Табиғатта бар және өндіріс барысында алынатын көптеген газ тәрізді заттар күшті улы қосылыстар болып табылады. Хлордың биологиялық қару ретінде қолданылғаны, бром буының теріге қатты коррозиялық әсері бар, күкіртті сутегі улану және т.б.
Осы заттардың бірі көміртегі оксиді немесе көміртек оксиді, формуласы құрылымында өзіндік сипаттамалары бар. Ол әрі қарай талқыланады.
Көміртек тотығының химиялық формуласы
Қарастырылған қосылыс формуласының эмпирикалық түрі келесідей: СО. Бірақ бұл форма тек сапалық және сандық құрамның сипаттамасын береді, бірақ құрылымдық ерекшеліктерге және молекуладағы атомдардың байланысу тәртібіне әсер етпейді. Және бұл басқа барлық ұқсас газдардағыдан ерекшеленеді.
Бұл қосылыс көрсететін физикалық және химиялық қасиеттерге әсер ететін осы мүмкіндік. Бұл қандай құрылым?
Молекуланың құрылымы
Біріншіден, эмпирикалық формула қосылыстағы көміртектің валенттілігі II екенін көрсетеді. -мен бірдейоттегі. Сондықтан олардың әрқайсысы екі байланыс құра алады. Көміртек тотығы СО химиялық формуласы мұны анық растайды.
Осылай болады. Көміртек пен оттегі атомы арасында жұпталмаған электрондардың әлеуметтену механизмі арқылы қос ковалентті полярлық байланыс түзіледі. Осылайша, көміртегі тотығының құрылымдық формуласы C=O пішінін алады.
Алайда молекуланың ерекшеліктері мұнымен бітпейді. Донор-акцепторлық механизм бойынша молекулада үшінші, дативтік немесе жартылай полярлы байланыс түзіледі. Мұны не түсіндіреді? Алмасу реті бойынша коваленттік байланыстар пайда болғаннан кейін оттегіде екі жұп электрон, ал көміртегі атомында бос орбиталь болғандықтан, соңғысы бірінші жұптардың бірінің акцепторы қызметін атқарады. Басқаша айтқанда, оттегі электрондарының жұбы көміртегінің бос орбиталына орналасады және байланыс түзіледі.
Демек, көміртек – акцептор, оттегі – донор. Сондықтан химиядағы көміртегі тотығының формуласы келесі формада болады: C≡O. Мұндай құрылымдау молекулаға қалыпты жағдайларда көрсетілген қасиеттерде қосымша химиялық тұрақтылық пен инерттілікті береді.
Сонымен, көміртегі тотығы молекуласындағы байланыстар:
- жұпталмаған электрондардың әлеуметтенуіне байланысты алмасу механизмі арқылы түзілетін екі ковалентті полярлы;
- электрондар жұбы мен бос орбиталь арасындағы донор-акцепторлық әрекеттесу нәтижесінде түзілетін бір дативтік;
- молекулада үш байланыс бар.
Физикалық қасиеттері
Кез келген басқа қосылыс сияқты көміртегі тотығының бірқатар сипаттамалары бар. Заттың формуласы кристалдық тордың молекулалық, қалыпты жағдайдағы күйі газ тәріздес екенін анық көрсетеді. Бұдан келесі физикалық параметрлер шығады.
- С≡О - көміртегі тотығы (формула), тығыздық - 1, 164 кг/м3.
- Қайнау және балқу нүктелері: 191/205 0C.
- Ериді: суда (аздап), эфирде, бензолда, спиртте, хлороформда.
- Дәм немесе иіс жоқ.
- Түссіз.
Биологиялық тұрғыдан ол бактериялардың кейбір түрлерін қоспағанда, барлық тірі ағзалар үшін өте қауіпті.
Химиялық қасиеттері
Реактивтілік тұрғысынан қалыпты жағдайда ең инертті заттардың бірі көміртегі тотығы болып табылады. Молекуладағы барлық байланыстарды көрсететін формула мұны растайды. Дәл осындай күшті құрылымның арқасында бұл қосылыс стандартты қоршаған орта жағдайында іс жүзінде ешқандай әрекеттеспейді.
Алайда, жүйені кем дегенде аздап қыздыру керек, өйткені молекуладағы дативті байланыс, сондай-ақ коваленттік байланыс ыдырайды. Содан кейін көміртегі тотығы белсенді тотықсыздандырғыш қасиеттерді көрсете бастайды, ал өте күшті. Осылайша, ол мыналармен әрекеттесе алады:
- оттегі;
- хлор;
- сілті (балқымалар);
- металл оксидтерімен және тұздарымен;
- сұр түсті;
- аздап сумен;
- аммиакпен;
- сутегімен.
Сондықтан, жоғарыда айтылғандай, көміртегі тотығы көрсететін қасиеттер, оның формуласы оны негізінен түсіндіреді.
Табиғатта болу
Жер атмосферасындағы СО-ның негізгі көзі – орман өрттері. Өйткені, бұл газды табиғи жолмен қалыптастырудың негізгі жолы отынның әртүрлі түрлерінің, негізінен органикалық табиғаттың толық жанбауы болып табылады.
Атмосфераны көміртегі тотығымен ластайтын антропогендік көздер де маңызды және табиғилар сияқты массалық үлес бойынша бірдей пайызды береді. Оларға мыналар жатады:
- фабрикалар мен фабрикалардың, металлургиялық кешендердің және басқа өнеркәсіптік кәсіпорындардың жұмысынан шыққан түтін;
- іштен жану қозғалтқыштарынан шығатын газдар.
Табиғи жағдайда көміртегі тотығы атмосфералық оттегімен және су буымен көмірқышқыл газына оңай тотығады. Бұл осы қосылыспен уланғанда алғашқы көмек көрсетудің негізі.
Алу
Бір мүмкіндікті атап өткен жөн. Көміртек оксиді (формуласы), көмірқышқыл газы (молекулалық құрылым) сәйкесінше келесідей: C≡O және O=C=O. Айырмашылық бір оттегі атомында. Сондықтан монооксидті өндірудің өнеркәсіптік әдісі диоксид пен көмір арасындағы реакцияға негізделген: CO2 + C=2CO. Бұл қосылысты синтездеудің ең қарапайым және кең тараған жолы.
Зертханада әртүрлі органикалық қосылыстар, металл тұздары және күрделі заттар пайдаланылады, өйткені өнімнің шығымы тым жоғары болмайды.
Қол жетімділік үшін сапалы реагентауада немесе көміртегі тотығы ерітіндісінде – палладий хлориді. Олар өзара әрекеттескенде, ерітіндінің немесе қағаз бетінің қараюына әкелетін таза металл түзіледі.
Ағзаға биологиялық әсері
Жоғарыда айтылғандай, көміртегі тотығы өте улы түссіз, адам ағзасына қауіпті және өлімге әкелетін зиянкес. Және тек адам ғана емес, жалпы кез келген тіршілік иесі. Көлік пайдаланатын газдардың әсерінен өсімдіктер тез өледі.
Көмірқышқыл газының жануарлардың ішкі ортасына нақты биологиялық әсері қандай? Мұның бәрі қан ақуызы гемоглобинінің және қаралып жатқан газдың күшті күрделі қосылыстарының пайда болуы туралы. Яғни, оттегінің орнына улы молекулалар ұсталады. Жасушалық тыныс бірден бітеліп, қалыпты жағдайда газ алмасу мүмкін болмайды.
Нәтижесінде барлық гемоглобин молекулаларының бірте-бірте бітелуі және нәтижесінде өлім орын алады. Уланудың нәтижесі өлімге әкелуі үшін тек 80% жеңіліс жеткілікті. Ол үшін ауадағы көміртегі тотығының концентрациясы 0,1% болуы керек.
Осы қосылыспен уланудың басталуын анықтауға болатын алғашқы белгілер:
- бас ауруы;
- бас айналу;
- сананың жоғалуы.
Алғашқы көмек – таза ауаға шығу, онда оттегінің әсерінен көмірқышқыл газы көмірқышқыл газына айналады, яғни залалсызданады. Қарастырылып отырған затқа байланысты өлімөте жиі кездеседі, әсіресе пеш жылытуы бар үйлерде. Шынында да, отын, көмір және басқа отын түрлерін жағу кезінде бұл газ міндетті түрде жанама өнім ретінде пайда болады. Қауіпсіздік ережелерін сақтау адам өмірі мен денсаулығын сақтау үшін өте маңызды.
Көптеген жұмыс істейтін көліктердің моторлары жиналған, бірақ таза ауа жетпейтін гараждарда улану жағдайлары да көп. Өлім, егер рұқсат етілген концентрациядан асып кетсе, бір сағат ішінде орын алады. Газдың бар екенін сезіну физикалық тұрғыдан мүмкін емес, өйткені оның иісі де, түсі де жоқ.
Өнеркәсіптік пайдалану
Металлургия өнеркәсібінде көміртек тотығы металдарды олардың оксидтерінен немесе тұздарынан қалпына келтіру реакциялары үшін жиі қолданылады. Алынған қосылыстың формуласы CO2. Таза зат та түзіледі - металл.
Сонымен қатар көміртегі тотығы қолданылады:
- ет және балық өнімдерін қайта өңдеуге арналған, оларға жаңа көрініс беру үшін;
- кейбір органикалық қосылыстардың синтезі үшін;
- генератор газының құрамдас бөлігі ретінде.
Сондықтан бұл зат тек зиянды және қауіпті ғана емес, сонымен қатар адам және олардың шаруашылық қызметі үшін өте пайдалы.
