Oxid uhelnatý, také známý jako oxid uhelnatý, má velmi silné molekulární složení, je inertní ve svých chemických vlastnostech a špatně se rozpouští ve vodě. Tato sloučenina je také neuvěřitelně toxická, když se dostane do dýchacího systému, spojí se s krevním hemoglobinem a přestane přenášet kyslík do tkání a orgánů.
Chemické názvy a vzorec
Oxid uhelnatý je znám také pod jinými názvy, včetně oxidu uhelnatého II. V každodenním životě je běžně označován jako oxid uhelnatý. Tento oxid uhelnatý je jedovatý, bezbarvý plyn bez chuti a zápachu. Jeho chemický vzorec je CO a hmotnost jedné molekuly je 28,01 g/mol.
Účinek na tělo
Oxid uhelnatý se spojuje s hemoglobinem za vzniku karboxyhemoglobinu, který nemá kapacitu pro přenos kyslíku. Vdechování jeho par způsobuje poškození CNS (centrálního nervového systému) audušení. Výsledný nedostatek kyslíku způsobuje bolesti hlavy, závratě, sníženou srdeční frekvenci a dechovou frekvenci, což vede k mdlobám a následné smrti.
Toxický plyn
Oxid uhelnatý se získává částečným spalováním látek obsahujících uhlík, například ve spalovacích motorech. Sloučenina obsahuje 1 atom uhlíku kovalentně vázaný k 1 atomu kyslíku. Oxid uhelnatý je vysoce toxický a celosvětově je jednou z nejčastějších příčin smrtelných otrav. Expozice může způsobit poškození srdce a dalších orgánů.
Jaké je použití oxidu uhelnatého?
Navzdory své vážné toxicitě je oxid uhelnatý mimořádně užitečný – díky moderním technologiím z něj vzniká řada životně důležitých produktů. Oxid uhelnatý, ačkoli je dnes považován za znečišťující látku, byl v přírodě vždy přítomen, ale ne v takovém množství jako například oxid uhličitý.
Ti, kteří věří, že sloučeniny oxidu uhelnatého v přírodě neexistují, se mýlí. CO se rozpouští v roztavené vulkanické hornině při vysokých tlacích v zemském plášti. Obsah oxidů uhlíku v sopečných plynech se v závislosti na sopce pohybuje od méně než 0,01 % do 2 %. Protože tato přírodní sloučenina není konstantní hodnotou, není možné přesně měřit emise zemního plynu.
Chemické vlastnosti
Oxid uhelnatý (vzorec CO) se vztahuje na nesolitvorné nebo indiferentní oxidy. Při +200 oС však reaguje s hydroxidem sodným. Během tohoto chemického procesu vzniká mravenčan sodný:
NaOH + CO=HCOONa (sůl kyseliny mravenčí).
Vlastnosti oxidu uhelnatého jsou založeny na jeho redukční schopnosti. Oxid uhelnatý:
- může reagovat s kyslíkem: 2CO + O2 =2CO2;
- schopné interagovat s halogeny: CO + Cl2 =COCl2 (fosgen);
- má jedinečnou vlastnost obnovit čisté kovy z jejich oxidů: Fe2O3 + 3CO=2Fe + 3CO2;
- vytváří karbonyly kovů: Fe + 5CO=Fe(CO)5;
- Dokonale rozpustný v chloroformu, kyselině octové, ethanolu, hydroxidu amonném a benzenu.
Struktura molekuly
Dva atomy, ze kterých se ve skutečnosti skládá molekula oxidu uhelnatého (CO), jsou propojeny trojnou vazbou. Dva z nich jsou tvořeny fúzí p-elektronů atomů uhlíku s kyslíkem a třetí je způsoben speciálním mechanismem díky volnému 2p orbitalu uhlíku a 2p elektronovému páru kyslíku. Tato struktura poskytuje molekule vysokou pevnost.
Trocha historie
Dokonce i Aristoteles ze starověkého Řecka popsal toxické výpary produkované spalováním uhlí. Mechanismus smrti sám o sobě není znám.byl. Jedním ze starověkých způsobů popravy však bylo zavírání pachatele do parní komory, kde doutnaly uhlíky. Řecký lékař Galen navrhl, že ve složení vzduchu dochází k určitým změnám, které způsobují poškození při vdechování.
Během druhé světové války se plynný oxid uhelnatý používal jako palivo pro motorová vozidla v částech světa, kde byl benzín a nafta vzácná. Byly instalovány externí (až na výjimky) vyvíječe na dřevěné uhlí nebo dřevoplyn a do směšovače plynu byla přiváděna směs atmosférického dusíku, oxidu uhelnatého a malého množství dalších plynů. Byl to takzvaný dřevoplyn.
Oxidace oxidu uhelnatého
Oxid uhelnatý vzniká částečnou oxidací sloučenin obsahujících uhlík. CO vzniká, když není dostatek kyslíku k produkci oxidu uhličitého (CO2), například když v uzavřeném prostoru běží pec nebo spalovací motor. Pokud je přítomen kyslík, stejně jako určité jiné koncentrace v atmosféře, oxid uhelnatý hoří, vyzařuje modré světlo a vytváří oxid uhličitý, známý jako oxid uhličitý.
Uhelný plyn, široce používaný až do 60. let 20. století pro vnitřní osvětlení, vaření a vytápění, měl CO jako hlavní palivovou složku. Některé procesy v moderní technologii, jako je tavení železa, stále produkují oxid uhelnatýjako vedlejší produkt. Samotná sloučenina CO se oxiduje na CO2 při pokojové teplotě.
Existuje CO v přírodě?
Existuje v přírodě oxid uhelnatý? Jedním z jeho přirozených zdrojů jsou fotochemické reakce probíhající v troposféře. Očekává se, že tyto procesy budou schopny ročně vytvořit asi 5×1012 kg látky e;. Mezi další zdroje, jak je uvedeno výše, patří sopky, lesní požáry a další formy spalování.
Molekulární vlastnosti
Oxid uhelnatý má molární hmotnost 28,0, takže je o něco méně hustý než vzduch. Délka vazby mezi dvěma atomy je 112,8 mikrometrů. To je dostatečně blízko, aby poskytlo jednu z nejsilnějších chemických vazeb. Oba prvky ve sloučenině CO mají dohromady asi 10 elektronů v jedné valenční slupce.
Dvojná vazba se zpravidla vyskytuje v organických karbonylových sloučeninách. Charakteristickým rysem molekuly CO je, že mezi atomy se 6 společnými elektrony ve 3 vázaných molekulových orbitalech vzniká silná trojná vazba. Protože 4 ze sdílených elektronů pocházejí z kyslíku a pouze 2 z uhlíku, jeden vázaný orbital je obsazen dvěma elektrony z O2, které tvoří dativní nebo dipólovou vazbu. To způsobí C ← O polarizaci molekuly s malým "-" nábojem na uhlíku a malým "+" nábojem na kyslíku.
Další dva vázané orbitaly zabírají jednu nabitou částici z uhlíku ajeden z kyslíku. Molekula je asymetrická: kyslík má vyšší elektronovou hustotu než uhlík a je také mírně kladně nabitý ve srovnání se záporným uhlíkem.
Přijmout
V průmyslu se získávání oxidu uhelnatého CO provádí zahříváním oxidu uhličitého nebo vodní páry uhlím bez přístupu vzduchu:
CO2 + C=2CO;
H2O + C=CO + H2.
Poslední výsledná směs se také nazývá voda nebo syntézní plyn. V laboratoři oxid uhelnatý II vystavením organických kyselin koncentrované kyselině sírové, která působí jako dehydratační činidlo:
HCOOH=CO + H2O;
N2C2O4=CO2 + H2O.
Hlavní příznaky a pomoc při otravě CO
Způsobuje oxid uhelnatý otravu? Ano, a velmi silný. Otrava oxidem uhelnatým je celosvětově nejčastějším jevem. Nejčastější příznaky:
- cítím se slabý;
- nausea;
- závratě;
- fatigue;
- podrážděnost;
- slabá chuť k jídlu;
- bolest hlavy;
- dezorientace;
- zrakové postižení;
- vomit;
- omdlévání;
- křeče.
Vystavení tomuto toxickému plynu může způsobit značné škody, které často mohou vést k dlouhodobým chronickým stavům. Oxid uhelnatý je schopenzpůsobit vážné poškození plodu těhotné ženy. Obětem, například po požáru, by měla být poskytnuta okamžitá pomoc. je naléhavé zavolat sanitku, umožnit přístup na čerstvý vzduch, odstranit oděv omezující dýchání, klid, teplo. Těžká otrava se zpravidla léčí pouze pod dohledem lékařů v nemocnici.
Aplikace
Oxid uhelnatý, jak již bylo zmíněno, je jedovatý a nebezpečný, ale je jednou ze základních sloučenin, které se v moderním průmyslu používají pro organickou syntézu. CO se používá k výrobě čistých kovů, karbonylů, fosgenu, sirouhlíku, metylalkoholu, formamidu, aromatických aldehydů a kyseliny mravenčí. Tato látka se také používá jako palivo. Navzdory své toxicitě a jedovatosti se často používá jako surovina pro různé látky v chemickém průmyslu.
Oxid uhelnatý a oxid uhličitý: jaký je rozdíl?
Oxid uhelnatý a oxid uhličitý (CO a CO2) se často zaměňují. Oba plyny jsou bez zápachu a barvy a oba negativně ovlivňují kardiovaskulární systém. Oba plyny se mohou dostat do těla vdechováním, kůží a očima. Tyto sloučeniny, když jsou vystaveny živému organismu, mají řadu běžných příznaků - bolesti hlavy, závratě, křeče a halucinace. Většině lidí je těžké rozeznat rozdíl a neuvědomují si, že výfukové plyny auta uvolňují CO i CO2. Uvnitř může být zvýšení koncentrace těchto plynů nebezpečné pro zdraví a bezpečnost osob, které jsou jim vystaveny.dopad. Jaký je rozdíl?
Při vysokých koncentracích může být obojí smrtelné. Rozdíl je v tom, že CO2 je běžný zemní plyn potřebný pro všechny rostliny a živočichy. CO není běžné. Je to vedlejší produkt spalování paliva bez kyslíku. Kritický chemický rozdíl je v tom, že CO2 obsahuje jeden atom uhlíku a dva atomy kyslíku, zatímco CO má každý pouze jeden. Oxid uhličitý je nehořlavý, zatímco oxid uhličitý se s větší pravděpodobností vznítí.
Oxid uhličitý se přirozeně vyskytuje v atmosféře: lidé a zvířata dýchají kyslík a vydechují oxid uhličitý, což znamená, že ho živé bytosti snesou v malém množství. Tento plyn je také nezbytný pro realizaci fotosyntézy rostlinami. Oxid uhelnatý se však v atmosféře přirozeně nevyskytuje a může způsobit zdravotní problémy i v nízkých koncentracích. Hustota obou plynů je také odlišná. Oxid uhličitý je těžší a hustší než vzduch, zatímco oxid uhelnatý je o něco lehčí. Tuto funkci je třeba vzít v úvahu při instalaci vhodných senzorů v domácnostech.
