bau-enginer.ru → สายไฟ

คาร์บอนมอนอกไซด์มีโครงสร้างโมเลกุล อย่างระมัดระวัง! คาร์บอนมอนอกไซด์ในบ้าน! สรีรวิทยาของมนุษย์ปกติ

คาร์บอนก่อให้เกิดออกไซด์ที่เสถียรอย่างยิ่งสองตัว (CO และ CO 2), ออกไซด์ที่มีความเสถียรน้อยกว่ามากสามตัว (C 3 O 2, C 5 O 2 และ C 12 O 9), ออกไซด์จำนวนหนึ่งที่ไม่เสถียรหรือได้รับการศึกษาต่ำ (C 2 O, C 2 O 3 เป็นต้น) และกราไฟท์ออกไซด์ที่ไม่ใช่ปริมาณสัมพันธ์ ในบรรดาออกไซด์ที่ระบุไว้ CO และ CO 2 มีบทบาทพิเศษ

คำนิยาม

คาร์บอนมอนอกไซด์ภายใต้สภาวะปกติ ก๊าซไวไฟจะไม่มีสีและไม่มีกลิ่น

มันค่อนข้างเป็นพิษเนื่องจากความสามารถในการสร้างสารเชิงซ้อนกับเฮโมโกลบินซึ่งมีความเสถียรมากกว่าสารเชิงซ้อนออกซิเจน - เฮโมโกลบินประมาณ 300 เท่า

คำนิยาม

คาร์บอนไดออกไซด์ภายใต้สภาวะปกติจะเป็นก๊าซไม่มีสีซึ่งหนักกว่าอากาศประมาณ 1.5 เท่าเนื่องจากสามารถเทของเหลวจากภาชนะหนึ่งไปยังอีกภาชนะหนึ่งได้เหมือนของเหลว

มวลของ CO 2 1 ลิตรภายใต้สภาวะปกติคือ 1.98 กรัม ความสามารถในการละลายของคาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำต่ำ: น้ำ 1 ปริมาตรที่ 20 o C ละลาย CO 2 0.88 ปริมาตรและที่ 0 o C - 1.7 ปริมาตร

การเกิดออกซิเดชันโดยตรงของคาร์บอนโดยขาดออกซิเจนหรืออากาศทำให้เกิดการก่อตัวของ CO และเมื่อมีปริมาณเพียงพอ CO 2 ก็จะเกิดขึ้น คุณสมบัติบางประการของออกไซด์เหล่านี้แสดงอยู่ในตาราง 1 1.

ตารางที่ 1. คุณสมบัติทางกายภาพของคาร์บอนออกไซด์

การผลิตก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์

สามารถรับ CO บริสุทธิ์ได้ในห้องปฏิบัติการโดยการทำให้กรดฟอร์มิก (HCOOH) แห้งด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้นที่อุณหภูมิ ~140 °C:

HCOOH = CO + H2O

ในปริมาณเล็กน้อย ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สามารถได้รับอย่างง่ายดายจากการกระทำของกรดบนคาร์บอเนต:

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

ในระดับอุตสาหกรรม CO 2 ผลิตขึ้นโดยส่วนใหญ่เป็นผลพลอยได้ในกระบวนการสังเคราะห์แอมโมเนีย:

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

CO + H 2 O = CO 2 + H 2

คาร์บอนไดออกไซด์ปริมาณมากเกิดจากการเผาหินปูน:

CaCO 3 = CaO + CO 2

คุณสมบัติทางเคมีของคาร์บอนมอนอกไซด์

คาร์บอนมอนอกไซด์มีปฏิกิริยาทางเคมีที่อุณหภูมิสูง พิสูจน์ได้ว่าเป็นตัวรีดิวซ์ที่แข็งแกร่ง ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน, คลอรีน, ซัลเฟอร์, แอมโมเนีย, ด่าง, โลหะ.

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

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

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

2CO + O 2 = 2CO 2 (แมว MnO 2 /CuO);

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

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

5CO + เฟ = (t = 100 - 200 o C, p)

คาร์บอนไดออกไซด์มีคุณสมบัติเป็นกรด: ทำปฏิกิริยากับด่างและแอมโมเนียไฮเดรต ลดลงด้วยโลหะที่ใช้งานอยู่ ไฮโดรเจน คาร์บอน

CO 2 + NaOH เจือจาง = NaHCO 3 ;

CO 2 + 2NaOH conc = นา 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, แมว Cu 2 O);

CO 2 + C = 2CO (t > 1,000 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

การใช้คาร์บอนมอนอกไซด์

คาร์บอนมอนอกไซด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นเชื้อเพลิงในรูปของก๊าซกำเนิดหรือก๊าซน้ำ และยังเกิดขึ้นเมื่อโลหะหลายชนิดถูกแยกออกจากออกไซด์โดยการรีดักชันด้วยถ่านหิน ผู้ผลิตก๊าซผลิตโดยการส่งอากาศผ่านถ่านหินร้อน ประกอบด้วย CO2 ประมาณ 25%, CO2 4% และ N2 70% โดยมี H2 และ CH4 62 เล็กน้อย

การใช้คาร์บอนไดออกไซด์มักเกิดจากคุณสมบัติทางกายภาพของมัน มันถูกใช้เป็นสารทำความเย็นสำหรับเครื่องดื่มอัดลมในการผลิตพลาสติกน้ำหนักเบา (โฟม) และยังเป็นก๊าซสำหรับสร้างบรรยากาศเฉื่อย

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างที่ 1

ตัวอย่างที่ 2

ออกกำลังกาย

พิจารณาว่าคาร์บอนมอนอกไซด์ (IV)CO 2 หนักกว่าอากาศกี่ครั้ง

สารละลาย

อัตราส่วนของมวลของก๊าซที่กำหนดต่อมวลของก๊าซอื่นที่ได้รับในปริมาตรเดียวกัน ที่อุณหภูมิเดียวกันและความดันเท่ากัน เรียกว่าความหนาแน่นสัมพัทธ์ของก๊าซตัวแรกต่อก๊าซที่สอง ค่านี้แสดงจำนวนครั้งที่แก๊สตัวแรกหนักหรือเบากว่าแก๊สตัวที่สอง

น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ของอากาศคือ 29 (โดยคำนึงถึงปริมาณไนโตรเจน ออกซิเจน และก๊าซอื่นๆ ในอากาศ) ควรสังเกตว่าแนวคิดเรื่อง "มวลโมเลกุลสัมพัทธ์ของอากาศ" ถูกใช้อย่างมีเงื่อนไขเนื่องจากอากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซ

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

อากาศ D (CO 2) = 44/29 = 1.517

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

คำตอบ

คาร์บอนมอนอกไซด์ (IV)CO 2 หนักกว่าอากาศ 1.517 เท่า

มีพันธะสามเท่า เนื่องจากโมเลกุลเหล่านี้มีโครงสร้างคล้ายคลึงกันคุณสมบัติของพวกมันจึงคล้ายกัน - จุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำมาก, ค่าใกล้เคียงของเอนโทรปีมาตรฐาน ฯลฯ

ภายในกรอบการทำงานของวิธีเวเลนซ์บอนด์ โครงสร้างของโมเลกุล CO สามารถอธิบายได้ด้วยสูตร: C≡O: และพันธะที่สามเกิดขึ้นตามกลไกของผู้ให้-ตัวรับ โดยที่คาร์บอนคือผู้บริจาคของคู่อิเล็กตรอน และมีออกซิเจนเป็นตัวรับ

ตามวิธีการโคจรของโมเลกุล การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุล CO ที่ไม่ถูกกระตุ้นคือ σ 2 O σ 2 z π 4 x, y σ 2 C พันธะสามชั้นเกิดขึ้น σ - การเชื่อมต่อเกิดขึ้นเนื่องจาก ซิคู่อิเล็กตรอน และอิเล็กตรอนจะมีระดับเสื่อมลงเป็นสองเท่า π x, ยตรงกับสอง σ - การเชื่อมต่อ อิเล็กตรอนในออร์บิทัล σ C ที่ไม่มีพันธะและออร์บิทัล σ O สอดคล้องกับคู่อิเล็กตรอนสองคู่ โดยคู่หนึ่งอยู่ในตำแหน่งที่อะตอม และอีกคู่อยู่ที่อะตอม

เนื่องจากมีพันธะสามตัว โมเลกุล CO จึงมีความแข็งแรงมาก (พลังงานการแยกตัว 1,069 กิโลจูล/โมล หรือ 256 กิโลแคลอรี/โมล ซึ่งมากกว่าโมเลกุลไดอะตอมมิกอื่นๆ) และมีระยะห่างระหว่างนิวเคลียร์น้อย (d C≡ O = 0.1128 นาโนเมตร หรือ 1.13Å)

โมเลกุลมีขั้วอ่อน โมเมนต์ไฟฟ้าของไดโพล μ = 0.04·10 -29 C m (ทิศทางของโมเมนต์ไดโพล C - →O +) ศักย์ไฟฟ้าไอออไนเซชัน 14.0 V, ค่าคงที่ของแรงคัปปลิ้ง k = 18.6

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบ

คาร์บอนมอนอกไซด์ถูกผลิตขึ้นครั้งแรกโดยนักเคมีชาวฝรั่งเศส Jacques de Lassonne โดยการให้ความร้อนซิงค์ออกไซด์ด้วยถ่านหิน แต่ในตอนแรกถูกเข้าใจผิดว่าเป็นไฮโดรเจนเนื่องจากถูกเผาด้วยเปลวไฟสีน้ำเงิน ความจริงที่ว่าก๊าซนี้มีคาร์บอนและออกซิเจนถูกค้นพบโดยนักเคมีชาวอังกฤษ William Cruickshank คาร์บอนมอนอกไซด์ในชั้นบรรยากาศของโลกถูกค้นพบครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเบลเยี่ยม เอ็ม. มิจิออตต์ ในปี พ.ศ. 2492 โดยการมีอยู่ของแถบสั่นและการหมุนหลักในสเปกตรัม IR ของดวงอาทิตย์

คาร์บอนมอนอกไซด์ในชั้นบรรยากาศโลก

มีแหล่งที่มาทางธรรมชาติและมานุษยวิทยา ภายใต้สภาพธรรมชาติ บนพื้นผิวโลก CO จะเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวแบบไม่ใช้ออกซิเจนที่ไม่สมบูรณ์ของสารประกอบอินทรีย์ และระหว่างการเผาไหม้ของชีวมวล ส่วนใหญ่ในช่วงไฟป่าและไฟบริภาษ คาร์บอนมอนอกไซด์เกิดขึ้นในดินทั้งทางชีววิทยา (ปล่อยออกมาจากสิ่งมีชีวิต) และไม่ใช่ทางชีววิทยา การปลดปล่อยคาร์บอนมอนอกไซด์เนื่องจากสารประกอบฟีนอลิกที่พบได้ทั่วไปในดินซึ่งมีหมู่ OCH 3 หรือ OH อยู่ในตำแหน่งออร์โธหรือพาราที่สัมพันธ์กับหมู่ไฮดรอกซิลกลุ่มแรก ได้รับการพิสูจน์จากการทดลองแล้ว

ความสมดุลโดยรวมระหว่างการผลิต CO ที่ไม่ใช่ทางชีวภาพและการเกิดออกซิเดชันของจุลินทรีย์นั้นขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่เฉพาะเจาะจง โดยขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์เป็นหลัก ตัวอย่างเช่น คาร์บอนมอนอกไซด์ถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศโดยตรงจากดินแห้งแล้ง ซึ่งทำให้เกิดความเข้มข้นของก๊าซนี้ในระดับสูงสุดในท้องถิ่น

ในชั้นบรรยากาศ CO เป็นผลมาจากปฏิกิริยาลูกโซ่ที่เกี่ยวข้องกับมีเทนและไฮโดรคาร์บอนอื่นๆ (โดยหลักคือไอโซพรีน)

แหล่งที่มาหลักของมนุษย์ในปัจจุบันคือก๊าซไอเสียจากเครื่องยนต์สันดาปภายใน คาร์บอนมอนอกไซด์เกิดขึ้นเมื่อเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนถูกเผาไหม้ในเครื่องยนต์สันดาปภายในที่อุณหภูมิไม่เพียงพอหรือการตั้งค่าการจ่ายอากาศไม่ดี (ออกซิเจนไม่เพียงพอที่จะออกซิไดซ์ CO ให้เป็น CO 2) ในอดีต ส่วนสำคัญของการป้อนข้อมูล CO สู่ชั้นบรรยากาศโดยมนุษย์นั้นเกิดจากการให้ก๊าซส่องสว่างที่ใช้สำหรับให้แสงสว่างภายในอาคาร มันมีองค์ประกอบใกล้เคียงกันโดยประมาณนั่นคือมีคาร์บอนมอนอกไซด์มากถึง 45% ปัจจุบันในภาคสาธารณูปโภคก๊าซนี้จะถูกแทนที่ด้วยก๊าซธรรมชาติที่เป็นพิษน้อยกว่ามาก (ตัวแทนที่ต่ำกว่าของซีรีส์ที่คล้ายคลึงกัน - โพรเพน ฯลฯ )

ข้อมูล CO จากแหล่งธรรมชาติและแหล่งของมนุษย์มีค่าใกล้เคียงกัน

คาร์บอนมอนอกไซด์ในชั้นบรรยากาศมีการหมุนเวียนอย่างรวดเร็ว: ระยะเวลาการคงอยู่เฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 0.1 ปี และถูกออกซิไดซ์โดยไฮดรอกซิลเป็นคาร์บอนไดออกไซด์

ใบเสร็จ

วิธีการทางอุตสาหกรรม

2C + O 2 → 2CO (ผลความร้อนของปฏิกิริยานี้คือ 22 kJ)

2. หรือเมื่อคืนสภาพด้วยถ่านหินร้อน:

CO 2 + C ↔ 2CO (ΔH=172 กิโลจูล, ΔS=176 จูล/K)

ปฏิกิริยานี้มักเกิดขึ้นในกองไฟจากเตาเมื่อปิดแดมเปอร์เตาเร็วเกินไป (ก่อนที่ถ่านจะหมดไฟ) คาร์บอนมอนอกไซด์ที่เกิดขึ้นในกรณีนี้เนื่องจากความเป็นพิษทำให้เกิดความผิดปกติทางสรีรวิทยา ("ควัน") และแม้กระทั่งการเสียชีวิต (ดูด้านล่าง) ดังนั้นหนึ่งในชื่อที่ไม่สำคัญ - "คาร์บอนมอนอกไซด์" ภาพของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในเตาเผาจะแสดงอยู่ในแผนภาพ

ปฏิกิริยารีดักชันของคาร์บอนไดออกไซด์สามารถย้อนกลับได้ โดยกราฟจะแสดงผลของอุณหภูมิต่อสถานะสมดุลของปฏิกิริยานี้ การไหลของปฏิกิริยาไปทางขวาจะมั่นใจโดยปัจจัยเอนโทรปี และไปทางซ้ายโดยปัจจัยเอนทาลปี ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 400°C ความสมดุลจะเลื่อนไปทางซ้ายเกือบทั้งหมด และที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,000°C ไปทางขวา (ไปสู่การก่อตัวของ CO) ที่อุณหภูมิต่ำ อัตราการเกิดปฏิกิริยานี้จะต่ำมาก ดังนั้นคาร์บอนมอนอกไซด์จึงค่อนข้างเสถียรภายใต้สภาวะปกติ สมดุลนี้มีชื่อพิเศษ ความสมดุลของห้องส่วนตัวส่วนตัว.

3. ส่วนผสมของคาร์บอนมอนอกไซด์กับสารอื่นๆ ได้มาจากการส่งอากาศ ไอน้ำ ฯลฯ ผ่านชั้นโค้กร้อน ถ่านหิน หรือถ่านหินสีน้ำตาล เป็นต้น (ดู)

วิธีการทางห้องปฏิบัติการ

ผลทางสรีรวิทยา, ความเป็นพิษ

คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นอันตรายมากเพราะไม่ก่อให้เกิด... สัญญาณของการเป็นพิษ ได้แก่ ปวดศีรษะ เวียนศีรษะ และหมดสติ ผลกระทบที่เป็นพิษของคาร์บอนมอนอกไซด์นั้นขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่ามันจับกับเลือดได้แรงกว่าออกซิเจน (ซึ่งก่อตัวเป็นคาร์บอกซีเฮโมโกลบิน) ซึ่งขัดขวางกระบวนการขนส่งออกซิเจนและการหายใจของเซลล์ ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ในอากาศของสถานประกอบการอุตสาหกรรม 0.02 มก./ล.

TLV (ความเข้มข้นขีดจำกัด, สหรัฐอเมริกา): 25 ppm; 29 มก./ลบ.ม. (ตาม TWA - ค่าเฉลี่ยการเปลี่ยนแปลงของสหรัฐอเมริกา) (ACGIH 1994-1995) MAC (ความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาต, สหรัฐอเมริกา): 30 ppm; 33 มก./ลบ.ม.; การตั้งครรภ์: B (ส่งผลที่เป็นอันตรายแม้ในระดับ MAK) (1993)

การป้องกันคาร์บอนมอนอกไซด์

คุณสมบัติ

คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นก๊าซไม่มีสี ไม่มีรส และไม่มีกลิ่น สิ่งที่เรียกว่า “กลิ่นคาร์บอนมอนอกไซด์” แท้จริงแล้วคือกลิ่นของสารอินทรีย์เจือปน

คุณสมบัติของคาร์บอนมอนอกไซด์

มวลโมเลกุล	28,01
อุณหภูมิหลอมละลาย	−205°ซ
อุณหภูมิเดือด	−191.5°C
ความสามารถในการละลาย	ละลายได้เล็กน้อยมากใน (2.3 มล. CO/100 มล. H 2 O ที่ 20°C)
ความหนาแน่น ρ	0.00125 กรัม/ซม.3 (ที่ 0°C)
เอนทาลปีมาตรฐานของการก่อตัว ΔH	−110.52 กิโลจูล/โมล (กรัม) (ที่ 298 เคลวิน)
พลังงานมาตรฐานกิ๊บส์ของการก่อตัว ΔG	−137.14 กิโลจูล/โมล (ก.) (ที่ 298 เคลวิน)
เอนโทรปีมาตรฐานของการก่อตัว S	197.54 J/mol K (g) (ที่ 298 K)
ฟันกรามมาตรฐาน C p	29.11 J/mol K (g) (ที่ 298 K)
เอนทาลปีของการหลอมละลาย ΔH pl	0.838 กิโลจูล/โมล
เอนทาลปีของการเดือด ∆H เดือด	6.04 กิโลจูล/โมล
คริติคอล	−140.23°C
พีคริติคอล	3.499 เมกะปาสคาล
ρ คริติคอล	0.301 ก./ซม.3

ปฏิกิริยาเคมีประเภทหลักที่คาร์บอนมอนอกไซด์มีส่วนร่วมคือปฏิกิริยาการเติมและแสดงคุณสมบัติการลด

ที่อุณหภูมิห้อง CO ไม่ทำงาน กิจกรรมทางเคมีของมันจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อถูกความร้อนและในสารละลาย (เช่น ในสารละลายจะลดเกลือและอื่นๆ ลงในโลหะที่อุณหภูมิห้องอยู่แล้ว เมื่อถูกความร้อน ก็จะลดโลหะอื่น ๆ เช่น CO + CuO → Cu + CO 2 ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านไพโรโลหะวิทยา ปฏิกิริยาของ CO ในสารละลายกับแพลเลเดียมคลอไรด์เป็นพื้นฐานสำหรับการตรวจจับเชิงคุณภาพของ CO ดูด้านล่าง)

ออกซิเดชันของ CO ในสารละลายมักเกิดขึ้นในอัตราที่เห็นได้ชัดเจนเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาเท่านั้น เมื่อเลือกอย่างหลังธรรมชาติของตัวออกซิไดซ์จะมีบทบาทหลัก ดังนั้น CO จะออกซิไดซ์ได้เร็วที่สุดเมื่อมีเงินบดละเอียด - เมื่อมีเกลือ - เมื่อมี OsO 4 โดยทั่วไป CO มีคุณสมบัติรีดิวซ์คล้ายคลึงกับโมเลกุลไฮโดรเจน

ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 830°C ตัวรีดิวซ์ที่แรงกว่าคือ CO เหนือคือไฮโดรเจน ดังนั้น สมดุลของปฏิกิริยาคือ:

H 2 O + CO ↔ CO 2 + H 2 + 42 กิโลจูล

สูงถึง 830°C เลื่อนไปทางขวา และสูงกว่า 830°C ไปทางซ้าย

สิ่งที่น่าสนใจคือมีแบคทีเรียจำนวนหนึ่งที่ได้รับพลังงานที่จำเป็นสำหรับชีวิตโดยผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชันของ CO

คาร์บอนมอนอกไซด์เผาไหม้ด้วยเปลวไฟสีน้ำเงิน (อุณหภูมิปฏิกิริยา 700°C) ในอากาศ:

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

อุณหภูมิการเผาไหม้ของ CO อาจสูงถึง 2,100°C ซึ่งเป็นการเผาไหม้แบบลูกโซ่โดยมีสารประกอบที่มีไฮโดรเจน (น้ำ ฯลฯ) จำนวนเล็กน้อยทำหน้าที่เป็นตัวริเริ่ม

เนื่องจากค่าความร้อนที่ดี CO จึงเป็นส่วนประกอบของส่วนผสมก๊าซทางเทคนิคต่างๆ (ดูตัวอย่าง) ซึ่งใช้ในการทำความร้อน เหนือสิ่งอื่นใด

คาร์บอนมอนอกไซด์ทำปฏิกิริยากับ ปฏิกิริยากับการใช้งานจริงที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือ

คาร์บอนมอนอกไซด์– CO (คาร์บอนมอนอกไซด์) เป็นพิษร้ายแรงและร้ายกาจซึ่งเกาะติดได้แรงกว่าออกซิเจนที่ให้ชีวิตมาก เป็นก๊าซพิษไม่มีสี (ภายใต้สภาวะปกติ) โดยไม่มีรสหรือกลิ่น สูตรเคมี – CO. ความตายเกิดขึ้นเมื่อคาร์บอนมอนอกไซด์รวมกับฮีโมโกลบิน 80% คาร์บอนมอนอกไซด์มีอยู่ (มากถึง 12%) ในก๊าซไอเสียรถยนต์

ปฏิกิริยาเคมีประเภทหลักที่เกี่ยวข้องกับคาร์บอนมอนอกไซด์คือปฏิกิริยาการเติมและปฏิกิริยารีดอกซ์ ซึ่งแสดงคุณสมบัติการลด

ที่อุณหภูมิห้องคาร์บอนมอนอกไซด์จะไม่ใช้งานกิจกรรมทางเคมีของมันจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อถูกความร้อนและในสารละลาย ดังนั้นในสารละลาย จะลดเกลือของ Au, Pt, Pd และอื่นๆ ลงในโลหะที่อุณหภูมิห้องอยู่แล้ว เมื่อถูกความร้อนยังช่วยลดโลหะอื่นๆ เช่น CO + CuO = Cu + CO 2 มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านไพโรโลหะวิทยา วิธีการตรวจหาคาร์บอนมอนอกไซด์ในเชิงคุณภาพจะขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของ CO ในสารละลายกับแพลเลเดียมคลอไรด์

ที่น่าสนใจคือมีสัตว์จำนวนหนึ่งที่สามารถรับพลังงานที่จำเป็นสำหรับชีวิตผ่านการออกซิเดชันของ CO

ตามที่ระบุไว้แล้ว คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นอันตรายมาก สัญญาณของการเป็นพิษ: ปวดศีรษะและเวียนศีรษะ; มีหูอื้อ, หายใจถี่, ใจสั่น, วูบวาบต่อหน้าต่อตา, ใบหน้าแดง, อ่อนแรงทั่วไป, คลื่นไส้, และบางครั้งก็อาเจียน; ในกรณีที่รุนแรง, ชัก, หมดสติ, โคม่า

มีหลายครั้งที่คนขับที่ไม่รอบคอบบางคนใช้เวลาทั้งคืนในฤดูหนาวในรถที่จอดอยู่ในโรงจอดรถซึ่งประตูรถปิดอยู่ เพื่อการนอนหลับอย่างอบอุ่นพวกเขาจึงเปิดเครื่องยนต์และเดินเบา ตามกฎแล้วก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์สะสมอยู่ในโรงรถและทำให้คนที่ประมาทดังกล่าวเสียชีวิต ผู้เขียนหนังสือเล่มหนึ่งตั้งข้อสังเกตอย่างถูกต้องว่า “การสตาร์ทเครื่องยนต์ในโรงรถเล็กๆ โดยที่ประตูปิดอยู่ถือเป็นการฆ่าตัวตาย”

ผลกระทบที่เป็นพิษของ CO เกิดจากการก่อตัวของคาร์บอกซีเฮโมโกลบินซึ่งเป็นสารประกอบเชิงซ้อนของคาร์บอนิลกับเฮโมโกลบินที่แข็งแกร่งกว่ามากเมื่อเปรียบเทียบกับคอมเพล็กซ์ของเฮโมโกลบินกับออกซิเจน ดังนั้นกระบวนการขนส่งออกซิเจนและการหายใจของเซลล์จึงถูกปิดกั้น ความเข้มข้นในอากาศมากกว่า 0.1% ทำให้เสียชีวิตภายในหนึ่งชั่วโมง

การรวมกันของคาร์บอนมอนอกไซด์กับฮีโมโกลบินสามารถย้อนกลับได้ ควรนำเหยื่อออกไปในที่ที่มีอากาศบริสุทธิ์ สำหรับพิษเล็กน้อย การหายใจเร็วเกินไปของปอดด้วยออกซิเจนก็เพียงพอแล้ว

มีแหล่งที่มาของคาร์บอนมอนอกไซด์ตามธรรมชาติและมานุษยวิทยาเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลก ข้อมูล CO จากแหล่งธรรมชาติและแหล่งของมนุษย์มีค่าใกล้เคียงกัน ภายใต้สภาพธรรมชาติบนพื้นผิวโลก คาร์บอนมอนอกไซด์จะเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวแบบไม่ใช้ออกซิเจนที่ไม่สมบูรณ์ของสารประกอบอินทรีย์ และระหว่างการเผาไหม้ของชีวมวล ส่วนใหญ่ในช่วงไฟป่าและไฟบริภาษ

แหล่งที่มาหลักของมนุษย์ในปัจจุบันคือก๊าซไอเสียจากเครื่องยนต์สันดาปภายใน

ทุกคนที่ต้องรับมือกับการทำงานของระบบทำความร้อน เช่น เตา หม้อต้มน้ำ หม้อต้มน้ำ เครื่องทำน้ำอุ่น ที่ออกแบบมาสำหรับเชื้อเพลิงในครัวเรือนในทุกรูปแบบ ต่างรู้ดีว่าคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นอันตรายต่อมนุษย์อย่างไร มันค่อนข้างยากที่จะทำให้เป็นกลางในสถานะก๊าซไม่มีวิธีการที่บ้านที่มีประสิทธิภาพในการต่อสู้กับคาร์บอนมอนอกไซด์ดังนั้นมาตรการป้องกันส่วนใหญ่จึงมุ่งเป้าไปที่การป้องกันและการตรวจจับคาร์บอนมอนอกไซด์ในอากาศอย่างทันท่วงที

คุณสมบัติของสารพิษ

ไม่มีอะไรผิดปกติในธรรมชาติและคุณสมบัติของคาร์บอนมอนอกไซด์ โดยพื้นฐานแล้ว มันเป็นผลิตภัณฑ์จากการเกิดออกซิเดชันบางส่วนของถ่านหินหรือเชื้อเพลิงที่ประกอบด้วยถ่านหิน สูตรของคาร์บอนมอนอกไซด์นั้นง่ายและตรงไปตรงมา - CO ในแง่เคมี - คาร์บอนมอนอกไซด์ อะตอมของคาร์บอนหนึ่งอะตอมเชื่อมต่อกับอะตอมออกซิเจน ธรรมชาติของกระบวนการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงอินทรีย์คือคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นส่วนสำคัญของเปลวไฟ

เมื่อถูกความร้อนในเตาไฟ ถ่านหิน เชื้อเพลิงที่เกี่ยวข้อง พีท และฟืนจะถูกทำให้เป็นแก๊สเป็นคาร์บอนมอนอกไซด์ จากนั้นจึงเผาด้วยอากาศที่ไหลเข้ามา หากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์รั่วไหลออกจากห้องเผาไหม้เข้าไปในห้อง คาร์บอนไดออกไซด์ก็จะคงอยู่ในสภาวะคงที่จนกระทั่งถึงเวลาที่การไหลของก๊าซคาร์บอนจะถูกกำจัดออกจากห้องโดยการระบายอากาศหรือสะสมจนเต็มพื้นที่ตั้งแต่พื้นถึงเพดาน ในกรณีหลังนี้ มีเพียงเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์คาร์บอนมอนอกไซด์เท่านั้นที่สามารถช่วยสถานการณ์ได้ โดยตอบสนองต่อความเข้มข้นของควันพิษที่เพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยในบรรยากาศของห้อง

สิ่งที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับคาร์บอนมอนอกไซด์:

ภายใต้สภาวะมาตรฐาน ความหนาแน่นของคาร์บอนมอนอกไซด์คือ 1.25 กก./ลบ.ม. ซึ่งใกล้เคียงกับความถ่วงจำเพาะของอากาศ 1.25 กก./ลบ.ม. มาก มอนอกไซด์ที่ร้อนและอุ่นสามารถลอยขึ้นไปบนเพดานได้ง่าย และเมื่อมันเย็นลง มันก็จะเกาะตัวและผสมกับอากาศ
คาร์บอนมอนอกไซด์ไม่มีรส ไม่มีสี และไม่มีกลิ่น แม้จะมีความเข้มข้นสูงก็ตาม
ในการเริ่มต้นการก่อตัวของคาร์บอนมอนอกไซด์ก็เพียงพอที่จะทำให้โลหะที่สัมผัสกับคาร์บอนร้อนขึ้นจนถึงอุณหภูมิ 400-500 o C
ก๊าซสามารถเผาไหม้ในอากาศได้โดยปล่อยความร้อนปริมาณมากออกมา ประมาณ 111 กิโลจูล/โมล

การสูดดมคาร์บอนมอนอกไซด์ไม่เพียงเป็นอันตรายเท่านั้น แต่ส่วนผสมของก๊าซและอากาศยังสามารถระเบิดได้เมื่อความเข้มข้นของปริมาตรถึงจาก 12.5% ถึง 74% ในแง่นี้ส่วนผสมของก๊าซจะคล้ายกับมีเทนในครัวเรือน แต่มีอันตรายมากกว่าก๊าซในเครือข่ายมาก

มีเทนเบากว่าอากาศและเป็นพิษน้อยกว่าเมื่อสูดดม นอกจากนี้ ด้วยการเติมสารเติมแต่งพิเศษ - เมอร์แคปแทน - ให้กับการไหลของก๊าซ ทำให้สามารถตรวจจับการมีอยู่ในห้องได้อย่างง่ายดายด้วยกลิ่น หากห้องครัวมีแก๊สเล็กน้อย คุณสามารถเข้าไปในห้องและระบายอากาศได้โดยไม่มีผลกระทบต่อสุขภาพ

ด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์ทุกอย่างจะซับซ้อนมากขึ้น ความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดระหว่าง CO และอากาศช่วยป้องกันการกำจัดเมฆก๊าซพิษอย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อเย็นลง เมฆก๊าซจะค่อยๆ ตกลงบริเวณพื้น หากเครื่องตรวจจับก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ถูกกระตุ้นหรือตรวจพบการรั่วไหลของผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้จากเตาหรือหม้อต้มเชื้อเพลิงแข็ง จำเป็นต้องดำเนินมาตรการระบายอากาศทันที มิฉะนั้นเด็กและสัตว์เลี้ยงจะเป็นคนแรกที่ต้องทนทุกข์ทรมาน

คุณสมบัติของเมฆคาร์บอนมอนอกไซด์นี้เคยใช้กันอย่างแพร่หลายในการต่อสู้กับสัตว์ฟันแทะและแมลงสาบ แต่ประสิทธิภาพของการโจมตีด้วยแก๊สนั้นต่ำกว่าวิธีการสมัยใหม่อย่างมาก และความเสี่ยงของการเป็นพิษก็สูงขึ้นอย่างไม่เป็นสัดส่วน

สำหรับข้อมูลของคุณ! ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในกรณีที่ไม่มีการระบายอากาศ จะสามารถรักษาคุณสมบัติไว้ได้ไม่เปลี่ยนแปลงเป็นเวลานาน

หากมีข้อสงสัยว่ามีการสะสมก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ในห้องใต้ดิน ห้องอเนกประสงค์ ห้องหม้อไอน้ำ ห้องใต้ดิน ขั้นตอนแรกคือต้องแน่ใจว่ามีการระบายอากาศสูงสุดด้วยอัตราการแลกเปลี่ยนก๊าซ 3-4 หน่วยต่อชั่วโมง

สภาวะการเกิดควันในห้อง

คาร์บอนมอนอกไซด์สามารถผลิตได้โดยใช้ปฏิกิริยาเคมีหลายสิบปฏิกิริยา แต่ต้องใช้รีเอเจนต์และเงื่อนไขเฉพาะสำหรับปฏิกิริยาระหว่างกัน ความเสี่ยงของการเป็นพิษจากก๊าซในลักษณะนี้แทบจะเป็นศูนย์ สาเหตุหลักสำหรับการปรากฏตัวของคาร์บอนมอนอกไซด์ในห้องหม้อไอน้ำหรือบริเวณห้องครัวยังคงเป็นสองปัจจัย:

กระแสลมไม่ดีและการไหลของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้บางส่วนจากแหล่งกำเนิดการเผาไหม้ไปยังบริเวณห้องครัว
การทำงานที่ไม่เหมาะสมของอุปกรณ์หม้อไอน้ำ แก๊ส และเตาเผา
เพลิงไหม้และเพลิงไหม้ในท้องถิ่นที่เกิดจากพลาสติก สายไฟ สารเคลือบโพลีเมอร์ และวัสดุ
ก๊าซเสียจากท่อระบายน้ำทิ้ง

แหล่งที่มาของคาร์บอนมอนอกไซด์อาจเป็นการเผาไหม้ครั้งที่สองของเถ้า, เขม่าหลวมในปล่องไฟ, เขม่าและเรซินที่ฝังอยู่ในงานก่ออิฐของหิ้งเตาผิงและเครื่องดับเพลิงเขม่า

ส่วนใหญ่แล้วแหล่งที่มาของก๊าซ CO คือถ่านหินที่คุกรุ่นซึ่งจะเผาไหม้ในเรือนไฟเมื่อปิดวาล์ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งก๊าซจำนวนมากจะถูกปล่อยออกมาในระหว่างการสลายตัวด้วยความร้อนของฟืนโดยไม่มีอากาศ ประมาณครึ่งหนึ่งของเมฆก๊าซถูกครอบครองโดยคาร์บอนมอนอกไซด์ ดังนั้นการทดลองใด ๆ กับการรมควันเนื้อสัตว์และปลาโดยใช้หมอกควันที่ได้จากขี้กบที่คุกรุ่นควรทำในที่โล่งเท่านั้น

อาจเกิดคาร์บอนมอนอกไซด์จำนวนเล็กน้อยระหว่างการปรุงอาหาร ตัวอย่างเช่น ใครก็ตามที่เคยพบการติดตั้งหม้อต้มน้ำร้อนด้วยแก๊สโดยมีเตาปิดในห้องครัวจะรู้ว่าเซ็นเซอร์คาร์บอนมอนอกไซด์มีปฏิกิริยาอย่างไรต่อมันฝรั่งทอดหรืออาหารใดๆ ที่ปรุงในน้ำมันเดือด

ธรรมชาติร้ายกาจของคาร์บอนมอนอกไซด์

อันตรายหลักของคาร์บอนมอนอกไซด์คือมันเป็นไปไม่ได้ที่จะรับรู้และรับรู้ถึงการมีอยู่ของมันในบรรยากาศของห้องจนกว่าก๊าซจะเข้าสู่ระบบทางเดินหายใจพร้อมกับอากาศและละลายในเลือด

ผลที่ตามมาของการหายใจเอา CO ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของก๊าซในอากาศและระยะเวลาที่อยู่ในห้อง:

อาการปวดหัว อาการไม่สบาย และอาการง่วงนอนเริ่มต้นขึ้นเมื่อปริมาณก๊าซปริมาตรในอากาศอยู่ที่ 0.009-0.011% ผู้ที่มีสุขภาพร่างกายแข็งแรงสามารถทนต่อการสัมผัสกับบรรยากาศที่มีมลภาวะได้นานถึงสามชั่วโมง
คลื่นไส้ ปวดกล้ามเนื้อรุนแรง ชัก เป็นลม สูญเสียการปฐมนิเทศ อาจเกิดขึ้นที่ความเข้มข้น 0.065-0.07% เวลาที่ใช้ในห้องจนกว่าจะเกิดผลที่หลีกเลี่ยงไม่ได้คือเพียง 1.5-2 ชั่วโมง
เมื่อความเข้มข้นของคาร์บอนมอนอกไซด์สูงกว่า 0.5% การอยู่ในพื้นที่ที่มีก๊าซมลพิษเพียงไม่กี่วินาทีก็อาจถึงแก่ชีวิตได้

แม้ว่าบุคคลจะออกจากห้องที่มีความเข้มข้นของคาร์บอนมอนอกไซด์สูงได้อย่างปลอดภัยด้วยตนเอง แต่เขาก็ยังต้องการความช่วยเหลือจากแพทย์และการใช้ยาแก้พิษเนื่องจากผลที่ตามมาของการเป็นพิษต่อระบบไหลเวียนโลหิตและการไหลเวียนโลหิตในสมองบกพร่องจะยังคง ปรากฏเพียงในเวลาต่อมาเล็กน้อยเท่านั้น

โมเลกุลของคาร์บอนมอนอกไซด์ถูกดูดซับได้ดีโดยน้ำและสารละลายน้ำเกลือ ดังนั้นผ้าเช็ดตัวและผ้าเช็ดปากธรรมดาที่ชุบน้ำที่มีอยู่จึงมักถูกใช้เป็นวิธีการป้องกันอันดับแรก วิธีนี้ช่วยให้คุณหยุดคาร์บอนมอนอกไซด์ไม่ให้เข้าสู่ร่างกายได้สักสองสามนาทีจนกว่าคุณจะออกจากห้องได้

คุณสมบัติของคาร์บอนมอนอกไซด์นี้มักถูกใช้อย่างไม่เหมาะสมโดยเจ้าของอุปกรณ์ทำความร้อนบางรายที่มีเซ็นเซอร์ CO ในตัว เมื่อมีการกระตุ้นเซ็นเซอร์ที่ละเอียดอ่อน แทนที่จะระบายอากาศในห้อง อุปกรณ์มักจะถูกคลุมด้วยผ้าเปียก เป็นผลให้หลังจากการยักย้ายดังกล่าวหลายสิบครั้งเซ็นเซอร์คาร์บอนมอนอกไซด์ก็ล้มเหลวและความเสี่ยงต่อการเกิดพิษจะเพิ่มขึ้นตามลำดับความสำคัญ

ระบบตรวจจับก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ทางเทคนิค

ในความเป็นจริง ในปัจจุบัน มีเพียงวิธีเดียวเท่านั้นที่จะต่อสู้กับคาร์บอนมอนอกไซด์ได้สำเร็จ โดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พิเศษและเซ็นเซอร์ที่บันทึกความเข้มข้นของ CO ส่วนเกินในห้อง แน่นอนว่าคุณสามารถทำอะไรที่ง่ายกว่าได้ เช่น ติดตั้งระบบระบายอากาศที่ทรงพลัง เหมือนกับคนที่ชอบพักผ่อนข้างเตาผิงอิฐจริงๆ แต่ในการแก้ปัญหาดังกล่าวมีความเสี่ยงที่จะเกิดพิษจากคาร์บอนมอนอกไซด์เมื่อเปลี่ยนทิศทางของกระแสลมในท่อและนอกจากนี้การใช้ชีวิตภายใต้กระแสลมแรงก็ไม่ดีต่อสุขภาพเช่นกัน

อุปกรณ์เซ็นเซอร์คาร์บอนมอนอกไซด์

ปัญหาในการควบคุมปริมาณก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ในบรรยากาศของห้องพักอาศัยและห้องเอนกประสงค์ในปัจจุบันนั้นเป็นปัญหาเร่งด่วนพอๆ กับการมีสัญญาณแจ้งเตือนเหตุเพลิงไหม้หรือระบบรักษาความปลอดภัย

ในร้านขายอุปกรณ์ทำความร้อนและก๊าซเฉพาะ คุณสามารถซื้ออุปกรณ์ตรวจสอบปริมาณก๊าซได้หลายตัวเลือก:

สัญญาณเตือนสารเคมี
เครื่องสแกนอินฟราเรด
เซนเซอร์โซลิดสเตต

เซ็นเซอร์ที่มีความละเอียดอ่อนของอุปกรณ์มักจะติดตั้งแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ให้พลังงาน การสอบเทียบ และการแปลงสัญญาณเป็นรูปแบบตัวบ่งชี้ที่เข้าใจได้ นี่อาจเป็นเพียงไฟ LED สีเขียวและสีแดงบนแผงควบคุม เสียงไซเรน ข้อมูลดิจิทัลเพื่อส่งสัญญาณไปยังเครือข่ายคอมพิวเตอร์ หรือพัลส์ควบคุมสำหรับวาล์วอัตโนมัติที่ปิดการจ่ายก๊าซในครัวเรือนไปยังหม้อต้มน้ำร้อน

เป็นที่ชัดเจนว่าการใช้เซ็นเซอร์ที่มีวาล์วปิดควบคุมเป็นมาตรการที่จำเป็น แต่บ่อยครั้งที่ผู้ผลิตอุปกรณ์ทำความร้อนจงใจสร้าง "การป้องกันความผิดพลาด" เพื่อหลีกเลี่ยงการจัดการทุกประเภทด้วยความปลอดภัยของอุปกรณ์แก๊ส

เครื่องมือควบคุมสารเคมีและสถานะของแข็ง

เซ็นเซอร์พร้อมตัวบ่งชี้ทางเคมีรุ่นที่ถูกที่สุดและเข้าถึงได้มากที่สุดผลิตขึ้นในรูปของกระติกน้ำแบบตาข่าย ซึ่งสามารถซึมผ่านอากาศได้ง่าย ภายในขวดจะมีอิเล็กโทรดสองตัวคั่นด้วยฉากกั้นที่มีรูพรุนซึ่งชุบด้วยสารละลายอัลคาไล การปรากฏตัวของคาร์บอนมอนอกไซด์นำไปสู่การทำให้เป็นคาร์บอนของอิเล็กโทรไลต์ค่าการนำไฟฟ้าของเซ็นเซอร์ลดลงอย่างรวดเร็วซึ่งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะอ่านทันทีเป็นสัญญาณเตือน หลังการติดตั้ง อุปกรณ์จะอยู่ในสถานะไม่ใช้งานและจะไม่ทำงานจนกว่าจะมีร่องรอยของคาร์บอนมอนอกไซด์ในอากาศเกินความเข้มข้นที่อนุญาต

เซ็นเซอร์โซลิดสเตตใช้ถุงสองชั้นที่ประกอบด้วยดีบุกไดออกไซด์และรูทีเนียม แทนชิ้นส่วนแร่ใยหินที่ชุบด้วยด่าง การปรากฏตัวของก๊าซในอากาศทำให้เกิดการพังทลายระหว่างหน้าสัมผัสของอุปกรณ์เซ็นเซอร์และจะส่งสัญญาณเตือนโดยอัตโนมัติ

เครื่องสแกนและการ์ดอิเล็กทรอนิกส์

เซ็นเซอร์อินฟราเรดทำงานบนหลักการสแกนอากาศโดยรอบ เซ็นเซอร์อินฟราเรดในตัวรับรู้การเรืองแสงของเลเซอร์ LED และอุปกรณ์ทริกเกอร์จะทำงานตามการเปลี่ยนแปลงความเข้มของการดูดกลืนรังสีความร้อนของก๊าซ

CO ดูดซับส่วนความร้อนของสเปกตรัมได้ดีมาก ดังนั้นอุปกรณ์ดังกล่าวจึงทำงานในโหมดยามหรือโหมดสแกนเนอร์ ผลการสแกนสามารถแสดงผลในรูปแบบของสัญญาณสองสีหรือตัวบ่งชี้ปริมาณคาร์บอนมอนอกไซด์ในอากาศในระดับดิจิตอลหรือเชิงเส้น

เซ็นเซอร์ตัวไหนดีกว่ากัน

ในการเลือกเซ็นเซอร์คาร์บอนมอนอกไซด์อย่างถูกต้อง จำเป็นต้องคำนึงถึงโหมดการทำงานและลักษณะของห้องที่จะติดตั้งอุปกรณ์เซ็นเซอร์ด้วย ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์เคมี ซึ่งถือว่าล้าสมัย ใช้งานได้ดีในห้องหม้อไอน้ำและห้องเอนกประสงค์ อุปกรณ์ตรวจจับก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ราคาไม่แพงสามารถติดตั้งในบ้านหรือที่ทำงานของคุณได้ ในห้องครัว ตาข่ายจะถูกปกคลุมไปด้วยฝุ่นและคราบไขมันอย่างรวดเร็ว ซึ่งช่วยลดความไวของกรวยเคมีลงอย่างมาก

เซ็นเซอร์คาร์บอนมอนอกไซด์โซลิดสเตตทำงานได้ดีพอๆ กันในทุกสภาวะ แต่ต้องใช้แหล่งพลังงานภายนอกที่ทรงพลังในการทำงาน ต้นทุนของอุปกรณ์สูงกว่าราคาของระบบเซ็นเซอร์เคมี

เซ็นเซอร์อินฟราเรดเป็นเรื่องธรรมดาที่สุดในปัจจุบัน มีการใช้อย่างแข็งขันเพื่อสร้างระบบรักษาความปลอดภัยสำหรับหม้อต้มน้ำร้อนส่วนบุคคลสำหรับที่อยู่อาศัย ในขณะเดียวกัน ความไวของระบบควบคุมจะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากฝุ่นหรืออุณหภูมิของอากาศ นอกจากนี้ ตามกฎแล้วระบบดังกล่าวยังมีกลไกการทดสอบและสอบเทียบในตัวซึ่งช่วยให้คุณสามารถตรวจสอบประสิทธิภาพได้เป็นระยะ

การติดตั้งอุปกรณ์ติดตามก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์

เซ็นเซอร์คาร์บอนมอนอกไซด์ต้องได้รับการติดตั้งและบำรุงรักษาโดยบุคลากรที่มีคุณสมบัติเหมาะสมเท่านั้น เครื่องมือจะต้องได้รับการตรวจสอบ สอบเทียบ บำรุงรักษา และเปลี่ยนใหม่เป็นระยะๆ

ต้องติดตั้งเซ็นเซอร์ที่ระยะห่างจากแหล่งก๊าซ 1 ถึง 4 ม. ตัวเรือนหรือเซ็นเซอร์ระยะไกลติดตั้งที่ความสูง 150 ซม. เหนือระดับพื้นและต้องปรับเทียบตามเกณฑ์ความไวด้านบนและด้านล่าง

อายุการใช้งานของเครื่องตรวจจับคาร์บอนมอนอกไซด์สำหรับที่อยู่อาศัยคือ 5 ปี

บทสรุป

การต่อสู้กับการก่อตัวของคาร์บอนมอนอกไซด์ต้องได้รับการดูแลและทัศนคติที่รับผิดชอบต่ออุปกรณ์ที่ติดตั้ง การทดลองใด ๆ กับเซ็นเซอร์โดยเฉพาะเซมิคอนดักเตอร์จะลดความไวของอุปกรณ์ลงอย่างมากซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของปริมาณคาร์บอนมอนอกไซด์ในบรรยากาศของห้องครัวและอพาร์ทเมนต์ทั้งหมด ส่งผลให้ผู้อยู่อาศัยทุกคนเป็นพิษอย่างช้าๆ ปัญหาการตรวจสอบก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์นั้นร้ายแรงมากจนเป็นไปได้ว่าการใช้เซ็นเซอร์ในอนาคตอาจมีผลบังคับใช้สำหรับการทำความร้อนส่วนบุคคลทุกประเภท

0.00125 (ที่ 0 °C) g/cm³ คุณสมบัติทางความร้อน อุณหภูมิหลอมละลาย −205 °C อุณหภูมิเดือด −191.5 °C เอนทาลปีของการก่อตัว (st. conv.) −110.52 กิโลจูล/โมล คุณสมบัติทางเคมี การละลายในน้ำ 0.0026 ก./100 มล การจัดหมวดหมู่ เร็ก หมายเลข CAS 630-08-0 เร็ก หมายเลขผับเคม 281 เร็ก หมายเลข EINECS 211-128-3 ยิ้ม # หมายเลขทะเบียนอีซี 006-001-00-2 อาร์เทคส์ FG3500000

คาร์บอนมอนอกไซด์ (คาร์บอนมอนอกไซด์, คาร์บอนมอนอกไซด์, คาร์บอนมอนอกไซด์) คือก๊าซพิษไม่มีสี (ภายใต้สภาวะปกติ) โดยไม่มีรสหรือกลิ่น สูตรเคมี - คาร์บอนไดออกไซด์ ขีดจำกัดความเข้มข้นล่างและบนของการแพร่กระจายของเปลวไฟ: จาก 12.5 ถึง 74% (โดยปริมาตร)

โครงสร้างโมเลกุล

โมเลกุล CO มีพันธะสามเท่า เช่นเดียวกับโมเลกุลไนโตรเจน N2 เนื่องจากโมเลกุลเหล่านี้มีโครงสร้างคล้ายกัน (ไอโซอิเล็กทรอนิกส์, ไดอะตอมมิก, มีมวลโมลาร์คล้ายกัน) คุณสมบัติของพวกมันจึงคล้ายกัน - จุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำมาก, เอนโทรปีมาตรฐานที่คล้ายกัน ฯลฯ

โมเลกุลมีขั้วอ่อน โมเมนต์ไฟฟ้าของไดโพลคือ μ = 0.04·10 −29 C m การศึกษาจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าประจุลบในโมเลกุล CO มีความเข้มข้นอยู่ที่อะตอมของคาร์บอน C − ←O + (ทิศทางของโมเมนต์ไดโพลในโมเลกุลนั้นตรงกันข้ามกับที่สันนิษฐานไว้ก่อนหน้านี้) ศักย์ไฟฟ้าไอออไนเซชัน 14.0 V, ค่าคงที่ของแรงคัปปลิ้ง k = 18.6

คุณสมบัติ

คาร์บอนมอนอกไซด์ (II) เป็นก๊าซไม่มีสี ไม่มีรส และไม่มีกลิ่น ไวไฟ สิ่งที่เรียกว่า “กลิ่นคาร์บอนมอนอกไซด์” แท้จริงแล้วคือกลิ่นของสารอินทรีย์เจือปน

ปฏิกิริยาเคมีประเภทหลักที่เกี่ยวข้องกับคาร์บอน (II) มอนอกไซด์คือปฏิกิริยาการเติมและปฏิกิริยารีดอกซ์ ซึ่งแสดงคุณสมบัติการลด

ที่อุณหภูมิห้อง CO ไม่ทำงาน กิจกรรมทางเคมีของมันจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อถูกความร้อนและในสารละลาย (ดังนั้นในสารละลายจะลดเกลือ และอื่น ๆ ให้กับโลหะที่มีอยู่แล้วที่อุณหภูมิห้อง เมื่อถูกความร้อนก็จะลดโลหะอื่น ๆ เช่น CO + CuO → Cu + CO 2 ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านไพโรโลหะวิทยา ปฏิกิริยาของ CO ในสารละลายกับแพลเลเดียมคลอไรด์เป็นพื้นฐานสำหรับการตรวจจับเชิงคุณภาพของ CO ดูด้านล่าง)

ออกซิเดชันของ CO ในสารละลายมักเกิดขึ้นในอัตราที่เห็นได้ชัดเจนเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาเท่านั้น เมื่อเลือกอย่างหลังธรรมชาติของตัวออกซิไดซ์จะมีบทบาทหลัก ดังนั้น KMnO 4 จะออกซิไดซ์ CO เร็วที่สุดเมื่อมีเงินบดละเอียด K 2 Cr 2 O 7 - ต่อหน้าเกลือ KClO 3 - ต่อหน้า OsO 4 โดยทั่วไป CO มีคุณสมบัติรีดิวซ์คล้ายคลึงกับโมเลกุลไฮโดรเจน

ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 830 °C ตัวรีดิวซ์ที่แรงกว่าคือ CO สูงกว่า - ไฮโดรเจน ดังนั้น สมดุลของปฏิกิริยาคือ:

สูงถึง 830 °C เลื่อนไปทางขวา และสูงกว่า 830 °C ไปทางซ้าย

คาร์บอนมอนอกไซด์ (II) เผาไหม้ด้วยเปลวไฟสีน้ำเงิน (อุณหภูมิปฏิกิริยา 700 °C) ในอากาศ:

ΔG° 298 = −257 กิโลจูล, ΔS° 298 = −86 J/K

อุณหภูมิการเผาไหม้ของ CO อาจสูงถึง 2,100 °C ซึ่งเป็นการเผาไหม้แบบลูกโซ่โดยมีสารประกอบที่มีไฮโดรเจนจำนวนเล็กน้อย (น้ำ แอมโมเนีย ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ฯลฯ) ทำหน้าที่เป็นตัวริเริ่ม

เนื่องจากค่าความร้อนที่ดี CO จึงเป็นส่วนประกอบของส่วนผสมก๊าซทางเทคนิคต่างๆ (ดู เช่น ก๊าซกำเนิด) ซึ่งใช้ในการทำความร้อน เหนือสิ่งอื่นใด

ฮาโลเจน การทำปฏิกิริยากับคลอรีนได้รับการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติมากที่สุด:

ปฏิกิริยาคายความร้อน ผลกระทบทางความร้อนคือ 113 กิโลจูล และเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา (ถ่านกัมมันต์) จะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิห้อง ผลของปฏิกิริยาทำให้เกิดฟอสจีน ซึ่งเป็นสารที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาเคมีต่างๆ (และยังเป็นตัวแทนสงครามเคมีด้วย) ด้วยปฏิกิริยาที่คล้ายกัน สามารถรับ COF 2 (คาร์บอนิลฟลูออไรด์) และ COBr 2 (คาร์บอนิลโบรไมด์) ได้ ไม่ได้รับคาร์บอนิลไอโอไดด์ ปฏิกิริยาคายความร้อนลดลงอย่างรวดเร็วจาก F ถึง I (สำหรับปฏิกิริยากับ F 2 ผลกระทบทางความร้อนคือ 481 kJ โดยที่ Br 2 - 4 kJ) นอกจากนี้ยังสามารถรับอนุพันธ์แบบผสมได้ เช่น COFCl (สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม ดูอนุพันธ์ของฮาโลเจนของกรดคาร์บอนิก)

โดยการทำปฏิกิริยา CO กับ F 2 นอกเหนือจากคาร์บอนิลฟลูออไรด์แล้ว เรายังสามารถได้รับสารประกอบเปอร์ออกไซด์ (FCO) 2 O 2 ลักษณะเฉพาะ: จุดหลอมเหลว −42 °C จุดเดือด +16 °C มีกลิ่นเฉพาะตัว (คล้ายกลิ่นโอโซน) เมื่อถูกความร้อนสูงกว่า 200 °C จะสลายตัวระเบิดได้ (ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา CO 2, O 2 และ COF 2 ) ในตัวกลางที่เป็นกรดจะทำปฏิกิริยากับโพแทสเซียมไอโอไดด์ตามสมการ:

คาร์บอน (II) มอนอกไซด์ทำปฏิกิริยากับชาโคเจน ด้วยซัลเฟอร์จะทำให้เกิดคาร์บอนซัลไฟด์ COS ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นเมื่อถูกความร้อนตามสมการ:

ΔG° 298 = −229 กิโลจูล, ΔS° 298 = −134 จูล/K

นอกจากนี้ยังได้รับคาร์บอนซีลีนอกไซด์ COSe และคาร์บอนเทลลูออกไซด์ COTe ที่คล้ายกันอีกด้วย

คืนค่า SO 2:

สำหรับโลหะทรานซิชัน จะเกิดสารประกอบที่ระเหยง่าย ติดไฟได้ และเป็นพิษ เช่น คาร์บอนิล เช่น Cr(CO) 6, Ni(CO) 4, Mn 2 CO 10, Co 2 (CO) 9 เป็นต้น

คาร์บอน (II) มอนอกไซด์ละลายได้ในน้ำเล็กน้อย แต่ไม่ทำปฏิกิริยากับมัน นอกจากนี้ยังไม่ทำปฏิกิริยากับสารละลายด่างและกรดอีกด้วย อย่างไรก็ตาม มันจะทำปฏิกิริยากับการหลอมของอัลคาไลเพื่อให้ได้รูปแบบที่สอดคล้องกัน:

ปฏิกิริยาของคาร์บอนมอนอกไซด์ (II) กับโลหะโพแทสเซียมในสารละลายแอมโมเนียนั้นน่าสนใจ สิ่งนี้ทำให้เกิดสารประกอบโพแทสเซียมไดออกโซไดคาร์บอเนตที่ระเบิดได้:

ผลกระทบที่เป็นพิษของคาร์บอนมอนอกไซด์ (II) เกิดจากการก่อตัวของคาร์บอกซีฮีโมโกลบินซึ่งเป็นคาร์บอนิลเชิงซ้อนที่มีความแข็งแกร่งกว่ามากกับเฮโมโกลบินเมื่อเปรียบเทียบกับคอมเพล็กซ์ของเฮโมโกลบินกับออกซิเจน (oxyhemoglobin) ซึ่งขัดขวางกระบวนการขนส่งออกซิเจนและการหายใจของเซลล์ ความเข้มข้นในอากาศมากกว่า 0.1% ทำให้เสียชีวิตภายในหนึ่งชั่วโมง

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบ

คาร์บอน (II) มอนอกไซด์ถูกเตรียมขึ้นครั้งแรกโดยนักเคมีชาวฝรั่งเศส Jacques de Lassonne โดยให้ความร้อนซิงค์ออกไซด์ด้วยถ่านหิน แต่ในตอนแรกถูกเข้าใจผิดว่าเป็นไฮโดรเจนเนื่องจากถูกเผาด้วยเปลวไฟสีน้ำเงิน

ความจริงที่ว่าก๊าซนี้มีคาร์บอนและออกซิเจนถูกค้นพบโดยนักเคมีชาวอังกฤษ William Cruickshank คาร์บอน (II) มอนอกไซด์นอกชั้นบรรยากาศโลกถูกค้นพบครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเบลเยียม เอ็ม. มิจิออตต์ ในปี พ.ศ. 2492 จากการมีอยู่ของแถบสั่นและการหมุนหลักในสเปกตรัม IR ของดวงอาทิตย์

ใบเสร็จ

วิธีการทางอุตสาหกรรม

เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ของคาร์บอนหรือสารประกอบที่มีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบหลัก (เช่น น้ำมันเบนซิน) ภายใต้สภาวะการขาดออกซิเจน:

(ผลความร้อนของปฏิกิริยานี้คือ 220 กิโลจูล)

หรือเมื่อลดคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยถ่านหินร้อน:

(ΔH=172 กิโลจูล, ∆S=176 จูล/K)

ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นระหว่างที่เกิดเพลิงไหม้จากเตาเมื่อปิดแดมเปอร์ของเตาเร็วเกินไป (ก่อนที่ถ่านจะหมดไฟ) ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (II) ที่เกิดขึ้นเนื่องจากความเป็นพิษทำให้เกิดความผิดปกติทางสรีรวิทยา ("ควัน") และถึงขั้นเสียชีวิต (ดูด้านล่าง) ดังนั้นหนึ่งในชื่อที่ไม่สำคัญ - "คาร์บอนมอนอกไซด์"

ปฏิกิริยารีดักชันของคาร์บอนไดออกไซด์สามารถย้อนกลับได้ โดยกราฟจะแสดงผลของอุณหภูมิต่อสถานะสมดุลของปฏิกิริยานี้ การไหลของปฏิกิริยาไปทางขวาจะมั่นใจโดยปัจจัยเอนโทรปี และไปทางซ้ายโดยปัจจัยเอนทาลปี ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 400 °C ความสมดุลจะเลื่อนไปทางซ้ายเกือบทั้งหมด และที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,000 °C ไปทางขวา (ไปสู่การก่อตัวของ CO) ที่อุณหภูมิต่ำ อัตราการเกิดปฏิกิริยานี้จะต่ำมาก ดังนั้นคาร์บอน (II) มอนอกไซด์จึงค่อนข้างเสถียรภายใต้สภาวะปกติ สมดุลนี้มีชื่อพิเศษ ความสมดุลของห้องส่วนตัวส่วนตัว.

ส่วนผสมของคาร์บอนมอนอกไซด์ (II) กับสารอื่นๆ ได้มาจากการส่งอากาศ ไอน้ำ ฯลฯ ผ่านชั้นของโค้กร้อน ถ่านหิน หรือถ่านหินสีน้ำตาล เป็นต้น (ดูก๊าซเครื่องกำเนิด ก๊าซน้ำ ก๊าซผสม ก๊าซสังเคราะห์)

วิธีการทางห้องปฏิบัติการ

การสลายตัวของกรดฟอร์มิกของเหลวภายใต้การกระทำของกรดซัลฟิวริกเข้มข้นร้อนหรือผ่านกรดฟอร์มิกไปเหนือฟอสฟอรัสออกไซด์ P 2 O 5 รูปแบบปฏิกิริยา:

นอกจากนี้ยังสามารถรักษากรดฟอร์มิกด้วยกรดคลอโรซัลโฟนิกได้ ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิปกติตามรูปแบบต่อไปนี้:

การทำความร้อนส่วนผสมของออกซาลิกและกรดซัลฟิวริกเข้มข้น ปฏิกิริยาเกิดขึ้นตามสมการ:

คาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาพร้อมกับ CO สามารถกำจัดออกได้โดยการส่งส่วนผสมผ่านน้ำแบไรท์

ให้ความร้อนส่วนผสมของโพแทสเซียมเฮกซายาโนเฟอร์เรต (II) ด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้น ปฏิกิริยาเกิดขึ้นตามสมการ:

การหาปริมาณคาร์บอนมอนอกไซด์ (II)

การมีอยู่ของ CO สามารถกำหนดได้ในเชิงคุณภาพโดยการทำให้สารละลายแพลเลเดียมคลอไรด์เข้มขึ้น (หรือกระดาษที่แช่ในสารละลายนี้) การทำให้มืดลงเกี่ยวข้องกับการปล่อยแพลเลเดียมโลหะเนื้อดีตามรูปแบบต่อไปนี้:

ปฏิกิริยานี้ไวมาก สารละลายมาตรฐาน: แพลเลเดียมคลอไรด์ 1 กรัมต่อน้ำ 1 ลิตร

การกำหนดเชิงปริมาณของคาร์บอนมอนอกไซด์ (II) ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาไอโอโดเมตริก:

แอปพลิเคชัน

คาร์บอน (II) มอนนอกไซด์เป็นตัวทำปฏิกิริยาขั้นกลางที่ใช้ในการทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนในกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่สำคัญเพื่อผลิตแอลกอฮอล์อินทรีย์และไฮโดรคาร์บอนแบบตรง
คาร์บอนมอนอกไซด์ (II) ใช้ในการแปรรูปเนื้อสัตว์และปลา ทำให้มีสีแดงสดและมีลักษณะสดโดยไม่เปลี่ยนรสชาติ (en: ควันใส หรือ en: เทคโนโลยีควันรสจืด) ความเข้มข้นของ CO ที่อนุญาตคือ 200 มก./กก. ของเนื้อสัตว์
พวกนาซีใช้คาร์บอนมอนอกไซด์จากไอเสียเครื่องยนต์ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองเพื่อสังหารผู้คนจำนวนมากด้วยการวางยาพิษ

คาร์บอน (II) มอนอกไซด์ในชั้นบรรยากาศโลก

มีแหล่งที่มาทางธรรมชาติและมานุษยวิทยาในการเข้ามา