უფერო გაზი თერმული თვისებები დნობის ტემპერატურა -205°C დუღილის ტემპერატურა -191,5°C ენთალპია (წმ. არბ.) −110,52 კჯ/მოლ ქიმიური თვისებები წყალში ხსნადობა 0,0026 გ/100 მლ კლასიფიკაცია CAS ნომერი

• გაეროს საშიშროების კლასი 2.3
• გაეროს მეორადი საფრთხე 2.1

მოლეკულის სტრუქტურა

CO მოლეკულას, ისევე როგორც იზოელექტრონულ აზოტის მოლეკულას, აქვს სამმაგი ბმა. ვინაიდან ეს მოლეკულები სტრუქტურაში მსგავსია, მათი თვისებებიც მსგავსია - ძალიან დაბალი დნობის და დუღილის წერტილები, სტანდარტული ენტროპიების ახლო მნიშვნელობები და ა.შ.

ვალენტური ბმების 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 მიმღები. და ჟანგბადი არის დონორი.

სამმაგი ბმის არსებობის გამო, CO მოლეკულა ძალიან ძლიერია (დისოციაციის ენერგია არის 1069 კჯ/მოლი, ანუ 256 კკალ/მოლი, რაც მეტია, ვიდრე ნებისმიერი სხვა დიატომური მოლეკულა) და აქვს მცირე ბირთვული მანძილი (დ. 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 O - →C +). იონიზაციის პოტენციალი 14,0 ვ, ძალის შეერთების მუდმივი k = 18,6.

აღმოჩენის ისტორია

ნახშირბადის მონოქსიდი პირველად გამოიმუშავა ფრანგმა ქიმიკოსმა ჟაკ დე ლასონმა, როდესაც თუთიის ოქსიდი გაცხელდა ნახშირით, მაგრამ თავდაპირველად შეცდომით შეცდა წყალბადად, რადგან ის იწვოდა ლურჯი ალით. ის ფაქტი, რომ ეს გაზი შეიცავს ნახშირბადს და ჟანგბადს, აღმოაჩინა ინგლისელმა ქიმიკოსმა უილიამ კრუიკშენკმა. ნახშირბადის მონოქსიდი დედამიწის ატმოსფეროს გარეთ პირველად აღმოაჩინა ბელგიელმა მეცნიერმა მ. მიჟოტმა (M. Migeotte) 1949 წელს მზის IR სპექტრში მთავარი ვიბრაციულ-ბრუნვის ზოლის არსებობით.

ნახშირბადის მონოქსიდი დედამიწის ატმოსფეროში

არსებობს დედამიწის ატმოსფეროში შესვლის 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 ნიადაგში წარმოიქმნება როგორც ბიოლოგიურად (გამოიყოფა ცოცხალი ორგანიზმების მიერ), ასევე არაბიოლოგიურად. ნახშირბადის მონოქსიდის გამოყოფა ფენოლური ნაერთების გამო გავრცელებული ნიადაგებში, რომლებიც შეიცავს OCH 3 ან OH ჯგუფებს ორთო- ან პარა-პოზიციებში პირველ ჰიდროქსილის ჯგუფთან მიმართებაში ექსპერიმენტულად დადასტურდა.

არაბიოლოგიური CO-ს წარმოების საერთო ბალანსი და მიკროორგანიზმების მიერ მისი დაჟანგვა დამოკიდებულია გარემოს სპეციფიკურ პირობებზე, პირველ რიგში ტენიანობაზე და ღირებულებაზე. მაგალითად, არიდული ნიადაგებიდან ნახშირბადის მონოქსიდი გამოიყოფა პირდაპირ ატმოსფეროში, რითაც იქმნება ადგილობრივი მაქსიმუმი ამ გაზის კონცენტრაციაში.

ატმოსფეროში CO არის ჯაჭვური რეაქციების პროდუქტი, რომელშიც შედის მეთანი და სხვა ნახშირწყალბადები (ძირითადად იზოპრენი).

CO-ს ძირითადი ანთროპოგენური წყარო ამჟამად არის შიდა წვის ძრავების გამონაბოლქვი აირები. ნახშირბადის მონოქსიდი წარმოიქმნება, როდესაც ნახშირწყალბადის საწვავი იწვება შიდა წვის ძრავებში არასაკმარის ტემპერატურაზე ან როდესაც ჰაერის მიწოდების სისტემა ცუდად არის მორგებული (არ მიეწოდება საკმარისი ჟანგბადი CO2-მდე დაჟანგვისთვის). წარსულში, ატმოსფეროში ანთროპოგენური CO ემისიების მნიშვნელოვანი ნაწილი მოდიოდა მე-19 საუკუნეში შიდა განათებისთვის გამოყენებული განათების გაზიდან. შემადგენლობით იგი დაახლოებით შეესაბამებოდა წყლის გაზს, ანუ შეიცავდა 45% -მდე ნახშირბადის მონოქსიდს. ამჟამად მუნიციპალურ სექტორში ეს გაზი შეიცვალა გაცილებით ნაკლებად ტოქსიკური ბუნებრივი აირით (ალკანების ჰომოლოგიური სერიის ქვედა წარმომადგენლები - პროპანი და ა.შ.)

ნახშირორჟანგის მიღება ბუნებრივი და ანთროპოგენური წყაროებიდან დაახლოებით ერთნაირია.

ატმოსფეროში ნახშირბადის მონოქსიდი სწრაფ ციკლშია: ბინადრობის საშუალო დრო დაახლოებით 0,1 წელია, ჰიდროქსილით იჟანგება ნახშირორჟანგად.

ქვითარი

სამრეწველო გზა

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

2. ან ნახშირორჟანგის შემცირებისას ცხელი ნახშირით:

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

ეს რეაქცია ხშირად ხდება ღუმელის ღუმელში, როდესაც ღუმელის დემპერი ძალიან ადრე იკეტება (სანამ ნახშირი მთლიანად არ დაიწვება). შედეგად მიღებული ნახშირბადის მონოქსიდი, მისი ტოქსიკურობის გამო, იწვევს ფიზიოლოგიურ დარღვევებს („დამწვრობა“) და სიკვდილსაც კი (იხ. ქვემოთ), აქედან მოდის ერთ-ერთი ტრივიალური სახელი - „ნახშირბადის მონოქსიდი“. ღუმელში მიმდინარე რეაქციების სურათი ნაჩვენებია დიაგრამაზე.

ნახშირორჟანგის შემცირების რეაქცია შექცევადია, ტემპერატურის გავლენა ამ რეაქციის წონასწორობაზე ნაჩვენებია გრაფიკზე. რეაქციის ნაკადი მარჯვნივ უზრუნველყოფს ენტროპიის ფაქტორს, ხოლო მარცხნივ - ენთალპიის ფაქტორს. 400°C-ზე დაბალ ტემპერატურაზე წონასწორობა თითქმის მთლიანად გადადის მარცხნივ, ხოლო 1000°C-ზე ზემოთ ტემპერატურაზე მარჯვნივ (CO წარმოქმნის მიმართულებით). დაბალ ტემპერატურაზე, ამ რეაქციის სიჩქარე ძალიან ნელია, ამიტომ ნახშირბადის მონოქსიდი საკმაოდ სტაბილურია ნორმალურ პირობებში. ამ წონასწორობას განსაკუთრებული სახელი აქვს ბუდუარის ბალანსი.

3. ნახშირბადის მონოქსიდის ნარევები სხვა ნივთიერებებთან მიიღება ცხელი კოქსის, მყარი ან ყავისფერი ნახშირის ფენით ჰაერის, წყლის ორთქლის და ა.შ. გავლისას (იხ. მწარმოებელი აირი, წყლის გაზი, შერეული აირი, სინთეზური აირი).

ლაბორატორიული მეთოდი

TLV (მაქსიმალური ზღურბლის კონცენტრაცია, აშშ): 25 MPC r.z. ჰიგიენური სტანდარტების მიხედვით GN 2.2.5.1313-03 არის 20 მგ/მ³

დაცვა ნახშირბადის მონოქსიდისგან

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

ჰალოგენები. ქლორთან რეაქციამ მიიღო უდიდესი პრაქტიკული გამოყენება:

CO + Cl 2 → COCl 2

რეაქცია ეგზოთერმულია, მისი თერმული ეფექტია 113 კჯ, კატალიზატორის (გააქტიურებული ნახშირბადის) თანდასწრებით ის უკვე ოთახის ტემპერატურაზე მიმდინარეობს. რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება ფოსგენი - ნივთიერება, რომელიც ფართოდ გავრცელდა ქიმიის სხვადასხვა დარგში (და ასევე, როგორც ქიმიური ომის აგენტი). ანალოგიური რეაქციების შედეგად მიიღება COF 2 (კარბონილის ფტორიდი) და COBr 2 (კარბონილის ბრომიდი). კარბონილის იოდიდი არ მიიღეს. 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, როგორიცაა COFCl (დეტალებისთვის იხილეთ ნახშირმჟავას ჰალოგენური წარმოებულები).

CO-ს რეაქციით F2-თან, კარბონილის ფტორიდის გარდა, შეიძლება მიღებულ იქნას 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 გაცხელებისას აფეთქებით იშლება (რეაქციის პროდუქტები CO 2 , O 2 და COF 2), მჟავე გარემოში რეაგირებს კალიუმის იოდიდთან განტოლების მიხედვით:

(FCO) 2 O 2 + 2KI → 2KF + I 2 + 2CO 2

ნახშირბადის მონოქსიდი რეაგირებს ქალკოგენებთან. გოგირდთან ერთად ის ქმნის ნახშირბადის სულფიდს COS, რეაქცია მიმდინარეობს გაცხელებისას, განტოლების მიხედვით:

CO + S → COS ΔG° 298 = −229 კჯ, ΔS° 298 = −134 ჯ/კ

ასევე მიღებულია მსგავსი სელენოქსიდი COSe და ტელუროქსიდი COTe.

აღადგენს SO 2:

SO 2 + 2CO → 2CO 2 + S

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

როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, ნახშირბადის მონოქსიდი წყალში ოდნავ ხსნადია, მაგრამ არ რეაგირებს მასთან. ასევე, ის არ რეაგირებს ტუტეებისა და მჟავების ხსნარებთან. თუმცა, ის რეაგირებს ტუტე დნობასთან:

CO + KOH → HCOOK

საინტერესო რეაქციაა ნახშირბადის მონოქსიდის რეაქცია მეტალის კალიუმთან ამიაკის ხსნარში. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ფეთქებადი ნაერთი კალიუმის დიოქსიდიკარბონატი:

2K + 2CO → K + O - -C 2 -O - K +

მაღალ ტემპერატურაზე ამიაკთან ურთიერთქმედებით შეიძლება მიღებულ იქნას მნიშვნელოვანი სამრეწველო ნაერთი, HCN. რეაქცია მიმდინარეობს კატალიზატორის თანდასწრებით (ოქსიდი

−110,52 კჯ/მოლ ორთქლის წნევა 35 ± 1 ატმ ქიმიური თვისებები წყალში ხსნადობა 0,0026 გ/100 მლ კლასიფიკაცია რეგ. CAS ნომერი 630-08-0 PubChem რეგ. EINECS ნომერი 211-128-3 იღიმება InChI რეგ. EC ნომერი 006-001-00-2 RTECS FG3500000 CHEBI გაეროს ნომერი 1016 ChemSpider Უსაფრთხოება ტოქსიკურობა NFPA 704 მონაცემები ეფუძნება სტანდარტულ პირობებს (25 °C, 100 kPa), თუ სხვა რამ არ არის აღნიშნული.

ნახშირბადის მონოქსიდი (ნახშირბადის მონოქსიდი, ნახშირბადის მონოქსიდი, ნახშირბადის (II) ოქსიდი) არის უფერო, უკიდურესად ტოქსიკური, უგემოვნო და უსუნო აირი, ჰაერზე მსუბუქი (ნორმალურ პირობებში). ქიმიური ფორმულა არის CO.

მოლეკულის სტრუქტურა

სამმაგი ბმის არსებობის გამო, CO მოლეკულა ძალიან ძლიერია (დისოციაციის ენერგია არის 1069 კჯ/მოლი, ანუ 256 კკალ/მოლი, რაც მეტია, ვიდრე ნებისმიერი სხვა დიატომური მოლეკულა) და აქვს მცირე ბირთვული მანძილი ( დ C≡O = 0,1128 ნმ ან 1,13 Å).

მოლეკულა სუსტად პოლარიზებულია, მისი ელექტრული დიპოლური მომენტი μ = 0,04⋅10 −29 C m . მრავალრიცხოვანმა კვლევამ აჩვენა, რომ ნახშირორჟანგის მოლეკულაში უარყოფითი მუხტი კონცენტრირებულია ნახშირბადის ატომზე C − ←O + (დიპოლური მომენტის მიმართულება მოლეკულაში საპირისპიროა ადრე ნავარაუდების მიმართ). იონიზაციის ენერგია 14.0 eV, ძალის შეერთების მუდმივი კ = 18,6 .

Თვისებები

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

ნახშირბადის მონოქსიდის თვისებები (II)

სტანდარტული გიბსის წარმოქმნის ენერგია Δ გ	−137,14 კჯ/მოლი (გ) (298 კ-ზე)
განათლების სტანდარტული ენტროპია ს	197.54 ჯ/მოლ კ (გ) (298 კ-ზე)
სტანდარტული მოლური სითბოს მოცულობა Cp	29.11 ჯ/მოლ კ (გ) (298 კ-ზე)
დნობის Δ ენთალპია ჰ pl	0,838 კჯ/მოლ
მდუღარე ენთალპია Δ ჰკიპ	6,04 კჯ/მოლ
კრიტიკული ტემპერატურა ტკრეტა	-140,23°C
კრიტიკული წნევა პკრეტა	3.499 მპა
კრიტიკული სიმკვრივე ρ crit	0,301 გ/სმ³

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

ოთახის ტემპერატურაზე CO არააქტიურია, მისი ქიმიური აქტივობა მნიშვნელოვნად იზრდება გაცხელებისას და ხსნარებში. ასე რომ, ხსნარებში ის აღადგენს მარილებს და სხვებს მეტალებს უკვე ოთახის ტემპერატურაზე. როდესაც გაცხელდება, ის ასევე ამცირებს სხვა ლითონებს, მაგალითად CO + CuO → Cu + CO 2. ეს ფართოდ გამოიყენება პირომეტალურგიაში. CO-ს ხარისხობრივი გამოვლენის მეთოდი ეფუძნება CO-ს რეაქციას ხსნარში პალადიუმის ქლორიდთან, იხილეთ ქვემოთ.

CO-ს დაჟანგვა ხსნარში ხშირად მიმდინარეობს შესამჩნევი სიჩქარით მხოლოდ კატალიზატორის თანდასწრებით. ამ უკანასკნელის არჩევისას მთავარ როლს ასრულებს ჟანგვის აგენტის ბუნება. ასე რომ, KMnO 4 ყველაზე სწრაფად იჟანგება CO-ს წვრილად დაყოფილი 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 დაბლა, CO არის უფრო ძლიერი აღმდგენი აგენტი და უფრო მაღალი, წყალბადი. ასე რომ, რეაქციის წონასწორობა

H 2 O + C O ⇄ C O 2 + H 2 (\displaystyle (\mathsf (H_(2)O+CO\მარჯვნივ მარცხენა ისრები CO_(2)+H_(2))))

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

საინტერესოა, რომ არსებობს ბაქტერიები, რომლებსაც შეუძლიათ მიიღონ სიცოცხლისთვის საჭირო ენერგია CO-ს დაჟანგვის გამო.

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

2 C O + O 2 → 2 C O 2 (\displaystyle (\mathsf (2CO+O_(2)\მარჯვნივ ისარი 2CO_(2)))) (Δ გ° 298 = −257 კჯ, Δ ს° 298 = -86 J/K).

CO-ს წვის ტემპერატურამ შეიძლება მიაღწიოს 2100 °C-ს. წვის რეაქცია ჯაჭვურია და ინიციატორები არიან მცირე რაოდენობით წყალბადის შემცველი ნაერთები (წყალი, ამიაკი, წყალბადის სულფიდი და ა.შ.).

ასეთი კარგი კალორიული ღირებულების გამო, CO არის სხვადასხვა ტექნიკური გაზის ნარევების კომპონენტი (იხილეთ, მაგალითად, გენერატორის გაზი), რომელიც გამოიყენება, სხვა საკითხებთან ერთად, გათბობისთვის. ფეთქებადია ჰაერთან შერევისას; ცეცხლის გავრცელების ქვედა და ზედა კონცენტრაციის ზღვარი: 12,5-დან 74%-მდე (მოცულობით).

ჰალოგენები. ქლორთან რეაქციამ მიიღო უდიდესი პრაქტიკული გამოყენება:

C O + C l 2 → C O C l 2 . (\displaystyle (\mathsf (CO+Cl_(2)\მარჯვნივ ისარი COCl_(2))).)

CO-ს F2-თან ურთიერთქმედებით, COF 2 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 გაცხელებისას აფეთქებით იშლება (რეაქციის პროდუქტები CO 2 , O 2 და COF 2), მჟავე გარემოში რეაგირებს კალიუმის იოდიდთან განტოლების მიხედვით:

(F C O) 2 O 2 + 2 K I → 2 K F + I 2 + 2 C O 2. (\displaystyle (\mathsf ((FCO)_(2)O_(2)+2KI\მარჯვნივ ისარი 2KF+I_(2)+2CO_(2).)))

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

C O + S → C O S (\displaystyle (\mathsf (CO+S\arrow COS))) (Δ გ° 298 = −229 კჯ, Δ ს° 298 = −134 J/K).

ასევე მიღებულია მსგავსი ნახშირბადის სელენოქსიდი COSe და ნახშირბადის ტელუროქსიდი COTe.

აღადგენს SO 2:

2 C O + S O 2 → 2 C O 2 + S. (\displaystyle (\mathsf (2CO+SO_(2)\მარჯვნივ ისარი 2CO_(2)+S.)))

გარდამავალი ლითონებით წარმოქმნის წვად და ტოქსიკურ ნაერთებს - კარბონილებს, როგორიცაა,,,, და ა.შ. ზოგიერთი მათგანი აქროლადია.

n C O + M e → [ M e (C O) n ] (\displaystyle (\mathsf (nCO+Me\rightarrow)))

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

C O + K O H → H C O O K. (\displaystyle (\mathsf (CO+KOH\მარჯვნივ HCOOK.)))

საინტერესო რეაქციაა ნახშირბადის მონოქსიდის (II) რეაქცია მეტალის კალიუმთან ამიაკის ხსნარში. ეს ქმნის ასაფეთქებელ ნაერთს კალიუმის დიოქსიდიკარბონატს:

2 K + 2 C O → K 2 C 2 O 2 . (\displaystyle (\mathsf (2K+2CO\მარჯვენა ისარი K_(2)C_(2)O_(2).))) x C O + y H 2 → (\displaystyle (\mathsf (xCO+yH_(2)\მარჯვენა ისარი )))სპირტები + ხაზოვანი ალკანები.

ეს პროცესი არის ისეთი მნიშვნელოვანი სამრეწველო პროდუქტების წყარო, როგორიცაა მეთანოლი, სინთეზური დიზელის საწვავი, პოლიჰიდრული სპირტები, ზეთები და საპოხი მასალები.

ფიზიოლოგიური მოქმედება

ტოქსიკურობა

ნახშირბადის მონოქსიდი ძალიან ტოქსიკურია.

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

• დაზარალებული სუფთა ჰაერზე უნდა გაიყვანონ. მსუბუქი მოწამვლისას საკმარისია ფილტვების ჰიპერვენტილაცია ჟანგბადით.
• ფილტვების ხელოვნური ვენტილაცია.
• ლობელინი ან კოფეინი კანქვეშ.
• კარბოქსილაზა ინტრავენურად.

მსოფლიო მედიცინამ არ იცის სანდო ანტიდოტები ნახშირბადის მონოქსიდით მოწამვლისას გამოსაყენებლად.

ნახშირბადის მონოქსიდისგან დაცვა (II)

ენდოგენური ნახშირბადის მონოქსიდი

ენდოგენური ნახშირბადის მონოქსიდი ჩვეულებრივ წარმოიქმნება ადამიანის და ცხოველის სხეულის უჯრედების მიერ და მოქმედებს როგორც სასიგნალო მოლეკულა. ის ასრულებს ცნობილ ფიზიოლოგიურ როლს სხეულში, კერძოდ არის ნეიროტრანსმიტერი და იწვევს ვაზოდილაციას. ორგანიზმში ენდოგენური ნახშირბადის მონოქსიდის როლის გამო, მისი მეტაბოლური დარღვევები დაკავშირებულია სხვადასხვა დაავადებებთან, როგორიცაა ნეიროდეგენერაციული დაავადებები, სისხლძარღვების ათეროსკლეროზი, ჰიპერტენზია, გულის უკმარისობა და სხვადასხვა ანთებითი პროცესები.

ორგანიზმში წარმოიქმნება ენდოგენური ნახშირბადის მონოქსიდი ჰემზე ჰემის ოქსიგენაზას ფერმენტის ჟანგვის მოქმედების გამო, რომელიც წარმოადგენს ჰემოგლობინისა და მიოგლობინის, აგრეთვე ჰემის შემცველი სხვა ცილების განადგურების პროდუქტს. ეს პროცესი იწვევს ადამიანის სისხლში მცირე რაოდენობით კარბოქსიჰემოგლობინის წარმოქმნას, მაშინაც კი, თუ ადამიანი არ ეწევა და სუნთქავს არა ატმოსფერულ ჰაერს (ყოველთვის შეიცავს მცირე რაოდენობით ეგზოგენურ ნახშირბადის მონოქსიდს), არამედ სუფთა ჟანგბადს ან აზოტისა და ჟანგბადის ნარევს.

პირველი მტკიცებულების შემდეგ, რომელიც გამოჩნდა 1993 წელს, რომ ენდოგენური ნახშირბადის მონოქსიდი არის ნორმალური ნეიროტრანსმიტერი ადამიანის სხეულში, ისევე როგორც ერთ-ერთი სამი ენდოგენური გაზიდან, რომელიც ნორმალურად არეგულირებს ორგანიზმში ანთებითი რეაქციების მიმდინარეობას (დანარჩენი ორი არის აზოტის ოქსიდი (II) და წყალბადის სულფიდი), ენდოგენურმა ნახშირბადის მონოქსიდმა მნიშვნელოვანი ყურადღება მიიპყრო ექიმებისა და მკვლევარების მხრიდან, როგორც მნიშვნელოვანი ბიოლოგიური რეგულატორი. ბევრ ქსოვილში სამივე ზემოაღნიშნული აირი არის ანთების საწინააღმდეგო აგენტები, ვაზოდილატორები და ასევე იწვევს ანგიოგენეზს. თუმცა, ყველაფერი ასე მარტივი და არაორაზროვანი არ არის. ანგიოგენეზი ყოველთვის არ არის სასარგებლო ეფექტი, რადგან ის თამაშობს როლს განსაკუთრებით ავთვისებიანი სიმსივნეების ზრდაში და ასევე წარმოადგენს ბადურის დაზიანების ერთ-ერთ მიზეზს მაკულარული დეგენერაციის დროს. კერძოდ, მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ მოწევა (სისხლში ნახშირბადის მონოქსიდის მთავარი წყარო, რომელიც იძლევა რამდენჯერმე უფრო მაღალ კონცენტრაციას, ვიდრე ბუნებრივ წარმოებას) ზრდის ბადურის მაკულარული გადაგვარების რისკს 4-6-ჯერ.

არსებობს თეორია, რომ ნერვული უჯრედების ზოგიერთ სინაფსში, სადაც ინფორმაცია ინახება დიდი ხნის განმავლობაში, მიმღები უჯრედი, მიღებული სიგნალის საპასუხოდ, წარმოქმნის ენდოგენურ ნახშირორჟანგს, რომელიც გადასცემს სიგნალს გადამცემ უჯრედში, რომელიც აცნობებს მას. სამომავლოდ მისგან სიგნალების მისაღებად მზადყოფნას და სიგნალის გადამცემი უჯრედის აქტივობის გაზრდას. ზოგიერთი ნერვული უჯრედი შეიცავს გუანილატ ციკლაზას, ფერმენტს, რომელიც აქტიურდება ენდოგენური ნახშირბადის მონოქსიდის ზემოქმედებისას.

კვლევა ენდოგენური ნახშირბადის მონოქსიდის, როგორც ანთების საწინააღმდეგო აგენტისა და ციტოპროტექტორის როლზე, ჩატარდა მსოფლიოს მრავალ ლაბორატორიაში. ენდოგენური ნახშირბადის მონოქსიდის ეს თვისებები მის მეტაბოლიზმზე ეფექტს აქცევს საინტერესო თერაპიულ მიზანს სხვადასხვა პათოლოგიური მდგომარეობის სამკურნალოდ, როგორიცაა იშემიით გამოწვეული ქსოვილის დაზიანება და შემდგომი რეპერფუზია (მაგალითად, მიოკარდიუმის ინფარქტი, იშემიური ინსულტი), ტრანსპლანტაციის უარყოფა, სისხლძარღვთა ათეროსკლეროზი. მძიმე სეფსისი, მძიმე მალარია, აუტოიმუნური დაავადებები. ასევე ჩატარდა ადამიანებზე კლინიკური კვლევები, მაგრამ მათი შედეგები ჯერ არ გამოქვეყნებულა.

მოკლედ, ის, რაც ცნობილია 2015 წლიდან ორგანიზმში ენდოგენური ნახშირბადის მონოქსიდის როლის შესახებ, შეიძლება შეჯამდეს შემდეგნაირად:

• ენდოგენური ნახშირბადის მონოქსიდი ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი ენდოგენური სასიგნალო მოლეკულაა;
• ენდოგენური ნახშირბადის მონოქსიდი არეგულირებს ცენტრალური ნერვული სისტემის და გულ-სისხლძარღვთა ფუნქციებს;
• ენდოგენური ნახშირბადის მონოქსიდი აფერხებს თრომბოციტების აგრეგაციას და მათ ადჰეზიას გემის კედლებზე;
• მომავალში ნახშირბადის მონოქსიდის ენდოგენური გაცვლაზე ზემოქმედება შესაძლოა იყოს ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი თერაპიული სტრატეგია რიგი დაავადებებისათვის.

აღმოჩენის ისტორია

ქვანახშირის წვის დროს გამოსხივებული კვამლის ტოქსიკურობა აღწერეს არისტოტელემ და გალენმა.

ნახშირბადის მონოქსიდი (II) პირველად მიიღო ფრანგმა ქიმიკოსმა ჟაკ დე ლასონმა თუთიის ოქსიდის ქვანახშირით გაცხელებისას, მაგრამ თავდაპირველად შეცდომით მიიჩნიეს წყალბადად, რადგან ის იწვებოდა ლურჯი ალით.

ის ფაქტი, რომ ეს გაზი შეიცავს ნახშირბადს და ჟანგბადს, აღმოაჩინა ინგლისელმა ქიმიკოსმა უილიამ კრუიკშანკმა. გაზის ტოქსიკურობა გამოიკვლია 1846 წელს ფრანგმა ექიმმა კლოდ ბერნარმა ძაღლებზე ექსპერიმენტებში.

ნახშირბადის მონოქსიდი (II) დედამიწის ატმოსფეროს გარეთ პირველად აღმოაჩინა ბელგიელმა მეცნიერმა მ. მიჟოტმა (M. Migeotte) 1949 წელს მზის IR სპექტრში მთავარი ვიბრაციულ-ბრუნვის ზოლის არსებობით. ნახშირბადის (II) ოქსიდი აღმოაჩინეს ვარსკვლავთშორის გარემოში 1970 წელს.

ქვითარი

სამრეწველო გზა

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

2 C + O 2 → 2 C O (\displaystyle (\mathsf (2C+O_(2)\მარჯვენა ისარი 2CO)))(ამ რეაქციის თერმული ეფექტი არის 220 კჯ),

• ან ნახშირორჟანგის შემცირებისას ცხელი ნახშირით:

C O 2 + C ⇄ 2 C O (\displaystyle (\mathsf (CO_(2)+C\მარჯვენა მარცხნივ 2CO))) (Δ ჰ= 172 კჯ, Δ ს= 176 ჯ/კ)

ეს რეაქცია ხდება ღუმელის ღუმელის დროს, როდესაც ღუმელის დემპერი ძალიან ადრე იკეტება (სანამ ნახშირი მთლიანად არ დაიწვება). ამ შემთხვევაში წარმოქმნილი ნახშირბადის მონოქსიდი (II), მისი ტოქსიკურობის გამო, იწვევს ფიზიოლოგიურ დარღვევებს („დამწვრობა“) 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 ნაკადი მარჯვნივ უზრუნველყოფს ენტროპიის ფაქტორს, ხოლო მარცხნივ - ენთალპიის ფაქტორს. 400 °C-ზე დაბალ ტემპერატურაზე წონასწორობა თითქმის მთლიანად გადადის მარცხნივ, ხოლო 1000 °C-ზე ზემოთ ტემპერატურაზე მარჯვნივ (CO წარმოქმნის მიმართულებით). დაბალ ტემპერატურაზე, ამ რეაქციის სიჩქარე ძალიან დაბალია, ამიტომ ნახშირბადის მონოქსიდი (II) 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 აირისებრი ჭიანჭველა მჟავას ფოსფორის ოქსიდზე P 2 O 5 გადასვლისას. რეაქციის სქემა:

H C O O H → H 2 S O 4 o t H 2 O + C O. (\displaystyle (\mathsf (HCOOH(\xrightarrow[(H_(2)SO_(4))](^(o)t))H_(2)O+CO.)))ასევე შეიძლება ჭიანჭველა მჟავას ქლოროსულფონის მჟავით მკურნალობა. ეს რეაქცია უკვე ჩვეულებრივ ტემპერატურაზე მიმდინარეობს სქემის მიხედვით: H C O O H + C l S O 3 H → H 2 S O 4 + H C l + C O. (\displaystyle (\mathsf (HCOOH+ClSO_(3)H\მარჯვნივ ისარი H_(2)SO_(4)+HCl+CO\ზედა .)))

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

H 2 C 2 O 4 → H 2 S O 4 o t C O + C O 2 + H 2 O. (\displaystyle (\mathsf (H_(2)C_(2)O_(4)(\xrightarrow[(H_(2)SO_(4))](^(o)t))CO\uparrow +CO_(2) \upparrow +H_(2)O.)))

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

K 4 [ F e (C N) 6 ] + 6 H 2 S O 4 + 6 H 2 O → o t 2 K 2 S O 4 + F e S O 4 + 3 (N H 4) 2 S O 4 + 6 C O . (\displaystyle (\mathsf (K_(4)+6H_(2)SO_(4)+6H_(2)O(\xrightarrow[()](^(o)t))2K_(2)SO_(4)+ FeSO_(4)+3(NH_(4))_(2)SO_(4)+6CO\upparrow .)))

• თუთიის კარბონატის აღდგენა მაგნიუმით გაცხელებისას:

M g + Z n C O 3 → o t M g O + Z n O + C O. (\displaystyle (\mathsf (Mg+ZnCO_(3)(\xrightarrow[()](^(o)t))MgO+ZnO+CO\uparrow .)))

ნახშირბადის მონოქსიდის განსაზღვრა (II)

ხარისხობრივად, CO-ს არსებობა შეიძლება განისაზღვროს პალადიუმის ქლორიდის ხსნარების (ან ამ ხსნარით გაჟღენთილი ქაღალდის) დაბნელებით. გამუქება ასოცირდება წვრილად გაფანტული მეტალის პალადიუმის გამოყოფასთან სქემის მიხედვით:

P d C l 2 + C O + H 2 O → P d ↓ + C O 2 + 2 H C l. (\displaystyle (\mathsf (PdCl_(2)+CO+H_(2)O\მარჯვნივ ისარი Pd\ქვემოთ ვიწრო +CO_(2)+2HCl.)))

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

ნახშირბადის მონოქსიდის (II) რაოდენობრივი განსაზღვრა ემყარება იოდომეტრულ რეაქციას:

5 C O + I 2 O 5 → 5 C O 2 + I 2. (\displaystyle (\mathsf (5CO+I_(2)O_(5)\მარჯვნივ ისარი 5CO_(2)+I_(2).)))

განაცხადი

• ნახშირბადის მონოქსიდი (II) არის შუალედური რეაგენტი, რომელიც გამოიყენება წყალბადთან რეაქციებში ყველაზე მნიშვნელოვან სამრეწველო პროცესებში ორგანული სპირტებისა და სწორი ნახშირწყალბადების წარმოებისთვის.
• ნახშირბადის მონოქსიდი (II) გამოიყენება ცხოველის ხორცისა და თევზის დასამუშავებლად, რაც მათ აძლევს ნათელ წითელ ფერს და ახალ იერს, გემოს შეცვლის გარეშე (ტექნოლოგიები). გამჭვირვალე კვამლიდა უგემოვნო კვამლი). CO-ს დასაშვები კონცენტრაციაა 200 მგ/კგ ხორცზე.
• ნახშირბადის მონოქსიდი (II) არის გენერატორის გაზის ძირითადი კომპონენტი, რომელიც გამოიყენება როგორც საწვავი ბუნებრივი აირის მანქანებში.
• ძრავის გამონაბოლქვიდან ნახშირბადის მონოქსიდი ნაცისტებმა გამოიყენეს მეორე მსოფლიო ომის დროს ადამიანების მოწამვლის მიზნით.

ნახშირბადის მონოქსიდი(II) დედამიწის ატმოსფეროში

არსებობს დედამიწის ატმოსფეროში შესვლის 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 (II) ნიადაგში წარმოიქმნება როგორც ბიოლოგიურად (გამოიყოფა ცოცხალი ორგანიზმების მიერ), ასევე არაბიოლოგიურად. ნახშირბადის მონოქსიდის (II) გამოყოფა ფენოლური ნაერთების გამო, რომლებიც გავრცელებულია ნიადაგებში, რომლებიც შეიცავს OCH 3 ან OH ჯგუფებს ორთო- ან პარა-პოზიციებში პირველ ჰიდროქსილის ჯგუფთან მიმართებაში ექსპერიმენტულად დადასტურდა.

არაბიოლოგიური CO-ს წარმოების საერთო ბალანსი და მიკროორგანიზმების მიერ მისი დაჟანგვა დამოკიდებულია გარემოს სპეციფიკურ პირობებზე, პირველ რიგში ტენიანობაზე და ღირებულებაზე. მაგალითად, არიდული ნიადაგებიდან ნახშირბადის მონოქსიდი (II) გამოიყოფა პირდაპირ ატმოსფეროში, რითაც იქმნება ადგილობრივი მაქსიმალური კონცენტრაცია ამ აირის კონცენტრაციაში.

ატმოსფეროში CO არის ჯაჭვური რეაქციების პროდუქტი, რომელშიც შედის მეთანი და სხვა ნახშირწყალბადები (ძირითადად იზოპრენი).

CO-ს ძირითადი ანთროპოგენური წყარო ამჟამად არის შიდა წვის ძრავების გამონაბოლქვი აირები. ნახშირბადის მონოქსიდი წარმოიქმნება, როდესაც ნახშირწყალბადის საწვავი იწვება შიდა წვის ძრავებში არასაკმარის ტემპერატურაზე ან როდესაც ჰაერის მიწოდების სისტემა ცუდად არის მორგებული (არ მიეწოდება საკმარისი ჟანგბადი CO2-მდე დაჟანგვისთვის). წარსულში, ატმოსფეროში ანთროპოგენური CO ემისიების მნიშვნელოვანი ნაწილი მოდიოდა მე-19 საუკუნეში შიდა განათებისთვის გამოყენებული განათების გაზიდან. შემადგენლობით, იგი დაახლოებით შეესაბამებოდა წყლის გაზს, ანუ შეიცავდა 45% -მდე ნახშირბადის მონოქსიდს (II). საჯარო სექტორში ის არ გამოიყენება გაცილებით იაფი და ენერგოეფექტური ანალოგის არსებობის გამო -

ნახშირბადის ოქსიდი (CARBON MONOXIDE). ნახშირბადის (II) ოქსიდი (ნახშირბადის მონოქსიდი) CO, არამარილების წარმომქმნელი ნახშირბადის მონოქსიდი. ეს ნიშნავს, რომ ამ ოქსიდის შესაბამისი მჟავა არ არსებობს. ნახშირბადის მონოქსიდი (II) არის უფერო და უსუნო გაზი, რომელიც თხევადდება ატმოსფერული წნევის დროს -191,5 ° C ტემპერატურაზე და მყარდება -205 ° C-ზე. CO მოლეკულა აგებულებით მსგავსია N2 მოლეკულის: ორივე შეიცავს თანაბარ რაოდენობას. ელექტრონები (ასეთ მოლეკულებს უწოდებენ იზოელექტრონულს), მათში შემავალი ატომები დაკავშირებულია სამმაგი ბმით (CO მოლეკულაში ორი ბმული წარმოიქმნება ნახშირბადის და ჟანგბადის ატომების 2p ელექტრონების გამო, ხოლო მესამე - დონორ-მიმღების მიერ. მექანიზმი ჟანგბადის მარტოხელა ელექტრონული წყვილისა და ნახშირბადის თავისუფალი 2p ორბიტალის მონაწილეობით). შედეგად, CO და N2-ის ფიზიკური თვისებები (დნობის და დუღილის წერტილები, წყალში ხსნადობა და ა.შ.) ძალიან ახლოს არის.

ნახშირბადის მონოქსიდი (II) წარმოიქმნება ნახშირბადის შემცველი ნაერთების წვის დროს, ჟანგბადის არასაკმარისი წვდომით, აგრეთვე, როდესაც ცხელი ნახშირი შედის კონტაქტში სრული წვის პროდუქტთან - ნახშირორჟანგთან: C + CO2 → 2CO. ლაბორატორიაში CO მიიღება ჭიანჭველა მჟავას გაუწყლოებით, გაცხელებისას კონცენტრირებული გოგირდმჟავას თხევად ჭიანჭველა მჟავაზე მოქმედებით, ან ჭიანჭველა მჟავას ორთქლების გადასმით P2O5-ზე: HCOOH → CO + H2O. CO მიიღება ოქსილის მჟავას დაშლით: H2C2O4 → CO + CO2 + H2O. ადვილია CO-ს გამოყოფა სხვა აირებისგან ტუტე ხსნარში გავლის გზით.
ნორმალურ პირობებში CO, ისევე როგორც აზოტი, ქიმიურად საკმაოდ ინერტულია. მხოლოდ ამაღლებულ ტემპერატურაზე CO2 განიცდის ჟანგვის, დამატების და შემცირების რეაქციებს. ასე რომ, ამაღლებულ ტემპერატურაზე ის რეაგირებს ტუტეებთან: CO + NaOH → HCOONa, CO + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2. ეს რეაქციები გამოიყენება ტექნიკური აირებიდან CO-ს მოსაშორებლად.

ნახშირბადის მონოქსიდი (II) არის მაღალკალორიული საწვავი: წვას თან ახლავს მნიშვნელოვანი რაოდენობის სითბოს გამოყოფა (283 კჯ 1 მოლ CO-ზე). ნახშირორჟანგის ნარევები ჰაერთან აფეთქდება მისი შემცველობით 12-დან 74%-მდე; საბედნიეროდ, პრაქტიკაში, ასეთი ნარევები ძალზე იშვიათია. მრეწველობაში ნახშირორჟანგის მისაღებად ხდება მყარი საწვავის გაზიფიცირება. მაგალითად, წყლის ორთქლის აფეთქება ნახშირის ფენაში, რომელიც გახურებულია 1000o C-მდე, იწვევს წყლის გაზის წარმოქმნას: C + H2O → CO + H2, რომელსაც აქვს ძალიან მაღალი კალორიული ღირებულება. თუმცა, დაწვა შორს არის წყლის გაზის ყველაზე მომგებიანი გამოყენებისგან. მისგან, მაგალითად, შესაძლებელია მიიღოთ (წნევის ქვეშ სხვადასხვა კატალიზატორის არსებობისას) მყარი, თხევადი და აირისებრი ნახშირწყალბადების ნარევი - ღირებული ნედლეული ქიმიური მრეწველობისთვის (ფიშერ-ტროპშის რეაქცია). იმავე ნარევიდან წყალბადით გამდიდრებით და საჭირო კატალიზატორების გამოყენებით შეიძლება მივიღოთ სპირტები, ალდეჰიდები და მჟავები. განსაკუთრებული მნიშვნელობა ენიჭება მეთანოლის სინთეზს: CO + 2H2 → CH3OH - ორგანული სინთეზისთვის უმნიშვნელოვანესი ნედლეული, ამიტომ ეს რეაქცია მრეწველობაში ფართო მასშტაბით ტარდება.

რეაქციები, რომლებშიც CO არის შემამცირებელი აგენტი, შეიძლება გამოვლინდეს აფეთქების პროცესის დროს მადნიდან რკინის შემცირების მაგალითით: Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2. მეტალურგიულ პროცესებში მეტალურგიულ პროცესებში დიდი მნიშვნელობა აქვს ლითონის ოქსიდების ნახშირბად(II) ოქსიდით შემცირებას.

CO მოლეკულებს ახასიათებთ გარდამავალი ლითონებისა და მათი ნაერთების დამატების რეაქციები რთული ნაერთების - კარბონილების წარმოქმნით. მაგალითებია თხევადი ან მყარი ლითონის კარბონილები Fe(CO)4, Fe(CO)5, Fe2(CO)9, Ni(CO)4, Cr(CO)6 და ა.შ. ლითონი და CO. ამ გზით შესაძლებელია მაღალი სისუფთავის დაფხვნილი ლითონების მიღება. ზოგჯერ ლითონის „ზოლები“ ​​ჩანს გაზქურის სანთურზე, ეს არის რკინის კარბონილის წარმოქმნის და დაშლის შედეგი. ამჟამად სინთეზირებულია ათასობით სხვადასხვა ლითონის კარბონილი, რომლებიც შეიცავს CO-ს გარდა, არაორგანულ და ორგანულ ლიგანდებს, მაგალითად, PtCl2(CO), K3, Cr(C6H5Cl)(CO)3.

CO-ს ასევე ახასიათებს ნაერთის რეაქცია ქლორთან, რომელიც სინათლეში მიმდინარეობს უკვე ოთახის ტემპერატურაზე უკიდურესად ტოქსიკური ფოსგენის წარმოქმნით: CO + Cl2 → COCl2. ეს რეაქცია ჯაჭვურია, ის მიჰყვება რადიკალურ მექანიზმს, რომელიც მოიცავს ქლორის ატომებს და COCl თავისუფალ რადიკალებს. მიუხედავად მისი ტოქსიკურობისა, ფოსგენი ფართოდ გამოიყენება მრავალი ორგანული ნაერთების სინთეზში.

ნახშირბადის მონოქსიდი (II) ძლიერი შხამია, რადგან ის ქმნის ძლიერ კომპლექსებს ლითონის შემცველ ბიოლოგიურად აქტიურ მოლეკულებთან; ამავდროულად ირღვევა ქსოვილის სუნთქვა. განსაკუთრებით ზიანდება ცენტრალური ნერვული სისტემის უჯრედები. CO-ს Fe(II) ატომებთან შეკავშირება სისხლში ჰემოგლობინში ხელს უშლის ოქსიჰემოგლობინის წარმოქმნას, რომელიც აწვდის ჟანგბადს ფილტვებიდან ქსოვილებში. უკვე ჰაერში CO 0,1% შემცველობით, ეს გაზი ანაწილებს ჟანგბადის ნახევარს ოქსიჰემოგლობინიდან. CO-ს თანდასწრებით, სიკვდილი ასფიქსიით შეიძლება მოხდეს დიდი რაოდენობით ჟანგბადის არსებობის შემთხვევაშიც კი. ამიტომ CO-ს ეწოდება ნახშირბადის მონოქსიდი. „გაბრაზებულ“ ადამიანში, პირველ რიგში, ტვინი და ნერვული სისტემა ზიანდება. გადარჩენისთვის, უპირველეს ყოვლისა, სუფთა ჰაერია საჭირო, რომელიც არ შეიცავს CO-ს (ან კიდევ უკეთესი - სუფთა ჟანგბადს), ხოლო ჰემოგლობინთან ასოცირებული CO თანდათან იცვლება O2 მოლეკულებით და ქრება დახრჩობა. CO-ს მაქსიმალური დასაშვები საშუალო დღიური კონცენტრაცია ატმოსფერულ ჰაერში არის 3 მგ/მ3 (დაახლოებით 3,10–5%), ხოლო სამუშაო ზონის ჰაერში 20 მგ/მ3.

ჩვეულებრივ, CO-ს შემცველობა ატმოსფეროში არ აღემატება 10-5%. ეს გაზი ჰაერში შედის ვულკანური და ჭაობის გაზების შემადგენლობაში, პლანქტონისა და სხვა მიკროორგანიზმების სეკრეციით. ამრიგად, ოკეანის ზედაპირული ფენებიდან ყოველწლიურად ატმოსფეროში გამოიყოფა 220 მილიონი ტონა CO2. ნახშირის მაღაროებში CO-ს კონცენტრაცია მაღალია. ტყის ხანძრის დროს დიდი რაოდენობით ნახშირბადის მონოქსიდი წარმოიქმნება. ყოველი მილიონი ტონა ფოლადის დნობას თან ახლავს 300-400 ტონა CO-ს წარმოქმნა. საერთო ჯამში, CO-ს ტექნოგენური გამოყოფა ჰაერში აღწევს 600 მილიონ ტონას წელიწადში, საიდანაც ნახევარზე მეტი მოდის მანქანებზე. დაურეგულირებელი კარბუტერით, 12%-მდე CO შეიძლება შეიცავდეს გამონაბოლქვი აირებს! ამიტომ, უმეტეს ქვეყნებში დანერგილია მკაცრი სტანდარტები მანქანების გამონაბოლქვში CO-ს შემცველობის შესახებ.

CO-ს წარმოქმნა ყოველთვის ხდება ნახშირბადის შემცველი ნაერთების, მათ შორის ხის, ჟანგბადის არასაკმარისი წვდომის დროს, აგრეთვე ნახშირორჟანგთან კონტაქტისას: C + CO2 → 2CO. ასეთი პროცესები სოფლის ღუმელებშიც ხდება. ამიტომ, ღუმელის ბუხრის ნაადრევად დახურვა სითბოს შესანარჩუნებლად ხშირად იწვევს ნახშირბადის მონოქსიდის მოწამვლას. არ უნდა ვიფიქროთ, რომ მოქალაქეები, რომლებიც არ ათბობენ ღუმელებს, დაზღვეულები არიან CO-დან მოწამვლისგან; მაგალითად, მათთვის ადვილია მოწამვლა ცუდად ვენტილირებადი ავტოფარეხში, სადაც დგას მოძრავი ძრავის მანქანა. CO-ს ასევე შეიცავს სამზარეულოში ბუნებრივი აირის წვის პროდუქტები. წარსულში მრავალი საავიაციო ავარია მოხდა ძრავის ცვეთა ან ცუდი რეგულირების გამო: CO შევიდა კაბინაში და მოწამლა ეკიპაჟი. საშიშროებას ამძაფრებს ის ფაქტი, რომ CO-ს სუნით ამოცნობა შეუძლებელია; ამ მხრივ ნახშირბადის მონოქსიდი უფრო საშიშია ვიდრე ქლორი!

ნახშირბადის მონოქსიდი (II) პრაქტიკულად არ შეიწოვება აქტიური ნახშირბადით და, შესაბამისად, ჩვეულებრივი გაზის ნიღაბი არ ზოგავს ამ გაზს; მის შესაწოვად საჭიროა დამატებითი ჰოპკალიტის ვაზნა, რომელიც შეიცავს კატალიზატორს, რომელიც „შემდეგ იწვის“ CO-ს CO2-მდე ატმოსფერული ჟანგბადის დახმარებით. ახლა უფრო და უფრო მეტი სამგზავრო მანქანა მიეწოდება დამწვრობის შემდგომ კატალიზატორებს, მიუხედავად პლატინის ლითონებზე დაფუძნებული ამ კატალიზატორების მაღალი ღირებულებისა.

გამოქვეყნების თარიღი 28.01.2012 12:18

ნახშირბადის მონოქსიდი- ნახშირბადის მონოქსიდი, რომელიც ძალიან ხშირად ისმის, როდესაც საქმე ეხება წვის პროდუქტებით მოწამვლას, უბედურ შემთხვევებს ინდუსტრიაში ან თუნდაც სახლში. ამ ნაერთის განსაკუთრებული ტოქსიკური თვისებების გამო, ჩვეულებრივი სახლის გაზის წყლის გამაცხელებელი შეიძლება გამოიწვიოს მთელი ოჯახის სიკვდილი. ამის ასობით მაგალითი არსებობს. მაგრამ რატომ ხდება ეს? რა არის ნახშირბადის მონოქსიდი, მართლაც? რატომ არის ის საშიში ადამიანისთვის?

რა არის ნახშირბადის მონოქსიდი, ფორმულა, ძირითადი თვისებები

ნახშირბადის მონოქსიდის ფორმულარომელიც ძალიან მარტივია და აღნიშნავს ჟანგბადის ატომისა და ნახშირბადის - CO, ერთ-ერთი ყველაზე ტოქსიკური აირისებრი ნაერთების შეერთებას. მაგრამ ბევრი სხვა საშიში ნივთიერებისგან განსხვავებით, რომლებიც გამოიყენება მხოლოდ ვიწრო სამრეწველო მიზნებისთვის, ნახშირბადის მონოქსიდით ქიმიური დაბინძურება შეიძლება მოხდეს სრულიად ჩვეულებრივი ქიმიური პროცესების დროს, თუნდაც ყოველდღიურ ცხოვრებაში.

თუმცა, სანამ გადავიდეთ იმაზე, თუ როგორ ხდება ამ ნივთიერების სინთეზი, განიხილეთ რა არის ნახშირბადის მონოქსიდიზოგადად და რა არის მისი ძირითადი ფიზიკური თვისებები:

• უფერო გაზი გემოსა და სუნის გარეშე;
• უკიდურესად დაბალი დნობის და დუღილის წერტილები: -205 და -191,5 გრადუსი, შესაბამისად;
• სიმკვრივე 0,00125 გ/სმ;
• ძალიან აალებადი წვის მაღალი ტემპერატურით (2100 გრადუს ცელსიუსამდე).

ნახშირბადის მონოქსიდის წარმოქმნა

სახლში ან ინდუსტრიაში ნახშირბადის მონოქსიდის წარმოქმნაჩვეულებრივ ხდება რამდენიმე საკმაოდ მარტივი გზით, რაც ადვილად ხსნის ამ ნივთიერების შემთხვევითი სინთეზის რისკს საწარმოს პერსონალისთვის ან იმ სახლის მაცხოვრებლებისთვის, სადაც გათბობის მოწყობილობა გაუმართავია ან დაირღვა უსაფრთხოება. განვიხილოთ ნახშირბადის მონოქსიდის წარმოქმნის ძირითადი გზები:

• ნახშირბადის (ქვანახშირი, კოქსი) ან მისი ნაერთების (ბენზინი და სხვა თხევადი საწვავი) წვა ჟანგბადის ნაკლებობის პირობებში. როგორც თქვენ ალბათ მიხვდებით, სუფთა ჰაერის ნაკლებობა, საშიში ნახშირბადის მონოქსიდის სინთეზის რისკის თვალსაზრისით, ადვილად ხდება შიდა წვის ძრავებში, საყოფაცხოვრებო სვეტებში დაქვეითებული ვენტილაციის მქონე, სამრეწველო და ჩვეულებრივ ღუმელებში;
• ჩვეულებრივი ნახშირორჟანგის ურთიერთქმედება ცხელ ნახშირთან. ასეთი პროცესები ღუმელში მუდმივად ხდება და სრულიად შექცევადია, მაგრამ, ჟანგბადის უკვე ნახსენები ნაკლებობის გათვალისწინებით, დახურული დემპერის პირობებში, ნახშირბადის მონოქსიდი წარმოიქმნება ბევრად უფრო დიდი რაოდენობით, რაც სასიკვდილო საფრთხეს წარმოადგენს ადამიანებისთვის.

რატომ არის საშიში ნახშირბადის მონოქსიდი?

საკმარის კონცენტრაციაში ნახშირბადის მონოქსიდის თვისებებირაც აიხსნება მისი მაღალი ქიმიური აქტივობით, უკიდურესად საშიშია ადამიანის სიცოცხლისა და ჯანმრთელობისთვის. ასეთი მოწამვლის არსი, უპირველეს ყოვლისა, მდგომარეობს იმაში, რომ ამ ნაერთის მოლეკულები მყისიერად აკავშირებს სისხლის ჰემოგლობინს და ართმევს მას ჟანგბადის გადატანის უნარს. ამრიგად, ნახშირბადის მონოქსიდი ამცირებს ფიჭური სუნთქვის დონეს, რაც ყველაზე სერიოზულ შედეგებს იწვევს ორგანიზმისთვის.

კითხვაზე პასუხის გაცემა " რატომ არის საშიში ნახშირბადის მონოქსიდი?„აღსანიშნავია, რომ ბევრი სხვა ტოქსიკური ნივთიერებისგან განსხვავებით, ადამიანი არ გრძნობს რაიმე სპეციფიკურ სუნს, არ განიცდის დისკომფორტს და სხვაგვარად, სპეციალური აღჭურვილობის გარეშე ვერ აცნობიერებს მის არსებობას ჰაერში. მსხვერპლი უბრალოდ არ იღებს არანაირ ზომებს თავის დასაღწევად და როდესაც ნახშირბადის მონოქსიდის ეფექტი (ძილიანობა და გონების დაკარგვა) აშკარა გახდება, შეიძლება უკვე გვიანი იყოს.

ნახშირბადის მონოქსიდი ფატალურია ერთი საათის განმავლობაში ჰაერში 0,1%-ზე მეტი კონცენტრაციით. ამავდროულად, სრულიად ჩვეულებრივი სამგზავრო მანქანის გამონაბოლქვი შეიცავს ამ ნივთიერების 1,5-დან 3%-მდე. და ეს იმ ვარაუდით, რომ ძრავა კარგ მდგომარეობაშია. ეს მარტივად ხსნის იმ ფაქტს, რომ ნახშირბადის მონოქსიდით მოწამვლახშირად ხდება ზუსტად ავტოფარეხებში ან თოვლით დალუქულ მანქანაში.

სხვა ყველაზე საშიში შემთხვევები, როდესაც ადამიანები სახლში ან სამსახურში ნახშირბადის მონოქსიდით მოიწამლნენ, არის ...

• გათბობის სვეტის ვენტილაციის გადახურვა ან ავარია;
• შეშის ან ნახშირის ღუმელების გაუნათლებელი გამოყენება;
• დახურულ სივრცეებში ხანძრის შესახებ;
• გადატვირთულ მაგისტრალებთან ახლოს;
• სამრეწველო საწარმოებში, სადაც ნახშირბადის მონოქსიდი აქტიურად გამოიყენება.

ნახშირბადის მონოქსიდი (II ), ან ნახშირბადის მონოქსიდი, CO აღმოაჩინა ინგლისელმა ქიმიკოსმა ჯოზეფ პრისტლიმ 1799 წელს. ეს არის უფერო გაზი, უგემოვნო და უსუნო, წყალში ოდნავ ხსნადია (3,5 მლ 100 მლ წყალში 0 ° C ტემპერატურაზე), აქვს დაბალი დნობის წერტილები (-205 °C) და დუღილის წერტილები (-192 °C).

ნახშირბადის მონოქსიდი დედამიწის ატმოსფეროში ხვდება ორგანული ნივთიერებების არასრული წვის, ვულკანური ამოფრქვევის დროს და ასევე ზოგიერთი ქვედა მცენარის (წყალმცენარეების) სასიცოცხლო აქტივობის შედეგად. CO-ს ბუნებრივი დონე ჰაერში არის 0,01-0,9 მგ/მ3. ნახშირბადის მონოქსიდი ძალიან ტოქსიკურია. ადამიანის ორგანიზმში და მაღალ ცხოველებში ის აქტიურად რეაგირებს

ნახშირბადის მონოქსიდის წვის ალი არის ლამაზი ლურჯი-იისფერი ფერი. ადვილია საკუთარი თავის დაკვირვება. ამისათვის საჭიროა ასანთის ანთება. ალის ქვედა ნაწილი მანათობელია - ამ ფერს მას ნახშირბადის ცხელი ნაწილაკები (ხის არასრული წვის პროდუქტი) ანიჭებს. ზემოდან ალი გარშემორტყმულია ლურჯი-იისფერი საზღვრით. ეს წვავს ნახშირბადის მონოქსიდს, რომელიც წარმოიქმნება ხის დაჟანგვის დროს.

რკინის რთული ნაერთი - სისხლის ჰემი (ასოცირებულია გლობინის პროტეინთან), რომელიც არღვევს ქსოვილების მიერ ჟანგბადის გადაცემისა და მოხმარების ფუნქციებს. გარდა ამისა, იგი შედის შეუქცევად ურთიერთქმედებაში ზოგიერთ ფერმენტთან, რომელიც მონაწილეობს უჯრედის ენერგეტიკულ მეტაბოლიზმში. ნახშირბადის მონოქსიდის კონცენტრაციით ოთახში 880 მგ / მ 3, სიკვდილი ხდება რამდენიმე საათის შემდეგ, ხოლო 10 გ / მ 3 - თითქმის მყისიერად. ჰაერში ნახშირბადის მონოქსიდის მაქსიმალური დასაშვები შემცველობაა 20 მგ/მ 3. CO მოწამვლის პირველი ნიშნები (6-30 მგ/მ 3 კონცენტრაციით) არის მხედველობისა და სმენის მგრძნობელობის დაქვეითება, თავის ტკივილი და გულისცემის ცვლილება. თუ ადამიანი მოიწამლა ნახშირორჟანგით, აუცილებლად სუფთა ჰაერზე უნდა გადაიყვანონ, ხელოვნური სუნთქვა, მსუბუქი მოწამვლის შემთხვევაში, ძლიერი ჩაი ან ყავა.

დიდი რაოდენობით ნახშირბადის მონოქსიდი ( II ) ატმოსფეროში შევიდეს ადამიანის საქმიანობის შედეგად. ამრიგად, მანქანა წელიწადში საშუალოდ გამოყოფს დაახლოებით 530 კგ CO2-ს ჰაერში. შიგაწვის ძრავში 1 ლიტრი ბენზინის წვისას ნახშირბადის მონოქსიდის გამონაბოლქვი მერყეობს 150-დან 800 გ-მდე, რუსეთის მაგისტრალებზე CO-ს საშუალო კონცენტრაცია შეადგენს 6-57 მგ/მ 3-ს, ე.ი. ნახშირბადის მონოქსიდი გროვდება ცუდად ვენტილირებადი წინა ეზოებში მაგისტრალების მახლობლად, სარდაფებში და ავტოფარეხებში. ბოლო წლებში გზებზე მოეწყო სპეციალური პუნქტები ნახშირბადის მონოქსიდის და საწვავის არასრული წვის სხვა პროდუქტების (CO-CH-control) შემცველობის გასაკონტროლებლად.

ოთახის ტემპერატურაზე ნახშირბადის მონოქსიდი საკმაოდ ინერტულია. ის არ ურთიერთქმედებს წყალთან და ტუტე ხსნარებთან, ანუ არის არამარილების წარმომქმნელი ოქსიდი, თუმცა, როდესაც გაცხელდება, ის რეაგირებს მყარ ტუტეებთან: CO + KOH \u003d HSOOK (კალიუმის ფორმატი, ჭიანჭველა მჟავის მარილი); CO + Ca (OH) 2 \u003d CaCO 3 + H 2. ეს რეაქციები გამოიყენება წყალბადის გასათავისუფლებლად სინთეზური აირისგან (CO + 3H 2), რომელიც წარმოიქმნება მეთანის ზედმეტად გახურებულ წყლის ორთქლთან ურთიერთქმედების დროს.

ნახშირბადის მონოქსიდის საინტერესო თვისებაა მისი უნარი შექმნას ნაერთები გარდამავალი ლითონებით - კარბონილები, მაგალითად: Ni +4CO ® 70°C Ni(CO) 4.

ნახშირბადის მონოქსიდი (II ) არის შესანიშნავი შემცირების საშუალება. როდესაც თბება, ის იჟანგება ატმოსფერული ჟანგბადით: 2CO + O 2 \u003d 2CO 2. ეს რეაქცია ასევე შეიძლება განხორციელდეს ოთახის ტემპერატურაზე კატალიზატორის - პლატინის ან პალადიუმის გამოყენებით. ასეთი კატალიზატორები დამონტაჟებულია მანქანებზე, რათა შეამცირონ CO გამონაბოლქვი ატმოსფეროში.

CO-ს რეაქცია ქლორთან წარმოქმნის ძალიან მომწამვლელ გაზს, ფოსგენს (ტ kip \u003d 7,6 ° С): CO + Cl 2 \u003d COCl 2 . ადრე მას იყენებდნენ როგორც ქიმიურ საომარ აგენტს, ახლა კი გამოიყენება სინთეზური პოლიურეთანის პოლიმერების წარმოებაში.

ნახშირბადის მონოქსიდი გამოიყენება რკინისა და ფოლადის დნობისას ოქსიდებიდან რკინის შემცირებისთვის; იგი ასევე ფართოდ გამოიყენება ორგანულ სინთეზში. ნახშირბადის ოქსიდის ნარევის ურთიერთქმედების დროს ( II ) წყალბადთან, პირობებიდან გამომდინარე (ტემპერატურა, წნევა) წარმოიქმნება სხვადასხვა პროდუქტი - სპირტები, კარბონილის ნაერთები, კარბოქსილის მჟავები. განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს მეთანოლის სინთეზის რეაქციას: CO + 2H 2 \u003d CH3OH , რომელიც ორგანული სინთეზის ერთ-ერთი მთავარი პროდუქტია. ნახშირბადის მონოქსიდი გამოიყენება ფოს-გენის, ჭიანჭველა მჟავის სინთეზისთვის, როგორც მაღალკალორიული საწვავი.