Ugljen monoksid (ugljen monoksid, ugljen monoksid, ugljen(II) oksid) je bezbojan, izuzetno toksičan gas bez ukusa i mirisa, lakši od vazduha (u normalnim uslovima). Hemijska formula je CO.
Struktura molekula
Zbog prisustva trostruke veze, molekula CO je vrlo jaka (energija disocijacije je 1069 kJ/mol, odnosno 256 kcal/mol, što je više od bilo koje druge dvoatomske molekule) i ima malu međunuklearnu udaljenost ( d C≡O = 0,1128 nm ili 1,13 Å).
Molekul je slabo polarizovan, njegov električni dipolni moment μ = 0,04⋅10 −29 C m . Brojne studije su pokazale da je negativni naboj u molekuli CO koncentrisan na atomu ugljika C − ←O + (smjer dipolnog momenta u molekuli je suprotan od prethodno pretpostavljenog). Energija jonizacije 14,0 eV, konstanta sprege sile k = 18,6 .
Svojstva
Ugljenmonoksid(II) je gas bez boje, mirisa i ukusa. zapaljiv Takozvani "miris ugljen monoksida" je zapravo miris organskih nečistoća.
| Standardna Gibbsova energija formiranja Δ G | −137,14 kJ/mol (g) (na 298 K) |
| Standardna entropija obrazovanja S | 197,54 J/mol K (g) (na 298 K) |
| Standardni molarni toplotni kapacitet Cp | 29,11 J/mol K (g) (na 298 K) |
| Entalpija topljenja Δ H pl | 0,838 kJ/mol |
| Entalpija ključanja Δ H kip | 6,04 kJ/mol |
| Kritična temperatura t Crete | -140,23°C |
| kritičnog pritiska P Crete | 3.499 MPa |
| Kritična gustina ρ krit | 0,301 g/cm³ |
Glavne vrste kemijskih reakcija u kojima je uključen ugljični monoksid (II) su reakcije adicije i redoks reakcije, u kojima on pokazuje redukcijska svojstva.
Na sobnoj temperaturi CO je neaktivan, njegova hemijska aktivnost se značajno povećava kada se zagreje iu rastvorima. Dakle, u otopinama obnavlja soli, i druge u metale već na sobnoj temperaturi. Kada se zagrije, smanjuje i druge metale, na primjer CO + CuO → Cu + CO 2. Ovo se široko koristi u pirometalurgiji. Metoda za kvalitativnu detekciju CO zasniva se na reakciji CO u rastvoru sa paladijum hloridom, vidi dole.
Oksidacija CO u rastvoru često se odvija značajnom brzinom samo u prisustvu katalizatora. Prilikom odabira potonjeg, priroda oksidacijskog sredstva igra glavnu ulogu. Dakle, KMnO 4 najbrže oksidira CO u prisustvu fino usitnjenog srebra, K 2 Cr 2 O 7 - u prisustvu soli, KClO 3 - u prisustvu OsO 4. Općenito, CO je po svojim redukcijskim svojstvima sličan molekularnom vodiku.
Ispod 830 °C, CO je jači redukcioni agens, a viši vodonik. Dakle, ravnoteža reakcije
H 2 O + C O ⇄ C O 2 + H 2 (\displaystyle (\mathsf (H_(2)O+CO\rightleftarrows CO_(2)+H_(2))))do 830 °C pomaknut udesno, iznad 830 °C ulijevo.
Zanimljivo je da postoje bakterije sposobne da dobiju energiju koja im je potrebna za život zahvaljujući oksidaciji CO.
Ugljenmonoksid(II) gori plamenom plave boje(temperatura početka reakcije 700 °C) u zraku:
2 C O + O 2 → 2 C O 2 (\displaystyle (\mathsf (2CO+O_(2)\rightarrow 2CO_(2)))) (Δ G° 298 = −257 kJ, Δ S° 298 = −86 J/K).Temperatura sagorevanja CO može dostići 2100 °C. Reakcija sagorevanja je lančana, a inicijatori su male količine jedinjenja koja sadrže vodonik (voda, amonijak, sumporovodik itd.)
Zbog tako dobre kalorične vrijednosti, CO je komponenta raznih tehničkih plinskih mješavina (vidi, na primjer, proizvodni plin) koji se, između ostalog, koriste za grijanje. Eksplozivno kada se pomiješa sa zrakom; donja i gornja granica koncentracije širenja plamena: od 12,5 do 74% (volumenski) .
halogeni. Greatest praktična upotreba dobio reakciju sa hlorom:
C O + C l 2 → C O C l 2 . (\displaystyle (\mathsf (CO+Cl_(2)\rightarrow COCl_(2))).)Reakcijom CO sa F 2 , pored COF 2 karbonil fluorida, može se dobiti i peroksidno jedinjenje (FCO) 2 O 2. Njegove karakteristike: tačka topljenja -42°C, tačka ključanja +16°C, ima karakterističan miris (slično mirisu ozona), raspada se eksplozijom kada se zagrije iznad 200°C (produkti reakcije CO 2 , O 2 i COF 2), u kiseloj sredini reaguje sa kalijum jodidom prema jednačini:
(F C O) 2 O 2 + 2 K I → 2 K F + I 2 + 2 CO 2. (\displaystyle (\mathsf ((FCO)_(2)O_(2)+2KI\rightarrow 2KF+I_(2)+2CO_(2).)))Ugljenmonoksid(II) reaguje sa halkogenima. Sa sumporom stvara ugljični sulfid COS, reakcija teče kada se zagrije, prema jednačini:
C O + S → C O S (\displaystyle (\mathsf (CO+S\rightarrow COS))) (Δ G° 298 = −229 kJ, Δ S° 298 = −134 J/K).Također su dobiveni slični ugljični selenoksid CSe i ugljični teluroksid COTe.
Vraća SO 2:
2 C O + S O 2 → 2 CO 2 + S . (\displaystyle (\mathsf (2CO+SO_(2)\rightarrow 2CO_(2)+S.)))Sa prelaznim metalima stvara zapaljiva i toksična jedinjenja - karbonile, kao što su,,,, itd. Neki od njih su isparljivi.
n C O + M e → [ M e (C O) n ] (\displaystyle (\mathsf (nCO+Me\rightarrow )))Ugljenmonoksid(II) je slabo rastvorljiv u vodi, ali ne reaguje sa njim. Takođe, ne reaguje sa rastvorima alkalija i kiselina. Međutim, on reaguje sa alkalnim topljenjem da bi formirao odgovarajuće formate:
C O + K O H → H C O O K . (\displaystyle (\mathsf (CO+KOH\rightarrow HCOOK.)))Zanimljiva reakcija je reakcija ugljen monoksida (II) sa metalnim kalijumom u rastvoru amonijaka. Time nastaje eksplozivno jedinjenje kalij-dioksodikarbonat:
2 K + 2 C O → K 2 C 2 O 2 . (\displaystyle (\mathsf (2K+2CO\rightarrow K_(2)C_(2)O_(2).))) x C O + y H 2 → (\displaystyle (\mathsf (xCO+yH_(2)\rightarrow ))) alkoholi + linearni alkani.Ovaj proces je izvor proizvodnje tako važnih industrijskih proizvoda kao što je metanol, sintetički dizel gorivo, polihidrični alkoholi, ulja i masti.
Fiziološko djelovanje
Toksičnost
Ugljen monoksid je veoma toksičan.
Toksični učinak ugljičnog monoksida (II) nastaje zbog stvaranja karboksihemoglobina - mnogo jačeg karbonilnog kompleksa sa hemoglobinom, u poređenju sa kompleksom hemoglobina sa kisikom (oksihemoglobin). Time se blokiraju procesi transporta kiseonika i ćelijskog disanja. Koncentracije u zraku veće od 0,1% rezultiraju smrću u roku od jednog sata.
- Žrtvu treba izvesti na svež vazduh. U slučaju lakšeg trovanja dovoljna je hiperventilacija pluća kiseonikom.
- Umjetna ventilacija pluća.
- Lobelin ili kofein ispod kože.
- Karboksilaza intravenozno.
Svjetska medicina ne poznaje pouzdane antidote za upotrebu u slučaju trovanja ugljičnim monoksidom.
Zaštita od ugljičnog monoksida(II)
endogeni ugljen monoksid
Endogeni ugljični monoksid normalno proizvode ćelije ljudskog i životinjskog tijela i djeluje kao signalni molekul. Ima poznatu fiziološku ulogu u tijelu, posebno kao neurotransmiter i izaziva vazodilataciju. Zbog uloge endogenog ugljičnog monoksida u tijelu, poremećaji u njegovom metabolizmu su povezani sa razne bolesti, kao što su neurodegenerativne bolesti, ateroskleroza krvnih sudova, hipertenzija, zatajenje srca, različiti upalni procesi.
Endogena ugljen monoksid nastaje u tijelu zbog oksidacijskog djelovanja enzima hem oksigenaze na hem, koji je produkt razaranja hemoglobina i mioglobina, kao i drugih proteina koji sadrže hem. Ovaj proces uzrokuje stvaranje u ljudskoj krvi veliki broj karboksihemoglobin, čak i ako osoba ne puši i udiše ne atmosferski zrak (koji uvijek sadrži male količine egzogenog ugljičnog monoksida), već čisti kisik ili mješavinu dušika i kisika.
Nakon prvih dokaza koji su se pojavili 1993. godine da je endogeni ugljični monoksid normalan neurotransmiter u ljudskom tijelu, kao i jedan od tri endogena plina koji normalno moduliraju tok upalnih reakcija u tijelu (druga dva su dušikov oksid (II) i vodonik sulfid), endogeni ugljen monoksid je dobio značajnu pažnju kliničara i istraživača kao važan biološki regulator. U mnogim tkivima se pokazalo da su sva tri gore navedena gasa antiinflamatorni agensi, vazodilatatori, a takođe indukuju angiogenezu. Međutim, nije sve tako jednostavno i nedvosmisleno. Angiogeneza nije uvijek blagotvorno dejstvo, budući da posebno igra ulogu u rastu malignih tumora, a ujedno je i jedan od uzroka oštećenja retine kod makularne degeneracije. Posebno je važno napomenuti da pušenje (glavni izvor ugljičnog monoksida u krvi, koji daje nekoliko puta veću koncentraciju od prirodne proizvodnje) povećava rizik od makularne degeneracije mrežnice za 4-6 puta.
Postoji teorija da u nekim sinapsama nervnih ćelija, gde se informacije pohranjuju dugo vremena, ćelija primateljica, kao odgovor na primljeni signal, proizvodi endogeni ugljen monoksid, koji prenosi signal nazad do ćelije koja je prenosi, koja je obaveštava. njegove spremnosti da u budućnosti prima signale od njega i povećanje aktivnosti ćelije predajnika signala. Neke od ovih nervnih ćelija sadrže gvanilat ciklazu, enzim koji se aktivira kada se izloži endogenom ugljen monoksidu.
Istraživanja o ulozi endogenog ugljičnog monoksida kao protuupalnog sredstva i citoprotektora provedena su u mnogim laboratorijama širom svijeta. Ova svojstva endogenog ugljičnog monoksida čine učinak na njegov metabolizam zanimljivom terapijskom metom za liječenje različitih patoloških stanja kao što su oštećenje tkiva uzrokovano ishemijom i naknadnom reperfuzijom (na primjer, infarkt miokarda, ishemijski moždani udar), odbacivanje transplantata, vaskularna ateroskleroza, teška sepsa, teška malarija, autoimune bolesti. Provedena su i klinička ispitivanja na ljudima, ali njihovi rezultati još nisu objavljeni.
Ukratko, ono što je poznato od 2015. o ulozi endogenog ugljičnog monoksida u tijelu može se sažeti na sljedeći način:
- Endogeni ugljen monoksid je jedan od važnih endogenih signalnih molekula;
- Endogeni ugljen monoksid modulira CNS i kardiovaskularne funkcije;
- Endogeni ugljen monoksid inhibira agregaciju trombocita i njihovu adheziju na zidove krvnih sudova;
- Utjecaj na razmjenu endogenog ugljičnog monoksida u budućnosti može biti jedna od važnih terapijskih strategija za brojne bolesti.
Istorija otkrića
Toksičnost dima koji se emituje tokom sagorevanja uglja opisali su Aristotel i Galen.
Ugljenmonoksid (II) prvi je dobio francuski hemičar Jacques de Lasson zagrevanjem cink oksida sa ugljem, ali je u početku pogrešno zamenjen sa vodonikom, jer je gorio plavim plamenom.
Činjenicu da ovaj plin sadrži ugljik i kisik otkrio je engleski hemičar William Kruikshank. Toksičnost plina istraživao je 1846. francuski liječnik Claude Bernard u eksperimentima na psima.
Ugljenmonoksid (II) izvan Zemljine atmosfere prvi je otkrio belgijski naučnik M. Mižot (M. Migeotte) 1949. godine prisustvom glavnog vibraciono-rotacionog pojasa u IR spektru Sunca. Ugljik(II) oksid je otkriven u međuzvjezdanom mediju 1970. godine.
Potvrda
industrijskim putem
- Nastaje tokom sagorevanja ugljika ili jedinjenja na bazi njega (na primjer, benzina) u uvjetima nedostatka kisika:
- ili kod redukcije ugljičnog dioksida vrućim ugljem:
Ova reakcija se javlja tokom loženja peći, kada se klapna peći zatvori prerano (sve dok ugalj potpuno ne izgori). Ugljični monoksid (II) koji nastaje u ovom slučaju, zbog svoje toksičnosti, uzrokuje fiziološke poremećaje (“burnout”) pa čak i smrt (vidi dolje), otuda i jedan od trivijalnih naziva – “ugljični monoksid”.
Reakcija redukcije ugljičnog dioksida je reverzibilna, a na grafikonu je prikazan utjecaj temperature na ravnotežno stanje ove reakcije. Tok reakcije udesno daje faktor entropije, a lijevo - faktor entalpije. Na temperaturama ispod 400 °C, ravnoteža se gotovo potpuno pomjera ulijevo, a na temperaturama iznad 1000 °C udesno (u smjeru stvaranja CO). Na niskim temperaturama, brzina ove reakcije je vrlo niska, stoga je ugljični monoksid (II) prilično stabilan u normalnim uvjetima. Ova ravnoteža ima poseban naziv boudoir balance.
- Smjese ugljičnog monoksida (II) sa drugim supstancama se dobijaju propuštanjem zraka, vodene pare, itd. kroz sloj vrućeg koksa, uglja ili mrkog uglja, itd. (vidi generatorski plin, vodeni plin, miješani plin, sintetski plin).
laboratorijska metoda
- Razlaganje tekuće mravlje kiseline pod dejstvom vruće koncentrisane sumporne kiseline ili propuštanjem gasovite mravlje kiseline preko fosfor-oksida P 2 O 5 . Shema reakcije:
- Zagrijavanje mješavine oksalne i koncentrovane sumporne kiseline. Reakcija ide prema jednadžbi:
- Zagrijavanje mješavine kalijum heksacijanoferata(II) sa koncentrovanom sumpornom kiselinom. Reakcija ide prema jednadžbi:
- Oporavak od cink karbonata magnezijem kada se zagrijava:
Određivanje ugljičnog monoksida (II)
Kvalitativno, prisustvo CO se može odrediti potamnjivanjem rastvora paladijum hlorida (ili papira impregniranog ovim rastvorom). Zamračenje je povezano s oslobađanjem fino raspršenog metalnog paladija prema shemi:
P d C l 2 + C O + H 2 O → P d ↓ + CO 2 + 2 H C l . (\displaystyle (\mathsf (PdCl_(2)+CO+H_(2)O\rightarrow Pd\downarrow +CO_(2)+2HCl.)))Ova reakcija je veoma osetljiva. Standardni rastvor: 1 gram paladijum hlorida na litar vode.
Kvantitativno određivanje ugljičnog monoksida (II) zasniva se na jodometrijskoj reakciji:
5 C O + I 2 O 5 → 5 C O 2 + I 2. (\displaystyle (\mathsf (5CO+I_(2)O_(5)\rightarrow 5CO_(2)+I_(2).)))Aplikacija
- Ugljenmonoksid(II) je međureagens koji se koristi u reakcijama sa vodonikom u najvažnijim industrijskim procesima za proizvodnju organskih alkohola i direktnih ugljovodonika.
- Ugljični monoksid (II) se koristi za preradu životinjskog mesa i ribe, dajući im jarko crvenu boju i izgled svježine, bez promjene okusa (tehnologije čisti dim I Neukusni dim). Dozvoljena koncentracija CO je 200 mg/kg mesa.
- Ugljenmonoksid(II) je glavna komponenta generatorskog gasa koji se koristi kao gorivo u vozilima na prirodni gas.
- Ugljenmonoksid iz izduvnih gasova motora nacisti su koristili tokom Drugog svetskog rata za masakr ljudi trovanjem.
Ugljični monoksid(II) u Zemljinoj atmosferi
Postoje prirodni i antropogeni izvori ulaska u Zemljinu atmosferu. U prirodnim uslovima, na površini Zemlje, CO nastaje prilikom nepotpune anaerobne razgradnje organskih jedinjenja i tokom sagorevanja biomase, uglavnom tokom šumskih i stepskih požara. Ugljični monoksid (II) nastaje u tlu i biološki (izlučuju ga živi organizmi) i nebiološki. Eksperimentalno je dokazano oslobađanje ugljičnog monoksida (II) zbog fenolnih spojeva uobičajenih u tlima koja sadrže OCH 3 ili OH grupe u orto- ili para-položajima u odnosu na prvu hidroksilnu grupu.
Ukupna ravnoteža proizvodnje nebiološkog CO i njegove oksidacije mikroorganizmima zavisi od specifičnih uslova sredine, prvenstveno od vlažnosti i vrednosti . Na primjer, iz sušnih tla, ugljični monoksid(II) se oslobađa direktno u atmosferu, stvarajući tako lokalne maksimume koncentracije ovog plina.
U atmosferi, CO je proizvod lančanih reakcija koje uključuju metan i druge ugljovodonike (prvenstveno izopren).
Glavni antropogeni izvor CO trenutno su izduvni gasovi motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Ugljenmonoksid nastaje tokom sagorevanja ugljovodoničnih goriva u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem pri nedovoljnim temperaturama ili lošem podešavanju sistema za dovod vazduha (isporučuje se nedovoljan iznos kiseonik za oksidaciju CO u CO 2). U prošlosti je značajan udio antropogenih emisija CO u atmosferu dolazio od rasvjetnog plina koji se koristio za unutarnju rasvjetu u 19. stoljeću. Po sastavu je približno odgovarao vodenom gasu, odnosno sadržavao je do 45% ugljičnog monoksida (II). U javnom sektoru se ne koristi zbog prisustva mnogo jeftinijeg i energetski efikasnijeg analoga -
Svi koji su se bavili poslom znaju koliko je ugljični monoksid opasan za ljude. sistemi grijanja, - peći, kotlovi, bojleri, bojleri, dizajnirani za kućno gorivo u bilo kojem obliku. Prilično ga je teško neutralizirati u plinovitom stanju, ne postoje učinkovite kućne metode za suočavanje s ugljičnim monoksidom, pa je većina zaštitnih mjera usmjerena na sprječavanje i pravovremeno otkrivanje ugljičnog monoksida u zraku.
Svojstva otrovne supstance
Nema ničeg neobičnog u prirodi i svojstvima ugljičnog monoksida. U stvari, to je proizvod djelomične oksidacije uglja ili goriva koja sadrže ugalj. Formula za ugljični monoksid je jednostavna i nekomplicirana - CO, hemijski rečeno - ugljični monoksid. Jedan atom ugljika povezan je s atomom kisika. Priroda procesa sagorevanja fosilnih goriva je uređena na način da je ugljen monoksid sastavni deo svakog plamena.
Ugljevi, srodna goriva, treset, drva za ogrjev, kada se zagrijavaju u peći, gasificiraju se u ugljični monoksid, a tek onda izgaraju strujanjem zraka. Ako je ugljični monoksid iscurio iz komore za sagorijevanje u prostoriju, tada će ostati u stabilnom stanju do trenutka kada se protok ugljičnog monoksida ventilacijom ukloni iz prostorije ili se akumulira, ispunjavajući cijeli prostor, od poda do stropa. Samo u potonjem slučaju elektronski senzor ugljični monoksid, koji reagira na najmanji porast koncentracije otrovnih para u atmosferi prostorije.
Šta treba da znate o ugljen monoksidu:
- U standardnim uslovima, gustina ugljen monoksida je 1,25 kg/m 3, što je veoma blizu specifična gravitacija vazduh 1,25 kg/m 3. Vrući, pa čak i topli monoksid lako se diže do stropa, taloži se i miješa sa zrakom dok se hladi;
- Ugljenmonoksid je bez ukusa, boje i mirisa, čak i pri visokim koncentracijama;
- Za početak stvaranja ugljičnog monoksida dovoljno je zagrijati metal u kontaktu s ugljikom na temperaturu od 400-500 o C;
- Plin može sagorjeti na zraku uz oslobađanje velike količine topline, otprilike 111 kJ / mol.
Opasno je ne samo udisati ugljični monoksid, mješavina plina i zraka može eksplodirati kada se dostigne volumna koncentracija od 12,5% do 74%. U tom smislu, plinska mješavina je slična domaćem metanu, ali mnogo opasnija od mrežnog plina.
Metan je lakši od vazduha i manje toksičan kada se udiše; štaviše, zahvaljujući dodavanju posebnog aditiva, merkaptana, struji gasa, njegovo prisustvo u prostoriji je lako otkriti mirisom. Uz blagu kontaminaciju kuhinje plinom, možete ući u prostoriju bez zdravstvenih posljedica i provjetriti je.
S ugljičnim monoksidom je sve složenije. Bliska veza između CO i zraka sprječava efikasno uklanjanje oblak toksičnog gasa. Kako se hladi, oblak plina će se postepeno taložiti u području poda. Ako se aktivirao detektor ugljen monoksida, ili je otkriveno curenje produkata sagorevanja iz peći ili kotla na čvrsto gorivo, odmah se moraju preduzeti mere ventilacije, inače će deca i kućni ljubimci prvi stradati.
Slično svojstvo oblaka ugljičnog monoksida ranije se naširoko koristilo za borbu protiv glodara i žohara, ali je učinkovitost plinskog napada mnogo niža od modernih sredstava, a rizik od trovanja je nesrazmjerno veći.
Za tvoju informaciju! Oblak CO plina, u nedostatku ventilacije, može zadržati svoja svojstva nepromijenjena dugo vremena.
Ako postoji sumnja na nakupljanje ugljičnog monoksida u podrumu, pomoćnim prostorijama, kotlarnicama, podrumima, prvi korak je osigurati maksimalnu ventilaciju uz brzinu izmjene plina od 3-4 jedinice na sat.
Uslovi za pojavu isparenja u prostoriji
Ugljen monoksid se može dobiti korišćenjem desetina varijanti hemijskih reakcija, ali to zahteva specifične reagense i uslove za njihovu interakciju. Rizik od trovanja plinom na ovaj način je praktično jednak nuli. Glavni razlozi za pojavu ugljičnog monoksida u kotlovnici ili u kuhinji su dva faktora:
- Slaba promaja i djelomično prelijevanje produkata sagorijevanja iz izvora sagorijevanja u kuhinju;
- Nepravilan rad kotlovske, plinske i peći opreme;
- Požari i lokalna žarišta paljenja plastike, ožičenja, polimerne prevlake i materijali;
- Izduvni gasovi iz kanalizacionih komunikacija.
Izvor ugljičnog monoksida može biti sekundarno sagorijevanje pepela, labavih naslaga čađi u dimnjacima, čađi i katrana koji su se ujeli u zidanje kamini i aparati za gašenje čađi.
Najčešće tinjajući ugljevi koji izgaraju u peći sa zatvorenim ventilom postaju izvor plina CO. Posebno puno plina se oslobađa prilikom termičke razgradnje drva za ogrjev u nedostatku zraka, oko polovine oblaka plina zauzima ugljični monoksid. Stoga, sve eksperimente s dimljenjem mesa i ribe na dimu dobivenom od tinjajućih strugotina treba izvoditi samo na otvorenom.
Mala količina ugljen monoksida se takođe može pojaviti tokom kuvanja. Na primjer, svi koji su iskusili ugradnju zatvorenih bojlera na plin u kuhinji znaju kako senzori ugljičnog monoksida reagiraju na prženi krompir ili bilo koju hranu kuhanu u kipućem ulju.
Podmukla priroda ugljen monoksida
Glavna opasnost od ugljičnog monoksida je u tome što je nemoguće osjetiti i osjetiti njegovo prisustvo u atmosferi prostorije sve dok plin sa zrakom ne uđe u respiratorne organe i otopi se u krvi.
Posljedice udisanja CO zavise od koncentracije plina u zraku i dužine boravka u prostoriji:
- Glavobolja, malaksalost i razvoj pospanosti počinju kada je zapreminski sadržaj gasa u vazduhu 0,009-0,011%. Fizički zdrava osoba može izdržati do tri sata u atmosferi zaplijenjenoj;
- Mučnina, jaki bolovi u mišićima, konvulzije, nesvjestica, gubitak orijentacije mogu se razviti u koncentraciji od 0,065-0,07%. Vrijeme provedeno u prostoriji do pojave neizbježnih posljedica je samo 1,5-2 sata;
- Pri koncentraciji ugljičnog monoksida iznad 0,5%, čak i nekoliko sekundi boravka u prostoru s plinom znači smrtonosni ishod.
Čak i ako je osoba sama sigurno izašla iz sobe s visokom koncentracijom ugljičnog monoksida, i dalje će biti potrebna medicinska pomoć i upotreba antidota, jer će se posljedice trovanja krvožilnog sustava i poremećaja cirkulacije u mozgu i dalje pojaviti. , tek nešto kasnije.
Molekule ugljičnog monoksida dobro se apsorbiraju u vodi i fiziološkim otopinama. Stoga se obični ručnici, salvete navlažene bilo kojom dostupnom vodom često koriste kao prva dostupna sredstva zaštite. To vam omogućava da zaustavite ulazak ugljičnog monoksida u tijelo na nekoliko minuta, dok ne postane moguće napustiti prostoriju.
Često ovo svojstvo ugljičnog monoksida zloupotrebljavaju neki vlasnici opreme za grijanje u koju su ugrađeni senzori CO. Kada se aktivira osjetljivi senzor, umjesto provjetravanja prostorije, uređaj se često jednostavno prekriva mokrim ručnikom. Kao rezultat toga, nakon desetak takvih manipulacija, senzor ugljičnog monoksida pokvari, a rizik od trovanja se povećava za red veličine.
Tehnički sistemi za registraciju ugljen monoksida
Zapravo, danas postoji samo jedan način da se uspješno nosite sa ugljičnim monoksidom, koristeći posebne elektronske uređaje i senzore koji detektuju višak koncentracije CO u prostoriji. Možete, naravno, to učiniti lakše, na primjer, opremiti moćnu ventilaciju, kao što to rade ljubitelji opuštanja uz pravi kamin od cigle. Ali u takvoj odluci postoji određeni rizik od trovanja ugljičnim monoksidom pri promjeni smjera propuha u cijevi, a osim toga, živjeti pod jakim propuhom također nije baš zdravo.
Uređaj za detektor ugljen monoksida
Problem kontrole sadržaja ugljičnog monoksida u atmosferi stambenih i pomoćnih prostorija danas je aktuelan kao i prisutnost protupožarnog ili protuprovalnog alarma.
U specijaliziranim salonima opreme za grijanje i plin možete kupiti nekoliko opcija za uređaje za kontrolu sadržaja plina:
- Kemijski alarmi;
- infracrveni skeneri;
- solid state senzori.
Osjetljivi senzor uređaja obično je opremljen elektronskom pločom koja omogućava napajanje, kalibraciju i konverziju signala u razumljiv oblik indikacije. To mogu biti samo zelene i crvene LED diode na panelu, zvučna sirena, digitalna informacija za izdavanje signala u kompjutersku mrežu ili kontrolni impuls za automatski ventil koji isključuje dovod plina u domaćinstvu kotla za grijanje.
Jasno je da je upotreba senzora sa kontroliranim zapornim ventilom neophodna mjera, ali često proizvođača oprema za grijanje namjerno ugraditi "zaštitu od budale" kako bi izbjegli sve vrste manipulacija sa sigurnošću plinske opreme.
Hemijski i čvrsti kontrolni instrumenti
Najjeftinija i najdostupnija verzija senzora kemijskog indikatora izrađena je u obliku mrežaste tikvice koja je lako propusna za zrak. Unutar tikvice nalaze se dvije elektrode koje su razdvojene poroznom pregradom impregniranom alkalnom otopinom. Pojava ugljičnog monoksida dovodi do karbonizacije elektrolita, provodljivost senzora naglo opada, što elektronika odmah očitava kao alarmni signal. Nakon ugradnje, uređaj je u neaktivnom stanju i ne radi sve dok se u zraku ne pojave tragovi ugljičnog monoksida koji prelaze dozvoljenu koncentraciju.
Solid-state senzori koriste dvoslojne vrećice od kalaja i rutenijum dioksida umjesto alkalno natopljenog komada azbesta. Pojava plina u zraku uzrokuje kvar između kontakata senzorskog uređaja i automatski aktivira alarm.
Skeneri i elektronski čuvari
Infracrveni senzori koji rade na principu skeniranja okolnog zraka. Ugrađeni infracrveni senzor percipira sjaj laserske LED diode, a promjenom intenziteta apsorpcije toplinskog zračenja plinom aktivira se okidač.
CO vrlo dobro apsorbira termalni dio spektra, pa takvi uređaji rade u režimu čuvara ili skenera. Rezultat skeniranja može se prikazati kao dvobojni signal ili indikacija količine ugljičnog monoksida u zraku na digitalnoj ili linearnoj skali.
Koji je senzor bolji
Za ispravan izbor Za senzor ugljičnog monoksida potrebno je uzeti u obzir način rada i prirodu prostorije u kojoj se senzorski uređaj postavlja. Na primjer, kemijski senzori, koji se smatraju zastarjelim, odlično rade u kotlarnicama i pomoćnim prostorijama. Jeftin detektor ugljičnog monoksida može se ugraditi u seosku kuću ili radionicu. U kuhinji se rešetka brzo prekriva prašinom i masnoćom, što dramatično smanjuje osjetljivost hemijskog konusa.
Čvrsti senzori ugljičnog monoksida rade podjednako dobro u svim uvjetima, ali im je za funkcioniranje potreban snažan vanjski izvor napajanja. Cijena uređaja je veća od cijene hemijskih senzorskih sistema.
Infracrveni senzori su daleko najčešći. Aktivno se koriste za kompletiranje sigurnosnih sistema stambenih kotlova za individualno grijanje. Istovremeno, osjetljivost kontrolnog sistema se praktički ne mijenja tokom vremena zbog prašine ili temperature zraka. Štaviše, takvi sistemi, u pravilu, imaju ugrađene mehanizme za testiranje i kalibraciju, što vam omogućava da povremeno provjeravate njihove performanse.
Instalacija uređaja za praćenje ugljičnog monoksida
Senzore za ugljični monoksid smije instalirati i servisirati samo kvalifikovano osoblje. Instrumenti se moraju periodično provjeravati, kalibrirati, servisirati i zamijeniti.
Senzor se mora postaviti na udaljenosti od izvora plina od 1 do 4 m, kućište ili daljinski senzori se montiraju na visini od 150 cm iznad poda i moraju biti kalibrirani prema gornjem i donjem pragu osjetljivosti.
Vijek trajanja apartmanskih senzora za ugljični monoksid je 5 godina.
Zaključak
Borba protiv stvaranja ugljičnog monoksida zahtijeva tačnost i odgovoran odnos prema ugrađenoj opremi. Svaki eksperiment sa senzorima, posebno poluvodičkim tipom, naglo smanjuje osjetljivost uređaja, što u konačnici dovodi do povećanja sadržaja ugljičnog monoksida u atmosferi kuhinje i cijelog stana, te sporog trovanja svih njegovih stanovnika. Problem kontrole ugljičnog monoksida je toliko ozbiljan da bi možda u budućnosti korištenje senzora moglo postati obavezno za sve kategorije individualnog grijanja.
Datum objave 28.01.2012 12:18
Ugljen monoksid- ugljen monoksid, koji se prečesto čuje kada su u pitanju trovanja produktima sagorevanja, nezgode u industriji ili čak kod kuće. Zbog posebnog otrovna svojstva ovog složenca obična domaća gejzir može dovesti do smrti cijele porodice. Postoje stotine primjera za to. Ali zašto se to dešava? Šta je zapravo ugljen monoksid? Zašto je opasno za ljude?
Šta je ugljen monoksid, formula, osnovna svojstva
Formula ugljen monoksida koji je vrlo jednostavan i označava spoj atoma kisika i ugljika - CO, - jednog od najotrovnijih plinovitih spojeva. Ali za razliku od mnogih drugih opasnih supstanci koje se koriste samo u uske industrijske svrhe, hemijska kontaminacija ugljičnim monoksidom može nastati tijekom potpuno uobičajenih kemijskih procesa, čak iu svakodnevnom životu.
Međutim, prije nego što pređete na to kako dolazi do sinteze ove tvari, razmislite šta je ugljen monoksid općenito i koja su njegova glavna fizička svojstva:
- bezbojni gas bez ukusa i mirisa;
- ekstremno niske tačke topljenja i ključanja: -205 i -191,5 stepeni Celzijusa, respektivno;
- gustina 0,00125 g/cc;
- visoko zapaljiv sa visokom temperaturom sagorevanja (do 2100 stepeni Celzijusa).
Formiranje ugljičnog monoksida
U kući ili industriji formiranje ugljičnog monoksida obično se dešava jedno od nekoliko dovoljno jednostavne načine, što lako objašnjava rizik od slučajne sinteze ove supstance sa rizikom za osoblje preduzeća ili stanovnike kuće u kojoj je grejna oprema pokvarila ili su prekršeni sigurnosni propisi. Razmotrite glavne načine stvaranja ugljičnog monoksida:
- sagorevanje ugljenika (ugalj, koks) ili njegovih jedinjenja (benzin i druga tečna goriva) u uslovima nedostatka kiseonika. Kao što možete pretpostaviti, deficit svježi zrak opasan sa stanovišta rizika od sinteze ugljičnog monoksida, lako se javlja u motorima s unutrašnjim sagorijevanjem, kućnim kolonama sa oštećenom ventilacijom, industrijskim i konvencionalnim pećima;
- interakcija običnog ugljičnog dioksida sa vrućim ugljem. Ovakvi procesi se u peći dešavaju konstantno i potpuno su reverzibilni, ali, s obzirom na već spomenuti nedostatak kiseonika, pri zatvorenoj klapni nastaje ugljični monoksid u znatno većim količinama, što predstavlja smrtnu opasnost za ljude.
Zašto je ugljen monoksid opasan?
U dovoljnoj koncentraciji svojstva ugljen monoksidašto se objašnjava svojom visokom hemijskom aktivnošću, izuzetno je opasno za život i zdravlje ljudi. Suština takvog trovanja leži prije svega u činjenici da molekuli ovog spoja momentalno vežu hemoglobin u krvi i lišavaju mu sposobnost da prenosi kisik. Dakle, ugljen monoksid smanjuje nivo ćelijskog disanja sa najtežim posledicama po organizam.
Odgovarajući na pitanje" Zašto je ugljen monoksid opasan?"Vrijedi napomenuti da, za razliku od mnogih drugih toksičnih supstanci, osoba ne osjeća nikakav specifičan miris, ne osjeća nelagodu i nije u stanju da prepozna njegovo prisustvo u zraku na bilo koji drugi način, bez posebne opreme. Kao rezultat toga, žrtva jednostavno ne preduzima nikakve mere da pobegne, a kada efekti ugljen monoksida (pospanost i nesvest) postanu očigledni, može biti prekasno.
Ugljen monoksid je smrtonosan u roku od sat vremena pri koncentraciji u vazduhu iznad 0,1%. Istovremeno, auspuh potpuno običnog putničkog automobila sadrži od 1,5 do 3% ove tvari. I to pod pretpostavkom da je motor u dobrom stanju. Ovo lako objašnjava činjenicu da trovanja ugljen monoksidomčesto se javlja upravo u garažama ili u autu zatrpanom snijegom.
Drugi najopasniji slučajevi u kojima su ljudi bili otrovani ugljičnim monoksidom kod kuće ili na poslu su...
- preklapanje ili kvar ventilacije stuba za grijanje;
- nepismeno korištenje peći na drva ili ugalj;
- na požarima u zatvorenim prostorima;
- blizina prometnih autocesta;
- na industrijska preduzeća gdje se ugljični monoksid intenzivno koristi.
Fizička svojstva ugljičnog monoksida (ugljični monoksid CO) su normalna atmosferski pritisak ovisno o temperaturi na njenim negativnim i pozitivnim vrijednostima.
U tabelama prikazana su sljedeća fizička svojstva CO: gustina ugljen monoksida ρ , specifična toplota pri konstantnom pritisku Cp, koeficijenti toplotne provodljivosti λ i dinamički viskozitet μ .
Prva tabela prikazuje gustinu i specifičnu toplotu ugljen monoksida CO u temperaturnom opsegu od -73 do 2727°C.
Druga tabela daje vrijednosti takvih fizička svojstva ugljen monoksida kao toplotne provodljivosti i njegovog dinamičkog viskoziteta u temperaturnom opsegu od minus 200 do 1000°C.
Gustoća ugljičnog monoksida, također, značajno ovisi o temperaturi - kada se ugljični monoksid CO zagrijava, njegova gustina se smanjuje. Na primjer, na sobnoj temperaturi, gustina ugljen monoksida je 1,129 kg / m 3, ali u procesu zagrijavanja na temperaturu od 1000 ° C, gustoća ovog plina se smanjuje za 4,2 puta - na vrijednost od 0,268 kg / m 3.
U normalnim uslovima (temperatura 0°C) ugljen monoksid ima gustinu od 1,25 kg/m 3 . Ako uporedimo njegovu gustoću sa ili drugim uobičajenim plinovima, onda je gustoća ugljičnog monoksida u odnosu na zrak manje važna - ugljični monoksid je lakši od zraka. Takođe je lakši od argona, ali teži od azota, vodonika, helijuma i drugih lakih gasova.
Specifični toplotni kapacitet ugljen monoksida u normalnim uslovima je 1040 J/(kg deg). Kako temperatura ovog gasa raste, njegov specifični toplotni kapacitet se povećava. Na primjer, na 2727°C njegova vrijednost je 1329 J/(kg deg).
| t, °S | ρ, kg/m 3 | C p , J/(kg stepeni) | t, °S | ρ, kg/m 3 | C p , J/(kg stepeni) | t, °S | ρ, kg/m 3 | C p , J/(kg stepeni) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| -73 | 1,689 | 1045 | 157 | 0,783 | 1053 | 1227 | 0,224 | 1258 |
| -53 | 1,534 | 1044 | 200 | 0,723 | 1058 | 1327 | 0,21 | 1267 |
| -33 | 1,406 | 1043 | 257 | 0,635 | 1071 | 1427 | 0,198 | 1275 |
| -13 | 1,297 | 1043 | 300 | 0,596 | 1080 | 1527 | 0,187 | 1283 |
| -3 | 1,249 | 1043 | 357 | 0,535 | 1095 | 1627 | 0,177 | 1289 |
| 0 | 1,25 | 1040 | 400 | 0,508 | 1106 | 1727 | 0,168 | 1295 |
| 7 | 1,204 | 1042 | 457 | 0,461 | 1122 | 1827 | 0,16 | 1299 |
| 17 | 1,162 | 1043 | 500 | 0,442 | 1132 | 1927 | 0,153 | 1304 |
| 27 | 1,123 | 1043 | 577 | 0,396 | 1152 | 2027 | 0,147 | 1308 |
| 37 | 1,087 | 1043 | 627 | 0,374 | 1164 | 2127 | 0,14 | 1312 |
| 47 | 1,053 | 1043 | 677 | 0,354 | 1175 | 2227 | 0,134 | 1315 |
| 57 | 1,021 | 1044 | 727 | 0,337 | 1185 | 2327 | 0,129 | 1319 |
| 67 | 0,991 | 1044 | 827 | 0,306 | 1204 | 2427 | 0,125 | 1322 |
| 77 | 0,952 | 1045 | 927 | 0,281 | 1221 | 2527 | 0,12 | 1324 |
| 87 | 0,936 | 1045 | 1027 | 0,259 | 1235 | 2627 | 0,116 | 1327 |
| 100 | 0,916 | 1045 | 1127 | 0,241 | 1247 | 2727 | 0,112 | 1329 |
Toplotna provodljivost ugljen monoksida u normalnim uslovima je 0,02326 W/(m deg). Povećava se sa svojom temperaturom i na 1000°C postaje jednaka 0,0806 W/(m deg). Treba napomenuti da je toplotna provodljivost ugljen monoksida nešto manja od ove vrednosti y.
Dinamički viskozitet ugljen monoksida na sobnoj temperaturi je 0,0246·10 -7 Pa·s. Kada se ugljični monoksid zagrije, njegov viskozitet se povećava. Takav karakter zavisnosti dinamičke viskoznosti od temperature uočen je u . Treba napomenuti da je ugljični monoksid viskozniji od vodene pare i ugljičnog dioksida CO 2 , ali ima niži viskozitet u odnosu na dušikov oksid NO i zrak.
fizička svojstva.
Ugljenmonoksid je gas bez boje i mirisa, slabo rastvorljiv u vodi.
t sq. 205 °S,
t b.p. 191 °S
kritična temperatura =140°S
kritični pritisak = 35 atm.
Rastvorljivost CO u vodi je oko 1:40 po zapremini.
Hemijska svojstva.
U normalnim uslovima, CO je inertan; kada se zagrije - redukcijsko sredstvo; oksid koji ne stvara soli.
1) sa kiseonikom
2C +2 O + O 2 \u003d 2C +4 O 2
2) sa metalnim oksidima
C +2 O + CuO \u003d Cu + C +4 O 2
3) sa hlorom (na svjetlu)
CO + Cl 2 --hn-> COCl 2 (fozgen)
4) reaguje sa alkalnim topljenjem (pod pritiskom)
CO + NaOH = HCOONa (natrijum format (natrijum format)
5) formira karbonile sa prelaznim metalima
Ni + 4CO \u003d t ° \u003d Ni (CO) 4
Fe + 5CO \u003d t ° \u003d Fe (CO) 5
Ugljen monoksid nema hemijsku interakciju sa vodom. CO takođe ne reaguje sa alkalijama i kiselinama. Izuzetno je otrovan.
Sa hemijske strane, ugljen monoksid karakteriše uglavnom njegova sklonost reakcijama adicije i redukciona svojstva. Obe ove tendencije se, međutim, obično javljaju samo na povišenim temperaturama. U ovim uslovima CO se spaja sa kiseonikom, hlorom, sumporom, nekim metalima itd. Istovremeno, kada se zagreva, ugljen monoksid redukuje mnoge okside u metale, što je veoma važno za metalurgiju. Uz zagrijavanje, povećanje kemijske aktivnosti CO često je uzrokovano njegovim otapanjem. Dakle, u rastvoru je u stanju da redukuje soli Au, Pt i nekih drugih elemenata u oslobađanje metala već na uobičajenim temperaturama.
Na povišenim temperaturama i visoki pritisci CO stupa u interakciju s vodom i kaustičnim alkalijama: u prvom slučaju nastaje HCOOH, au drugom natrijum mravlja kiselina. Posljednja reakcija se odvija na 120 °C, tlaku od 5 atm i nalazi tehničku primjenu.
Laka redukcija paladijum hlorida u rastvoru prema šemi sažetka:
PdCl 2 + H 2 O + CO \u003d CO 2 + 2 HCl + Pd
služi kao najčešće korištena reakcija za otkrivanje ugljičnog monoksida u mješavini plinova. Već vrlo male količine CO se lako detektuju blagim obojenjem rastvora usled oslobađanja fino zdrobljenog metala paladijuma. Kvantitativno određivanje CO temelji se na reakciji:
5 CO + I 2 O 5 \u003d 5 CO 2 + I 2.
Oksidacija CO u rastvoru često se odvija značajnom brzinom samo u prisustvu katalizatora. Prilikom odabira potonjeg, priroda oksidacijskog sredstva igra glavnu ulogu. Dakle, KMnO 4 najbrže oksidira CO u prisustvu fino usitnjenog srebra, K 2 Cr 2 O 7 - u prisustvu živinih soli, KClO 3 - u prisustvu OsO 4. Općenito, po svojim redukcijskim svojstvima, CO je sličan molekularnom vodoniku, a njegova aktivnost u normalnim uvjetima je veća od aktivnosti potonjeg. Zanimljivo je da postoje bakterije sposobne da dobiju energiju koja im je potrebna za život zahvaljujući oksidaciji CO.
Komparativna aktivnost CO i H 2 kao redukcionih agenasa može se procijeniti proučavanjem reverzibilne reakcije:
H 2 O + CO \u003d CO 2 + H 2 + 42 kJ,
čije je stanje ravnoteže na visoke temperature se uspostavlja prilično brzo (posebno u prisustvu Fe 2 O 3). Na 830°C, ravnotežna smjesa sadrži jednake količine CO i H2, odnosno afinitet oba plina prema kisiku je isti. Ispod 830 °C, CO je jači redukcioni agens, a više, H 2 .
Vezivanje jednog od proizvoda gore razmatrane reakcije, u skladu sa zakonom djelovanja mase, pomjera njegovu ravnotežu. Dakle, propuštanjem mješavine ugljičnog monoksida i vodene pare preko kalcijum oksida, vodik se može dobiti prema shemi:
H 2 O + CO + CaO \u003d CaCO 3 + H 2 + 217 kJ.
Ova reakcija se odvija već na 500 °C.
U zraku se CO zapali na oko 700 °C i sagorijeva plavim plamenom do CO 2:
2 CO + O 2 \u003d 2 CO 2 + 564 kJ.
Značajno oslobađanje topline koje prati ovu reakciju čini ugljični monoksid vrijednim plinovitim gorivom. Međutim, on nalazi najširu primjenu kao polazni proizvod za sintezu različitih organskih tvari.
Sagorevanje debelih slojeva uglja u pećima odvija se u tri faze:
1) C + O 2 \u003d CO 2; 2) CO 2 + C \u003d 2 CO; 3) 2 CO + O 2 \u003d 2 CO 2.
Ako se cijev prerano zatvori, stvara se nedostatak kisika u peći, što može uzrokovati širenje CO po grijanoj prostoriji i dovesti do trovanja (sagorijevanja). Treba napomenuti da miris "ugljičnog monoksida" ne uzrokuje CO, već nečistoće nekih organskih tvari.
CO plamen može imati temperaturu do 2100°C. Reakcija sagorijevanja CO zanimljiva je po tome što se zagrije na 700-1000 °C, odvija se primjetnom brzinom samo u prisustvu tragova vodene pare ili drugih plinova koji sadrže vodonik (NH 3 , H 2 S, itd.). To je zbog lančane prirode reakcije koja se razmatra, a koja se odvija kroz međuformiranje OH radikala prema shemama:
H + O 2 \u003d HO + O, zatim O + CO \u003d CO 2, HO + CO = CO 2 + H, itd.
Na vrlo visokim temperaturama, reakcija sagorijevanja CO postaje izrazito reverzibilna. Sadržaj CO 2 u ravnotežnoj mješavini (pri pritisku od 1 atm) iznad 4000 °C može biti zanemarljiv. Sam molekul CO je toliko termički stabilan da se ne raspada čak ni na 6000 °C. U međuzvjezdanom mediju pronađeni su molekuli CO. Pod dejstvom CO na metalni K na 80°C nastaje bezbojno kristalno, vrlo eksplozivno jedinjenje sastava K 6 C 6 O 6. Eliminacijom kalija ova tvar lako prelazi u ugljični monoksid C 6 O 6 („trihinon“), koji se može smatrati produktom polimerizacije CO. Njegova struktura odgovara šestočlanom ciklusu formiranom od atoma ugljika, od kojih je svaki povezan dvostrukom vezom s atomima kisika.
Interakcija CO sa sumporom prema reakciji:
CO + S = COS + 29 kJ
brzo ide samo na visokim temperaturama. Dobijeni ugljen-tioksid (O=S=S) je gas bez boje i mirisa (t.t. -139, bp -50 °S). Ugljen monoksid (II) je u stanju da se direktno kombinuje sa nekim metalima. Kao rezultat, nastaju karbonili metala, koje treba smatrati složenim spojevima.
Ugljenmonoksid(II) takođe stvara kompleksna jedinjenja sa nekim solima. Neki od njih (OsCl 2 ·3CO, PtCl 2 ·CO, itd.) su stabilni samo u rastvoru. Formiranje potonje supstance povezano je sa apsorpcijom ugljen monoksida (II) rastvorom CuCl u jakoj HCl. Slična jedinjenja se očigledno takođe formiraju u rastvoru amonijaka CuCl, koji se često koristi za apsorpciju CO u analizi gasova.
Potvrda.
Ugljični monoksid nastaje kada se ugljik sagorijeva u nedostatku kisika. Najčešće se dobiva kao rezultat interakcije ugljičnog dioksida s vrućim ugljem:
CO 2 + C + 171 kJ = 2 CO.
Ova reakcija je reverzibilna i njena ravnoteža ispod 400 °C je skoro potpuno pomerena ulevo, a iznad 1000 °C - udesno (slika 7). Međutim, uspostavlja se primjetnom brzinom samo na visokim temperaturama. Stoga je u normalnim uslovima CO prilično stabilan.
Rice. 7. Ravnoteža CO 2 + C \u003d 2 CO.
Formiranje CO iz elemenata odvija se prema jednadžbi:
2 C + O 2 \u003d 2 CO + 222 kJ.
Male količine CO se povoljno dobijaju razgradnjom mravlje kiseline: HCOOH = H 2 O + CO
Ova reakcija se lako odvija kada HCOOH reagira s vrućom, jakom sumpornom kiselinom. U praksi se ova priprema vrši ili djelovanjem konc. sumporne kiseline u tečni HCOOH (kada se zagrije) ili propuštanjem pare potonjeg preko fosfornog hemipentoksida. Interakcija HCOOH s klorosulfonskom kiselinom prema shemi:
HCOOH + CISO 3 H \u003d H 2 SO 4 + HCI + CO
ide na normalnim temperaturama.
Pogodna metoda za laboratorijsku proizvodnju CO može biti zagrijavanje konc. sumporna kiselina, oksalna kiselina ili kalijum željezo cijanid. U prvom slučaju, reakcija se odvija prema shemi: H 2 C 2 O 4 \u003d CO + CO 2 + H 2 O.
Uz CO se oslobađa i ugljični dioksid koji se može zadržati prolazom gasna mešavina kroz rastvor barijum hidroksida. U drugom slučaju, jedini plinoviti proizvod je ugljični monoksid:
K 4 + 6 H 2 SO 4 + 6 H 2 O \u003d 2 K 2 SO 4 + FeSO 4 + 3 (NH 4) 2 SO 4 + 6 CO.
Velike količine CO mogu se dobiti nepotpunim sagorevanjem uglja u specijalnim pećima – gasnim generatorima. Obični ("vazdušni") generatorski gas sadrži u proseku (vol.%): CO-25, N2-70, CO 2 -4 i male nečistoće drugih gasova. Kada sagorijeva, daje 3300-4200 kJ po m 3. Zamjena običnog zraka kisikom dovodi do značajnog povećanja sadržaja CO (i povećanja kalorijske vrijednosti plina).
Još više CO sadrži vodeni gas, koji se sastoji (u idealnom slučaju) od mješavine jednakih volumena CO i H 2 i daje 11700 kJ/m 3 tokom sagorijevanja. Ovaj gas se dobija uduvavanjem vodene pare kroz sloj vrućeg uglja, a na oko 1000°C interakcija se odvija prema jednačini:
H 2 O + C + 130 kJ \u003d CO + H 2.
Reakcija stvaranja vodenog plina teče apsorpcijom topline, ugalj se postupno hladi, a da bi se održao u vrućem stanju, potrebno je naizmjenično prolazak vodene pare s prolaskom zraka (ili kisika) u generator gasa. S tim u vezi, vodeni gas sadrži približno CO-44, H 2 -45, CO 2 -5 i N 2 -6%. Široko se koristi za sintezu različitih organskih spojeva.
Često se dobija mešani gas. Proces njegovog dobijanja svodi se na istovremeno duvanje vazduha i vodene pare kroz sloj vrelog uglja, tj. kombinujući obje gore opisane metode.Stoga, sastav miješanog plina je srednji između generatora i vode. U prosjeku sadrži: CO-30, H 2 -15, CO 2 -5 i N 2 -50%. Njegov kubni metar daje oko 5400 kJ kada se sagori.
