Көміртек оксиді деп те аталатын көміртегі тотығы өте күшті молекулалық құрамға ие, химиялық қасиеттері бойынша инертті және суда жақсы ерімейді. Бұл қосылыс сонымен қатар керемет уытты, ол тыныс алу жүйесіне түскенде қан гемоглобинімен қосылып, тіндер мен мүшелерге оттегінің тасымалдануын тоқтатады.
Химиялық атаулар және формула
Көміртек тотығы басқа атаулармен де белгілі, соның ішінде көміртегі тотығы II. Күнделікті өмірде оны көміртегі тотығы деп атайды. Бұл көміртегі тотығы улы, түссіз, дәмсіз және иіссіз газ. Оның химиялық формуласы CO және бір молекуланың массасы 28,01 г/моль.
Ағзаға әсері
Көміртегі оксиді гемоглобинмен қосылып, оттегіні өткізу қабілеті жоқ карбоксигемоглобинді құрайды. Оның буларын ингаляциялау ОЖЖ (орталық жүйке жүйесі) және зақымдануын тудырадытұншығу. Оттегінің жетіспеушілігінен бас ауруы, бас айналу, жүрек соғу жиілігі мен тыныс алу жиілігі төмендейді, бұл естен тануға және кейіннен өлімге әкеледі.
Улы газ
Көміртегі тотығы көміртегі бар заттарды, мысалы, іштен жанатын қозғалтқыштарда ішінара жану арқылы алынады. Құрамында 1 оттегі атомымен ковалентті байланысқан 1 көміртек атомы бар. Көміртек тотығы өте улы және бүкіл әлемде өлімге әкелетін уланудың ең көп тараған себептерінің бірі болып табылады. Әсер ету жүрекке және басқа мүшелерге зақым келтіруі мүмкін.
Көміртек оксиді не үшін қолданылады?
Аса уыттылығына қарамастан, көміртегі тотығы өте пайдалы – заманауи технологиялардың арқасында одан өмірге қажетті бірқатар өнімдер жасалады. Көмірқышқыл газы бүгінгі күні ластаушы деп есептелсе де, табиғатта әрқашан болған, бірақ, мысалы, көмірқышқыл газы сияқты мөлшерде емес.
Көміртек тотығы қосылыстары табиғатта жоқ деп есептейтіндер қателеседі. СО жер мантиясында жоғары қысымда балқыған жанартау жыныстарында ериді. Жанартаулық газдардағы көміртегі оксидтерінің мөлшері жанартауға байланысты 0,01% -дан 2% -ға дейін өзгереді. Бұл табиғи қосылыс тұрақты мән болмағандықтан, табиғи газ шығарындыларын дәл өлшеу мүмкін емес.
Химиялық қасиеттері
Көміртек оксиді (формула СО) тұз түзбейтін немесе индифферентті оксидтерге жатады. Бірақ +200 oС кезінде натрий гидроксидімен әрекеттеседі. Бұл химиялық процесс кезінде натрий форматы түзіледі:
NaOH + CO=HCOONa (құмырсқа қышқылының тұзы).
Көміртегі тотығының қасиеттері оның қалпына келтіру қабілетіне негізделген. Көміртек тотығы:
- оттегімен әрекеттесе алады: 2CO + O2 =2CO2;
- галогендермен әрекеттесуге қабілетті: CO + Cl2 =COCl2 (фосген);
- таза металдарды оксидтерінен қалпына келтіретін бірегей қасиетке ие: Fe2O3 + 3CO=2Fe + 3CO2;
- металл карбонилдерін түзеді: Fe + 5CO=Fe(CO)5;
- Хлороформда, сірке қышқылында, этанолда, аммоний гидроксидінде және бензолда тамаша ериді.
Молекуланың құрылымы
Екі атом, оның ішінде көміртегі тотығы (СО) молекуласы үштік байланыс арқылы өзара байланысқан. Олардың екеуі көміртегі атомдарының р-электрондарының оттегімен қосылуынан түзілсе, үшіншісі көміртегінің бос 2p орбиталының және оттегінің 2p электронды жұбының арқасында ерекше механизмнің арқасында пайда болады. Бұл құрылым молекулаға жоғары беріктік береді.
Біраз тарих
Тіпті ежелгі Грециядағы Аристотель көмірді жағу нәтижесінде пайда болатын улы түтіндерді сипаттаған. Өлім механизмінің өзі белгісіз.болды. Алайда, жазалаудың ежелгі әдістерінің бірі қылмыскерді көмір жанып тұрған бу бөлмесіне қамап қою болды. Грек дәрігері Гален ауаның құрамында дем алған кезде зиян келтіретін белгілі бір өзгерістер болатынын айтты.
Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде көміртегі тотығы газы бензин мен дизель отыны тапшы әлемнің бөліктерінде автокөліктерге отын ретінде пайдаланылды. Сыртқы (бірнеше ерекшеліктерді қоспағанда) көмір немесе ағаш газ генераторлары орнатылып, атмосфералық азот, көміртегі тотығы және аздаған басқа газдардың қоспасы газ араластырғышқа жіберілді. Бұл ағаш газы деп аталатын.
Көміртек оксидінің тотығуы
Көміртек оксиді құрамында көміртегі бар қосылыстардың ішінара тотығуынан түзіледі. СО көмірқышқыл газын (CO2) шығару үшін жеткілікті оттегі болмаған кезде, мысалы, жабық кеңістікте пеш немесе іштен жанатын қозғалтқыш жұмыс істеп тұрған кезде пайда болады. Егер оттегі, сондай-ақ кейбір басқа атмосфералық концентрациялар болса, көміртегі тотығы жанады, көк жарық шығарады және көмірқышқыл газы деп аталатын көмірқышқыл газын шығарады.
1960 жылдарға дейін ішкі жарықтандыру, тамақ пісіру және жылыту үшін кеңінен пайдаланылған көмір газында негізгі отын құрамдас бөлігі ретінде СО болды. Заманауи технологиядағы кейбір процестер, мысалы, темір балқыту әлі де көміртегі тотығын шығарадыжанама өнім ретінде. CO қосылысының өзі бөлме температурасында CO2 дейін тотығады.
СО табиғатта бар ма?
Көміртек тотығы табиғатта бар ма? Оның табиғи көздерінің бірі тропосферада жүретін фотохимиялық реакциялар. Бұл процестер жыл сайын шамамен 5×1012 кг e; затын түзе алады деп күтілуде. Жоғарыда айтылғандай, басқа көздерге жанартаулар, орман өрттері және жанудың басқа түрлері жатады.
Молекулалық қасиеттер
Көміртек тотығының молярлық массасы 28,0, бұл оны ауадан сәл азырақ тығыз етеді. Екі атом арасындағы байланыс ұзындығы 112,8 микрометр. Бұл ең күшті химиялық байланыстардың бірін қамтамасыз ету үшін жеткілікті жақын. CO қосылысындағы екі элементте бірге бір валенттік қабатта шамамен 10 электрон бар.
Әдетте, қос байланыс органикалық карбонилді қосылыстарда болады. СО молекуласының тән ерекшелігі 3 байланысқан молекулалық орбитальда 6 ортақ электроны бар атомдар арасында күшті үштік байланыс пайда болады. Бөлінген электрондардың 4-і оттегіден және тек 2-і көміртектен келетіндіктен, бір байланысқан орбитальға O2 екі электроны орналасып, дативтік немесе дипольдік байланыс түзеді. Бұл көміртегіде аз «-» заряды және оттегіде аз «+» заряды бар молекуланың C ← O поляризациясын тудырады.
Қалған екі байланысқан орбиталь көміртегі мен зарядталған бір бөлшекті алады.біреуі оттегіден. Молекула асимметриялық: оттегінің электрон тығыздығы көміртегіге қарағанда жоғары және теріс көміртегімен салыстырғанда аздап оң зарядталған.
Алу
Өнеркәсіпте көміртек оксиді СО алу көмірқышқыл газын немесе су буын көмірмен ауасыз қыздыру арқылы жүзеге асырылады:
CO2 + C=2CO;
H2O + C=CO + H2.
Соңғы алынған қоспаны су немесе синтез газы деп те атайды. Зертханада көміртегі тотығы II органикалық қышқылдарды концентрлі күкірт қышқылына әсер ету арқылы сусыздандырғыш ретінде әрекет етеді:
HCOOH=CO + H2O;
N2C2O4=CO2 + H2O.
CO-мен уланудың негізгі белгілері және көмегі
Көміртек тотығы улануды тудырады ма? Иә, және өте күшті. Көміртек тотығымен улану – дүние жүзінде жиі кездесетін құбылыс. Ең жиі кездесетін белгілер:
- әлсіз сезіну;
- жүрек айну;
- бас айналу;
- шаршау;
- тітіркену;
- тәбет нашар;
- бас ауруы;
- бағдарсыздық;
- көру қабілетінің бұзылуы;
- құсу;
- естен тану;
- құрысулар.
Осы улы газдың әсері айтарлықтай зақым келтіруі мүмкін, бұл көбінесе ұзақ мерзімді созылмалы жағдайларға әкелуі мүмкін. Көміртегі тотығы қабілеттіжүкті әйелдің ұрығына ауыр зиян келтіреді. Зардап шеккендерге, мысалы, өрттен кейін дереу көмек көрсету керек. жедел жәрдем шақыру, таза ауаға шығу, тыныс алуды шектейтін киімдерді шешу, тыныштық, жылы болу керек. Ауыр улану, әдетте, дәрігерлердің бақылауымен, ауруханада ғана емделеді.
Қолданба
Көміртек оксиді, жоғарыда айтылғандай, улы және қауіпті, бірақ ол қазіргі өнеркәсіпте органикалық синтез үшін қолданылатын негізгі қосылыстардың бірі болып табылады. СО таза металдар, карбонилдер, фосген, күкіртті көміртек, метил спирті, формамид, ароматты альдегидтер және құмырсқа қышқылын алу үшін қолданылады. Бұл зат отын ретінде де қолданылады. Уыттылығы мен улылығына қарамастан, ол химия өнеркәсібінде әртүрлі заттардың шикізаты ретінде жиі пайдаланылады.
Көміртек тотығы және көмірқышқыл газы: айырмашылығы неде?
Көміртек тотығы мен көмірқышқыл газы (CO және CO2) жиі бір-бірімен қателеседі. Екі газ да иіссіз және түссіз, екеуі де жүрек-тамыр жүйесіне теріс әсер етеді. Екі газ да денеге ингаляция, тері және көз арқылы енеді. Бұл қосылыстар тірі ағзаға әсер еткенде, бірқатар жалпы белгілерге ие - бас ауруы, бас айналу, конвульсиялар және галлюцинациялар. Көптеген адамдар айырмашылықты айту қиынға соғады және көлік пайдаланылған газдар СО және CO2 шығаратынын түсінбейді. Үй ішінде бұл газдар концентрациясының жоғарылауы олармен байланыста болған адамның денсаулығы мен қауіпсіздігіне қауіпті болуы мүмкін.әсер ету. Айырмашылығы неде?
Жоғары концентрацияларда екеуі де өлімге әкелуі мүмкін. Айырмашылығы мынада: CO2 - барлық өсімдіктер мен жануарлар тіршілігіне қажетті жалпы табиғи газ. СО жиі емес. Бұл оттегісіз жанармайдың жануының жанама өнімі. Маңызды химиялық айырмашылық мынада: CO2 құрамында бір көміртек атомы және екі оттегі атомы бар, ал СО әрқайсысында бір ғана. Көмірқышқыл газы жанбайтын, ал монооксидтің тұтануы ықтимал.
Көмірқышқыл газы атмосферада табиғи түрде пайда болады: адамдар мен жануарлар оттегімен тыныс алып, көмірқышқыл газын сыртқа шығарады, яғни тірі организмдер оның аздаған мөлшеріне төтеп бере алады. Бұл газ өсімдіктердің фотосинтезін жүзеге асыру үшін де қажет. Дегенмен, көміртегі тотығы атмосферада табиғи түрде пайда болмайды және тіпті төмен концентрацияларда да денсаулыққа байланысты проблемаларды тудыруы мүмкін. Екі газдың тығыздығы да әртүрлі. Көмірқышқыл газы ауадан ауыр және тығыз, ал көміртегі тотығы сәл жеңіл. Бұл мүмкіндікті үйлерге сәйкес сенсорларды орнату кезінде ескеру қажет.
