Ածխածնի մոնօքսիդ

Ածխածնի մոնօքսիդ
Ընդհանուր տեղեկություններ
Դասական անվանակարգում	ածխածնի մոնօքսիդ
Ավանդական անվանում	շմոլ գազ
Քիմիական բանաձև	CO
Ֆիզիկական հատկություններ
Ագրեգատային վիճակ	անգույն գազ
Մոլային զանգված	4,6E−26 կիլոգրամ գ/մոլ
Խտություն	0,00125 գ/սմ³ գ/սմ³
Իոնիզացման էներգիա	14,01 ± 0,01 Էլեկտրոն-վոլտ կՋ/մոլ
Ջերմային հատկություններ
Հալման ջերմաստիճան	−337 ± 1 ℉ և −205 °C °C
Եռման ջերմաստիճան	−313 ± 1 ℉ և −191,5 °C °C
Գոյացան էնթալպիա	-110,52 կՋ/մոլ
Գոլորշու ճնշում	35 ± 1 մթնոլորտ
Քիմիական հատկություններ
Դիպոլ մոմենտ	3,7E−31 Կլ·մ
Դասակարգում
CAS համար	630-08-0
PubChem	281
EINECS համար	211-128-3
SMILES	[C-]#[O+]
ЕС	211-128-3
RTECS	FG3500000
ChEBI	275
IDLH	1380 ± 10 mg/m³
ԳՀՀ պատկերագրեր
	Եթե հատուկ նշված չէ, ապա բոլոր արժեքները բերված են ստանդարտ պայմանների համար (25 °C, 100 կՊա)

Ածխածնի մոնօքսիդ, շմոլ գազ (CO), ածխածնի և թթվածնի բինար միացություն, որտեղ ածխածինն ունի +2 օքսիդացման աստիճան։ Անգույն, անհամ, անհոտ թունավոր գազ։

Մոլեկուլի կառուցվածք

Ածխածինը և թթվածինը կապված են մեկ եռակի կապով, ինչպես ազոտի մոլեկուլը, դրա համար էլ նրանք հատկություններով նման են։ Համաձայն մոլեկուլային օրբիտալների մեթոդի CO-ի ոչ գրգռված մոլեկուլի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան կարելի է արտահայտել σ²_Oσ²_zπ⁴_{x, y}σ²_C. ձևով։ Եռակի կապը առաջացել է σ կապով, որը կազմվել է σ_z էլեկտրոնային զույգի հաշվին, իսկ նույն մակարդակի վրա առաջացած երկու π_{x, y} էլեկտրոնները առաջացնում են երկու π կապերը։ Եռակի կապի շնորհիվ CO-ի մոլեկուլը շատ ամուր է (1069 կՋ/մոլ) և փոքր միջմիջուկային հեռավորություն (d_C≡O=0, 1128 նմ կամ 1, 13 Å)։ Մոլեկուլը թույլ էլեկտրացված է և ունի μ = 0, 04·10−29 Կլ·մ դիպոլ մոմենտ։ Տարբեր փորձերի արդյունքում ապացուցված է, որ բացասական լիցքը տեղակայված և ածխածնի ատոմի վրա C⁻←O⁺։

Հատկություններ

Ածխածնի մոնօքսիդը անգույն, անհամ, անհոտ գազ է։ Դյուրին բռնկվում է։

Ածխածնի մոնոքսիդի հատկությունները^[3]
Առաջացման Գիպսի էներգիա	−137, 14 կՋ/մոլ
Առաջացման էնթրոպիա	197, 54 կՋ/մոլ·Կ
Մոլային ջերմունակություն	29, 11 կՋ/մոլ·Կ
Հալման էնթալպիա	0, 838 կՋ/մոլ
Եռման էնթալպիա	6, 04 կՋ/մոլ
Կրիտիկական ջերմաստիճան	−140, 23 °C
Կրիտիկական ճնշում	3, 499 ՄՊա
Կրիտիկական խտություն	0, 301 գ/սմ ³

Այն ռեակցիաները, որոնցում մասնակցում է ածխածնի մոնօքսիդը հիմնականում պատկանում են միացման և օքսիդա-վերականգման տիպին։ Ածխածնի մոնօքսիդը հիմնականում հանդիսանում է վերականգնիչ։ Ածխածնի մոնօքսիդը սենյակային ջերմաստիճանում քիմիապես քիչ ակտիվ է, այն ակտիվ է տաքացնելիս և լուծույթներում։ Այն վերականգնում է ջրածնից ներքև գտնվող մետաղներին իրենց աղերի լուծույթներից (Au, Pt, Pd, Cu)`

CO+CuO\rightarrow Cu+CO_{2}\uparrow

:

830 °C-ից ցածր ջերմաստիճաններում $CO$ -ն ավելի ուժեղ վերականգնիչ է քան ջրածինը, իսկ 830 °C-ից բարձր ջերմաստիճաններում՝ հակառակը։ Դրա համար

H_{2}O+CO\leftrightarrows CO_{2}+H_{2}

ռեակցիայի հավասարակշռության կենտրոնը տատանվում է կախված ջերմաստիճանից։ Որոշ բակտերիաներ կարողանում են CO-ի օքսիդացումից ստանալ իրենց համար հարկավոր էներգիան`

2CO+O_{2}\rightarrow 2CO_{2}

:

$CO$ -ն փոխազդում է հալոգենների հետ։ Ամենակիրառվող ռեակցիան ֆոսգենի ստացումն է՝

CO+Cl_{2}{\xrightarrow {120-150C^{o},C}}COCl_{2}

:

$F_{2}$ -ի և $CO$ -ի փոխազդեցությունից կարելի է ստանալ ոչ միայն կարբոնիլ ֆտորիդ, այլ նաև պերօքսիդային միացություն $(FCO)_{2}O_{2}$ : Այն թթվային միջավայրում փոխազդում է կալիումի յոդիդի հետ՝

(FCO)_{2}O_{2}+2KI\rightarrow 2KF+I_{2}+2CO_{2}

:

$CO$ -ն փոխազդում է խալկոգենների հետ՝

CO+S\rightarrow COS

:

$CO$ -ն վերականգնում է $SO_{2}$ -ը `

2CO+SO_{2}\rightarrow 2CO_{2}+S

Անցումային մետաղների հետ առաջացնում է թունավոր միացություններ(կարբոնիլներ)`

Me+nCO\rightarrow Me(CO)_{n}

:

$CO$ -ն փոխազդում է ալկալիների հալույթների հետ, առաջացնելով համապատասխան մետաղի ֆորմիատ՝

CO+KOH\rightarrow KCOOH

:

$CO$ -ն փոխազդում է մետաղական կալիումի հետ առաջացնելով կալիումի դիօքսօդիկարբոնատ՝

2CO+2K\rightarrow K_{2}C_{2}O_{2}

:

$CO$ -ն փոխազդում է ամոնիակի հետ առաջացնելով արդյունաբերության համար շատ կարևոր ցիանաջրածնական թթուն (կապտաթթու)`

CO+NH_{3}{\xrightarrow {ThO_{2}}}H_{2}O+HCN

:

$CO$ -ն փոխազդում է ջրածնի հետ առաջացնելով սպիրտներ և գծային ալկաններ (Ֆիշեր-Տրոպսի ռեակցիա)։

Թունավորում ածխածնի մոնօքսիդով

Ածխածնի մոնօքսիդով թունավորման աստիճանը

Ֆիզիոլոգիական ազդեցություններ

Շմոլ գազը շատ թունավոր է որովհետև այն չունի գույն, հոտ։ Այն կարող է առաջացնել թունավորում, նույնիսկ մահ։ Թունվորման պատճառը կարբօքսիհեմոգլոբինի առաջացումն է`

Hem+CO\rightarrow COHem

որը ավելի կայուն միացություն է, քան օքսիհեմոգլոբինը(OHem)։ Կարբոքսիհեմոգլոբինի առաջացման հետևանքով դադարում է թթվածնի մատակարարումը բջիջներին։ Եթե սենյակի օդում պարունակվում է 0, 1 % շմոլ գազ, ապա ապա այնտեղ գտնվող մարդը կամահանա մոտ մեկ ժամից։

Օգնությունը թունավորման ժամանակ

Կարբոքսիհեմոգլոբինի առաջացումը դարձելի է։

Տուժածին պետք է տանել մաքուր օդի միջավայր։ Թեթև թունավորման ժամանակ կարելի է ընդամենը կատարել թոքերի հիպերօդափոխում։
Թոքերի արհեստական օդափոխում։
Լոբեին կամ կոֆեին մաշկի տակ։
Ներերակային կարբօքսիլազա։
Ներմկանային ացիզոլ։

Թունավորման կանխարգելումը

Ակտիվ ածխի կողմից ածխածնի մոնօքսիդը շատ քիչ է կլանվում, դրա համար օգտագործվում են հակագազեր ուրիշ ակտիվ տարրով՝ հիպոկալիտային փամփուշտ։ Հիպոկալիտը կատալիզատոր է, որի վրա տեղի է ունենում CO-ի օսքիդացում մինչև CO₂։

Բացահայտման պատմություն

Ածխի այրումից առաջացած ծուխի թունավոր հատկությունը նկարագրել էին դեռ Արիստոտելը և Հալենը։ Ածխածնի մոնոքսիդը առաջին անագամ ստացել է Ժակ դե Լասսոն 1776 թվականին, ցինկի օքսիդի և ածխածնի տաքացումից, սակայն անջատված գազը վառվում էր կապույտ գույնով դրա համար էլ այն խառնեցին ջրածնի հետ։

ZnO+C\rightarrow CO+Zn

Գազի բաղադրությունը հայտնաբերել է 1800 թվականին Վիլիամ Կրուկշեինկը։ Գազի թունավոր հատկությունը ուսումնասիրել է Կլոդ Բեռնարը, փորձարկելով շների վրա։ Երկրի մթնոլորտից դուրս CO հայտնաբերել է Մ. Միժոտը 1949 թվականին, ուսումնասիրելով արեգակի ԻԿ սպեկտորը։

Ստացում

Արդյունաբերական եղանակ

Ջերմաստիճանի ազդեցությունը

CO_{2}+C\rightleftarrows 2CO

ռեակցիայի հավասառակշռության հաստատունի վրա

Առաջանում է ածխածնի կամ ածխածին պարունակող միացությունների թերայրումից՝

2C+O_{2}\rightarrow 2CO

Առաջանում է CO₂-ի վերականգնումից (շիկացած ածխով)`

CO_{2}+C\leftrightarrow 2CO

:

Այս ռեակցիան դարձելի է։ Ջերմաստիճանի ազդեցությունը ռեակցիաի վրա պատկերված է գրաֆիկում։ Այս հավասարակշռությունը կոչվում է Բուդուառաի հավասարակշռություն։

Ածխածնի մոնօքսիդի խառնուրդները ստանում են ջրային գոլորշիները, օդը (և նման) շիկացած կոքսի վրայով անցկացնելիս։

Լաբորատոր եղանակ

Ստանում են հեղուկ մրջնաթթվի քայքայումից օգտագործելով $H_{2}SO_{4}$ կամ $P_{2}O_{5}$

HCOOH{\xrightarrow[{H_{2}SO_{4}}]{t^{o}}}H_{2}O+CO

:

Կարելի է նաև մրջնաթթուն մշակել քլորսուլֆիտային թթվով`

HCOOH+ClSO_{3}H\rightarrow H_{2}SO_{4}+HCl+CO\uparrow

Օքսալաթթվի և կոնցենտրիկ ծծմբական թթվի տաքացումից՝

H_{2}C_{2}O_{4}{\xrightarrow[{H_{2}SO_{4}}]{t^{o}}}H_{2}O+CO\uparrow +CO_{2}\uparrow

Կարմիր արյան աղի և կոնցենտրիկ ծծմբական թթվի տաքացումից՝

K_{4}[Fe(CN)_{6}]+6H_{2}SO_{4}+6H_{2}O{\xrightarrow {t^{o}}}2K_{2}SO_{4}+FeSO_{4}+3(NH_{4})_{2}SO_{4}+6CO\uparrow

:

Ցինկի կարբոնատը մագնեզիումով վերականգնելիս՝

Mg+ZnCO_{3}{\xrightarrow {t^{o}}}MgO+ZnO+CO\uparrow

:

Ածխածնի մոնօքսիդի քանակական և որակական անալիզը

$CO$ -ի որակական բաղադրությունը կարելի է հայտնաբերել պալադիումի քլորիդի լուծույթով։ Այն սկսում է սևանալ։ Դա ռեակցիայի արդյունքում նստող պալադիումն է։

PdCl_{2}+CO+H_{2}O\rightarrow Pd\downarrow +CO_{2}+2HCl

:

Այս ռեակցիան իրականացնելու համար պետք է 1 գրամ պալադիումի քլորիդը լուծել 1 լիտր ջրում։ Քանակական բաղադրությունը ստանալու համար օգտվում են յոդոմետրիկ եղանակից՝

5CO+I_{2}O_{5}\rightarrow I_{2}\downarrow +5CO_{2}

:

Կիրառություն

$CO$ -ն հանդիսանում է միջանկյալ նյութ, որը մցնում են ջրածնի հետ ռեակցիայի մեջ խոշոր արդյունաբերական նպատակներով՝ սպիրտների և չճյուղավորված ածխաջրածինների ստացման համար։
$CO$ -ն օգտագործում են կենդանիների, թռչունների և ձկների միսը մշակելու համար։ Այն տալիս է նրանց թարմ մսի գույն առանց համը փոխելու (տեխնալոգիաէ en:Clear smoke կամ en:Tasteless smoke)։
Այն հանդիսանում է գեներատորային գազի հիմնական բաղադրամասը, որը օգտագործվում է գազագեներատորային մեքենաներում։
Ավտոմեքենաների արտանետած գազի մեջ գտնվող $CO$ -ն օգտագործվել է որպես թունանյութ երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ՝ ֆաշիստների կողմից։
Օգտագործվում է գազային խցիկներում։
Օգտագործվել է Գազենվագեններում։

Ածխածնի մոնօքսիդը երկրի մթնոլորտում

CO- ի պարունակությունը երկրի մթնոլորտում MOPITT-ի տվյալներով

Տարբերում են $CO$ -ի առաջացման երկու ձև՝

Բնական
Անթրոպոգեն (մարդու գործունությունից առաջացած)

Նորմալ պայմաններում, երկրի վրա $CO$ առաջանում է օրգանական միացությունների ոչ լրիվ անաէրոբ քայքայումից և կենսազանգվածի այրումից, հիմնականում անտառների այրումից։ Հողում $CO$ առաջանում է ինչպես բնական, այնպես էլ ոչ բնական ճանապարհներով։ Փորձնականորեն ապացուցված է, որ $CO$ հողում առաջանում է ֆենոլային միացությունների շնորհիվ, որոնք պարունակում են $OCH_{3}$ կամ $OH$ խմբեր՝ պարա կամ օրթո իզոմերների ձևով։ Մթնոլորտում $CO$ -ն հանդիսանում է շղթայական ռեակցիաների արդյունք, որոնցում մասնակցում են մեթան և այլ ածխաջրածիններ (առաջին հերթին իզոպրեն)։

Գրականություն

Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. 5-е изд., испр. - М.: Высш. шк.; 2003
Некрасов Б. В. Основы общей химии. Т. I, изд. 3-е, испр. и доп. Изд-во «Химия», 1973 г. Стр. 495-497, 511-513
Химия: Справ. из./В. Шретер, К.-Х. Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др.: Перс. с нем. 2-е изд., стереотип. - М.:Химия, 2000
Баратов А. Н. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справочное издание: в 2-х книгах; Книга 2. - М.: Химия, 1990 - 384с.

Ծանոթագրություններ

↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 ^1,4 ^1,5 ^1,6 ^1,7 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0105.html
↑ ^2,0 ^2,1 ^2,2 ^2,3 ^2,4 ^2,5 ^2,6 David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals: A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
↑ http://dic.academic.ru քիմիական տեղեկագիրք

Արտաքին հղումներ

Ածխածնի մոնօքսիդի քիմիական անվտանգության միքազգային տեղեկագիր

Վիքիպահեստն ունի նյութեր, որոնք վերաբերում են «Ածխածնի մոնօքսիդ» հոդվածին։

[_bb082eb8dda71f1b-1] 1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 ^1,4 ^1,5 ^1,6 ^1,7 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0105.html

[_6c7a0c00002e3c70-2] 2,0 ^2,1 ^2,2 ^2,3 ^2,4 ^2,5 ^2,6 David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals: A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5

[3] ttp://dic.academic.ru քիմիական տեղեկագիրք

[1]

[2]

[3]