bau-enginer.ru → გაყვანილობა

ნახშირბადის მონოქსიდს აქვს მოლეკულური სტრუქტურა. ფრთხილად! ნახშირბადის მონოქსიდი სახლში! ნორმალური ადამიანის ფიზიოლოგია

ნახშირბადი აყალიბებს ორ უკიდურესად სტაბილურ ოქსიდს (CO და CO 2), სამ გაცილებით ნაკლებად სტაბილურ ოქსიდს (C 3 O 2, C 5 O 2 და C 12 O 9), არასტაბილურ ან ცუდად შესწავლილ ოქსიდებს (C 2 O, C 2). O 3 და სხვ.) და არასტოქიომეტრიული გრაფიტის ოქსიდი. ჩამოთვლილ ოქსიდებს შორის განსაკუთრებულ როლს ასრულებს CO და CO 2.

განმარტება

ნახშირბადის მონოქსიდინორმალურ პირობებში აალებადი აირი უფერო და უსუნოა.

ის საკმაოდ ტოქსიკურია ჰემოგლობინთან კომპლექსის წარმოქმნის უნარის გამო, რომელიც დაახლოებით 300-ჯერ უფრო სტაბილურია, ვიდრე ჟანგბად-ჰემოგლობინის კომპლექსი.

განმარტება

Ნახშირორჟანგინორმალურ პირობებში ეს არის უფერო გაზი, ჰაერზე დაახლოებით 1,5-ჯერ მძიმე, რის გამოც იგი შეიძლება სითხესავით გადაიტანოს ერთი ჭურჭლიდან მეორეში.

1 ლიტრი CO 2-ის მასა ნორმალურ პირობებში არის 1,98 გ ნახშირორჟანგის ხსნადობა წყალში დაბალია: 1 მოცულობის წყალი 20 o C ტემპერატურაზე ხსნის 0,88 მოცულობას CO 2, ხოლო 0 o C - 1,7 ტომს.

ნახშირბადის პირდაპირი დაჟანგვა ჟანგბადის ან ჰაერის ნაკლებობით იწვევს CO-ს წარმოქმნას; მათი საკმარისი რაოდენობით წარმოიქმნება CO 2. ამ ოქსიდების ზოგიერთი თვისება მოცემულია ცხრილში. 1.

ცხრილი 1. ნახშირბადის ოქსიდების ფიზიკური თვისებები.

ნახშირბადის მონოქსიდის წარმოება

სუფთა CO მიიღება ლაბორატორიაში ჭიანჭველა მჟავას (HCOOH) დეჰიდრატაციით კონცენტრირებული გოგირდის მჟავით ~140 °C-ზე:

HCOOH = CO + H2O.

მცირე რაოდენობით, ნახშირორჟანგი ადვილად მიიღება კარბონატებზე მჟავების მოქმედებით:

CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2.

სამრეწველო მასშტაბით, CO 2 იწარმოება ძირითადად, როგორც ქვეპროდუქტი ამიაკის სინთეზის პროცესში:

CH 4 + 2H 2 O = CO 2 + 4H 2;

CO + H 2 O = CO 2 + H 2.

კირქვის დაწვის შედეგად წარმოიქმნება დიდი რაოდენობით ნახშირორჟანგი:

CaCO 3 = CaO + CO 2.

ნახშირბადის მონოქსიდის ქიმიური თვისებები

ნახშირბადის მონოქსიდი ქიმიურად რეაქტიულია მაღალ ტემპერატურაზე. ის ძლიერი შემცირების აგენტია. რეაგირებს ჟანგბადთან, ქლორთან, გოგირდთან, ამიაკთან, ტუტეებთან, ლითონებთან.

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

CO + H 2 = CH 4 + H 2 O (t = 150 - 200 o C, კატა. Ni);

CO + 2H 2 = CH 3 OH (t = 250 - 300 o C, კატა. CuO/Cr 2 O 3);

2CO + O 2 = 2CO 2 (კატ. MnO 2 /CuO);

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

4CO + Ni = (t = 50 - 100 o C);

5CO + Fe = (t = 100 - 200 o C, p).

ნახშირორჟანგი ავლენს მჟავე თვისებებს: ის რეაგირებს ტუტეებთან და ამიაკის ჰიდრატთან. მცირდება აქტიური ლითონებით, წყალბადით, ნახშირბადით.

CO 2 + NaOH განზავებული = 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, კატა. 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.

ნახშირბადის მონოქსიდის გამოყენება

ნახშირბადის მონოქსიდი ფართოდ გამოიყენება როგორც საწვავი გენერატორის გაზის ან წყლის გაზის სახით და ასევე წარმოიქმნება, როდესაც ბევრი ლითონი გამოყოფილია მათი ოქსიდებისგან ნახშირის შემცირებით. მწარმოებელი გაზი წარმოიქმნება ჰაერის ცხელი ნახშირის გავლით. იგი შეიცავს დაახლოებით 25% CO2, 4% CO2 და 70% N2 H2 და CH4 62 კვალით.

ნახშირორჟანგის გამოყენება ყველაზე ხშირად მისი ფიზიკური თვისებებით არის განპირობებული. იგი გამოიყენება როგორც გამაგრილებელი აგენტი, გაზიანი სასმელებისთვის, მსუბუქი (ქაფის) პლასტმასის წარმოებაში და ასევე, როგორც გაზი ინერტული ატმოსფეროს შესაქმნელად.

პრობლემის გადაჭრის მაგალითები

მაგალითი 1

მაგალითი 2

ვარჯიში

დაადგინეთ რამდენჯერ არის ჰაერზე მძიმე ნახშირბადის მონოქსიდი (IV)CO 2.

გამოსავალი

მოცემული გაზის მასის შეფარდებას სხვა აირის მასასთან, რომელიც აღებულია იმავე მოცულობით, იმავე ტემპერატურაზე და იმავე წნევაზე, ეწოდება პირველი აირის ფარდობითი სიმკვრივე მეორეს. ეს მნიშვნელობა გვიჩვენებს, რამდენჯერ არის პირველი გაზი უფრო მძიმე ან მსუბუქი ვიდრე მეორე გაზი.

ჰაერის ფარდობითი მოლეკულური წონა მიიღება 29 (ჰაერში აზოტის, ჟანგბადის და სხვა აირების შემცველობის გათვალისწინებით). უნდა აღინიშნოს, რომ "ჰაერის შედარებითი მოლეკულური მასის" კონცეფცია გამოიყენება პირობითად, რადგან ჰაერი არის აირების ნარევი.

D ჰაერი (CO 2) = M r (CO 2) / M r (ჰაერი);

D ჰაერი (CO 2) = 44 / 29 = 1.517.

M r (CO 2) = A r (C) + 2×A r (O) = 12 + 2× 16 = 12 + 32 = 44.

უპასუხე

ნახშირბადის მონოქსიდი (IV)CO 2 ჰაერზე 1,517-ჯერ მძიმეა.

აქვს სამმაგი კავშირი. ვინაიდან ეს მოლეკულები სტრუქტურაში მსგავსია, მათი თვისებებიც მსგავსია - ძალიან დაბალი დნობის და დუღილის წერტილები, სტანდარტული ენტროპიების ახლო მნიშვნელობები და ა.შ.

ვალენტური კავშირის მეთოდის ფარგლებში CO-ს მოლეკულის სტრუქტურა შეიძლება აღწერილი იყოს ფორმულით: C≡O:, ხოლო მესამე ბმა წარმოიქმნება დონორ-მიმღები მექანიზმის მიხედვით, სადაც ნახშირბადი არის ელექტრონული წყვილის დონორი. , და ჟანგბადი არის მიმღები.

მოლეკულური ორბიტალური მეთოდის მიხედვით, ამოუწურავი CO მოლეკულის ელექტრონული კონფიგურაციაა σ 2 O σ 2 z π 4 x, y σ 2 C. ჩამოყალიბდა სამმაგი ბმა σ - კავშირი ჩამოყალიბდა იმის გამო σ ზელექტრონული წყვილი და ელექტრონები ორმაგად დეგენერირებული დონეა π x, yშეესაბამება ორს σ - კავშირები. არაშემაკავშირებელ σ C ორბიტალებში და σ O ორბიტალებში ელექტრონები შეესაბამება ორ ელექტრონულ წყვილს, რომელთაგან ერთი ლოკალიზებულია ატომზე, მეორე კი ატომზე.

სამმაგი ბმის არსებობის გამო, CO-ს მოლეკულა ძალიან ძლიერია (დისოციაციის ენერგია 1069 კჯ/მოლი, ანუ 256 კკალ/მოლი, რაც აღემატება ნებისმიერ სხვა დიატომურ მოლეკულას) და აქვს მცირე ბირთვთაშორისი მანძილი (d C≡ O = 0,1128 ნმ ან 1. 13Å).

მოლეკულა სუსტად პოლარიზებულია, მისი დიპოლის ელექტრული მომენტი μ = 0,04·10 -29 C m (დიპოლური მომენტის მიმართულება C - →O +). იონიზაციის პოტენციალი 14,0 V, ძალის შეერთების მუდმივი k = 18,6.

აღმოჩენის ისტორია

ნახშირბადის მონოქსიდი პირველად ფრანგმა ქიმიკოსმა ჟაკ დე ლასონმა გამოიმუშავა თუთიის ოქსიდის ქვანახშირით გაცხელებით, მაგრამ თავდაპირველად შეცდომით წყალბადად შეიყვანეს, რადგან ის ცისფერი ალით იწვოდა. ის ფაქტი, რომ ეს გაზი შეიცავს ნახშირბადს და ჟანგბადს, აღმოაჩინა ინგლისელმა ქიმიკოსმა უილიამ კრუიკშენკმა. ნახშირბადის მონოქსიდი დედამიწის ატმოსფეროში პირველად აღმოაჩინა ბელგიელმა მეცნიერმა მ. მიგეოტემ 1949 წელს მზის IR სპექტრში მთავარი ვიბრაციულ-ბრუნვის ზოლის არსებობით.

ნახშირბადის მონოქსიდი დედამიწის ატმოსფეროში

არსებობს შეყვანის ბუნებრივი და ანთროპოგენური წყაროები. ბუნებრივ პირობებში, დედამიწის ზედაპირზე CO წარმოიქმნება ორგანული ნაერთების არასრული ანაერობული დაშლისას და ბიომასის წვის დროს, ძირითადად ტყისა და სტეპის ხანძრის დროს. ნახშირბადის მონოქსიდი წარმოიქმნება ნიადაგში როგორც ბიოლოგიურად (გამოთავისუფლებული ცოცხალი ორგანიზმების მიერ), ასევე არაბიოლოგიურად. ნახშირბადის მონოქსიდის გამოყოფა ნიადაგში გავრცელებული ფენოლური ნაერთების გამო, რომლებიც შეიცავს OCH 3 ან OH ჯგუფებს ორთო- ან პარა-პოზიციებში პირველ ჰიდროქსილის ჯგუფთან მიმართებაში, ექსპერიმენტულად დადასტურდა.

საერთო ბალანსი არაბიოლოგიური CO-ს გამომუშავებასა და მიკროორგანიზმების მიერ მის დაჟანგვას შორის დამოკიდებულია კონკრეტულ გარემო პირობებზე, პირველ რიგში დანიშნულებაზე. მაგალითად, ნახშირბადის მონოქსიდი გამოიყოფა პირდაპირ ატმოსფეროში არიდული ნიადაგებიდან, რითაც იქმნება ამ გაზის კონცენტრაციის ადგილობრივი მაქსიმუმი.

ატმოსფეროში CO არის მეთანისა და სხვა ნახშირწყალბადების (ძირითადად იზოპრენის) შემცველი რეაქციების ჯაჭვების პროდუქტი.

CO-ს ძირითადი ანთროპოგენური წყარო ამჟამად არის გამონაბოლქვი აირები შიდა წვის ძრავებიდან. ნახშირბადის მონოქსიდი წარმოიქმნება, როდესაც ნახშირწყალბადის საწვავი იწვება შიდა წვის ძრავებში არასაკმარისი ტემპერატურაზე ან ჰაერის მიწოდების ცუდი პარამეტრებით (არ არის საკმარისი ჟანგბადი CO 2-ში დაჟანგვისთვის). წარსულში, ატმოსფეროში CO-ს ანთროპოგენური შეყვანის მნიშვნელოვანი ნაწილი უზრუნველყოფილი იყო შიდა განათებისთვის გამოყენებული განათებული გაზით. იგი დაახლოებით შეესაბამებოდა შემადგენლობას, ანუ შეიცავდა 45% -მდე ნახშირბადის მონოქსიდს. ამჟამად, კომუნალურ სექტორში, ეს გაზი შეიცვალა გაცილებით ნაკლებად ტოქსიკური ბუნებრივი აირით (ჰომოლოგიური სერიის ქვედა წარმომადგენლები - პროპანი და ა.შ.)

ნახშირორჟანგის შეყვანა ბუნებრივი და ანთროპოგენური წყაროებიდან დაახლოებით ერთნაირია.

ნახშირბადის მონოქსიდი ატმოსფეროში სწრაფ მიმოქცევაშია: მისი ყოფნის საშუალო დრო დაახლოებით 0,1 წელია, ჰიდროქსილით იჟანგება ნახშირორჟანგად.

ქვითარი

სამრეწველო მეთოდი

2C + O 2 → 2CO (ამ რეაქციის თერმული ეფექტი არის 22 კჯ),

2. ან ცხელი ნახშირით აღდგენისას:

CO 2 + C ↔ 2CO (ΔH=172 კჯ, ΔS=176 ჯ/კ).

ეს რეაქცია ხშირად ხდება ღუმელის ხანძრის დროს, როდესაც ღუმელის ამორტიზატორი ძალიან ადრე იკეტება (სანამ ნახშირი მთლიანად დაიწვება). ამ შემთხვევაში წარმოქმნილი ნახშირბადის მონოქსიდი, მისი ტოქსიკურობის გამო, იწვევს ფიზიოლოგიურ დარღვევებს („ამოწურვა“) და სიკვდილსაც კი (იხ. ქვემოთ), აქედან მოდის ერთ-ერთი ტრივიალური სახელი - „ნახშირბადის მონოქსიდი“. ღუმელში მომხდარი რეაქციების სურათი ნაჩვენებია დიაგრამაში.

ნახშირორჟანგის შემცირების რეაქცია შექცევადია; ტემპერატურის გავლენა ამ რეაქციის წონასწორობაზე ნაჩვენებია გრაფიკზე. რეაქციის მოძრაობა მარჯვნივ უზრუნველყოფილია ენტროპიის ფაქტორით, ხოლო მარცხნივ ენთალპიის ფაქტორით. 400°C-ზე დაბალ ტემპერატურაზე წონასწორობა თითქმის მთლიანად გადადის მარცხნივ, ხოლო 1000°C-ზე ზემოთ ტემპერატურაზე მარჯვნივ (CO-ს წარმოქმნისკენ). დაბალ ტემპერატურაზე, ამ რეაქციის სიჩქარე ძალიან დაბალია, ამიტომ ნახშირბადის მონოქსიდი საკმაოდ სტაბილურია ნორმალურ პირობებში. ამ წონასწორობას განსაკუთრებული სახელი აქვს ბუდუარის ბალანსი.

3. ნახშირბადის მონოქსიდის ნარევები სხვა ნივთიერებებთან მიიღება ცხელი კოქსის, ქვანახშირის ან ყავისფერი ნახშირის ფენით ჰაერის, წყლის ორთქლის და ა.შ.

ლაბორატორიული მეთოდი

ფიზიოლოგიური ეფექტი, ტოქსიკურობა

ნახშირბადის მონოქსიდი ძალიან საშიშია, რადგან ის არ იწვევს და თუნდაც... მოწამვლის ნიშნებია თავის ტკივილი, თავბრუსხვევა და გონების დაკარგვა. ნახშირბადის მონოქსიდის ტოქსიკური მოქმედება ემყარება იმ ფაქტს, რომ ის უფრო ძლიერად უკავშირდება სისხლს, ვიდრე ჟანგბადი (ეს ქმნის კარბოქსიჰემოგლობინს), რითაც ბლოკავს ჟანგბადის ტრანსპორტირების და უჯრედული სუნთქვის პროცესებს. სამრეწველო საწარმოების ჰაერში ნახშირბადის მონოქსიდი შეადგენს 0,02 მგ/ლ.

TLV (ზღვრული კონცენტრაცია, აშშ): 25 ppm; 29 მგ/მ 3 (როგორც TWA - აშშ ცვლა საშუალო) (ACGIH 1994-1995). MAC (მაქსიმალური დასაშვები კონცენტრაცია, აშშ): 30 ppm; 33 მგ/მ3; ორსულობა: B (მავნე ეფექტი სავარაუდოდ MAK დონეზეც კი) (1993)

ნახშირბადის მონოქსიდის დაცვა

Თვისებები

ნახშირბადის მონოქსიდი არის უფერო, უგემოვნო და უსუნო აირი. ეგრეთ წოდებული "ნახშირბადის მონოქსიდის სუნი" სინამდვილეში არის ორგანული მინარევების სუნი.

ნახშირბადის მონოქსიდის თვისებები

მოლეკულური მასა	28,01
დნობის ტემპერატურა	-205°C
დუღილის ტემპერატურა	−191,5°C
ხსნადობა	უკიდურესად ოდნავ ხსნადი (2.3 მლ CO/100 მლ H 2 O 20°C-ზე)
სიმკვრივე ρ	0.00125 გ/სმ 3 (0°C-ზე)
ფორმირების სტანდარტული ენთალპია ΔH	−110,52 კჯ/მოლი (გ) (298 კ-ზე)
სტანდარტული გიბის წარმოქმნის ენერგია ΔG	−137,14 კჯ/მოლი (გ) (298 კ-ზე)
ფორმირების სტანდარტული ენტროპია S	197.54 ჯ/მოლ კ (გ) (298 კ-ზე)
სტანდარტული მოლარის C p	29.11 ჯ/მოლ კ (გ) (298 კ-ზე)
დნობის ენთალპია ΔH pl	0,838 კჯ/მოლ
მდუღარე ΔH დუღილის ენთალპია	6,04 კჯ/მოლ
თ კრიტ	−140,23°C
პ კრიტ	3.499 მპა
ρ კრიტი	0,301 გ/სმ 3

ქიმიური რეაქციების ძირითადი ტიპები, რომლებშიც ნახშირბადის მონოქსიდი მონაწილეობს, არის დამატების რეაქციები და რომლებშიც იგი ავლენს შემცირების თვისებებს.

ოთახის ტემპერატურაზე CO არააქტიურია, მისი ქიმიური აქტივობა მნიშვნელოვნად იზრდება გაცხელებისას და ხსნარებში (მაგალითად, ხსნარებში ის ამცირებს მარილებს და სხვა ლითონებს უკვე ოთახის ტემპერატურაზე. გაცხელებისას ამცირებს სხვა ლითონებსაც, მაგალითად CO + CuO. → Cu + CO 2 ეს ფართოდ გამოიყენება პირომეტალურგიაში.CO-ს რეაქცია ხსნარში პალადიუმის ქლორიდთან არის CO-ს ხარისხობრივი გამოვლენის საფუძველი, იხილეთ ქვემოთ).

ხსნარში CO-ს დაჟანგვა ხშირად შესამჩნევი სიჩქარით ხდება მხოლოდ კატალიზატორის თანდასწრებით. ამ უკანასკნელის შერჩევისას მთავარ როლს ასრულებს ჟანგვის აგენტის ბუნება. ამრიგად, CO ყველაზე სწრაფად იჟანგება წვრილად დაქუცმაცებული ვერცხლის თანდასწრებით, - მარილების თანდასწრებით, - OsO 4-ის თანდასწრებით. ზოგადად, CO თავისი შემცირების თვისებებით მსგავსია მოლეკულურ წყალბადთან.

830°C-ზე დაბლა უფრო ძლიერი აღმდგენი საშუალებაა CO, მის ზემოთ წყალბადი. ამრიგად, რეაქციის წონასწორობა არის:

H 2 O + CO ↔ CO 2 + H 2 + 42 კჯ

830°C-მდე გადაადგილდება მარჯვნივ, 830°C ზევით მარცხნივ.

საინტერესოა, რომ არსებობს ბაქტერიები, რომლებიც CO-ს დაჟანგვის გზით იღებენ სიცოცხლისთვის საჭირო ენერგიას.

ნახშირბადის მონოქსიდი იწვის ცისფერი ალით (რეაქციის ტემპერატურა 700°C) ჰაერში:

CO + 1 / 2 O 2 → 2CO 2 ΔG° 298 = −257 კჯ, ΔS° 298 = −86 ჯ/კ

CO-ს წვის ტემპერატურამ შეიძლება მიაღწიოს 2100°C-ს, ეს არის ჯაჭვური წვა, წყალბადის შემცველი ნაერთების მცირე რაოდენობით (წყალი და ა.შ.) ინიციატორად.

ასეთი კარგი კალორიული ღირებულების გამო, CO არის სხვადასხვა ტექნიკური გაზის ნარევების კომპონენტი (იხილეთ, მაგალითად), რომელიც გამოიყენება, სხვა საკითხებთან ერთად, გათბობისთვის.

ნახშირბადის მონოქსიდი რეაგირებს. ყველაზე დიდი პრაქტიკული გამოყენების რეაქცია არის

ნახშირბადის მონოქსიდი- CO (ნახშირბადის მონოქსიდი) მომაკვდინებელი და მზაკვრული შხამია, რომელიც მაცოცხლებელ ჟანგბადზე ბევრად უფრო ძლიერად აკავშირებს. ეს არის უფერო, მომწამვლელი აირი (ნორმალურ პირობებში) გემოსა და სუნის გარეშე. ქიმიური ფორმულა – CO. სიკვდილი ხდება მაშინ, როდესაც ნახშირბადის მონოქსიდი ერწყმის ჰემოგლობინის 80%-ს. ნახშირბადის მონოქსიდი შეიცავს (12%-მდე) მანქანის გამონაბოლქვი აირებში.

ქიმიური რეაქციების ძირითადი ტიპები, რომლებშიც ნახშირბადის მონოქსიდი მონაწილეობს, არის დამატების რეაქციები და რედოქსის რეაქციები, რომლებშიც მას ავლენს შემცირების თვისებები.

ოთახის ტემპერატურაზე ნახშირბადის მონოქსიდი არააქტიურია; მისი ქიმიური აქტივობა მნიშვნელოვნად იზრდება გაცხელებისას და ხსნარებში. ამრიგად, ხსნარებში ის ამცირებს Au, Pt, Pd და სხვა მარილებს უკვე ოთახის ტემპერატურაზე არსებულ ლითონებამდე. როდესაც გაცხელდება, ის ასევე ამცირებს სხვა ლითონებს, მაგალითად CO + CuO = Cu + CO 2. ფართოდ გამოიყენება პირომეტალურგიაში. ნახშირბადის მონოქსიდის ხარისხობრივი გამოვლენის მეთოდი ეფუძნება CO-ს რეაქციას ხსნარში პალადიუმის ქლორიდთან.

საინტერესოა, რომ არსებობენ ცხოველები, რომლებსაც შეუძლიათ მიიღონ სიცოცხლისთვის საჭირო ენერგია CO-ს დაჟანგვის გზით.

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ნახშირბადის მონოქსიდი ძალიან საშიშია. მოწამვლის ნიშნები: თავის ტკივილი და თავბრუსხვევა; აღინიშნება ტინიტუსი, ქოშინი, პალპიტაცია, ციმციმი თვალების წინ, სახის სიწითლე, ზოგადი სისუსტე, გულისრევა და ზოგჯერ ღებინება; მძიმე შემთხვევებში, კრუნჩხვები, გონების დაკარგვა, კომა.

ყოფილა შემთხვევები, როცა ზოგიერთმა უგუნურმა მძღოლმა ზამთარში ღამე გაათია ავტოფარეხში გაჩერებულ მანქანაში, რომლის კარები დაკეტილი იყო. თბილად დასაძინებლად ძრავა ჩართეს და უმოქმედოდ დადგა. როგორც წესი, ავტოფარეხში ნახშირბადის მონოქსიდი გროვდებოდა და ასეთი უყურადღებო ადამიანები იღუპებოდნენ. ერთ-ერთი წიგნის ავტორმა მართებულად აღნიშნა, რომ „ძრავის ჩართვა პატარა ავტოფარეხში დახურულ კართან არის თვითმკვლელობა“.

CO-ს ტოქსიკური მოქმედება განპირობებულია კარბოქსიჰემოგლობინის წარმოქმნით - ბევრად უფრო ძლიერი კარბონილის კომპლექსი ჰემოგლობინთან შედარებით, ჰემოგლობინის კომპლექსთან შედარებით ჟანგბადთან. ამრიგად, ჟანგბადის ტრანსპორტირების და უჯრედული სუნთქვის პროცესები იბლოკება. ჰაერში 0,1%-ზე მეტი კონცენტრაცია იწვევს სიკვდილს ერთი საათის განმავლობაში.

ნახშირბადის მონოქსიდის კომბინაცია ჰემოგლობინთან შექცევადია. დაზარალებული სუფთა ჰაერზე უნდა გაიყვანონ. მსუბუქი მოწამვლისთვის საკმარისია ფილტვების ჰიპერვენტილაცია ჟანგბადით.

არსებობს ნახშირბადის მონოქსიდის ბუნებრივი და ანთროპოგენური წყაროები, რომლებიც შედიან დედამიწის ატმოსფეროში. ნახშირორჟანგის შეყვანა ბუნებრივი და ანთროპოგენური წყაროებიდან დაახლოებით ერთნაირია. ბუნებრივ პირობებში, დედამიწის ზედაპირზე ნახშირბადის მონოქსიდი წარმოიქმნება ორგანული ნაერთების არასრული ანაერობული დაშლისას და ბიომასის წვის დროს, ძირითადად ტყისა და სტეპის ხანძრის დროს.

CO-ს ძირითადი ანთროპოგენური წყარო ამჟამად არის გამონაბოლქვი აირები შიდა წვის ძრავებიდან.

ყველამ, ვისაც გაუმკლავდა გათბობის სისტემების მუშაობას - ღუმელები, ქვაბები, ქვაბები, წყლის გამაცხელებლები, რომლებიც განკუთვნილია ნებისმიერი ფორმით საყოფაცხოვრებო საწვავისთვის - იცის, რამდენად საშიშია ნახშირბადის მონოქსიდი ადამიანისთვის. საკმაოდ რთულია მისი განეიტრალება გაზის მდგომარეობაში, არ არსებობს ეფექტური საშინაო მეთოდები ნახშირბადის მონოქსიდის წინააღმდეგ საბრძოლველად, ამიტომ დამცავი ზომების უმეტესობა მიზნად ისახავს ჰაერში ნახშირბადის მონოქსიდის თავიდან აცილებას და დროულ გამოვლენას.

ტოქსიკური ნივთიერების თვისებები

ნახშირბადის მონოქსიდის ბუნებასა და თვისებებში უჩვეულო არაფერია. არსებითად, ეს არის ნახშირის ან ქვანახშირის შემცველი საწვავის ნაწილობრივი დაჟანგვის პროდუქტი. ნახშირბადის მონოქსიდის ფორმულა მარტივი და მარტივია - CO, ქიმიური თვალსაზრისით - ნახშირბადის მონოქსიდი. ნახშირბადის ერთი ატომი დაკავშირებულია ჟანგბადის ატომთან. ორგანული საწვავის წვის პროცესების ბუნება ისეთია, რომ ნახშირბადის მონოქსიდი ნებისმიერი ცეცხლის განუყოფელი ნაწილია.

ცეცხლსასროლი იარაღის კოლოფში გაცხელებისას ნახშირი, დაკავშირებული საწვავი, ტორფი და შეშა გაზიფიცირებულია ნახშირბადის მონოქსიდში და მხოლოდ ამის შემდეგ იწვება ჰაერის შემოდინებით. თუ ნახშირორჟანგი გაჟონა წვის პალატიდან ოთახში, ის დარჩება სტაბილურ მდგომარეობაში იმ მომენტამდე, სანამ ნახშირბადის ნაკადი არ მოიხსნება ოთახიდან ვენტილაციის გზით ან დაგროვდება, ავსებს მთელ სივრცეს, იატაკიდან ჭერამდე. ამ უკანასკნელ შემთხვევაში, მხოლოდ ელექტრონულ ნახშირბადის მონოქსიდის სენსორს შეუძლია გადაარჩინოს სიტუაცია, რომელიც რეაგირებს ოთახის ატმოსფეროში ტოქსიკური ორთქლის კონცენტრაციის ოდნავი ზრდაზე.

რა უნდა იცოდეთ ნახშირბადის მონოქსიდის შესახებ:

სტანდარტულ პირობებში ნახშირბადის მონოქსიდის სიმკვრივეა 1,25 კგ/მ3, რაც ძალიან ახლოსაა ჰაერის ხვედრით წონასთან 1,25 კგ/მ3. ცხელი და თუნდაც თბილი მონოქსიდი ადვილად ადის ჭერამდე და გაციებისას წყდება და ერევა ჰაერს;
ნახშირბადის მონოქსიდი უგემოვნო, უფერო და უსუნოა, მაღალი კონცენტრაციითაც კი;
ნახშირბადის მონოქსიდის წარმოქმნის დასაწყებად საკმარისია ნახშირბადთან კონტაქტში მყოფი ლითონის გაცხელება 400-500 o C ტემპერატურამდე;
გაზს შეუძლია ჰაერში დაწვა, გამოყოფს დიდი რაოდენობით სითბოს, დაახლოებით 111 კჯ/მოლ.

საშიშია არა მხოლოდ ნახშირბადის მონოქსიდის ინჰალაცია, არამედ გაზის ჰაერის ნარევი შეიძლება აფეთქდეს, როდესაც მოცულობის კონცენტრაცია 12,5%-დან 74%-მდე აღწევს. ამ თვალსაზრისით, გაზის ნარევი საყოფაცხოვრებო მეთანის მსგავსია, მაგრამ ბევრად უფრო საშიში, ვიდრე ქსელის გაზი.

მეთანი ჰაერზე მსუბუქია და ჩასუნთქვისას ნაკლებად ტოქსიკურია; გარდა ამისა, გაზის ნაკადში სპეციალური დანამატის - მერკაპტანის - დამატების წყალობით, ოთახში მისი ყოფნა ადვილად შესამჩნევია სუნით. თუ სამზარეულო ოდნავ დაზიანებულია, შეგიძლიათ ოთახში შეხვიდეთ და ჯანმრთელობისთვის ყოველგვარი შედეგების გარეშე განიავოთ.

ნახშირბადის მონოქსიდთან ერთად ყველაფერი უფრო რთულია. ნახშირორჟანგისა და ჰაერის მჭიდრო ურთიერთობა ხელს უშლის ტოქსიკური გაზის ღრუბლის ეფექტურ მოცილებას. გაციებისას გაზის ღრუბელი თანდათან დასახლდება იატაკის არეში. თუ ნახშირბადის მონოქსიდის დეტექტორი ამოქმედდა, ან წვის პროდუქტების გაჟონვა გამოვლინდა ღუმელიდან ან მყარი საწვავის ქვაბიდან, სასწრაფოდ უნდა მიიღოთ ზომები ვენტილაციისთვის, წინააღმდეგ შემთხვევაში ბავშვები და შინაური ცხოველები პირველები დაზარალდებიან.

ნახშირბადის მონოქსიდის ღრუბლის ეს თვისება ადრე ფართოდ გამოიყენებოდა მღრღნელებისა და ტარაკნების წინააღმდეგ საბრძოლველად, მაგრამ გაზის შეტევის ეფექტურობა მნიშვნელოვნად დაბალია, ვიდრე თანამედროვე საშუალებები, ხოლო მოწამვლის რისკი არაპროპორციულად მაღალია.

თქვენი ინფორმაციისთვის! CO გაზის ღრუბელს, ვენტილაციის არარსებობის შემთხვევაში, შეუძლია შეინარჩუნოს თავისი თვისებები უცვლელად დიდი ხნის განმავლობაში.

თუ არსებობს ნახშირბადის მონოქსიდის დაგროვების ეჭვი სარდაფებში, კომუნალურ ოთახებში, ქვაბის ოთახებში, სარდაფებში, პირველი ნაბიჯი არის მაქსიმალური ვენტილაციის უზრუნველყოფა გაზის გაცვლის სიჩქარით 3-4 ერთეული საათში.

ოთახში ორთქლის გამოჩენის პირობები

ნახშირბადის მონოქსიდი შეიძლება წარმოიქმნას ათობით ქიმიური რეაქციის გამოყენებით, მაგრამ ეს მოითხოვს სპეციფიკურ რეაგენტებს და პირობებს მათი ურთიერთქმედებისთვის. ამ გზით გაზით მოწამვლის რისკი პრაქტიკულად ნულის ტოლია. ქვაბის ოთახში ან სამზარეულოში ნახშირბადის მონოქსიდის გამოჩენის ძირითადი მიზეზები რჩება ორი ფაქტორი:

წვის პროდუქტების ცუდი ნაკადი და ნაწილობრივი ნაკადი წვის წყაროდან სამზარეულოს ზონაში;
ქვაბის, გაზისა და ღუმელის მოწყობილობების არასწორი მუშაობა;
პლასტმასის, გაყვანილობის, პოლიმერული საფარის და მასალების ხანძარი და ადგილობრივი ხანძარი;
ნარჩენი აირები კანალიზაციის ხაზებიდან.

ნახშირბადის მონოქსიდის წყარო შეიძლება იყოს ნაცრის მეორადი წვა, ფხვიერი ჭვარტლის საბადოები საკვამურებში, ჭვარტლი და ფისი, რომელიც ჩაშენებულია ბუხრის ბუხრის აგურის აგურში და ჭვარტლის ჩამქრობებში.

ყველაზე ხშირად, CO გაზის წყარო არის დნობის ნახშირი, რომელიც იწვება ცეცხლსასროლი იარაღის კოლოფში, როდესაც სარქველი დახურულია. განსაკუთრებით ბევრი გაზი გამოიყოფა შეშის თერმული დაშლის დროს ჰაერის არარსებობის დროს; გაზის ღრუბლის დაახლოებით ნახევარი უკავია ნახშირბადის მონოქსიდს. აქედან გამომდინარე, ნებისმიერი ექსპერიმენტი ხორცისა და თევზის მოწევასთან დაკავშირებით, ნამსხვრევებიდან მიღებული ნისლის გამოყენებით უნდა ჩატარდეს მხოლოდ ღია ცის ქვეშ.

ნახშირბადის მონოქსიდის მცირე რაოდენობა ასევე შეიძლება გამოჩნდეს მომზადების დროს. მაგალითად, ვისაც შეხვედრია სამზარეულოში გაზის გათბობის ქვაბების დაყენება დახურული ცეცხლსასროლი იარაღით, იცის, როგორ რეაგირებენ ნახშირბადის მონოქსიდის სენსორები შემწვარ კარტოფილზე ან მდუღარე ზეთში მოხარშულ ნებისმიერ საკვებზე.

ნახშირბადის მონოქსიდის მზაკვრული ბუნება

ნახშირბადის მონოქსიდის მთავარი საშიშროება ის არის, რომ შეუძლებელია მისი ყოფნის შეგრძნება და შეგრძნება ოთახის ატმოსფეროში, სანამ გაზი ჰაერთან ერთად სასუნთქ სისტემაში არ მოხვდება და სისხლში არ დაიშლება.

CO-ს შესუნთქვის შედეგები დამოკიდებულია ჰაერში გაზის კონცენტრაციაზე და ოთახში ყოფნის ხანგრძლივობაზე:

თავის ტკივილი, სისუსტე და ძილიანობის განვითარება იწყება მაშინ, როდესაც ჰაერში მოცულობითი აირის შემცველობა შეადგენს 0,009-0,011%. ფიზიკურად ჯანმრთელ ადამიანს შეუძლია გაუძლოს დაბინძურებულ ატმოსფეროში ზემოქმედებას სამ საათამდე;
გულისრევა, კუნთების ძლიერი ტკივილი, კრუნჩხვები, სისუსტე, ორიენტაციის დაკარგვა შეიძლება განვითარდეს 0,065-0,07% კონცენტრაციით. ოთახში გატარებული დრო გარდაუვალი შედეგების დაწყებამდე არის მხოლოდ 1,5-2 საათი;
როდესაც ნახშირბადის მონოქსიდის კონცენტრაცია 0,5%-ზე მეტია, გაზით დაბინძურებულ სივრცეში ყოფნის რამდენიმე წამიც კი სიკვდილს ნიშნავს.

მაშინაც კი, თუ ადამიანი დამოუკიდებლად გამოვიდა ოთახიდან ნახშირბადის მონოქსიდის მაღალი კონცენტრაციით, მას მაინც დასჭირდება სამედიცინო დახმარება და ანტიდოტების გამოყენება, რადგან სისხლის მიმოქცევის სისტემის მოწამვლისა და ტვინში სისხლის მიმოქცევის დარღვევის შედეგები კვლავ იქნება. გამოჩნდება, მხოლოდ ცოტა მოგვიანებით.

ნახშირბადის მონოქსიდის მოლეკულები კარგად შეიწოვება წყლისა და მარილის ხსნარებით. ამიტომ, ჩვეულებრივი პირსახოცები და ხელსახოცები, რომლებიც დატენიანებულია ნებისმიერი ხელმისაწვდომი წყლით, ხშირად გამოიყენება, როგორც დაცვის პირველი ხელმისაწვდომი საშუალება. ეს საშუალებას გაძლევთ შეაჩეროთ ნახშირბადის მონოქსიდი თქვენს სხეულში რამდენიმე წუთის განმავლობაში, სანამ არ შეძლებთ ოთახის დატოვებას.

ნახშირბადის მონოქსიდის ამ თვისებას ხშირად ბოროტად იყენებენ გათბობის მოწყობილობების ზოგიერთი მფლობელი, რომელსაც აქვს ჩაშენებული CO სენსორები. როდესაც მგრძნობიარე სენსორი ამოქმედდება, ოთახის ვენტილაციის ნაცვლად, მოწყობილობას ხშირად სველი პირსახოცით აფარებენ. შედეგად, ათეული ასეთი მანიპულაციის შემდეგ, ნახშირბადის მონოქსიდის სენსორი იშლება და მოწამვლის რისკი იზრდება მასშტაბების რიგით.

ნახშირბადის მონოქსიდის გამოვლენის ტექნიკური სისტემები

სინამდვილეში, დღეს ნახშირბადის მონოქსიდთან წარმატებით საბრძოლველად მხოლოდ ერთი გზა არსებობს, სპეციალური ელექტრონული მოწყობილობებისა და სენსორების გამოყენებით, რომლებიც აღრიცხავენ CO-ს ჭარბ კონცენტრაციას ოთახში. თქვენ, რა თქმა უნდა, შეგიძლიათ გააკეთოთ რაღაც უფრო მარტივი, მაგალითად, დააინსტალიროთ ძლიერი ვენტილაცია, როგორც ამას აკეთებენ ისინი, ვისაც უყვარს დასვენება ნამდვილი აგურის ბუხრით. მაგრამ ასეთ ხსნარში არსებობს ნახშირბადის მონოქსიდის მოწამვლის გარკვეული რისკი მილში ნაკადის მიმართულების შეცვლისას და გარდა ამისა, ძლიერი ნაკადის ქვეშ ცხოვრება ასევე არ არის ძალიან კარგი ჯანმრთელობისთვის.

ნახშირბადის მონოქსიდის სენსორის მოწყობილობა

საცხოვრებელი და კომუნალური ოთახების ატმოსფეროში ნახშირბადის მონოქსიდის შემცველობის კონტროლის პრობლემა დღეს ისეთივე აქტუალურია, როგორც ხანძრის ან უსაფრთხოების განგაშის არსებობა.

გათბობისა და გაზის აღჭურვილობის სპეციალიზებულ მაღაზიებში შეგიძლიათ შეიძინოთ გაზის შემცველობის მონიტორინგის მოწყობილობების რამდენიმე ვარიანტი:

ქიმიური სიგნალიზაცია;
ინფრაწითელი სკანერები;
მყარი მდგომარეობის სენსორები.

მოწყობილობის მგრძნობიარე სენსორი, როგორც წესი, აღჭურვილია ელექტრონული დაფით, რომელიც უზრუნველყოფს სიგნალის სიმძლავრეს, კალიბრაციას და გარდაქმნას სიგნალის გასაგებ ფორმად. ეს შეიძლება იყოს უბრალოდ მწვანე და წითელი LED-ები პანელზე, ხმის სირენა, ციფრული ინფორმაცია კომპიუტერული ქსელისთვის სიგნალის გასაცემად, ან საკონტროლო პულსი ავტომატური სარქველისთვის, რომელიც წყვეტს საყოფაცხოვრებო გაზის მიწოდებას გათბობის ქვაბში.

ნათელია, რომ სენსორების გამოყენება კონტროლირებადი გამორთვის სარქველთან ერთად არის აუცილებელი ზომა, მაგრამ ხშირად გათბობის მოწყობილობების მწარმოებლები მიზანმიმართულად აშენებენ "უგუნურებას", რათა თავიდან აიცილონ ყველა სახის მანიპულირება გაზის აღჭურვილობის უსაფრთხოებასთან დაკავშირებით.

ქიმიური და მყარი მდგომარეობის კონტროლის ინსტრუმენტები

სენსორის ყველაზე იაფი და ხელმისაწვდომი ვერსია ქიმიური ინდიკატორით დამზადებულია ბადისებრი კოლბის სახით, ადვილად გამტარი ჰაერისთვის. კოლბის შიგნით არის ორი ელექტროდი, რომლებიც გამოყოფილია ფოროვანი დანაყოფით, რომელიც გაჟღენთილია ტუტე ხსნარით. ნახშირბადის მონოქსიდის გამოჩენა იწვევს ელექტროლიტის კარბონიზაციას, სენსორის გამტარობა მკვეთრად ეცემა, რასაც ელექტრონიკა მაშინვე კითხულობს, როგორც განგაშის სიგნალი. ინსტალაციის შემდეგ მოწყობილობა უმოქმედო მდგომარეობაშია და არ მუშაობს მანამ, სანამ ჰაერში არ დარჩება ნახშირბადის მონოქსიდის კვალი, რომელიც აღემატება დასაშვებ კონცენტრაციას.

მყარი მდგომარეობის სენსორები იყენებენ კალის დიოქსიდისა და რუთენიუმის ორ ფენის პარკებს აზბესტის ტუტეებით გაჟღენთილი ნაწილის ნაცვლად. ჰაერში გაზის გამოჩენა იწვევს სენსორული მოწყობილობის კონტაქტებს შორის გაფუჭებას და ავტომატურად იწვევს განგაშის სიგნალს.

სკანერები და ელექტრონული მცველები

ინფრაწითელი სენსორები, რომლებიც მოქმედებენ მიმდებარე ჰაერის სკანირების პრინციპით. ჩაშენებული ინფრაწითელი სენსორი აღიქვამს ლაზერული LED-ის სიკაშკაშეს და ტრიგერის მოწყობილობა აქტიურდება გაზის მიერ თერმული გამოსხივების შთანთქმის ინტენსივობის ცვლილების საფუძველზე.

CO ძალიან კარგად შთანთქავს სპექტრის თერმულ ნაწილს, ამიტომ ასეთი მოწყობილობები მუშაობენ დარაჯის ან სკანერის რეჟიმში. სკანირების შედეგი შეიძლება იყოს ნაჩვენები ორფერიანი სიგნალის სახით ან ციფრული ან ხაზოვანი მასშტაბით ჰაერში ნახშირბადის მონოქსიდის რაოდენობის მითითებით.

რომელი სენსორი ჯობია

ნახშირბადის მონოქსიდის სენსორის სწორად შესარჩევად, აუცილებელია გავითვალისწინოთ ოპერაციული რეჟიმი და ოთახის ბუნება, რომელშიც უნდა დამონტაჟდეს სენსორული მოწყობილობა. მაგალითად, ქიმიური სენსორები, რომლებიც ითვლება მოძველებულად, მშვენივრად მუშაობს ქვაბის ოთახებში და კომუნალურ ოთახებში. ნახშირბადის მონოქსიდის გამოვლენის იაფი მოწყობილობა შეიძლება დამონტაჟდეს თქვენს სახლში ან სახელოსნოში. სამზარეულოში ბადე სწრაფად იფარება მტვრისა და ცხიმის საბადოებით, რაც მკვეთრად ამცირებს ქიმიური კონუსის მგრძნობელობას.

მყარი მდგომარეობის ნახშირბადის მონოქსიდის სენსორები ერთნაირად კარგად მუშაობენ ყველა პირობებში, მაგრამ მათ მუშაობისთვის საჭიროა ძლიერი გარე ენერგიის წყარო. მოწყობილობის ღირებულება უფრო მაღალია, ვიდრე ქიმიური სენსორული სისტემების ფასი.

ინფრაწითელი სენსორები დღეს ყველაზე გავრცელებულია. ისინი აქტიურად გამოიყენება საცხოვრებელი სახლის ინდივიდუალური გათბობის ქვაბების უსაფრთხოების სისტემების დასასრულებლად. ამავდროულად, კონტროლის სისტემის მგრძნობელობა პრაქტიკულად არ იცვლება დროთა განმავლობაში მტვრის ან ჰაერის ტემპერატურის გამო. უფრო მეტიც, ასეთ სისტემებს, როგორც წესი, აქვთ ჩაშენებული ტესტირებისა და კალიბრაციის მექანიზმები, რაც საშუალებას გაძლევთ პერიოდულად შეამოწმოთ მათი შესრულება.

ნახშირბადის მონოქსიდის მონიტორინგის მოწყობილობების დაყენება

ნახშირბადის მონოქსიდის სენსორები უნდა დამონტაჟდეს და შენარჩუნდეს მხოლოდ კვალიფიციური პერსონალის მიერ. პერიოდულად, ინსტრუმენტები ექვემდებარება შემოწმებას, კალიბრაციას, შენარჩუნებას და შეცვლას.

სენსორი უნდა დამონტაჟდეს გაზის წყაროდან 1-დან 4 მ მანძილზე; კორპუსი ან დისტანციური სენსორები დამონტაჟებულია იატაკის დონიდან 150 სმ სიმაღლეზე და უნდა იყოს დაკალიბრებული ზედა და ქვედა მგრძნობელობის ზღურბლების მიხედვით.

საცხოვრებელი ნახშირბადის მონოქსიდის დეტექტორების მომსახურების ვადა 5 წელია.

დასკვნა

ნახშირბადის მონოქსიდის წარმოქმნის წინააღმდეგ ბრძოლა მოითხოვს ზრუნვას და პასუხისმგებელ დამოკიდებულებას დამონტაჟებული აღჭურვილობის მიმართ. ნებისმიერი ექსპერიმენტი სენსორებთან, განსაკუთრებით ნახევარგამტარებთან, მკვეთრად ამცირებს მოწყობილობის მგრძნობელობას, რაც საბოლოოდ იწვევს ნახშირბადის მონოქსიდის შემცველობის ზრდას სამზარეულოსა და მთელ ბინაში ატმოსფეროში, ნელ-ნელა მოწამლავს მის ყველა მცხოვრებს. ნახშირბადის მონოქსიდის მონიტორინგის პრობლემა იმდენად სერიოზულია, რომ შესაძლებელია, რომ მომავალში სენსორების გამოყენება სავალდებულო გახდეს ინდივიდუალური გათბობის ყველა კატეგორიისთვის.

0.00125 (0 °C-ზე) გ/სმ³ თერმული თვისებები დნობის ტემპერატურა −205 °C დუღილის ტემპერატურა −191,5 °C ფორმირების ენთალპია (სტ. კონვ.) −110,52 კჯ/მოლ ქიმიური თვისებები წყალში ხსნადობა 0,0026 გ/100 მლ კლასიფიკაცია რეგ. CAS ნომერი 630-08-0 რეგ. PubChem ნომერი 281 რეგ. EINECS ნომერი 211-128-3 იღიმება # EC რეგისტრაციის ნომერი 006-001-00-2 RTECS FG3500000

ნახშირბადის მონოქსიდი (ნახშირბადის მონოქსიდი, ნახშირბადის მონოქსიდი, ნახშირბადის მონოქსიდი) არის უფერო მომწამვლელი აირი (ნორმალურ პირობებში) გემოსა და სუნის გარეშე. ქიმიური ფორმულა - CO. ცეცხლის გავრცელების ქვედა და ზედა კონცენტრაციის ზღვარი: 12,5-დან 74%-მდე (მოცულობით).

მოლეკულის სტრუქტურა

CO მოლეკულას აქვს სამმაგი ბმა, ისევე როგორც აზოტის მოლეკულა N2. ვინაიდან ეს მოლეკულები სტრუქტურით მსგავსია (იზოელექტრონული, დიატომიური, აქვთ მსგავსი მოლური მასა), მათი თვისებებიც მსგავსია - ძალიან დაბალი დნობის და დუღილის წერტილები, მსგავსი სტანდარტული ენტროპიები და ა.შ.

მოლეკულა სუსტად პოლარიზებულია, მისი დიპოლის ელექტრული მომენტია μ = 0,04·10 −29 C m. მრავალრიცხოვანმა კვლევამ აჩვენა, რომ ნახშირორჟანგის მოლეკულაში უარყოფითი მუხტი კონცენტრირებულია ნახშირბადის ატომზე C − ←O + (მოლეკულაში დიპოლური მომენტის მიმართულება საპირისპიროა ადრე ნავარაუდევისაგან). იონიზაციის პოტენციალი 14,0 V, ძალის შეერთების მუდმივი k = 18,6.

Თვისებები

ნახშირბადის (II) მონოქსიდი არის უფერო, უგემოვნო და უსუნო აირი. აალებადი ეგრეთ წოდებული "ნახშირბადის მონოქსიდის სუნი" სინამდვილეში არის ორგანული მინარევების სუნი.

ქიმიური რეაქციების ძირითადი ტიპები, რომლებშიც ნახშირბადის (II) მონოქსიდი მონაწილეობს, არის დამატების რეაქციები და რედოქსის რეაქციები, რომლებშიც მას ავლენს შემცირების თვისებები.

ოთახის ტემპერატურაზე CO არააქტიურია; მისი ქიმიური აქტივობა მნიშვნელოვნად იზრდება გაცხელებისას და ხსნარებში (ამგვარად, ხსნარებში ის ამცირებს მარილებს და სხვებს უკვე ოთახის ტემპერატურაზე არსებულ ლითონებში. გაცხელებისას ის ასევე ამცირებს სხვა ლითონებს, მაგალითად CO +. CuO → Cu + CO 2. ფართოდ გამოიყენება პირომეტალურგიაში CO-ს რეაქცია ხსნარში პალადიუმის ქლორიდთან არის CO-ს ხარისხობრივი გამოვლენის საფუძველი, იხილეთ ქვემოთ).

ხსნარში CO-ს დაჟანგვა ხშირად შესამჩნევი სიჩქარით ხდება მხოლოდ კატალიზატორის თანდასწრებით. ამ უკანასკნელის შერჩევისას მთავარ როლს ასრულებს ჟანგვის აგენტის ბუნება. ამრიგად, KMnO 4 ყველაზე სწრაფად იჟანგება CO-ს წვრილად დამსხვრეული ვერცხლის თანდასწრებით, K 2 Cr 2 O 7 - მარილების თანდასწრებით, KClO 3 - OsO 4-ის თანდასწრებით. ზოგადად, CO თავისი შემცირების თვისებებით მსგავსია მოლეკულურ წყალბადთან.

830 °C-ზე ქვემოთ უფრო ძლიერი შემცირების აგენტია CO, ზემოთ - წყალბადი. ამრიგად, რეაქციის წონასწორობა არის:

830 °C-მდე გადაადგილდება მარჯვნივ, 830 °C-ზე ზემოთ მარცხნივ.

ნახშირბადის მონოქსიდი (II) იწვის ცისფერი ალით (რეაქციის ტემპერატურა 700 °C) ჰაერში:

ΔG° 298 = −257 კჯ, ΔS° 298 = −86 ჯ/კ

ნახშირორჟანგის წვის ტემპერატურამ შეიძლება მიაღწიოს 2100 °C-ს; ეს არის ჯაჭვის წვა, სადაც ინიციატორია მცირე რაოდენობით წყალბადის შემცველი ნაერთები (წყალი, ამიაკი, წყალბადის სულფიდი და ა.შ.).

ასეთი კარგი კალორიული ღირებულების გამო, CO არის სხვადასხვა ტექნიკური აირის ნარევების კომპონენტი (იხილეთ, მაგალითად, გენერატორის გაზი), რომელიც გამოიყენება, სხვა საკითხებთან ერთად, გათბობისთვის.

ჰალოგენები. ქლორთან რეაქციამ მიიღო უდიდესი პრაქტიკული გამოყენება:

რეაქცია ეგზოთერმულია, მისი თერმული ეფექტი არის 113 კჯ, ხოლო კატალიზატორის (გააქტიურებული ნახშირბადის) თანდასწრებით ხდება ოთახის ტემპერატურაზე. რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება ფოსგენი, ნივთიერება, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ქიმიის სხვადასხვა დარგში (და ასევე, როგორც ქიმიური ომის აგენტი). მსგავსი რეაქციების შედეგად მიიღება COF 2 (კარბონილის ფტორიდი) და COBr 2 (კარბონილის ბრომიდი). კარბონილის იოდიდი არ იქნა მიღებული. რეაქციების ეგზოთერმიულობა სწრაფად მცირდება F-დან I-მდე (F 2-თან რეაქციისთვის თერმული ეფექტი არის 481 კჯ, Br 2-ით - 4 კჯ). ასევე შესაძლებელია შერეული წარმოებულების მიღება, მაგალითად COFCl (დამატებითი ინფორმაციისთვის იხილეთ ნახშირმჟავას ჰალოგენური წარმოებულები).

CO-ს F2-თან რეაგირებით, კარბონილის ფტორიდის გარდა, შეიძლება მივიღოთ პეროქსიდის ნაერთი (FCO) 2 O 2. მისი მახასიათებლები: დნობის წერტილი −42 °C, დუღილის წერტილი +16 °C, აქვს დამახასიათებელი სუნი (ოზონის სუნის მსგავსი), 200 °C-ზე ზევით გაცხელებისას ფეთქებად იშლება (რეაქციის პროდუქტები CO 2, O 2 და COF 2 ), მჟავე გარემოში რეაგირებს კალიუმის იოდიდთან განტოლების მიხედვით:

ნახშირბადის (II) მონოქსიდი რეაგირებს ქალკოგენებთან. გოგირდთან ერთად ის ქმნის ნახშირბადის სულფიდს COS, რეაქცია ხდება გაცხელებისას, განტოლების მიხედვით:

ΔG° 298 = −229 კჯ, ΔS° 298 = −134 ჯ/კ

ასევე მიღებული იქნა მსგავსი ნახშირბადის სელენოქსიდი COSe და ნახშირბადის ტელუროქსიდი COTe.

აღადგენს SO 2:

გარდამავალი ლითონებით ის ქმნის ძალიან აქროლად, აალებადი და ტოქსიკურ ნაერთებს - კარბონილებს, როგორიცაა Cr(CO) 6, Ni(CO) 4, Mn 2 CO 10, Co 2 (CO) 9 და ა.შ.

ნახშირბადის (II) მონოქსიდი ოდნავ ხსნადია წყალში, მაგრამ არ რეაგირებს მასთან. ის ასევე არ რეაგირებს ტუტეებისა და მჟავების ხსნარებთან. თუმცა, ის რეაგირებს ტუტე დნობასთან და ქმნის შესაბამის ფორმატებს:

საინტერესოა ნახშირბადის მონოქსიდის (II) რეაქცია კალიუმის ლითონთან ამიაკის ხსნარში. ეს წარმოქმნის ფეთქებადი ნაერთს კალიუმის დიოქსიდისკარბონატს:

ნახშირბადის მონოქსიდის (II) ტოქსიკური მოქმედება განპირობებულია კარბოქსიჰემოგლობინის წარმოქმნით - ბევრად უფრო ძლიერი კარბონილის კომპლექსი ჰემოგლობინთან შედარებით, ჰემოგლობინის კომპლექსთან შედარებით ჟანგბადთან (ოქსიჰემოგლობინი), რითაც ბლოკავს ჟანგბადის ტრანსპორტირების და უჯრედული სუნთქვის პროცესებს. ჰაერში 0,1%-ზე მეტი კონცენტრაცია იწვევს სიკვდილს ერთი საათის განმავლობაში.

აღმოჩენის ისტორია

ნახშირბადის (II) მონოქსიდი პირველად ფრანგმა ქიმიკოსმა ჟაკ დე ლასონმა მოამზადა თუთიის ოქსიდის ქვანახშირით გაცხელებით, მაგრამ თავდაპირველად შეცდომით წყალბადად შეიყვანეს, რადგან ის ცისფერი ალით იწვოდა.

ის ფაქტი, რომ ეს გაზი შეიცავს ნახშირბადს და ჟანგბადს, აღმოაჩინა ინგლისელმა ქიმიკოსმა უილიამ კრუიკშენკმა. ნახშირბადის (II) მონოქსიდი დედამიწის ატმოსფეროს გარეთ პირველად აღმოაჩინა ბელგიელმა მეცნიერმა მ. მიგეოტემ 1949 წელს მზის IR სპექტრში მთავარი ვიბრაციულ-ბრუნვის ზოლის არსებობიდან.

ქვითარი

სამრეწველო მეთოდი

წარმოიქმნება ნახშირბადის ან ნახშირბადზე დაფუძნებული ნაერთების (მაგალითად, ბენზინი) წვის დროს ჟანგბადის ნაკლებობის პირობებში:

(ამ რეაქციის თერმული ეფექტი არის 220 კჯ),

ან ნახშირორჟანგის შემცირებისას ცხელი ნახშირით:

(ΔH=172 კჯ, ΔS=176 ჯ/კ)

ეს რეაქცია ხდება ღუმელის ხანძრის დროს, როდესაც ღუმელის დემპერი ძალიან ადრე იკეტება (სანამ ნახშირი მთლიანად დაიწვება). შედეგად მიღებული ნახშირბადის მონოქსიდი (II), მისი ტოქსიკურობის გამო, იწვევს ფიზიოლოგიურ დარღვევებს („ამოწურვა“) და სიკვდილსაც კი (იხ. ქვემოთ), აქედან მოდის ერთ-ერთი ტრივიალური სახელი - „ნახშირბადის მონოქსიდი“.

ნახშირორჟანგის შემცირების რეაქცია შექცევადია; ტემპერატურის გავლენა ამ რეაქციის წონასწორობაზე ნაჩვენებია გრაფიკზე. რეაქციის მოძრაობა მარჯვნივ უზრუნველყოფილია ენტროპიის ფაქტორით, ხოლო მარცხნივ ენთალპიის ფაქტორით. 400 °C-ზე დაბალ ტემპერატურაზე წონასწორობა თითქმის მთლიანად გადადის მარცხნივ, ხოლო 1000 °C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე მარჯვნივ (CO-ს წარმოქმნისკენ). დაბალ ტემპერატურაზე, ამ რეაქციის სიჩქარე ძალიან დაბალია, ამიტომ ნახშირბადის (II) მონოქსიდი საკმაოდ სტაბილურია ნორმალურ პირობებში. ამ წონასწორობას განსაკუთრებული სახელი აქვს ბუდუარის ბალანსი.

ნახშირბადის მონოქსიდის (II) ნარევები სხვა ნივთიერებებთან მიიღება ჰაერის, წყლის ორთქლის და ა.შ. ცხელი კოქსის, ნახშირის ან ყავისფერი ნახშირის და ა.შ. ფენის გავლით (იხ. გენერატორი გაზი, წყლის გაზი, შერეული აირი, სინთეზური აირი ).

ლაბორატორიული მეთოდი

თხევადი ჭიანჭველა მჟავის დაშლა ცხელი კონცენტრირებული გოგირდმჟავას მოქმედებით, ან ჭიანჭველა მჟავის გადატანა ფოსფორის ოქსიდზე P 2 O 5. რეაქციის სქემა:

ასევე შესაძლებელია ჭიანჭველა მჟავას დამუშავება ქლოროსულფონის მჟავით. ეს რეაქცია ხდება ჩვეულებრივ ტემპერატურაზე შემდეგი სქემის მიხედვით:

ოქსილის და კონცენტრირებული გოგირდის მჟავების ნარევის გაცხელება. რეაქცია მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით:

CO-სთან ერთად გამოთავისუფლებული ნახშირორჟანგი შეიძლება ამოღებულ იქნეს ნარევი ბარიტულ წყალში გადატანით.

კალიუმის ჰექსაციანოფერატის (II) ნარევის გაცხელება კონცენტრირებული გოგირდის მჟავით. რეაქცია მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით:

ნახშირბადის მონოქსიდის განსაზღვრა (II)

CO-ს არსებობა თვისობრივად შეიძლება განისაზღვროს პალადიუმის ქლორიდის (ან ამ ხსნარში დასველებული ქაღალდის) ხსნარების დაბნელებით. დაბნელება დაკავშირებულია თხელი ლითონის პალადიუმის გამოყოფასთან შემდეგი სქემის მიხედვით:

ეს რეაქცია ძალიან მგრძნობიარეა. სტანდარტული ხსნარი: 1 გრამი პალადიუმის ქლორიდი ლიტრ წყალზე.

ნახშირბადის მონოქსიდის რაოდენობრივი განსაზღვრა (II) ემყარება იოდომეტრულ რეაქციას:

განაცხადი

ნახშირბადის (II) მონოქსიდი არის შუალედური რეაგენტი, რომელიც გამოიყენება წყალბადთან რეაქციებში კრიტიკულ ინდუსტრიულ პროცესებში ორგანული სპირტების და სწორი ნახშირწყალბადების წარმოებისთვის.
ნახშირბადის მონოქსიდი (II) გამოიყენება ცხოველის ხორცისა და თევზის დასამუშავებლად, რაც მათ აძლევს ნათელ წითელ ფერს და სიახლის იერს გემოვნების შეცვლის გარეშე (en: Clear smoke ან en: Tasteless smoke technology). CO-ს დასაშვები კონცენტრაცია არის 200 მგ/კგ ხორცზე.
ძრავის გამონაბოლქვიდან ნახშირბადის მონოქსიდი ნაცისტებმა გამოიყენეს მეორე მსოფლიო ომის დროს ადამიანების მასობრივი მკვლელობისთვის მოწამვლის გზით.

ნახშირბადის (II) მონოქსიდი დედამიწის ატმოსფეროში

არსებობს შესვლის ბუნებრივი და ანთროპოგენური წყაროები