Karbon monoksit patlayıcı mıdır, değil midir? Karbon monoksit nedir

Karbon monoksit veya karbon monoksit (CO), renksiz, kokusuz ve tatsız bir gazdır. Hidrojen gibi mavi bir alevle yanar. Bu nedenle kimyagerler 1776 yılında çinko oksidi karbonla ısıtarak karbon monoksiti ilk kez ürettiklerinde onu hidrojenle karıştırdılar. Bu gazın molekülü, nitrojen molekülü gibi güçlü bir üçlü bağa sahiptir. Bu nedenle aralarında bazı benzerlikler vardır: Erime ve kaynama noktaları hemen hemen aynıdır. Karbon monoksit molekülü yüksek iyonlaşma potansiyeline sahiptir.

Karbon monoksit oksitlendiğinde oluşur karbon dioksit. Bu reaksiyon büyük miktarda termal enerji açığa çıkarır. Bu nedenle ısıtma sistemlerinde karbonmonoksit kullanılmaktadır.

Karbonmonoksit en Düşük sıcaklık neredeyse diğer maddelerle reaksiyona girmez, yüksek sıcaklıklarda durum farklıdır. Çeşitli organik maddelerin katılma reaksiyonları çok hızlı gerçekleşir. Belirli oranlarda CO ve oksijen karışımı patlama olasılığı nedeniyle çok tehlikelidir.

Karbon monoksit üretimi

Laboratuvar koşullarında ayrışma yoluyla karbon monoksit üretilir. Sıcak konsantre sülfürik asidin etkisi altında veya fosfor oksitten geçerken meydana gelir. Diğer bir yöntem ise formik ve oksalik asit karışımını belirli bir sıcaklığa kadar ısıtmaktır. Gelişen CO, bu karışımdan barit suyundan (doymuş bir çözelti) geçirilerek çıkarılabilir.

Karbon monoksit tehlikesi

Karbon monoksit insanlar için son derece tehlikelidir. Şiddetli zehirlenmelere neden olur ve sıklıkla ölüme neden olabilir. Mesele şu ki, karbon monoksit, vücudun tüm hücrelerine oksijen taşıyan kandaki hemoglobin ile reaksiyona girme yeteneğine sahiptir. Bu reaksiyonun sonucunda karbohemoglobin oluşur. Oksijen eksikliği nedeniyle hücreler açlık çeker.

Aşağıdaki zehirlenme belirtileri tanımlanabilir: mide bulantısı, kusma, baş ağrısı, renkli görme kaybı, solunum sıkıntısı ve diğerleri. Karbon monoksit zehirlenmesi geçiren bir kişiye mümkün olan en kısa sürede ilk yardım yapılmalıdır. İlk önce onu çıkarmanız gerekiyor Temiz hava ve içine batırılmış bir pamuklu çubuk yerleştirin amonyak. Daha sonra kurbanın göğsünü ovalayın ve bacaklarına ısıtma yastıkları uygulayın. Bol miktarda ılık sıvı tavsiye edilir. Belirtileri tespit ettikten hemen sonra doktora başvurmalısınız.

Fiziki ozellikleri.

Karbon monoksit, suda az çözünen, renksiz ve kokusuz bir gazdır.

t pl. 205°C,

t kip. 191°C

kritik sıcaklık =140°C

kritik basınç = 35 atm.

CO'nun sudaki çözünürlüğü hacimce yaklaşık 1:40'tır.

Kimyasal özellikler.

Şu tarihte: normal koşullar CO inerttir; ısıtıldığında - bir indirgeyici madde; tuz oluşturmayan oksit.

1) oksijen ile

2C +2 Ö + Ö 2 = 2C +4 Ö 2

2) metal oksitlerle

C +2 O + CuO = Cu + C +4 O 2

3) klorlu (ışıkta)

CO + Cl 2 --hn-> COCl 2 (fosgen)

4) alkali eriyikleriyle reaksiyona girer (basınç altında)

CO + NaOH = HCOONa (sodyum formik asit (sodyum format))

5) ile geçiş metalleri karboniller oluşturur

Ni + 4CO =t°= Ni(CO) 4

Fe + 5CO =t°= Fe(CO) 5

Karbon monoksit suyla kimyasal reaksiyona girmez. CO ayrıca alkaliler ve asitlerle reaksiyona girmez. Son derece zehirlidir.

Kimyasal açıdan bakıldığında, karbon monoksit esas olarak katılma reaksiyonlarına girme eğilimi ve indirgeyici özellikleriyle karakterize edilir. Ancak bu eğilimlerin her ikisi de genellikle yalnızca yüksek sıcaklıklarda ortaya çıkar. Bu koşullar altında CO oksijen, klor, kükürt, bazı metaller vb. ile birleşir. Aynı zamanda karbon monoksit ısıtıldığında birçok oksidi metalurji için çok önemli olan metallere indirger. Isıtmayla birlikte CO'nun kimyasal aktivitesindeki artış genellikle çözünmesinden kaynaklanır. Böylece çözelti halinde Au, Pt ve diğer bazı elementlerin tuzlarını normal sıcaklıklardaki serbest metallere indirgeme kapasitesine sahiptir.

Yüksek sıcaklıklarda ve yüksek basınçlar CO'nun su ve kostik alkalilerle etkileşimi vardır: ilk durumda HCOOH oluşur ve ikincisinde sodyum formik asit oluşur. İkinci reaksiyon 120 °C'de, 5 atm basınçta meydana gelir ve teknik olarak kullanılır.

Paladyum klorürün çözeltide indirgenmesi genel şemaya göre kolaydır:

PdCl2 + H2O + CO = CO2 + 2 HCl + Pd

Bir gaz karışımında karbon monoksitin keşfi için en yaygın olarak kullanılan reaksiyon olarak hizmet eder. İnce ezilmiş paladyum metalinin açığa çıkması nedeniyle çözeltinin hafif renklenmesiyle çok küçük miktarlarda CO bile kolayca tespit edilir. CO'nun kantitatif belirlenmesi reaksiyona dayanır:

5 CO + I 2 Ey 5 = 5 CO 2 + I 2.

Çözeltideki CO'nun oksidasyonu genellikle yalnızca bir katalizörün varlığında fark edilebilir bir oranda meydana gelir. İkincisini seçerken, ana rol oksitleyici maddenin doğası tarafından oynanır. Bu nedenle, KMnO 4, CO'yu en hızlı şekilde ince ezilmiş gümüş varlığında, K 2 Cr 2 O 7 - cıva tuzları varlığında, KClO 3 - OsO 4 varlığında oksitler. Genel olarak indirgeme özellikleri bakımından CO moleküler hidrojene benzer ve normal koşullar altındaki aktivitesi ikincisinden daha yüksektir. İlginçtir ki, CO'nun oksidasyonu yoluyla yaşam için ihtiyaç duydukları enerjiyi elde eden bakteriler vardır.

İndirgeyici ajanlar olarak CO ve H2'nin karşılaştırmalı aktivitesi, tersinir reaksiyonun incelenmesiyle değerlendirilebilir:

H2O + CO = CO2 + H2 + 42 kJ,

denge durumu yüksek sıcaklıklar oldukça hızlı bir şekilde kurulur (özellikle Fe203 varlığında). 830 °C'de denge karışımı eşit miktarda CO ve H2 içerir, yani her iki gazın oksijene ilgisi aynıdır. 830 °C'nin altında daha güçlü indirgeyici madde CO'dur, üstünde - H2'dir.

Yukarıda tartışılan reaksiyonun ürünlerinden birinin kütle etki yasasına uygun olarak bağlanması dengesini değiştirir. Bu nedenle, bir karbon monoksit ve su buharı karışımının kalsiyum oksit üzerinden geçirilmesiyle, şemaya göre hidrojen elde edilebilir:

H2O + CO + CaO = CaCO3 + H2 + 217 kJ.

Bu reaksiyon zaten 500 °C'de gerçekleşir.

CO havada yaklaşık 700 °C'de tutuşur ve mavi alevle yanarak CO2'ye dönüşür:

2CO + O2 = 2CO2 + 564 kJ.

Bu reaksiyona eşlik eden önemli miktarda ısı salınımı, karbon monoksiti değerli bir gazlı yakıt haline getirir. Ancak en yaygın olarak çeşitli organik maddelerin sentezinde başlangıç ürünü olarak kullanılır.

Kalın kömür katmanlarının fırınlarda yanması üç aşamada gerçekleşir:

1) C + O2 = C02; 2) C02 + C = 2 CO; 3) 2 CO + O 2 = 2 C02.

Boru erken kapatılırsa, fırında oksijen eksikliği oluşur, bu da CO'nun ısıtılan odaya yayılmasına ve zehirlenmeye (duman) yol açmasına neden olabilir. "Karbon monoksit" kokusunun CO'dan değil, bazı organik maddelerin safsızlıklarından kaynaklandığı unutulmamalıdır.

CO alevi 2100 °C'ye kadar bir sıcaklığa sahip olabilir. CO'nun yanma reaksiyonu, 700-1000 °C'ye ısıtıldığında, yalnızca eser miktarda su buharı veya hidrojen içeren diğer gazların (NH3, H2S, vb.) varlığında fark edilebilir bir hızda ilerlemesi açısından ilginçtir. Bunun nedeni, aşağıdaki şemalara göre OH radikallerinin ara oluşumu yoluyla meydana gelen, söz konusu reaksiyonun zincir niteliğinden kaynaklanmaktadır:

H + O2 = HO + O, sonra O + CO = CO2, HO + CO = CO2 + H, vb.

Çok yüksek sıcaklıklarda CO'nun yanma reaksiyonu gözle görülür şekilde tersine çevrilebilir hale gelir. 4000 °C'nin üzerindeki bir denge karışımındaki (1 atm basınç altında) CO2 içeriği yalnızca ihmal edilebilecek kadar küçük olabilir. CO molekülünün kendisi termal olarak o kadar stabildir ki 6000 °C'de bile ayrışmaz. Yıldızlararası ortamda CO molekülleri keşfedildi. CO, 80 °C'de metal K üzerine etki ettiğinde, K 6 C 6 O 6 bileşiminden oluşan renksiz kristalli, son derece patlayıcı bir bileşik oluşur. Potasyumun ortadan kaldırılmasıyla bu madde, CO polimerizasyonunun bir ürünü olarak düşünülebilecek karbon monoksit C6O6'ya (“trikinon”) kolayca dönüşür. Yapısı, her biri oksijen atomlarına çift bağla bağlanan karbon atomlarından oluşan altı üyeli bir halkaya karşılık gelir.

Reaksiyona göre CO'nun kükürt ile etkileşimi:

CO + S = COS + 29 kJ

Sadece yüksek sıcaklıklarda hızlı gider. Ortaya çıkan karbon tioksit (O=C=S), renksiz ve kokusuz bir gazdır (en -139, en -50 °C). Karbon (II) monoksit belirli metallerle doğrudan birleşebilir. Sonuç olarak karmaşık bileşikler olarak kabul edilmesi gereken metal karboniller oluşur.

Karbon(II) monoksit ayrıca bazı tuzlarla karmaşık bileşikler oluşturur. Bunlardan bazıları (OsCl 2 ·3CO, PtCl 2 ·CO, vb.) yalnızca çözelti halinde stabildir. İkinci maddenin oluşumu, karbon monoksitin (II) güçlü HCl içindeki bir CuCl çözeltisi tarafından emilmesiyle ilişkilidir. Benzer bileşiklerin, genellikle gazların analizinde CO'yu absorbe etmek için kullanılan CuCl2'nin amonyak çözeltisinde de oluştuğu görülmektedir.

Fiş.

Oksijen yokluğunda karbonun yanması sonucu karbon monoksit oluşur. Çoğu zaman karbondioksitin sıcak kömürle etkileşimi sonucu elde edilir:

C02 + C + 171 kJ = 2 CO.

Bu reaksiyon tersine çevrilebilir ve 400 °C'nin altındaki dengesi neredeyse tamamen sola, 1000 °C'nin üzerinde ise sağa doğru kayar (Şekil 7). Ancak yalnızca yüksek sıcaklıklarda gözle görülür bir hızla kurulur. Bu nedenle normal koşullar altında CO oldukça kararlıdır.

Pirinç. 7. Denge CO 2 + C = 2 CO.

Elementlerden CO oluşumu aşağıdaki denklemi takip eder:

2C + O2 = 2CO + 222 kJ.

Formik asidin ayrışmasıyla küçük miktarlarda CO elde etmek uygundur: HCOOH = H2O + CO

Bu reaksiyon, HCOOH sıcak, güçlü sülfürik asitle reaksiyona girdiğinde kolaylıkla meydana gelir. Pratikte bu hazırlık ya kons. sülfürik asitin sıvı HCOOH'ye (ısıtıldığında) dönüştürülmesi veya ikincisinin buharlarının fosfor hemipentaoksit üzerinden geçirilmesi yoluyla. HCOOH'un şemaya göre klorosülfonik asit ile etkileşimi:

HCOOH + CISO3H = H2S04 + HCI + CO

Zaten normal sıcaklıklarda çalışıyor.

CO'nun laboratuvar üretimi için uygun bir yöntem, kons. ile ısıtma olabilir. sülfürik asit, oksalik asit veya potasyum demir sülfür. İlk durumda reaksiyon aşağıdaki şemaya göre ilerler: H2C204 = CO + C02 + H20.

CO ile birlikte, gaz karışımının bir baryum hidroksit çözeltisinden geçirilmesiyle tutulabilen karbondioksit de açığa çıkar. İkinci durumda, gaz halindeki tek ürün karbon monoksittir:

K 4 + 6 H 2 SO 4 + 6 H 2 O = 2 K 2 SO 4 + FeS04 + 3 (NH 4) 2 SO 4 + 6 CO.

Büyük miktarlarda CO elde edilebilir. eksik yanma kömürözel fırınlarda - gaz jeneratörleri. Geleneksel (“hava”) jeneratör gazı ortalama olarak (% hacim) şunları içerir: CO-25, N2-70, CO 2-4 ve diğer gazların küçük safsızlıkları. Yakıldığında m3 başına 3300-4200 kJ enerji üretir. Sıradan havanın oksijenle değiştirilmesi, CO içeriğinde önemli bir artışa (ve gazın kalorifik değerinde bir artışa) yol açar.

(İdeal bir durumda) eşit hacimlerde CO ve H2 karışımından oluşan ve yanma üzerine 11.700 kJ/m3 üreten su gazında daha da fazla CO bulunur. Bu gaz, sıcak kömür tabakasından su buharının üflenmesiyle elde edilir ve yaklaşık 1000 °C'de etkileşim aşağıdaki denkleme göre gerçekleşir:

H2O + C + 130 kJ = CO + H2.

Su gazı oluşumunun reaksiyonu, ısının emilmesiyle meydana gelir, kömür yavaş yavaş soğur ve onu sıcak durumda tutmak için, su buharının geçişini havanın (veya oksijenin) gaza geçişi ile değiştirmek gerekir. jeneratör. Bu bakımdan su gazı yaklaşık olarak %CO-44, H2-45, CO2-5 ve N2-6 içermektedir. Çeşitli organik bileşiklerin sentezinde yaygın olarak kullanılır.

Çoğunlukla karışık gaz elde edilir. Bunu elde etme süreci, sıcak kömür tabakasından aynı anda hava ve su buharının üflenmesine indirgenir; yukarıda açıklanan her iki yöntemin bir kombinasyonu - Bu nedenle, karışık gazın bileşimi, jeneratör ve su arasında bir orta düzeydedir. Ortalama olarak şunları içerir: CO-30, H2-15, CO2-5 ve N2-%50. Metreküp yakıldığında yaklaşık 5400 kJ üretir.

KARBON OKSİT (KARBONMONOKSİT). Karbon(II) oksit (karbon monoksit) CO, tuz oluşturmayan karbon monoksit. Bu, bu okside karşılık gelen asit olmadığı anlamına gelir. Karbon monoksit (II), renksiz ve kokusuz bir gaz olup, sıvılaştığında atmosferik basınç–191,5o C sıcaklıkta ve –205o C'de katılaşır. CO molekülü yapı olarak N2 molekülüne benzer: her ikisi de eşit sayıda elektron içerir (bu tür moleküllere izoelektronik denir), içlerindeki atomlar bir üçlü bağ (CO molekülündeki iki bağ, 2p karbon karbon ve oksijen atomları nedeniyle oluşur ve üçüncüsü, yalnız bir elektron çifti oksijen ve serbest bir 2p karbon yörüngesinin katılımıyla donör-alıcı mekanizmasına göre) . Sonuç olarak fiziki ozellikleri CO ve N2 (erime ve kaynama noktaları, sudaki çözünürlük vb.) birbirine çok yakındır.

Karbon monoksit (II), karbon içeren bileşiklerin yetersiz oksijen erişimiyle yanması sırasında ve ayrıca sıcak kömür ürünle temas ettiğinde oluşur. tam yanma– karbondioksit: C + CO2 → 2СО. Laboratuvarda CO, konsantre sülfürik asidin ısıtıldığında sıvı formik asit üzerindeki etkisiyle formik asidin dehidrasyonuyla veya formik asit buharının P2O5: HCOOH → CO + H2O üzerinden geçirilmesiyle elde edilir. CO, oksalik asidin ayrışmasıyla elde edilir: H2C2O4 → CO + CO2 + H2O. CO, alkali bir çözeltiden geçirilerek diğer gazlardan kolayca ayrılabilir.
Normal koşullar altında CO, nitrojen gibi kimyasal olarak oldukça inerttir. Yalnızca yüksek sıcaklıklarda CO'nun oksidasyon, ekleme ve indirgeme reaksiyonlarına girme eğilimi ortaya çıkar. Böylece yüksek sıcaklıklarda alkalilerle reaksiyona girer: CO + NaOH → HCOONa, CO + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2. Bu reaksiyonlar CO'yu endüstriyel gazlardan uzaklaştırmak için kullanılır.

Karbon monoksit (II) yüksek kalorili bir yakıttır: yanmaya karbon monoksitin salınması eşlik eder. önemli miktarısı (1 mol CO başına 283 kJ). CO'nun hava ile karışımları, içeriği %12 ile %74 arasında değiştiğinde patlar; Neyse ki pratikte bu tür karışımlar son derece nadirdir. Endüstride CO elde etmek için gazlaştırma yapılır. katı yakıt. Örneğin, 1000oC'ye kadar ısıtılan bir kömür tabakasından su buharının üflenmesi, çok yüksek kalorifik değere sahip olan su gazının oluşumuna yol açar: C + H2O → CO + H2. Ancak yanma, su gazının en karlı kullanımından uzaktır. Örneğin, katı, sıvı ve gaz halindeki hidrokarbonların bir karışımını (basınç altında çeşitli katalizörlerin varlığında) elde etmek mümkündür - bu da değerli bir hammaddedir. kimyasal endüstri(Fischer-Tropsch reaksiyonu). Aynı karışımdan hidrojenle zenginleştirilerek ve gerekli katalizörler kullanılarak alkoller, aldehitler ve asitler elde edilebilir. Metanolün sentezi özellikle önemlidir: CO + 2H2 → CH3OH - organik sentez için en önemli hammadde, bu nedenle bu reaksiyon endüstriyel olarak büyük ölçekte gerçekleştirilir.

CO'nun indirgeyici bir madde olduğu reaksiyonlar, yüksek fırın işlemi sırasında demirin cevherden indirgenmesi örneğiyle gösterilebilir: Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2. Metal oksitlerin karbon(II) oksit ile indirgenmesi büyük önem metalurjik işlemlerde.

CO molekülleri, geçiş metallerine ve bunların bileşiklerine, karmaşık bileşiklerin - karbonillerin oluşumu ile ilave reaksiyonları ile karakterize edilir. Örnekler arasında sıvı veya katı metal karboniller Fe(CO)4, Fe(CO)5, Fe2(CO)9, Ni(CO)4, Cr(CO)6 vb. yer alır. Bunlar ısıtıldıklarında ayrışan çok toksik maddelerdir. tekrar metal ve CO'ya dönüşür. Bu şekilde yüksek saflıkta toz metaller elde edebilirsiniz. Bazen ocağın başında gaz sobası metal “lekeler” görülebilir, bu demir karbonilin oluşumunun ve ayrışmasının bir sonucudur. Şu anda, CO'ya ek olarak PtCl2(CO), K3, Cr(C6H5Cl)(CO)3 gibi inorganik ve organik ligandlar içeren binlerce farklı metal karbonil sentezlenmiştir.

CO aynı zamanda bileşiğin, halihazırda oda sıcaklığında ışıkta meydana gelen ve yalnızca toksik fosgen oluşumuyla oluşan klor ile reaksiyonuyla da karakterize edilir: CO + Cl2 → COCl2. Bu reaksiyon bir zincirleme reaksiyondur, klor atomlarının ve serbest radikallerin (COCl) katılımıyla radikal bir mekanizmayı takip eder. Toksisitesine rağmen fosgen birçok organik bileşiğin sentezinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Karbon monoksit (II), metal içeren biyolojik olarak aktif moleküllerle güçlü kompleksler oluşturduğundan güçlü bir zehirdir; bu doku solunumunu bozar. Merkezi sinir sisteminin hücreleri özellikle etkilenir. CO'nun kan hemoglobinindeki Fe(II) atomlarına bağlanması, oksijeni akciğerlerden dokulara taşıyan oksihemogloblin oluşumunu engeller. Havada %0,1 CO bulunduğunda bile bu gaz, oksijenin yarısını oksihemoglobinden uzaklaştırır. CO varlığında boğulma nedeniyle ölüm meydana gelebilir büyük miktar oksijen. Bu nedenle CO'ya karbon monoksit adı verilir. “Sıkıntılı” bir insanda beyin ve gergin sistem. Kurtuluş için her şeyden önce gerekli temiz hava CO (veya daha iyisi saf oksijen) içermeyen, hemoglobine bağlı CO'nun yerini yavaş yavaş O2 molekülleri alır ve boğulma ortadan kalkar. Atmosfer havasında izin verilen maksimum günlük ortalama CO konsantrasyonu 3 mg/m3'tür (yaklaşık %3,10-5). çalışma alanı– 20 mg/m3.

Tipik olarak atmosferdeki CO içeriği %10-5'i geçmez. Bu gaz, plankton ve diğer mikroorganizmaların salgılarıyla birlikte volkanik ve bataklık gazlarının bir parçası olarak havaya girer. Evet, itibaren yüzey katmanları Okyanuslar her yıl atmosfere 220 milyon ton CO2 salıyor. Kömür madenlerinde CO konsantrasyonu yüksektir. Orman yangınları sırasında çok miktarda karbon monoksit açığa çıkar. Her milyon ton çeliğin eritilmesine 300-400 ton CO oluşumu eşlik ediyor. Toplamda CO'nun havaya teknolojik salınımı yılda 600 milyon tona ulaşıyor ve bunun yarısından fazlası motorlu taşıtlardan geliyor. Karbüratör ayarlanmazsa egzoz gazları %12'ye kadar CO içerebilir! Bu nedenle çoğu ülke, araba egzozundaki CO içeriğine ilişkin katı standartlar getirmiştir.

CO oluşumu her zaman odun da dahil olmak üzere karbon içeren bileşiklerin oksijene yetersiz erişimle yanması sırasında ve ayrıca sıcak kömür karbondioksitle temas ettiğinde meydana gelir: C + CO2 → 2CO. Bu tür süreçler yaşanıyor köy fırınları. Bu nedenle ısıdan tasarruf etmek için soba bacasının zamanından önce kapatılması çoğu zaman karbon monoksit zehirlenmesine yol açar. Sobasını ısıtmayan şehirlilerin CO zehirlenmesine karşı sigortalı olduğu düşünülmemeli; Örneğin, motoru çalışan bir arabanın park edildiği, havalandırması yetersiz bir garajda zehirlenmeleri kolaydır. Yanma ürünlerinde de CO bulunur doğal gaz mutfakta. Geçmişteki pek çok havacılık kazası, motor aşınması veya kötü ayarlamalardan kaynaklanmış, CO'nun kokpite girmesine ve mürettebatı zehirlemesine neden olmuştur. Tehlike, CO'nun kokuyla tespit edilememesi gerçeğiyle daha da artmaktadır; bu bakımdan karbon monoksit klordan daha tehlikelidir!

Karbon monoksit (II) pratik olarak aktif karbon tarafından emilmez ve bu nedenle sıradan bir gaz maskesi bu gaza karşı koruma sağlamaz; Bunu absorbe etmek için, atmosferik oksijenin yardımıyla CO'yu CO2'ye "sonradan yakan" bir katalizör içeren ek bir hopkalit kartuşu gerekir. Artık giderek daha fazla insana art yanma katalizörleri sağlanıyor. yolcu arabaları Bu platin metal bazlı katalizörlerin yüksek maliyetine rağmen.

Fiziki ozellikleri.

Karbon monoksit, suda az çözünen, renksiz ve kokusuz bir gazdır.

t pl. 205°C,
t kip. 191°C
kritik sıcaklık =140°C
kritik basınç = 35 atm.
CO'nun sudaki çözünürlüğü hacimce yaklaşık 1:40'tır.

Kimyasal özellikler.

Normal koşullar altında CO inerttir; ısıtıldığında - bir indirgeyici madde; tuz oluşturmayan oksit.

1) oksijen ile

2C +2 Ö + Ö 2 = 2C +4 Ö 2

2) metal oksitlerle

C +2 O + CuO = Cu + C +4 O 2

3) klorlu (ışıkta)

CO + Cl 2 --hn-> COCl 2 (fosgen)

4) alkali eriyikleriyle reaksiyona girer (basınç altında)

CO + NaOH = HCOONa (sodyum formik asit (sodyum format))

5) geçiş metalleriyle karboniller oluşturur

Ni + 4CO =t°= Ni(CO) 4

Fe + 5CO =t°= Fe(CO) 5

Karbon monoksit suyla kimyasal reaksiyona girmez. CO ayrıca alkaliler ve asitlerle reaksiyona girmez. Son derece zehirlidir.

Isıtmayla birlikte CO'nun kimyasal aktivitesindeki artış genellikle çözünmesinden kaynaklanır. Böylece çözelti halinde Au, Pt ve diğer bazı elementlerin tuzlarını normal sıcaklıklardaki serbest metallere indirgeme kapasitesine sahiptir.

Yüksek sıcaklıklarda ve yüksek basınçlarda CO, su ve kostik alkalilerle etkileşime girer: ilk durumda HCOOH oluşur ve ikincisinde sodyum formik asit oluşur. İkinci reaksiyon 120 °C'de, 5 atm basınçta meydana gelir ve teknik olarak kullanılır.

Paladyum klorürün çözeltide indirgenmesi genel şemaya göre kolaydır:

PdCl2 + H2O + CO = CO2 + 2 HCl + Pd

5 CO + I 2 Ey 5 = 5 CO 2 + I 2.

İndirgeyici ajanlar olarak CO ve H2'nin karşılaştırmalı aktivitesi, tersinir reaksiyonun incelenmesiyle değerlendirilebilir:

yüksek sıcaklıklarda denge durumu oldukça hızlı bir şekilde kurulur (özellikle Fe203 varlığında). 830 °C'de denge karışımı eşit miktarda CO ve H2 içerir, yani her iki gazın oksijene ilgisi aynıdır. 830 °C'nin altında daha güçlü indirgeyici madde CO'dur, üstünde - H2'dir.

H2O + CO + CaO = CaCO3 + H2 + 217 kJ.

Bu reaksiyon zaten 500 °C'de gerçekleşir.

CO havada yaklaşık 700 °C'de tutuşur ve mavi alevle yanarak CO2'ye dönüşür:

2CO + O2 = 2CO2 + 564 kJ.

Kalın kömür katmanlarının fırınlarda yanması üç aşamada gerçekleşir:

1) C + O2 = C02;

2) C02 + C = 2 CO;

3) 2 CO + O 2 = 2 C02.

H + O2 = HO + O, sonra O + CO = CO2, HO + CO = CO2 + H, vb.

CO, 80 °C'de metal K üzerine etki ettiğinde, K 6 C 6 O 6 bileşiminden oluşan renksiz kristalli, son derece patlayıcı bir bileşik oluşur. Potasyumun ortadan kaldırılmasıyla bu madde, CO polimerizasyonunun bir ürünü olarak düşünülebilecek karbon monoksit C6O6'ya (“trikinon”) kolayca dönüşür. Yapısı, her biri oksijen atomlarına çift bağla bağlanan karbon atomlarından oluşan altı üyeli bir halkaya karşılık gelir.

Reaksiyona göre CO'nun kükürt ile etkileşimi:

CO + S = COS + 29 kJ

Sadece yüksek sıcaklıklarda hızlı gider.

Ortaya çıkan karbon tioksit (O=C=S), renksiz ve kokusuz bir gazdır (en -139, en -50 °C).

Karbon (II) monoksit belirli metallerle doğrudan birleşebilir. Sonuç olarak karmaşık bileşikler olarak kabul edilmesi gereken metal karboniller oluşur.

Fiş.

Oksijen yokluğunda karbonun yanması sonucu karbon monoksit oluşur. Çoğu zaman karbondioksitin sıcak kömürle etkileşimi sonucu elde edilir:

C02 + C + 171 kJ = 2 CO.

Pirinç. 7. Denge CO 2 + C = 2 CO.

Elementlerden CO oluşumu aşağıdaki denklemi takip eder:

2C + O2 = 2CO + 222 kJ.

Formik asidin ayrışmasıyla küçük miktarlarda CO elde etmek uygundur:

HCOOH = H2O + CO

HCOOH + CISO3H = H2S04 + HCI + CO

Zaten normal sıcaklıklarda çalışıyor.

H 2 C 2 O 4 = CO + CO 2 + H 2 O.

CO ile birlikte, gaz karışımının bir baryum hidroksit çözeltisinden geçirilmesiyle tutulabilen karbondioksit de açığa çıkar. İkinci durumda, gaz halindeki tek ürün karbon monoksittir:

K 4 + 6 H 2 SO 4 + 6 H 2 O = 2 K 2 SO 4 + FeS04 + 3 (NH 4) 2 SO 4 + 6 CO.

Kömürün özel fırınlarda - gaz jeneratörlerinde eksik yakılmasıyla büyük miktarlarda CO elde edilebilir. Geleneksel (“hava”) jeneratör gazı ortalama olarak (% hacim) şunları içerir: CO-25, N2-70, CO 2-4 ve diğer gazların küçük safsızlıkları. Yakıldığında m3 başına 3300-4200 kJ enerji üretir. Sıradan havanın oksijenle değiştirilmesi, CO içeriğinde önemli bir artışa (ve gazın kalorifik değerinde bir artışa) yol açar.

H2O + C + 130 kJ = CO + H2.

Çoğunlukla karışık gaz elde edilir. Bunu elde etme süreci, sıcak kömür tabakasından aynı anda hava ve su buharının üflenmesine indirgenir; yukarıda açıklanan her iki yöntemin bir kombinasyonu - Bu nedenle, karışık gazın bileşimi, jeneratör ve su arasında bir orta düzeydedir. Ortalama olarak şunları içerir: CO-30, H2-15, CO2-5 ve N2-%50. Bir metreküpü yandığında yaklaşık 5400 kJ enerji üretir.

Başvuru.

Kimya endüstrisinde yakıt ve hammadde olarak su ve karışık gazlar (CO içerirler) kullanılır. Örneğin amonyak sentezi için nitrojen-hidrojen karışımı elde etme kaynaklarından biri olarak önemlidirler. 500 °C'ye ısıtılmış bir katalizör (esas olarak Fe203) üzerinden su buharı ile birlikte geçirildikleri zaman, tersinir bir reaksiyon meydana gelir:

H2O + CO = CO2 + H2 + 42 kJ,

dengesi güçlü bir şekilde sağa kaymıştır.

Ortaya çıkan karbondioksit daha sonra suyla (basınç altında) yıkanarak çıkarılır ve geri kalan CO, bakır tuzlarının amonyak çözeltisiyle çıkarılır. Bu neredeyse saf nitrojen ve hidrojen bırakır. Jeneratörün göreceli miktarlarını ayarlayarak ve su gazlarıİstenilen hacimsel oranda N2 ve H2 elde etmek mümkündür. Sentez kolonuna beslenmeden önce gaz karışımı kurutulur ve katalizörü zehirleyen yabancı maddelerden arındırılır.

CO 2 molekülü

CO molekülü d(CO) = 113 pm ile karakterize edilir, ayrışma enerjisi 1070 kJ/mol'dür, bu da diğer diatomik moleküllerinkinden daha yüksektir. Hadi düşünelim elektronik yapı CO, atomların bir çift kovalent bağ ve bir donör-alıcı bağı ile bağlandığı, oksijenin donör ve karbonun alıcı olduğu CO.

Vücut üzerindeki etkisi.

Karbon monoksit çok zehirlidir. Akut CO zehirlenmesinin ilk belirtileri baş ağrısı ve baş dönmesi, ardından bilinç kaybıdır. Havada izin verilen maksimum CO konsantrasyonu endüstriyel Girişimcilik 0,02 mg/l olarak kabul edildi. CO zehirlenmesinin ana panzehiri temiz havadır. Amonyak buharının kısa süreli solunması da faydalıdır.

CO'nun aşırı toksisitesi, renk ve koku eksikliği ve emiliminin çok zayıf olması aktif karbon Normal bir gaz maskesi bu gazı özellikle tehlikeli hale getirir. Buna karşı koruma sorunu, kutusu çeşitli oksitlerin (çoğunlukla MnO2 ve CuO) bir karışımıyla doldurulmuş özel gaz maskelerinin üretilmesiyle çözüldü. Bu karışımın etkisi ("hopkalite"), atmosferik oksijen ile CO'nun CO2'ye oksidasyon reaksiyonunun katalitik hızlandırılmasına indirgenir. Pratikte hopkalit gaz maskeleri sizi ısıtılmış havayı solumaya zorladıkları için (oksidasyon reaksiyonunun bir sonucu olarak) çok sakıncalıdır.

Doğada olmak.

Karbon monoksit atmosferin bir parçasıdır (%10-5 hacim). Ortalama olarak %0,5 CO tütün dumanı ve %3 içten yanmalı motorlardan çıkan egzoz gazlarını içerir.

−110,52 kJ/mol Buhar basıncı 35 ± 1 atmosfer Kimyasal özellikler sudaki çözünürlük 0,0026 g/100 ml sınıflandırma Reg. CAS numarası 630-08-0 PubChem Reg. EINECS numarası 211-128-3 GÜLÜMSEMELER InChI Reg. EC numarası 006-001-00-2 RTEC'ler FG3500000 Çebi BM numarası 1016 ChemSpider Emniyet Toksisite NFPA704 Veriler, aksi belirtilmediği sürece standart koşullara (25 °C, 100 kPa) dayanmaktadır.

Karbonmonoksit (karbonmonoksit, karbonmonoksit, karbon(II) monoksit) - son derece renksiz toksik gaz tatsız ve kokusuz, havadan hafif (ile normal koşullar). Kimyasal formül- CO.

Molekül yapısı

Üçlü bağın varlığı nedeniyle, CO molekülü çok güçlüdür (ayrışma enerjisi 1069 kJ/mol veya 256 kcal/mol, bu diğer diatomik moleküllerinkinden daha yüksektir) ve küçük bir çekirdekler arası mesafeye sahiptir ( D C≡O =0,1128 nm veya 1,13 Å).

Molekül zayıf polarizedir, elektrik dipol momenti μ = 0,04⋅10 −29 Cm'dir. Çok sayıda çalışma, CO molekülündeki negatif yükün C − ←O + karbon atomunda yoğunlaştığını göstermiştir (yön dipol momenti molekülde daha önce varsayılanın tersi). İyonlaşma enerjisi 14,0 eV, kuvvet bağlantısı sabiti k = 18,6 .

Özellikler

Karbon(II)monoksit renksiz, tatsız ve kokusuz bir gazdır. Yanıcı “Karbon monoksit kokusu” olarak adlandırılan koku aslında organik yabancı maddelerin kokusudur.

Karbon monoksitin özellikleri

Standart Gibbs oluşum enerjisi Δ G	−137,14 kJ/mol (g) (298 K'de)
Standart eğitim entropisi S	197,54 J/mol K (g) (298 K'de)
Standart molar ısı kapasitesi Cp	29,11 J/mol K (g) (298 K'de)
Erime entalpisi Δ H lütfen	0,838 kJ/mol
Kaynama entalpisi Δ H balya	6,04 kJ/mol
Kritik sıcaklık T Girit	−140,23 °C
Kritik basınç P Girit	3.499MPa
Kritik yoğunluk ρ kritik	0,301 g/cm³

Ana türler kimyasal reaksiyonlar Karbon(II) monoksitin dahil olduğu katılma reaksiyonları ve indirgeyici özellikler sergilediği redoks reaksiyonları vardır.

Oda sıcaklığında CO aktif değildir; ısıtıldığında ve çözeltilerde kimyasal aktivitesi önemli ölçüde artar. Böylece çözeltilerde tuzları ve diğerlerini halihazırda oda sıcaklığında bulunan metallere indirger. Isıtıldığında diğer metalleri de azaltır, örneğin CO + CuO → Cu + CO 2. Pirometalurjide yaygın olarak kullanılır. CO'nun kalitatif tespitine yönelik yöntem, çözelti içindeki CO'nun paladyum klorür ile reaksiyonuna dayanmaktadır, aşağıya bakınız.

830 °C'nin altında daha güçlü indirgeyici madde CO, üstünde ise hidrojendir. Bu nedenle reaksiyon dengesi

H 2 Ö + C Ö ⇄ C Ö 2 + H 2 (\displaystyle (\mathsf (H_(2)O+CO\rightleftarrows CO_(2)+H_(2))))

830 °C'ye kadar olan sıcaklıklar sağa, 830 °C'nin üzerindeki sıcaklıklar ise sola kaydırılır.

İlginçtir ki, CO'nun oksidasyonu yoluyla yaşam için ihtiyaç duydukları enerjiyi elde eden bakteriler vardır.

Karbon(II) monoksit alevle yanar mavi renkli(reaksiyon başlangıç sıcaklığı 700 °C) havada:

2 C Ö + Ö 2 → 2 C Ö 2 (\displaystyle (\mathsf (2CO+O_(2)\rightarrow 2CO_(2)))) (Δ G° 298 = −257 kJ, Δ S° 298 = −86 J/K).

CO'nun yanma sıcaklığı 2100 °C'ye ulaşabilir. Yanma reaksiyonu bir zincirleme reaksiyondur ve başlatıcılar az miktarda hidrojen içeren bileşiklerdir (su, amonyak, hidrojen sülfür vb.).

Böylesine iyi bir kalorifik değer nedeniyle CO, diğer şeylerin yanı sıra ısıtma için kullanılan çeşitli teknik gaz karışımlarının (örneğin jeneratör gazına bakın) bir bileşenidir. Havayla karıştığında patlayıcıdır; alt ve üst konsantrasyon limitleri alev yayılımı: %12,5'ten %74'e (hacimce).

halojenler. En büyük pratik kullanım klor ile reaksiyona girdi:

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

CO'yu karbonil florür COF2'ye ek olarak F2 ile reaksiyona sokarak peroksit bileşiği (FCO)202'yi elde edebilirsiniz. Özellikleri: erime noktası −42 °C, kaynama noktası +16 °C, karakteristik bir kokuya sahiptir (ozon kokusuna benzer), 200 °C'nin üzerine ısıtıldığında patlayarak ayrışır (reaksiyon ürünleri CO 2, O 2 ve COF 2). ), asidik ortamda aşağıdaki denkleme göre potasyum iyodür ile reaksiyona girer:

(F C Ö) 2 Ö 2 + 2 K ben → 2 K F + ben 2 + 2 C Ö 2. (\displaystyle (\mathsf ((FCO)_(2)O_(2)+2KI\rightarrow 2KF+I_(2)+2CO_(2.)))

Karbon(II) monoksit kalkojenlerle reaksiyona girer. Sülfür ile karbon sülfür COS oluşturur, reaksiyon ısıtıldığında aşağıdaki denkleme göre meydana gelir:

C Ö + S → C Ö S (\displaystyle (\mathsf (CO+S\rightarrow COS))) (Δ G° 298 = −229 kJ, Δ S° 298 = −134 J/K).

Benzer karbon selenoksit COSe ve karbon tellüroksit COTe de elde edildi.

SO2'yi geri yükler:

2 C Ö + S Ö 2 → 2 C Ö 2 + S. (\displaystyle (\mathsf (2CO+SO_(2)\rightarrow 2CO_(2)+S.)))

Geçiş metalleriyle birlikte yanıcı ve toksik bileşikler (karboniller, , , , vb.) oluşturur. Bunlardan bazıları uçucudur.

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

Karbon(II) monoksit suda az çözünür ancak onunla reaksiyona girmez. Ayrıca alkali ve asit çözeltileriyle reaksiyona girmez. Ancak karşılık gelen formatları oluşturmak için alkali eriyiklerle reaksiyona girer:

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

Amonyak çözeltisinde karbon(II) monoksitin potasyum metali ile reaksiyonu ilginçtir. Bu, patlayıcı bileşik potasyum dioksodikarbonatı üretir:

2 K + 2 C Ö → K 2 C 2 Ö 2 . (\displaystyle (\mathsf (2K+2CO\rightarrow K_(2)C_(2)O_(2.))) x C O + y H 2 → (\displaystyle (\mathsf (xCO+yH_(2)\rightarrow ))) alkoller + doğrusal alkanlar.

Bu süreç, metanol, sentetik dizel yakıt, polihidrik alkoller, yağlar ve yağlayıcılar gibi önemli endüstriyel ürünlerin üretiminin kaynağıdır.

Fizyolojik etki

Toksisite

Karbon monoksit çok zehirlidir.

Karbon monoksitin (II) toksik etkisi, hemoglobinin oksijen ile kompleksi (oksihemoglobin) ile karşılaştırıldığında, hemoglobin ile çok daha güçlü bir karbonil kompleksi olan karboksihemoglobin oluşumundan kaynaklanmaktadır. Böylece oksijen taşıma ve hücresel solunum süreçleri engellenir. Havadaki %0,1'in üzerindeki konsantrasyonlar bir saat içinde ölüme yol açar.

Mağdur temiz havaya çıkarılmalıdır. Hafif zehirlenmelerde akciğerlerin oksijenle hiperventilasyonu yeterlidir.
Yapay havalandırma.
Deri altında lobeline veya kafein.
Karboksilaz intravenöz olarak.

Dünya tıbbı, karbon monoksit zehirlenmesi vakalarında kullanılabilecek güvenilir panzehirleri bilmiyor.

Karbon(II) koruması

Endojen karbon monoksit

Endojen karbon monoksit normalde insan ve hayvanlardaki hücreler tarafından üretilir ve bir sinyal molekülü olarak görev yapar. Ünlüleri oynuyor fizyolojik rolözellikle vücutta bir nörotransmiterdir ve vazodilatasyona neden olur. Endojen karbon monoksitin vücuttaki rolü nedeniyle metabolizmasındaki bozukluklar, nörodejeneratif hastalıklar, kan damarlarının aterosklerozu, hipertansiyon, kalp yetmezliği ve çeşitli inflamatuar süreçler gibi çeşitli hastalıklarla ilişkilidir.

Endojen karbon monoksit, heme oksijenaz enziminin, hemoglobin ve miyoglobinin yanı sıra diğer heme içeren proteinlerin tahrip edilmesinin bir ürünü olan heme üzerindeki oksitleyici etkisi nedeniyle vücutta oluşur. Bu süreç, kişi sigara içmese ve atmosferik havayı (her zaman az miktarda ekzojen karbon monoksit içerir) değil, saf oksijeni veya nitrojen ve oksijen karışımını solusa bile, kişinin kanında az miktarda karboksihemoglobin oluşumuna neden olur.

1993 yılında endojen karbon monoksitin insan vücudunda normal bir nörotransmiter olduğuna ve ayrıca vücuttaki inflamatuar reaksiyonları normal olarak modüle eden üç endojen gazdan biri olduğuna (diğer ikisi nitrik oksit (II) ve hidrojen sülfürdür) dair ilk kanıtın ardından, Endojen karbon monoksit, önemli bir biyolojik düzenleyici olarak klinisyenlerin ve araştırmacıların büyük ilgisini çekmiştir. Pek çok dokuda, yukarıdaki gazların üçünün de antiinflamatuar ajanlar, vazodilatörler olduğu ve aynı zamanda anjiyogenezi tetiklediği gösterilmiştir. Ancak her şey o kadar basit ve net değil. Anjiyogenez, diğer şeylerin yanı sıra büyümede de rol oynadığı için her zaman faydalı bir etki değildir. malign tümörler ve aynı zamanda makula dejenerasyonu sırasında retina hasarının nedenlerinden biridir. Özellikle sigara içmenin (doğal üretimden birkaç kat daha yüksek konsantrasyonlar üreten kandaki karbon monoksitin ana kaynağı) retinanın makula dejenerasyonu riskini 4-6 kat artırdığını belirtmek önemlidir.

Bilginin uzun süreli depolanmasının meydana geldiği bazı sinir hücrelerinin sinapslarında, alıcı hücrenin, alınan sinyale yanıt olarak, sinyali ileten hücreye geri ileten ve böylece onu bilgilendiren endojen karbon monoksit ürettiğine dair bir teori vardır. kendisinden sinyal almaya devam etmeye hazır olması ve sinyal verici hücrenin aktivitesinin arttırılması. Bu sinir hücrelerinin bazıları, endojen karbon monoksite maruz kalındığında aktive olan bir enzim olan guanilat siklaz içerir.

Endojen karbon monoksitin antiinflamatuar bir madde ve sitoprotektör olarak rolü üzerine araştırmalar dünya çapında birçok laboratuvarda gerçekleştirilmiştir. Endojen karbon monoksitin bu özellikleri, metabolizması üzerindeki etkisini, iskeminin neden olduğu doku hasarı ve ardından gelen reperfüzyon (örneğin, miyokard enfarktüsü, iskemik felç), transplant reddi, vasküler ateroskleroz gibi çeşitli patolojik durumların tedavisi için ilginç bir terapötik hedef haline getirir. şiddetli sepsis, şiddetli sıtma, otoimmün hastalıklar. İnsanlar üzerinde de klinik araştırmalar yapılmış ancak sonuçları henüz yayınlanmamıştır.

Özetlemek gerekirse, endojen karbon monoksitin vücuttaki rolü hakkında 2015 yılında bilinenler şu şekilde özetlenebilir:

Endojen karbon monoksit, önemli endojen sinyal moleküllerinden biridir;
Endojen karbon monoksit, merkezi sinir sistemi ve kardiyovasküler sistemin fonksiyonlarını modüle eder;
Endojen karbon monoksit, trombosit agregasyonunu ve bunların kan damarlarının duvarlarına yapışmasını engeller;
Gelecekte endojen karbon monoksit metabolizmasını etkilemek, birçok hastalık için önemli tedavi stratejilerinden biri olabilir.

Keşif tarihi

Kömür yandığında açığa çıkan dumanın zehirliliği Aristoteles ve Galen tarafından anlatılmıştır.

Karbon(II) monoksit ilk olarak Fransız kimyager Jacques de Lassonne tarafından çinko oksidin kömürle ısıtılmasıyla üretildi, ancak mavi bir alevle yandığı için başlangıçta hidrojen ile karıştırıldı.

Bu gazın karbon ve oksijen içerdiği gerçeği İngiliz kimyager William Cruyckshank tarafından keşfedildi. Gazın toksisitesi 1846 yılında Fransız doktor Claude Bernard tarafından köpekler üzerinde yapılan deneylerde incelenmiştir.

Dünya atmosferi dışındaki karbon(II) monoksit, ilk kez 1949 yılında Belçikalı bilim adamı M. Migeotte tarafından, Güneş'in IR spektrumunda bir ana titreşim-dönme bandının varlığıyla keşfedilmiştir. Karbon(II) monoksit 1970 yılında yıldızlararası ortamda keşfedildi.

Fiş

Endüstriyel yöntem

Oksijen eksikliği koşullarında karbon veya karbon bazlı bileşiklerin (örneğin benzin) yanması sırasında oluşur:

2 C + Ö 2 → 2 C Ö (\displaystyle (\mathsf (2C+O_(2)\rightarrow 2CO)))(Bu reaksiyonun termal etkisi 220 kJ'dir),

veya karbondioksiti sıcak kömürle azaltırken:

C Ö 2 + C ⇄ 2 C Ö (\displaystyle (\mathsf (CO_(2)+C\rightleftarrows 2CO))) (Δ H= 172 kJ, Δ S= 176J/K)

Bu reaksiyon, soba yangını sırasında, soba damperinin çok erken kapatılmasıyla (kömürler tamamen yanmadan) meydana gelir. Bu durumda oluşan karbon monoksit (II), toksisitesi nedeniyle fizyolojik bozukluklara (“dumanlara”) ve hatta ölüme (aşağıya bakınız) neden olur, dolayısıyla önemsiz isimlerden biri - “karbon monoksit”.

Karbondioksitin indirgeme reaksiyonu tersine çevrilebilir; sıcaklığın bu reaksiyonun denge durumu üzerindeki etkisi grafikte gösterilmiştir. Bir reaksiyonun sağa doğru akışı entropi faktörü ile, sola doğru ise entalpi faktörü ile sağlanır. 400 °C'nin altındaki sıcaklıklarda denge neredeyse tamamen sola, 1000 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda ise sağa (CO oluşumuna doğru) kayar. Düşük sıcaklıklarda bu reaksiyonun hızı çok düşüktür, dolayısıyla karbon(II) monoksit normal koşullar altında oldukça kararlıdır. Bu dengenin özel bir adı var Yatak odası dengesi.

Karbon monoksitin (II) diğer maddelerle karışımları, hava, su buharı vb.'nin sıcak kok, kömür veya kahverengi kömür vb. katmanından geçirilmesiyle elde edilir (bkz. jeneratör gazı, su gazı, karışık gaz, sentez gazı ).

Laboratuvar yöntemi

Sıcak konsantre sülfürik asit etkisi altında sıvı formik asidin ayrışması veya gaz halindeki formik asidin fosfor oksit P205 üzerinden geçirilmesi. Reaksiyon şeması:

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.))) Formik asidin klorosülfonik asitle işlenmesi de mümkündür. Bu reaksiyon normal sıcaklıklarda aşağıdaki şemaya göre gerçekleşir: H C O O H + C l S Ö 3 H → H 2 S Ö 4 + H C l + C O . (\displaystyle (\mathsf (HCOOH+ClSO_(3)H\rightarrow H_(2)SO_(4)+HCl+CO\uparrow .)))

Oksalik ve konsantre sülfürik asit karışımının ısıtılması. Reaksiyon aşağıdaki denkleme göre ilerler:

H 2 C 2 Ö 4 → H 2 S Ö 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) \uparrow +H_(2)O.)))

Potasyum hekzasiyanoferrat(II) karışımının konsantre sülfürik asitle ısıtılması. Reaksiyon aşağıdaki denkleme göre ilerler:

K 4 [ Fe (C N) 6 ] + 6 H 2 S Ö 4 + 6 H 2 Ö → o t 2 K 2 S Ö 4 + F e S Ö 4 + 3 (NH 4) 2 S Ö 4 + 6 C Ö . (\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\uparrow .)))

Isıtıldığında çinko karbonatın magnezyum ile indirgenmesi:

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

Karbon monoksit tayini (II)

CO'nun varlığı, paladyum klorür çözeltilerinin (veya bu çözeltiye batırılmış kağıdın) koyulaştırılmasıyla niteliksel olarak belirlenebilir. Koyulaşma, aşağıdaki şemaya göre ince metal paladyumun salınması ile ilişkilidir:

P d C l 2 + C Ö + H 2 Ö → P d ↓ + C Ö 2 + 2 H C l . (\displaystyle (\mathsf (PdCl_(2)+CO+H_(2)O\rightarrow Pd\downarrow +CO_(2)+2HCl.)))

Bu reaksiyon çok hassastır. Standart çözelti: Litre suya 1 gram paladyum klorür.

Karbon(II) monoksitin kantitatif tespiti iyodometrik reaksiyona dayanır:

5 C Ö + I 2 Ö 5 → 5 C Ö 2 + I 2. (\displaystyle (\mathsf (5CO+I_(2)O_(5)\rightarrow 5CO_(2)+I_(2.))))

Başvuru

Karbon(II) monoksit, organik alkoller ve düz hidrokarbonlar üretmek için kritik endüstriyel işlemlerde hidrojen ile reaksiyonlarda kullanılan bir ara reaktiftir.
Karbon monoksit (II), hayvan etini ve balığı işlemek için kullanılır, onlara parlak kırmızı bir renk ve tadı değiştirmeden tazelik görünümü verir (teknoloji) Dumanı temizle Ve Tatsız duman). İzin verilen CO konsantrasyonu 200 mg/kg ettir.
Karbon(II) monoksit, gazla çalışan araçlarda yakıt olarak kullanılan jeneratör gazının ana bileşenidir.
Motor egzozundan çıkan karbon monoksit, Naziler tarafından İkinci Dünya Savaşı sırasında insanları zehirleyerek toplu öldürmek için kullanıldı.

Dünya atmosferindeki karbon(II) monoksit

Dünya atmosferine doğal ve antropojenik giriş kaynakları vardır. İÇİNDE doğal şartlar Dünya yüzeyinde, organik bileşiklerin tamamlanmamış anaerobik ayrışması sırasında ve biyokütlenin yanması sırasında, özellikle orman ve bozkır yangınları sırasında CO oluşur. Karbon monoksit (II) toprakta hem biyolojik olarak (canlı organizmalar tarafından salınır) hem de biyolojik olmayan yollarla oluşur. Birinci hidroksil grubuna göre orto- veya para-pozisyonlarında OCH3 veya OH grupları içeren, topraklarda yaygın olarak bulunan fenolik bileşikler nedeniyle karbon monoksit (II) salınımı deneysel olarak kanıtlanmıştır.

Biyolojik olmayan CO üretiminin ve bunun mikroorganizmalar tarafından oksidasyonunun genel dengesi, başta nem ve nem olmak üzere belirli çevresel koşullara bağlıdır. Örneğin, karbon(II) monoksit kurak topraklardan doğrudan atmosfere salınır, böylece bu gazın konsantrasyonunda yerel maksimumlar oluşur.

Atmosferde CO, metan ve diğer hidrokarbonları (öncelikle izopren) içeren reaksiyon zincirlerinin ürünüdür.

CO'nun ana antropojenik kaynağı şu anda içten yanmalı motorlardan çıkan egzoz gazlarıdır. İçten yanmalı motorlarda hidrokarbon yakıtlar yetersiz sıcaklıklarda yakıldığında veya hava besleme sistemi kötü ayarlandığında (CO'yu CO2'ye oksitlemek için yetersiz oksijen sağlanır) karbon monoksit oluşur. Geçmişte atmosfere antropojenik CO girişinin önemli bir kısmı, 19. yüzyılda iç mekan aydınlatmasında kullanılan aydınlatıcı gazla sağlanıyordu. Bileşimi yaklaşık olarak su gazıyla aynıydı, yani %45'e kadar karbon monoksit (II) içeriyordu. Çok daha ucuz ve enerji açısından verimli bir analogun varlığı nedeniyle kamu hizmetleri sektöründe kullanılmamaktadır -