מהו פחמן חד חמצני? מבנה מולקולרי

פחמן חד-חמצני, הידוע גם בשם פחמן חד-חמצני, יש מבנה מולקולרי מאוד חזק, הוא אינרטי תכונות כימיות הוא גרוע מסיסים במים. תרכובת זו היא גם מאוד רעילה כאשר שוחררו לתוך מערכת הנשימה מחוברת המוגלובין בדם, וכי יחדל חמצן העברת רקמות ואיברים.

שם נוסחה כימית

פחמן חד-חמצני ידוע גם בשמות אחרים, כולל פחמן חד-חמצני השנייה. בחיי היומיום, זה נקרא בדרך כלל תחמוצת הפחמן. פחמן חד-חמצני זהו גז רעיל, חסר צבע וחסר טעם, חסר ריח. הנוסחה הכימית שלה - CO, ואת המסה של מולקולה יחידה הוא 28.01 g / mol.

השפעות על הגוף

פחמן חד-חמצני נקשר המוגלובין להקים carboxyhemoglobin שאינו חמצן כושר נשיאה. שאיפת אדי גורמת נזק למערכת העצבים המרכזית (מערכת העצבים המרכזית), מחנק. החוסר וכתוצאת חמצן גורם כאב ראש, סחרחורת, ירידה בקצב לב וקצב נשימה, המוביל למות חוסר ההכרה הבא של האורגניזם.

גז רעיל

פחמן חד-חמצני נוצר המשרפה חלקית של חומרים המכילים פחמן, כגון מנועי בעירה פנימיים. המתחם כולל 1 אטום פחמן הקשור קוולנטית אטום חמצן אחד. פחמן חד-חמצני הוא רעיל מאוד, וזה אחד הגורמים השכיחים ביותר של הרעלת קטלנית ברחבי העולם. חשיפה עלולה להוביל לנזק הלב ואיברים אחרים.

מהו השימוש של פחמן חד חמצני?

למרות רעילותו רציני, פחמן חד-חמצני הוא שימושי מאוד - הודות לטכנולוגיה המודרנית של בו כדי ליצור מגוון שלם של מוצרים חיוניים. פחמן חד-חמצני אף שכיום נחשב מזהם תמיד נוכח בטבע, אבל לא בסכום כגון, למשל, פחמן דו-חמצני.

טועה מי שסבור כי אין קשר של פחמן חד-חמצני בטבע. CO המומסים הסלע הוולקני המותך בלחצים גבוהים המעטפת של כדור הארץ. התוכן של תחמוצות הפחמן וגזים וולקניים משתנה מאדם פחות מ 0.01% ל 2%, תלוי הר הגעש. מאז תרכובת טבעית זו אינה ערך קבוע, כדי למדוד את פליטות הגז הטבעי במדויק אינו אפשרי.

תכונות כימיות

פחמן חד-חמצני (CO הנוסחה) מתייחס nesoleobrazuyuschim או תחמוצות אדיש. עם זאת, בטמפרטורה של 200 ^מעלות צלסיוס הוא מגיב עם נתרן הידרוקסידי. במהלך זה תהליך כימי היא ההיווצרות של formate נתרן:

NaOH + CO = HCOONa (מלח חומצה פורמית).

מאפיינים של פחמן חד-חמצני מבוססים על החוסן שלה. פחמן חד-חמצני:

• ניתן הגיבו עם חמצן: 2CO + O ₂ = 2CO _2;
• מסוגל להגיב עם הלוגנים: CO + Cl ₂ = COCl ₂ (פוסגן);
• יש לו את המאפיין הייחודי להתאושש מתכות טהורות מן התחמוצות שלהם: Fe ₂ O ₃ + 3CO = 2Fe + 3CO _2;
• להרכיב קרבונילים מתכת: Fe + 5CO = Fe (CO ) _5;
• מושלם מסיס כלורופורם, חומצה אצטית, אתנול, בנזין אמוניום הידרוקסיד.

המבנה של המולקולה

שני אטומים של אשר, למעשה, הוא מולקולה של פחמן חד חמצני (CO), אג"ח משולש מקושר. שניים מהם נוצרים על ידי מיזוג p-אלקטרונים של אטומי פחמן עם חמצן, ואת השלישי - הודות למנגנון מיוחד בשל מסלולית 2P פחמן חופשי זוגות 2p-אלקטרונים של חמצן. מבנה זה מספק מולקולה של חוזק גבוה.

קצת היסטוריה

אריסטו של יוון העתיקה תאר את האדים הרעילים המיוצרים על ידי שריפת פחם. המנגנון מאוד של מוות היה ידוע. עם זאת, אחת השיטות העתיקות של עונש היה נעילה בעימות עם החוק בחדר האדים, שהגחלים בה היו. הרופא היווני גלנוס הציע באוויר ישנם שינויים מסוימים שגורמים נזק אם נשאף.

במהלך מלחמת העולם השנייה, תערובת גז עם זיהומים של פחמן חד-חמצני, שימש כדלק לכלי רכב באותם חלקים של העולם, שם היתה כמות מוגבלת של דלק ושמן. חיצוני (עם כמה יוצאים מן הכלל) גנרטורים פחם או גז עץ הוקמו, אלא תערובת של חנקן אטמוספרי, פחמן חד חמצני, וכמויות קטנות של גזים אחרים שסופקו מערבל גז. זה היה גז העץ שנקרא.

חמצון של פחמן חד-חמצני

פחמן חד-חמצני המיוצר החמצון החלקי של תרכובות פחמני. CO נוצרת כאשר חמצן מספיקות כדי לייצר פחמן דו-חמצני (CO _2), למשל, במהלך מבצע של תנור או מנוע בעירה פנימית בתוך חלל סגור. אם חמצן הוא ההווה, כמו גם כמה ריכוז אטמוספרי אחרים של כוויות תחמוצת הפחמן, מקרין אור כחול, פחמן דו חמצני ויוצרים, המכונה פחמן דו-חמצני.

פחמן דו-חמצנים בשימוש נרחב עד 1960 של המאה הקודמת מתקני תאורת פן, בישול וחימום, שהיה בינו לבין חלק מהדלק כמרכיב עדיף. כמה תהליכים בטכנולוגיות מודרניות כגון ברזל להתכה עדיין לייצר תחמוצת הפחמן כתוצר לוואי. החיבור עצמו CO הוא מתחמצן ל- CO ₂ בטמפרטורת החדר.

האם יש CO בטבע?

אם יש תחמוצת הפחמן בטבע? אחד המקורות מהמקור הטבעיים שלו הם תגובות פוטו ב הטרופוספירה. תהליכים אלה הם הניחו להיות מסוגל לייצר כ 5 × 10 ¹² ק"ג של חומר E; oday. בין מקורות אחרים, כאמור לעיל, הם הרי געש, שריפות יער וסוגים אחרים של בעירה.

מאפיינים מולקולריים

יש פחמן חד חמצני מסה טוחנת של 28.0, מה שהופך אותו מעט פחות מצפיפות האוויר. אורך בונד בין שני אטומי - 112.8 מיקרומטרים. היא קרובה מספיק כדי לספק אחד מהקשרים הכימיים החזקים. שני האלמנטים יחד עם CO יש כ 10 אלקטרונים במעטפת הערכיות של אחד.

ככלל, את קרבוניל חומרים אורגניים קיים קשר כפול. מאפיין של מולקולת CO הוא מה מתרחש בין אלקטרונים משותפים קשר חזקים האטומים משולש עם 6 3 האורביטלים מולקולריים קשורים. מאז ארבעת האלקטרונים המשותפים מקורן אטום חמצן 2 רק פחמן, אחד תפוס על ידי שני אלקטרונים מסלולית קשורים של O _2, ויצרו דיפול או אג"ח יַחֲסַת אֶל. זה גורם C ← O קיטוב של מולקולות עם תשלום קטן "-" על פחמן תשלום קטן "+" על החמצן.

השניים הנותרים אורביטלים הנלווים היא נכבשה על ידי חלקיק טעון של פחמן וחמצן אחד. המולקולה היא אסימטרי: חמצן יש צפיפות אלקטרונים יותר מאשר הפחם והוא גם מעט מטען חשמלי חיובי, לעומת הפחמן שלילי.

קבלה

בענף, CO פחמן חד חמצני קבלה זה מתבצע על ידי חימום פחמן דו חמצני ללא גישה של אוויר או אדי מים עם פחם:

CO ₂ + C = 2CO;

H ₂ O + C = CO + H _2.

זה האחרון הוא גם כינה את התערובת וכתוצאה מכך הייתה קיטור או גז סינתזה. בתנאי מעבדה, פחמן חד חמצני שנייה ידי חשיפת החומצה האורגנית מרוכזת חומצה גופרתית, אשר פועלת כסוכן Dehydrating:

HCOOH = CO + H ₂ O;

H ₂ C ₂ O ₄ = CO ₂ + H ₂ O.

הסימפטומים והעזרה העיקריים עם הרעלת CO

האם הרעלת פחמן חד חמצני? כן, מאוד חזק. הרעלת פחמן חד חמצני היא התופעה הנפוצה ביותר בכל רחבי העולם. התסמינים השכיחים ביותר הם:

• תחושה של חולשה;
• בחילות;
• סחרחורת;
• עייפות;
• עצבנות;
• תיאבון ירוד;
• כאבי ראש;
• התמצאות;
• ראייה מטושטשת;
• הקאות;
• עילפון;
• עוויתות.

חשיפה לגז רעיל זה יכול לגרום ניזק משמעותי, אשר לעתים קרובות יכול להוביל מצבים פתולוגיים כרוניים ארוך טווח. פחמן חד-חמצני הוא מסוגל לגרום נזק חמור לעובר של אישה בהריון. קורבנות, למשל, לאחר שריפה, צריכים לספק עזרה מיידית. צורך דחוף להזמין אמבולנס, לתת גישת האוויר צח, בגדים נקיים פוגעים נשימה, להרגיע, חם. הרעלה חמורה מטופל בדרך כלל רק תחת הפיקוח של רופאים בבית החולים.

יישום

פחמן חד-חמצני הוא, כפי שכבר הוזכר, הוא רעיל ומסוכן, אבל זה אחד המתחמים בסיסיים המשמשים בתעשייה המודרנית עבור סינתזה אורגנית. CO משמשת להפקת מתכות טהורות, קרבונילים, פוסגן, גופרתי פחמן, מתיל אלכוהול, לפוראמיד, ארומטי אלדהידים, פורמית חומצה. חומר זה משמש גם כדלק. למרות הרעילות והרעילות שלה, הוא משמש לעתים קרובות כחומר גלם לייצור חומרים שונים בתעשייה הכימית.

פחמן דו-חמצני פחמן חד חמצני: מה ההבדל?

פחמן חד ודו תחמוצת הפחמן (CO ו- CO ₂₎ טועים לעתים קרובות זה לזה. גזי שניהם חסרי ריח, חסרי צבע, ויש גם השפעה שלילית על מערכת הלב וכלי הדם. גזי שניהם יכולים להיכנס לגוף באמצעות שאיפה, עור ועיניים. תרכובות אלו כאשר הם נחשפים אורגניזמים חיים חולקות מספר הסימפטומים - כאבי ראש, סחרחורות, פרכוסים והזיות. רוב האנשים בקושי עושים את ההבדל ואינם מבינים כי אדי מפלט הרכב הנפלטים כמו CO, ו- CO _2. בתוך לעלייה בריכוז גזים אלה יכולים להיות מסוכנים לבריאות ובטיחות אדם, בכפוף השפיע. מה ההבדל?

בריכוזים גבוהים של שניהם יכול להיות קטלני. ההבדל טמון כי ₂ CO הוא גז טבעי משותף, הכרחי לכל חי הצמחים ובעלי החיים. CO אינו דבר שבשגרה. תוצר לוואי זו בעירה ללא חמצן. ההבדל הכימי הקריטי להיות כי CO ₂ יש אטום פחמן אחד ושני אטום חמצן, ואילו רק CO אותם אחד אחד. פחמן דו חמצני אינו דליק, ואילו פחמן חד סביר יותר להתלקח.

פחמן דו-חמצני המצוי באופן טבעי באטמוספרה, אנשים ובעלי חיים נושמים חמצן ופחמן דו חמצני ננשף, דהיינו בני הוא יכול לעמוד בכמות קטנה. גז זה נדרש גם עבור פוטוסינתזה על ידי צמחים. עם זאת, פחמן חד-חמצן אינו מתרחש באופן טבעי באטמוספרה, ועלול לגרום לבעיות בריאות גם בריכוזים נמוכים. צפיפות הגז השנייה היא גם שונה. פחמן דו חמצני הוא כבד יותר מצפיפות האוויר, ואילו פחמן חד-חמצני הוא קצת יותר קל. מוזרות זו נלקחת בחשבון בקביעת חיישנים המתאימים בבתיהם.