Mi a szén-monoxid és miért veszélyes? Szén-monoxid-mérgezés szellőzési problémák miatt

Égéstermékek által okozott mérgezés - a tűzesetek halálozásának fő oka (az összes eset 80%-a). Több mint 60%-uk szén-monoxid-mérgezés következménye.

Mi a szén-monoxid és miért veszélyes?

Próbáljuk megérteni és emlékezni a fizika és a kémia ismereteire.

Szén-monoxid(szén-monoxid vagy szén-monoxid, kémiai formula A CO) bármilyen égés során keletkező gáznemű vegyület. Mi történik, ha ez az anyag bejut a szervezetbe? A légutakba való bejutást követően a szén-monoxid molekulák azonnal megjelennek a vérben, és a hemoglobin molekulákhoz kötődnek. Egy teljesen új anyag képződik - a karboxihemoglobin, amely megakadályozza az oxigén szállítását. Emiatt az oxigénhiány nagyon gyorsan kialakul.

A legnagyobb veszély- a szén-monoxid láthatatlan és semmilyen módon nem észrevehető, sem szaga, sem színe nincs, vagyis a betegség oka nem egyértelmű, nem mindig lehet azonnal felismerni. A szén-monoxidot semmilyen módon nem lehet érezni, ezért a második neve a néma gyilkos.

Fáradtságot, erőnlétet és szédülést érezve egy személy végzetes hibát követ el - úgy dönt, hogy lefekszik. És még ha megérti is az okot és annak szükségességét, hogy felmenjen a levegőbe, általában nem tud semmit tenni. A tudás sokakat megmenthet CO-mérgezés tünetei- ezek ismeretében időben meg lehet gyanítani a betegség okát, és meg lehet tenni a szükséges intézkedéseket a mentés érdekében.

Tünetek és jelek

A sérülés súlyossága több tényezőtől függ:

• a személy egészségi állapota és élettani jellemzői. Legyengült, megvan krónikus betegségek, különösen akik vérszegénységgel járnak, az idősek, a terhes nők és a gyermekek érzékenyebbek a CO hatásaira;
• a CO-vegyület testre gyakorolt ​​hatásának időtartama;
• a szén-monoxid koncentrációja a belélegzett levegőben;
• fizikai aktivitás mérgezés során. Minél magasabb az aktivitás, annál gyorsabban következik be a mérgezés.

Súlyosság

(Az infografika a cikk utáni letöltés gombra kattintva érhető el)

Világos fokozat a súlyosságot a következő tünetek jellemzik:

• általános gyengeség;
• fejfájás, főleg a frontális és temporális régiókban;
• kopogás a templomokban;
• zaj a fülben;
• szédülés;

• homályos látás - villódzás, pontok a szemek előtt;
• improduktív, azaz. száraz köhögés;
• gyors légzés;
• légszomj, légszomj;
• könnyezés;
• hányinger;
• hiperémia (vörösség) bőrés nyálkahártyák;
• tachycardia;
• a vérnyomás emelkedése.

Tünetek középfokú A súlyosság az előző szakasz összes tünetének és súlyosabb formájának megőrzése:

• homályos tudat, lehetséges rövid ideig tartó eszméletvesztés;
• hányás;
• vizuális és hallási hallucinációk;
• a vestibularis készülék megsértése, koordinálatlan mozgások;
• nyomó mellkasi fájdalmak.

Súlyos fokozat A mérgezést a következő tünetek jellemzik:

• bénulás;
• hosszú távú eszméletvesztés, kóma;
• görcsök;
• pupillatágulás;
• a hólyag és a belek akaratlan kiürülése;
• megnövekedett pulzusszám percenként 130 ütésig, de ugyanakkor gyengén tapintható;
• a bőr és a nyálkahártyák cianózisa (kék);
• légzési zavarok - felületessé és időszakossá válik.

Atipikus formák

Kettő van belőlük – ájulás és eufória.

Szinkóp tünetei:

• a bőr és a nyálkahártyák sápadtsága;
• a vérnyomás csökkentése;
• eszméletvesztés.

Az eufórikus forma tünetei:

• pszichomotoros izgatottság;
• a mentális funkciók megsértése: delírium, hallucinációk, nevetés, viselkedésbeli furcsaságok;
• eszméletvesztés;
• légzési és szívelégtelenség.

Elsősegélynyújtás a sérülteknek

Csak számok

• Enyhe mérgezés már 0,08%-os szén-monoxid-koncentrációnál jelentkezik - fejfájás, szédülés, fulladás, általános gyengeség jelentkezik.
• A CO-koncentráció 0,32%-ra emelkedése motoros bénulást és ájulást okoz. A halál körülbelül fél óra múlva következik be.
• 1,2% vagy annál nagyobb CO-koncentrációnál a mérgezés villámgyors formája alakul ki - pár lélegzetvétellel halálos adagot kap az ember, a halálos kimenetel legfeljebb 3 perc múlva következik be.
• A kipufogóban utas kocsi 1,5-3% szén-monoxidot tartalmaz. A közhiedelemmel ellentétben nem csak beltérben, hanem kint is előfordulhat mérgezés, miközben jár a motor.
• Oroszországban évente körülbelül két és fél ezer ember kerül kórházba különböző fokú szén-monoxid-mérgezéssel.

Szén-monoxid (szén-monoxid) Káros anyagok az iparban. Kézikönyv kémikusoknak, mérnököknek és orvosoknak / Szerk. N. V. Lazareva és I. D. Gadaskina. - 7. kiadás - L .: Kémia, 1977. - T. 3. - S. 240-253. - 608 p.

A szén-monoxid koncentrációja és a mérgezés tünetei

Megelőző intézkedések

A szén-monoxid-mérgezés kockázatának minimalizálása érdekében elegendő betartani a következő szabályokat:

• szabályoknak megfelelően üzemeltetni a kályhákat, kandallókat, rendszeresen ellenőrizni a működést szellőztető rendszerés időben, és csak a szakemberek bízhatnak a kályhák és kandallók lerakásában;
• nem lenni hosszú idő forgalmas utak közelében;
• zárt garázsban mindig állítsa le az autó motorját. Ahhoz, hogy a szén-monoxid koncentrációja halálossá váljon, mindössze öt percnyi motorműködés elegendő - ne feledje;
• ha hosszú ideig tartózkodik az autóban, és még inkább, ha az autóban alszik, mindig kapcsolja ki a motort;
• legyen szabály - ha szén-monoxid-mérgezésre gyanús tüneteket észlel, az ablakok kinyitásával mielőbb biztosítson friss levegőt, vagy inkább hagyja el a helyiséget. Ne feküdjön le, ha szédül, hányingert vagy gyengeséget érez.

Ne feledje - a szén-monoxid alattomos, gyorsan és észrevehetetlenül hat, így az élet és az egészség a sebességtől függ. tett intézkedéseket. Vigyázzatok magatokra és szeretteitekre!

Mindenki, akinek volt már munkája, tudja, milyen veszélyes a szén-monoxid az emberre. fűtési rendszerek, - kályhák, kazánok, kazánok, vízmelegítők, háztartási tüzelőanyagra tervezve bármilyen formában. Gázhalmazállapotban meglehetősen nehéz semlegesíteni, nincsenek hatékony otthoni módszerek a szén-monoxid kezelésére, ezért a védőintézkedések többsége a levegőben lévő szén-monoxid megelőzésére és időben történő kimutatására irányul.

Mérgező anyag tulajdonságai

A szén-monoxid természetében és tulajdonságaiban nincs semmi szokatlan. Valójában szén vagy széntartalmú tüzelőanyagok részleges oxidációjának terméke. A szén-monoxid képlete egyszerű és nem bonyolult - CO, kémiai értelemben - szén-monoxid. Egy szénatom kapcsolódik egy oxigénatomhoz. A fosszilis tüzelőanyag-égetési folyamatok természete úgy van elrendezve, hogy a szén-monoxid minden láng szerves része.

A szén, a kapcsolódó tüzelőanyagok, a tőzeg, a tűzifa kemencében hevítve szén-monoxiddá gázosodik, és csak ezután égetik el levegőárammal. Ha a szén-monoxid az égéstérből kiszivárgott a helyiségbe, akkor stabil állapotban marad mindaddig, amíg a szén-monoxid-áramot szellőzéssel eltávolítják a helyiségből, vagy felhalmozódik, kitöltve az egész teret, a padlótól a mennyezetig. Ez utóbbi esetben csak egy elektronikus szén-monoxid-érzékelő mentheti meg a helyzetet, amely a helyiség légkörében a mérgező füstök koncentrációjának legkisebb növekedésére reagál.

Amit a szén-monoxidról tudni kell:

• Normál körülmények között a szén-monoxid sűrűsége 1,25 kg/m 3 , ami nagyon közel áll a levegő 1,25 kg/m 3 fajsúlyához. A forró és egyenletes meleg monoxid könnyen felemelkedik a mennyezetre, leülepszik és levegővel keveredik, ahogy lehűl;
• A szén-monoxid még nagy koncentrációban is íztelen, színtelen és szagtalan;
• A szén-monoxid képződésének elindításához elegendő a szénnel érintkező fémet 400-500 o C hőmérsékletre felmelegíteni;
• A gáz képes égni a levegőben nagy mennyiségű, körülbelül 111 kJ / mol hő felszabadulásával.

Nemcsak a szén-monoxid belélegzése veszélyes, a gáz-levegő keverék 12,5-74%-os térfogatkoncentráció elérésekor felrobbanhat. Ebben az értelemben a gázelegy hasonló a hazai metánhoz, de sokkal veszélyesebb, mint a hálózati gáz.

A metán a levegőnél könnyebb, belélegezve kevésbé mérgező, ráadásul egy speciális adalék, a merkaptán gázáramhoz való hozzáadásának köszönhetően a helyiségben való jelenléte szaggal könnyen észlelhető. A konyha enyhe gázszennyezettsége esetén egészségügyi következmények nélkül lehet belépni a helyiségbe és kiszellőztetni.

A szén-monoxiddal minden bonyolultabb. A CO és a levegő szoros kapcsolata megakadályozza hatékony eltávolítása mérgező gázfelhő. A lehűlés során fokozatosan megtelepszik a gázfelhő az alapterületen. Ha a szén-monoxid-érzékelő kioldott, vagy tűzhely vagy szilárd tüzelésű kazán égéstermékének szivárgását észlelték, azonnal szellőztetni kell, különben a gyermekek és a házi kedvencek szenvednek először.

A szén-monoxid-felhő hasonló tulajdonságát korábban széles körben alkalmazták a rágcsálók és csótányok leküzdésére, de a gáztámadás hatékonysága sokkal alacsonyabb, mint a modern eszközök, és aránytalanul nagyobb a mérgezés kockázata.

Jegyzet! A CO gázfelhő szellőzés hiányában képes hosszú ideig változatlan állapotban megőrizni tulajdonságait.

Ha a pincében, a közműves helyiségekben, a kazánházakban, pincékben szén-monoxid felgyülemlésének gyanúja merül fel, első lépésként a maximális szellőzést kell biztosítani óránként 3-4 egység gázcsere sebességgel.

A füstök helyiségben való megjelenésének feltételei

A szén-monoxid kémiai reakciók tucatnyi változatával nyerhető, de ehhez speciális reagensekre és kölcsönhatásukra van szükség. Gyakorlatilag megvan a kockázata annak, hogy ilyen módon gázmérgezést szerezzen nulla. A szén-monoxid kazánházban vagy konyhában való megjelenésének fő oka két tényező:

• Gyenge huzat és az égéstermékek részleges túlfolyása az égésforrásból a konyhába;
• kazán-, gáz- és kemenceberendezések nem megfelelő működése;
• Műanyagok, vezetékek, polimer bevonatok és anyagok tüzek és helyi gyújtóforrások;
• Kipufogógázok a csatornahálózatból.

A szén-monoxid forrása lehet a hamu másodlagos elégetése, a kéményekben lévő laza koromlerakódások, a kandallópárkányok és a koromoltó készülékek téglafalába beleivódott korom és kátrány.

Leggyakrabban a parázsló szenek, amelyek a kemencében, zárt szelep mellett égnek ki, a CO-gáz forrásává válnak. Különösen sok gáz szabadul fel a tűzifa levegő hiányában történő hőbomlása során, a gázfelhő mintegy felét a szén-monoxid foglalja el. Ezért a parázsló forgácsok füstjével végzett hús- és halfüstölési kísérleteket csak a szabadban szabad végezni.

Főzés közben kis mennyiségű szén-monoxid is megjelenhet. Például mindenki, aki tapasztalta a gáztüzelésű zárt tüzelésű kazánok beépítését a konyhában, tudja, hogyan reagálnak a szén-monoxid-érzékelők a sült burgonyára vagy bármilyen forrásban lévő olajban főtt ételre.

A szén-monoxid alattomos természete

A szén-monoxid fő veszélye, hogy nem lehet érezni és érezni jelenlétét egy helyiség légkörében, amíg a gáz levegővel be nem jut a légzőszervekbe és fel nem oldódik a vérben.

A CO belélegzésének következményei a levegőben lévő gáz koncentrációjától és a helyiségben való tartózkodás hosszától függenek:

• A fejfájás, a rossz közérzet és az álmosság kialakulása akkor kezdődik, amikor a levegő térfogati gáztartalma 0,009-0,011%. Fizikailag egészséges ember akár három órát is képes ellenállni gázos atmoszférában;
• Hányinger, erős izomfájdalom, görcsök, ájulás, tájékozódási zavar alakulhat ki 0,065-0,07%-os koncentrációban. A szobában eltöltött idő az elkerülhetetlen következmények megjelenéséig mindössze 1,5-2 óra;
• 0,5% feletti szén-monoxid-koncentrációnál már néhány másodpercnyi elgázosodott térben való tartózkodás is végzetes kimenetelű.

Még akkor is szükség lesz orvosi segítségre és ellenszerek alkalmazására, ha valaki biztonságosan kijutott a magas szén-monoxid-koncentrációjú helyiségből, mert a keringési rendszer mérgezésének és az agy keringési zavarainak következményei továbbra is jelentkeznek. , csak kicsit később.

A szén-monoxid molekulákat a víz és a sóoldatok jól felszívják. Ezért gyakran a közönséges törölközőket, bármilyen rendelkezésre álló vízzel megnedvesített szalvétát használják az első elérhető védelmi eszközként. Ez lehetővé teszi, hogy néhány percig megakadályozza a szén-monoxid bejutását a szervezetbe, amíg lehetővé válik a helyiség elhagyása.

A szén-monoxid ezen tulajdonságával gyakran visszaélnek néhány olyan fűtőberendezés tulajdonosa, amelybe CO-érzékelőket építenek be. Amikor egy érzékeny érzékelő működésbe lép, a helyiség levegőztetése helyett gyakran egyszerűen letakarják a készüléket egy nedves törülközővel. Ennek eredményeként tucatnyi ilyen manipuláció után a szén-monoxid-érzékelő meghibásodik, és a mérgezés kockázata egy nagyságrenddel nő.

Műszaki szén-monoxid regisztrációs rendszerek

Valójában manapság csak egyetlen módja van a szén-monoxid sikeres kezelésének, speciális elektronikus eszközök és érzékelők segítségével, amelyek érzékelik a helyiségben a túlzott CO-koncentrációt. Természetesen egyszerűbben is megteheti, például erős szellőzést szerelhet fel, ahogy a pihenés szerelmesei egy igazi tégla kandalló mellett teszik. De egy ilyen döntésnél fennáll a szén-monoxid-mérgezés kockázata, ha megváltoztatja a huzat irányát a csőben, és emellett az erős huzat alatt élni sem túl egészséges.

Szén-monoxid érzékelő készülék

A lakó- és háztartási helyiségek légkörében a szén-monoxid-tartalom szabályozásának problémája ma éppoly aktuális, mint a tűz- vagy betörésjelző jelenléte.

A fűtő- és gázberendezésekre szakosodott szalonokban számos lehetőséget vásárolhat a gáztartalom-szabályozó eszközökhöz:

• Vegyi riasztók;
• infravörös szkennerek;
• szilárdtest érzékelők.

A készülék érzékeny érzékelője általában elektronikus kártyával van felszerelve, amely biztosítja a tápellátást, a kalibrálást és a jel átalakítását érthető jelzési formává. Ez lehet csak zöld és piros LED a panelen, hangsziréna, digitális információ a számítógépes hálózatba történő jelzés kibocsátásához, vagy egy automata szelep vezérlő impulzusa, amely elzárja a fűtési kazán háztartási gázellátását.

Nyilvánvaló, hogy a szabályozott elzárószeleppel ellátott érzékelők használata szükséges intézkedés, de gyakran a fűtőberendezések gyártói szándékosan építenek be "bolond védelmet", hogy elkerüljék a gázberendezések biztonságával kapcsolatos mindenféle manipulációt.

Vegyi és szilárdtest-ellenőrző műszerek

A kémiai indikátor érzékelő legolcsóbb és leginkább elérhető változata légáteresztő hálós lombik formájában készül. A lombik belsejében két elektróda van, amelyeket lúggal impregnált porózus válaszfal választ el. A szén-monoxid megjelenése az elektrolit elszenesítéséhez vezet, az érzékelő vezetőképessége meredeken csökken, amit az elektronika azonnal riasztási jelként olvas le. A beszerelés után a készülék inaktív állapotban van, és addig nem működik, amíg a levegőben a megengedett koncentrációt meghaladó szén-monoxid-nyomok nem jelennek meg.

A szilárdtest-érzékelők kétrétegű ón- és ruténium-dioxid-zsákokat használnak egy lúggal átitatott azbesztdarab helyett. A gáz megjelenése a levegőben meghibásodást okoz az érzékelő eszköz érintkezői között, és automatikusan riasztást vált ki.

Szkennerek és elektronikus őrök

Infravörös érzékelők, amelyek a környező levegő pásztázásának elvén működnek. A beépített infravörös érzékelő érzékeli a lézer LED izzását, és a hősugárzás gáz általi elnyelésének intenzitásának változtatásával aktiválódik a trigger eszköz.

A CO nagyon jól elnyeli a spektrum termikus részét, így az ilyen eszközök figyelő vagy szkenner üzemmódban működnek. A szkennelés eredménye megjeleníthető kétszínű jelként vagy a levegőben lévő szén-monoxid mennyiségének jelzéseként digitális vagy lineáris skálán.

Melyik szenzor a jobb

A szén-monoxid-érzékelő helyes kiválasztásához figyelembe kell venni a működési módot és annak a helyiségnek a jellegét, amelyben az érzékelő eszközt telepíteni kell. Például az elavultnak tekintett vegyi érzékelők kiválóan működnek a kazánházakban és a háztartási helyiségekben. Egy olcsó szén-monoxid érzékelő telepíthető egy vidéki házban vagy műhelyben. A konyhában a rácsot gyorsan beborítja a por és a zsír, ami drámaian csökkenti a kémiai kúp érzékenységét.

A szilárdtest-szén-monoxid-érzékelők minden körülmények között egyformán jól működnek, de erős teljesítményt igényelnek külső forrás táplálás. Az eszköz ára magasabb, mint a vegyi érzékelő rendszerek ára.

Az infravörös érzékelők messze a leggyakoribbak. Aktívan használják az egyedi fűtésű lakáskazánok biztonsági rendszereinek kiegészítésére. Ugyanakkor a vezérlőrendszer érzékenysége gyakorlatilag nem változik az idő múlásával a por vagy a levegő hőmérséklete miatt. Ezenkívül az ilyen rendszerek általában beépített tesztelési és kalibrációs mechanizmusokkal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik teljesítményük időszakos ellenőrzését.

Szén-monoxid figyelő készülékek telepítése

A szén-monoxid-érzékelőket csak szakképzett személyzet telepítheti és javíthatja. A műszereket rendszeresen ellenőrizni, kalibrálni, karbantartani és cserélni kell.

Az érzékelőt a gázforrástól 1-4 m távolságra, a házat vagy a távérzékelőket a padlótól 150 cm magasságban kell felszerelni, és a felső és alsó érzékenységi küszöb szerint kell kalibrálni.

A lakás szén-monoxid érzékelőinek élettartama 5 év.

Következtetés

A szén-monoxid képződése elleni küzdelem pontosságot és felelősségteljes hozzáállást igényel a telepített berendezésekhez. Az érzékelőkkel végzett kísérletek, különösen a félvezető típusúak, élesen csökkentik az eszköz érzékenységét, ami végső soron a konyha és az egész lakás légkörében a szén-monoxid-tartalom növekedéséhez, valamint minden lakójának lassú mérgezéséhez vezet. A szén-monoxid-szabályozás olyannyira súlyos problémát jelent, hogy talán a jövőben az egyéni fűtés minden kategóriájában kötelezővé válhat az érzékelők használata.

A szén-monoxid, a szén-monoxid (CO) színtelen, szagtalan és íztelen gáz, amely valamivel kisebb sűrűségű, mint a levegő. A hemoglobintartalmú állatokra (beleértve az embert is) mérgező, ha a koncentrációja meghaladja a 35 ppm-et, bár kis mennyiségben a normál állati anyagcserében is termelődik, és feltételezhetően normális biológiai funkciói is vannak. A légkörben térben változó és gyorsan bomló, talajszinten az ózonképződésben van szerepe. A szén-monoxid egy szénatomból és egy oxigénatomból áll, amelyeket hármas kötéssel kapcsolnak össze, amely két kovalens kötésből, valamint egy kovalens kötésből áll. Ez a legegyszerűbb szén-monoxid. Izoelektronikus a cianid anionnal, a nitrozónium kationnal és a molekuláris nitrogénnel. A koordinációs komplexekben a szén-monoxid ligandumot karbonilnek nevezik.

Sztori

Arisztotelész (Kr. e. 384-322) írta le először a szénégetés folyamatát, amely mérgező gőzök képződéséhez vezet. Az ókorban létezett egy kivégzési módszer - a bűnözőt egy fürdőszobába zárni parázsló szénnel. Abban az időben azonban a halál mechanizmusa nem volt világos. A görög orvos, Galen (Kr. u. 129-199) azt javasolta, hogy a levegő összetételében olyan változás következett be, amely károsítja az embert belélegzéskor. 1776-ban a francia kémikus de Lasson CO-t állított elő cink-oxid koksszal történő hevítésével, de a tudós tévesen arra a következtetésre jutott, hogy a gáznemű termék hidrogén, mert kék lánggal égett. A gázt William Cumberland Cruikshank skót kémikus azonosította 1800-ban szén- és oxigéntartalmú vegyületként. Kutyákban mérgező hatását Claude Bernard alaposan megvizsgálta 1846 körül. A második világháború idején szén-monoxidot tartalmazó gázkeveréket használtak a mechanikai karbantartásra Jármű a világ olyan részein dolgozik, ahol alig volt benzin és gázolaj. Külső (néhány kivételtől eltekintve) faszén vagy fa eredetű gázgenerátorokat szereltek fel, és atmoszférikus nitrogén, szén-monoxid és kis mennyiségű egyéb elgázosító gáz keverékét táplálták a gázkeverőbe. Az ebből a folyamatból származó gázkeveréket fagáznak nevezik. A szén-monoxidot a holokauszt idején is nagy mennyiségben használták néhány német náci haláltáborban, leginkább a chelmnói gázszállító furgonokban és a T4 "eutanázia" gyilkossági programjában.

Források

Szén-monoxid képződik a széntartalmú vegyületek részleges oxidációja során; akkor keletkezik, amikor nincs elég oxigén a szén-dioxid (CO2) előállításához, például tűzhelyen vagy belső égésű motoron végzett munka során, zárt térben. Oxigén jelenlétében, beleértve a légköri koncentrációt is, a szén-monoxid kék lánggal ég, szén-dioxidot termelve. Széngáz, amelyet az 1960-as évekig széles körben használtak beltéri világítás, főzés és fűtés, szén-monoxidot tartalmazott, mint jelentős üzemanyag-összetevőt. Néhány folyamat be modern technológia, mint például a vasolvasztás, még mindig szén-monoxidot termelnek melléktermékként. Világszerte a szén-monoxid legnagyobb forrásai a természetes források, a troposzférában zajló fotokémiai reakcióknak köszönhetően, amelyek évente körülbelül 5 × 1012 kg szén-monoxidot termelnek. A CO egyéb természetes forrásai közé tartoznak a vulkánok, az erdőtüzek és az égés egyéb formái. A biológiában a szén-monoxid természetesen a hem oxigenáz 1 és 2 hem hatására keletkezik a hemoglobin lebomlásakor. Ez a folyamat bizonyos mennyiségű karboxihemoglobint termel normál emberekben, még akkor is, ha nem lélegeznek be szén-monoxidot. Amióta 1993-ban megjelent az első jelentés, amely szerint a szén-monoxid normális neurotranszmitter, valamint egyike annak a három gáznak, amelyek természetesen modulálják a szervezet gyulladásos reakcióit (a másik kettő a nitrogén-monoxid és a hidrogén-szulfid), a szén-monoxid mint biológiai anyag nagy figyelmet kapott. szabályozó. Számos szövetben mindhárom gáz gyulladáscsökkentőként, értágítóként és a neovaszkuláris növekedés serkentőjeként hat. Kis mennyiségű szén-monoxidot gyógyszerként tesztelnek klinikailag. A túlzott mennyiségű szén-monoxid azonban szén-monoxid-mérgezést okoz.

Molekuláris tulajdonságok

A szén-monoxid molekulatömege 28,0, így valamivel könnyebb a levegőnél, amelynek átlagos molekulatömege 28,8. Az ideális gáztörvény szerint a CO ezért kisebb sűrűségű, mint a levegő. A szénatom és az oxigénatom közötti kötés hossza 112,8 pm. Ez a kötéshossz összhangban van egy hármas kötéssel, mint például a molekuláris nitrogénben (N2), amelynek hasonló kötéshossza és közel azonos molekulatömege van. A szén-oxigén kettős kötések sokkal hosszabbak, például a formaldehid esetében 120,8 m. A forráspont (82 K) és az olvadáspont (68 K) nagyon hasonló az N2-éhoz (77 K, illetve 63 K). Az 1072 kJ/mol kötés disszociációs energiája erősebb, mint az N2-é (942 kJ/mol), és ez a legerősebb ismert kémiai kötés. A szén-monoxid-elektron alapállapota szingulett, mivel nincsenek párosítatlan elektronok.

Ragasztás és dipólusmomentum

A szén és az oxigén együtt összesen 10 elektront tartalmaz a vegyértékhéjban. A szénre és oxigénre vonatkozó oktettszabályt követve két atom hármas kötést alkot, három kötő molekulapályán hat közös elektronnal, nem pedig a szerves karbonilvegyületekben található szokásos kettős kötéssel. Mivel a megosztott elektronok közül négy az oxigénatomból származik, és csak kettő a szénből, az egyik kötőpályát két oxigénatom elektron foglalja el, így datív vagy dipólus kötés alakul ki. Ez a molekula C ← O polarizációját eredményezi, a szén kis negatív, az oxigén kis pozitív töltése mellett. A másik két kötőpálya egy-egy elektront foglal el szénből és egyet oxigénből, (poláris) kovalens kötéseket képezve fordított C → O polarizációval, mivel az oxigén elektronegatívabb, mint a szén. A szabad szén-monoxidban a δ- nettó negatív töltés a szén végén marad, és a molekula kis dipólusmomentuma 0,122 D. Így a molekula aszimmetrikus: az oxigénnek nagyobb az elektronsűrűsége, mint a szénnek, és kis pozitív töltése is van. , a szénhez képest, ami negatív. Ezzel szemben az izoelektronikus dinitrogénmolekulának nincs dipólusmomentuma. Ha a szén-monoxid ligandumként működik, akkor a dipólus polaritása nettó negatív töltéssel megfordulhat az oxigén végén, a koordinációs komplexum szerkezetétől függően.

A kötés polaritása és oxidációs állapota

Elméleti és kísérleti vizsgálatok azt mutatják, hogy az oxigén nagyobb elektronegativitása ellenére a dipólusmomentum a szén negatívabb végétől az oxigén pozitívabb végéhez halad. Ez a három kötés valójában poláris kovalens kötés, amely erősen polarizált. A számított polarizáció az oxigénatomhoz képest 71% a σ kötésnél és 77% mindkét π kötésnél. A szén oxidációs foka szén-monoxiddá ezekben a szerkezetekben +2. Kiszámítása a következő: minden kötőelektront több elektronegatív oxigénatomhoz tartozónak tekintünk. A szénen csak két nem kötő elektron van hozzárendelve a szénhez. Ebben a számban a szénnek csak két vegyértékelektronja van a molekulában, míg egy szabad atomban négy.

Biológiai és élettani tulajdonságok

Toxicitás

A szén-monoxid-mérgezés a halálos légúti mérgezés leggyakoribb típusa sok országban. A szén-monoxid színtelen anyag, szagtalan és íztelen, de erősen mérgező. A hemoglobinnal kombinálva karboxihemoglobint képez, amely "bitorlázza" a hemoglobin azon helyét, amely normális esetben oxigént szállít, de nem hatékony az oxigén szállításában a test szöveteihez. A 667 ppm-es koncentrációk a szervezet hemoglobinjának akár 50%-át is karboxihemoglobinná alakíthatják. Az 50%-os karboxihemoglobinszint görcsökhöz, kómához és halálhoz vezethet. Az Egyesült Államokban a Munkaügyi Minisztérium 50 ppm-re korlátozza a munkahelyi szén-monoxid expozíció hosszú távú szintjét. Rövid ideig a szén-monoxid felszívódása kumulatív, mivel felezési ideje körülbelül 5 óra friss levegőn. A szén-monoxid-mérgezés leggyakoribb tünetei hasonlóak lehetnek más típusú mérgezésekhez és fertőzésekhez, és olyan tüneteket foglalnak magukban, mint a fejfájás, hányinger, hányás, szédülés, fáradtság és gyengeség. Az érintett családok gyakran azt hiszik, hogy áldozatok ételmérgezés. A babák ingerlékenyek lehetnek, és rosszul táplálkoznak. A neurológiai tünetek közé tartozik a zavartság, dezorientáció, homályos látás, ájulás (eszméletvesztés) és görcsrohamok. A szén-monoxid-mérgezés egyes leírásai közé tartozik a retina vérzése, valamint a vér rendellenes cseresznyevörös színe. A legtöbb klinikai diagnózisban ezek a tünetek ritkák. A „cseresznye” hatás hasznosságának egyik nehézsége abból adódik, hogy korrigálja vagy elfedi az egyébként egészségtelen kinézet, mivel a vénás hemoglobin eltávolításának fő hatása az, hogy a megfojtott személy normálisabbnak tűnik, ill. halottélőnek tűnik, hasonlóan a vörös színezékek hatásához a balzsamozó összetételben. Ez a festőhatás az anoxikus CO-mérgezett szövetekben a szén-monoxid húsfestéshez való kereskedelmi felhasználásának köszönhető. A szén-monoxid más molekulákhoz is kötődik, például a mioglobinhoz és a mitokondriális citokróm-oxidázhoz. A szén-monoxidnak való kitettség jelentős károsodást okozhat a szívben és a központi idegrendszerben idegrendszer, különösen a globus pallidusban, gyakran társul hosszan tartó krónikus kóros állapotokhoz. A szén-monoxid súlyos káros hatással lehet a terhes nők magzatára.

normális emberi fiziológia

A szén-monoxid természetes úton termelődik az emberi szervezetben jelzőmolekulaként. Így a szén-monoxid fiziológiás szerepet tölthet be a szervezetben, mint neurotranszmitter vagy érrelaxáns. A szén-monoxidnak a szervezetben betöltött szerepe miatt az anyagcseréjében fellépő rendellenességek különféle betegségekhez kapcsolódnak, beleértve a neurodegenerációt, a magas vérnyomást, a szívelégtelenséget és a gyulladásokat.

A CO endogén jelátviteli molekulaként működik.

A CO modulálja a szív- és érrendszer működését

A CO gátolja a vérlemezke-aggregációt és adhéziót

A CO potenciális terápiás szerként játszhat szerepet

Mikrobiológia

A szén-monoxid a metanogén archaeák tápanyaga, az acetil-koenzim A építőköve. Ez a témája a fémorganikus kémia új területének. Az extremofil mikroorganizmusok így metabolizálhatják a szén-monoxidot olyan helyeken, mint például a vulkánok hőnyílásaiban. A baktériumokban a szén-monoxid a szén-monoxid-dehidrogenáz enzim, egy Fe-Ni-S tartalmú fehérje által a szén-dioxid redukciójával keletkezik. A CooA egy szén-monoxid receptor fehérje. Biológiai aktivitásának terjedelme máig nem ismert. Része lehet a baktériumokban és archaeákban zajló jelátviteli útvonalnak. Elterjedtségét emlősökben nem állapították meg.

Prevalencia

A szén-monoxid különféle természetes és mesterséges környezetben található.

A szén-monoxid kis mennyiségben van jelen a légkörben, elsősorban vulkáni tevékenység eredményeként, de természetes és mesterséges tüzek (pl. erdőtüzek, termésmaradvány-égetés, cukornádégetés) terméke is. A fosszilis tüzelőanyagok elégetése szintén hozzájárul a szén-monoxid képződéséhez. A szén-monoxid oldott formában megtalálható az olvadt vulkáni kőzetekben magas nyomások a Föld köpenyében. Mivel a szén-monoxid természetes forrásai változóak, rendkívül nehéz pontosan mérni a földgázkibocsátást. A szén-monoxid egy gyorsan bomló üvegházhatású gáz, és közvetett sugárzási kényszert is fejt ki a metán és a troposzférikus ózon koncentrációjának növelésével, más légköri összetevőkkel (pl. hidroxilgyökkel, OH) való kémiai reakciók révén, amelyek egyébként elpusztítanák azokat. A légkörben zajló természetes folyamatok eredményeként végül szén-dioxiddá oxidálódik. A szén-monoxid rövid életű a légkörben (átlagosan körülbelül két hónapig tart), és térben változó koncentrációjú. A Vénusz légkörében a szén-dioxid fotodisszociációja következtében szén-monoxid keletkezik elektromágneses sugárzás 169 nm-nél rövidebb hullámhosszúságú. A középső troposzférában való hosszú életképessége miatt a szén-monoxidot a szennyezőanyag-csóvák szállítási nyomkövetőjeként is használják.

Városi szennyezés

A szén-monoxid egyes városi területeken átmeneti légszennyező anyag, főként a belső égésű motorok kipufogócsövéiből (beleértve a járműveket, hordozható és készenléti generátorokat, fűnyírókat, mosógépeket stb.), valamint a tökéletlen égésből származó különféle egyéb tüzelőanyagokból (beleértve a tűzifát, szén, faszén, olaj, viasz, propán, földgáz és szemét). Nagy CO-szennyezés figyelhető meg az űrből a városok felett.

Szerepe a talajközeli ózon kialakulásában

A szén-monoxid az aldehidekkel együtt olyan kémiai reakcióciklusok sorozatának része, amelyek fotokémiai szmogot képeznek. Reagál a hidroxilgyökkel (OH), és HOCO-gyököt eredményez, amely gyorsan átadja a hidrogén-O2-gyököt, és peroxidgyököt (HO2) és szén-dioxidot (CO2) képez. A peroxidgyök ezután nitrogén-oxiddal (NO) reagál, és nitrogén-dioxidot (NO2) és hidroxilgyököt képez. A NO 2 fotolízis útján O(3P)-t ad, ezáltal O2-val való reakció után O3 keletkezik. Mivel a hidroxilgyök az NO2 képződése során képződik, a kémiai reakciók sorozatának egyensúlya a szén-monoxidtól kezdve ózonképződéshez vezet: CO + 2O2 + hν → CO2 + O3 (ahol hν a az NO2 molekula által elnyelt fény a szekvenciában) Bár a NO2 létrehozása fontos lépés az alacsony szintű ózon előállításában, egy másik, egymást kölcsönösen kizáró módon növeli az ózon mennyiségét azáltal, hogy csökkenti a reakcióhoz rendelkezésre álló NO mennyiségét. ózonnal.

beltéri levegőszennyezés

Zárt környezetben a szén-monoxid koncentrációja könnyen halálos szintre emelkedhet. Évente átlagosan 170 ember hal meg az Egyesült Államokban a szén-monoxidot termelő nem autóipari fogyasztási cikkek következtében. A floridai egészségügyi minisztérium szerint azonban "évente több mint 500 amerikai hal meg véletlen szén-monoxid-expozíció következtében, és az Egyesült Államokban több ezren szorulnak sürgősségi ellátásra." egészségügyi ellátás nem halálos szén-monoxid-mérgezéssel. Ezek a termékek magukban foglalják a hibás tüzelőanyag-égető berendezéseket, mint például a tűzhelyek, tűzhelyek, vízmelegítők és gáz- és kerozinos szobafűtők; mechanikus hajtású berendezések, például hordozható generátorok; kandallók; és faszén, amelyet otthonokban és más zárt terekben égetnek el. Az Amerikai Mérgező Központok Szövetsége (AAPCC) 15 769 szén-monoxid-mérgezéses esetet jelentett, amely 2007-ben 39 halálesetet okozott. 2005-ben a CPSC 94 halálesetet jelentett generátor okozta szén-monoxid-mérgezés miatt. Közülük 47 haláleset súlyos áramszünet miatt következett be időjárási viszonyok többek között a Katrina hurrikán miatt. Emberek halnak meg szén-monoxid-mérgezésben, amelyet nem élelmiszeripari termékek okoztak, például az otthonokhoz kapcsolódó garázsokban hagyott autók. A Betegségmegelőzési és Járványügyi Központ jelentése szerint évente több ezer ember kerül a kórház sürgősségi osztályára szén-monoxid-mérgezés miatt.

Jelenlét a vérben

A szén-monoxid légzéssel szívódik fel, és a tüdőben zajló gázcserén keresztül bejut a véráramba. A hemoglobin metabolizmusa során is termelődik, és a szövetekből bejut a vérbe, így minden normál szövetben jelen van, még akkor is, ha nem jut be a szervezetbe. A vérben keringő szén-monoxid normál szintje 0% és 3% között van, dohányosoknál magasabb. A szén-monoxid szintje nem mérhető fizikális vizsgálattal. Laboratóriumi tesztek vérmintát (artériás vagy vénás) és laboratóriumi elemzést igényel a CO-oximéterhez. Ezenkívül a pulzáló CO-oximetriával végzett non-invazív karboxihemoglobin (SPCO) hatékonyabb, mint az invazív módszerek.

Asztrofizika

A Földön kívül a szén-monoxid a második legnagyobb mennyiségben előforduló molekula a csillagközi közegben a molekuláris hidrogén után. Aszimmetriája miatt a szén-monoxid molekula sokkal fényesebb spektrumvonalakat állít elő, mint a hidrogénmolekula, így a CO sokkal könnyebben kimutatható. A csillagközi CO-t először rádióteleszkópok észlelték 1970-ben. Jelenleg ez a leggyakrabban használt molekuláris gáz nyomkövető a galaxisok csillagközi közegében, a molekuláris hidrogént pedig csak ultraibolya fénnyel lehet kimutatni, ehhez űrteleszkópok szükségesek. A szén-monoxid megfigyelései szolgáltatják a legtöbb információt azokról a molekulafelhőkről, amelyekben a legtöbb csillag keletkezik. A Beta Pictoris, a Pictor csillagkép második legfényesebb csillaga, a csillag közelében található nagy mennyiségű por és gáz (beleértve a szén-monoxidot is) miatt többlet infravörös sugárzást mutat a normál csillagokhoz képest.

Termelés

Számos módszert fejlesztettek ki a szén-monoxid előállítására.

ipari termelés

A CO fő ipari forrása a termelő gáz, egy főleg szén-monoxidot és nitrogént tartalmazó keverék, amely akkor képződik, amikor szén feleslegben, magas hőmérsékleten égnek levegőn. A sütőben a levegőt átnyomják egy kokszrétegen. A kezdetben termelt CO2-t kiegyensúlyozzák a maradék forró szénnel, hogy CO képződjön. A CO2 szén-monoxid reakcióját szén-monoxid előállítására Boudouard-reakcióként írják le. 800°C felett a CO a domináns termék:

CO2 + C → 2 CO (ΔH = 170 kJ/mol)

Egy másik forrás a "vízgáz", a hidrogén és a szén-monoxid keveréke, amelyet gőz és szén endoterm reakciójával állítanak elő:

H2O + C → H2 + CO (ΔH = +131 kJ/mol)

Más hasonló "szintgáz" nyerhető földgázból és más üzemanyagokból. A szén-monoxid a fémoxid-ércek szénnel történő redukciójának mellékterméke is:

MO + C → M + CO

A szén-monoxid a szén közvetlen oxidációjával is keletkezik korlátozott mennyiségű oxigénben vagy levegőben.

2C (s) + O 2 → 2CO (g)

Mivel a CO gáz, a redukciós folyamat melegítéssel szabályozható a reakció pozitív (kedvező) entrópiájával. Az Ellingham-diagram azt mutatja, hogy magas hőmérsékleten a CO-termelést előnyben részesítik a CO2-vel szemben.

Előkészítés a laboratóriumban

A szén-monoxidot célszerűen a laboratóriumban hangyasav vagy oxálsav dehidratálásával állítják elő, például tömény kénsavval. Egy másik módszer a porított fém cink és kalcium-karbonát homogén keverékének felmelegítése, amely CO-t bocsát ki, és cink-oxidot és kalcium-oxidot hagy maga után:

Zn + CaCO3 → ZnO + CaO + CO

Az ezüst-nitrát és a jodoform szintén szén-monoxidot ad:

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

koordinációs kémia

A legtöbb fém kovalensen kapcsolt szén-monoxidot tartalmazó koordinációs komplexet képez. Csak az alacsonyabb oxidációs állapotú fémek egyesülnek szén-monoxid ligandumokkal. Ennek az az oka, hogy elegendő elektronsűrűségre van szükség ahhoz, hogy a fémes DXZ pályáról a CO-ból a π* molekulapályára történő visszacsatolás megkönnyítse. A CO-ban lévő szénatomon lévő magányos pár szintén elektronsűrűséget ad dx²-y²-ben a fémen, hogy szigma kötést hozzon létre. Ez az elektrondonáció a cisz-effektusban is megnyilvánul, vagy a CO ligandumok cisz-helyzetben történő labilizálásában. A nikkel-karbonil például szén-monoxid és fém nikkel közvetlen kombinációjával jön létre:

Ni + 4 CO → Ni(CO) 4 (1 bar, 55 °C)

Emiatt a csőben vagy annak egy részében lévő nikkel nem érintkezhet hosszabb ideig szén-monoxiddal. A nikkel-karbonil könnyen visszabomlik Ni-vé és CO-vá, ha forró felületekkel érintkezik, és ezt a módszert használják a Mond-eljárásban a kereskedelmi nikkelfinomításhoz. A nikkel-karbonil- és más karbonilcsoportokban a szénen lévő elektronpár kölcsönhatásba lép a fémmel; a szén-monoxid egy elektronpárt ad a fémnek. Ilyen helyzetekben a szén-monoxidot karbonilligandumnak nevezik. Az egyik legfontosabb fém-karbonilcsoport a vas-pentakarbonil, a Fe(CO)5. Sok fém-CO komplexet dekarbonilezéssel állítanak elő szerves oldószerek, nem a CO-tól. Például az irídium-triklorid és a trifenilfoszfin visszafolyató hűtő alatt forralt 2-metoxi-etanolban vagy DMF-ben reagálva IrCl(CO)(PPh3)2-t eredményez.

Szerves kémia és a fő elemcsoportok kémiája

Erős savak és víz jelenlétében a szén-monoxid reakcióba lép alkénekekkel, és képződik karbonsavak a Koch-Haaf reakcióként ismert folyamatban. A Guttermann-Koch reakcióban az arének benzaldehid származékokká alakulnak AlCl3 és HCl jelenlétében. A szerves lítiumvegyületek (például a butil-lítium) reagálnak a szén-monoxiddal, de ezeknek a reakcióknak kevés tudományos alkalmazása van. Bár a CO reagál karbokationokkal és karbanionokkal, fémkatalizátorok beavatkozása nélkül viszonylag nem reagál szerves vegyületekkel. A főcsoport reagenseivel a CO számos figyelemre méltó reakción megy keresztül. A CO-klórozás egy ipari folyamat, amely a fontos foszgénvegyületet állítja elő. A boránnal a CO adduktumot, H3BCO-t képez, amely izoelektronikus az acilium + kationnal. A CO reakcióba lép a nátriummal, és abból származó termékeket hoz létre C-C csatlakozások. A ciklohexahhexon vagy triquinoil (C6O6) és a ciklopentán-penton vagy a leukonsav (C5O5) – amelyek eddig csak nyomokban kerültek elő – vegyületek a szén-monoxid polimereinek tekinthetők. 5 GPa feletti nyomáson a szén-monoxid szén és oxigén szilárd polimerjévé alakul. Légköri nyomáson metastabil, de erős robbanóanyag.

Használat

Vegyipar

A szén-monoxid egy ipari gáz, amely számos felhasználási területtel rendelkezik az ömlesztett termelésben vegyi anyagok. Nagy mennyiségű Az aldehideket alkének, szén-monoxid és H2 hidroformilezésének reakciójával állítják elő. A Shell eljárásban végzett hidroformilezés lehetővé teszi detergens prekurzorok előállítását. Az izocianátok, polikarbonátok és poliuretánok előállítására alkalmas foszgént úgy állítják elő, hogy tisztított szén-monoxidot és klórgázt vezetnek át egy porózus aktívszén ágyon, amely katalizátorként szolgál. Ennek a vegyületnek a világtermelését 1989-ben 2,74 millió tonnára becsülték.

CO + Cl2 → COCl2

A metanolt szén-monoxid hidrogénezésével állítják elő. Egy kapcsolódó reakcióban a szén-monoxid hidrogénezése egy C-C kötés kialakításával jár, mint a Fischer-Tropsch eljárásban, ahol a szén-monoxidot folyékony szénhidrogén üzemanyagokká hidrogénezik. Ez a technológia lehetővé teszi a szén vagy a biomassza dízel üzemanyaggá történő átalakítását. A Monsanto eljárás során a szén-monoxid és a metanol ródium alapú katalizátor és homogén jódsav jelenlétében reagálva ecetsavat képez. Ez a folyamat felelős a legtöbbért ipari termelés ecetsav. Ipari méretekben tiszta szén-monoxidot használnak a nikkel tisztítására a Mond-eljárásban.

hús színező

A szén-monoxidot módosított légköri csomagolórendszerekben használják az Egyesült Államokban, elsősorban friss hústermékekben, például marha-, sertés- és halakban, hogy megőrizzék friss megjelenésüket. A szén-monoxid a mioglobinnal kombinálva karboximioglobint képez, amely egy élénk cseresznyevörös pigment. A karboximioglobin stabilabb, mint a mioglobin oxidált formája, az oximioglobin, amely a metmioglobin barna pigmentté oxidálódhat. Ez a stabil vörös szín sokkal tovább tart, mint a hagyományos csomagolt hús. Az ezt az eljárást alkalmazó növényekben alkalmazott jellemző szén-monoxid-szint 0,4-0,5%. Ezt a technológiát először az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatósága (FDA) ismerte el "általánosan biztonságosnak" (GRAS) 2002-ben, másodlagos csomagolási rendszerként való felhasználás céljából, és nem igényel címkézést. 2004-ben az FDA jóváhagyta a CO-t elsődleges csomagolási módszerként, kijelentve, hogy a CO nem takarja el a romlás szagát. E döntés ellenére ez marad vitatott kérdés arról, hogy ez a módszer elfedi-e az élelmiszer romlását. 2007-ben az Egyesült Államok Képviselőházában törvényjavaslatot javasoltak a szén-monoxidot használó módosított csomagolási eljárás színező adaléknak nevezésére, de a törvényjavaslatot nem fogadták el. Ez a csomagolási eljárás sok más országban tilos, köztük Japánban, Szingapúrban és az Európai Unió országaiban.

A gyógyszer

A biológiában a szén-monoxid természetesen a hem oxigenáz 1 és 2 hem hatására keletkezik a hemoglobin lebomlásakor. Ez a folyamat bizonyos mennyiségű karboxihemoglobint termel normál emberekben, még akkor is, ha nem lélegeznek be szén-monoxidot. Az első, 1993-as jelentés óta, amely szerint a szén-monoxid normális neurotranszmitter, valamint egyike annak a három gáznak, amelyek természetesen modulálják a szervezet gyulladásos reakcióit (a másik kettő a nitrogén-monoxid és a hidrogén-szulfid), a szén-monoxid számos klinikai vizsgálatot kapott. a figyelem, mint biológiai szabályozó. Számos szövetben mindhárom gázról ismert, hogy gyulladásgátló szerként, értágítóként és neovaszkuláris növekedésserkentőként hat. Ezek a kérdések azonban összetettek, mivel a neovaszkuláris növekedés nem mindig előnyös, mivel szerepet játszik a daganat növekedésében, valamint a nedves makuladegeneráció kialakulásában, egy olyan betegségben, amelynek kockázatát a dohányzás 4-6-szorosára növeli (fő forrás). szén-monoxid). Van egy elmélet, miszerint az idegsejtek egyes szinapszisaiban, amikor hosszú távú emlékeket tárolnak, a befogadó sejt szén-monoxidot termel, amely visszakerül az adókamrába, így a jövőben könnyebben továbbítható. Ezen idegsejtek némelyikéről kimutatták, hogy guanilát-ciklázt, egy szén-monoxid által aktivált enzimet tartalmaznak. A világ számos laboratóriumában végzett kutatásokat a szén-monoxid gyulladáscsökkentő és citoprotektív tulajdonságait illetően. Ezek a tulajdonságok felhasználhatók számos kóros állapot kialakulásának megelőzésére, beleértve az ischaemiás reperfúziós sérülést, a transzplantátum kilökődését, az érelmeszesedést, a súlyos szepszist, a súlyos maláriát vagy az autoimmun betegségeket. Humán klinikai vizsgálatokat végeztek, de az eredményeket még nem hozták nyilvánosságra.

Szia Maria. Köszönjük, hogy megbízik szakembereinkben és általában az erőforrásban.

A szén-monoxid megjelenése a felső emeletek lakásaiban több okból is meglehetősen gyakori jelenség (ha nem veszi figyelembe az összeesküvés-elméletet):

• A kémények és a hozzájuk kapcsolódó berendezések (gázvízmelegítők, fűtőkazánok) meghibásodása esetén.
• Amikor a gázberendezés nem működik megfelelően.
• A szén-monoxid a szellőzőrendszerből származik.
• Az égéstermékek (amelyek nagy százalékban tartalmaznak szén-monoxidot) kívülről jutnak be a helyiségbe.

Próbáljuk meg kitalálni.

1 Ön jelezte, hogy a lakás rendelkezik gejzír. Az első kérdés az, hogy hol volt összekötve?

A lényeg az, hogy be lakóépületek val vel központi fűtés kéményeket a projekt nem biztosít. Az ötemeletes épületek lakásaiban általában két páraelszívó van: egy a konyhában és egy a fürdőszobában (ha kombinálva van; ha külön van, akkor két szellőzőnyílást egy aknába egyesítenek). Minden páraelszívót természetes szellőzésre terveztek. Ezt azért említettük, hogy megértsd: ha az égéstermékek elszívását a szellőzőbe (a konyhába) vezetted be, akkor a lenti szomszédok ugyanúgy csatlakoztathatták (és nagy valószínűséggel tették is) a fűtőtesteket.

Most képzelje el, hogy a felszállóban lévő összes lakás (és valójában a lakások fele is elég) be van kapcsolva a fűtési rendszereken és a páraelszívókon: a szellőzőcsatorna keresztmetszete nem ilyen célra van tervezve. áteresztőképesség, a szennyezett levegőnek nincs ideje távozni és benyomja a felső lakásokba. Miért szenvednek a felső lakások? Ennek oka az ötemeletes épületek szellőzőrendszerének kialakítása (a műholdas csatorna szinte teljes hiánya) és a gázkészülékek nem megfelelő csatlakoztatása.

2 Azt írtad, hogy blokkoltad a motorháztetőt. Második kérdés: a konyhában és a fürdőszobában vagy csak a konyhában? És mi a helyzet a lyukkal, amelyhez az oszlop csatlakoztatva volt?

Annak érdekében, hogy megtudja, hogy levegő jut-e Önhöz a szellőzőrendszerből, ragasszon papírcsíkokat a kipufogónyílás tetejére. Ha szabad végeik behúzódnak az aknába, akkor az elszívó szellőztetés normálisan működik.

Fontos: Tegye ezt a következővel: zárt ablakok, ajtók - általában légáramlás nélkül. A tapasztalat megmutatja, hogyan viselkedik a szellőzőrendszer a mindennapi életben, és nem ideális körülmények között. Ha csukott ablakok mellett a papírcsíkok a helyükön maradnak, vagy (sokkal rosszabb) meghajolnak a lakás felé, akkor nagyon valószínű, hogy a szellőzőből (nem egy zárt lyukból) mégis szén-monoxid jut be a helyiségbe. Ha úgy látja, hogy a szellőzés fúj, próbálja meg kinyitni az ablakokat. Ha segített, akkor nincs légáramlás a lakásban, ami miatt megjelent a hátsó huzat. Ez a probléma megoldható fal- és ablakszelepek felszerelésével.

3 Harmadik kérdés: Függ-e a mérgezés az évszaktól?

Egy feltételezés szerint a szén-monoxid-mérgezés nagy valószínűséggel a fűtési szezonban történik. Ennek oka lehet a felszálló szellőzőcsatorna szigetelése. Vagyis a kémény és a szellőzőcsatorna vagy két szellőzőcsatorna össze van kötve.

színtelen gáz Termikus tulajdonságok Olvadási hőmérséklet -205 °C Forráspont -191,5 °C Entalpia (st. arb.) −110,52 kJ/mol Kémiai tulajdonságok vízben oldhatóság 0,0026 g/100 ml Osztályozás CAS szám

• ENSZ 2.3 veszélyességi osztály
• ENSZ másodlagos veszély 2.1

A molekula szerkezete

A CO-molekulának az izoelektronikus nitrogénmolekulához hasonlóan hármas kötése van. Mivel ezek a molekulák szerkezetükben hasonlóak, tulajdonságaik is hasonlóak - nagyon alacsony olvadáspont és forráspont, a standard entrópiák közeli értékei stb.

A vegyértékkötések módszere keretében a CO molekula szerkezete a következő képlettel írható le: C≡O:, és a harmadik kötés a donor-akceptor mechanizmus szerint jön létre, ahol a szén egy elektronpár akceptor, az oxigén pedig donor.

A hármas kötés jelenléte miatt a CO-molekula nagyon erős (a disszociációs energiája 1069 kJ/mol, vagyis 256 kcal/mol, ami több, mint bármely más kétatomos molekuláé) és kicsi a magok közötti távolsága (d C≡O = 0,1128 nm vagy 1,13Å).

A molekula gyengén polarizált, dipólusának elektromos momentuma μ = 0,04·10 -29 C·m (a dipólusmomentum iránya O - →C +). Ionizációs potenciál 14,0 V, erőcsatolási állandó k = 18,6.

A felfedezés története

A szén-monoxidot először Jacques de Lasson francia kémikus állította elő cink-oxid faszénnel való hevítésével, de kezdetben összetévesztették a hidrogénnel, mert kék lánggal égett. Azt a tényt, hogy ez a gáz szenet és oxigént tartalmaz, William Cruikshank angol kémikus fedezte fel. A Föld légkörén kívüli szén-monoxidot először M. Mizhot (M. Migeotte) belga tudós fedezte fel 1949-ben a Nap infravörös spektrumának fő rezgés-forgási sávjának jelenléte alapján.

Szén-monoxid a Föld légkörében

A Föld légkörébe természetes és antropogén források is bejuthatnak. NÁL NÉL vivo, a Föld felszínén a szerves vegyületek tökéletlen anaerob bomlása és a biomassza elégetése során, elsősorban erdő- és sztyeppetüzek során keletkezik CO. A szén-monoxid biológiailag (élő szervezetek által kiürítve) és nem biológiailag egyaránt képződik a talajban. Kísérletileg igazolták a szén-monoxid felszabadulását az első hidroxilcsoporthoz képest orto- vagy para-helyzetben OCH 3 vagy OH csoportokat tartalmazó talajokban elterjedt fenolos vegyületek hatására.

A nem biológiai CO termelésének és mikroorganizmusok általi oxidációjának általános egyensúlya az adott környezeti feltételektől, elsősorban a páratartalomtól és a széndioxid értékétől függ. Például a száraz talajokból a szén-monoxid közvetlenül a légkörbe kerül, így helyi maximumokat hoz létre ennek a gáznak a koncentrációjában.

A légkörben a CO metán és más szénhidrogének (elsősorban izoprén) részvételével zajló láncreakciók terméke.

A CO fő antropogén forrása jelenleg a belső égésű motorok kipufogógázai. Szén-monoxid akkor képződik, amikor a szénhidrogén tüzelőanyagok elégetése belső égésű motorokban elégtelen hőmérsékleten vagy rosszul hangolt levegőellátó rendszerben történik (a CO CO 2 -dá történő oxidálásához nem szállítanak elegendő oxigént). A múltban az antropogén CO-kibocsátás jelentős része a légkörbe a 19. században beltéri világításhoz használt gyújtógázból származott. Összetételében megközelítőleg vízgáznak felelt meg, azaz legfeljebb 45% szén-monoxidot tartalmazott. Jelenleg ezt a gázt egy sokkal kevésbé mérgező gáz váltotta fel a közüzemi szektorban. földgáz(az alkánok homológ sorozatának alsó képviselői - propán stb.)

A természetes és antropogén forrásokból származó CO bevitel megközelítőleg azonos.

A szén-monoxid a légkörben gyors ciklusban van: az átlagos tartózkodási idő körülbelül 0,1 év, hidroxil hatására szén-dioxiddá oxidálódik.

Nyugta

ipari módon

2C + O 2 → 2CO (a reakció hőhatása 22 kJ),

2. vagy amikor a szén-dioxidot forró szénnel redukálják:

CO 2 + C ↔ 2CO (ΔH=172 kJ, ΔS=176 J/K).

Ez a reakció gyakran előfordul a kemencekemencében, amikor a kemence csappantyúját túl korán zárják (amíg a szén teljesen ki nem ég). A keletkező szén-monoxid toxicitása miatt élettani rendellenességeket ("kiégést") és akár halált is okoz (lásd alább), innen ered az egyik triviális elnevezés - "szén-monoxid". A kemencében lezajló reakciók képe az ábrán látható.

A szén-dioxid redukciós reakció reverzibilis, a hőmérséklet hatását ennek a reakciónak az egyensúlyi állapotára a grafikon mutatja. A reakció áramlása jobbra biztosítja az entrópiatényezőt, balra pedig az entalpiatényezőt. 400°C alatti hőmérsékleten az egyensúly szinte teljesen balra, 1000°C felett pedig jobbra (a CO képződés irányába) tolódik el. Alacsony hőmérsékleten ennek a reakciónak a sebessége nagyon lassú, így a szén-monoxid normál körülmények között meglehetősen stabil. Ennek az egyensúlynak külön neve van budoár egyensúly.

3. A szén-monoxid és más anyagok keverékét úgy állítják elő, hogy levegőt, vízgőzt stb. átvezetnek egy forró koksz, kemény vagy barnaszén stb. rétegen (lásd termelőgáz, vízgáz, vegyes gáz, szintézisgáz).

laboratóriumi módszer

TLV (maximális küszöbkoncentráció, USA): 25 MPC r.z. a GN 2.2.5.1313-03 higiéniai szabványok szerint 20 mg/m³

Szén-monoxid elleni védelem

Köszönhetően egy ilyen jó fűtőértéke, a CO különböző műszaki gázkeverékek (lásd pl. generátorgáz) alkotórésze, amelyet többek között fűtésre használnak.

halogének. A klórral való reakció a legnagyobb gyakorlati alkalmazást kapta:

CO + Cl 2 → COCl 2

A reakció exoterm, termikus hatása 113 kJ, katalizátor (aktív szén) jelenlétében már kb. szobahőmérséklet. A reakció eredményeként foszgén képződik - egy anyag, amelyet kapott széleskörű felhasználás a kémia különböző ágaiban (és vegyi harci szerként is). Analóg reakciókkal COF 2 (karbonil-fluorid) és COBr2 (karbonil-bromid) állítható elő. Karbonil-jodidot nem kaptak. A reakciók exotermitása gyorsan csökken F-ről I-re (F 2 reakció esetén a termikus hatás 481 kJ, Br 2 esetén 4 kJ). Vegyes származékok, például COFCl előállítása is lehetséges (a részleteket lásd a szénsav halogénszármazékainál).

CO és F 2 reakciójával a karbonil-fluorid mellett egy peroxidvegyület (FCO) 2 O 2 is előállítható. Jellemzői: olvadáspont -42°C, forráspont +16°C, jellegzetes szagú (hasonló az ózon szagához), 200°C fölé hevítve robbanással bomlik (reakciótermékek CO 2, O 2 és COF 2), savas közegben reagál kálium-jodiddal a következő egyenlet szerint:

(FCO) 2 O 2 + 2KI → 2KF + I 2 + 2CO 2

A szén-monoxid kalkogénekkel reagál. A kénnel szén-szulfid COS képződik, a reakció hevítéskor a következő egyenlet szerint megy végbe:

CO + S → COS ΔG° 298 = –229 kJ, ΔS° 298 = –134 J/K

Hasonló szelenoxid Cose és telluroxid COTe is előállítottak.

SO 2 visszaállítása:

SO 2 + 2CO → 2CO 2 + S

Az átmeneti fémekkel nagyon illékony, éghető és mérgező vegyületeket - karbonilokat - képez, mint például a Cr (CO) 6, Ni (CO) 4, Mn 2 CO 10, Co 2 (CO) 9 stb.

Mint fentebb említettük, a szén-monoxid vízben gyengén oldódik, de nem lép reakcióba vele. Ezenkívül nem lép reakcióba lúgok és savak oldataival. Azonban reagál az alkáli olvadékokkal:

CO + KOH → HCOOK

Érdekes reakció a szén-monoxid reakciója fémes káliummal ammóniaoldatban. Ebben az esetben a kálium-dioxo-karbonát robbanásveszélyes vegyület képződik:

2K + 2CO → K + O - -C 2 -O - K +

Magas hőmérsékleten ammóniával reagálva egy fontos ipari vegyület, a HCN nyerhető. A reakció katalizátor (oxid) jelenlétében megy végbe