Hem > Civilingenjör

Vad är kolmonoxid och varför är det farligt? Kolmonoxidförgiftning på grund av ventilationsproblem

Förgiftning av förbränningsprodukter - den främsta orsaken (80 % av alla fall) till dödsfall i bränder. Över 60 % av dem beror på kolmonoxidförgiftning.

Vad är kolmonoxid och varför är det farligt?

Låt oss försöka förstå och komma ihåg kunskapen om fysik och kemi.

Kolmonoxid(kolmonoxid eller kolmonoxid, kemisk formel CO) är en gasformig förening som bildas vid förbränning av något slag. Vad händer när detta ämne kommer in i kroppen? Efter att ha kommit in i luftvägarna uppträder kolmonoxidmolekyler omedelbart i blodet och binder till hemoglobinmolekyler. Ett helt nytt ämne bildas - karboxihemoglobin, som förhindrar transport av syre. Av denna anledning utvecklas syrebrist mycket snabbt.

Den största faran- kolmonoxid är osynlig och inte på något sätt märkbar, den har varken lukt eller färg, det vill säga orsaken till besvären är inte uppenbar, det är inte alltid möjligt att upptäcka det direkt. Kolmonoxid kan inte kännas på något sätt, varför dess andra namn är den tysta mördaren.

Känner trötthet, förlust av styrka och yrsel gör en person ett fatalt misstag - han bestämmer sig för att lägga sig ner. Och även om han då förstår anledningen och behovet av att gå ut i luften, kan han som regel inte göra någonting. Kunskap kan rädda många symtom på CO-förgiftning- genom att känna till dem är det möjligt att misstänka orsaken till sjukdomen i tid och vidta nödvändiga åtgärder för att rädda.

Symtom och tecken

Skadans svårighetsgrad beror på flera faktorer:

  • hälsotillståndet och fysiologiska egenskaper hos en person. Försvagad, att ha kroniska sjukdomar, särskilt de som åtföljs av anemi, är äldre, gravida kvinnor och barn mer känsliga för effekterna av CO;
  • varaktigheten av effekten av CO-föreningen på kroppen;
  • koncentrationen av kolmonoxid i inandningsluften;
  • fysisk aktivitet vid förgiftning. Ju högre aktivitet desto snabbare sker förgiftningen.

Allvarlighetsgrad

(Infografik tillgänglig genom att klicka på nedladdningsknappen efter artikeln)

Ljusgrad svårighetsgraden kännetecknas av följande symtom:

  • generell svaghet;
  • huvudvärk, främst i frontala och temporala regioner;
  • knacka i tinningarna;
  • ljud i öronen;
  • yrsel;
  • suddig syn - flimmer, prickar framför ögonen;
  • improduktiv, d.v.s. rethosta;
  • snabb andning;
  • andnöd, andnöd;
  • tårflöde;
  • illamående;
  • hyperemi (rodnad) hud och slemhinnor;
  • takykardi;
  • ökning av blodtrycket.

Symtom medelgrad svårighetsgrad är bevarandet av alla symtom från det föregående stadiet och deras svårare form:

  • suddigt medvetande, möjlig förlust av medvetande under en kort tid;
  • kräkas;
  • hallucinationer, både visuella och auditiva;
  • kränkning av den vestibulära apparaten, okoordinerade rörelser;
  • tryckande bröstsmärtor.

Svår grad förgiftning kännetecknas av följande symtom:

  • förlamning;
  • långvarig förlust av medvetande, koma;
  • kramper;
  • pupillvidgning;
  • ofrivillig tömning av urinblåsan och tarmarna;
  • ökad hjärtfrekvens upp till 130 slag per minut, men samtidigt är den svagt påtaglig;
  • cyanos (blå) i huden och slemhinnorna;
  • andningsstörningar - det blir ytligt och intermittent.

Atypiska former

Det finns två av dem - svimning och euforisk.

Synkopesymtom:

  • blekhet i huden och slemhinnorna;
  • sänka blodtrycket;
  • förlust av medvetande.

Symtom på den euforiska formen:

  • psykomotorisk agitation;
  • kränkning av mentala funktioner: delirium, hallucinationer, skratt, konstigheter i beteende;
  • förlust av medvetande;
  • andnings- och hjärtsvikt.

Första hjälpen för skadade

Endast siffror

  • En mild grad av förgiftning inträffar redan vid en koncentration av kolmonoxid på 0,08% - det finns huvudvärk, yrsel, kvävning, allmän svaghet.
  • En ökning av CO-koncentrationen till 0,32 % orsakar motorisk förlamning och svimning. Döden inträffar om ungefär en halvtimme.
  • Vid en CO-koncentration på 1,2 % eller mer utvecklas en blixtsnabb form av förgiftning - i ett par andetag får en person en dödlig dos, ett dödligt utfall inträffar efter max 3 minuter.
  • I avgasröret passagerarbil innehåller från 1,5 till 3 % kolmonoxid. Tvärtemot vad många tror är det möjligt att bli förgiftad medan motorn går inte bara inomhus utan även utomhus.
  • Omkring två och ett halvt tusen människor i Ryssland är årligen inlagda på sjukhus med olika svårighetsgrad av kolmonoxidförgiftning.

Kolmonoxid (kolmonoxid) // Skadliga ämnen inom industrin. Handbok för kemister, ingenjörer och läkare / Ed. N. V. Lazareva och I. D. Gadaskina. - 7:e uppl. - L .: Chemistry, 1977. - T. 3. - S. 240-253. - 608 sid.

Kolmonoxidkoncentration och symtom på förgiftning

Förebyggande åtgärder

För att minimera riskerna för kolmonoxidförgiftning är det tillräckligt att följa följande regler:

  • driva kaminer och eldstäder i enlighet med reglerna, kontrollera regelbundet driften ventilationssystem och i rätt tid, och endast proffs bör lita på läggning av spisar och eldstäder;
  • inte att vara länge sedan nära trafikerade vägar;
  • stäng alltid av motorn på bilen i ett stängt garage. För att koncentrationen av kolmonoxid ska bli dödlig räcker det med endast fem minuters motordrift - kom ihåg detta;
  • när du stannar i bilen under en lång tid, och ännu mer när du sover i bilen, stäng alltid av motorn;
  • gör det till en regel - om du upplever symtom som kan misstänkas för kolmonoxidförgiftning, ge frisk luft så fort som möjligt genom att öppna fönstren, eller snarare lämna rummet. Lägg dig inte ner om du känner dig yr, illamående eller svag.

Kom ihåg - kolmonoxid är smygande, det verkar snabbt och omärkligt, så liv och hälsa beror på hastighet. vidtagna åtgärder. Ta hand om dig själv och dina nära och kära!

Alla som har haft att göra med arbete vet hur farligt kolmonoxid är för människor. värmesystem, - spisar, pannor, pannor, varmvattenberedare, designade för hushållsbränsle i någon form. Det är ganska svårt att neutralisera det i ett gasformigt tillstånd, det finns inga effektiva hemmetoder för att hantera kolmonoxid, så de flesta av skyddsåtgärderna syftar till att förhindra och snabb upptäckt av kolmonoxid i luften.

Egenskaper hos ett giftigt ämne

Det är inget ovanligt med kolmonoxidens natur och egenskaper. I själva verket är det en produkt av partiell oxidation av kol eller kolhaltiga bränslen. Formeln för kolmonoxid är enkel och okomplicerad - CO, i kemiska termer - kolmonoxid. En kolatom är kopplad till en syreatom. Naturen hos förbränningsprocesser för fossila bränslen är ordnade på ett sådant sätt att kolmonoxid är en integrerad del av alla lågor.

Kol, relaterade bränslen, torv, ved, när de värms upp i en ugn, förgasas till kolmonoxid, och först då bränns de ut av luftflödet. Om kolmonoxiden har läckt ut från förbränningskammaren in i rummet, kommer den att förbli i ett stabilt tillstånd tills det ögonblick då kolmonoxidflödet avlägsnas från rummet genom ventilation eller ackumuleras och fyller hela utrymmet, från golv till tak. I det senare fallet kan endast en elektronisk kolmonoxiddetektor rädda situationen och reagera på den minsta ökningen av koncentrationen av giftiga ångor i atmosfären i rummet.

Vad du behöver veta om kolmonoxid:

  • Under standardförhållanden är densiteten för kolmonoxid 1,25 kg/m 3 , vilket är mycket nära luftens specifika vikt på 1,25 kg/m 3 . Varm och till och med varm monooxid stiger lätt till taket, lägger sig och blandas med luft när den svalnar;
  • Kolmonoxid är smaklös, färglös och luktlös, även vid höga koncentrationer;
  • För att starta bildningen av kolmonoxid räcker det att värma metallen i kontakt med kol till en temperatur av 400-500 o C;
  • Gasen kan brinna i luft med frigörande av en stor mängd värme, cirka 111 kJ / mol.

Det är farligt att inte bara andas in kolmonoxid, gas-luftblandningen kan explodera när en volymkoncentration på 12,5% till 74% uppnås. I denna mening liknar gasblandningen inhemsk metan, men mycket farligare än nätverksgas.

Metan är lättare än luft och mindre giftigt vid inandning; dessutom, tack vare tillsatsen av en speciell tillsats, merkaptan, till gasströmmen är dess närvaro i rummet lätt att upptäcka genom lukt. Med en lätt gasförorening av köket kan du komma in i rummet utan hälsokonsekvenser och ventilera det.

Med kolmonoxid är allt mer komplicerat. Det nära förhållandet mellan CO och luft förhindrar effektivt avlägsnande giftigt gasmoln. När det svalnar kommer gasmolnet gradvis att lägga sig i golvytan. Om en kolmonoxiddetektor har löst ut, eller ett läckage av förbränningsprodukter från en kamin eller fastbränslepanna har upptäckts, måste ventilationsåtgärder vidtas omedelbart, annars blir barn och husdjur de första som drabbas.

En liknande egenskap hos ett kolmonoxidmoln användes tidigare i stor utsträckning för att bekämpa gnagare och kackerlackor, men effektiviteten av en gasattack är mycket lägre än moderna medel, och risken för att få förgiftning är oproportionerligt högre.

Notera! Ett CO-gasmoln, i avsaknad av ventilation, kan bibehålla sina egenskaper oförändrade under lång tid.

Om det finns en misstanke om ansamling av kolmonoxid i källaren, grovkök, pannrum, källare, är det första steget att säkerställa maximal ventilation med en gasväxlingshastighet på 3-4 enheter per timme.

Villkor för uppkomsten av ångor i rummet

Kolmonoxid kan erhållas med hjälp av dussintals varianter av kemiska reaktioner, men detta kräver specifika reagenser och villkor för deras interaktion. Risken att tjäna gasförgiftning på detta sätt är praktiskt taget noll-. De främsta orsakerna till utseendet av kolmonoxid i pannrummet eller i köket är två faktorer:

  • Dåligt drag och delvis översvämning av förbränningsprodukter från förbränningskällan in i köket;
  • Felaktig drift av panna, gas och ugnsutrustning;
  • Bränder och lokala antändningskällor av plast, ledningar, polymerbeläggningar och material;
  • Avgaser från avloppskommunikation.

Källan till kolmonoxid kan vara den sekundära förbränningen av aska, lösa sotavlagringar i skorstenar, sot och tjära som har ätit sig in i tegelväggarna på kaminhyllor och sotsläckare.

Oftast blir pyrande kol som brinner ut i ugnen med ventilen stängd källan till CO-gas. Särskilt mycket gas frigörs vid termisk nedbrytning av ved i frånvaro av luft, ungefär hälften av gasmolnet upptas av kolmonoxid. Därför bör alla försök med rökning av kött och fisk på röken från rykande spån endast utföras utomhus.

En liten mängd kolmonoxid kan också uppstå under tillagningen. Till exempel vet alla som har upplevt installation av gaseldade slutna pannor i köket hur kolmonoxidsensorer reagerar på stekt potatis eller all mat som tillagas i kokande olja.

Kolmonoxidens lömska natur

Den största faran med kolmonoxid är att det är omöjligt att känna och känna dess närvaro i atmosfären i ett rum tills gasen kommer in i andningsorganen med luft och löses upp i blodet.

Konsekvenserna av att andas in CO beror på koncentrationen av gasen i luften och längden på vistelsen i rummet:

  • Huvudvärk, sjukdomskänsla och utvecklingen av ett dåsig tillstånd börjar när det volymetriska innehållet av gas i luften är 0,009-0,011 %. Fysiskt frisk man klarar upp till tre timmar i en gasad atmosfär;
  • Illamående, svår muskelsmärta, kramper, svimning, förlust av orientering kan utvecklas vid en koncentration av 0,065-0,07 %. Tiden som spenderas i rummet fram till början av oundvikliga konsekvenser är bara 1,5-2 timmar;
  • Vid en koncentration av kolmonoxid över 0,5 % innebär till och med några sekunders vistelse i ett gasat utrymme ett dödligt resultat.

Även om en person säkert kom ut ur ett rum med en hög koncentration av kolmonoxid på egen hand, kommer medicinsk hjälp och användning av motgift fortfarande att krävas, eftersom konsekvenserna av förgiftning av cirkulationssystemet och cirkulationsstörningar i hjärnan fortfarande kommer att uppstå , bara lite senare.

Kolmonoxidmolekyler absorberas väl av vatten och saltlösningar. Därför används ofta vanliga handdukar, servetter fuktade med tillgängligt vatten som det första tillgängliga skyddsmedlet. Detta gör att du kan stoppa inträngningen av kolmonoxid i kroppen i några minuter, tills det blir möjligt att lämna rummet.

Ofta missbrukas denna egenskap hos kolmonoxid av vissa ägare av värmeutrustning där CO-sensorer är inbyggda. När en känslig sensor utlöses, istället för att vädra rummet, täcks enheten ofta helt enkelt med en våt handduk. Som ett resultat, efter ett dussin sådana manipulationer, misslyckas kolmonoxidsensorn, och risken för förgiftning ökar med en storleksordning.

Tekniska kolmonoxidregistreringssystem

I själva verket finns det idag bara ett sätt att framgångsrikt hantera kolmonoxid, med hjälp av speciella elektroniska enheter och sensorer som upptäcker överskottet av CO-koncentration i rummet. Du kan naturligtvis göra det lättare, till exempel utrusta kraftfull ventilation, som älskare av avkoppling gör vid en riktig tegelspis. Men i ett sådant beslut finns det en viss risk att få kolmonoxidförgiftning när man ändrar riktningen på draget i röret, och dessutom är det inte särskilt hälsosamt att leva under starkt drag.

Kolmonoxiddetektoranordning

Problemet med att kontrollera innehållet av kolmonoxid i atmosfären i bostäder och grovkök är lika aktuellt idag som närvaron av ett brand- eller inbrottslarm.

I specialiserade salonger för värme- och gasutrustning kan du köpa flera alternativ för kontrollenheter för gasinnehåll:

  • Kemiska larm;
  • infraröda skannrar;
  • solid state-sensorer.

Enhetens känsliga sensor är vanligtvis utrustad med ett elektroniskt kort som ger ström, kalibrering och signalomvandling till en begriplig form av indikering. Det kan vara bara gröna och röda lysdioder på panelen, en ljudsiren, digital information för att ge en signal till ett datanätverk eller en styrpuls för en automatisk ventil som stänger av hushållsgasförsörjningen till värmepannan.

Det är tydligt att användningen av sensorer med en kontrollerad avstängningsventil är en nödvändig åtgärd, men ofta bygger tillverkare av värmeutrustning medvetet in "fool protection" för att undvika alla möjliga manipulationer med säkerheten för gasutrustning.

Kemiska och fasta tillståndskontrollinstrument

Den billigaste och mest tillgängliga versionen av den kemiska indikatorsensorn är gjord i form av en nätflaska som är lätt genomsläpplig för luft. Inuti kolven finns två elektroder åtskilda av en porös skiljevägg impregnerad med en alkalilösning. Utseendet av kolmonoxid leder till förkolning av elektrolyten, sensorns ledningsförmåga sjunker kraftigt, vilket omedelbart läses av elektroniken som en larmsignal. Efter installationen är enheten i ett inaktivt tillstånd och fungerar inte förrän spår av kolmonoxid dyker upp i luften som överstiger den tillåtna koncentrationen.

Solid-state sensorer använder tvålagerspåsar av tenn och ruteniumdioxid istället för en alkaliindränkt bit asbest. Utseendet av gas i luften orsakar ett haveri mellan kontakterna på sensorenheten och utlöser automatiskt ett larm.

Skannrar och elektroniska väktare

Infraröda sensorer som arbetar efter principen att skanna den omgivande luften. Den inbyggda infraröda sensorn uppfattar glöden från laser-LED, och genom att ändra intensiteten av absorptionen av termisk strålning av gasen, aktiveras utlösningsanordningen.

CO absorberar den termiska delen av spektrumet mycket väl, så sådana enheter fungerar i väktar- eller skannerläge. Skanningsresultatet kan visas som en tvåfärgssignal eller en indikation på mängden kolmonoxid i luften på en digital eller linjär skala.

Vilken sensor är bättre

För korrekt val av en kolmonoxidsensor är det nödvändigt att ta hänsyn till driftsättet och arten av rummet där sensoranordningen ska installeras. Till exempel fungerar kemiska sensorer, som anses föråldrade, utmärkt i pannrum och grovkök. En billig kolmonoxiddetektor kan installeras i ett lanthus eller verkstad. I köket blir gallret snabbt täckt av damm och fett, vilket dramatiskt minskar den kemiska konens känslighet.

Solid-state kolmonoxidsensorer fungerar lika bra under alla förhållanden, men de kräver en kraftfull extern källa näring. Kostnaden för enheten är högre än priset för kemiska sensorsystem.

Infraröda sensorer är överlägset vanligast. De används aktivt för att slutföra säkerhetssystemen för lägenhetspannor för individuell uppvärmning. Samtidigt ändras känsligheten hos styrsystemet praktiskt taget inte över tiden på grund av damm eller lufttemperatur. Dessutom har sådana system som regel inbyggda test- och kalibreringsmekanismer, vilket gör att du regelbundet kan kontrollera deras prestanda.

Installation av kolmonoxidövervakningsanordningar

Kolmonoxidsensorer bör endast installeras och servas av kvalificerad personal. Instrument måste regelbundet kontrolleras, kalibreras, servas och bytas ut.

Sensorn måste installeras på ett avstånd från gaskällan från 1 till 4 m, huset eller fjärrsensorerna är monterade på en höjd av 150 cm över golvet och måste kalibreras enligt de övre och nedre känslighetströskelvärdena.

Livslängden för kolmonoxidsensorer i lägenhet är 5 år.

Slutsats

Kampen mot bildandet av kolmonoxid kräver noggrannhet och en ansvarsfull inställning till den installerade utrustningen. Alla experiment med sensorer, särskilt av halvledartyp, minskar kraftigt enhetens känslighet, vilket i slutändan leder till en ökning av kolmonoxidhalten i atmosfären i köket och hela lägenheten, och långsam förgiftning av alla dess invånare. Problemet med kolmonoxidkontroll är så allvarligt att användningen av sensorer i framtiden kanske kan bli obligatorisk för alla kategorier av individuell uppvärmning.

Kolmonoxid, kolmonoxid (CO) är en färglös, luktfri och smaklös gas som är något mindre tät än luft. Det är giftigt för hemoglobindjur (inklusive människor) om koncentrationerna är över cirka 35 ppm, även om det också produceras i normal djurmetabolism i små mängder och tros ha vissa normala biologiska funktioner. I atmosfären är det rumsligt varierande och sönderfaller snabbt och har en roll i bildandet av ozon på marknivå. Kolmonoxid består av en kolatom och en syreatom sammanlänkade med en trippelbindning, som består av två kovalenta bindningar samt en dativ kovalent bindning. Det är den enklaste kolmonoxiden. Den är isoelektronisk med cyanidanjonen, nitrosoniumkatjonen och molekylärt kväve. I koordinationskomplex kallas kolmonoxidliganden karbonyl.

Berättelse

Aristoteles (384-322 f.Kr.) beskrev först processen att bränna kol, vilket leder till bildandet av giftiga ångor. I gamla tider fanns det en avrättningsmetod - att stänga brottslingen i ett badrum med pyrande kol. Men vid den tiden var dödsmekanismen oklar. Den grekiske läkaren Galenus (129-199 e.Kr.) föreslog att det fanns en förändring i luftens sammansättning som skadade en person vid inandning. År 1776 producerade den franske kemisten de Lasson CO genom att värma zinkoxid med koks, men vetenskapsmannen drog felaktigt slutsatsen att den gasformiga produkten var väte eftersom den brann med en blå låga. Gasen identifierades som en förening som innehåller kol och syre av den skotske kemisten William Cumberland Cruikshank 1800. Dess toxicitet hos hundar undersöktes grundligt av Claude Bernard omkring 1846. Under andra världskriget användes en gasblandning innehållande kolmonoxid för att hålla mekanisk Fordon arbetade i delar av världen där bensin var ont om och dieselbränsle. Extern (med vissa undantag) träkol eller träbaserade gasgeneratorer installerades och en blandning av atmosfäriskt kväve, kolmonoxid och små mängder andra förgasningsgaser matades till gasblandaren. Gasblandningen som resulterar från denna process är känd som trägas. Kolmonoxid användes också i stor skala under Förintelsen i några tyska nazistiska dödsläger, framför allt i Chelmnos bensinbilar och i T4:s "eutanasi"-dödsprogram.

Källor

Kolmonoxid bildas vid partiell oxidation av kolhaltiga föreningar; det bildas när det inte finns tillräckligt med syre för att bilda koldioxid (CO2), som när man arbetar på en spis eller förbränningsmotor, i ett slutet utrymme. I närvaro av syre, inklusive atmosfäriska koncentrationer, brinner kolmonoxid med en blå låga och producerar koldioxid. Kolgas, som användes flitigt fram till 1960-talet för inomhusbelysning, matlagning och uppvärmning, innehöll kolmonoxid som en betydande bränslebeståndsdel. Vissa processer i modern teknologi, såsom järnsmältning, producerar fortfarande kolmonoxid som en biprodukt. I världen är de största källorna till kolmonoxid naturliga källor, på grund av fotokemiska reaktioner i troposfären, som genererar cirka 5 × 1012 kg kolmonoxid per år. Andra naturliga källor till CO inkluderar vulkaner, skogsbränder och andra former av förbränning. Inom biologin produceras kolmonoxid naturligt genom inverkan av hem oxygenas 1 och 2 på hem från nedbrytningen av hemoglobin. Denna process producerar en viss mängd karboxihemoglobin hos normala människor, även om de inte andas in kolmonoxid. Sedan den första rapporten om att kolmonoxid var en normal signalsubstans 1993, såväl som en av tre gaser som naturligt modulerar inflammatoriska reaktioner i kroppen (de andra två är kväveoxid och svavelväte), har kolmonoxid fått mycket uppmärksamhet som en biologisk regulator. I många vävnader fungerar alla tre gaserna som antiinflammatoriska medel, vasodilatorer och promotorer för neovaskulär tillväxt. Små mängder kolmonoxid testas kliniskt som ett läkemedel. Däremot orsakar alltför stora mängder kolmonoxid kolmonoxidförgiftning.

Molekylära egenskaper

Kolmonoxid har en molekylvikt på 28,0, vilket gör den något lättare än luft, som har en medelmolekylvikt på 28,8. Enligt idealgaslagen är CO därför mindre tät än luft. Bindningslängden mellan kolatomen och syreatomen är 112,8 pm. Denna bindningslängd överensstämmer med en trippelbindning, som i molekylärt kväve (N2), som har en liknande bindningslängd och nästan samma molekylvikt. Kol-syre-dubbelbindningarna är mycket längre, till exempel 120,8 m för formaldehyd. Kokpunkten (82 K) och smältpunkten (68 K) är mycket lika N2 (77 K respektive 63 K). Bindningsdissociationsenergin på 1072 kJ/mol är starkare än den för N2 (942 kJ/mol) och representerar den starkaste kända kemiska bindningen. Grundtillståndet för kolmonoxidelektronen är singlett, eftersom det inte finns några oparade elektroner.

Bindning och dipolmoment

Kol och syre har tillsammans totalt 10 elektroner i valensskalet. Efter oktettregeln för kol och syre bildar två atomer en trippelbindning, med sex elektroner gemensamma i tre bindande molekylära orbitaler, snarare än den vanliga dubbelbindningen som finns i organiska karbonylföreningar. Eftersom fyra av de delade elektronerna kommer från syreatomen och endast två från kolet, upptas en bindande orbital av två elektroner från syreatomerna, vilket bildar en dativ- eller dipolbindning. Detta resulterar i en C ← O-polarisering av molekylen, med en liten negativ laddning på kol och en liten positiv laddning på syre. De andra två bindningsorbitalerna upptar vardera en elektron från kol och en från syre, och bildar (polära) kovalenta bindningar med omvänd C → O-polarisation, eftersom syre är mer elektronegativt än kol. I fri kolmonoxid finns den negativa nettoladdningen δ- kvar i koländen, och molekylen har ett litet dipolmoment på 0,122 D. Molekylen är alltså asymmetrisk: syre har mer elektrondensitet än kol, och även en liten positiv laddning , jämfört med kol, vilket är negativt. Däremot har den isoelektroniska dikvävemolekylen inget dipolmoment. Om kolmonoxid fungerar som en ligand kan dipolens polaritet vända med en negativ nettoladdning vid syreänden, beroende på strukturen hos koordinationskomplexet.

Bindningspolaritet och oxidationstillstånd

Teoretiska och experimentella studier visar att, trots den större elektronegativiteten hos syre, fortsätter dipolmomentet från den mer negativa änden av kol till den mer positiva änden av syre. Dessa tre bindningar är faktiskt polära kovalenta bindningar som är mycket polariserade. Den beräknade polariseringen till syreatomen är 71 % för σ-bindningen och 77 % för båda π-bindningarna. Oxidationstillståndet för kol till kolmonoxid i var och en av dessa strukturer är +2. Det beräknas enligt följande: alla bindningselektroner anses tillhöra mer elektronegativa syreatomer. Endast två icke-bindande elektroner på kol tilldelas kol. I denna räkning har kol endast två valenselektroner i molekylen jämfört med fyra i en fri atom.

Biologiska och fysiologiska egenskaper

Giftighet

Kolmonoxidförgiftning är den vanligaste typen av dödlig luftförgiftning i många länder. Kolmonoxid är ett färglöst ämne, lukt- och smaklöst, men mycket giftigt. Det kombineras med hemoglobin för att bilda karboxihemoglobin, som "usurperar" platsen i hemoglobin som normalt bär syre men är ineffektivt för att leverera syre till kroppsvävnader. Koncentrationer så låga som 667 ppm kan göra att upp till 50 % av kroppens hemoglobin omvandlas till karboxihemoglobin. 50 % karboxihemoglobinnivåer kan leda till kramper, koma och dödsfall. I USA begränsar Department of Labor långtidsnivåer av kolmonoxidexponering på arbetsplatsen till 50 delar per miljon. Under en kort tidsperiod är absorptionen av kolmonoxid kumulativ, eftersom dess halveringstid är cirka 5 timmar i frisk luft. De vanligaste symtomen på kolmonoxidförgiftning kan likna andra typer av förgiftning och infektioner och inkluderar symtom som huvudvärk, illamående, kräkningar, yrsel, trötthet och svaghetskänsla. Drabbade familjer tror ofta att de är offer matförgiftning. Bebisar kan vara irriterade och mata dåligt. Neurologiska symtom inkluderar förvirring, desorientering, suddig syn, svimning (medvetslöshet) och kramper. Vissa beskrivningar av kolmonoxidförgiftning inkluderar näthinneblödning, såväl som en onormal körsbärsröd färg på blodet. I de flesta kliniska diagnoser är dessa egenskaper sällsynta. En av svårigheterna med användbarheten av denna "körsbärs"-effekt har att göra med det faktum att den korrigerar, eller maskerar, annars ohälsosamma utseende eftersom huvudeffekten av att ta bort venöst hemoglobin är att få den strypta personen att se mer normal ut, eller död man verkar levande, liknande effekten av röda färgämnen i balsameringskompositionen. Denna färgningseffekt i anoxisk CO-förgiftad vävnad beror på den kommersiella användningen av kolmonoxid i köttfärgning. Kolmonoxid binder även till andra molekyler som myoglobin och mitokondriellt cytokromoxidas. Exponering för kolmonoxid kan orsaka betydande skador på hjärtat och centrala nervsystem, särskilt i globus pallidus, är det ofta associerat med långvariga kroniska patologiska tillstånd. Kolmonoxid kan ha allvarliga negativa effekter på fostret hos en gravid kvinna.

normal mänsklig fysiologi

Kolmonoxid produceras naturligt i människokroppen som en signalmolekyl. Sålunda kan kolmonoxid ha en fysiologisk roll i kroppen som en neurotransmittor eller avslappnande medel för blodkärlen. På grund av kolmonoxidens roll i kroppen är abnormiteter i dess ämnesomsättning associerade med olika sjukdomar, inklusive neurodegeneration, högt blodtryck, hjärtsvikt och inflammation.

    CO fungerar som en endogen signalmolekyl.

    CO modulerar det kardiovaskulära systemets funktioner

    CO hämmar blodplättsaggregation och vidhäftning

    CO kan spela en roll som ett potentiellt terapeutiskt medel

Mikrobiologi

Kolmonoxid är ett näringsämne för metanogena archaea, en byggsten för acetylkoenzym A. Detta är ett ämne för ett nytt område inom bioorganometallisk kemi. Extremofila mikroorganismer kan på så sätt metabolisera kolmonoxid på platser som vulkanernas värmeventiler. I bakterier produceras kolmonoxid genom reduktion av koldioxid med enzymet kolmonoxiddehydrogenas, ett Fe-Ni-S-innehållande protein. CooA är ett kolmonoxidreceptorprotein. Omfattningen av dess biologiska aktivitet är fortfarande okänd. Det kan vara en del av signalvägen hos bakterier och arkéer. Dess förekomst hos däggdjur har inte fastställts.

Utbredning

Kolmonoxid finns i olika naturliga och konstgjorda miljöer.

Kolmonoxid finns i små mängder i atmosfären, främst som en produkt av vulkanisk aktivitet, men är också en produkt av naturliga och konstgjorda bränder (t.ex. skogsbränder, förbränning av skörderester och förbränning av sockerrör). Förbränning av fossila bränslen bidrar också till bildningen av kolmonoxid. Kolmonoxid finns i löst form i smälta vulkaniska bergarter under höga tryck i jordens mantel. Eftersom naturliga källor till kolmonoxid är varierande är det extremt svårt att exakt mäta naturgasutsläpp. Kolmonoxid är en snabbt sönderfallande växthusgas och utövar även indirekt strålkraft genom att öka koncentrationerna av metan och troposfäriskt ozon genom kemiska reaktioner med andra atmosfäriska beståndsdelar (t.ex. hydroxylradikal, OH) som annars skulle förstöra dem. Som ett resultat av naturliga processer i atmosfären oxideras det så småningom till koldioxid. Kolmonoxid är både kortlivad i atmosfären (varar cirka två månader i genomsnitt) och har en rumsligt varierande koncentration. I Venus atmosfär skapas kolmonoxid från fotodissociation av koldioxid elektromagnetisk strålning med en våglängd kortare än 169 nm. På grund av sin långa livslängd i den mellersta troposfären används kolmonoxid också som transportspårare för förorenande plymer.

Stadsföroreningar

Kolmonoxid är en tillfällig atmosfärisk förorening i vissa stadsområden, främst från avgasrören från förbränningsmotorer (inklusive fordon, bärbara och standby-generatorer, gräsklippare, tvättmaskiner etc.) och från ofullständig förbränning av olika andra bränslen (inklusive ved, kol, träkol, olja, vax, propan, naturgas och sopor). Stora koldioxidföroreningar kan observeras från rymden över städer.

Roll i bildandet av marknära ozon

Kolmonoxid, tillsammans med aldehyder, ingår i en serie kemiska reaktionscykler som bildar fotokemisk smog. Det reagerar med hydroxylradikalen (OH) för att ge radikalmellanprodukten HOCO, som snabbt överför radikalen väte O2 för att bilda en peroxidradikal (HO2) och koldioxid (CO2). Peroxidradikalen reagerar sedan med kväveoxid (NO) för att bilda kvävedioxid (NO2) och en hydroxylradikal. NO 2 ger O(3P) genom fotolys och bildar därigenom O3 efter att ha reagerat med O2. Eftersom hydroxylradikalen bildas under bildandet av NO2, leder balansen i sekvensen av kemiska reaktioner, som börjar med kolmonoxid, till bildningen av ozon: CO + 2O2 + hν → CO2 + O3 (Där hν hänvisar till fotonen av ljus som absorberas av NO2-molekylen i sekvensen) Även om skapandet av NO2 är ett viktigt steg för att producera låghaltigt ozon, ökar det också mängden ozon på ett annat, något ömsesidigt uteslutande sätt, genom att minska mängden NO som är tillgänglig för att reagera med ozon.

luftföroreningar inomhus

I slutna miljöer kan koncentrationen av kolmonoxid lätt stiga till dödliga nivåer. I genomsnitt dör 170 personer varje år i USA av icke-bila konsumentprodukter som producerar kolmonoxid. Men enligt Florida Department of Health, "Mer än 500 amerikaner dör varje år av oavsiktlig exponering för kolmonoxid och tusentals fler i USA kräver akutvård. Sjukvård med icke-dödlig kolmonoxidförgiftning. Dessa produkter inkluderar felaktiga bränsleförbränningsanordningar såsom spisar, spisar, varmvattenberedare och rumsvärmare med gas och fotogen; mekaniskt driven utrustning såsom bärbara generatorer; eldstäder; och träkol, som eldas i hem och andra slutna utrymmen. American Association of Poison Control Centers (AAPCC) rapporterade 15 769 fall av kolmonoxidförgiftning, vilket resulterade i 39 dödsfall under 2007. Under 2005 rapporterade CPSC 94 dödsfall relaterade till kolmonoxidförgiftning från en generator. Fyrtiosju av dessa dödsfall inträffade under strömavbrott på grund av allvarliga väderförhållanden inklusive på grund av orkanen Katrina. Men människor dör av kolmonoxidförgiftning från icke-livsmedelsartiklar som bilar som körs i garage kopplade till hem. Centers for Disease Control and Prevention rapporterar att flera tusen personer varje år går till sjukhusets akutmottagning för kolmonoxidförgiftning.

Närvaro i blodet

Kolmonoxid absorberas genom andning och kommer in i blodomloppet genom gasutbyte i lungorna. Det produceras också under metabolismen av hemoglobin och kommer in i blodet från vävnader, och finns således i alla normala vävnader, även om det inte andas in i kroppen. Normala nivåer av kolmonoxid som cirkulerar i blodet är mellan 0 % och 3 %, och är högre hos rökare. Kolmonoxidnivåer kan inte bedömas genom en fysisk undersökning. Laboratorietester kräver ett blodprov (arteriellt eller venöst) och laboratorieanalys för CO-oximeter. Dessutom är icke-invasivt karboxihemoglobin (SPCO) med pulsad CO-oximetri effektivare än invasiva metoder.

Astrofysik

Utanför jorden är kolmonoxid den näst vanligaste molekylen i det interstellära mediet, efter molekylärt väte. På grund av sin asymmetri producerar kolmonoxidmolekylen mycket ljusare spektrallinjer än vätemolekylen, vilket gör CO mycket lättare att upptäcka. Interstellär CO upptäcktes först av radioteleskop 1970. Det är för närvarande det vanligaste spårämnet av molekylär gas i det interstellära mediet i galaxer, och molekylärt väte kan endast detekteras med ultraviolett ljus, vilket kräver rymdteleskop. Observationer av kolmonoxid ger det mesta av informationen om de molekylära moln där de flesta stjärnor bildas. Beta Pictoris, den näst ljusaste stjärnan i stjärnbilden Pictor, uppvisar ett överskott av infraröd strålning jämfört med normala stjärnor av sin typ, på grund av den stora mängden damm och gas (inklusive kolmonoxid) nära stjärnan.

Produktion

Många metoder har utvecklats för att producera kolmonoxid.

industriell produktion

Den huvudsakliga industriella koldioxidkällan är produktionsgas, en blandning som huvudsakligen innehåller kolmonoxid och kväve, som bildas när kol förbränns i luft vid hög temperatur när det finns ett överskott av kol. I ugnen pressas luft genom en bädd av koks. Initialt producerad CO2 balanseras med det återstående varma kolet för att producera CO. Reaktionen av CO2 med kol för att producera CO beskrivs som Boudouard-reaktionen. Över 800°C är CO den dominerande produkten:

    CO2 + C → 2 CO (ΔH = 170 kJ/mol)

En annan källa är "vattengas", en blandning av väte och kolmonoxid som produceras genom en endoterm reaktion av ånga och kol:

    H2O + C → H2 + CO (ΔH = +131 kJ/mol)

Annan liknande "syngas" kan erhållas från naturgas och andra bränslen. Kolmonoxid är också en biprodukt av reduktionen av metalloxidmalmer med kol:

    MO + C → M + CO

Kolmonoxid produceras också genom direkt oxidation av kol i en begränsad mängd syre eller luft.

    2C (s) + O 2 → 2CO (g)

Eftersom CO är en gas kan reduktionsprocessen styras genom uppvärmning med hjälp av reaktionens positiva (gynnsamma) entropi. Ellingham-diagrammet visar att CO-produktion gynnas framför CO2 vid höga temperaturer.

Förberedelse i laboratoriet

Kolmonoxid erhålls lämpligen i laboratoriet genom dehydrering av myrsyra eller oxalsyra, till exempel med koncentrerad svavelsyra. Ett annat sätt är att värma en homogen blandning av pulveriserad zinkmetall och kalciumkarbonat, som frigör CO och lämnar zinkoxid och kalciumoxid:

    Zn + CaCO3 → ZnO + CaO + CO

Silvernitrat och jodoform ger också kolmonoxid:

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

koordinationskemi

De flesta metaller bildar koordinationskomplex som innehåller kovalent bunden kolmonoxid. Endast metaller i lägre oxidationstillstånd kommer att kombineras med kolmonoxidligander. Detta beror på att tillräcklig elektrondensitet behövs för att underlätta omvänd donation från den metalliska DXZ-orbitalen till π*-molekylorbitalen från CO. Det ensamma paret på kolatomen i CO donerar också elektrontäthet i dx²-y² på metallen för att bilda en sigmabindning. Denna elektrondonation manifesteras också av cis-effekten, eller labilisering av CO-ligander i cis-position. Nickelkarbonyl, till exempel, bildas av den direkta kombinationen av kolmonoxid och metalliskt nickel:

    Ni + 4 CO → Ni(CO) 4 (1 bar, 55 °C)

Av denna anledning får nickel i röret eller en del av det inte komma i långvarig kontakt med kolmonoxid. Nickelkarbonyl sönderdelas lätt tillbaka till Ni och CO vid kontakt med heta ytor, och denna metod används för kommersiell nickelraffinering i Mond-processen. I nickelkarbonyl och andra karbonyler interagerar elektronparet på kolet med metallen; kolmonoxid donerar ett elektronpar till metallen. I sådana situationer kallas kolmonoxid en karbonylligand. En av de viktigaste metallkarbonylerna är järnpentakarbonyl, Fe(CO) 5. Många metall-CO-komplex framställs genom dekarbonylering organiska lösningsmedel, inte från CO. Till exempel reagerar iridiumtriklorid och trifenylfosfin i återloppskokande 2-metoxietanol eller DMF för att ge IrCl(CO)(PPh3) 2. Metallkarbonyler i koordinationskemi studeras vanligtvis med infraröd spektroskopi.

Organisk kemi och kemi för huvudgrupperna av grundämnen

I närvaro av starka syror och vatten reagerar kolmonoxid med alkener för att bildas karboxylsyror i en process som kallas Koch-Haaf-reaktionen. I Guttermann-Koch-reaktionen omvandlas arener till bensaldehydderivat i närvaro av AlCl3 och HCl. Organolitiumföreningar (som butyllitium) reagerar med kolmonoxid, men dessa reaktioner har liten vetenskaplig tillämpning. Även om CO reagerar med karbokatjoner och karbanjoner, är det relativt oreaktivt med organiska föreningar utan inblandning av metallkatalysatorer. Med reagens från huvudgruppen genomgår CO flera anmärkningsvärda reaktioner. CO-klorering är en industriell process som producerar den viktiga fosgenföreningen. Med boran bildar CO en addukt, H3BCO, som är isoelektronisk med acylium + katjon. CO reagerar med natrium för att skapa produkter som härrör från C-C anslutningar. Föreningarna cyklohexahehexon eller trikinoyl (C6O6) och cyklopentanpentone eller leukonsyra (C5O5), som hittills endast erhållits i spårmängder, kan betraktas som polymerer av kolmonoxid. Vid tryck över 5 GPa omvandlas kolmonoxid till en fast polymer av kol och syre. Det är metastabilt vid atmosfärstryck, men det är ett kraftfullt sprängämne.

Användande

Kemisk industri

Kolmonoxid är en industrigas som har många tillämpningar vid tillverkning av bulk kemiska substanser. Stora mängder aldehyder erhålls genom reaktionen av hydroformylering av alkener, kolmonoxid och H2. Hydroformylering i Shell-processen gör det möjligt att skapa detergentprekursorer. Fosgen, lämplig för framställning av isocyanater, polykarbonater och polyuretaner, framställs genom att renad kolmonoxid och klorgas passerar genom en bädd av poröst aktivt kol som fungerar som en katalysator. Världsproduktionen av denna förening 1989 uppskattades till 2,74 miljoner ton.

    CO + Cl2 → COCI2

Metanol framställs genom hydrering av kolmonoxid. I en relaterad reaktion involverar hydreringen av kolmonoxid bildandet av en C-C-bindning, som i Fischer-Tropsch-processen, där kolmonoxid hydreras till flytande kolvätebränslen. Denna teknik gör att kol eller biomassa kan omvandlas till dieselbränsle. I Monsanto-processen reagerar kolmonoxid och metanol i närvaro av en rodiumbaserad katalysator och homogen jodvätesyra för att bilda ättiksyra. Denna process är ansvarig för de flesta industriell produktionättiksyra. I industriell skala används ren kolmonoxid för att rena nickel i Mond-processen.

köttfärgning

Kolmonoxid används i modifierade atmosfäriska förpackningssystem i USA, främst i färska köttprodukter som nötkött, fläsk och fisk, för att behålla sitt fräscha utseende. Kolmonoxid kombineras med myoglobin för att bilda karboxymyoglobin, ett ljust körsbärsrött pigment. Karboxymyoglobin är mer stabilt än den oxiderade formen av myoglobin, oxymyoglobin, som kan oxidera till det bruna pigmentet metmyoglobin. Denna stabila röda färg kan hålla mycket längre än konventionellt förpackat kött. Typiska kolmonoxidnivåer som används i anläggningar som använder denna process är 0,4 % till 0,5 %. Denna teknik erkändes först som "generally safe" (GRAS) av US Food and Drug Administration (FDA) 2002 för användning som ett sekundärt förpackningssystem och kräver ingen märkning. År 2004 godkände FDA CO som den primära förpackningsmetoden, och angav att CO inte maskerar lukten av förstörelse. Trots detta beslut kvarstår det kontroversiell fråga om huruvida denna metod döljer matförstöring. 2007 föreslogs ett lagförslag i det amerikanska representanthuset för att kalla den modifierade förpackningsprocessen som använder kolmonoxid för en färgtillsats, men lagförslaget antogs inte. Denna förpackningsprocess är förbjuden i många andra länder, inklusive Japan, Singapore och länder i EU.

Medicinen

Inom biologin produceras kolmonoxid naturligt genom inverkan av hem oxygenas 1 och 2 på hem från nedbrytningen av hemoglobin. Denna process producerar en viss mängd karboxihemoglobin hos normala människor, även om de inte andas in kolmonoxid. Sedan den första rapporten om att kolmonoxid var en normal signalsubstans 1993, såväl som en av tre gaser som naturligt modulerar inflammatoriska reaktioner i kroppen (de andra två är kväveoxid och svavelväte), har kolmonoxid fått en hel del kliniska uppmärksamhet som en biologisk regulator. . I många vävnader är alla tre gaserna kända för att fungera som antiinflammatoriska medel, vasodilatorer och neovaskulära tillväxtförstärkare. Dessa problem är dock komplexa eftersom neovaskulär tillväxt inte alltid är fördelaktigt, eftersom det spelar en roll i tumörtillväxt såväl som i utvecklingen av våt makuladegeneration, en sjukdom vars risk ökar 4 till 6 gånger av rökning (en viktig källa av kolmonoxid). i blodet, flera gånger mer än naturlig produktion). Det finns en teori om att i vissa synapser av nervceller, när långtidsminnen lagras, producerar den mottagande cellen kolmonoxid, som förs tillbaka till sändningskammaren, vilket gör att den överförs lättare i framtiden. Vissa av dessa nervceller har visat sig innehålla guanylatcyklas, ett enzym som aktiveras av kolmonoxid. Många laboratorier runt om i världen har genomfört studier som involverar kolmonoxid angående dess antiinflammatoriska och cytoprotektiva egenskaper. Dessa egenskaper kan användas för att förhindra utvecklingen av ett antal patologiska tillstånd, inklusive ischemisk reperfusionsskada, transplantatavstötning, ateroskleros, svår sepsis, svår malaria eller autoimmuna sjukdomar. Kliniska prövningar på människor har genomförts, men resultaten har ännu inte släppts.

Hej Maria. Tack för att du litar på våra specialister och resursen i allmänhet.

Utseendet av kolmonoxid i lägenheterna på de övre våningarna är ett ganska vanligt fenomen av flera skäl (om du inte tar hänsyn till konspirationsteorin):

  • I händelse av fel på skorstenar och utrustning ansluten till dem (gasvattenberedare, värmepannor).
  • När gasutrustningen inte fungerar som den ska.
  • Kolmonoxid kommer från ventilationssystemet.
  • Förbränningsprodukter (som innehåller en stor andel kolmonoxid) kommer in i rummet utifrån.

Låt oss försöka lista ut det.

1 Du angav att lägenheten hade gejser. Den första frågan är, var var den kopplad?

Poängen är att i bostadshus med Centralvärme skorstenar tillhandahålls inte av projektet. Som regel finns det två kåpor i lägenheter med fem våningar: en i köket och en i badrummet (om den är kombinerad, om den är separat, kombineras två ventilationshål i ett schakt). Alla kåpor är designade för naturlig ventilation. Vi nämnde detta så att du förstår: om du förde in avgaserna från förbränningsprodukter i ventilationen (i köket), så kunde (och troligen gjorde) grannarna nedan koppla ihop värmarna på samma sätt.

Föreställ dig nu att alla lägenheter i stigaren (och faktiskt hälften av lägenheterna räcker) är påslagna värmeinstallationer och kåpor: ventilationskanalens tvärsnitt är inte utformat för sådana genomströmning, förorenad luft hinner inte lämna och trycker in den i de övre lägenheterna. Varför lider övre lägenheter? Detta beror på utformningen av ventilationssystemet i femvåningsbyggnader (nästan fullständig frånvaro av en satellitkanal) och felaktig anslutning av gasapparater.

2 Du skrev att du blockerade huven. Fråga två: i köket och badrummet eller bara i köket? Och hur är det med hålet som kolonnen var ansluten till?

För att ta reda på om luft kommer till dig från ventilationssystemet, fäst pappersremsor på toppen av utloppet. Om deras fria ändar dras in i schaktet, fungerar frånluftsventilationen normalt.

Viktigt: Gör detta med stängda fönster, dörrar - i allmänhet utan luftflöde. Erfarenheten kommer att visa hur ventilationssystemet beter sig i vardagen och inte under idealiska förhållanden. Om pappersremsorna med stängda fönster sitter kvar eller (mycket värre) böjer sig mot bostaden, så är det mycket möjligt att kolmonoxid ändå kommer in i rummet från ventilationen (inte ett stängt hål). Om du upptäcker att ventilationen blåser, prova att öppna fönstren. Om det hjälpte, så finns det inget luftflöde i din lägenhet, vilket gjorde att bakdraget uppstod. Detta problem kan lösas genom att installera vägg- och fönsterventiler.

3 Fråga tre: Finns det ett beroende av förgiftning av årstiden?

Det finns ett antagande om att kolmonoxidförgiftning med största sannolikhet inträffar under eldningssäsongen. Anledningen kan vara isoleringen av ventilationskanalen på din stigare. Med andra ord ansluts skorsten och ventilationskanal eller två ventilationskanaler.

färglös gas Termiska egenskaper Smält temperatur -205°C Koktemperatur -191,5°C Entalpi (st. arb.) −110,52 kJ/mol Kemiska egenskaper Vattenlöslighet 0,0026 g/100 ml Klassificering CAS-nummer
  • UN-faroklass 2.3
  • UN sekundär fara 2.1

Molekylens struktur

CO-molekylen, liksom den isoelektroniska kvävemolekylen, har en trippelbindning. Eftersom dessa molekyler är lika i struktur, är deras egenskaper också liknande - mycket låga smält- och kokpunkter, nära värden för standardentropier, etc.

Inom ramen för metoden för valensbindningar kan CO-molekylens struktur beskrivas med formeln: C≡O:, och den tredje bindningen bildas enligt donator-acceptormekanismen, där kol är en elektronparacceptor, och syre är en donator.

På grund av närvaron av en trippelbindning är CO-molekylen mycket stark (dissociationsenergin är 1069 kJ/mol, eller 256 kcal/mol, vilket är mer än för någon annan diatomisk molekyl) och har ett litet mellankärnavstånd (d C=O = 0,1128 nm eller 1, 13Å).

Molekylen är svagt polariserad, det elektriska momentet för dess dipol μ = 0,04·10 -29 C·m (dipolmomentets riktning O - →C +). Joniseringspotential 14,0 V, kraftkopplingskonstant k = 18,6.

Upptäcktshistoria

Kolmonoxid tillverkades först av den franske kemisten Jacques de Lasson när zinkoxid värmdes upp med kol, men förväxlades till en början för väte eftersom det brann med en blå låga. Att denna gas innehåller kol och syre upptäcktes av den engelske kemisten William Cruikshank. Kolmonoxid utanför jordens atmosfär upptäcktes först av den belgiske forskaren M. Mizhot (M. Migeotte) 1949 genom närvaron av det huvudsakliga vibrationsrotationsbandet i solens IR-spektrum.

Kolmonoxid i jordens atmosfär

Det finns naturliga och antropogena källor för inträde i jordens atmosfär. PÅ vivo, på jordens yta bildas CO vid ofullständig anaerob nedbrytning av organiska föreningar och vid förbränning av biomassa, främst vid skogs- och stäppbränder. Kolmonoxid bildas i marken både biologiskt (utsöndras av levande organismer) och icke-biologiskt. Frisättning av kolmonoxid på grund av fenoliska föreningar som är vanliga i jordar som innehåller OCH 3- eller OH-grupper i orto- eller para-positioner med avseende på den första hydroxylgruppen har bevisats experimentellt.

Den övergripande balansen mellan produktionen av icke-biologisk CO och dess oxidation av mikroorganismer beror på specifika miljöförhållanden, främst på luftfuktighet och värdet av . Till exempel, från torra jordar, frigörs kolmonoxid direkt i atmosfären, vilket skapar lokala maxima i koncentrationen av denna gas.

I atmosfären är CO produkten av kedjereaktioner som involverar metan och andra kolväten (främst isopren).

Den huvudsakliga antropogena CO-källan är för närvarande avgaserna från förbränningsmotorer. Kolmonoxid bildas när kolvätebränslen förbränns i förbränningsmotorer vid otillräckliga temperaturer eller ett dåligt inställt lufttillförselsystem (otillräckligt med syre tillförs för att oxidera CO till CO 2 ). Tidigare kom en betydande del av antropogena CO-utsläpp till atmosfären från belysningsgas som användes för inomhusbelysning på 1800-talet. I sammansättning motsvarade den ungefär vattengas, det vill säga den innehöll upp till 45% kolmonoxid. För närvarande har denna gas ersatts av en mycket mindre giftig gas inom allmännyttiga sektorn. naturgas(lägre representanter för den homologa serien av alkaner - propan, etc.)

Intaget av CO från naturliga och antropogena källor är ungefär detsamma.

Kolmonoxid i atmosfären är i en snabb cykel: den genomsnittliga uppehållstiden är cirka 0,1 år, oxiderad av hydroxyl till koldioxid.

Mottagande

industriellt sätt

2C + O 2 → 2CO (den termiska effekten av denna reaktion är 22 kJ),

2. eller vid reducering av koldioxid med varmt kol:

CO2 + C ↔ 2CO (AH=172 kJ, AS=176 J/K).

Denna reaktion sker ofta i en ugn när ugnsspjället stängs för tidigt (tills kolen har brunnit ut helt). Den resulterande kolmonoxiden, på grund av dess toxicitet, orsakar fysiologiska störningar ("utbrändhet") och till och med död (se nedan), därav ett av trivialnamnen - "kolmonoxid". Bilden av reaktionerna som äger rum i ugnen visas i diagrammet.

Koldioxidreduktionsreaktionen är reversibel, temperaturens inverkan på jämviktstillståndet för denna reaktion visas i grafen. Flödet av reaktionen till höger ger entropifaktorn och till vänster - entalpifaktorn. Vid temperaturer under 400°C förskjuts jämvikten nästan helt åt vänster, och vid temperaturer över 1000°C åt höger (i riktning mot CO-bildning). Vid låga temperaturer är reaktionshastigheten mycket långsam, så kolmonoxid är ganska stabil under normala förhållanden. Denna jämvikt har ett speciellt namn boudoir balans.

3. Blandningar av kolmonoxid med andra ämnen erhålls genom att luft, vattenånga etc. leds genom ett lager av het koks, hård- eller brunkol etc. (se produktionsgas, vattengas, blandgas, syntesgas).

laboratoriemetod

TLV (maximal tröskelkoncentration, USA): 25 MPC r.z. enligt Hygienic Standards GN 2.2.5.1313-03 är 20 mg/m³

Skydd mot kolmonoxid

Tack vare en sådan bra värmevärde, CO är en komponent i olika tekniska gasblandningar (se t.ex. generatorgas) som används bland annat för uppvärmning.

halogener. Reaktionen med klor har fått den största praktiska tillämpningen:

CO + Cl2 → COCl2

Reaktionen är exoterm, dess termiska effekt är 113 kJ, i närvaro av en katalysator (aktivt kol) går den redan kl. rumstemperatur. Som ett resultat av reaktionen bildas fosgen - ett ämne som har fått bred användning inom olika grenar av kemin (och även som kemisk krigföringsmedel). Genom analoga reaktioner kan COF2 (karbonylfluorid) och COBr2 (karbonylbromid) erhållas. Karbonyljodid mottogs inte. Reaktionernas exotermicitet minskar snabbt från F till I (för reaktioner med F 2 är den termiska effekten 481 kJ, med Br 2 - 4 kJ). Det är också möjligt att erhålla blandade derivat, såsom COFCl (för detaljer, se halogenderivat av kolsyra).

Genom reaktion av CO med F 2 kan förutom karbonylfluorid en peroxidförening (FCO) 2 O 2 erhållas. Dess egenskaper: smältpunkt -42°C, kokpunkt +16°C, har en karakteristisk lukt (liknande lukten av ozon), sönderdelas med en explosion vid upphettning över 200°C (reaktionsprodukter CO 2 , O 2 och COF 2), i surt medium reagerar med kaliumjodid enligt ekvationen:

(FCO) 2 O 2 + 2KI → 2KF + I 2 + 2CO 2

Kolmonoxid reagerar med kalkogener. Med svavel bildar det kolsulfid COS, reaktionen fortsätter när den värms upp, enligt ekvationen:

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

Liknande selenoxid COSe och telluroxid COTE har också erhållits.

Återställer SO 2:

SO 2 + 2CO → 2CO 2 + S

Med övergångsmetaller bildar den mycket flyktiga, brännbara och giftiga föreningar - karbonyler, såsom Cr (CO) 6, Ni (CO) 4, Mn 2 CO 10, Co 2 (CO) 9, etc.

Som nämnts ovan är kolmonoxid något lösligt i vatten, men reagerar inte med det. Det reagerar inte heller med lösningar av alkalier och syror. Men det reagerar med alkalismältor:

CO + KOH → HCOOK

En intressant reaktion är reaktionen mellan kolmonoxid och metalliskt kalium i en ammoniaklösning. I detta fall bildas den explosiva föreningen kaliumdioxodikarbonat:

2K + 2CO → K + O - -C2-O - K+

Genom att reagera med ammoniak vid höga temperaturer kan en viktig industriell förening, HCN, erhållas. Reaktionen fortskrider i närvaro av en katalysator (oxid

Vi rekommenderar också

Läser in...Läser in...