أول أكسيد الكربون له بنية جزيئية. بحرص! أول أكسيد الكربون في المنزل! فسيولوجيا الإنسان الطبيعية

يشكل الكربون أكسيدين مستقرين للغاية (CO و CO 2)، وثلاثة أكاسيد أقل استقرارًا بكثير (C 3 O 2، C 5 O 2 و C 12 O 9)، وعدد من الأكاسيد غير المستقرة أو التي لم تتم دراستها بشكل جيد (C 2 O، C 2). O 3 وما إلى ذلك) وأكسيد الجرافيت غير المتكافئ. من بين الأكاسيد المدرجة، يلعب ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون دورًا خاصًا.

تعريف

أول أكسيد الكربونفي الظروف العادية، يكون الغاز القابل للاشتعال عديم اللون والرائحة.

وهو سام للغاية بسبب قدرته على تكوين مركب مع الهيموجلوبين، وهو أكثر استقرارًا بنحو 300 مرة من مركب الأكسجين والهيموجلوبين.

تعريف

ثاني أكسيد الكربونفي ظل الظروف العادية، فهو غاز عديم اللون، أثقل بحوالي 1.5 مرة من الهواء، بحيث يمكن سكبه كسائل من وعاء إلى آخر.

كتلة 1 لتر من ثاني أكسيد الكربون في الظروف العادية هي 1.98 جم، وقابلية ذوبان ثاني أكسيد الكربون في الماء منخفضة: حجم واحد من الماء عند 20 درجة مئوية يذوب 0.88 مجلد من ثاني أكسيد الكربون، وعند 0 درجة مئوية - 1.7 مجلد.

تؤدي الأكسدة المباشرة للكربون مع نقص الأكسجين أو الهواء إلى تكوين ثاني أكسيد الكربون، ومع وجود كمية كافية منها يتكون ثاني أكسيد الكربون. يتم عرض بعض خصائص هذه الأكاسيد في الجدول. 1.

الجدول 1. الخصائص الفيزيائية لأكاسيد الكربون.

إنتاج أول أكسيد الكربون

يمكن الحصول على ثاني أكسيد الكربون النقي في المختبر عن طريق تجفيف حمض الفورميك (HCOOH) بحمض الكبريتيك المركز عند درجة حرارة ~ 140 درجة مئوية:

HCOOH = CO + H2O.

يمكن بسهولة الحصول على ثاني أكسيد الكربون بكميات صغيرة عن طريق عمل الأحماض على الكربونات:

CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H2O + CO2.

على المستوى الصناعي، يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون بشكل رئيسي كمنتج ثانوي في عملية تصنيع الأمونيا:

CH 4 + 2H 2 O = CO 2 + 4H 2؛

CO + H2O = CO2 + H2.

يتم إنتاج كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون عن طريق حرق الحجر الجيري:

كربونات الكالسيوم 3 = كربونات الكالسيوم + ثاني أكسيد الكربون 2.

الخواص الكيميائية لأول أكسيد الكربون

يتفاعل أول أكسيد الكربون كيميائيًا عند درجات حرارة عالية. لقد ثبت أنه عامل اختزال قوي. يتفاعل مع الأكسجين والكلور والكبريت والأمونيا والقلويات والمعادن.

CO + NaOH = Na(HCOO) (t = 120 - 130 o C, p);

CO + H 2 = CH 4 + H 2 O (t = 150 - 200 o C، cat. Ni)؛

CO + 2H 2 = CH 3 OH (t = 250 - 300 o C، cat. CuO/Cr 2 O 3)؛

2CO + O 2 = 2CO 2 (cat. MnO 2 /CuO)؛

CO + Cl 2 = CCl 2 O(t = 125 - 150 o C, kat. C);

4CO + ني = (ر = 50 - 100 درجة مئوية)؛

5CO + الحديد = (ر = 100 - 200 درجة مئوية، ع).

يُظهر ثاني أكسيد الكربون خواصًا حمضية: فهو يتفاعل مع القلويات وهيدرات الأمونيا. يتم تقليله بواسطة المعادن النشطة والهيدروجين والكربون.

CO 2 + NaOH مخفف = NaHCO 3 ;

CO 2 + 2NaOH conc = Na 2 CO 3 + H 2 O؛

CO 2 + Ba(OH) 2 = BaCO 3 + H 2 O؛

CO 2 + BaCO 3 + H 2 O = Ba(HCO 3) 2؛

CO 2 + NH 3 ×H 2 O = NH 4 HCO 3؛

CO 2 + 4H 2 = CH 4 + 2H 2 O (t = 200 o C، cat. Cu 2 O)؛

CO 2 + C = 2CO (ر > 1000 درجة مئوية)؛

CO 2 + 2Mg = C + 2MgO؛

2CO 2 + 5Ca = CaC 2 + 4CaO (t = 500 o C)؛

2CO 2 + 2Na 2 O 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2.

تطبيقات أول أكسيد الكربون

يستخدم أول أكسيد الكربون على نطاق واسع كوقود في شكل غاز مولد أو غاز مائي ويتشكل أيضًا عندما يتم فصل العديد من المعادن عن أكاسيدها عن طريق الاختزال بالفحم. يتم إنتاج الغاز المنتج عن طريق تمرير الهواء عبر الفحم الساخن. ويحتوي على حوالي 25% من ثاني أكسيد الكربون، و4% من ثاني أكسيد الكربون، و70% من النيتروجين مع آثار من H2 وCH462.

غالبًا ما يكون استخدام ثاني أكسيد الكربون بسبب خصائصه الفيزيائية. يتم استخدامه كعامل تبريد، للمشروبات الغازية، في إنتاج البلاستيك خفيف الوزن (الرغوي)، وكذلك كغاز لخلق جو خامل.

أمثلة على حل المشكلات

مثال 1

مثال 2

يمارس	حدد عدد المرات التي يكون فيها أول أكسيد الكربون (IV)CO 2 أثقل من الهواء.
حل	تسمى نسبة كتلة غاز معين إلى كتلة غاز آخر مأخوذة في نفس الحجم ونفس درجة الحرارة ونفس الضغط بالكثافة النسبية للغاز الأول إلى الثاني. توضح هذه القيمة عدد المرات التي يكون فيها الغاز الأول أثقل أو أخف من الغاز الثاني. يعتبر الوزن الجزيئي النسبي للهواء 29 (مع الأخذ بعين الاعتبار محتوى النيتروجين والأكسجين والغازات الأخرى في الهواء). تجدر الإشارة إلى أن مفهوم "الكتلة الجزيئية النسبية للهواء" يستخدم بشكل مشروط، لأن الهواء عبارة عن خليط من الغازات. D الهواء (CO 2) = M r (CO 2) / M r (الهواء)؛ د الهواء (CO2) = 44 / 29 = 1.517. M r (CO 2) = A r (C) + 2×A r (O) = 12 + 2× 16 = 12 + 32 = 44.
إجابة	أول أكسيد الكربون (IV)CO2 أثقل بمقدار 1.517 مرة من الهواء.

لديه رابطة ثلاثية. نظرًا لأن هذه الجزيئات متشابهة في البنية، فإن خصائصها متشابهة أيضًا - نقاط انصهار وغليان منخفضة جدًا، وقيم قريبة من الإنتروبيا القياسية، وما إلى ذلك.

وفي إطار طريقة رابطة التكافؤ يمكن وصف بنية جزيء ثاني أكسيد الكربون بالصيغة: C≡O:، ويتم تشكيل الرابطة الثالثة وفق آلية المانح والمستقبل، حيث يكون الكربون هو المتبرع لزوج الإلكترونات ، والأكسجين هو المستقبل.

وفقًا للطريقة المدارية الجزيئية، فإن التكوين الإلكتروني لجزيء ثاني أكسيد الكربون غير المثار هو σ 2 O σ 2 z π 4 x, y σ 2 C. تشكلت الرابطة الثلاثية σ - تم تشكيل الاتصال بسبب σ ضزوج الإلكترون، والإلكترونات تتحلل بشكل مضاعف المستوى π س، صتتوافق مع اثنين σ - روابط. تتوافق الإلكترونات الموجودة في مدارات σ C غير المرتبطة ومدارات σ O مع زوجين من الإلكترونات، أحدهما موضعي في الذرة والآخر في الذرة.

نظرًا لوجود رابطة ثلاثية، فإن جزيء ثاني أكسيد الكربون قوي جدًا (طاقة التفكك 1069 كيلو جول/مول، أو 256 كيلو كالوري/مول، وهي أكبر من أي جزيئات ثنائية الذرة أخرى) وله مسافة صغيرة بين النواة (d C≡ O = 0.1128 نانومتر أو 1.13 أنجستروم).

الجزيء مستقطب ضعيف، العزم الكهربائي لثنائي القطب μ = 0.04·10 -29 C m (اتجاه عزم ثنائي القطب C - →O +). احتمال التأين 14.0 فولت، قوة اقتران ثابتة ك = 18.6.

تاريخ الاكتشاف

تم إنتاج أول أكسيد الكربون لأول مرة بواسطة الكيميائي الفرنسي جاك دي لاسون عن طريق تسخين أكسيد الزنك بالفحم، ولكن في البداية تم الخلط بينه وبين الهيدروجين لأنه يحترق بلهب أزرق. حقيقة أن هذا الغاز يحتوي على الكربون والأكسجين اكتشفها الكيميائي الإنجليزي ويليام كروكشانك. تم اكتشاف أول أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض لأول مرة من قبل العالم البلجيكي م. ميجوت في عام 1949 من خلال وجود نطاق اهتزازي دوراني رئيسي في طيف الأشعة تحت الحمراء للشمس.

أول أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض

هناك مصادر دخول طبيعية وبشرية. في ظل الظروف الطبيعية، يتشكل ثاني أكسيد الكربون على سطح الأرض أثناء التحلل اللاهوائي غير الكامل للمركبات العضوية وأثناء احتراق الكتلة الحيوية، خاصة أثناء حرائق الغابات والسهوب. يتشكل أول أكسيد الكربون في التربة بيولوجيًا (تطلقه الكائنات الحية) وغير بيولوجيًا. تم إثبات إطلاق أول أكسيد الكربون بسبب المركبات الفينولية الشائعة في التربة، والتي تحتوي على مجموعات OCH 3 أو OH في المواضع العمودية أو شبه المقابلة لمجموعة الهيدروكسيل الأولى، تجريبيًا.

يعتمد التوازن الإجمالي بين إنتاج ثاني أكسيد الكربون غير البيولوجي وأكسدته بواسطة الكائنات الحية الدقيقة على ظروف بيئية محددة، وبشكل أساسي على الغرض. على سبيل المثال، يتم إطلاق أول أكسيد الكربون مباشرة في الغلاف الجوي من التربة القاحلة، وبالتالي خلق الحد الأقصى المحلي لتركيز هذا الغاز.

في الغلاف الجوي، ثاني أكسيد الكربون هو نتاج سلاسل التفاعلات التي تشمل الميثان والهيدروكربونات الأخرى (الأيزوبرين في المقام الأول).

المصدر الرئيسي البشري لثاني أكسيد الكربون حاليًا هو غازات العادم الصادرة عن محركات الاحتراق الداخلي. يتكون أول أكسيد الكربون عندما يتم حرق الوقود الهيدروكربوني في محركات الاحتراق الداخلي عند درجات حرارة غير كافية أو إعدادات إمداد الهواء سيئة (لا يوجد ما يكفي من الأكسجين لأكسدة ثاني أكسيد الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون). في الماضي، كان يتم توفير جزء كبير من مدخلات ثاني أكسيد الكربون البشرية المنشأ في الغلاف الجوي عن طريق غاز الإضاءة المستخدم في الإضاءة الداخلية. وهو متطابق تقريبًا في التركيب، أي أنه يحتوي على ما يصل إلى 45٪ من أول أكسيد الكربون. حاليًا، في قطاع المرافق العامة، يتم استبدال هذا الغاز بغاز طبيعي أقل سمية بكثير (الممثلين الأدنى للسلسلة المتماثلة - البروبان، وما إلى ذلك)

مدخلات ثاني أكسيد الكربون من المصادر الطبيعية والبشرية هي نفسها تقريبًا.

يتم تداول أول أكسيد الكربون بسرعة في الغلاف الجوي: ويبلغ متوسط ​​مدة بقائه حوالي 0.1 سنة، حيث يتأكسد بواسطة الهيدروكسيل إلى ثاني أكسيد الكربون.

إيصال

الطريقة الصناعية

2C + O 2 → 2CO (التأثير الحراري لهذا التفاعل هو 22 كيلوجول)،

2. أو عند الاستعادة بالفحم الساخن:

CO 2 + C ↔ 2CO (ΔH=172 كيلوجول، ΔS=176 J/K).

يحدث هذا التفاعل غالبًا في حريق الموقد عندما يتم إغلاق مخمد الموقد في وقت مبكر جدًا (قبل أن يحترق الفحم تمامًا). أول أكسيد الكربون المتكون في هذه الحالة، بسبب سميته، يسبب اضطرابات فسيولوجية ("الأبخرة") وحتى الموت (انظر أدناه)، ومن هنا أحد الأسماء التافهة - "أول أكسيد الكربون". تظهر في الرسم البياني صورة للتفاعلات التي تحدث في الفرن.

تفاعل اختزال ثاني أكسيد الكربون قابل للعكس؛ ويظهر الرسم البياني تأثير درجة الحرارة على حالة توازن هذا التفاعل. يتم ضمان تدفق التفاعل إلى اليمين بواسطة عامل الإنتروبيا، وإلى اليسار بواسطة عامل الإنثالبي. عند درجات حرارة أقل من 400 درجة مئوية، ينزاح التوازن بالكامل تقريبًا إلى اليسار، وعند درجات حرارة أعلى من 1000 درجة مئوية إلى اليمين (باتجاه تكوين ثاني أكسيد الكربون). عند درجات الحرارة المنخفضة، يكون معدل هذا التفاعل منخفضًا جدًا، لذلك يكون أول أكسيد الكربون مستقرًا تمامًا في الظروف العادية. هذا التوازن له اسم خاص توازن بدوار.

3. يتم الحصول على مخاليط أول أكسيد الكربون مع مواد أخرى عن طريق تمرير الهواء أو بخار الماء وما إلى ذلك عبر طبقة من فحم الكوك الساخن أو الفحم أو الفحم البني وما إلى ذلك (انظر).

طريقة المختبر

التأثير الفسيولوجي والسمية

يعد أول أكسيد الكربون خطيرًا جدًا لأنه لا يسبب وحتى... وتشمل علامات التسمم الصداع والدوخة وفقدان الوعي. يعتمد التأثير السام لأول أكسيد الكربون على حقيقة أنه يرتبط بالدم بقوة أكبر من ارتباطه بالأكسجين (وهذا يشكل كربوكسي هيموجلوبين)، وبالتالي يمنع عمليات نقل الأكسجين والتنفس الخلوي. يبلغ أول أكسيد الكربون في هواء المؤسسات الصناعية 0.02 ملغم / لتر.

TLV (تركيز الحد الأقصى، الولايات المتحدة الأمريكية): 25 جزء في المليون؛ 29 مجم/م3 (مثل TWA - متوسط ​​التحول الأمريكي) (ACGIH 1994-1995). MAC (الحد الأقصى للتركيز المسموح به، الولايات المتحدة الأمريكية): 30 جزء في المليون؛ 33 ملجم/م3؛ الحمل: B (تأثير ضار محتمل حتى على مستوى MAK) (1993)

الحماية من أول أكسيد الكربون

ملكيات

أول أكسيد الكربون هو غاز عديم اللون والطعم والرائحة. إن ما يسمى بـ "رائحة أول أكسيد الكربون" هي في الواقع رائحة الشوائب العضوية.

خصائص أول أكسيد الكربون

الكتلة الجزيئية	28,01
درجة حرارة الانصهار	-205 درجة مئوية
درجة حرارة الغليان	-191.5 درجة مئوية
الذوبان	قابل للذوبان بشكل طفيف للغاية في (2.3 مل CO/100 مل H2O عند 20 درجة مئوية)
الكثافة ρ	0.00125 جم/سم 3 (عند 0 درجة مئوية)
المحتوى الحراري القياسي للتكوين ΔH	−110.52 كيلوجول/مول (جم) (عند 298 كلفن)
طاقة جيبس ​​القياسية للتكوين ΔG	-137.14 كيلوجول/مول (جم) (عند 298 كلفن)
الإنتروبيا القياسية للتكوين S	197.54 جول/مول ك (جم) (عند 298 كلفن)
المولي القياسي C ص	29.11 جول/مول ك (جم) (عند 298 كلفن)
ذوبان المحتوى الحراري ΔH رر	0.838 كيلوجول/مول
المحتوى الحراري للغليان ΔH يغلي	6.04 كيلوجول/مول
ر الحرجة	-140.23 درجة مئوية
ف الحرجة	3.499 ميجا باسكال
ρ الحرجة	0.301 جم/سم 3

الأنواع الرئيسية للتفاعلات الكيميائية التي يشارك فيها أول أكسيد الكربون هي تفاعلات الإضافة والتي يظهر فيها خصائص اختزال.

في درجات حرارة الغرفة، يكون ثاني أكسيد الكربون غير نشط، ويزداد نشاطه الكيميائي بشكل كبير عند تسخينه وفي المحاليل (على سبيل المثال، في المحاليل فإنه يقلل الأملاح وغيرها إلى معادن موجودة بالفعل في درجة حرارة الغرفة. وعند تسخينه، فإنه يقلل أيضًا من المعادن الأخرى، على سبيل المثال CO + CuO → Cu + CO 2 يستخدم هذا على نطاق واسع في علم المعادن الحراري، تفاعل ثاني أكسيد الكربون في المحلول مع كلوريد البلاديوم هو الأساس للكشف النوعي لثاني أكسيد الكربون، انظر أدناه).

غالبًا ما تحدث أكسدة ثاني أكسيد الكربون في المحلول بمعدل ملحوظ فقط في وجود محفز. عند اختيار الأخير، تلعب طبيعة العامل المؤكسد الدور الرئيسي. وبالتالي، يتأكسد ثاني أكسيد الكربون بسرعة أكبر في وجود الفضة المطحونة جيدًا، - في وجود الأملاح، - في وجود OsO 4. بشكل عام، يتشابه ثاني أكسيد الكربون في خصائصه المختزلة مع الهيدروجين الجزيئي.

أقل من 830 درجة مئوية، عامل الاختزال الأقوى هو ثاني أكسيد الكربون، وفوقه الهيدروجين. وبالتالي فإن توازن التفاعل هو:

H 2 O + CO ↔ CO 2 + H 2 + 42 كيلوجول

يتم تحويل ما يصل إلى 830 درجة مئوية إلى اليمين، وفوق 830 درجة مئوية إلى اليسار.

ومن المثير للاهتمام أن هناك بكتيريا تحصل من خلال أكسدة ثاني أكسيد الكربون على الطاقة التي تحتاجها للحياة.

يحترق أول أكسيد الكربون بلهب أزرق (درجة حرارة التفاعل 700 درجة مئوية) في الهواء:

CO + 1 / 2 O 2 → 2CO 2 ΔG° 298 = −257 كيلوجول، ΔS° 298 = −86 J/K

يمكن أن تصل درجة حرارة احتراق ثاني أكسيد الكربون إلى 2100 درجة مئوية؛ وهو عبارة عن احتراق متسلسل، حيث تعمل كميات صغيرة من المركبات المحتوية على الهيدروجين (الماء، وما إلى ذلك) كمحفز.

نظرًا لهذه القيمة الحرارية الجيدة، يعد ثاني أكسيد الكربون أحد مكونات مخاليط الغاز التقنية المختلفة (انظر، على سبيل المثال)، المستخدمة، من بين أمور أخرى، للتدفئة.

يتفاعل أول أكسيد الكربون مع . رد الفعل مع أعظم التطبيق العملي هو

أول أكسيد الكربون– ثاني أكسيد الكربون (أول أكسيد الكربون) هو سم قاتل وغدرا يرتبط بقوة أكبر بكثير من الأكسجين الذي يمنح الحياة. وهو غاز عديم اللون وسام (في الظروف العادية) وليس له طعم أو رائحة. الصيغة الكيميائية – CO. وتحدث الوفاة عندما يتحد أول أكسيد الكربون مع 80% من الهيموجلوبين. يوجد أول أكسيد الكربون بنسبة تصل إلى 12% في غازات عوادم السيارات.

الأنواع الرئيسية للتفاعلات الكيميائية التي يشارك فيها أول أكسيد الكربون هي تفاعلات الإضافة وتفاعلات الأكسدة والاختزال، والتي يظهر فيها خصائص اختزال.

في درجات حرارة الغرفة، يكون أول أكسيد الكربون غير نشط، ويزداد نشاطه الكيميائي بشكل ملحوظ عند تسخينه وفي المحاليل. وهكذا، فإنه في المحاليل يختزل أملاح Au وPt وPd وغيرها إلى معادن موجودة بالفعل في درجة حرارة الغرفة. عند تسخينه، فإنه يقلل أيضًا من معادن أخرى، على سبيل المثال CO + CuO = Cu + CO 2. يستخدم على نطاق واسع في علم المعادن الحراري. تعتمد طريقة الكشف النوعي لأول أكسيد الكربون على تفاعل ثاني أكسيد الكربون في المحلول مع كلوريد البلاديوم.

ومن المثير للاهتمام أن هناك حيوانات قادرة على الحصول على الطاقة التي تحتاجها للحياة من خلال أكسدة ثاني أكسيد الكربون.

كما ذكرنا سابقًا، فإن أول أكسيد الكربون خطير جدًا. علامات التسمم: الصداع والدوخة. هناك طنين، وضيق في التنفس، وخفقان، وخفقان أمام العينين، واحمرار في الوجه، وضعف عام، وغثيان، وأحيانا قيء؛ وفي الحالات الشديدة - تشنجات، فقدان الوعي، غيبوبة.

وكانت هناك حالات قضى فيها بعض السائقين المتهورين الليل في الشتاء في سيارة متوقفة في مرآب مغلق أبوابه. للنوم بحرارة، قاموا بتشغيل المحرك وهو في وضع الخمول. كقاعدة عامة، يتراكم أول أكسيد الكربون في المرآب ويموت مثل هؤلاء الأشخاص المهملين. وقد لاحظ مؤلف أحد الكتب بحق أن «تشغيل المحرك في مرآب صغير والباب مغلق هو انتحار».

يرجع التأثير السام لثاني أكسيد الكربون إلى تكوين كربوكسي هيموجلوبين - وهو مركب كربونيل أقوى بكثير مع الهيموجلوبين، مقارنة بمركب الهيموجلوبين مع الأكسجين. وبالتالي، يتم حظر عمليات نقل الأكسجين والتنفس الخلوي. وتركيزه في الهواء أكثر من 0.1% يؤدي إلى الوفاة خلال ساعة واحدة.

إن اتحاد أول أكسيد الكربون مع الهيموجلوبين يمكن عكسه. يجب إخراج الضحية إلى الهواء النقي. في حالة التسمم الخفيف، يكفي فرط تهوية الرئتين بالأكسجين.

هناك مصادر طبيعية وبشرية المنشأ لأول أكسيد الكربون الذي يدخل الغلاف الجوي للأرض. مدخلات ثاني أكسيد الكربون من المصادر الطبيعية والبشرية هي نفسها تقريبًا. في ظل الظروف الطبيعية، يتشكل أول أكسيد الكربون على سطح الأرض أثناء التحلل اللاهوائي غير الكامل للمركبات العضوية وأثناء احتراق الكتلة الحيوية، خاصة أثناء حرائق الغابات والسهوب.

المصدر الرئيسي البشري لثاني أكسيد الكربون حاليًا هو غازات العادم الصادرة عن محركات الاحتراق الداخلي.

كل من اضطر إلى التعامل مع تشغيل أنظمة التدفئة - المواقد والغلايات والغلايات وسخانات المياه المصممة للوقود المنزلي بأي شكل من الأشكال - يعرف مدى خطورة أول أكسيد الكربون على البشر. من الصعب جدًا تحييده في حالة الغاز، ولا توجد طرق منزلية فعالة لمكافحة أول أكسيد الكربون، لذلك تهدف معظم التدابير الوقائية إلى منع أول أكسيد الكربون في الهواء واكتشافه في الوقت المناسب.

خصائص المادة السامة

لا يوجد شيء غير عادي في طبيعة وخصائص أول أكسيد الكربون. وهو في الأساس نتاج الأكسدة الجزئية للفحم أو الوقود المحتوي على الفحم. صيغة أول أكسيد الكربون بسيطة ومباشرة - CO، من الناحية الكيميائية - أول أكسيد الكربون. ترتبط ذرة كربون واحدة بذرة أكسجين. إن طبيعة عمليات احتراق الوقود العضوي تجعل أول أكسيد الكربون جزءًا لا يتجزأ من أي لهب.

عند تسخينه في صندوق الاحتراق، يتحول الفحم وأنواع الوقود ذات الصلة والجفت والحطب إلى غاز أول أكسيد الكربون، وعندها فقط يتم حرقه مع تدفق الهواء. إذا تسرب ثاني أكسيد الكربون من غرفة الاحتراق إلى الغرفة، فإنه سيبقى في حالة مستقرة حتى تتم إزالة تدفق الكربون من الغرفة عن طريق التهوية أو يتراكم، وملء المساحة بأكملها، من الأرض إلى السقف. في الحالة الأخيرة، يمكن فقط لجهاز استشعار أول أكسيد الكربون الإلكتروني إنقاذ الموقف، والاستجابة لأدنى زيادة في تركيز الأبخرة السامة في جو الغرفة.

ما تحتاج لمعرفته حول أول أكسيد الكربون:

• في ظل الظروف القياسية، تبلغ كثافة أول أكسيد الكربون 1.25 كجم/م3، وهي قريبة جدًا من الجاذبية النوعية للهواء البالغة 1.25 كجم/م3. يرتفع أول أكسيد ساخن وحتى دافئ بسهولة إلى السقف، وعندما يبرد، يستقر ويختلط بالهواء؛
• أول أكسيد الكربون ليس له طعم ولا لون ولا رائحة، حتى في التركيزات العالية؛
• لبدء تكوين أول أكسيد الكربون، يكفي تسخين المعدن الملامس للكربون إلى درجة حرارة 400-500 درجة مئوية؛
• الغاز قادر على الاحتراق في الهواء، وإطلاق كمية كبيرة من الحرارة، حوالي 111 كيلوجول/مول.

لا يعد استنشاق أول أكسيد الكربون خطيرًا فحسب، بل يمكن أن ينفجر خليط الغاز والهواء عندما يصل تركيز الحجم من 12.5% ​​إلى 74%. وبهذا المعنى، فإن خليط الغاز يشبه غاز الميثان المنزلي، ولكنه أكثر خطورة بكثير من غاز الشبكة.

الميثان أخف من الهواء وأقل سمية عند استنشاقه، بالإضافة إلى ذلك، بفضل إضافة مادة مضافة خاصة - المركابتان - إلى تدفق الغاز، يمكن اكتشاف وجوده في الغرفة بسهولة عن طريق الرائحة. إذا كان المطبخ مصابًا بالغاز قليلًا، يمكنك دخول الغرفة وتهويتها دون أي عواقب صحية.

مع أول أكسيد الكربون، كل شيء أكثر تعقيدا. العلاقة الوثيقة بين ثاني أكسيد الكربون والهواء تمنع الإزالة الفعالة لسحابة الغاز السام. وعندما يبرد، سوف تستقر سحابة الغاز تدريجيًا في منطقة الأرضية. إذا تم تشغيل كاشف أول أكسيد الكربون، أو تم الكشف عن تسرب منتجات الاحتراق من الموقد أو غلاية الوقود الصلب، فمن الضروري اتخاذ تدابير للتهوية على الفور، وإلا فإن الأطفال والحيوانات الأليفة سيكونون أول من يعاني.

كانت خاصية سحابة أول أكسيد الكربون هذه تُستخدم سابقًا على نطاق واسع لمحاربة القوارض والصراصير، لكن فعالية الهجوم بالغاز أقل بكثير من الوسائل الحديثة، كما أن خطر التسمم أعلى بشكل غير متناسب.

لمعلوماتك! يمكن لسحابة غاز ثاني أكسيد الكربون، في غياب التهوية، أن تحتفظ بخصائصها دون تغيير لفترة طويلة.

إذا كان هناك اشتباه في تراكم أول أكسيد الكربون في الطوابق السفلية، وغرف المرافق، وغرف الغلايات، والأقبية، فإن الخطوة الأولى هي ضمان أقصى قدر من التهوية بمعدل تبادل الغاز من 3-4 وحدات في الساعة.

شروط ظهور الأبخرة في الغرفة

يمكن إنتاج أول أكسيد الكربون باستخدام العشرات من التفاعلات الكيميائية، ولكن هذا يتطلب كواشف وشروط محددة لتفاعلها. خطر التسمم بالغاز بهذه الطريقة هو صفر عمليا. تبقى الأسباب الرئيسية لظهور أول أكسيد الكربون في غرفة المرجل أو منطقة المطبخ عاملين:

• ضعف السحب والتدفق الجزئي لمنتجات الاحتراق من مصدر الاحتراق إلى منطقة المطبخ؛
• التشغيل غير السليم لمعدات الغلايات والغاز والأفران.
• الحرائق والحرائق المحلية للبلاستيك والأسلاك والطلاء والمواد البوليمرية؛
• نفايات الغازات من خطوط الصرف الصحي.

يمكن أن يكون مصدر أول أكسيد الكربون هو الاحتراق الثانوي للرماد، ورواسب السخام السائبة في المداخن، والسخام والراتنج المدمج في الطوب في أرفف الموقد وطفايات السخام.

في أغلب الأحيان، يكون مصدر غاز ثاني أكسيد الكربون هو الفحم المشتعل الذي يحترق في صندوق الاحتراق عند إغلاق الصمام. يتم إطلاق الكثير من الغاز بشكل خاص أثناء التحلل الحراري للحطب في غياب الهواء، ويحتل أول أكسيد الكربون ما يقرب من نصف سحابة الغاز. لذلك، فإن أي تجارب لتدخين اللحوم والأسماك باستخدام الضباب الناتج عن نشارة الخشب المشتعلة، يجب إجراؤها فقط في الهواء الطلق.

قد تظهر أيضًا كمية صغيرة من أول أكسيد الكربون أثناء الطهي. على سبيل المثال، أي شخص واجه تركيب غلايات تسخين الغاز مع صندوق نيران مغلق في المطبخ، يعرف كيف تتفاعل أجهزة استشعار أول أكسيد الكربون مع البطاطس المقلية أو أي طعام مطبوخ في الزيت المغلي.

الطبيعة الخبيثة لأول أكسيد الكربون

الخطر الرئيسي لغاز أول أكسيد الكربون هو أنه من المستحيل الإحساس والإحساس بوجوده في جو الغرفة حتى يدخل الغاز إلى الجهاز التنفسي مع الهواء ويذوب في الدم.

تعتمد عواقب استنشاق ثاني أكسيد الكربون على تركيز الغاز في الهواء ومدة بقائه في الغرفة:

• يبدأ الصداع والشعور بالضيق وتطور حالة النعاس عندما يكون محتوى الغاز الحجمي في الهواء 0.009-0.011٪. يمكن للشخص السليم جسديًا أن يتحمل ما يصل إلى ثلاث ساعات من التعرض لجو ملوث؛
• قد يتطور الغثيان وآلام العضلات الشديدة والتشنجات والإغماء وفقدان التوجه بتركيز 0.065-0.07٪. الوقت الذي يقضيه في الغرفة حتى بداية العواقب الحتمية هو 1.5-2 ساعة فقط؛
• عندما يكون تركيز أول أكسيد الكربون أعلى من 0.5%، فإن البقاء لبضع ثوان في مكان ملوث بالغاز يعني الموت.

حتى لو خرج الشخص بأمان من الغرفة ذات التركيز العالي من أول أكسيد الكربون، فسيظل بحاجة إلى رعاية طبية واستخدام الترياق، لأن عواقب تسمم الدورة الدموية وضعف الدورة الدموية في الدماغ ستظل كذلك تظهر، إلا في وقت لاحق قليلا.

يتم امتصاص جزيئات أول أكسيد الكربون جيدًا بواسطة الماء والمحاليل الملحية. ولذلك، غالبا ما تستخدم المناشف والمناديل العادية المبللة بأي ماء متاح كأول وسيلة متاحة للحماية. يتيح لك ذلك منع دخول أول أكسيد الكربون إلى جسمك لبضع دقائق حتى تتمكن من مغادرة الغرفة.

غالبًا ما يتم إساءة استخدام خاصية أول أكسيد الكربون هذه من قبل بعض مالكي معدات التدفئة التي تحتوي على مستشعرات أول أكسيد الكربون المدمجة. عندما يتم تشغيل جهاز استشعار حساس، بدلا من تهوية الغرفة، غالبا ما يتم تغطية الجهاز ببساطة بمنشفة مبللة. ونتيجة لذلك، بعد عشرات من هذه التلاعبات، يفشل جهاز استشعار أول أكسيد الكربون، ويزيد خطر التسمم بأمر من حيث الحجم.

الأنظمة التقنية للكشف عن أول أكسيد الكربون

في الواقع، لا يوجد اليوم سوى طريقة واحدة لمكافحة أول أكسيد الكربون بنجاح، وذلك باستخدام أجهزة إلكترونية خاصة وأجهزة استشعار تسجل التركيزات الزائدة لثاني أكسيد الكربون في الغرفة. يمكنك، بالطبع، القيام بشيء أكثر بساطة، على سبيل المثال، تثبيت تهوية قوية، كما يفعل أولئك الذين يحبون الاسترخاء بجوار مدفأة الطوب الحقيقية. ولكن في مثل هذا الحل، هناك خطر معين للتسمم بأول أكسيد الكربون عند تغيير اتجاه المسودة في الأنبوب، وإلى جانب ذلك، فإن العيش تحت مسودة قوية ليس مفيدًا جدًا للصحة.

جهاز استشعار أول أكسيد الكربون

إن مشكلة التحكم في محتوى أول أكسيد الكربون في جو الغرف السكنية والمرافق اليوم أصبحت ملحة مثل وجود إنذار حريق أو إنذار أمني.

في المتاجر المتخصصة لمعدات التدفئة والغاز، يمكنك شراء عدة خيارات لأجهزة مراقبة محتوى الغاز:

• الإنذارات الكيميائية.
• الماسحات الضوئية بالأشعة تحت الحمراء؛
• أجهزة استشعار الحالة الصلبة.

عادةً ما يكون المستشعر الحساس للجهاز مزودًا بلوحة إلكترونية توفر الطاقة والمعايرة وتحويل الإشارة إلى شكل مفهوم للإشارة. يمكن أن يكون ذلك ببساطة عبارة عن مصابيح LED باللونين الأخضر والأحمر على اللوحة، أو صفارة إنذار صوتية، أو معلومات رقمية لإصدار إشارة إلى شبكة الكمبيوتر، أو نبض تحكم لصمام أوتوماتيكي يوقف إمداد الغاز المنزلي إلى غلاية التدفئة.

من الواضح أن استخدام أجهزة الاستشعار مع صمام إغلاق يتم التحكم فيه يعد إجراءً ضروريًا، ولكن غالبًا ما يقوم مصنعو معدات التدفئة ببناء "مقاومة للخطأ" لتجنب جميع أنواع التلاعب بسلامة معدات الغاز.

أدوات التحكم في الحالة الكيميائية والصلبة

إن النسخة الأرخص والأكثر سهولة من المستشعر المزود بمؤشر كيميائي مصنوعة على شكل قارورة شبكية يسهل اختراقها للهواء. يوجد داخل القارورة قطبان كهربائيان مفصولان بقسم مسامي مشرب بمحلول قلوي. يؤدي ظهور أول أكسيد الكربون إلى تفحيم المنحل بالكهرباء، وتنخفض موصلية المستشعر بشكل حاد، وهو ما تقرأه الإلكترونيات على الفور كإشارة إنذار. بعد التثبيت يكون الجهاز في حالة غير نشطة ولا يعمل إلا بعد وجود آثار لأول أكسيد الكربون في الهواء تتجاوز التركيز المسموح به.

تستخدم مستشعرات الحالة الصلبة أكياسًا من طبقتين من ثاني أكسيد القصدير والروثينيوم بدلاً من قطعة الأسبستوس المشبعة بالقلويات. يؤدي ظهور الغاز في الهواء إلى حدوث عطل بين نقاط الاتصال بجهاز الاستشعار ويطلق الإنذار تلقائيًا.

الماسحات الضوئية والحراس الإلكترونية

أجهزة استشعار تعمل بالأشعة تحت الحمراء تعمل على مبدأ مسح الهواء المحيط. يستشعر مستشعر الأشعة تحت الحمراء المدمج توهج مؤشر الليزر LED، ويتم تنشيط جهاز الزناد بناءً على التغير في شدة امتصاص الإشعاع الحراري بواسطة الغاز.

يمتص ثاني أكسيد الكربون الجزء الحراري من الطيف بشكل جيد للغاية، لذلك تعمل هذه الأجهزة في وضع الحارس أو الماسح الضوئي. ويمكن عرض نتيجة المسح على شكل إشارة ثنائية اللون أو إشارة إلى كمية أول أكسيد الكربون الموجودة في الهواء على مقياس رقمي أو خطي.

أي جهاز استشعار أفضل

لاختيار جهاز استشعار أول أكسيد الكربون بشكل صحيح، من الضروري أن تأخذ في الاعتبار وضع التشغيل وطبيعة الغرفة التي سيتم تركيب جهاز الاستشعار فيها. على سبيل المثال، تعمل أجهزة الاستشعار الكيميائية، التي تعتبر قديمة، بشكل جيد في غرف الغلايات وغرف المرافق. يمكن تركيب جهاز غير مكلف للكشف عن أول أكسيد الكربون في منزلك أو ورشة العمل الخاصة بك. في المطبخ، تصبح الشبكة مغطاة بسرعة بالغبار ورواسب الشحوم، مما يقلل بشكل حاد من حساسية المخروط الكيميائي.

تعمل أجهزة استشعار أول أكسيد الكربون ذات الحالة الصلبة بشكل جيد في جميع الظروف، ولكنها تتطلب مصدر طاقة خارجي قوي للعمل. تكلفة الجهاز أعلى من سعر أنظمة الاستشعار الكيميائية.

أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء هي الأكثر شيوعا اليوم. يتم استخدامها بنشاط لاستكمال أنظمة الأمان لغلايات التدفئة الفردية السكنية. وفي الوقت نفسه، لا تتغير حساسية نظام التحكم عمليا بمرور الوقت بسبب الغبار أو درجة حرارة الهواء. علاوة على ذلك، فإن هذه الأنظمة، كقاعدة عامة، لديها آليات اختبار ومعايرة مدمجة، مما يسمح لك بالتحقق بشكل دوري من أدائها.

تركيب أجهزة مراقبة أول أكسيد الكربون

يجب تركيب أجهزة استشعار أول أكسيد الكربون وصيانتها حصريًا بواسطة موظفين مؤهلين. بشكل دوري، تخضع الأجهزة للفحص والمعايرة والصيانة والاستبدال.

يجب تركيب المستشعر على مسافة من مصدر الغاز من 1 إلى 4 أمتار، ويتم تركيب المستشعرات المبيتة أو البعيدة على ارتفاع 150 سم فوق مستوى الأرض ويجب معايرتها وفقًا لعتبات الحساسية العلوية والسفلية.

العمر التشغيلي لكاشفات أول أكسيد الكربون السكنية هو 5 سنوات.

خاتمة

تتطلب مكافحة تكوين أول أكسيد الكربون رعاية وموقفًا مسؤولاً تجاه المعدات المثبتة. أي تجارب مع أجهزة الاستشعار، وخاصة أشباه الموصلات، تقلل بشكل حاد من حساسية الجهاز، الأمر الذي يؤدي في النهاية إلى زيادة محتوى أول أكسيد الكربون في جو المطبخ والشقة بأكملها، وتسمم جميع سكانها ببطء. إن مشكلة مراقبة أول أكسيد الكربون خطيرة للغاية لدرجة أنه من الممكن أن يصبح استخدام أجهزة الاستشعار في المستقبل إلزاميًا لجميع فئات التدفئة الفردية.

0.00125 (عند 0 درجة مئوية) جم/سم3 الخصائص الحرارية درجة حرارة الانصهار -205 درجة مئوية درجة حرارة الغليان -191.5 درجة مئوية المحتوى الحراري للتكوين (st. conv.) −110.52 كيلوجول/مول الخواص الكيميائية الذوبان في الماء 0.0026 جم/100 مل تصنيف ريج. CAS رقم 630-08-0 ريج. رقم بوبتشيم 281 ريج. رقم اينكس 211-128-3 ابتسامات # رقم التسجيل في المفوضية الأوروبية 006-001-00-2 RTECS FG3500000

أول أكسيد الكربون (أول أكسيد الكربون, أول أكسيد الكربون, أول أكسيد الكربون) هو غاز سام عديم اللون (في الظروف العادية) وليس له طعم أو رائحة. الصيغة الكيميائية - CO. حدود التركيز الدنيا والعليا لانتشار اللهب: من 12.5 إلى 74% (من حيث الحجم).

هيكل الجزيء

يحتوي جزيء ثاني أكسيد الكربون على رابطة ثلاثية، تمامًا مثل جزيء النيتروجين N2. نظرًا لأن هذه الجزيئات متشابهة في البنية (متساوية الإلكترون، ثنائية الذرة، لها كتلة مولية مماثلة)، فإن خصائصها متشابهة أيضًا - نقاط انصهار وغليان منخفضة جدًا، وانتروبيا قياسية مماثلة، وما إلى ذلك.

نظرًا لوجود رابطة ثلاثية، فإن جزيء ثاني أكسيد الكربون قوي جدًا (طاقة التفكك 1069 كيلو جول/مول، أو 256 كيلو كالوري/مول، وهي أكبر من أي جزيئات ثنائية الذرة أخرى) وله مسافة صغيرة بين النواة (d C≡ O = 0.1128 نانومتر أو 1.13 أنجستروم).

الجزيء مستقطب ضعيف، والعزم الكهربائي لثنائي القطب هو μ = 0.04·10 −29 C m. أظهرت العديد من الدراسات أن الشحنة السالبة في جزيء ثاني أكسيد الكربون تتركز على ذرة الكربون C − ←O + (اتجاه عزم ثنائي القطب في الجزيء معاكس للاتجاه المفترض سابقًا). احتمال التأين 14.0 فولت، قوة اقتران ثابتة ك = 18.6.

ملكيات

أول أكسيد الكربون (II) هو غاز عديم اللون والطعم والرائحة. قابلة للاشتعال إن ما يسمى بـ "رائحة أول أكسيد الكربون" هي في الواقع رائحة الشوائب العضوية.

الأنواع الرئيسية للتفاعلات الكيميائية التي يشارك فيها أول أكسيد الكربون (II) هي تفاعلات الإضافة وتفاعلات الأكسدة والاختزال، والتي يُظهر فيها خصائص اختزال.

في درجات حرارة الغرفة، يكون ثاني أكسيد الكربون غير نشط؛ ويزداد نشاطه الكيميائي بشكل كبير عند تسخينه وفي المحاليل (وبالتالي، في المحاليل فإنه يقلل الأملاح، وغيرها إلى معادن موجودة بالفعل في درجة حرارة الغرفة. وعند تسخينه، فإنه يقلل أيضًا من المعادن الأخرى، على سبيل المثال CO + CuO → Cu + CO 2. يستخدم على نطاق واسع في علم المعادن الحراري، تفاعل ثاني أكسيد الكربون في المحلول مع كلوريد البلاديوم هو الأساس للكشف النوعي لثاني أكسيد الكربون، انظر أدناه).

غالبًا ما تحدث أكسدة ثاني أكسيد الكربون في المحلول بمعدل ملحوظ فقط في وجود محفز. عند اختيار الأخير، تلعب طبيعة العامل المؤكسد الدور الرئيسي. وبالتالي، فإن KMnO 4 يتأكسد ثاني أكسيد الكربون بسرعة أكبر في وجود الفضة المطحونة جيدًا، K 2 Cr 2 O 7 - في وجود الأملاح، KClO 3 - في وجود OsO 4. بشكل عام، يتشابه ثاني أكسيد الكربون في خصائصه المختزلة مع الهيدروجين الجزيئي.

أقل من 830 درجة مئوية، عامل الاختزال الأقوى هو ثاني أكسيد الكربون، أعلاه - الهيدروجين. وبالتالي فإن توازن التفاعل هو:

يتم نقل ما يصل إلى 830 درجة مئوية إلى اليمين، وفوق 830 درجة مئوية إلى اليسار.

ومن المثير للاهتمام أن هناك بكتيريا تحصل من خلال أكسدة ثاني أكسيد الكربون على الطاقة التي تحتاجها للحياة.

يحترق أول أكسيد الكربون (II) بلهب أزرق (درجة حرارة التفاعل 700 درجة مئوية) في الهواء:

ΔG° 298 = −257 كيلوجول، ΔS° 298 = −86 J/K

يمكن أن تصل درجة حرارة احتراق ثاني أكسيد الكربون إلى 2100 درجة مئوية؛ وهو عبارة عن احتراق متسلسل، حيث تعمل كميات صغيرة من المركبات المحتوية على الهيدروجين (الماء والأمونيا وكبريتيد الهيدروجين وما إلى ذلك) كمحفزات.

نظرًا لهذه القيمة الحرارية الجيدة، يعد ثاني أكسيد الكربون أحد مكونات مخاليط الغاز التقنية المختلفة (انظر، على سبيل المثال، غاز المولدات)، المستخدمة، من بين أمور أخرى، للتدفئة.

الهالوجينات. لقد تلقى التفاعل مع الكلور أكبر تطبيق عملي:

التفاعل طارد للحرارة، وتأثيره الحراري هو 113 كيلوجول، وفي وجود محفز (الكربون المنشط) يحدث في درجة حرارة الغرفة. نتيجة للتفاعل، يتم تشكيل الفوسجين، وهي مادة تستخدم على نطاق واسع في مختلف فروع الكيمياء (وكذلك كعامل حربي كيميائي). ومن خلال تفاعلات مماثلة، يمكن الحصول على COF 2 (فلوريد الكربونيل) وCOBr 2 (بروميد الكربونيل). لم يتم الحصول على يوديد الكربونيل. تتناقص الطاردة للحرارة للتفاعلات بسرعة من F إلى I (بالنسبة للتفاعلات مع F 2 يكون التأثير الحراري 481 كيلو جول، مع Br 2 - 4 كيلو جول). ومن الممكن أيضًا الحصول على مشتقات مختلطة، على سبيل المثال COFCl (لمزيد من التفاصيل، راجع مشتقات الهالوجين من حمض الكربونيك).

من خلال تفاعل ثاني أكسيد الكربون مع F 2، بالإضافة إلى فلوريد الكربونيل، يمكن الحصول على مركب البيروكسيد (FCO) 2 O 2 . خصائصه: نقطة الانصهار -42 درجة مئوية، نقطة الغليان +16 درجة مئوية، لها رائحة مميزة (تشبه رائحة الأوزون)، عند تسخينها فوق 200 درجة مئوية، تتحلل بشكل متفجر (منتجات التفاعل CO 2 وO 2 وCOF 2) )، في الوسط الحمضي يتفاعل مع يوديد البوتاسيوم وفقا للمعادلة:

يتفاعل أول أكسيد الكربون (II) مع الكالكوجينات. مع الكبريت يشكل كبريتيد الكربون COS، ويحدث التفاعل عند تسخينه، وفقا للمعادلة:

ΔG° 298 = −229 كيلوجول، ΔS° 298 = −134 J/K

تم الحصول أيضًا على سيلينوكسيد الكربون المماثل COSe وCOTe تيلوروكسيد الكربون.

يستعيد SO 2:

مع المعادن الانتقالية تشكل مركبات متطايرة وقابلة للاشتعال وسامة - الكربونيلات، مثل Cr(CO) 6، Ni(CO) 4، Mn 2 CO 10، Co 2 (CO) 9، إلخ.

أول أكسيد الكربون (II) قابل للذوبان بشكل طفيف في الماء، لكنه لا يتفاعل معه. كما أنه لا يتفاعل مع محاليل القلويات والأحماض. ومع ذلك، فإنه يتفاعل مع القلويات المصهورة لتكوين الفورمات المقابلة:

تفاعل أول أكسيد الكربون (II) مع معدن البوتاسيوم في محلول الأمونيا مثير للاهتمام. وينتج عن ذلك المركب المتفجر ثاني أكسيد كربونات البوتاسيوم:

يرجع التأثير السام لأول أكسيد الكربون (II) إلى تكوين كربوكسي هيموجلوبين - وهو مركب كربونيل أقوى بكثير مع الهيموجلوبين، مقارنة بمركب الهيموجلوبين مع الأكسجين (أوكسي هيموجلوبين)، وبالتالي يمنع عمليات نقل الأكسجين والتنفس الخلوي. وتركيزه في الهواء أكثر من 0.1% يؤدي إلى الوفاة خلال ساعة واحدة.

تاريخ الاكتشاف

تم تحضير أول أكسيد الكربون (II) لأول مرة بواسطة الكيميائي الفرنسي جاك دي لاسون عن طريق تسخين أكسيد الزنك مع الفحم، ولكن في البداية تم الخلط بينه وبين الهيدروجين لأنه يحترق بلهب أزرق.

حقيقة أن هذا الغاز يحتوي على الكربون والأكسجين اكتشفها الكيميائي الإنجليزي ويليام كروكشانك. تم اكتشاف أول أكسيد الكربون (II) خارج الغلاف الجوي للأرض لأول مرة من قبل العالم البلجيكي م. ميجوت في عام 1949 من خلال وجود نطاق اهتزازي دوراني رئيسي في طيف الأشعة تحت الحمراء للشمس.

إيصال

الطريقة الصناعية

• تتشكل أثناء احتراق الكربون أو المركبات القائمة على الكربون (مثل البنزين) في ظل ظروف نقص الأكسجين:

(التأثير الحراري لهذا التفاعل هو 220 كيلوجول)،

• أو عند تقليل ثاني أكسيد الكربون بالفحم الساخن:

(ΔH=172 كيلوجول، ΔS=176 J/K)

يحدث هذا التفاعل أثناء حريق الموقد عندما يتم إغلاق مخمد الموقد في وقت مبكر جدًا (قبل أن يحترق الفحم تمامًا). ويسبب أول أكسيد الكربون (II) الناتج، بسبب سميته، اضطرابات فسيولوجية ("الأبخرة") وحتى الموت (انظر أدناه)، ومن هنا أحد الأسماء التافهة - "أول أكسيد الكربون".

تفاعل اختزال ثاني أكسيد الكربون قابل للعكس؛ ويظهر الرسم البياني تأثير درجة الحرارة على حالة توازن هذا التفاعل. يتم ضمان تدفق التفاعل إلى اليمين بواسطة عامل الإنتروبيا، وإلى اليسار بواسطة عامل الإنثالبي. عند درجات حرارة أقل من 400 درجة مئوية، ينزاح التوازن بالكامل تقريبًا إلى اليسار، وعند درجات حرارة أعلى من 1000 درجة مئوية إلى اليمين (باتجاه تكوين ثاني أكسيد الكربون). عند درجات الحرارة المنخفضة، يكون معدل هذا التفاعل منخفضًا جدًا، لذلك يكون أول أكسيد الكربون (II) مستقرًا تمامًا في الظروف العادية. هذا التوازن له اسم خاص توازن بدوار.

• يتم الحصول على مخاليط أول أكسيد الكربون (II) مع مواد أخرى عن طريق تمرير الهواء وبخار الماء وما إلى ذلك عبر طبقة من فحم الكوك الساخن أو الفحم أو الفحم البني وما إلى ذلك (انظر غاز المولد وغاز الماء والغاز المختلط وغاز التخليق).

طريقة المختبر

• تحلل حمض الفورميك السائل تحت تأثير حمض الكبريتيك المركز الساخن، أو تمرير حمض الفورميك على أكسيد الفوسفور P 2 O 5. مخطط رد الفعل:

ومن الممكن أيضًا معالجة حمض الفورميك بحمض الكلوروسلفونيك. ويحدث هذا التفاعل عند درجات الحرارة العادية وفق المخطط التالي:

• تسخين خليط من أحماض الأكساليك والكبريتيك المركزة. يستمر التفاعل وفقا للمعادلة:

يمكن إزالة ثاني أكسيد الكربون المنطلق مع ثاني أكسيد الكربون عن طريق تمرير الخليط عبر ماء الباريت.

• تسخين خليط من هيكسسيانوفيرات البوتاسيوم (II) مع حامض الكبريتيك المركز. يستمر التفاعل وفقا للمعادلة:

تحديد أول أكسيد الكربون (II)

يمكن تحديد وجود ثاني أكسيد الكربون نوعيًا عن طريق تغميق محاليل كلوريد البلاديوم (أو الورق المنقوع في هذا المحلول). يرتبط السواد بإطلاق معدن البلاديوم الناعم وفقًا للمخطط التالي:

رد الفعل هذا حساس للغاية. المحلول القياسي: 1 جرام من كلوريد البلاديوم لكل لتر من الماء.

يعتمد التحديد الكمي لأول أكسيد الكربون (II) على التفاعل اليودوميتري:

طلب

• أول أكسيد الكربون (II) هو كاشف وسيط يستخدم في التفاعلات مع الهيدروجين في العمليات الصناعية الحرجة لإنتاج كحولات عضوية وهيدروكربونات مستقيمة.
• يستخدم أول أكسيد الكربون (II) في معالجة اللحوم والأسماك الحيوانية، مما يمنحها لونًا أحمر لامعًا ومظهرًا طازجًا دون تغيير الطعم (ar: دخان واضح أو en: تقنية الدخان المذاق). تركيز ثاني أكسيد الكربون المسموح به هو 200 ملجم/كجم من اللحوم.
• استخدم النازيون أول أكسيد الكربون المنبعث من عادم المحرك خلال الحرب العالمية الثانية للقتل الجماعي للناس من خلال التسمم.

أول أكسيد الكربون (II) في الغلاف الجوي للأرض

هناك مصادر طبيعية وبشرية للدخول