مونوکسید کربن که با نام مونوکسید کربن نیز شناخته می شود، دارای ترکیب مولکولی بسیار قوی است، از نظر خواص شیمیایی بی اثر است و به خوبی در آب حل نمی شود. این ترکیب همچنین فوق العاده سمی است، هنگامی که وارد سیستم تنفسی می شود با هموگلوبین خون ترکیب می شود و حمل اکسیژن به بافت ها و اندام ها را متوقف می کند.
نام و فرمول شیمیایی
مونوکسید کربن با نام های دیگری از جمله مونوکسید کربن II نیز شناخته می شود. در زندگی روزمره معمولاً به آن مونوکسید کربن می گویند. این مونوکسید کربن گازی سمی، بی رنگ، بی مزه و بی بو است. فرمول شیمیایی آن CO و جرم یک مولکول 28.01 گرم در مول است.
تاثیر روی بدن
مونوکسید کربن با هموگلوبین ترکیب می شود و کربوکسی هموگلوبین را تشکیل می دهد که ظرفیت حمل اکسیژن ندارد. استنشاق بخارات آن باعث آسیب به CNS (سیستم عصبی مرکزی) وخفگی کمبود اکسیژن در نتیجه باعث سردرد، سرگیجه، کاهش ضربان قلب و تعداد تنفس می شود که منجر به غش و متعاقب آن مرگ می شود.
گاز سمی
مونوکسید کربن از احتراق جزئی مواد حاوی کربن، به عنوان مثال، در موتورهای احتراق داخلی به دست می آید. این ترکیب حاوی 1 اتم کربن است که به طور کووالانسی به 1 اتم اکسیژن پیوند دارد. مونوکسید کربن بسیار سمی است و یکی از شایع ترین علل مسمومیت های کشنده در سراسر جهان است. قرار گرفتن در معرض ممکن است باعث آسیب به قلب و سایر اندام ها شود.
کاربرد مونوکسید کربن چیست؟
علی رغم سمیت جدی آن، مونوکسید کربن بسیار مفید است - به لطف فناوری های مدرن، تعدادی از محصولات حیاتی از آن ایجاد می شود. مونوکسید کربن، اگرچه امروزه به عنوان یک آلاینده در نظر گرفته می شود، همیشه در طبیعت وجود داشته است، اما نه در مقادیری مانند دی اکسید کربن.
کسانی که معتقدند ترکیبات مونوکسید کربن در طبیعت وجود ندارد در اشتباه هستند. CO در سنگهای مذاب آتشفشانی با فشارهای بالا در گوشته زمین حل می شود. محتوای اکسیدهای کربن در گازهای آتشفشانی از کمتر از 0.01٪ تا 2٪ بسته به آتشفشان متغیر است. از آنجایی که این ترکیب طبیعی یک مقدار ثابت نیست، اندازه گیری دقیق انتشار گاز طبیعی ممکن نیست.
خواص شیمیایی
مونوکسید کربن (فرمول CO) به اکسیدهای غیر نمک ساز یا بی تفاوت اشاره دارد. با این حال، در +200 oC با هیدروکسید سدیم واکنش می دهد. در طی این فرآیند شیمیایی، فرمت سدیم تشکیل می‌شود:
NaOH + CO=HCOONa (نمک اسید فرمیک).
خواص مونوکسید کربن بر اساس توانایی کاهشی آن است. مونوکسید کربن:
- می تواند با اکسیژن واکنش نشان دهد: 2CO + O2 =2CO2;
- قابلیت برهمکنش با هالوژن: CO + Cl2 =COCl2 (فوسژن);
- دارای خاصیت منحصر به فردی برای بازیابی فلزات خالص از اکسیدهای آنها است: Fe2O3 + 3CO=2Fe + 3CO.2;
- کربونیل های فلزی را تشکیل می دهد: Fe + 5CO=Fe(CO)5;
- کاملاً محلول در کلروفرم، اسید استیک، اتانول، هیدروکسید آمونیوم و بنزن.
ساختار یک مولکول
دو اتم، که در واقع، مولکول مونوکسید کربن (CO) از آنها تشکیل شده است، توسط یک پیوند سه گانه به هم متصل شده اند. دو مورد از آنها از ادغام الکترون های p اتم های کربن با اکسیژن تشکیل می شوند و سومی به دلیل مکانیسم خاصی به دلیل اوربیتال آزاد 2p کربن و جفت الکترون 2p اکسیژن است. این ساختار استحکام بالایی به مولکول می دهد.
کمی از تاریخ
حتی ارسطو از یونان باستان بخارهای سمی تولید شده از سوزاندن زغال سنگ را توصیف کرد. مکانیسم مرگ خود مشخص نیست.بود. با این حال، یکی از روش های باستانی اعدام، حبس کردن مجرم در اتاق بخار بود که در آن زغال سنگ در حال سوختن بود. جالینوس پزشک یونانی پیشنهاد کرد که تغییرات خاصی در ترکیب هوا رخ می دهد که هنگام استنشاق باعث آسیب می شود.
در طول جنگ جهانی دوم، گاز مونوکسید کربن به عنوان سوخت وسایل نقلیه موتوری در مناطقی از جهان که بنزین و گازوئیل کمیاب بودند استفاده می شد. ژنراتورهای خارجی (به استثنای چند مورد) زغال چوب یا گاز چوب نصب شده بود و مخلوطی از نیتروژن جو، مونوکسید کربن و مقدار کمی از گازهای دیگر به یک مخلوط کن گازی وارد می شد. این به اصطلاح گاز چوب بود.
اکسیداسیون مونوکسید کربن
مونوکسید کربن از اکسیداسیون جزئی ترکیبات حاوی کربن تشکیل می شود. CO زمانی تولید می شود که اکسیژن کافی برای تولید دی اکسید کربن وجود نداشته باشد (CO2)، مانند زمانی که یک کوره یا موتور احتراق داخلی در یک فضای بسته کار می کند. اگر اکسیژن و همچنین غلظت‌های خاصی در جو وجود داشته باشد، مونوکسید کربن می‌سوزد، نور آبی ساطع می‌کند و دی اکسید کربن تولید می‌کند که به نام دی اکسید کربن شناخته می‌شود.
گاز زغال سنگ که تا دهه 1960 به طور گسترده برای روشنایی داخلی، پخت و پز و گرمایش استفاده می شد، دارای CO به عنوان جزء سوخت غالب بود. برخی از فرآیندهای فناوری مدرن، مانند ذوب آهن، هنوز هم مونوکسید کربن را در آن تولید می کنندبه عنوان یک محصول جانبی خود ترکیب CO در دمای اتاق به CO2 اکسید می شود.
آیا CO در طبیعت وجود دارد؟
آیا مونوکسید کربن در طبیعت وجود دارد؟ یکی از منابع طبیعی آن واکنش های فتوشیمیایی است که در تروپوسفر رخ می دهد. انتظار می رود این فرآیندها بتوانند سالانه حدود 5×1012 کیلوگرم ماده e تولید کنند. منابع دیگر، همانطور که در بالا ذکر شد، عبارتند از آتشفشان ها، آتش سوزی های جنگلی و سایر اشکال احتراق.
خواص مولکولی
مونوکسید کربن دارای جرم مولی 28.0 است که چگالی آن را کمی کمتر از هوا می کند. طول پیوند بین دو اتم 112.8 میکرومتر است. این به اندازه کافی نزدیک است که یکی از قوی ترین پیوندهای شیمیایی را ایجاد کند. هر دو عنصر در یک ترکیب CO با هم حدود 10 الکترون در یک لایه ظرفیت دارند.
به عنوان یک قاعده، یک پیوند دوگانه در ترکیبات کربونیل آلی رخ می دهد. یکی از ویژگی های مولکول CO این است که یک پیوند سه گانه قوی بین اتم ها با 6 الکترون مشترک در 3 اوربیتال مولکولی پیوند ایجاد می شود. از آنجایی که 4 تا از الکترون های مشترک از اکسیژن و تنها 2 الکترون از کربن می آیند، یک اوربیتال پیوندی توسط دو الکترون از O2 اشغال شده است که یک پیوند داتیو یا دوقطبی را تشکیل می دهد. این باعث قطبش C ← O مولکول با یک بار کوچک "-" روی کربن و یک بار کوچک "+" در اکسیژن می شود.
دو اوربیتال محدود دیگر یک ذره باردار از کربن ویکی از اکسیژن مولکول نامتقارن است: اکسیژن چگالی الکترونی بالاتری نسبت به کربن دارد و همچنین در مقایسه با کربن منفی کمی بار مثبت دارد.
دریافت
در صنعت، به دست آوردن مونوکسید کربن CO با گرم کردن دی اکسید کربن یا بخار آب با زغال سنگ بدون دسترسی به هوا انجام می شود:
CO2 + C=2CO;
H2O + C=CO + H2.
آخرین مخلوط حاصل آب یا گاز سنتز نیز نامیده می شود. در آزمایشگاه، مونوکسید کربن II با قرار دادن اسیدهای آلی در معرض اسید سولفوریک غلیظ، که به عنوان یک عامل خشک کننده عمل می کند:
HCOOH=CO + H2O;
N2C2O4=CO2 + H2O.
علائم اصلی و کمک به مسمومیت با CO
آیا منوکسید کربن باعث مسمومیت می شود؟ بله، و بسیار قوی. مسمومیت با مونوکسید کربن شایع ترین اتفاق در سراسر جهان است. شایع ترین علائم:
- احساس ضعف؛
- تهوع;
- سرگیجه؛
- خستگی;
- تحریک پذیری;
- اشتهای ضعیف؛
- سردرد؛
- سرگشتگی;
- اختلال بینایی؛
- استفراغ؛
- غش؛
- تشنج.
قرار گرفتن در معرض این گاز سمی می تواند آسیب قابل توجهی ایجاد کند که اغلب می تواند منجر به بیماری های مزمن طولانی مدت شود. مونوکسید کربن قادر استباعث آسیب جدی به جنین زن باردار شود. به قربانیان، به عنوان مثال، پس از آتش سوزی، باید فورا کمک شود. تماس فوری با آمبولانس، دسترسی به هوای تازه، حذف لباس هایی که تنفس را محدود می کند، آرام، گرم است. مسمومیت شدید، به عنوان یک قاعده، فقط تحت نظارت پزشکان، در بیمارستان درمان می شود.
برنامه
مونوکسید کربن همانطور که قبلا ذکر شد سمی و خطرناک است، اما یکی از ترکیبات اساسی است که در صنعت مدرن برای سنتز آلی استفاده می شود. CO برای تولید فلزات خالص، کربونیل ها، فسژن، سولفید کربن، متیل الکل، فرممید، آلدئیدهای معطر و اسید فرمیک استفاده می شود. از این ماده به عنوان سوخت نیز استفاده می شود. با وجود سمی و سمی بودن، اغلب به عنوان ماده اولیه برای مواد مختلف در صنایع شیمیایی استفاده می شود.
مونوکسید کربن و دی اکسید کربن: تفاوت در چیست؟
مونوکسید کربن و دی اکسید کربن (CO و CO2) اغلب با یکدیگر اشتباه گرفته می شوند. هر دو گاز بی بو و بی رنگ هستند و هر دو بر سیستم قلبی عروقی تاثیر منفی می گذارند. هر دو گاز می توانند از طریق استنشاق، پوست و چشم وارد بدن شوند. این ترکیبات هنگامی که در معرض یک موجود زنده قرار می گیرند، تعدادی علائم مشترک دارند - سردرد، سرگیجه، تشنج و توهم. بسیاری از مردم در تشخیص تفاوت مشکل دارند و متوجه نمی شوند که اگزوز خودرو هم CO و هم CO منتشر می کند2. در داخل خانه، افزایش غلظت این گازها می تواند برای سلامت و ایمنی فردی که در معرض آنها قرار می گیرد، خطرناک باشد.ضربه. چه تفاوتی دارد؟
در غلظت های بالا، هر دو می توانند کشنده باشند. تفاوت در این است که CO2 گاز طبیعی رایج مورد نیاز برای تمام جانوران و گیاهان است. CO رایج نیست. این یک محصول جانبی از احتراق سوخت بدون اکسیژن است. تفاوت شیمیایی مهم این است که CO2 حاوی یک اتم کربن و دو اتم اکسیژن است، در حالی که CO هر کدام فقط یک اتم دارد. دی اکسید کربن غیر قابل اشتعال است، در حالی که مونوکسید بیشتر احتمال دارد که مشتعل شود.
دی اکسید کربن به طور طبیعی در جو وجود دارد: انسان ها و حیوانات اکسیژن را تنفس می کنند و دی اکسید کربن را خارج می کنند، به این معنی که موجودات زنده می توانند مقادیر کمی از آن را تحمل کنند. این گاز برای اجرای فتوسنتز توسط گیاهان نیز ضروری است. با این حال، مونوکسید کربن به طور طبیعی در اتمسفر وجود ندارد و حتی در غلظت های پایین می تواند باعث مشکلات سلامتی شود. چگالی هر دو گاز نیز متفاوت است. دی اکسید کربن سنگین تر و چگال تر از هوا است، در حالی که مونوکسید کربن کمی سبک تر است. این ویژگی باید هنگام نصب سنسورهای مناسب در خانه ها در نظر گرفته شود.
