Ածխածնի օքսիդը, որը նաև հայտնի է որպես ածխածնի օքսիդ, ունի շատ ուժեղ մոլեկուլային բաղադրություն, իներտ է իր քիմիական հատկություններով և լավ չի լուծվում ջրում։ Այս միացությունը նաև աներևակայելի թունավոր է, երբ այն մտնում է շնչառական համակարգ, այն միանում է արյան հեմոգլոբինին և դադարում թթվածին տեղափոխել հյուսվածքներ և օրգաններ։
Քիմիական անվանումներ և բանաձև
Ածխածնի օքսիդը հայտնի է նաև այլ անուններով, այդ թվում՝ ածխածնի օքսիդ II: Առօրյա կյանքում այն սովորաբար կոչվում է ածխածնի օքսիդ: Այս ածխածնի երկօքսիդը թունավոր, անգույն, անհամ և հոտ գազ է: Նրա քիմիական բանաձևը CO է, իսկ մեկ մոլեկուլի զանգվածը՝ 28,01 գ/մոլ։
Ազդեցություն մարմնի վրա
Ածխածնի մոնօքսիդը միանում է հեմոգլոբինին և ձևավորում կարբոքսիհեմոգլոբին, որը չունի թթվածին կրող կարողություն: Նրա գոլորշիների ներշնչումը հանգեցնում է կենտրոնական նյարդային համակարգի (կենտրոնական նյարդային համակարգի) վնասմանը ևշնչահեղձություն. Թթվածնի պակասի հետևանքով առաջանում է գլխացավ, գլխապտույտ, սրտի հաճախության և շնչառության արագության նվազում, ինչը հանգեցնում է ուշագնացության և հետագայում մահվան։
Թունավոր գազ
Ածխածնի օքսիդը ստացվում է ածխածին պարունակող նյութերի մասնակի այրման արդյունքում, օրինակ՝ ներքին այրման շարժիչներում։ Միացությունը պարունակում է 1 ածխածնի ատոմ կովալենտային կապով 1 թթվածնի ատոմի հետ։ Ածխածնի երկօքսիդը շատ թունավոր է և ամբողջ աշխարհում մահացու թունավորումների ամենատարածված պատճառներից մեկն է: Շփումը կարող է վնասել սրտին և այլ օրգաններին։
Ի՞նչ է օգտագործում ածխածնի օքսիդը:
Չնայած իր լուրջ թունավորությանը, ածխածնի օքսիդը չափազանց օգտակար է. ժամանակակից տեխնոլոգիաների շնորհիվ նրանից ստեղծվում են մի շարք կենսական նշանակության ապրանքներ։ Ածխածնի երկօքսիդը, թեև այսօր համարվում է աղտոտող նյութ, միշտ եղել է բնության մեջ, բայց ոչ այնպիսի քանակությամբ, ինչպիսին, օրինակ, ածխաթթու գազն է։
Նրանք, ովքեր կարծում են, որ ածխածնի երկօքսիդի միացություններ բնության մեջ գոյություն չունեն, սխալվում են: CO-ն լուծվում է հալված հրաբխային ապարում Երկրի թիկնոցում բարձր ճնշման տակ: Հրաբխային գազերում ածխածնի օքսիդների պարունակությունը տատանվում է 0,01%-ից մինչև 2%՝ կախված հրաբխից։ Քանի որ այս բնական միացությունը հաստատուն արժեք չէ, հնարավոր չէ ճշգրիտ չափել բնական գազի արտանետումները:
Քիմիական հատկություններ
Ածխածնի օքսիդը (CO բանաձեւ) վերաբերում է աղ չառաջացնող կամ անտարբեր օքսիդներին: Այնուամենայնիվ, +200 oС-ում այն փոխազդում է նատրիումի հիդրօքսիդի հետ։ Այս քիմիական գործընթացի ընթացքում ձևավորվում է նատրիումի ֆորմատ՝
NaOH + CO=HCOONa (մակնաթթվի աղ):
Ածխածնի մոնօքսիդի հատկությունները հիմնված են դրա նվազեցման կարողության վրա: Ածխածնի օքսիդ՝
- կարող է արձագանքել թթվածնի հետ՝ 2CO + O2 =2CO2;
- կարող է փոխազդել հալոգենների հետ՝ CO + Cl2 =COCl2 (ֆոսգեն);
- ունի եզակի հատկություն՝ վերականգնելու մաքուր մետաղները դրանց օքսիդներից՝ Fe2O3 + 3CO=2Fe + 3CO2;
- ձևավորում է մետաղական կարբոնիլներ՝ Fe + 5CO=Fe(CO)5;
- Կատարյալ լուծվող քլորոֆորմում, քացախաթթվի, էթանոլի, ամոնիումի հիդրօքսիդի և բենզոլի մեջ։
Մոլեկուլի կառուցվածքը
Երկու ատոմ, որոնցից, փաստորեն, բաղկացած է ածխածնի մոնօքսիդի (CO) մոլեկուլը, փոխկապակցված են եռակի կապով։ Դրանցից երկուսը առաջանում են ածխածնի ատոմների p-էլեկտրոնների թթվածնի հետ միաձուլման արդյունքում, իսկ երրորդը պայմանավորված է հատուկ մեխանիզմով՝ ածխածնի ազատ 2p ուղեծրի և թթվածնի 2p էլեկտրոնային զույգի շնորհիվ։ Այս կառուցվածքը մոլեկուլին ապահովում է բարձր ուժով։
Մի քիչ պատմություն
Նույնիսկ Հին Հունաստանից Արիստոտելը նկարագրել է թունավոր գոլորշիները, որոնք առաջանում են ածուխի այրման արդյունքում: Մահվան մեխանիզմն ինքնին հայտնի չէ։էր. Այնուամենայնիվ, մահապատժի հնագույն մեթոդներից մեկը հանցագործին փակելն էր գոլորշու սենյակում, որտեղ այրվում էին ածուխներ: Հույն բժիշկ Գալենը ենթադրել է, որ օդի բաղադրության մեջ տեղի են ունենում որոշակի փոփոխություններ, որոնք վնաս են պատճառում ներշնչելիս:
Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ ածխածնի մոնօքսիդ գազը որպես վառելիք օգտագործվում էր շարժիչային տրանսպորտային միջոցների համար աշխարհի այն մասերում, որտեղ բենզինը և դիզելային վառելիքը սակավ էին: Տեղադրվել են արտաքին (մի քանի բացառություններով) ածուխի կամ փայտի գազի գեներատորներ, իսկ մթնոլորտային ազոտի, ածխածնի օքսիդի և փոքր քանակությամբ այլ գազերի խառնուրդը սնվել է գազախառնիչի մեջ։ Դա այսպես կոչված փայտի գազն էր։
Ածխածնի երկօքսիդի օքսիդացում
Ածխածնի օքսիդը առաջանում է ածխածին պարունակող միացությունների մասնակի օքսիդացումից։ CO արտադրվում է, երբ բավարար թթվածին չկա ածխածնի երկօքսիդ արտադրելու համար (CO2), օրինակ, երբ վառարանը կամ ներքին այրման շարժիչը աշխատում է փակ տարածքում: Եթե առկա է թթվածին, ինչպես նաև մթնոլորտի որոշ այլ կոնցենտրացիաներ, ածխածնի մոնօքսիդը այրվում է՝ արձակելով կապույտ լույս, առաջացնելով ածխածնի երկօքսիդ, որը հայտնի է որպես ածխաթթու գազ։
Ածուխ գազը, որը լայնորեն օգտագործվում էր մինչև 1960-ական թվականները ներքին լուսավորության, ճաշ պատրաստելու և տաքացնելու համար, որպես վառելիքի հիմնական բաղադրիչ կար CO: Ժամանակակից տեխնոլոգիաների որոշ գործընթացներ, ինչպիսիք են երկաթի ձուլումը, դեռևս արտադրում են ածխածնի երկօքսիդորպես կողմնակի արտադրանք: CO միացությունն ինքնին օքսիդացվում է մինչև CO2 սենյակային ջերմաստիճանում:
Գոյություն ունի CO-ն բնության մեջ:
Արդյո՞ք ածխածնի օքսիդը գոյություն ունի բնության մեջ: Նրա բնական աղբյուրներից մեկը տրոպոսֆերայում տեղի ունեցող ֆոտոքիմիական ռեակցիաներն են: Ակնկալվում է, որ այս գործընթացները կարող են տարեկան առաջացնել մոտ 5×1012 կգ նյութ e; Այլ աղբյուրները, ինչպես նշվեց վերևում, ներառում են հրաբուխներ, անտառային հրդեհներ և այրման այլ ձևեր:
Մոլեկուլային հատկություններ
Ածխածնի երկօքսիդը ունի 28.0 մոլային զանգված, ինչը այն դարձնում է օդից մի փոքր ավելի խտություն: Երկու ատոմների միջև կապի երկարությունը 112,8 միկրոմետր է։ Սա բավական մոտ է, որպեսզի ապահովի ամենաուժեղ քիմիական կապերից մեկը: CO միացության երկու տարրերը միասին ունեն մոտ 10 էլեկտրոն մեկ վալենտային շերտում:
Որպես կանոն, օրգանական կարբոնիլային միացություններում առաջանում է կրկնակի կապ։ CO մոլեկուլի բնորոշ առանձնահատկությունն այն է, որ ուժեղ եռակի կապ է առաջանում ատոմների միջև 6 ընդհանուր էլեկտրոններով 3 կապված մոլեկուլային ուղեծրերում: Քանի որ ընդհանուր էլեկտրոններից 4-ը գալիս են թթվածնից և միայն 2-ը՝ ածխածնից, մեկ կապակցված ուղեծրը զբաղեցնում է երկու էլեկտրոն O2-ից՝ ձևավորելով դաթիվ կամ դիպոլային կապ: Սա առաջացնում է մոլեկուլի C ← O բևեռացում ածխածնի վրա փոքր «-» լիցքով և թթվածնի վրա փոքր «+» լիցքով:
Մյուս երկու կապված ուղեծրերը զբաղեցնում են մեկ լիցքավորված մասնիկ ածխածնից ևմեկը թթվածնից: Մոլեկուլը ասիմետրիկ է. թթվածինն ունի ավելի բարձր էլեկտրոնի խտություն, քան ածխածինը, և նաև մի փոքր դրական լիցքավորված է բացասական ածխածնի համեմատ։
Ստանալ
Արդյունաբերության մեջ ածխածնի մոնօքսիդ CO-ի ստացումն իրականացվում է ածխաթթու գազի կամ ջրի գոլորշի տաքացնելով ածխով առանց օդի մուտքի:
CO2 + C=2CO;
H2O + C=CO + H2:
Ստացված վերջին խառնուրդը կոչվում է նաև ջուր կամ սինթեզի գազ։ Լաբորատորիայում ածխածնի մոնօքսիդ II՝ օրգանական թթուները ենթարկելով խտացված ծծմբաթթվի, որը հանդես է գալիս որպես ջրազրկող նյութ:
HCOOH=CO + H2O;
N2C2O4=CO2 + H2O.
Գլխավոր ախտանշանները և օգնությունը CO թունավորման դեպքում
Արդյո՞ք ածխածնի երկօքսիդը թունավորում է առաջացնում: Այո, և շատ ուժեղ: Ածխածնի երկօքսիդի թունավորումը աշխարհում ամենատարածված երեւույթն է: Ամենատարածված ախտանշանները՝
- թուլության զգացում;
- սրտխառնոց;
- գլխապտույտ;
- հոգնածություն;
- գրգռվածություն;
- վատ ախորժակ;
- գլխացավ;
- ապակողմնորոշում;
- տեսողության խանգարում;
- փսխում;
- ուշաթափում;
- ջղաձգումներ.
Այս թունավոր գազի ազդեցությունը կարող է զգալի վնաս պատճառել, ինչը հաճախ կարող է հանգեցնել երկարատև քրոնիկական պայմանների: Ածխածնի երկօքսիդը ընդունակ էլուրջ վնաս հասցնել հղի կնոջ պտուղին. Տուժածներին, օրինակ, հրդեհից հետո պետք է անհապաղ օգնություն ցուցաբերել։ հրատապ է շտապօգնություն կանչել, մաքուր օդի հնարավորություն տալ, հեռացնել շնչառությունը սահմանափակող հագուստը, հանգիստ, տաք: Ծանր թունավորումը, որպես կանոն, բուժվում է միայն բժիշկների հսկողության ներքո՝ հիվանդանոցում։
Դիմում
Ածխածնի օքսիդը, ինչպես արդեն նշվեց, թունավոր է և վտանգավոր, սակայն այն հիմնական միացություններից է, որն օգտագործվում է ժամանակակից արդյունաբերության մեջ օրգանական սինթեզի համար: CO-ն օգտագործվում է մաքուր մետաղներ, կարբոնիլներ, ֆոսգեն, ածխածնի սուլֆիդ, մեթիլ սպիրտ, ֆորմամիդ, անուշաբույր ալդեհիդներ և մածուցիկ թթու արտադրելու համար։ Այս նյութը օգտագործվում է նաև որպես վառելիք։ Չնայած իր թունավորությանը և թունավորությանը, այն հաճախ օգտագործվում է որպես հումք քիմիական արդյունաբերության տարբեր նյութերի համար։
Ածխածնի օքսիդ և ածխածնի երկօքսիդ. ո՞րն է տարբերությունը:
Ածխածնի օքսիդը և ածխածնի երկօքսիդը (CO և CO2) հաճախ շփոթվում են միմյանց հետ: Երկու գազերն էլ անհոտ են և անգույն, և երկուսն էլ բացասաբար են ազդում սրտանոթային համակարգի վրա: Երկու գազերն էլ կարող են ներթափանցել օրգանիզմ ինհալացիայի, մաշկի և աչքերի միջոցով: Այս միացությունները, երբ ենթարկվում են կենդանի օրգանիզմի, ունենում են մի շարք ընդհանուր ախտանիշներ՝ գլխացավեր, գլխապտույտ, ցնցումներ և հալյուցինացիաներ։ Մարդկանց մեծամասնությունը դժվարանում է տարբերակել և չի գիտակցում, որ մեքենայի արտանետումները արտանետում են ինչպես CO, այնպես էլ CO2: Ներսում այս գազերի կոնցենտրացիայի ավելացումը կարող է վտանգավոր լինել դրանց ազդեցության ենթարկված անձի առողջության և անվտանգության համար:ազդեցություն. Ո՞րն է տարբերությունը:
Բարձր կոնցենտրացիաների դեպքում երկուսն էլ կարող են մահացու լինել: Տարբերությունն այն է, որ CO2 ընդհանուր բնական գազն է, որն անհրաժեշտ է բոլոր բույսերի և կենդանիների կյանքի համար: CO-ն տարածված չէ: Այն առանց թթվածնի վառելիքի այրման կողմնակի արտադրանք է: Քիմիական կարևոր տարբերությունն այն է, որ CO2 պարունակում է մեկ ածխածնի ատոմ և երկու թթվածնի ատոմ, մինչդեռ CO-ն ունի միայն մեկական ատոմ: Ածխածնի երկօքսիդը դյուրավառ չէ, մինչդեռ մոնօքսիդը ավելի հավանական է բռնկվի:
Ածխածնի երկօքսիդը բնականաբար հանդիպում է մթնոլորտում. մարդիկ և կենդանիները թթվածին են շնչում և արտաշնչում ածխաթթու գազ, ինչը նշանակում է, որ կենդանի էակները կարող են դիմակայել դրա փոքր քանակությանը: Այս գազն անհրաժեշտ է նաև բույսերի կողմից ֆոտոսինթեզի իրականացման համար։ Այնուամենայնիվ, ածխածնի երկօքսիդը բնականաբար մթնոլորտում չի առաջանում և կարող է առողջական խնդիրներ առաջացնել նույնիսկ ցածր կոնցենտրացիաների դեպքում: Երկու գազերի խտությունը նույնպես տարբեր է։ Ածխածնի երկօքսիդը ավելի ծանր և խիտ է, քան օդը, մինչդեռ ածխածնի երկօքսիդը մի փոքր ավելի թեթև է: Այս հատկությունը պետք է հաշվի առնել տներում համապատասխան սենսորներ տեղադրելիս:
