Монооксид вуглецю

Шаблон:Без виносок Шаблон:Речовина Моноокси́д вуглецю́, також відомий як карбону (II) оксид, монооксид карбону, чадни́й газ — безбарвний, дуже отруйний газ без запаху. Утворюється внаслідок неповного згоряння пального в автомобільних двигунах та опалюваних приладах, які працюють на вугіллі або на інших видах природного палива. У воді майже не розчиняється і не вступає з нею в хімічну взаємодію. Належить до несолетворних оксидів. Хімічна формула — CO.

Одержання

Монооксид вуглецю утворюється при згорянні вугілля або сполук, що містять вуглець, при нестачі кисню (повітря), а також при взаємодії діоксиду вуглецю з розжареним вугіллям:

• $\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{C}⟷2\mathrm{C}\mathrm{O}$

Ця реакція зворотна, і при температурі нижче 400 °C рівновага майже повністю зміщується вліво, а при 1000 °C — вправо. У лабораторних умовах монооксид вуглецю одержують при нагріванні мурашиної кислоти з концентрованою сульфатною кислотою:

• $\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}\stackrel{\mathrm{t},{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}}{\to }\mathrm{C}\mathrm{O}\text{+}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Його отримують також при нагріванні металічного цинку з карбонатом кальцію:

• $\mathrm{Z}\mathrm{n}+\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3\stackrel{\text{t}}{\to }\mathrm{Z}\mathrm{n}\mathrm{O}+\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{O}+\mathrm{C}\mathrm{O}$

Хімічні властивості

На повітрі він спалахує при 700 °C і горить характерним блакитним полум'ям з утворенням діоксиду вуглецю:

• $2\mathrm{C}\mathrm{O}+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ + 565 кДж

При цьому виділяється значна кількість тепла (135 ккал або 565 кДж). Тому CO в суміші з іншими газами застосовують у техніці як газоподібне паливо (доменні гази, генераторний газ, водяний газ тощо).

При високій температурі монооксид вуглецю проявляє відновні властивості, завдяки чому широко використовується в металургії для одержання деяких металів з їх оксидів. Наприклад:

• $\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{O}+\mathrm{C}\mathrm{O}⟶\mathrm{P}\mathrm{b}+\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$
• $\mathrm{F}\mathrm{e}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{C}\mathrm{O}⟶2\mathrm{F}\mathrm{e}+3\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Хоча деякі благородні метали може відновлювати із водних розчинів їх солей і при кімнатній температурі:

• $\mathrm{P}\mathrm{d}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2+\mathrm{C}\mathrm{O}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶\mathrm{P}\mathrm{d}+2\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}+\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

При приєднанні хлору до монооксиду вуглецю утворюється фосген. Реакція відбувається у присутності активованого вугілля як каталізатора навіть при кімнатній температурі:

• $\mathrm{C}\mathrm{O}+\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2=\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2$

Газ може безпосередньо приєднуватись до деяких металів з утворенням карбонілів металів (наприклад, Fe(CO)₅, Ni(CO)₄, Mo(CO)₆, Cr(CO)₆ і т. д.). Такі реакції як правило проходять при підвищеній температурі і тиску:

• $\mathrm{F}\mathrm{e}+5\mathrm{C}\mathrm{O}\stackrel{\text{p, t}}{\to }\mathrm{F}\mathrm{e}(\mathrm{C}\mathrm{O}){\phantom{A}}_5$

Оскільки звичайні протигази монооксид вуглецю практично не затримують, у 1917 році (Баєр) були розроблені насадки із сумішшю оксиду міді з двоокисом марганцю (так звані гопкаліти) здатні окиснювати монооксид до двоокису вуглецю при звичайних температурах (на початку роботи при окисненні монооксиду вони нагріваються за рахунок теплоти, що виділяється в результаті реакції).

Отруйність

Шаблон:Main Через свою отруйність монооксид вуглецю є дуже небезпечним для організму людини. Ця небезпека збільшується тим, що він не має запаху і отруєння може настати непомітно. Навіть незначні його кількості, що потрапляють у повітря і вдихаються людиною, викликають запаморочення і нудоту, а вдихання повітря, у якому міститься 0,3 % CO за об'ємом, може швидко привести до смерті.

Отруйна дія CO обумовлюється тим, що він утворює з гемоглобіном крові порівняно стійку сполуку — карбоксигемоглобін, внаслідок чого кров втрачає здатність передавати кисень тканинам організму. Отруєння цим газом наступає в результаті критичної нестачі кисню в організмі. Концентрація CO в повітрі 1 мг/м³ є небезпечною для життя людини.

При отруєнні монооксидом вуглецю рекомендується вдихання свіжого повітря протягом кількох годин, а також штучне зігрівання тіла. При цьому карбогемоглобін поступово руйнується і гемоглобін відновлює свою здатність сполучатися з киснем.

Профілактика та заходи при отруєнні

Потрібно, щоб усі побутові прилади були справні та щоб фахівці регулярно оглядали їх. Якщо полум'я газу жовте, а не блакитне, вважайте, що це попередження про якусь несправність і можливий вихід чадного газу. При користуванні побутовими приладами, які можуть стати причиною поширення чадного газу, завжди виявляйте обачність.

Ознакою отруєння є сонливість, спричинена зменшенням доступу кисню (CO зворотно блокує гемоглобін). Найкращим заходом допомоги ураженому є свіже повітря й рух. Несмертельні дози не мають акумулятивного ефекту. Звичайні протигази не дають захисту (CO не сорбується активованим вугіллям).

Контроль на шахтах. При роботі в шахтах ведеться постійний контроль його вмісту в повітрі. Транспортні і вантажні машини при підземних і відкритих гірничих роботах обладнуються пристроями для очищення вихлопних газів.

Утворення в технологічних процесах

Утворюється внаслідок згоряння вуглецю і його сполук при нестачі повітря, в значних кількостях присутній у топкових газах, газах двигунів внутрішнього згоряння, продуктах детонації.

Відомі люди, померлі від отруєння

• Павличко Соломія Дмитрівна

Див. також

• Діаграма Еллінгама
• Біометан

Посилання

• Шаблон:ТС Буд
• Шаблон:Cite web

Джерела

• Ф. А. Деркач «Хімія» Л. 1968
• Б. В. Некрасов. Основы общей химии. — М.: «Химия», 1967, — т.2
• Я. А. Угай. Высшая и неорганическая химия. — М.: «Высш. шк.», 1997, — 527 с.