Co je oxid uhelnatý? Struktura molekuly

Oxid uhelnatý, známý také jako oxid uhelnatý, má velmi silné molekulové složení, je inertní ve svých chemických vlastnostech a špatně rozpustný ve vodě. Tato sloučenina je také neuvěřitelně toxická, když vstoupí do dýchacího systému, kombinuje se s hemoglobinem v krvi a přestává přenášet kyslík do tkání a orgánů.

Chemické názvy a vzorce

Oxid uhelnatý je také znám pod jinými názvy, včetně oxidu uhelnatého II. V každodenním životě se obvykle nazývá oxid uhelnatý. Tento oxid uhelnatý je toxický, bezbarvý a bez chuti plyn, který je bez zápachu. Jeho chemický vzorec je CO a hmotnost jedné molekuly je 28,01 g / mol.

Účinky na tělo

Oxid uhelnatý je spojen s hemoglobinem za vzniku karboxyhemoglobinu, který nemá kapacitu kyslíku. Vdechnutí výparů způsobuje poškození centrálního nervového systému (CNS) a udušení. Výsledný nedostatek kyslíku způsobuje bolest hlavy, závratě, pokles pulzu a respirační frekvence, což vede k mdloby a následné smrti těla.

Toxický plyn

Oxid uhelnatý se vyrábí částečným spalováním látek obsahujících uhlík, například v motorech s vnitřním spalováním. Sloučenina obsahuje 1 atom uhlíku, kovalentně vázaný na 1 atom kyslíku. Oxid uhelnatý je velmi toxický a jedná se o jednu z nejčastějších příčin smrtelných otrav ve světě. Expozice může vést k poškození srdce a dalších orgánů.

Co je použití oxidu uhelnatého?

Navzdory své vážné toxicitě je oxid uhelnatý mimořádně užitečný - díky moderní technologii vzniká z něj řada životně důležitých produktů. Oxid uhelnatý, i když se dnes považuje za znečišťující látku, byl vždy přítomen v přírodě, ale ne v takových množstvích, jako je například oxid uhličitý.

Chyby jsou ty, kteří věří, že v přírodě není žádná sloučenina oxidu uhelnatého. CO se rozpouští v roztavené vulkanické hornině při vysokých tlacích v plášti země. Obsah oxidů uhlíku v vulkanických plynech se pohybuje v rozmezí od 0,01% do 2%, v závislosti na sopce. Vzhledem k tomu, že přirozená hodnota této sloučeniny není konstantní hodnotou, není možné přesně měřit emise zemního plynu.

Chemické vlastnosti

Oxid uhelnatý (vzorec CO) se vztahuje na oxidy, které nejsou soli nebo indiferenty. Nicméně při teplotě +200 ^oC reaguje s hydroxidem sodným. Během toho chemický proces vzniká mravenčan sodný:

NaOH + CO = HCOONa (sůl kyseliny mravenčí).

Vlastnosti oxidu uhelnatého jsou založeny na jeho redukční schopnosti. Oxid uhelnatý:

• může reagovat s kyslíkem: 2CO + O₂ = 2CO_2-
• je schopen reagovat s halogeny: CO + Cl₂ = COCI₂ (fosgen);
• má jedinečnou vlastnost k získání čistých kovů z jejich oxidů: Fe₂O₃ + 3CO = 2Fe + 3CO_2-
• tvoří karbonyly kovů: Fe + 5CO = Fe (CO)_5-
• dokonale rozpustný v chloroformu, kyselině octové, ethanolu, hydroxidu amonném a benzenu.

Molekulární struktura

Dva atomy, ze kterých ve skutečnosti sestává molekula oxidu uhelnatého (CO), jsou spojeny trojitou vazbou. Dva z nich jsou tvořeny spojením p-elektrony atomů uhlíku s kyslíkem, a třetí - díky speciální mechanismus, díky volný uhlík 2p na oběžné dráze, a 2p-elektronových párů kyslíku. Tato struktura poskytuje molekulu s vysokou pevností.

Trochu historie

Dokonce i Aristotel ze starověkého Řecka popsal toxické výpary z hořícího uhlí. Mechanismus samotné smrti nebyl znám. Jedním ze starodávných způsobů popravy však bylo zablokování přestupkového zákona v parní místnosti, kde se nacházela uhlí. Řecký lékař Galen naznačil, že ve vzduchu vznikají určité změny, které při vdechování způsobují škody.

V průběhu druhé světové války, směs plynů s příměsí oxidu uhelnatého, byla použita jako palivo pro vozidla v těch částech světa, kde došlo k omezené množství benzínu a motorové nafty. externí (až na výjimky) generátory uhlí nebo dřevoplyn byly stanoveny, ale směs atmosférického dusíku, oxidu uhelnatého, a malá množství dalších plynů přiváděných do plynové mixéru. Byl to tzv. Dřevěný plyn.

Oxidace oxidu uhelnatého

Oxid uhelnatý je tvořen částečnou oxidací sloučenin obsahujících uhlík. CO vzniká, když kyslík není dostatečný k produkci oxidu uhličitého (CO₂), například při provozu pece nebo spalovacího motoru v uzavřeném prostoru. Pokud je přítomen kyslík, stejně jako některé jiné atmosférické koncentrace, hoří oxid uhelnatý, který vydává modré světlo a vytváří oxid uhličitý, známý jako oxid uhličitý.

Uhlíkový plyn, široce používaný až do šedesátých let minulého století pro vnitřní osvětlení, vaření a vytápění, měl ve svém složení CO jako výhodnou složku paliva. Některé procesy v moderních technologiích, jako je tavení železa, stále produkují oxid uhelnatý jako vedlejší produkt. Samotná sloučenina CO je oxidována v CO₂ při pokojové teplotě.

Existuje CO příroda?

Existuje v přírodě oxid uhelnatý? Jedním z jeho přirozeně se vyskytujících zdrojů jsou fotochemické reakce vyskytující se v troposféře. Tyto procesy by měly generovat asi 5 × 10^12. kg látky je e-one. Jiné zdroje, jak již bylo uvedeno výše, jsou sopky, lesní požáry a další druhy hoření.

Molekulární vlastnosti

Oxid uhelnatý má molární hmotnost 28,0, což činí o něco méně hustou než vzduch. Délka vazby mezi těmito dvěma atomy je 112,8 mikrometrů. Je dost blízko, že poskytuje jednu z nejsilnějších chemických vazeb. Oba prvky ve sloučenině CO mají dohromady asi 10 elektronů v jednom valenčním plášti.

Zpravidla se v organických karbonylových sloučeninách objevuje dvojná vazba. Charakteristický vlastnost molekuly CO je skutečnost, že mezi atomy existuje silná trojná vazba se 6 obecnými elektrony ve 3 vázaných molekulárních orbitech. Protože 4 společné elektrony pocházejí z atomu kyslíku a pouze 2 z uhlíku, jedna vázaná orbita je obsazena dvěma elektrony z O₂, tvořící dativní nebo dipolovou vazbu. To způsobuje polarizaci C larr-O molekuly s malým nábojem ";" na uhlíku a malým nábojem "+" na kyslíku.

Ostatní dvě spojené orbitaly zaujímají jednu nabitou část z uhlíku a jednu z kyslíku. Molekula je asymetrická: kyslík má větší elektronovou hustotu než uhlík a je také mírně pozitivně nabitý ve srovnání s negativním uhlíkem.

Příjem

V průmyslu se výroba oxidu uhelnatého CO provádí zahříváním bez přístupu vzduchu k oxidu uhličitému nebo vodní páry uhlím:

CO₂ + C = 2CO;

H₂O + C = CO + H_2.

Poslední získaná směs se nazývá také voda nebo syntézní plyn. V laboratorních podmínkách oxid uhelnatý II vystavením organických kyselin koncentrované kyselině sírové, která působí jako dehydratační činidlo:

HCOOH = CO + H₂O nás

H₂C₂O₄ = CO₂ + H₂O.

Hlavní příznaky a pomoc při otravě CO

Je otravou oxidem uhelnatým? Ano, a velmi silná. Otravy oxidem uhelnatým jsou nejčastějším jevem na celém světě. Mezi nejčastější příznaky patří:

• pocit slabosti;
• nevolnost;
• závratě;
• únavu;
• podrážděnost;
• špatná chuť k jídlu;
• bolesti hlavy;
• dezorientace;
• zhoršené vidění;
• zvracení;
• mdloby;
• křeče.

Expozice tohoto toxického plynu může vést k významnému poškození, které může často vést k prodlouženým chronickým patologickým stavům. Oxid uhelnatý může způsobit vážné poškození plodu těhotné ženy. Oběti, například po požáru, by měly mít okamžitou pomoc. naléhavě je třeba zavolat sanitku, dát přístup k čerstvému ​​vzduchu, odstranit nepříjemné dýchání, klidné, teplé. Těžká otrava je zpravidla léčena pouze pod dohledem lékařů v nemocnici.

Aplikace

Oxid uhelnatý, jak již bylo řečeno, je toxický a nebezpečný, ale je to jedna ze základních sloučenin používaných v moderním průmyslu pro organickou syntézu. CO se používá k výrobě čistých kovů, karbonylů, fosgenu, oxidu uhličitého, methylalkoholu, formamidu, aromátů aldehydy, mravenčí kyseliny. Tato látka se také používá jako palivo. Přes svou toxicitu a toxicitu se často používá jako surovina pro získání různých látek v chemickém průmyslu.

Oxid uhelnatý a oxid uhličitý: jaký je rozdíl?

Monoxid a oxid uhličitý (CO a CO₂) se často navzájem mýlí. Oba plyny jsou bez zápachu a bezbarvé a oba mají negativní vliv na kardiovaskulární systém. Oba plyny mohou vstoupit do těla prostřednictvím inhalace, pokožky a očí. Tyto sloučeniny, pokud jsou vystaveny živému organismu, mají řadu běžných příznaků - bolesti hlavy, závratě, křeče a halucinace. Většina lidí má potíže při určování rozdílu a nerozumí tomu, že výfuky automobilu vyzařují CO i CO₂ . Uvnitř může být zvýšení koncentrace těchto plynů nebezpečné pro zdraví a bezpečnost osoby, která je vystavena. Jaký je rozdíl?

Při vysokých koncentracích mohou být oba fatální. Rozdíl je v tom, že CO₂ je běžný zemní plyn nezbytný pro veškerý rostlinný a živočišný život. CO není běžný výskyt. Jedná se o vedlejší produkt spalování anoxických paliv. Kritickým chemickým rozdílem je CO₂ obsahuje jeden atom uhlíku a dva atomy kyslíku, zatímco v CO je pouze jeden z nich. Oxid uhličitý je nehořlavý, zatímco oxid siřičitý má vysokou pravděpodobnost vznícení.

Oxid uhličitý se přirozeně vyskytuje v atmosféře, lidé a zvířata dýchají kyslík a vydechovaný oxid uhličitý, tj bytosti vydrží malé množství. Tento plyn je také nezbytný pro to, aby rostliny prováděly fotosyntézu. Oxid uhelnatý však v atmosféře přirozeně nevzniká a může způsobit zdravotní problémy i v nízkých koncentracích. Hustota obou plynů je také odlišná. Oxid uhličitý je těžší a hustší než vzduch, zatímco oxid uhelnatý je mírně lehčí. Tato funkce by měla být brána v úvahu při instalaci vhodných čidel v domácnostech.