Komponimet e karbonit. Oksid karboni (II)- oksid karboni- Komponimi është pa erë dhe pa ngjyrë, digjet me flakë kaltërosh, është më i lehtë se ajri dhe pak i tretshëm në ujë.
CO- oksid që nuk formon kripë, por kur kalon alkalin në shkrirje me presion të lartë, formon një kripë acid 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, e cila formohet sipas mekanizmit 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 oksido-reduktimi vetëm kur temperaturat e larta Oh.
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 po vjen 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 karbonilet(komponimet e avullueshme).
Vetitë fizike.
Monoksidi i karbonit është një gaz pa ngjyrë dhe pa erë që është pak i tretshëm në ujë.
- t pl. 205 °C,
- t kip. 191 °C
- temperatura kritike =140°C
- presioni kritik = 35 atm.
- Tretshmëria e CO në ujë është rreth 1:40 për nga vëllimi.
Vetitë kimike.
Në kushte normale, CO është inerte; kur nxehet - një agjent reduktues; oksid që nuk krijon kripë.
1) me oksigjen
2C +2 O + O 2 = 2C +4 O 2
2) me okside metalike
C +2 O + CuO = Cu + C +4 O 2
3) me klor (në dritë)
CO + Cl 2 --hn-> COCl 2 (fosgjen)
4) reagon me shkrirjet alkaline (nën presion)
CO + NaOH = HCOONa (acidi formik i natriumit (format natriumi))
5) formon karbonile me metale kalimtare
Ni + 4CO =t°= Ni(CO) 4
Fe + 5CO =t°= Fe(CO) 5
Monoksidi i karbonit nuk reagon kimikisht me ujin. CO gjithashtu nuk reagon me alkalet dhe acidet. Është jashtëzakonisht helmuese.
Nga ana kimike, monoksidi i karbonit karakterizohet kryesisht nga prirja e tij për t'iu nënshtruar reaksioneve të shtimit dhe vetitë e tij reduktuese. Megjithatë, të dyja këto tendenca zakonisht shfaqen vetëm në temperatura të ngritura. Në këto kushte, CO kombinohet me oksigjen, klor, squfur, disa metale etj. Në të njëjtën kohë, monoksidi i karbonit, kur nxehet, redukton shumë okside në metale, gjë që është shumë e rëndësishme për metalurgjinë.
Së bashku me ngrohjen, një rritje në aktivitetin kimik të CO shpesh shkaktohet nga shpërbërja e tij. Kështu, në tretësirë është në gjendje të reduktojë kripërat e Au, Pt dhe disa elementë të tjerë në metale të lira tashmë në temperatura të zakonshme.
Në temperatura të larta dhe presione të larta ekziston një ndërveprim i CO me ujin dhe alkalet kaustike: në rastin e parë, formohet HCOOH, dhe në të dytën, acidi formik i natriumit. Reagimi i fundit ndodh në 120 °C, një presion prej 5 atm dhe përdoret teknikisht.
Reduktimi i klorurit të paladiumit në tretësirë është i lehtë sipas skemës së përgjithshme:
PdCl 2 + H 2 O + CO = CO 2 + 2 HCl + Pd
shërben si reaksioni më i përdorur për zbulimin e monoksidit të karbonit në një përzierje gazesh. Edhe sasi shumë të vogla të CO zbulohen lehtësisht nga ngjyrosja e lehtë e tretësirës për shkak të lëshimit të metalit paladium të grimcuar imët. sasia CO bazohet në reagimin:
5 CO + I 2 O 5 = 5 CO 2 + I 2.
Oksidimi i CO në tretësirë shpesh ndodh me një shpejtësi të dukshme vetëm në prani të një katalizatori. Kur zgjidhni këtë të fundit, rolin kryesor e luan natyra e agjentit oksidues. Kështu, KMnO 4 oksidon CO më shpejt në prani të argjendit të grimcuar imët, K 2 Cr 2 O 7 - në prani të kripërave të merkurit, KClO 3 - në prani të OsO 4. Në përgjithësi, në vetitë e tij reduktuese, CO është i ngjashëm me hidrogjenin molekular dhe aktiviteti i tij në kushte normale është më i lartë se ai i këtij të fundit. Është interesante se ka baktere që, nëpërmjet oksidimit të CO, marrin energjinë që u nevojitet për jetën.
Aktiviteti krahasues i CO dhe H2 si agjentë reduktues mund të vlerësohet duke studiuar reaksionin e kthyeshëm:
gjendja ekuilibër e së cilës në temperatura të larta vendoset mjaft shpejt (sidomos në prani të Fe 2 O 3). Në 830 °C, përzierja e ekuilibrit përmban sasi të barabarta të CO dhe H2, d.m.th., afiniteti i të dy gazeve për oksigjenin është i njëjtë. Nën 830 °C, agjenti reduktues më i fortë është CO, mbi - H2.
Lidhja e njërit prej produkteve të reaksionit të diskutuar më sipër, në përputhje me ligjin e veprimit të masës, ndryshon ekuilibrin e tij. Prandaj, duke kaluar një përzierje të monoksidit të karbonit dhe avullit të ujit mbi oksid kalciumi, hidrogjeni mund të merret sipas skemës:
H 2 O + CO + CaO = CaCO 3 + H 2 + 217 kJ.
Ky reagim ndodh tashmë në 500 °C.
Në ajër, CO ndizet në rreth 700 °C dhe digjet me një flakë blu në CO 2:
2 CO + O 2 = 2 CO 2 + 564 kJ.
Lëshimi i konsiderueshëm i nxehtësisë që shoqëron këtë reagim e bën monoksidin e karbonit një lëndë djegëse të gaztë të vlefshme. Megjithatë, ajo gjen aplikimin e saj më të gjerë si produkt origjinal për sintezën e substancave të ndryshme organike.
Djegia e shtresave të trasha të qymyrit në furra ndodh në tre faza:
1) C + O 2 = CO 2;
2) CO 2 + C = 2 CO;
3) 2 CO + O 2 = 2 CO 2.
Nëse tubi mbyllet para kohe, krijohet një mungesë oksigjeni në furrë, e cila mund të shkaktojë përhapjen e CO në të gjithë dhomën e ngrohur dhe të çojë në helmim (tym). Duhet të theksohet se era e "monoksidit të karbonit" nuk shkaktohet nga CO, por nga papastërtitë e disa substancave organike.
Flaka e CO mund të ketë një temperaturë deri në 2100 °C. Reagimi i djegies së CO është interesant në atë që kur nxehet në 700-1000 ° C, ai vazhdon me një shpejtësi të dukshme vetëm në prani të gjurmëve të avullit të ujit ose gazrave të tjerë që përmbajnë hidrogjen (NH 3, H 2 S, etj.). Kjo është për shkak të natyrës zinxhir të reaksionit në shqyrtim, i cili ndodh përmes formimit të ndërmjetëm të radikaleve OH sipas skemave të mëposhtme:
H + O 2 = HO + O, pastaj O + CO = CO 2, HO + CO = CO 2 + H, etj.
Në temperatura shumë të larta, reaksioni i djegies së CO bëhet dukshëm i kthyeshëm. Përmbajtja e CO 2 në një përzierje ekuilibri (nën një presion prej 1 atm) mbi 4000 °C mund të jetë vetëm paksa e vogël. Vetë molekula e CO është aq e qëndrueshme termikisht sa që nuk dekompozohet as në 6000 °C. Molekulat e CO janë zbuluar në mjedisin ndëryjor.
Kur CO vepron në metalin K në 80 °C, formohet një përbërje kristalore pa ngjyrë, shumë shpërthyese e përbërjes K 6 C 6 O 6. Me eliminimin e kaliumit, kjo substancë shndërrohet lehtësisht në monoksid karboni C 6 O 6 (“triquinone”), i cili mund të konsiderohet si produkt i polimerizimit të CO. Struktura e saj korrespondon me një cikël gjashtë-anëtarësh të formuar atomet e karbonit, secila prej të cilave është e lidhur lidhje e dyfishtë me atomet e oksigjenit.
Ndërveprimi i CO me squfurin sipas reaksionit:
CO + S = COS + 29 kJ
Shkon shpejt vetëm në temperatura të larta.
Tioksidi i karbonit që rezulton (O=C=S) është një gaz pa ngjyrë dhe erë (mp -139, bp -50 °C).
Monoksidi i karbonit (II) është i aftë të kombinohet drejtpërdrejt me disa metale. Si rezultat, formohen karbonile metalike, të cilat duhet të konsiderohen si komponime komplekse.
Monoksidi i karbonit (II) gjithashtu formon komponime komplekse me disa kripëra. Disa prej tyre (OsCl 2 ·3CO, PtCl 2 ·CO, etj.) janë të qëndrueshme vetëm në tretësirë. Formimi i substancës së fundit shoqërohet me thithjen e monoksidit të karbonit (II) nga një zgjidhje e CuCl në HCl të fortë. Komponime të ngjashme me sa duket formohen në një zgjidhje amoniaku të CuCl, e cila përdoret shpesh për të thithur CO në analizën e gazeve.
Faturë.
Monoksidi i karbonit formohet kur karboni digjet në mungesë të oksigjenit. Më shpesh merret si rezultat i ndërveprimit të dioksidit të karbonit me qymyrin e nxehtë:
CO 2 + C + 171 kJ = 2 CO.
Ky reagim është i kthyeshëm dhe ekuilibri i tij nën 400 °C është zhvendosur pothuajse plotësisht në të majtë dhe mbi 1000 °C - në të djathtë (Fig. 7). Megjithatë, vendoset me shpejtësi të dukshme vetëm në temperatura të larta. Prandaj, në kushte normale, CO është mjaft i qëndrueshëm.
Oriz. 7. Ekuilibri CO 2 + C = 2 CO.
Formimi i CO nga elementet ndjek ekuacionin:
2 C + O 2 = 2 CO + 222 kJ.
Sasi të voglaËshtë i përshtatshëm për të marrë CO nga dekompozimi i acidit formik:
HCOOH = H 2 O + CO
Ky reagim ndodh lehtësisht kur HCOOH reagon me acid sulfurik të nxehtë dhe të fortë. Në praktikë, kjo përgatitje kryhet ose me veprimin e konc. acid sulfurik në HCOOH të lëngët (kur nxehet), ose duke kaluar avujt e këtij të fundit mbi hemipentaoksid fosfori. Ndërveprimi i HCOOH me acidin klorosulfonik sipas skemës:
HCOOH + CISO 3 H = H 2 SO 4 + HCI + CO
Tashmë funksionon në temperatura normale.
Një metodë e përshtatshme për prodhimin laboratorik të CO mund të jetë ngrohja me konc. acid sulfurik, acid oksalik ose sulfur hekuri i kaliumit. Në rastin e parë, reagimi vazhdon sipas skemës së mëposhtme:
H 2 C 2 O 4 = CO + CO 2 + H 2 O.
Së bashku me CO, lirohet edhe dioksidi i karbonit, i cili mund të mbahet duke kaluar përzierjen e gazit përmes një tretësire të hidroksidit të bariumit. Në rastin e dytë, i vetmi produkt i gaztë është monoksidi i karbonit:
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.
Sasi të mëdha CO mund të merret me djegie jo të plotë qymyr në furrat speciale - gjeneratorët e gazit. Gazi i gjeneratorit konvencional (“ajri”) përmban mesatarisht (vëllim %): CO-25, N2-70, CO 2-4 dhe papastërti të vogla të gazrave të tjerë. Kur digjet, prodhon 3300-4200 kJ për m3. Zëvendësimi i ajrit të zakonshëm me oksigjen çon në një rritje të konsiderueshme të përmbajtjes së CO (dhe një rritje të vlerës kalorifike të gazit).
Edhe më shumë CO përmbahet në gazin e ujit, i cili përbëhet nga (në rast ideal) nga një përzierje vëllime të barabarta CO dhe H 2 dhe jep 11,700 kJ/m 3 me djegie. Ky gaz përftohet duke fryrë avujt e ujit përmes një shtrese qymyri të nxehtë, dhe në rreth 1000 °C ndërveprimi zhvillohet sipas ekuacionit:
H 2 O + C + 130 kJ = CO + H 2.
Reagimi i formimit të gazit të ujit ndodh me thithjen e nxehtësisë, qymyri gradualisht ftohet dhe për ta mbajtur atë në një gjendje të nxehtë, është e nevojshme të alternohet kalimi i avullit të ujit me kalimin e ajrit (ose oksigjenit) në gaz. gjenerator. Në këtë drejtim, gazi i ujit përmban afërsisht CO-44, H 2 -45, CO 2 -5 dhe N 2 -6%. Përdoret gjerësisht për sintezën e përbërjeve të ndryshme organike.
Shpesh përftohet gaz i përzier. Procesi i marrjes së tij zbret në fryrjen e njëkohshme të ajrit dhe avullit të ujit përmes një shtrese qymyri të nxehtë, d.m.th. një kombinim i të dyja metodave të përshkruara më sipër - Prandaj, përbërja e gazit të përzier është e ndërmjetme midis gjeneratorit dhe ujit. Mesatarisht përmban: CO-30, H 2 -15, CO 2 -5 dhe N 2 -50%. Metër kub kur digjet, prodhon rreth 5400 kJ.
Aplikacion.
Uji dhe gazrat e përzier (ato përmbajnë CO) përdoren si lëndë djegëse dhe lëndë ushqyese industria kimike. Ato janë të rëndësishme, për shembull, si një nga burimet për marrjen e një përzierje azot-hidrogjen për sintezën e amoniakut. Kur ato kalohen së bashku me avujt e ujit mbi një katalizator të ngrohur në 500 °C (kryesisht Fe 2 O 3), ndodh ndërveprimi reaksion i kthyeshëm:
H 2 O + CO = CO 2 + H 2 + 42 kJ,
ekuilibri i të cilit është zhvendosur fuqishëm djathtas.
Dioksidi i karbonit që rezulton hiqet më pas duke u larë me ujë (nën presion) dhe CO i mbetur hiqet zgjidhje amoniaku kripërat e bakrit. Kjo lë azot dhe hidrogjen pothuajse të pastër. Prandaj, duke rregulluar sasitë relative të gazrave të gjeneratorit dhe ujit, është e mundur të përftohen N 2 dhe H 2 në raportin vëllimor të kërkuar. Para se të futet në kolonën e sintezës përzierje gazi i nënshtrohet tharjes dhe pastrimit nga papastërtitë helmuese me katalizator.
molekula CO 2
Molekula e CO karakterizohet nga d(CO) = 113 pm, energjia e saj e disociimit është 1070 kJ/mol, që është më e madhe se ajo e të tjerave. molekulat diatomike. Le të shqyrtojmë strukturë elektronike CO, ku atomet janë të lidhur me një lidhje kovalente të dyfishtë dhe një lidhje dhurues-pranues, ku oksigjeni është dhuruesi dhe karboni pranues.
Efekt në trup.
Monoksidi i karbonit është shumë helmues. Shenjat e para të helmimit akut me CO janë dhimbje koke dhe marramendje, e ndjekur nga humbja e vetëdijes. Përqendrimi maksimal i lejueshëm i CO në ajër ndërmarrjet industriale konsiderohet 0.02 mg/l. Antidoti kryesor për helmimin me CO është Ajer i paster. Inhalimi afatshkurtër i avullit të amoniakut është gjithashtu i dobishëm.
Toksiciteti ekstrem i CO, mungesa e ngjyrës dhe erës së tij, si dhe përthithja e tij shumë e dobët karboni i aktivizuar Një maskë e zakonshme gazi e bën këtë gaz veçanërisht të rrezikshëm. Çështja e mbrojtjes kundër tij u zgjidh me prodhimin e maskave speciale të gazit, kutia e të cilave ishte e mbushur me një përzierje oksidesh të ndryshme (kryesisht MnO 2 dhe CuO). Efekti i kësaj përzierjeje ("hopkalite") reduktohet në përshpejtimin katalitik të reaksionit të oksidimit të CO në CO 2 nga oksigjeni atmosferik. Në praktikë, maskat e gazit hopcalite janë shumë të papërshtatshme, pasi ju detyrojnë të thithni ajër të nxehtë (si rezultat i një reaksioni oksidimi).
Të qenit në natyrë.
Monoksidi i karbonit është pjesë e atmosferës (10-5 vol.%). Mesatarisht, 0,5% CO përmban tymin e duhanit dhe 3% - gazrat e shkarkimit nga motorët me djegie të brendshme.
Çdo gjë që na rrethon përbëhet nga komponime të elementeve të ndryshme kimike. Ne thithim jo vetëm ajër, por kompleks përbërje organike që përmban oksigjen, azot, hidrogjen, dioksid karboni dhe përbërës të tjerë të nevojshëm. Ndikimi i shumë prej këtyre elementeve në trupin e njeriut në veçanti dhe në jetën në Tokë në përgjithësi nuk është studiuar ende plotësisht. Për të kuptuar proceset e bashkëveprimit të elementeve, gazeve, kripërave dhe formacioneve të tjera me njëri-tjetrin, në kursi shkollor dhe u prezantua lënda “Kimi”. Klasa e 8-të është fillimi i mësimeve të kimisë sipas programit të miratuar të arsimit të përgjithshëm.
Një nga komponimet më të zakonshme që gjendet në të dyja kores së tokës, dhe në atmosferë, është një oksid. Një oksid është një përbërje e çdo element kimik me një atom oksigjeni. Edhe burimi i gjithë jetës në Tokë - uji, është oksidi i hidrogjenit. Por në këtë artikull nuk do të flasim për oksidet në përgjithësi, por për një nga komponimet më të zakonshme - monoksidin e karbonit. Këto komponime fitohen nga bashkimi i atomeve të oksigjenit dhe karbonit. Këto komponime mund të përmbajnë sasive të ndryshme atomet e karbonit dhe oksigjenit, megjithatë, duhet të dallohen dy përbërje kryesore të karbonit dhe oksigjenit: monoksidi i karbonit dhe dioksidi i karbonit.
Formula kimike dhe metoda e prodhimit të monoksidit të karbonit
Cila është formula e saj? Monoksidi i karbonit është mjaft i lehtë për t'u mbajtur mend - CO. Molekula e monoksidit të karbonit formohet nga një lidhje e trefishtë, dhe për këtë arsye ka një forcë lidhjeje mjaft të lartë dhe ka një distancë shumë të vogël ndërbërthamore (0,1128 nm). Energjia e këputjes së këtij përbërësi kimik është 1076 kJ/mol. Një lidhje e trefishtë ndodh për shkak të faktit se elementi karbon ka një orbitale p në strukturën e tij atomike që nuk është e zënë nga elektronet. Kjo rrethanë krijon mundësinë që atomi i karbonit të bëhet pranues çift elektronik. Atomi i oksigjenit, përkundrazi, ka një çift elektronesh të pandarë në një nga orbitalet p, që do të thotë se ka aftësi dhuruese të elektroneve. Kur këto dy atome bashkohen, përveç dy lidhje kovalente shfaqet edhe një i tretë - një lidhje kovalente dhurues-pranues.
ekzistojnë mënyra të ndryshme marrjen e CO Një nga më të thjeshtat është kalimi i dioksidit të karbonit mbi qymyrin e nxehtë. NË kushtet laboratorike Monoksidi i karbonit prodhohet nga reaksioni i mëposhtëm: acidi formik nxehet me acid sulfurik, i cili e ndan acidin formik në ujë dhe monoksid karboni.
CO çlirohet gjithashtu kur acidi oksalik dhe sulfurik nxehen.
Vetitë fizike të CO
Monoksidi i karbonit (2) ka këto veti fizike - është një gaz pa ngjyrë pa erë të theksuar. Të gjitha aromat e huaja që shfaqen gjatë rrjedhjes së monoksidit të karbonit janë produkte të zbërthimit të papastërtive organike. Është shumë më i lehtë se ajri, jashtëzakonisht toksik, shumë dobët i tretshëm në ujë dhe i ndryshëm shkallë të lartë ndezshmeria.
Vetia më e rëndësishme e CO është e saj ndikim negativ në trupin e njeriut. Helmimi me monoksid karboni mund të çojë në përfundim fatal. Efektet e monoksidit të karbonit në trupin e njeriut do të diskutohen më në detaje më poshtë.
Vetitë kimike të CO
bazë reaksionet kimike, në të cilën mund të përdoren oksidet e karbonit (2) - ky është një reaksion redoks, si dhe një reagim shtesë. Reaksioni redoks shprehet në aftësinë e CO për të reduktuar metalin nga oksidet duke i përzier me ngrohje të mëtejshme.
Kur ndërvepron me oksigjenin, formohet dioksidi i karbonit, i cili lirohet sasi të konsiderueshme ngrohtësi. Monoksidi i karbonit digjet me një flakë kaltërosh. Shumë funksion i rëndësishëm monoksidi i karbonit - ndërveprimi i tij me metalet. Si rezultat i reaksioneve të tilla, formohen karbonile metalike, shumica dërrmuese e të cilave janë substanca kristalore. Ato përdoren për prodhimin e metaleve ultra të pastra, si dhe për aplikimin e veshjes metalike. Nga rruga, karbonilet e kanë provuar veten mirë si katalizatorë për reaksionet kimike.
Formula kimike dhe metoda e prodhimit të dioksidit të karbonit
Dioksidi i karbonit, ose dioksidi i karbonit, ka formula kimike CO2. Struktura e molekulës është paksa e ndryshme nga ajo e CO. NË këtë edukim karboni ka gjendje oksidimi +4. Struktura e molekulës është lineare, që do të thotë se është jopolare. Molekula e CO 2 nuk është aq e fortë sa CO. NË atmosfera e tokës përmban rreth 0.03% dioksid karboni nga vëllimi i përgjithshëm. Rritja e këtij treguesi shkatërron shtresa e ozonit Toka. Në shkencë, ky fenomen quhet efekti serë.
Mund të merrni dioksid karboni në mënyra të ndryshme. Në industri, ajo formohet si rezultat i djegies së gazrave të gripit. Mund të jetë një nënprodukt i procesit të prodhimit të alkoolit. Mund të merret përmes procesit të dekompozimit të ajrit në përbërësit kryesorë të tij, si azoti, oksigjeni, argoni dhe të tjerët. Në kushte laboratorike, monoksidi i karbonit (4) mund të merret duke djegur gurin gëlqeror, dhe në shtëpi, dioksidi i karbonit mund të prodhohet duke përdorur reaksionin e acidit citrik dhe sodës së bukës. Meqë ra fjala, pikërisht kështu u bënë pijet e gazuara që në fillimet e prodhimit të tyre.
Vetitë fizike të CO 2
Dioksidi i karbonit është i pangjyrë substancë e gaztë pa një erë të fortë karakteristike. Për arsye të numër i lartë Oksidimi bën që ky gaz të ketë një shije pak të thartë. Ky produkt nuk e mbështet procesin e djegies, pasi është vetë rezultat i djegies. Me rritjen e përqendrimit të dioksidit të karbonit, një person humbet aftësinë për të marrë frymë, gjë që çon në vdekje. Efektet e dioksidit të karbonit në trupin e njeriut do të diskutohen më në detaje më poshtë. CO 2 është shumë më i rëndë se ajri dhe është shumë i tretshëm në ujë edhe në temperaturën e dhomës.
Një nga më veti interesante dioksidi i karbonit është se nuk ka lëng gjendja e grumbullimit në kushte normale presioni atmosferik. Megjithatë, nëse struktura e dioksidit të karbonit ekspozohet në një temperaturë prej -56,6 °C dhe një presion prej rreth 519 kPa, ai shndërrohet në një lëng pa ngjyrë.
Kur temperatura bie ndjeshëm, gazi është në gjendjen e të ashtuquajturit "akulli i thatë" dhe avullon në një temperaturë më të lartë se -78 o C.
Vetitë kimike të CO 2
Sipas tyre vetitë kimike Monoksidi i karbonit (4), formula e të cilit është CO 2, është një oksid tipik acid dhe ka të gjitha vetitë e tij.
1. Kur ndërvepron me ujin, formohet acid karbonik, i cili ka aciditet të dobët dhe qëndrueshmëri të ulët në tretësirë.
2. Kur ndërveprohet me alkalet, formohet dioksidi i karbonit kripë e përshtatshme dhe uji.
3. Gjatë ndërveprimit me oksidet aktive të metaleve, nxit formimin e kripërave.
4. Nuk mbështet procesin e djegies. Aktivizoni këtë proces vetëm disa munden metale aktive, të tilla si litium, kalium, natrium.
Efekti i monoksidit të karbonit në trupin e njeriut
Le të kthehemi te problemi kryesor i të gjitha gazeve - efekti në trupin e njeriut. Monoksidi i karbonit i përket grupit të gazeve jashtëzakonisht të rrezikshme për jetën. Për njerëzit dhe kafshët, është një substancë toksike jashtëzakonisht e fortë, e cila, kur gëlltitet, ndikon seriozisht në gjakun, sistemin nervor të trupit dhe muskujt (përfshirë zemrën).
Monoksidi i karbonit në ajër nuk mund të njihet, pasi ky gaz nuk ka ndonjë erë të veçantë. Kjo është pikërisht arsyeja pse ai është i rrezikshëm. Duke hyrë në trupin e njeriut përmes mushkërive, monoksidi i karbonit aktivizon aktivitetin e tij shkatërrues në gjak dhe fillon të ndërveprojë me hemoglobinën qindra herë më shpejt se oksigjeni. Si rezultat, shfaqet një përbërës shumë i qëndrueshëm i quajtur karboksihemoglobinë. Ai ndërhyn në shpërndarjen e oksigjenit nga mushkëritë në muskuj, gjë që çon në urinë e indeve të muskujve. Truri është veçanërisht i prekur seriozisht nga kjo.
Për shkak të pamundësisë për të njohur helmimin nga monoksidi i karbonit përmes shqisës së nuhatjes, duhet të jeni të vetëdijshëm për disa shenja themelore që shfaqen në fazat e hershme:
- marramendje e shoqëruar me dhimbje koke;
- zhurmë në vesh dhe dridhje para syve;
- palpitacione dhe gulçim;
- skuqje e fytyrës.
Më pas, viktima e helmimit zhvillohet dobësi e rëndë, ndonjëherë të vjella. Në rastet e rënda të helmimit, janë të mundshme konvulsione të pavullnetshme, të shoqëruara me humbje të mëtejshme të vetëdijes dhe koma. Nëse pacientit nuk i sigurohet menjëherë e duhura kujdesit shëndetësor, atëherë vdekja është e mundur.
Efekti i dioksidit të karbonit në trupin e njeriut
Oksidet e karbonit me aciditet +4 bëjnë pjesë në kategorinë e gazeve asfiksuese. Me fjalë të tjera, dioksidi i karbonit nuk është një substancë toksike, por mund të ndikojë ndjeshëm në rrjedhën e oksigjenit në trup. Kur niveli i dioksidit të karbonit rritet në 3-4%, një person dobësohet seriozisht dhe fillon të ndihet i përgjumur. Kur niveli rritet në 10%, fillojnë të zhvillohen dhimbje koke të forta, marramendje, humbje dëgjimi dhe ndonjëherë ndodh humbja e vetëdijes. Nëse përqendrimi i dioksidit të karbonit rritet në një nivel prej 20%, atëherë vdekja ndodh nga uria e oksigjenit.
Trajtimi i helmimit dioksid karboni shumë e thjeshtë - jepni viktimës qasje në ajër të pastër dhe, nëse është e nevojshme, kryeni frymëmarrje artificiale. NË si mjet i fundit ju duhet ta lidhni viktimën me një ventilator.
Nga përshkrimet e ndikimit të këtyre dy oksideve të karbonit në trup, mund të konkludojmë se monoksidi i karbonit ende paraqet një rrezik të madh për njerëzit me toksicitetin e tij të lartë dhe efektin e synuar në trup nga brenda.
Dioksidi i karbonit nuk është aq i fshehtë dhe është më pak i dëmshëm për njerëzit, prandaj njerëzit e përdorin në mënyrë aktive këtë substancë edhe në industrinë ushqimore.
Përdorimi i oksideve të karbonit në industri dhe ndikimi i tyre në aspekte të ndryshme të jetës
Oksidet e karbonit kanë një aplikim shumë të gjerë në fusha të ndryshme të veprimtarisë njerëzore dhe spektri i tyre është jashtëzakonisht i pasur. Kështu, monoksidi i karbonit përdoret gjerësisht në metalurgji në procesin e shkrirjes së gize. CO ka fituar popullaritet të gjerë si një material për ruajtjen e ushqimeve në frigorifer. Ky oksid përdoret për të përpunuar mishin dhe peshkun për t'u dhënë atyre një pamje të freskët dhe për të mos ndryshuar shijen. Është e rëndësishme të mos harroni për toksicitetin e këtij gazi dhe mbani mend se doza e lejuar nuk duhet të kalojë 200 mg për 1 kg produkt. CO në Kohët e fundit Përdoret gjithnjë e më shumë në industrinë e automobilave si lëndë djegëse për automjetet me gaz.
Dioksidi i karbonit është jo toksik, kështu që aplikimet e tij përdoren gjerësisht në Industria ushqimore, ku përdoret si agjent ruajtës ose tharës. CO 2 përdoret gjithashtu në prodhimin e ujërave minerale dhe të gazuara. Në formën e tij të ngurtë ("akulli i thatë"), përdoret shpesh në ngrirës për të mbajtur një temperaturë vazhdimisht të ulët në një dhomë ose pajisje.
Janë bërë shumë të njohura aparatet e zjarrit me dioksid karboni, shkuma e të cilave izolon plotësisht zjarrin nga oksigjeni dhe parandalon ndezjen e zjarrit. Prandaj, një fushë tjetër e aplikimit është Siguri nga zjarri. Cilindrat në pistoletat e ajrit janë gjithashtu të ngarkuar me dioksid karboni. Dhe sigurisht, pothuajse secili prej nesh ka lexuar se nga përbëhet një freskues ajri i dhomës. Po, një nga komponentët është dioksidi i karbonit.
Siç mund ta shohim, për shkak të toksicitetit të tij minimal, dioksidi i karbonit është gjithnjë e më i zakonshëm në Jeta e përditshme njerëzit, ndërsa monoksidi i karbonit ka gjetur aplikim në industrinë e rëndë.
Ekzistojnë komponime të tjera të karbonit me oksigjen, për fat të mirë formula e karbonit dhe oksigjenit lejon përdorimin e opsioneve të ndryshme për komponimet me sasi të ndryshme atomet e karbonit dhe oksigjenit. Një numër oksidesh mund të ndryshojnë nga C 2 O 2 në C 32 O 8. Dhe për të përshkruar secilën prej tyre, do të duhen më shumë se një faqe.
Oksidet e karbonit në natyrë
Të dy llojet e oksideve të karbonit të konsideruara këtu janë të pranishme në një mënyrë ose në një tjetër bota natyrore. Kështu, monoksidi i karbonit mund të jetë produkt i djegies së pyjeve ose rezultat i aktivitetit njerëzor (gazrat e shkarkimit dhe mbetjet e rrezikshme nga ndërmarrjet industriale).
Dioksidi i karbonit, të cilin tashmë e dimë, është gjithashtu pjesë e përbërje komplekse ajri. Përmbajtja e tij në të është rreth 0,03% e vëllimit të përgjithshëm. Kur ky tregues rritet, i ashtuquajturi " Efekti serrë", të cilit shkencëtarët modernë i frikësohen aq shumë.
Dioksidi i karbonit lëshohet nga kafshët dhe njerëzit përmes nxjerrjes. Ai është burimi kryesor i një elementi të tillë si karboni, i cili është i dobishëm për bimët, kjo është arsyeja pse shumë shkencëtarë po qëllojnë në të gjithë cilindrat, duke vënë në dukje papranueshmërinë e shpyllëzimit në shkallë të gjerë. Nëse bimët ndalojnë thithjen e dioksidit të karbonit, atëherë përqindja e përmbajtjes së tij në ajër mund të rritet në nivele kritike për jetën e njeriut.
Me sa duket, shumë në pushtet e kanë harruar materialin e teksteve që kanë mbuluar në fëmijëri " kimia e përgjithshme. Klasa e 8-të”, përndryshe çështjes së shpyllëzimit në shumë vende të botës do t'i kushtohej vëmendje më serioze. Kjo, nga rruga, vlen edhe për problemin e monoksidit të karbonit në mjedis. Sasia e mbetjeve njerëzore dhe përqindja e emetimeve të këtij materiali jashtëzakonisht toksik në mjedisi duke u rritur dita ditës. Dhe nuk është fakt që fati i botës i përshkruar në filmin vizatimor të mrekullueshëm "Wally" nuk do të përsëritet, kur njerëzimi duhej të linte Tokën, e cila ishte ndotur deri në themelet e saj, dhe të shkonte në botë të tjera në kërkim të një më të mirë. jeta.
Monoksidi i karbonit, ose monoksidi i karbonit (CO), është një gaz pa ngjyrë, pa erë dhe pa shije. Digjet me një flakë blu, si hidrogjeni. Për shkak të kësaj, kimistët e ngatërruan atë me hidrogjenin në 1776 kur ata për herë të parë prodhuan monoksid karboni duke ngrohur oksidin e zinkut me karbon. Molekula e këtij gazi ka një lidhje të fortë të trefishtë, si molekula e azotit. Kjo është arsyeja pse ka disa ngjashmëri midis tyre: pikat e shkrirjes dhe të vlimit janë pothuajse të njëjta. Molekula e monoksidit të karbonit ka vlerë të lartë potenciali jonizues.
Kur monoksidi i karbonit oksidohet, ai formon dioksid karboni. Ky reaksion çliron një sasi të madhe të energjisë termike. Kjo është arsyeja pse monoksidi i karbonit përdoret në sistemet e ngrohjes.
Monoksidi i karbonit në temperaturat e ulëta pothuajse nuk reagon me substanca të tjera në temperatura të larta, situata është e ndryshme. Reaksionet e shtimit të llojeve të ndryshme ndodhin shumë shpejt. çështje organike. Një përzierje e CO dhe oksigjenit në përmasa të caktuara është shumë e rrezikshme për shkak të mundësisë së shpërthimit të tij.
Prodhimi i monoksidit të karbonit
Në kushte laboratorike, monoksidi i karbonit prodhohet nga dekompozimi. Ndodh nën ndikimin e acidit sulfurik të përqendruar të nxehtë, ose kur e kalon atë përmes oksidit të fosforit. Një metodë tjetër është ngrohja e një përzierje të acideve formike dhe oksalike në një temperaturë të caktuar. CO i evoluar mund të hiqet nga kjo përzierje duke e kaluar atë përmes ujit barit ( tretësirë e ngopur ).
Rreziku i monoksidit të karbonit
Monoksidi i karbonit është jashtëzakonisht i rrezikshëm për njerëzit. Shkakton helmim të rëndë dhe shpesh mund të shkaktojë vdekjen. Puna është se monoksidi i karbonit ka aftësinë të reagojë me hemoglobinën në gjak, e cila mbart oksigjen në të gjitha qelizat e trupit. Si rezultat i këtij reagimi, formohet karbohemoglobina. Për shkak të mungesës së oksigjenit, qelizat përjetojnë urinë.
Simptomat e mëposhtme të helmimit mund të identifikohen: nauze, të vjella, dhimbje koke, humbje e shikimit të ngjyrave, shqetësime në frymëmarrje dhe të tjera. Një person që vuan nga helmimi me monoksid karboni duhet të marrë ndihmën e parë sa më shpejt të jetë e mundur. Fillimisht duhet ta nxirrni në ajër të pastër dhe të vendosni një lesh pambuku të njomur amoniaku. Më pas, fërkoni gjoksin e viktimës dhe aplikoni jastëkë ngrohës në këmbët e tij. Rekomandohen shumë lëngje të ngrohta. Ju duhet të telefononi një mjek menjëherë pas zbulimit të simptomave.
OXIDI I KARBONIT (CARBON MONOXIDE). Oksidi i karbonit (II) (monoksidi i karbonit) CO, monoksidi i karbonit që nuk krijon kripë. Kjo do të thotë se nuk ka acid që korrespondon me këtë oksid. Monoksidi i karbonit (II) është një gaz pa ngjyrë dhe erë që lëngëzohet në presionin atmosferik në një temperaturë prej -191,5°C dhe ngurtësohet në -205°C. Molekula e CO është e ngjashme në strukturë me molekulën N2: të dyja përmbajnë numër të barabartë elektronet (molekula të tilla quhen izoelektronike), atomet në to janë të lidhur me një lidhje të trefishtë (dy lidhje në molekulën CO formohen për shkak të elektroneve 2p të atomeve të karbonit dhe oksigjenit, dhe e treta formohet nga mekanizmi dhurues-pranues me pjesëmarrjen e një çifti elektronik të vetëm të oksigjenit dhe një karboni orbital të lirë 2p). Si rezultat vetitë fizike CO dhe N2 (pikat e shkrirjes dhe të vlimit, tretshmëria në ujë, etj.) janë shumë afër.
Monoksidi i karbonit (II) formohet gjatë djegies së përbërjeve që përmbajnë karbon me akses të pamjaftueshëm në oksigjen, si dhe kur qymyri i nxehtë bie në kontakt me produktin djegie e plotë– dioksidi i karbonit: C + CO2 → 2СО. Në laborator, CO përftohet nga dehidratimi i acidit formik nga veprimi i acidit sulfurik të koncentruar në acidin formik të lëngshëm kur nxehet, ose duke kaluar avullin e acidit formik mbi P2O5: HCOOH → CO + H2O. CO fitohet nga zbërthimi i acidit oksalik: H2C2O4 → CO + CO2 + H2O. CO mund të ndahet lehtësisht nga gazrat e tjerë duke e kaluar atë përmes një tretësire alkali.
Në kushte normale, CO, si azoti, është kimikisht mjaft inert. Vetëm në temperatura të larta shfaqet tendenca e CO për t'iu nënshtruar reaksioneve të oksidimit, shtimit dhe reduktimit. Kështu, në temperatura të larta ai reagon me alkalet: CO + NaOH → HCOONa, CO + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2. Këto reaksione përdoren për të hequr CO nga gazrat industriale.
Monoksidi i karbonit (II) është një lëndë djegëse me kalori të lartë: djegia shoqërohet me çlirimin e një sasie të konsiderueshme nxehtësie (283 kJ për 1 mol CO). Përzierjet e CO me ajrin shpërthejnë kur përmbajtja e tij varion nga 12 në 74%; Për fat të mirë, në praktikë përzierje të tilla janë jashtëzakonisht të rralla. Në industri, për të marrë CO, kryhet gazifikimi i karburantit të ngurtë. Për shembull, fryrja e avullit të ujit përmes një shtrese qymyri të ngrohur në 1000oC çon në formimin e gazit të ujit: C + H2O → CO + H2, i cili ka një vlerë shumë të lartë kalorifike. Sidoqoftë, djegia është larg përdorimit më fitimprurës të gazit të ujit. Prej tij, për shembull, është e mundur të merret (në prani të katalizatorëve të ndryshëm nën presion) një përzierje e hidrokarbureve të ngurta, të lëngshme dhe të gazta - një lëndë e parë e vlefshme për industrinë kimike (reaksioni Fischer-Tropsch). Nga e njëjta përzierje, duke e pasuruar me hidrogjen dhe duke përdorur katalizatorët e nevojshëm, mund të merrni alkoole, aldehide dhe acide. Kuptimi i veçantë ka sintezën e metanolit: CO + 2H2 → CH3OH - lënda e parë më e rëndësishme për sinteza organike Prandaj, ky reagim kryhet industrialisht në një shkallë të gjerë.
Reaksionet në të cilat CO është një agjent reduktues mund të demonstrohen me shembullin e reduktimit të hekurit nga xeherori gjatë procesit të furrës së lartë: Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2. Reduktimi i oksideve të metaleve me oksid karboni(II) ka rëndësi të madhe në proceset metalurgjike.
Molekulat e CO karakterizohen nga reaksionet e shtimit të metaleve në tranzicion dhe përbërjeve të tyre me formimin e komponimeve komplekse - karbonileve. Shembujt përfshijnë karbonilet metalike të lëngëta ose të ngurta Fe(CO)4, Fe(CO)5, Fe2(CO)9, Ni(CO)4, Cr(CO)6, etj. Kjo është shumë substancave toksike, kur nxehen, ato përsëri dekompozohen në metal dhe CO. Kështu mund të merrni metale pluhur pastërti të lartë. Ndonjëherë "njollat" metalike janë të dukshme në djegien e një sobë me gaz, kjo është pasojë e formimit dhe kalbjes së karbonilit të hekurit. Aktualisht, mijëra karbonile të ndryshme metalike janë sintetizuar, që përmbajnë, përveç CO, ligande inorganike dhe organike, për shembull, PtCl2(CO), K3, Cr(C6H5Cl)(CO)3.
CO karakterizohet edhe nga një reaksion i përbërjes me klorin, i cili drita po vjen tashmë në temperaturën e dhomës me formimin e fosgjenit ekskluzivisht toksik: CO + Cl2 → COCl2. Ky reaksion është një reaksion zinxhir, ai ndjek një mekanizëm radikal me pjesëmarrjen e atomeve të klorit dhe radikalet e lira COCl. Pavarësisht toksicitetit të tij, fosgjeni përdoret gjerësisht për sintezën e shumë përbërjeve organike.
Monoksidi i karbonit (II) është një helm i fortë, pasi formon komplekse të forta me molekula biologjikisht aktive që përmbajnë metal; kjo çrregullon frymëmarrjen e indeve. Veçanërisht preken qelizat e sistemit nervor qendror. Lidhja e CO me atomet e Fe(II) në hemoglobinën e gjakut parandalon formimin e oksihemogloblinës, e cila transporton oksigjenin nga mushkëritë në inde. Edhe kur ajri përmban 0.1% CO, ky gaz zhvendos gjysmën e oksigjenit nga oksihemoglobina. Në prani të CO, vdekja nga mbytja mund të ndodhë edhe në prani sasi e madhe oksigjen. Prandaj, CO quhet monoksid karboni. Në një person të “dështuar”, truri dhe sistemi nervor. Për shpëtim është e nevojshme para së gjithash ajer i paster, nuk përmban CO (ose edhe më mirë - oksigjen të pastër), ndërsa CO i lidhur me hemoglobinën zëvendësohet gradualisht nga molekula O2 dhe mbytja largohet. Përqendrimi mesatar ditor maksimal i lejuar i CO në ajri atmosferikështë 3 mg/m3 (rreth 3,10–5%), në ajrin e zonës së punës – 20 mg/m3.
Në mënyrë tipike, përmbajtja e CO në atmosferë nuk kalon 10-5%. Ky gaz hyn në ajër si pjesë e gazeve vullkanike dhe kënetore, me sekrecione të planktonit dhe mikroorganizmave të tjerë. Kështu, 220 milion ton CO lëshohen në atmosferë çdo vit nga shtresat sipërfaqësore të oqeanit. Përqendrimi i CO në minierat e qymyrit është i lartë. Prodhohet shumë monoksid karboni kur zjarret në pyje. Shkrirja e çdo milion ton çeliku shoqërohet me formimin e 300-400 tonëve CO. Në total, çlirimi teknologjik i CO në ajër arrin në 600 milionë tonë në vit, më shumë se gjysma e të cilave vjen nga automjetet. Nëse karburatori nuk rregullohet, gazrat e shkarkimit mund të përmbajnë deri në 12% CO! Prandaj, shumica e vendeve kanë futur standarde strikte për përmbajtjen e CO në shkarkimin e makinave.
Formimi i CO ndodh gjithmonë gjatë djegies së përbërjeve që përmbajnë karbon, përfshirë drurin, me akses të pamjaftueshëm ndaj oksigjenit, si dhe kur qymyri i nxehtë bie në kontakt me dioksidin e karbonit: C + CO2 → 2CO. Procese të tilla ndodhin edhe në furrat e fshatit. Prandaj, mbyllja e parakohshme e oxhakut të sobës për të ruajtur nxehtësinë shpesh çon në helmim nga monoksidi i karbonit. Nuk duhet menduar se banorët e qytetit që nuk i ngrohin sobat e tyre janë të siguruar nga helmimi nga CO; Për shembull, është e lehtë për ta që të helmohen në një garazh të ajrosur keq, ku një makinë është e parkuar me motorin në punë. Përmban CO gjithashtu në produktet e djegies gazit natyror ne kuzhine. Shumë aksidente të aviacionit në të kaluarën ishin shkaktuar nga konsumimi i motorit ose rregullimet e dobëta, duke lejuar që CO të hynte në kabinë dhe të helmonte ekuipazhin. Rreziku shtohet nga fakti se CO nuk mund të zbulohet nga nuhatja; në këtë drejtim, monoksidi i karbonit është më i rrezikshëm se klori!
Monoksidi i karbonit (II) praktikisht nuk thithet nga karboni aktiv dhe për këtë arsye një maskë e zakonshme gazi nuk mbron nga ky gaz; Për ta përthithur atë, kërkohet një fishek shtesë hopcalite që përmban një katalizator që "më pas djeg" CO në CO2 me ndihmën e oksigjenit atmosferik. Gjithnjë e më shumë makina pasagjerësh pajisen tani me katalizatorë pas djegies, pavarësisht kosto e larte këta katalizatorë bazohen në metalet e platinit.
