Karbon monoksit molekulyar quruluşa malikdir. Diqqətlə! Evdə dəm qazı! Normal insan fiziologiyası
Karbon iki son dərəcə sabit oksid (CO və CO 2), üç daha az dayanıqlı oksid (C 3 O 2, C 5 O 2 və C 12 O 9), bir sıra qeyri-sabit və ya zəif öyrənilmiş oksidlər (C 2 O, C 2) əmələ gətirir. O 3 və s.) və stoxiometrik olmayan qrafit oksidi. Sadalanan oksidlər arasında CO və CO 2 xüsusi rol oynayır.
TƏrif
Dəm Normal şəraitdə yanan qaz rəngsiz və qoxusuz olur.
Oksigen-hemoqlobin kompleksindən təxminən 300 dəfə daha sabit olan hemoglobinlə kompleks yaratmaq qabiliyyətinə görə olduqca zəhərlidir.
TƏrif
Karbon qazı normal şəraitdə havadan təxminən 1,5 dəfə ağır olan rəngsiz bir qazdır, ona görə də maye kimi bir qabdan digərinə tökülə bilir.
Normal şəraitdə 1 litr CO 2-nin kütləsi 1,98 q-dır.Karbon qazının suda həllolma qabiliyyəti aşağıdır: 20 o C-də 1 həcm su 0,88 həcmdə CO 2, 0 o C-də isə 1,7 həcmdə həll edir.
Oksigen və ya hava çatışmazlığı ilə karbonun birbaşa oksidləşməsi CO meydana gəlməsinə səbəb olur, kifayət qədər miqdarda CO 2 əmələ gəlir. Bu oksidlərin bəzi xüsusiyyətləri cədvəldə verilmişdir. 1.
Cədvəl 1. Karbon oksidlərinin fiziki xassələri.
Karbonmonoksit istehsalı
Təmiz CO laboratoriyada qarışqa turşusunu (HCOOH) konsentratlaşdırılmış sulfat turşusu ilə ~140 °C-də qurutmaqla əldə edilə bilər:
HCOOH = CO + H2O.
Kiçik miqdarda karbon qazı turşuların karbonatlara təsiri ilə asanlıqla əldə edilə bilər:
CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2.
Sənaye miqyasında CO 2 əsasən ammonyak sintezi prosesində əlavə məhsul kimi istehsal olunur:
CH 4 + 2H 2 O = CO 2 + 4H 2;
CO + H 2 O = CO 2 + H 2.
Əhəng daşının yandırılması nəticəsində böyük miqdarda karbon qazı əmələ gəlir:
CaCO 3 = CaO + CO 2.
Dəm qazının kimyəvi xassələri
Karbonmonoksit yüksək temperaturda kimyəvi reaktivdir. Güclü azaldıcı agent olduğunu sübut edir. Oksigen, xlor, kükürd, ammonyak, qələvilər, metallarla reaksiya verir.
CO + NaOH = Na(HCOO) (t = 120 - 130 o C, p);
CO + H 2 = CH 4 + H 2 O (t = 150 - 200 o C, kat. Ni);
CO + 2H 2 = CH 3 OH (t = 250 - 300 o C, kat. CuO/Cr 2 O 3);
2CO + O 2 = 2CO 2 (kat. MnO 2 /CuO);
CO + Cl 2 = CCl 2 O(t = 125 - 150 o C, kat. C);
4CO + Ni = (t = 50 - 100 o C);
5CO + Fe = (t = 100 - 200 o C, p).
Karbon qazı asidik xüsusiyyətlərə malikdir: qələvilər və ammonyak hidratla reaksiya verir. Aktiv metallar, hidrogen, karbonla azaldılır.
CO 2 + NaOH seyreltilmiş = NaHCO 3;
CO 2 + 2NaOH konsentrasiyası = 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, kat. Cu 2 O);
CO 2 + C = 2CO (t > 1000 o C);
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.
Karbonmonoksitin tətbiqi
Karbonmonoksit generator qazı və ya su qazı şəklində yanacaq kimi geniş istifadə olunur və bir çox metalların kömürlə reduksiya edilərək oksidlərindən ayrılması zamanı da əmələ gəlir. İstehsal qazı havanın isti kömürdən keçməsi ilə əldə edilir. Tərkibində H2 və CH4 62 izləri ilə təxminən 25% CO, 4% CO2 və 70% N2 var.
Karbon qazının istifadəsi ən çox onun fiziki xüsusiyyətləri ilə bağlıdır. Soyuducu, qazlı içkilər üçün, yüngül (köpüklü) plastiklərin istehsalında, həmçinin inert atmosfer yaratmaq üçün qaz kimi istifadə olunur.
Problemin həlli nümunələri
NÜMUNƏ 1
NÜMUNƏ 2
| Məşq edin | Karbonmonoksit (IV)CO 2-nin havadan neçə dəfə ağır olduğunu müəyyən edin. |
| Həll | Verilmiş qazın kütləsinin eyni həcmdə, eyni temperaturda və eyni təzyiqdə götürülmüş digər qazın kütləsinə nisbətinə birinci qazın ikinci qazın nisbi sıxlığı deyilir. Bu dəyər birinci qazın ikinci qazdan neçə dəfə ağır və ya yüngül olduğunu göstərir. Havanın nisbi molekulyar çəkisi 29 (havada azot, oksigen və digər qazların miqdarı nəzərə alınmaqla) qəbul edilir. Qeyd etmək lazımdır ki, "havanın nisbi molekulyar kütləsi" anlayışı şərti olaraq istifadə olunur, çünki hava qazların qarışığıdır. D hava (CO 2) = M r (CO 2) / M r (hava); D hava (CO 2) = 44 / 29 = 1,517. M r (CO 2) = A r (C) + 2×A r (O) = 12 + 2× 16 = 12 + 32 = 44. |
| Cavab verin | Karbonmonoksit (IV)CO 2 havadan 1,517 dəfə ağırdır. |
Üçlü bağa malikdir. Bu molekullar quruluşca oxşar olduğundan, xassələri də oxşardır - çox aşağı ərimə və qaynama nöqtələri, standart entropiyaların yaxın dəyərləri və s.
Valentlik bağı metodu çərçivəsində CO molekulunun strukturunu aşağıdakı düsturla təsvir etmək olar: C≡O:, üçüncü rabitə isə donor-akseptor mexanizminə görə əmələ gəlir, burada karbon elektron cütünün donorudur. , və oksigen qəbuledicidir.
Molekulyar orbital metoda görə, həyəcanlanmamış CO molekulunun elektron konfiqurasiyası σ 2 O σ 2 z π 4 x, y σ 2 C-dir. Üçlü bağ yarandı σ -sərəfindən yaranan əlaqə σ z elektron cütü və elektronlar ikiqat degenerasiya səviyyəsindədir π x, y ikiyə uyğundur σ - əlaqələr. Bağlanmayan σ C orbitallarındakı və σ O orbitallarındakı elektronlar biri atomda, digəri atomda lokallaşdırılmış iki elektron cütlüyünə uyğundur.
Üçlü bağın mövcudluğuna görə, CO molekulu çox güclüdür (dissosiasiya enerjisi 1069 kJ/mol və ya 256 kkal/mol, digər diatomik molekullardan böyükdür) və kiçik nüvələrarası məsafəyə malikdir (d C≡). O = 0,1128 nm və ya 1. 13Å).
Molekul zəif qütbləşmişdir, onun dipolunun elektrik anı μ = 0,04·10 -29 C m (dipol momentinin istiqaməti C - →O +). İonlaşma potensialı 14,0 V, güc birləşmə sabiti k = 18,6.
Kəşf tarixi
Karbon monoksit ilk dəfə fransız kimyaçısı Jak de Lasson tərəfindən sink oksidi kömürlə qızdırmaqla istehsal edilmiş, lakin mavi alovla yandığı üçün əvvəlcə hidrogenlə səhv salınmışdı. Bu qazın tərkibində karbon və oksigen olması faktını ingilis kimyaçısı Uilyam Kruikşank kəşf etmişdir. Yer atmosferindəki dəm qazı ilk dəfə 1949-cu ildə Belçika alimi M.Migeotte tərəfindən Günəşin İQ spektrində əsas vibrasiya-fırlanma zolağının olması ilə aşkar edilmişdir.
Yer atmosferində karbonmonoksit
Təbii və antropogen giriş mənbələri var. Təbii şəraitdə Yer səthində CO üzvi birləşmələrin natamam anaerob parçalanması zamanı və biokütlənin yanması zamanı, əsasən meşə və çöl yanğınları zamanı əmələ gəlir. Dəm qazı torpaqda həm bioloji (canlı orqanizmlər tərəfindən buraxılan), həm də bioloji olmayan şəkildə əmələ gəlir. Birinci hidroksil qrupuna nisbətən orto- və ya para-vəzifələrdə OCH 3 və ya OH qruplarını ehtiva edən torpaqlarda geniş yayılmış fenolik birləşmələr hesabına karbonmonoksidin buraxılması eksperimental olaraq sübut edilmişdir.
Qeyri-bioloji CO2 istehsalı ilə onun mikroorqanizmlər tərəfindən oksidləşməsi arasındakı ümumi tarazlıq xüsusi ətraf mühit şəraitindən, ilk növbədə məqsəddən asılıdır. Məsələn, dəm qazı arid torpaqlardan birbaşa atmosferə atılır və bununla da bu qazın konsentrasiyasında yerli maksimumlar yaranır.
Atmosferdə CO metan və digər karbohidrogenlərin (ilk növbədə izopren) iştirak etdiyi reaksiya zəncirlərinin məhsuludur.
CO-nun əsas antropogen mənbəyi hazırda daxili yanma mühərriklərinin işlənmiş qazlarıdır. Karbonmonoksit daxili yanma mühərriklərində karbohidrogen yanacaqlarının qeyri-kafi temperaturda və ya pis hava təchizatı parametrlərində (CO-nun CO 2-yə oksidləşməsi üçün kifayət qədər oksigenin olmaması) yandırıldıqda əmələ gəlir. Keçmişdə atmosferə CO-nun antropogen girişinin əhəmiyyətli bir hissəsi daxili işıqlandırma üçün istifadə olunan işıqlandırıcı qazla təmin edilirdi. Tərkibinə görə təxminən uyğun gəlirdi, yəni 45%-ə qədər karbonmonoksit ehtiva edirdi. Hal-hazırda kommunal sektorda bu qaz daha az zəhərli təbii qazla əvəz olunur (homoloji seriyanın aşağı nümayəndələri - propan və s.)
Təbii və antropogen mənbələrdən CO daxilolmaları təxminən eynidir.
Atmosferdə karbonmonoksit sürətlə dövriyyədədir: onun orta qalma müddəti təxminən 0,1 ildir, hidroksillə karbon qazına oksidləşir.
Qəbz
Sənaye üsulu
2C + O 2 → 2CO (bu reaksiyanın istilik effekti 22 kJ-dir),
2. və ya isti kömürlə bərpa edərkən:
CO 2 + C ↔ 2CO (ΔH=172 kJ, ΔS=176 J/K).
Bu reaksiya tez-tez soba damperi çox erkən bağlandıqda (kömürlər tamamilə yanmazdan əvvəl) soba yanğınında baş verir. Bu vəziyyətdə əmələ gələn karbonmonoksit, toksikliyinə görə, fizioloji pozğunluqlara ("tüstü") və hətta ölümə səbəb olur (aşağıya bax), buna görə də mənasız adlardan biri - "karbon monoksit". Ocaqda baş verən reaksiyaların şəkli diaqramda göstərilmişdir.
Karbon qazının azaldılması reaksiyası geri çevrilir, temperaturun bu reaksiyanın tarazlıq vəziyyətinə təsiri qrafikdə göstərilmişdir. Reaksiyanın sağa axını entropiya faktoru, sola isə entalpiya faktoru ilə təmin edilir. 400°C-dən aşağı temperaturda tarazlıq demək olar ki, tamamilə sola, 1000°C-dən yuxarı temperaturda isə sağa (CO əmələ gəlməsinə doğru) sürüşür. Aşağı temperaturda bu reaksiyanın sürəti çox aşağıdır, buna görə də karbonmonoksit normal şəraitdə kifayət qədər sabitdir. Bu tarazlığın xüsusi adı var Boudoir balansı.
3. Dəm qazının digər maddələrlə qarışıqları hava, su buxarları və s., isti koks, kömür və ya qəhvəyi kömür və s. qatından keçməklə əldə edilir (bax,).
Laboratoriya üsulu
Fizioloji təsir, toksiklik
Dəm qazı çox təhlükəlidir, çünki səbəb olmur və hətta... Zəhərlənmə əlamətlərinə baş ağrısı, başgicəllənmə və huşunu itirmə daxildir. Dəm qazının zəhərli təsiri onun qana oksigendən daha güclü bağlanmasına (bu, karboksihemoqlobini əmələ gətirir), bununla da oksigen nəqli və hüceyrə tənəffüsü proseslərinin qarşısını almasına əsaslanır. sənaye müəssisələrinin havasında dəm qazı 0,02 mq/l təşkil edir.
TLV (limit konsentrasiyası, ABŞ): 25 ppm; 29 mq/m 3 (TWA kimi - ABŞ növbəsi ortalaması) (ACGIH 1994-1995). MAC (maksimum icazə verilən konsentrasiya, ABŞ): 30 ppm; 33 mq/m3; Hamiləlik: B (MAK səviyyəsində belə zərərli təsir mümkündür) (1993)
Karbonmonoksitdən qorunma
Xüsusiyyətlər
Karbonmonoksit rəngsiz, dadsız və qoxusuz qazdır. "Dəm qazı qoxusu" əslində üzvi çirklərin qoxusudur.
| Molekulyar kütlə | 28,01 |
| Ərimə temperaturu | -205°C |
| Qaynama temperaturu | -191,5°C |
| Həlledicilik | Çox az həll olunur (20°C-də 2,3 ml CO/100 ml H 2 O) |
| Sıxlıq ρ | 0,00125 q/sm 3 (0°C-də) |
| ΔH əmələ gəlməsinin standart entalpiyası | −110,52 kJ/mol (q) (298 K-da) |
| Standart Gibbs əmələ gəlmə enerjisi ΔG | −137,14 kJ/mol (q) (298 K-da) |
| S formasının standart entropiyası | 197,54 J/mol K (g) (298 K-da) |
| Standart molar C p | 29,11 J/mol K (q) (298 K-da) |
| Ərimə entalpiyası ΔH pl | 0,838 kJ/mol |
| ΔH qaynama entalpiyası | 6,04 kJ/mol |
| t tənqid | -140,23°C |
| P tənqidi | 3,499 MPa |
| ρ tənqid | 0,301 q/sm 3 |
Karbonmonoksidin iştirak etdiyi kimyəvi reaksiyaların əsas növləri əlavə reaksiyalardır və azaldıcı xüsusiyyətlər nümayiş etdirir.
Otaq temperaturunda CO hərəkətsizdir, onun kimyəvi aktivliyi qızdırıldıqda və məhlullarda əhəmiyyətli dərəcədə artır (məsələn, məhlullarda o, duzları və digərlərini artıq otaq temperaturunda metallara azaldır. Qızdırıldıqda digər metalları da azaldır, məsələn, CO + CuO → Cu + CO 2 Bu, pirometallurgiyada geniş istifadə olunur.CO-nun palladium xlorid ilə məhluldakı reaksiyası CO-nun keyfiyyətcə aşkarlanması üçün əsasdır, aşağıya baxın).
CO-nun məhlulda oksidləşməsi çox vaxt yalnız katalizatorun iştirakı ilə nəzərə çarpan sürətlə baş verir. Sonuncunu seçərkən əsas rolu oksidləşdirici maddənin təbiəti oynayır. Beləliklə, CO ən tez xırda doğranmış gümüşün, - duzların varlığında, - OsO 4-ün varlığında oksidləşir. Ümumiyyətlə, CO molekulyar hidrogenin azaldıcı xüsusiyyətlərinə bənzəyir.
830°C-dən aşağı temperaturda daha güclü azaldıcı maddə CO, yuxarıda isə hidrogendir. Beləliklə, reaksiya tarazlığı:
H 2 O + CO ↔ CO 2 + H 2 + 42 kJ
830 ° C-ə qədər sağa, 830 ° C-dən yuxarı sola sürüşür.
Maraqlıdır ki, CO-nun oksidləşməsi yolu ilə həyat üçün lazım olan enerjini əldə edən bakteriyalar var.
Karbonmonoksit havada mavi alovla (reaksiya temperaturu 700°C) yanır:
CO + 1 / 2 O 2 → 2CO 2 ΔG° 298 = −257 kJ, ΔS° 298 = −86 J/K
CO-nun yanma temperaturu 2100°C-ə çata bilər, bu, zəncirvari yanmadır, az miqdarda hidrogen tərkibli birləşmələr (su və s.) təşəbbüskar kimi xidmət edir.
Belə yaxşı kalorifik dəyərə görə, CO müxtəlif texniki qaz qarışıqlarının tərkib hissəsidir (məsələn, bax), digər şeylər arasında istilik üçün istifadə olunur.
Karbon monoksit ilə reaksiya verir. Ən böyük praktik tətbiqi ilə reaksiya
Dəm– CO (karbonmonoksit) həyat verən oksigendən daha güclü birləşən ölümcül və məkrli bir zəhərdir. Dadı və qoxusu olmayan rəngsiz, zəhərli (normal şəraitdə) qazdır. Kimyəvi formula - CO. Karbonmonoksit hemoglobinin 80%-i ilə birləşdikdə ölüm baş verir. Avtomobilin işlənmiş qazlarında dəm qazı (12%-ə qədər) olur.
Karbonmonoksidin iştirak etdiyi kimyəvi reaksiyaların əsas növləri əlavə reaksiyalar və azaldıcı xüsusiyyətlər nümayiş etdirən redoks reaksiyalarıdır.
Otaq temperaturunda karbonmonoksit qeyri-aktivdir, onun kimyəvi aktivliyi qızdırıldıqda və məhlullarda əhəmiyyətli dərəcədə artır. Beləliklə, məhlullarda Au, Pt, Pd və başqalarının duzlarını otaq temperaturunda artıq metallara qədər azaldır. Qızdırıldıqda digər metalları da azaldır, məsələn, CO + CuO = Cu + CO 2. Pirometallurgiyada geniş istifadə olunur. Dəm qazının keyfiyyətcə aşkarlanması üsulu CO-nun palladium xlorid ilə məhluldakı reaksiyasına əsaslanır.
Maraqlıdır ki, CO-nun oksidləşməsi ilə həyat üçün lazım olan enerjini əldə edə bilən heyvanlar var.
Artıq qeyd edildiyi kimi, dəm qazı çox təhlükəlidir. Zəhərlənmə əlamətləri: baş ağrısı və başgicəllənmə; tinnitus, nəfəs darlığı, ürək döyüntüsü, gözlərin qarşısında titrəmə, üzün qızartı, ümumi zəiflik, ürəkbulanma, bəzən qusma var; ağır hallarda konvulsiyalar, huşun itirilməsi, koma.
Bəzi ehtiyatsız sürücülərin qışda qarajda saxlanılan, qapısı bağlı olan avtomobildə gecələməsi halları olub. İsti yatmaq üçün mühərriki işə saldılar və o, boş qaldı. Bir qayda olaraq qarajda dəm qazı yığılıb və belə ehtiyatsız insanlar ölüb. Bir kitabın müəllifi haqlı olaraq qeyd etmişdir ki, “kiçik qarajda qapısı bağlı halda mühərriki işə salmaq intihardır”.
CO-nun zəhərli təsiri karboksihemoqlobinin əmələ gəlməsi ilə əlaqədardır - oksigen ilə hemoglobin kompleksi ilə müqayisədə hemoglobin ilə daha güclü karbonil kompleksi. Beləliklə, oksigen nəqli və hüceyrə tənəffüsü prosesləri bloklanır. Havada 0,1%-dən çox konsentrasiya bir saat ərzində ölümə səbəb olur.
Karbonmonoksitin hemoglobinlə birləşməsi geri çevrilir. Qurbanı təmiz havaya çıxarmaq lazımdır. Yüngül zəhərlənmə üçün ağciyərlərin oksigenlə hiperventilyasiyası kifayətdir.
Yer atmosferinə daxil olan dəm qazının təbii və antropogen mənbələri var. Təbii və antropogen mənbələrdən CO daxilolmaları təxminən eynidir. Təbii şəraitdə Yerin səthində dəm qazı üzvi birləşmələrin natamam anaerob parçalanması zamanı və biokütlənin yanması zamanı, əsasən meşə və çöl yanğınları zamanı əmələ gəlir.
CO-nun əsas antropogen mənbəyi hazırda daxili yanma mühərriklərinin işlənmiş qazlarıdır.
İstənilən formada məişət yanacağı üçün nəzərdə tutulmuş istilik sistemlərinin - sobaların, qazanların, qazanların, su qızdırıcılarının istismarı ilə məşğul olan hər kəs dəm qazının insanlar üçün nə qədər təhlükəli olduğunu bilir. Qaz vəziyyətində onu zərərsizləşdirmək olduqca çətindir, dəm qazı ilə mübarizə üçün effektiv ev üsulları yoxdur, buna görə də əksər qoruyucu tədbirlər havada karbonmonoksitin qarşısını almaq və vaxtında aşkar etməyə yönəldilmişdir.
Zəhərli bir maddənin xüsusiyyətləri
Dəm qazının təbiətində və xassələrində qeyri-adi heç nə yoxdur. Əsasən, kömür və ya kömür tərkibli yanacağın qismən oksidləşməsinin məhsuludur. Dəm qazının formulu sadə və sadədir - CO, kimyəvi cəhətdən - karbon monoksit. Bir karbon atomu bir oksigen atomuna bağlıdır. Üzvi yanacağın yanma proseslərinin təbiəti belədir ki, karbonmonoksit istənilən alovun tərkib hissəsidir.
Yanğın qutusunda qızdırıldıqda, kömürlər, əlaqəli yanacaqlar, torf və odun karbonmonoksit qazına çevrilir və yalnız bundan sonra hava axını ilə yandırılır. Karbon qazı yanma kamerasından otağa sızıbsa, karbon axını otaqdan havalandırma ilə çıxarılana və ya yığılaraq döşəmədən tavana qədər bütün məkanı doldurana qədər sabit vəziyyətdə qalacaq. Sonuncu vəziyyətdə, otağın atmosferində zəhərli buxarların konsentrasiyasının ən kiçik artımına cavab verən yalnız elektron karbonmonoksit sensoru vəziyyəti xilas edə bilər.
Karbonmonoksit haqqında nə bilmək lazımdır:
- Standart şəraitdə dəm qazının sıxlığı 1,25 kq/m3 təşkil edir ki, bu da havanın xüsusi çəkisi 1,25 kq/m3-ə çox yaxındır. İsti və hətta isti monooksid asanlıqla tavana qalxır və soyuduqca havaya çökür və qarışır;
- Karbonmonoksit yüksək konsentrasiyalarda belə dadsız, rəngsiz və qoxusuzdur;
- Karbonmonoksitin əmələ gəlməsinə başlamaq üçün karbonla təmasda olan metalı 400-500 o C temperaturda qızdırmaq kifayətdir;
- Qaz havada yanmağa qadirdir, böyük miqdarda istilik buraxır, təxminən 111 kJ/mol.
Dəm qazının inhalyasiyası təkcə təhlükəli deyil, qaz-hava qarışığı həcm konsentrasiyası 12,5%-dən 74%-ə çatdıqda partlaya bilər. Bu mənada qaz qarışığı məişət metanına bənzəyir, lakin şəbəkə qazından xeyli təhlükəlidir.
Metan havadan daha yüngüldür və tənəffüs edildikdə daha az zəhərlidir, əlavə olaraq, qaz axınına xüsusi bir əlavənin - merkaptanın əlavə edilməsi sayəsində onun otaqda olması qoxu ilə asanlıqla aşkar edilə bilər. Mətbəxdə bir az qaz varsa, heç bir sağlamlıq nəticəsi olmadan otağa girib havalandıra bilərsiniz.
Karbonmonoksit ilə hər şey daha mürəkkəbdir. CO və hava arasındakı sıx əlaqə zəhərli qaz buludunun effektiv şəkildə çıxarılmasının qarşısını alır. Soyuduqca qaz buludu tədricən döşəmə sahəsinə çökəcək. Bir karbonmonoksit detektoru işə salınarsa və ya sobadan və ya qatı yanacaq qazanından yanma məhsullarının sızması aşkar edilərsə, dərhal ventilyasiya üçün tədbirlər görmək lazımdır, əks halda uşaqlar və ev heyvanları ilk olaraq əziyyət çəkəcəklər.
Karbonmonoksit buludunun bu xüsusiyyəti əvvəllər gəmiricilər və hamamböceği ilə mübarizə üçün geniş istifadə olunurdu, lakin qaz hücumunun effektivliyi müasir vasitələrdən əhəmiyyətli dərəcədə aşağıdır və zəhərlənmə riski qeyri-mütənasib olaraq yüksəkdir.
Məlumatınız üçün! Bir CO qaz buludu, ventilyasiya olmadıqda, öz xüsusiyyətlərini uzun müddət dəyişmədən saxlaya bilər.
Zirzəmilərdə, kommunal otaqlarda, qazanxanalarda, zirzəmilərdə dəm qazının yığılması şübhəsi varsa, ilk addım saatda 3-4 vahid qaz mübadiləsi ilə maksimum havalandırmanın təmin edilməsidir.
Otaqda dumanların görünməsi üçün şərtlər
Karbon monoksit onlarla kimyəvi reaksiyalar vasitəsilə istehsal edilə bilər, lakin bunun üçün xüsusi reagentlər və onların qarşılıqlı əlaqəsi üçün şərait lazımdır. Bu şəkildə qazdan zəhərlənmə riski praktiki olaraq sıfırdır. Qazanxanada və ya mətbəxdə karbonmonoksitin görünməsinin əsas səbəbləri iki amil olaraq qalır:
- Yanma mənbəyindən mətbəx sahəsinə yanma məhsullarının zəif çəkilməsi və qismən axını;
- Qazan, qaz və soba avadanlıqlarının düzgün işləməməsi;
- Plastik, məftil, polimer örtüklər və materialların yanğınları və yerli yanğınları;
- Kanalizasiya xətlərindən çıxan tullantı qazları.
Dəm qazının mənbəyi külün ikinci dərəcəli yanması, bacalardakı boş his yataqları, kamin şkaflarının və his söndürücülərin kərpicinə bərkidilmiş his və qatran ola bilər.
Çox vaxt CO qazının mənbəyi klapan bağlandıqda yanğın qutusunda yanan yanan kömürlərdir. Xüsusilə hava olmadıqda odunların termal parçalanması zamanı çoxlu qaz ayrılır; qaz buludunun təxminən yarısını dəm qazı tutur. Buna görə də, tüstülənmiş yonqarlardan əldə edilən dumandan istifadə edərək siqaret çəkən ət və balıq ilə hər hansı bir təcrübə yalnız açıq havada aparılmalıdır.
Pişirmə zamanı az miqdarda karbonmonoksit də görünə bilər. Məsələn, mətbəxdə qapalı yanğın qutusu olan qazlı istilik qazanlarının quraşdırılması ilə qarşılaşan hər kəs karbonmonoksit sensorlarının qızardılmış kartof və ya qaynar yağda bişmiş hər hansı bir qidaya necə reaksiya verdiyini bilir.
Karbonmonoksidin məkrli təbiəti
Dəm qazının əsas təhlükəsi ondan ibarətdir ki, qaz hava ilə birlikdə tənəffüs sisteminə daxil olub qanda həll olunmayana qədər otağın atmosferində onun mövcudluğunu hiss etmək və hiss etmək mümkün deyil.
CO-nun inhalyasiyasının nəticələri havadakı qazın konsentrasiyasından və otaqda qalma müddətindən asılıdır:
- Baş ağrısı, nasazlıq və yuxulu vəziyyətin inkişafı havada həcmli qazın miqdarı 0,009-0,011% olduqda başlayır. Fiziki cəhətdən sağlam insan çirklənmiş atmosferə üç saata qədər davam edə bilər;
- 0,065-0,07% konsentrasiyada ürəkbulanma, şiddətli əzələ ağrısı, konvulsiyalar, huşunu itirmə, oriyentasiya itkisi inkişaf edə bilər. Qaçılmaz nəticələrin başlanmasına qədər otaqda sərf olunan vaxt yalnız 1,5-2 saatdır;
- Dəm qazının konsentrasiyası 0,5%-dən yuxarı olduqda, qazla çirklənmiş məkanda bir neçə saniyə belə qalmaq ölüm deməkdir.
Bir şəxs yüksək konsentrasiyalı dəm qazı olan bir otaqdan özbaşına təhlükəsiz şəkildə çıxsa belə, hələ də tibbi yardıma və antidotların istifadəsinə ehtiyac duyacaq, çünki qan dövranı sisteminin zəhərlənməsi və beyində qan dövranının pozulmasının nəticələri hələ də davam edəcəkdir. yalnız bir az sonra görünür.
Karbon monoksit molekulları su və duzlu məhlullar tərəfindən yaxşı mənimsənilir. Buna görə də, hər hansı bir mövcud su ilə nəmlənmiş adi dəsmal və salfetlər tez-tez ilk mövcud qorunma vasitəsi kimi istifadə olunur. Bu, otaqdan çıxana qədər karbonmonoksitin bədəninizə daxil olmasını bir neçə dəqiqə dayandırmağa imkan verir.
Karbonmonoksitin bu xüsusiyyətindən tez-tez daxili CO sensorları olan istilik avadanlığının bəzi sahibləri sui-istifadə edirlər. Həssas bir sensor işə salındıqda, otağı havalandırmaq əvəzinə, cihaz tez-tez sadəcə yaş dəsmal ilə örtülür. Nəticədə, onlarla belə manipulyasiyadan sonra karbonmonoksit sensoru sıradan çıxır və zəhərlənmə riski böyük ölçüdə artır.
Texniki karbonmonoksit aşkarlama sistemləri
Əslində, bu gün otaqda artıq CO konsentrasiyasını qeyd edən xüsusi elektron cihazlar və sensorlar istifadə edərək, dəm qazı ilə uğurla mübarizə aparmağın yalnız bir yolu var. Əlbəttə ki, daha sadə bir şey edə bilərsiniz, məsələn, əsl kərpic şömine ilə istirahət etməyi sevənlər kimi güclü ventilyasiya quraşdıra bilərsiniz. Ancaq belə bir həlldə borudakı su axınının istiqamətini dəyişdirərkən müəyyən bir karbonmonoksit zəhərlənməsi riski var və bundan əlavə, güclü bir qaralama altında yaşamaq da sağlamlıq üçün çox yaxşı deyil.
Karbonmonoksit sensoru cihazı
Bu gün yaşayış və kommunal otaqların atmosferindəki karbonmonoksit tərkibinə nəzarət problemi yanğın və ya təhlükəsizlik siqnalının olması qədər aktualdır.
İxtisaslaşdırılmış istilik və qaz avadanlıqları mağazalarında qaz tərkibinə nəzarət cihazları üçün bir neçə variant ala bilərsiniz:
- Kimyəvi həyəcan siqnalları;
- infraqırmızı skanerlər;
- Bərk hal sensorları.
Cihazın həssas sensoru adətən güc, kalibrləmə və siqnalın başa düşülən bir göstərici formasına çevrilməsini təmin edən elektron lövhə ilə təchiz edilmişdir. Bu, sadəcə olaraq paneldəki yaşıl və qırmızı LED-lər, səs sireni, kompüter şəbəkəsinə siqnal vermək üçün rəqəmsal məlumat və ya istilik qazanına məişət qazının verilməsini dayandıran avtomatik klapan üçün idarəetmə impulsu ola bilər.
Aydındır ki, idarə olunan bağlama klapanlı sensorların istifadəsi zəruri bir tədbirdir, lakin tez-tez istilik avadanlığı istehsalçıları qaz avadanlığının təhlükəsizliyi ilə hər cür manipulyasiyaların qarşısını almaq üçün qəsdən "qaldırmazlıq" qururlar.
Kimyəvi və bərk cisimlərə nəzarət alətləri
Kimyəvi göstərici ilə sensorun ən ucuz və ən əlçatan versiyası asanlıqla hava keçirən bir mesh flakon şəklində hazırlanır. Kolbanın içərisində qələvi məhlulu ilə hopdurulmuş məsaməli arakəsmə ilə ayrılmış iki elektrod var. Karbon monoksitinin görünüşü elektrolitin karbonlaşmasına gətirib çıxarır, sensorun keçiriciliyi kəskin şəkildə azalır, bu da elektronika tərəfindən dərhal həyəcan siqnalı kimi oxunur. Quraşdırıldıqdan sonra cihaz qeyri-aktiv vəziyyətdədir və havada icazə verilən konsentrasiyanı aşan karbonmonoksit izləri qalmayana qədər işləmir.
Bərk vəziyyətdə olan sensorlar qələvi ilə hopdurulmuş asbest parçası əvəzinə iki qatlı qalay dioksid və rutenium torbalarından istifadə edirlər. Havada qazın görünüşü sensor cihazının kontaktları arasında qırılmaya səbəb olur və avtomatik olaraq həyəcan siqnalı verir.
Skanerlər və elektron qoruyucular
Ətrafdakı havanın skan edilməsi prinsipi ilə işləyən infraqırmızı sensorlar. Quraşdırılmış infraqırmızı sensor lazer LED-in parıltısını qəbul edir və istilik radiasiyasının qaz tərəfindən udulma intensivliyinin dəyişməsi əsasında tetikleyici cihaz işə salınır.
CO spektrin istilik hissəsini çox yaxşı mənimsəyir, ona görə də bu cür cihazlar gözətçi və ya skaner rejimində işləyir. Tarama nəticəsi rəqəmsal və ya xətti miqyasda iki rəngli siqnal və ya havadakı karbonmonoksit miqdarının göstəricisi şəklində göstərilə bilər.
Hansı sensor daha yaxşıdır
Karbonmonoksit sensorunu düzgün seçmək üçün iş rejimini və sensor cihazının quraşdırılacağı otağın xarakterini nəzərə almaq lazımdır. Məsələn, köhnəlmiş hesab edilən kimyəvi sensorlar qazanxanalarda və kommunal otaqlarda əla işləyir. Evinizdə və ya emalatxananızda ucuz karbonmonoksit aşkar edən cihaz quraşdırıla bilər. Mətbəxdə mesh tez bir zamanda toz və yağ yataqları ilə örtülür, bu da kimyəvi konusun həssaslığını kəskin şəkildə azaldır.
Bərk karbon monoksit sensorları bütün şərtlərdə eyni dərəcədə yaxşı işləyir, lakin işləmək üçün güclü xarici enerji mənbəyi tələb olunur. Cihazın qiyməti kimyəvi sensor sistemlərinin qiymətindən yüksəkdir.
İnfraqırmızı sensorlar bu gün ən çox yayılmışdır. Onlar yaşayış fərdi istilik qazanları üçün təhlükəsizlik sistemlərini tamamlamaq üçün fəal şəkildə istifadə olunur. Eyni zamanda, idarəetmə sisteminin həssaslığı toz və ya hava istiliyinə görə zamanla praktik olaraq dəyişmir. Üstəlik, bu cür sistemlər, bir qayda olaraq, onların işini vaxtaşırı yoxlamağa imkan verən daxili sınaq və kalibrləmə mexanizmlərinə malikdir.
Dəm qazının monitorinqi cihazlarının quraşdırılması
Dəm qazı sensorları yalnız ixtisaslı işçilər tərəfindən quraşdırılmalı və onlara qulluq edilməlidir. Dövri olaraq alətlər yoxlama, kalibrləmə, texniki xidmət və dəyişdirilməyə məruz qalır.
Sensor qaz mənbəyindən 1 ilə 4 m məsafədə quraşdırılmalıdır; korpus və ya uzaq sensorlar döşəmə səviyyəsindən 150 sm yüksəklikdə quraşdırılır və yuxarı və aşağı həssaslıq hədlərinə uyğun olaraq kalibrlənməlidir.
Yaşayış dəm qazı detektorlarının xidmət müddəti 5 ildir.
Nəticə
Karbonmonoksitin əmələ gəlməsinə qarşı mübarizə qayğı və quraşdırılmış avadanlıqlara məsuliyyətli münasibət tələb edir. Sensorlarla, xüsusən də yarımkeçiricilərlə aparılan hər hansı təcrübələr cihazın həssaslığını kəskin şəkildə azaldır, nəticədə mətbəxin və bütün mənzilin atmosferində karbonmonoksit miqdarının artmasına, yavaş-yavaş bütün sakinlərinin zəhərlənməsinə səbəb olur. Dəm qazının monitorinqi problemi o qədər ciddidir ki, gələcəkdə sensorların istifadəsinin fərdi isitmənin bütün kateqoriyaları üçün məcburi olması mümkündür.
Dəm (dəm, dəm, dəm) dadı və qoxusu olmayan rəngsiz zəhərli qazdır (normal şəraitdə). Kimyəvi formula - CO. Alovun yayılmasının aşağı və yuxarı konsentrasiya hədləri: 12,5-dən 74% -ə qədər (həcmi ilə).
Molekul quruluşu
CO molekulu azot molekulu N2 kimi üçlü bağa malikdir. Bu molekullar quruluşca oxşar olduğundan (izoelektronik, diatomik, oxşar molyar kütləə malikdirlər), onların xassələri də oxşardır - çox aşağı ərimə və qaynama nöqtələri, oxşar standart entropiyalar və s.
Üçlü bağın mövcudluğuna görə, CO molekulu çox güclüdür (dissosiasiya enerjisi 1069 kJ/mol və ya 256 kkal/mol, digər diatomik molekullardan böyükdür) və kiçik nüvələrarası məsafəyə malikdir (d C≡). O = 0,1128 nm və ya 1. 13Å).
Molekul zəif qütbləşmişdir, onun dipolunun elektrik momenti μ = 0,04·10 −29 C m-dir. Çoxsaylı tədqiqatlar göstərdi ki, CO molekulunda mənfi yük C − ←O + karbon atomunda cəmləşmişdir (molekulda dipol momentinin istiqaməti əvvəllər qəbul edilənin əksinədir). İonlaşma potensialı 14,0 V, güc birləşmə sabiti k = 18,6.
Xüsusiyyətlər
Karbon (II) monoksid rəngsiz, dadsız və qoxusuz qazdır. Yanan "Dəm qazı qoxusu" əslində üzvi çirklərin qoxusudur.
Karbon (II) monoksidin iştirak etdiyi kimyəvi reaksiyaların əsas növləri əlavə reaksiyalar və azaldıcı xüsusiyyətlər nümayiş etdirən redoks reaksiyalarıdır.
Otaq temperaturunda CO qeyri-aktivdir; onun kimyəvi aktivliyi qızdırıldıqda və məhlullarda əhəmiyyətli dərəcədə artır (beləliklə, məhlullarda duzları, , və digərlərini otaq temperaturunda artıq metallara çevirir. Qızdırıldıqda digər metalları da azaldır, məsələn, CO + CuO → Cu + CO 2. Pirometallurgiyada geniş istifadə olunur.CO-nun palladium xlorid ilə məhluldakı reaksiyası CO-nun keyfiyyətcə aşkarlanması üçün əsasdır, aşağıya baxın).
CO-nun məhlulda oksidləşməsi çox vaxt yalnız katalizatorun iştirakı ilə nəzərə çarpan sürətlə baş verir. Sonuncunu seçərkən əsas rolu oksidləşdirici maddənin təbiəti oynayır. Beləliklə, KMnO 4 incə doğranmış gümüşün, K 2 Cr 2 O 7 - duzların, KClO 3 - OsO 4 varlığında CO-nu ən tez oksidləşdirir. Ümumiyyətlə, CO molekulyar hidrogenin azaldıcı xüsusiyyətlərinə bənzəyir.
830 °C-dən aşağı temperaturda daha güclü azaldıcı maddə CO, yuxarıda isə hidrogendir. Beləliklə, reaksiya tarazlığı:
830 °C-ə qədər sağa, 830 °C-dən yuxarı sola sürüşür.
Maraqlıdır ki, CO-nun oksidləşməsi yolu ilə həyat üçün lazım olan enerjini əldə edən bakteriyalar var.
Karbonmonoksit (II) havada mavi alovla (reaksiya temperaturu 700 °C) yanır:
ΔG° 298 = −257 kJ, ΔS° 298 = −86 J/KCO-nun yanma temperaturu 2100 °C-ə çata bilər, bu, zəncirvari yanmadır, az miqdarda hidrogen tərkibli birləşmələr (su, ammonyak, hidrogen sulfid və s.) təşəbbüskar kimi xidmət edir.
Belə yaxşı kalorifik dəyərə görə, CO müxtəlif texniki qaz qarışıqlarının tərkib hissəsidir (bax, məsələn, generator qazı), digər şeylər arasında istilik üçün istifadə olunur.
halogenlər. Xlorla reaksiya ən böyük praktik tətbiqi aldı:
Reaksiya ekzotermikdir, onun istilik effekti 113 kJ-dir və katalizatorun (aktivləşdirilmiş karbon) iştirakı ilə otaq temperaturunda baş verir. Reaksiya nəticəsində kimyanın müxtəlif sahələrində (həmçinin kimyəvi döyüş vasitəsi kimi) geniş istifadə olunan bir maddə olan fosgen əmələ gəlir. Bənzər reaksiyalarla COF 2 (karbonil flüorid) və COBr 2 (karbonil bromid) əldə edilə bilər. Karbonil yodid alınmadı. Reaksiyaların ekzotermikliyi tez bir zamanda F-dən I-ə qədər azalır (F 2 ilə reaksiyalar üçün istilik effekti 481 kJ, Br 2 - 4 kJ-dir). Qarışıq törəmələri, məsələn, COFCl əldə etmək də mümkündür (daha ətraflı məlumat üçün karbon turşusunun halogen törəmələrinə baxın).
CO-nu F 2 ilə reaksiya verərək, karbonil floriddən əlavə, bir peroksid birləşməsini (FCO) 2 O 2 əldə etmək olar. Onun xüsusiyyətləri: ərimə temperaturu -42 °C, qaynama temperaturu +16 °C, xarakterik qoxuya malikdir (ozonun qoxusuna bənzər), 200 °C-dən yuxarı qızdırıldıqda partlayıcı şəkildə parçalanır (reaksiya məhsulları CO 2, O 2 və COF 2 ), turşu mühitdə kalium yodid ilə tənliyə uyğun reaksiya verir:
Karbon (II) monoksid xalkogenlərlə reaksiya verir. Kükürdlə karbon sulfid COS əmələ gətirir, reaksiya qızdırıldıqda tənliyə görə baş verir:
ΔG° 298 = −229 kJ, ΔS° 298 = −134 J/KOxşar karbon selenoksid COSe və karbon telluroksid COTe də əldə edilmişdir.
SO 2-ni bərpa edir:
Keçid metalları ilə çox uçucu, tez alışan və zəhərli birləşmələr əmələ gətirir - Karbonillər, məsələn, Cr(CO) 6, Ni(CO) 4, Mn 2 CO 10, Co 2 (CO) 9 və s.
Karbon (II) monoksid suda az həll olur, lakin onunla reaksiya vermir. Həm də qələvilərin və turşuların məhlulları ilə reaksiya vermir. Bununla belə, müvafiq formatları yaratmaq üçün qələvi ərimələri ilə reaksiya verir:
Karbonmonoksidin (II) ammonyak məhlulunda kalium metalı ilə reaksiyası maraqlıdır. Bu, partlayıcı birləşmə kalium dioksodikarbonat istehsal edir:
Karbon monoksidin (II) toksik təsiri karboksihemoqlobinin əmələ gəlməsi ilə bağlıdır - hemoglobin ilə oksigen kompleksi (oksihemoqlobin) ilə müqayisədə daha güclü bir karbonil kompleksi, beləliklə oksigen nəqli və hüceyrə tənəffüsü proseslərini maneə törədir. Havada 0,1%-dən çox konsentrasiya bir saat ərzində ölümə səbəb olur.
Kəşf tarixi
Karbon (II) monoksidi ilk dəfə fransız kimyaçısı Jak de Lasson tərəfindən sink oksidi kömürlə qızdırmaqla hazırlanmışdır, lakin mavi alovla yandığı üçün əvvəlcə hidrogenlə səhv salınmışdır.
Bu qazın tərkibində karbon və oksigen olması faktını ingilis kimyaçısı Uilyam Kruikşank kəşf etmişdir. Yer atmosferindən kənarda olan karbon (II) monoksidi ilk dəfə 1949-cu ildə Belçika alimi M. Migeotte Günəşin İQ spektrində əsas vibrasiya-fırlanma zolağının mövcudluğundan kəşf etmişdir.
Qəbz
Sənaye üsulu
- Oksigen çatışmazlığı şəraitində karbon və ya karbon əsaslı birləşmələrin (məsələn, benzin) yanması zamanı əmələ gəlir:
- və ya karbon qazını isti kömürlə azaldarkən:
Bu reaksiya sobanın yanması zamanı soba damperi çox erkən bağlandıqda (kömürlər tamamilə yanmazdan əvvəl) baş verir. Yaranan karbonmonoksit (II), toksikliyinə görə fizioloji pozğunluqlara ("tüstü") və hətta ölümə səbəb olur (aşağıya bax), buna görə də mənasız adlardan biri - "karbon monoksit".
Karbon qazının azaldılması reaksiyası geri çevrilir, temperaturun bu reaksiyanın tarazlıq vəziyyətinə təsiri qrafikdə göstərilmişdir. Reaksiyanın sağa axını entropiya faktoru, sola isə entalpiya faktoru ilə təmin edilir. 400 °C-dən aşağı temperaturda tarazlıq demək olar ki, tamamilə sola, 1000 °C-dən yuxarı temperaturda isə sağa (CO əmələ gəlməsinə doğru) sürüşür. Aşağı temperaturda bu reaksiyanın sürəti çox aşağıdır, ona görə də karbon (II) monoksid normal şəraitdə kifayət qədər sabitdir. Bu tarazlığın xüsusi adı var Boudoir balansı.
- Dəm qazının (II) digər maddələrlə qarışıqları isti koks, kömür və ya qəhvəyi kömür və s. qatından hava, su buxarı və s. keçməklə əldə edilir (bax generator qazı, su qazı, qarışıq qaz, sintez qazı ).
Laboratoriya üsulu
- Maye qarışqa turşusunun isti konsentratlaşdırılmış sulfat turşusunun təsiri altında parçalanması və ya formik turşunun fosfor oksidi P 2 O 5 üzərindən keçməsi. Reaksiya sxemi:
- Oksalik və konsentratlı sulfat turşularının qarışığının qızdırılması. Reaksiya tənliyə uyğun olaraq davam edir:
- Kalium heksasiyanoferrat (II) qarışığının konsentratlaşdırılmış sulfat turşusu ilə qızdırılması. Reaksiya tənliyə uyğun olaraq davam edir:
Dəm qazının təyini (II)
CO-nun mövcudluğu palladium xlorid məhlullarının (və ya bu məhlulda isladılmış kağızın) qaralması ilə keyfiyyətcə müəyyən edilə bilər. Qaralma, aşağıdakı sxemə görə incə metal palladiumun sərbəst buraxılması ilə əlaqələndirilir:
Bu reaksiya çox həssasdır. Standart məhlul: hər litr suya 1 qram palladium xlorid.
Dəm qazının (II) kəmiyyət təyini yodometrik reaksiyaya əsaslanır:
Ərizə
- Karbon (II) monoksid üzvi spirtlər və düz karbohidrogenlər istehsal etmək üçün kritik sənaye proseslərində hidrogenlə reaksiyalarda istifadə olunan aralıq reagentdir.
- Dəm qazı (II) heyvan ətinin və balıqların emalı üçün istifadə olunur, onlara parlaq qırmızı rəng verir və dadını dəyişmədən təravətli görünüş verir (az: Təmiz tüstü və ya az: Dadsız tüstü texnologiyası). İcazə verilən CO konsentrasiyası 200 mq/kq ətdir.
- Mühərrikin işlənmiş qazından çıxan karbonmonoksit İkinci Dünya Müharibəsi zamanı nasistlər tərəfindən insanların zəhərlənərək kütləvi şəkildə öldürülməsi üçün istifadə edilib.
Yer atmosferində karbon (II) oksidi
Təbii və antropogen giriş mənbələri var