokës. Për shkak se burimet natyrore të monoksidit të karbonit janë të ndryshueshme, është jashtëzakonisht e vështirë të maten me saktësi emetimet natyrore të gazit. Monoksidi i karbonit po dekompozohet me shpejtësi gazi serrë, dhe gjithashtu shfaq forcë indirekte rrezatuese duke rritur përqendrimet e metanit dhe ozonit troposferik përmes reaksioneve kimike me përbërës të tjerë atmosferikë (p.sh. radikal hidroksil, OH) që përndryshe do t'i shkatërronin ato. Nëpërmjet proceseve natyrore në atmosferë, ai përfundimisht oksidohet në dioksid karboni. Monoksidi i karbonit është jetëshkurtër në atmosferë (që zgjat mesatarisht rreth dy muaj) dhe ka një përqendrim të ndryshueshëm hapësinor. Në atmosferën e Venusit, monoksidi i karbonit krijohet nga fotodissociimi i dioksidit të karbonit rrezatimi elektromagnetik me një gjatësi vale më të shkurtër se 169 nm. Për shkak të qëndrueshmërisë së tij të gjatë në troposferën e mesme, monoksidi i karbonit përdoret gjithashtu si gjurmues transporti për shtëllungat e substancave të dëmshme.

Ndotja urbane

Monoksidi i karbonit është një ndotës i përkohshëm i ajrit në disa zona urbane, kryesisht nga gypat e shkarkimit të motorëve me djegie të brendshme (përfshirë automjetet, gjeneratorët portativë dhe në gatishmëri, kositësit e lëndinës, lavatriçet, etj.) dhe nga djegia jo e plotë e lëndëve djegëse të tjera të ndryshme (përfshirë drurin, qymyr, qymyr druri, naftë, parafinë, propan, gaz natyror dhe mbeturina). Ndotje e madhe CO mund të vërehet nga hapësira mbi qytete.

Roli në formimin e ozonit në nivel tokësor

Monoksidi i karbonit, së bashku me aldehidet, është pjesë e një serie ciklesh reaksionesh kimike që formojnë smogun fotokimik. Ai reagon me një radikal hidroksil (OH) për të prodhuar ndërmjetësin radikal HOCO, i cili shpejt transferon hidrogjenin radikal në O2 për të formuar një radikal peroksid (HO2) dhe dioksid karboni (CO2). Radikali i peroksidit më pas reagon me oksidin nitrik (NO) për të formuar dioksidin e azotit (NO2) dhe radikalin hidroksil. NO 2 prodhon O(3P) përmes fotolizës, duke formuar kështu O3 pas reagimit me O2. Meqenëse radikali hidroksil formohet gjatë formimit të NO2, balanca e sekuencës së reaksioneve kimike duke filluar me monoksidin e karbonit rezulton në formimin e ozonit: CO + 2O2 + hν → CO2 + O3 (ku hn i referohet fotonit të dritës së absorbuar nga molekula NO2 në sekuencë) Edhe pse krijimi i NO2 është një hap i rëndësishëm që çon në formimin e ozonit nivel të ulët, gjithashtu rrit sasinë e ozonit në një mënyrë tjetër, disi ekskluzive reciproke, duke reduktuar sasinë e NO që është në dispozicion për të reaguar me ozonin.

Ndotja e ajrit të brendshëm

Në mjedise të mbyllura, përqendrimet e monoksidit të karbonit mund të rriten lehtësisht në nivele vdekjeprurëse. Mesatarisht, në Shtetet e Bashkuara çdo vit nga automjetet jo motorike mallrat e konsumit duke prodhuar monoksid karboni, 170 njerëz vdesin. Megjithatë, sipas Departamentit të Shëndetit të Floridës, "më shumë se 500 amerikanë vdesin çdo vit nga ekspozimi aksidental ndaj monoksidit të karbonit dhe mijëra të tjerë në Shtetet e Bashkuara kërkojnë trajtim urgjent mjekësor për helmim jofatal nga monoksidi i karbonit". Këto produkte përfshijnë pajisje me djegie të karburantit me defekt si furrat, poligonet, ngrohësit e ujit dhe ngrohësit e dhomës me gaz dhe vajguri; pajisje të drejtuara mekanikisht si gjeneratorë portativë; zjarrit; dhe qymyr druri, i cili digjet në shtëpi dhe hapësira të tjera të brendshme. Shoqata Amerikane e Qendrave të Kontrollit të Helmimeve (AAPCC) raportoi 15,769 raste të helmimit nga monoksidi i karbonit që rezultuan në 39 vdekje në 2007. Në vitin 2005, CPSC raportoi 94 vdekje të lidhura me helmimin me monoksid karboni nga një gjenerator. Dyzet e shtatë nga këto vdekje ndodhën gjatë ndërprerjeve të energjisë elektrike për shkak të motit të rëndë, duke përfshirë uraganin Katrina. Megjithatë, njerëzit po vdesin nga helmimi nga monoksidi i karbonit i prodhuar nga produkte jo ushqimore, të tilla si makinat, të mbetura në punë në garazhe të bashkangjitura në shtëpitë e tyre. Qendrat për Kontrollin dhe Parandalimin e Sëmundjeve raportojnë se disa mijëra njerëz shkojnë në dhomën e urgjencës çdo vit për helmim nga monoksidi i karbonit.

Prania në gjak

Monoksidi i karbonit absorbohet përmes frymëmarrjes dhe hyn në qarkullimin e gjakut përmes shkëmbimit të gazit në mushkëri. Ai gjithashtu prodhohet gjatë metabolizmit të hemoglobinës dhe hyn në gjak nga indet, dhe kështu është i pranishëm në të gjitha indet normale, edhe nëse nuk merret në trup përmes frymëmarrjes. Nivelet normale të monoksidit të karbonit që qarkullojnë në gjak variojnë nga 0% në 3%, dhe janë më të larta te duhanpirësit. Nivelet e monoksidit të karbonit nuk mund të vlerësohen përmes një ekzaminimi fizik. Testimi laboratorik kërkon një mostër gjaku (arteriale ose venoze) dhe një test laboratorik të CO-oksimetrit. Përveç kësaj, karboksihemoglobina joinvazive (SPCO) me oksimetri pulsuese të CO është më efektive se metodat invazive.

Astrofizika

Jashtë Tokës, monoksidi i karbonit është molekula e dytë më e bollshme në mjedisin ndëryjor, pas hidrogjenit molekular. Për shkak të asimetrisë së saj, molekula e monoksidit të karbonit prodhon shumë më të ndritshme vijat spektrale sesa një molekulë hidrogjeni, duke e bërë CO shumë më të lehtë për t'u zbuluar. Ndëryjor CO u zbulua për herë të parë duke përdorur teleskopë radio në 1970. Aktualisht është treguesi më i përdorur i gazit molekular në mjedisin ndëryjor të galaktikave dhe hidrogjeni molekular mund të zbulohet vetëm duke përdorur dritën ultravjollcë, gjë që kërkon teleskopët hapësinorë. Vëzhgimet e monoksidit të karbonit ofrojnë shumica e informacion rreth reve molekulare në të cilat formohen shumica e yjeve. Beta Pictoris, ylli i dytë më i ndritshëm në yjësinë Pictor, shfaq një tepricë rrezatimi infra të kuqe krahasuar me yjet normalë të llojit të tij, që është për shkak të sasisë së madhe të pluhurit dhe gazit (përfshirë monoksidin e karbonit) pranë yllit.

Prodhimi

Shumë metoda janë zhvilluar për të prodhuar monoksid karboni.

Prodhim industrial

Kryesor burim industrial CO është një gaz gjenerues, një përzierje që përmban kryesisht monoksid karboni dhe azot, i formuar kur karboni digjet në ajër në temperatura të larta kur ka një tepricë karboni. Në furrë, ajri kalon përmes një shtrati koksi. CO2 i prodhuar fillimisht balancohet me qymyrin e mbetur të nxehtë për të prodhuar CO2. Reagimi i CO2 me karbonin për të prodhuar CO përshkruhet si reaksioni Boudoir. Në temperatura mbi 800°C, CO është produkti mbizotërues:

CO2 + C → 2 CO (ΔH = 170 kJ/mol)

Një burim tjetër është "gazi i ujit", një përzierje e hidrogjenit dhe monoksidit të karbonit të prodhuar nga reaksioni endotermik i avullit dhe karbonit:

H2O + C → H2 + CO (ΔH = +131 kJ/mol)

Të tjera "singaza" të ngjashme mund të prodhohen nga gazi natyror dhe lëndë djegëse të tjera. Monoksidi i karbonit është gjithashtu një nënprodukt i reduktimit të xeheve të oksidit të metalit me karbon:

MO + C → M + CO

Monoksidi i karbonit prodhohet gjithashtu nga oksidimi i drejtpërdrejtë i karbonit në një sasi të kufizuar oksigjeni ose ajri.

2C (s) + O 2 → 2СО (g)

Meqenëse CO është një gaz, procesi i rimëkëmbjes mund të kontrollohet me ngrohje, duke përdorur entropinë pozitive (të favorshme) të reaksionit. Diagrami Ellingham tregon se formimi i CO favorizohet mbi CO2 në temperatura të larta.

Përgatitja në laborator

Monoksidi i karbonit mund të merret lehtësisht në laborator me dehidrim acid formik ose acid oksalik, për shembull, duke përdorur acid sulfurik të koncentruar. Një mënyrë tjetër është ngrohja përzierje homogjene metal zink pluhur dhe karbonat kalciumi, i cili çliron CO dhe lë oksid zinku dhe oksid kalciumi:

Zn + CaCO3 → ZnO + CaO + CO

Nitrati i argjendit dhe jodoformi gjithashtu prodhojnë monoksid karboni:

CHI3 + 3AgNO3 + H2O → 3HNO3 + CO + 3AgI

Kimia e koordinimit

Shumica e metaleve formojnë komplekse koordinimi që përmbajnë monoksid karboni të lidhur në mënyrë kovalente. Vetëm metalet në gjendje më të ulët oksidimi do të kombinohen me ligandët e monoksidit të karbonit. Kjo për shkak se nevojitet densitet i mjaftueshëm elektron për të lehtësuar dhurimin e kundërt nga orbitalja metalike DXZ, në π* orbitale molekulare nga SO. Çifti i vetëm në atomin e karbonit në CO dhuron gjithashtu densitetin e elektronit në dx²-y² në metal për të formuar një lidhje sigma. Ky dhurim elektroni manifestohet edhe nga efekti cis, ose labilizimi i ligandëve të CO në pozicionin cis. Karbonili i nikelit, për shembull, formohet nga kombinimi i drejtpërdrejtë i monoksidit të karbonit dhe metalit të nikelit:

Ni + 4 CO → Ni (CO) 4 (1 bar, 55 °C)

Për këtë arsye, nikeli në tub ose një pjesë e tij nuk duhet të jetë në kontakt të zgjatur me monoksidin e karbonit. Karbonili i nikelit zbërthehet lehtësisht në Ni dhe CO kur është në kontakt me sipërfaqet e nxehta, dhe kjo metodë përdoret për pastrimin industrial të nikelit në procesin Mond. Në karbonilin e nikelit dhe karbonilet e tjera, çifti elektronik në karbon ndërvepron me metalin; monoksidi i karbonit dhuron çift ​​elektronik metalike. Në situata të tilla, monoksidi i karbonit quhet ligand karbonil. Një nga karbonilet më të rëndësishme të metaleve është pentakarbonili i hekurit, Fe(CO)5. Për shembull, trikloruri i iridiumit dhe trifenilfosfina reagojnë në zierjen e 2-metoksietanolit ose DMF për të prodhuar IrCl(CO) (PPh3)2 në kiminë e koordinimit zakonisht studiohen duke përdorur spektroskopinë infra të kuqe.

Kimi organike dhe kimia e grupeve kryesore të elementeve

Në prani acide të forta dhe uji, monoksidi i karbonit reagon me alkenet për të formuar acidet karboksilike në një proces të njohur si reagimet Koch-Haaf. Në reaksionin Guttermann-Koch, arenet shndërrohen në derivate të benzaldehidit në prani të AlCl3 dhe HCl. Litium komponimet organike(për shembull, butilitiumi) reagojnë me monoksid karboni, por këto reaksione kanë pak zbatim shkencor. Edhe pse CO reagon me karbokacionet dhe karbanionet, ai është relativisht joreaktiv ndaj përbërjeve organike pa ndërhyrjen e katalizatorëve metalikë. Me reaktantët nga grupi kryesor, CO pëson disa reagime të dukshme. Klorifikimi i CO është një proces industrial që rezulton në formimin e përbërjes së rëndësishme të fosgjenit. Me boranin, CO formon një addukt, H3BCO, i cili është izoelektronik me acilium + kation. CO reagon me natriumin për të krijuar produkte që rrjedhin nga Lidhjet S-S. Përbërjet ciklohexahegekson ose triquinoyl (C6O6) dhe ciklopentanepenton ose acid leukonik (C5O5), të cilat deri më tani janë marrë vetëm në sasi të vogla, mund të konsiderohen si polimere të monoksidit të karbonit. Në presione më të mëdha se 5 GPa, monoksidi i karbonit shndërrohet në një polimer të ngurtë të karbonit dhe oksigjenit. Është metastabil në presionin atmosferik, por është një eksploziv i fuqishëm.

Përdorimi

Industria kimike

Monoksidi i karbonit është një gaz industrial që ka shumë përdorime në prodhimin e kimikateve me shumicë. Sasi të mëdha aldehidesh prodhohen nga reaksioni i hidroformilimit të alkeneve, monoksidit të karbonit dhe H2. Hidroformilimi në procesin Shell bën të mundur krijimin e prekursorëve të detergjentit. Fosgjeni, i dobishëm për prodhimin e izocianateve, polikarbonateve dhe poliuretaneve, prodhohet nga kalimi i monoksidit të karbonit të pastruar dhe gaz klor përmes një shtrese karboni aktiv poroz, i cili shërben si katalizator. Prodhimi botëror i këtij kompleksi në vitin 1989 u vlerësua në 2.74 milion ton.

CO + Cl2 → COCl2

Metanoli prodhohet nga hidrogjenizimi i monoksidit të karbonit. Në një reagim të lidhur, hidrogjenizimi i monoksidit të karbonit përfshin formimin e një lidhjeje C-C, si në procesin Fischer-Tropsch, ku monoksidi i karbonit hidrogjenizohet në lëndë djegëse hidrokarbure të lëngshme. Kjo teknologji lejon shndërrimin e qymyrit ose biomasës në karburant dizel. Në procesin Monsanto, monoksidi i karbonit dhe metanoli reagojnë në prani të një katalizatori rodium dhe acidit hidrojodik homogjen për të formuar acid acetik. Ky proces është përgjegjës për shumicën e prodhimit industrial të acidit acetik. Në një shkallë industriale, monoksidi i pastër i karbonit përdoret për të pastruar nikelin në procesin Mond.

Ngjyrosja e mishit

Monoksidi i karbonit përdoret në modifikuar sistemet atmosferike paketimin në SHBA, kryesisht në paketimin e produkteve të mishit të freskët si viçi, derri dhe peshku për të ruajtur pamjen e tyre të freskët. Monoksidi i karbonit kombinohet me mioglobinën për të formuar karboksimioglobinë, një pigment i kuq i ndezur i qershisë. Karboksimioglobina është më e qëndrueshme se forma e oksiduar e mioglobinës, oksimyoglobina, e cila mund të oksidohet në pigmentin kafe metmioglobinë. Kjo ngjyrë e kuqe e qëndrueshme mund të zgjasë shumë më gjatë se mishi i paketuar i zakonshëm. Nivelet tipike të monoksidit të karbonit të përdorura në bimët që përdorin këtë proces janë midis 0.4% dhe 0.5%. Kjo teknologji u njoh për herë të parë si "përgjithësisht e sigurt" (GRAS) nga Administrata Amerikane e Ushqimit dhe Barnave (FDA) në 2002 për përdorim si një sistem paketimi dytësor dhe nuk kërkon etiketim. Në vitin 2004, FDA miratoi CO si një metodë primare të paketimit, duke deklaruar se CO nuk maskon aromat e prishjes. Pavarësisht këtij vendimi, ai mbetet çështje e diskutueshme nëse kjo metodë maskon prishjen e ushqimit. Në vitin 2007, një projekt-ligj u propozua në Dhomën e Përfaqësuesve të SHBA për të quajtur një proces të modifikuar të paketimit të monoksidit të karbonit një shtesë me ngjyra, por projektligji nuk u miratua. Ky proces paketimi është i ndaluar në shumë vende të tjera, duke përfshirë Japoninë, Singaporin dhe Bashkimin Evropian.

Bar

Në biologji, monoksidi i karbonit prodhohet natyrshëm nga veprimi i hemoksigjenazës 1 dhe hemit 2 nga shpërbërja e hemoglobinës. Ky proces prodhon një sasi të caktuar karboksihemoglobine tek njerëzit normalë, edhe nëse ata nuk thithin monoksid karboni. Që nga raportimi i parë që monoksidi i karbonit është një neurotransmetues normal në 1993, si dhe një nga tre gazrat që rregullojnë natyrshëm përgjigjet inflamatore në trup (dy të tjerët janë oksidi nitrik dhe sulfidi i hidrogjenit), monoksidi i karbonit ka marrë shumë vëmendje klinike si një biologjik. rregullator. Në shumë inde, të tre gazrat dihet se veprojnë si agjentë anti-inflamatorë, vazodilatorë dhe nxitës të rritjes neovaskulare. Megjithatë, këto çështje janë komplekse sepse rritja neovaskulare nuk është gjithmonë e dobishme, pasi luan një rol në rritjen e tumorit si dhe në zhvillimin e degjenerimit makular të lagësht, një sëmundje për të cilën rreziku rritet 4 deri në 6 herë me pirjen e duhanit. burimi kryesor monoksidi i karbonit në gjak, disa herë më shumë se prodhimi natyror). Ekziston një teori që në disa sinapse të qelizave nervore, kur ruhen kujtimet afatgjata, qeliza marrëse prodhon monoksid karboni, i cili kalohet përsëri në dhomën e dërgimit, duke bërë që ai të transmetohet më lehtë në të ardhmen. Disa janë të tillë qelizat nervore, janë treguar se përmbajnë guanilate ciklazë, një enzimë që aktivizohet nga monoksidi i karbonit. Shumë laboratorë në mbarë botën kanë kryer kërkime që përfshijnë monoksidin e karbonit në lidhje me vetitë e tij anti-inflamatore dhe citoprotektive. Këto veti mund të përdoren për të parandaluar zhvillimin e një numri të gjendjet patologjike, duke përfshirë dëmtimin e riperfuzionit ishemik, refuzimin e graftit, aterosklerozën, sepsën e rëndë, malarinë e rëndë ose sëmundjet autoimune. Provat klinike janë kryer te njerëzit, por rezultatet nuk janë publikuar ende.

Shumë substanca të gazta, që ekzistojnë në natyrë dhe të marra në prodhim, janë komponime të forta helmuese. Dihet se klori përdorej si armët biologjike, avulli i bromit ka një efekt shumë gërryes në lëkurë, sulfuri i hidrogjenit shkakton helmim etj.

Një nga këto substanca është monoksidi i karbonit ose monoksidi i karbonit, formula e të cilit ka karakteristikat e veta strukturore. Kjo do të diskutohet më tej.

Formula kimike e monoksidit të karbonit

Forma empirike e formulës së përbërjes në fjalë është si më poshtë: CO. Megjithatë, kjo formë karakterizon vetëm cilësinë dhe përbërjen sasiore, por nuk ndikon në veçoritë strukturore dhe rendin e lidhjes së atomeve në molekulë. Dhe ndryshon nga ai në të gjithë gazrat e tjerë të ngjashëm.

Është kjo veçori që ndikon në vetitë fizike dhe kimike të shfaqura nga përbërja. Çfarë lloj strukture është kjo?

Struktura e molekulës

Së pari, sipas formula empirike Mund të shihet se valenca e karbonit në përbërje është II. Njëlloj si me oksigjenin. Rrjedhimisht, secila prej tyre mund të formojë dy formula të monoksidit të karbonit CO, gjë që e konfirmon qartë këtë.

Kjo është ajo që ndodh. Ndërmjet atomeve të karbonit dhe oksigjenit, sipas mekanizmit të ndarjes së elektroneve të paçiftuara, formimi i një kovalente të dyfishtë lidhje polare. Kështu, monoksidi i karbonit merr formën C=O.

Megjithatë, veçoritë e molekulës nuk mbarojnë me kaq. Sipas mekanizmit dhurues-pranues, në molekulë formohet një lidhje e tretë, dhanore ose gjysmëpolare. Çfarë e shpjegon këtë? Meqenëse pas formimit sipas rendit të shkëmbimit, oksigjeni ka dy palë elektrone, dhe atomi i karbonit ka një orbital të zbrazët, ky i fundit vepron si pranues i njërit prej çifteve të të parës. Me fjalë të tjera, një palë elektrone oksigjeni vendoset në një orbital karboni bosh dhe formohet një lidhje.

Pra, karboni është një pranues, oksigjeni është një dhurues. Prandaj, formula e monoksidit të karbonit në kimi merr formën e mëposhtme: C≡O. Ky strukturim i jep molekulës një stabilitet kimik dhe inertitet shtesë në vetitë që ajo shfaq në kushte normale.

Pra, lidhjet në molekulën e monoksidit të karbonit janë:

• dy polare kovalente, të formuara nga një mekanizëm shkëmbimi për shkak të ndarjes së elektroneve të paçiftëzuara;
• një dhanore, e formuar nga ndërveprimi dhurues-pranues midis një çifti elektronesh dhe një orbitale të lirë;
• Në total ka tre lidhje në molekulë.

Vetitë fizike

Ka një sërë karakteristikash që monoksidi i karbonit ka, si çdo përbërës tjetër. Formula e substancës bën të qartë se rrjeta kristalore është molekulare dhe gjendja në kushte normale është e gaztë. Nga kjo rrjedhin parametrat e mëposhtëm fizik.

1. C≡O - monoksidi i karbonit (formula), dendësia - 1,164 kg/m 3.
2. Pikat e vlimit dhe shkrirjes, përkatësisht: 191/205 0 C.
3. I tretshëm në: ujë (pak), eter, benzen, alkool, kloroform.
4. Nuk ka shije apo erë.
5. Pa ngjyrë.

ME pikë biologjike Shikimi është jashtëzakonisht i rrezikshëm për të gjitha qeniet e gjalla, përveç disa llojeve të baktereve.

Vetitë kimike

Nga pikëpamja e aktivitetit kimik, një nga substancat më inerte në kushte normale është monoksidi i karbonit. Formula, e cila pasqyron të gjitha lidhjet në molekulë, e konfirmon këtë. Është pikërisht për shkak të një strukture kaq të fortë që ky kompleks, me tregues standardë mjedisi praktikisht nuk hyn në asnjë ndërveprim.

Megjithatë, nëse sistemi nxehet të paktën pak, lidhja dhanore në molekulë prishet, ashtu si ato kovalente. Pastaj monoksidi i karbonit fillon të shfaqë veti reduktuese aktive, dhe ato mjaft të forta. Pra, është në gjendje të ndërveprojë me:

• oksigjen;
• klorin;
• alkalet (shkrihet);
• me okside dhe kripëra metalike;
• me squfur;
• pak me ujë;
• me amoniak;
• me hidrogjen.

Prandaj, siç u përmend më lart, vetitë që shfaq monoksidi i karbonit shpjegohen kryesisht nga formula e tij.

Të qenit në natyrë

Burimi kryesor i CO në atmosferën e Tokës janë zjarret në pyje. Në fund të fundit mënyra kryesore formimi i këtij gazi natyrshëm- kjo është djegia jo e plotë e llojeve të ndryshme të karburantit, kryesisht me natyrë organike.

Burimet antropogjene të ndotjes së ajrit me monoksid karboni janë gjithashtu të rëndësishme dhe ofrojnë fraksioni masiv të njëjtën përqindje me ato natyrore. Këto përfshijnë:

• tym nga puna e fabrikave dhe fabrikave, komplekseve metalurgjike dhe ndërmarrjeve të tjera industriale;
• gazrat e shkarkimit nga motorët me djegie të brendshme.

NË kushtet natyrore Monoksidi i karbonit oksidohet lehtësisht nga oksigjeni në ajër dhe avujt e ujit në dioksid karboni. Kjo është baza për ndihmën e parë për helmimin me këtë përbërje.

Fatura

Vlen të theksohet një veçori. Monoksidi i karbonit (formula), dioksidi i karbonit (struktura e molekulës) duken përkatësisht kështu: C≡O dhe O=C=O. Dallimi është një atom oksigjeni. Kjo është arsyeja pse metodë industriale përftimi i monoksidit bazohet në reaksionin ndërmjet dioksidit dhe qymyrit: CO 2 + C = 2CO. Kjo është metoda më e thjeshtë dhe më e zakonshme për sintetizimin e këtij përbërësi.

Në laborator përdoren përbërje të ndryshme organike, kripëra metalike dhe substanca komplekse, pasi rendimenti i produktit nuk pritet të jetë shumë i madh.

Një reagent me cilësi të lartë për praninë e monoksidit të karbonit në ajër ose tretësirë ​​është kloruri i paladiumit. Kur ato ndërveprojnë, formohet metal i pastër, i cili shkakton një errësim të tretësirës ose sipërfaqes së letrës.

Efekti biologjik në trup

Siç u përmend më lart, monoksidi i karbonit është një dëmtues shumë helmues, pa ngjyrë, i rrezikshëm dhe vdekjeprurës trupin e njeriut. Dhe jo vetëm njerëzore, por çdo gjallese në përgjithësi. Bimët që janë të ekspozuara ndaj shkarkimit të makinave vdesin shumë shpejt.

Cili është saktësisht efekti biologjik i monoksidit të karbonit në mjedisin e brendshëm të qenieve shtazore? E gjitha ka të bëjë me formimin e komponimeve të forta komplekse të hemoglobinës së proteinës së gjakut dhe gazit në fjalë. Kjo do të thotë, në vend të oksigjenit, kapen molekulat e helmit. Frymëmarrja qelizore bllokohet menjëherë, shkëmbimi i gazit bëhet i pamundur në rrjedhën e tij normale.

Si rezultat, ka një bllokim gradual të të gjitha molekulave të hemoglobinës dhe, si rezultat, vdekje. Mjafton vetëm 80% dëmtim që helmimi të bëhet fatal. Për ta bërë këtë, përqendrimi i monoksidit të karbonit në ajër duhet të jetë 0.1%.

Shenjat e para me të cilat mund të përcaktohet fillimi i helmimit me këtë përbërës janë:

• dhimbje koke;
• marramendje;
• humbja e vetëdijes.

Ndihma e parë është të dilni në ajër të pastër, ku monoksidi i karbonit nën ndikimin e oksigjenit do të kthehet në dioksid karboni, domethënë do të neutralizohet. Rastet e vdekjes nga veprimi i substancës në fjalë janë shumë të shpeshta, sidomos në shtëpitë me Në fund të fundit, gjatë djegies së drurit, qymyrit dhe llojeve të tjera të karburantit, ky gaz formohet domosdoshmërisht si nënprodukt. Pajtueshmëria me rregullat e sigurisë është jashtëzakonisht e rëndësishme për të ruajtur jetën dhe shëndetin e njeriut.

Të shumta janë edhe rastet e helmimeve në garazhe, ku grumbullohen shumë motorë makinash që punojnë, por ka furnizim të pamjaftueshëm me ajër të pastër. Vdekja kur tejkalohet përqendrimi i lejuar ndodh brenda një ore. Është fizikisht e pamundur të ndjesh praninë e gazit, sepse nuk ka erë dhe ngjyrë.

Përdorimi industrial

Përveç kësaj, monoksidi i karbonit përdoret:

• për përpunimin e mishit dhe produkteve të peshkut, gjë që ju lejon t'u jepni atyre një pamje të freskët;
• për sintezën e disa përbërjeve organike;
• si një përbërës i gazit gjenerues.

Prandaj, kjo substancë nuk është vetëm e dëmshme dhe e rrezikshme, por edhe shumë e dobishme për njerëzit dhe aktivitetet e tyre ekonomike.

Oksidet e karbonit

vitet e fundit V shkenca pedagogjike Preferohet mësimi i orientuar personalisht. Formimi cilësitë individuale personaliteti shfaqet në procesin e veprimtarisë: studim, lojë, punë. Kjo është arsyeja pse faktor i rëndësishëm mësimdhënia është organizimi i procesit mësimor, natyra e marrëdhënieve mes mësuesit dhe nxënësve dhe nxënësve ndërmjet tyre. Mbështetur në këto ide, përpiqem ta ndërtoj në mënyrë të veçantë procesin edukativo-arsimor. Në të njëjtën kohë, çdo student zgjedh ritmin e tij të studimit të materialit, ka mundësinë të punojë në një nivel të arritshëm për të, në një situatë suksesi. Gjatë mësimit, është e mundur të zotëroni dhe përmirësoni jo vetëm aftësi specifike lëndore, por edhe të tilla të përgjithshme arsimore si vendosja e një qëllimi arsimor, zgjedhja e mjeteve dhe mënyrave për ta arritur atë, monitorimi i arritjeve të dikujt dhe korrigjimi i gabimeve. Nxënësit mësojnë të punojnë me literaturën, bëjnë shënime, diagrame, vizatime, punojnë në grup, në dyshe, individualisht, bëjnë një shkëmbim konstruktiv mendimesh, arsyetojnë logjikisht dhe nxjerrin përfundime.

Kryerja e mësimeve të tilla nuk është e lehtë, por nëse keni sukses, ndjeni kënaqësi. Unë ofroj një skenar për një nga mësimet e mia. Në të morën pjesë kolegë, administratë dhe një psikolog.

Lloji i mësimit. Mësimi i materialit të ri.

Golat. Bazuar në motivimin dhe aktualizimin njohuri të sfondit dhe aftësitë e nxënësve për të marrë në konsideratë strukturën, vetitë fizike dhe kimike, prodhimin dhe përdorimin e dioksidit të karbonit dhe dioksidit të karbonit.

Artikulli u përgatit me mbështetjen e faqes së internetit www.Artifex.Ru. Nëse vendosni të zgjeroni njohuritë tuaja në fushën e artit bashkëkohor, atëherë zgjidhja më e mirë do të ishte të vizitoni faqen e internetit www.Artifex.Ru. Almanaku krijues ARTIFEX do t'ju lejojë të njiheni me veprat e artit bashkëkohor pa dalë nga shtëpia. Më shumë informacion të detajuar mund ta gjeni në faqen e internetit www.Artifex.Ru. Nuk është kurrë vonë për të filluar zgjerimin e horizontit dhe ndjenjës së bukurisë.

Pajisjet dhe reagentët. Kartela “Vrojtimi i programuar”, diagramë poster, pajisje për prodhimin e gazrave, gota, epruveta, fikëse zjarri, shkrepse; ujë gëlqere, oksid natriumi, shkumës, acid klorhidrik, tretësira tregues, H 2 SO 4 (konc.), HCOOH, Fe 2 O 3.

Diagrami i posterit
"Struktura e molekulës së monoksidit të karbonit (monoksidi i karbonit (II)) CO"

PËRPARIMI I ORËS MËSIMORE

Tavolinat për studentët në zyrë janë të renditura në formë rrethi. Mësuesi dhe nxënësit kanë mundësi të lëvizin lirshëm në tavolinat laboratorike (1, 2, 3).

Gjatë orës së mësimit, fëmijët ulen në tavolina studimi (4, 5, 6, 7, ...) me njëri-tjetrin sipas dëshirës (grupe të lira me 4 persona). Mësues. Fjalë e urtë kineze (shkruar bukur në tabelë):

lexon
"Dëgjoj - harroj,
Unë shoh - mbaj mend

Po - e kuptoj." A jeni dakord me konkluzionet??

të urtët kinezë

Cilat fjalë të urta ruse pasqyrojnë mençurinë kineze?

Fëmijët japin shembuj. Mësues. Në të vërtetë, vetëm duke krijuar mund të merrni një produkt të vlefshëm: substancave të reja

, instrumente, makina, si dhe vlera të paprekshme - përfundime, përgjithësime, përfundime.

Ju ftoj sot të merrni pjesë në një studim të vetive të dy substancave. Dihet se kur i nënshtrohet një kontrolli teknik të një makine, shoferi jep një certifikatë për gjendjen e gazrave të shkarkimit të makinës. Çfarë përqendrimi gazi tregohet në certifikatë? (O t v e t. SO.) Studenti. Ky gaz është helmues. Pasi të hyjë në gjak, shkakton helmim të trupit ("djegie", prandaj emri i oksidit - monoksidi i karbonit). Gjendet në gazrat e shkarkimit të makinave në sasi të rrezikshme për jetën. (lexon një raport nga një gazetë për një shofer që ra në gjumë në një garazh ndërsa motori ishte në punë dhe vdiq nga vdekja).

Gjatë orës së mësimit, fëmijët ulen në tavolina studimi (4, 5, 6, 7, ...) me njëri-tjetrin sipas dëshirës (grupe të lira me 4 persona). Në tavolinat tuaja ka një kartë "Anketa e Programuar". Njihuni me përmbajtjen e tij dhe, në një fletë të zbrazët, shënoni numrat e atyre detyrave për të cilat i dini përgjigjet bazuar në përvojë jetësore. Përballë numrit të deklaratës së detyrës, shkruani formulën e monoksidit të karbonit me të cilën lidhet ky pohim.

Konsulentët e studentëve (2 persona) mbledhin fletë përgjigjesh dhe, bazuar në rezultatet e përgjigjeve, formojnë grupe të reja për punën e mëvonshme.

Anketa e programuar "Oksidet e karbonit"

1. Molekula e këtij oksidi përbëhet nga një atom karboni dhe një atom oksigjen.

2. Lidhja midis atomeve në një molekulë është kovalente polare.

3. Një gaz që është praktikisht i pazgjidhshëm në ujë.

4. Molekula e këtij oksidi përmban një atom karboni dhe dy atome oksigjen.

5. Nuk ka erë apo ngjyrë.

6. Gaz i tretshëm në ujë.

7. Nuk lëngëzohet as në -190°C ( t kip = –191,5 °C).

8. Oksid acid.

9. Kompresohet lehtësisht, në 20 °C nën një presion prej 58,5 atm bëhet i lëngshëm dhe ngurtësohet në "akulli të thatë".

10. Jo helmuese.

11. Jo kripë-formues.

12. E ndezshme

13. Ndërvepron me ujin.

14. Ndërvepron me oksidet bazë.

15. Reagon me oksidet metalike, duke reduktuar metalet e lira prej tyre.

16. Përftohet duke reaguar acidet me kripërat e acidit karbonik.

17. I.

18. Ndërvepron me alkalet.

19. Burimi i karbonit të përthithur nga bimët në serra dhe serra çon në rritjen e rendimentit.

20. Përdoret për gazimin e ujit dhe pijeve.

Gjatë orës së mësimit, fëmijët ulen në tavolina studimi (4, 5, 6, 7, ...) me njëri-tjetrin sipas dëshirës (grupe të lira me 4 persona). Rishikoni përsëri përmbajtjen e kartës. Gruponi informacionin në 4 blloqe:

struktura,

vetitë fizike,

vetitë kimike,

marrjen.

Mësuesi/ja i jep mundësinë secilit grup nxënësish të flasë dhe bën përmbledhjen e prezantimeve.

Më pas nxënësit e grupeve të ndryshme zgjedhin planin e tyre të punës - rendin e studimit të oksideve. Për këtë qëllim, ata numërojnë blloqet e informacionit dhe arsyetojnë zgjedhjen e tyre. Rendi i mësimit mund të jetë siç është shkruar më sipër, ose me ndonjë kombinim tjetër të katër blloqeve të shënuara.

Mësuesi/ja tërheq vëmendjen e nxënësve për pikat kryesore të temës. Meqenëse oksidet e karbonit janë substanca të gazta, ato duhet të trajtohen me kujdes (udhëzime sigurie).

1. Mësuesi miraton planin për çdo grup dhe cakton konsulentë (nxënës të përgatitur paraprakisht).

2. Eksperimente demonstruese

3. Derdhja e dioksidit të karbonit nga xhami në gotë.

Gazi CO 2 është i lëngëzuar tashmë në temperaturën e dhomës nën një presion prej 6 MPa. Në gjendje të lëngshme, ruhet dhe transportohet në cilindra çeliku. Nëse hapni valvulën e një cilindri të tillë, lëngu CO 2 do të fillojë të avullojë, për shkak të të cilit ndodh ftohje e fortë dhe një pjesë e gazit shndërrohet në një masë të ngjashme me borën - "akulli i thatë", i cili shtypet dhe përdoret për të ruajtur akullore.

4. Demonstrimi i një aparati zjarri kimik me shkumë (CFO) dhe shpjegimi i parimit të funksionimit të tij duke përdorur një model - një tub provë me një ndalues ​​dhe një tub daljeje gazi.

Informacion mbi strukturën në tabelën nr. 1 (kartat udhëzuese 1 dhe 2, struktura e molekulave CO dhe CO 2).

Informacion rreth vetitë fizike – në tabelën nr. 2 (punë me tekstin shkollor – Gabrielyan O.S. Kimi-9. M.: Bustard, 2002, f. 134–135).

Të dhënat rreth marrjes dhe vetitë kimike – në tabelat nr. 3 dhe 4 (kartonat udhëzuese 3 dhe 4, udhëzime për punë praktike, f. 149–150 të tekstit shkollor).

Përcaktoni se çfarë substance është në secilën epruvetë. Shkruani ekuacionet e reaksionit në formë molekulare, jonike dhe të shkurtuar jonike.

Detyrë shtëpie

Mësuesi sugjeron të marrësh në shtëpi kartën “Anketa e Programuar” dhe, në përgatitje për mësimin tjetër, të mendosh për mënyrat për të marrë informacion. (Si e dini se gazi që po studioni lëngohet, reagon me acid, është helmues, etj.?) Punë e pavarur

nxënësit Punë praktike

grupe fëmijësh performojnë me shpejtësi të ndryshme. Prandaj, lojërat u ofrohen atyre që e kryejnë punën më shpejt.

Rrota e pestë

Katër substanca kanë diçka të përbashkët, por substanca e pestë dallohet nga seria, është e tepërt. 1. Karbon, diamant, grafit, karabit, karabinë.

(Karbid.) 2. Antracit, torfe, koks, vaj, qelq.

(Xhami.) 3. Gëlqeror, shkumës, mermer, malakit, kalcit.

(Malakit.) 4. Sode kristalore, mermer, potas, kaustik, malakit.

(Kaustike.) 5. Fosgjeni, fosfina, acidi hidrocianik, cianidi i kaliumit, disulfidi i karbonit.

(Fosfinë.) 6. Ujë deti, ujë mineral, ujë i distiluar, ujë nëntokësor, ujë i fortë.

7. (Ujë i distiluar.) Qumësht gëlqere , push, gëlqere e shuar, gur gëlqeror, ujë gëlqere.

(Gur gëlqeror.)

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

K 2 CO 3 , Na 2 CO 3 . (CaCO3.) Sinonimet Shkruani

formulat kimike substancat ose emrat e tyre.

1. Halogjen -...

(Klor ose brom.) 2. Magnezit – ... (MgCO 3.) 3. Ure –... (

Ure

H2 NC(O)NH2.)

4. Potas - ... (K 2 CO 3.) 5. Akulli i thatë - ... (CO 2.))

7. 6. Oksidi i hidrogjenit –... ( – … (Uji.)

Amoniaku 10% zgjidhje ujore e amoniakut. – … (8. Kripërat acid nitrik

9. Nitratet – … (– KNO 3, Ca(NO 3) 2, NaNO 3.) Gazi natyror

Metani

CH 4.)

Antonimet Shkruani terma kimikë që kanë kuptim të kundërt me ato të propozuara.)

1. Agjent oksidues –... ( Agjent reduktues.)

3. 2. Dhuruesi i elektroneve –… ( – … (Pranuesi i elektroneve.)

Vetitë e acidit Vetitë themelore.)

4. Shkëputja –… ( Shoqata.)

5. Adsorbimi – ... ( Desorbimi.)

6. Anoda –... ( Katodë.)

7. Anion –… ( Kation.)

9. 8. Metal –... ( – … (jo metalike.)

Materialet fillestare

Produktet e reagimit.

Kërkoni për modele Vendosni një shenjë që kombinon substancat dhe dukuritë e specifikuara.)

1. Diamant, karabinë, grafit – ... ( Modifikimet alotropike të karbonit.)

2. Xham, çimento, tulla - ... ( Materialet e ndërtimit.)

3. Frymëmarrje, kalbje, shpërthim vullkanik - ... ( Proceset e shoqëruara me çlirimin e dioksidit të karbonit.)

4. CO, CO 2, CH 4, SiH 4 - ... ( Komponimet e oksigjenit të karbonit.)

Monoksidi i karbonit (II). – CO

(monoksidi i karbonit, monoksidi i karbonit, monoksidi i karbonit)

Vetitë fizike: gaz pa ngjyrë, helmues, pa shije dhe erë, digjet me flakë kaltërosh, më i lehtë se ajri, pak i tretshëm në ujë. Përqendrimi i monoksidit të karbonit në ajër është 12,5-74% shpërthyes.

Struktura e molekulës:

Gjendja formale e oksidimit të karbonit +2 nuk pasqyron strukturën e molekulës së CO, në të cilën, përveç lidhjes së dyfishtë të formuar nga ndarja e elektroneve C dhe O, ekziston një shtesë e formuar nga mekanizmi dhurues-pranues për shkak të tek çifti i vetëm i elektroneve të oksigjenit (të përshkruar nga një shigjetë):

Në këtë drejtim, molekula e CO është shumë e fortë dhe është e aftë të hyjë në reaksione oksidimi-reduktimi vetëm në temperatura të larta. Në kushte normale, CO nuk reagon me ujë, alkale ose acide.

Fatura:

Burimi kryesor antropogjen i monoksidit të karbonit CO janë aktualisht gazrat e shkarkimit të motorëve me djegie të brendshme. Monoksidi i karbonit formohet kur karburanti digjet në motorët me djegie të brendshme në temperatura të pamjaftueshme ose sistemi i furnizimit me ajër është i rregulluar dobët (oksigjeni i pamjaftueshëm furnizohet për të oksiduar monoksidin e karbonit CO në dioksid karboni CO2). Në kushte natyrore, në sipërfaqen e Tokës, monoksidi i karbonit CO formohet gjatë dekompozimit jo të plotë anaerobik të përbërjeve organike dhe gjatë djegies së biomasës, kryesisht gjatë zjarreve të pyjeve dhe stepave.

1) Në industri (në gjeneratorët e gazit):

Video - eksperiment "Gjenerimi i monoksidit të karbonit"

C + O 2 = CO 2 + 402 kJ

CO 2 + C = 2CO – 175 kJ

Në gjeneratorët e gazit, avulli i ujit ndonjëherë fryhet përmes qymyrit të nxehtë:

C + H 2 O = CO + H 2 - P,

një përzierje e CO + H 2 quhet gaz sintezë .

2) Në laborator - zbërthimi termik acid formik ose oksalik në prani të H 2 SO 4 (konc.):

HCOOH t˚C, H2SO4 → H2O+CO

H2C2O4 t˚C,H2SO4 → CO + CO 2 + H 2 O

Karakteristikat kimike:

Në kushte normale, CO është inerte; kur nxehet - agjent reduktues;

CO - oksid që nuk krijon kripë .

1) me oksigjen

2 C +2 O + O 2 t ˚ C → 2 C +4 O 2

2) me okside metalike CO + Me x O y = CO 2 + Unë

C +2 O + CuO t ˚ C → Сu + C +4 O 2

3) me klor (në dritë)

CO + Cl 2 dritë → COCl 2 (fosgjen - gaz helmues)

4)* reagon me shkrirjet alkaline (nën presion)

CO+NaOHP → HCOONa (format natriumi)

Efekti i monoksidit të karbonit në organizmat e gjallë:

Monoksidi i karbonit është i rrezikshëm sepse parandalon gjakun që të transportojë oksigjen në organet vitale si zemra dhe truri. Monoksidi i karbonit kombinohet me hemoglobinën, e cila çon oksigjenin në qelizat e trupit, duke e bërë trupin të papërshtatshëm për transportin e oksigjenit. Në varësi të sasisë së thithur, monoksidi i karbonit dëmton koordinimin, përkeqëson sëmundjet kardiovaskulare dhe shkakton lodhje. dhimbje koke, dobësi, Efekti i monoksidit të karbonit në shëndetin e njeriut varet nga përqendrimi i tij dhe koha e ekspozimit në trup. Një përqendrim i monoksidit të karbonit në ajër prej më shumë se 0.1% çon në vdekje brenda një ore dhe një përqendrim prej më shumë se 1.2% brenda tre minutave.

Aplikimet e monoksidit të karbonit :

Monoksidi i karbonit përdoret kryesisht si gaz i ndezshëm i përzier me azot, i ashtuquajturi gaz gjenerator ose ajri, ose gaz uji i përzier me hidrogjen. Në metalurgji për rikuperimin e metaleve nga xehet e tyre. Për të marrë metale pastërti të lartë gjatë zbërthimit të karbonileve.

FIKSIMI

nr 1. Plotësoni ekuacionet e reaksionit, bëni bilanc elektronik për çdo reaksion, tregoni proceset e oksidimit dhe reduktimit; agjent oksidues dhe agjent reduktues:

CO2+C=

C+H2O=

C O + O 2 =

nr 2. Llogaritni sasinë e energjisë së nevojshme për të prodhuar 448 litra monoksid karboni sipas ekuacioni termokimik

Komponimet e karbonit. monoksidi i karbonit (II)- monoksidi i karbonit është një përbërje pa erë dhe ngjyrë, digjet me një flakë kaltërosh, është më i lehtë se ajri dhe është pak i tretshëm në ujë.

CO- oksid jo kripë formues, por kur kalon alkalin në shkrirjen në presionin e lartë të gjakut formon një kripë të acidit formik:

CO +KOH = HCOOK

Kjo është arsyeja pse CO shpesh konsiderohet anhidridi i acidit formik:

HCOOH = CO + H 2 O,

Reagimi ndodh nën veprimin e acidit sulfurik të koncentruar.

Struktura e monoksidit të karbonit (II).

Gjendja e oksidimit +2. Lidhja duket si kjo:

Shigjeta tregon komunikim shtesë, i cili formohet nga mekanizmi dhurues-pranues për shkak të çiftit të vetëm të elektroneve të atomit të oksigjenit. Për shkak të kësaj, lidhja në oksid është shumë e fortë, kështu që oksidi është në gjendje të hyjë në reaksione oksidimi-reduktimi vetëm në temperatura të larta.

Përgatitja e monoksidit të karbonit (II).

1. Përftohet gjatë reaksionit të oksidimit të substancave të thjeshta:

2 C + O 2 = 2 CO,

C + CO 2 = 2 CO,

2. Pas shërimit CO vetë karbonit ose metalet. Reagimi ndodh kur nxehet:

Vetitë kimike të monoksidit të karbonit (II).

1. B kushte normale Monoksidi i karbonit nuk reagon me acide ose baza.

2. Në oksigjenin atmosferik, monoksidi i karbonit digjet me një flakë kaltërosh:

2CO + O 2 = 2CO 2,

3. Në temperaturë, monoksidi i karbonit redukton metalet nga oksidet:

FeO + CO = Fe + CO 2,

4. Kur monoksidi i karbonit reagon me klorin, formohet një gaz helmues - fosgjenit. Reagimi ndodh pas rrezatimit:

CO + Cl 2 = COCl 2,

5. Monoksidi i karbonit reagon me ujin:

CO +H 2 O = CO 2 + H 2,

Reagimi është i kthyeshëm.

6. Kur nxehet, monoksidi i karbonit formon alkool metil:

CO + 2H 2 = CH 3 OH,

7. Monoksidi i karbonit formohet me metale karbonileve(komponime të avullueshme).