Угарный газ
-
Физические и химические свойства
- Монооксид углерода (CO) — ядовитый, легковоспламеняющийся газ без цвета, запаха и вкуса.
- Состоит из одного атома углерода и одного атома кислорода, соединенных тройной связью.
- Молярная масса 28,0, немного менее плотный, чем воздух.
- Длина связи между атомами углерода и кислорода 112,8 мкм.
- Температура кипения 82 К, плавления 68 К.
- Энергия связи-диссоциации 1072 кДж/моль.
-
Связь и дипольный момент
- Связь С-О в CO прочная, частота колебаний 2143 см-1.
- Углерод и кислород образуют тройную связь с шестью общими электронами.
- Дипольный момент 0,122 D, кислород обладает большей электронной плотностью.
- Рассчитанный порядок дробной связи 2,6.
-
Полярность связи и степень окисления
- Дипольный момент направлен от углерода к кислороду.
- Степень окисления углерода +2.
- Углерод имеет только два валентных электрона в молекуле.
-
Происхождение и присутствие в атмосфере
- Образуется в различных природных и искусственных средах.
- Присутствует в атмосфере Земли в небольших количествах.
- Образуется в результате химических реакций и фотохимических реакций.
- Оказывает косвенное воздействие на радиационное воздействие.
-
Астрономия
- Вторая по распространенности двухатомная молекула в межзвездной среде.
- Используется как индикатор молекулярного газа в межзвездной среде.
- Обнаружен на Венере, Тритоне, Плутоне и в кометах.
-
Загрязнение окружающей среды и воздействие на здоровье
- В помещениях CO является токсичным загрязнителем воздуха.
- Вырабатывается из табачного дыма, неисправных печей и дымоходов.
- Отравление угарным газом — наиболее распространенный вид смертельного отравления воздухом.
- В физиологии млекопитающих CO служит эндогенным нейромедиатором.
-
Загрязнение атмосферы
- Окись углерода (CO) является временным загрязнителем атмосферы.
- Основные источники: двигатели внутреннего сгорания и неполное сгорание топлива.
- CO можно наблюдать из космоса над городами.
-
Роль в образовании озона
- CO участвует в фотохимическом смоге.
- Реагирует с гидроксильным радикалом, образуя пероксильный радикал и диоксид углерода.
- Пероксильный радикал реагирует с оксидом азота, образуя диоксид азота и гидроксильный радикал.
- NO2 отдает O(3P), образуя O3.
-
Загрязнение воздуха в помещениях
- CO является токсичным загрязнителем воздуха в помещениях.
- Основные источники: табачный дым, неисправные печи и отопительные системы.
- В развитых странах: кухонные и отопительные приборы.
- В странах с низким и средним уровнем дохода: сжигание биомассы и сигаретный дым.
-
Добыча полезных ископаемых
- CO называют «белым дымом» или «тихим убийцей».
- Основные источники: двигатели внутреннего сгорания и взрывчатые вещества.
- В угольных шахтах: низкотемпературное окисление угля.
-
Воздействие на здоровье
- Отравление CO является наиболее распространенным видом смертельного отравления воздухом.
- Острое воздействие может привести к неврологическим последствиям.
- Хроническое воздействие: летаргия, головные боли, тошнота, нейропсихологические и сердечно-сосудистые проблемы.
-
Химия
- CO выполняет широкий спектр функций в химии.
- Основные категории реакционной способности: металл-карбонильный катализ, химия радикалов, химия катионов и анионов.
- CO образует координационные комплексы с металлами, называемые карбонилами металлов.
-
Органическая химия и химия основных групп
- CO реагирует с алкенами, образуя альдегиды.
- Хлорирование CO используется для получения фосгена.
- CO реагирует с натрием и калием, образуя металлоорганические соединения.
-
Лабораторная подготовка
- CO получают дегидратацией муравьиной или щавелевой кислоты.
- Другие методы: нагревание смеси цинка и карбоната кальция, нагревание нитрата серебра и йодоформа.
-
Производство
- CO образуется при термическом сгорании углеродсодержащих соединений.
- Основные промышленные источники: производственный газ и «водяной газ».
- Реакция Будуара: CO2 с углеродом при высокой температуре.
-
Получение монооксида углерода
- Монооксид углерода может быть получен путем высокотемпературного электролиза диоксида углерода.
- В DTU Energy используется катализатор на основе оксида церия.
- Монооксид углерода также образуется при восстановлении оксидных руд металлов углеродом.
-
Применение в химической промышленности
- Монооксид углерода используется в производстве химикатов, таких как альдегиды и метанол.
- Фосген получают путем пропускания монооксида углерода и хлора через активированный уголь.
- Монооксид углерода гидрируется до жидкого углеводородного топлива в процессе Фишера-Тропша.
-
Применение в металлургии
- Монооксид углерода используется для извлечения металлов из руд.
- Доменный процесс является примером восстановления металла с помощью монооксида углерода.
-
Предлагаемое использование в ракетном топливе
- Монооксид углерода предложен для использования на Марсе и Венере.
- Двигатели на основе оксида углерода и кислорода могут быть получены из атмосферы Марса.
-
Биологические и физиологические свойства
- Монооксид углерода является биологически активной молекулой.
- Он действует как противовоспалительное и сосудорасширяющее средство.
- Монооксид углерода может быть использован в медицине для лечения различных заболеваний.
-
Микробиология
- Микробиота использует монооксид углерода как газотрансмиттер.
- Монооксид углерода обладает антимикробными свойствами.
-
Наука о продуктах питания
- Монооксид углерода используется для упаковки свежих мясных продуктов.
- Он защищает от порчи микробами и улучшает цвет мяса.
-
Вооружение
- Монооксид углерода использовался для геноцида во время Холокоста.
-
История
- Люди знали о токсичности угарного газа с древних времен.
- В 1772 году Джозеф Пристли впервые синтезировал монооксид углерода.
-
Открытие монооксида углерода
- В 1793 году Томас Беддоуз и Джеймс Уотт обнаружили, что монооксид углерода (CO) осветляет венозную кровь.
- Уотт предположил, что угольные пары могут действовать как противоядие от кислорода в крови.
- Беддоуз и Уотт в 1796 году предположили, что гидрокарбонат обладает большим сродством к животной клетчатке, чем кислород.
-
Механизм отравления угарным газом
- В 1854 году Адриен Шено предположил, что монооксид углерода удаляет кислород из крови и окисляется организмом до углекислого газа.
- Клод Бернар в 1846 году и Феликс Хоппе-Сейлер в 1857 году независимо опубликовали аналогичные выводы.
-
Промышленное использование монооксида углерода
- В 1900-х годах окись углерода получила признание как важнейший реагент.
- Процесс Фишера–Тропша преобразует уголь в жидкое топливо при посредничестве CO.
- Гидроформилирование используется для производства альдегидов и поверхностно-активных веществ.
- CO используется при производстве витамина А.
- Синтез уксусной кислоты методом Катива также включает CO.
-
Дополнительные ресурсы
- Вдыхаемый угарный газ и уровень содержания угарного газа в выдыхаемом воздухе.
- Монооксид углерода (страница с данными) и детектор угарного газа.
- Критерии загрязнения воздуха и перечень высокотоксичных газов.
- Рекомендации и внешние ссылки.
- Глобальная карта распределения монооксида углерода и объяснение структуры.
- Международная карточка химической безопасности 0023 и тема NIOSH по безопасности и гигиене труда на рабочем месте.
- Отравление угарным газом и часто задаваемые вопросы.
- Внешний технический паспорт MSDS и размещение детектора угарного газа.
- Микроскопические газохимические эксперименты с монооксидом углерода.