أول أكسيد الكربون ، المعروف أيضًا باسم أول أكسيد الكربون ، له تركيبة جزيئية قوية جدًا ، وهو خامل في خواصه الكيميائية ولا يذوب جيدًا في الماء. هذا المركب شديد السمية أيضًا ، فعندما يدخل الجهاز التنفسي ، فإنه يتحد مع الهيموجلوبين في الدم ، ويتوقف عن نقل الأكسجين إلى الأنسجة والأعضاء.
الأسماء الكيميائية والصيغة
يُعرف أول أكسيد الكربون أيضًا بأسماء أخرى ، بما في ذلك أول أكسيد الكربون II. في الحياة اليومية ، يشار إليه عادة باسم أول أكسيد الكربون. أول أكسيد الكربون غاز سام وعديم اللون والمذاق والرائحة. صيغته الكيميائية هي CO وكتلة جزيء واحد 28.01 جم / مول.
تأثير على الجسم
يتحد أول أكسيد الكربون مع الهيموجلوبين لتكوين الكربوكسي هيموغلوبين ، الذي لا يحتوي على قدرة تحمل الأكسجين. استنشاق أبخرته يسبب تلف الجهاز العصبي المركزي (الجهاز العصبي المركزي) والاختناق. يتسبب نقص الأكسجين الناتج في حدوث صداع ودوخة وانخفاض معدل ضربات القلب ومعدل التنفس مما يؤدي إلى الإغماء والوفاة اللاحقة.
غاز سام
يتم الحصول على أول أكسيد الكربون عن طريق الاحتراق الجزئي للمواد المحتوية على الكربون ، على سبيل المثال ، في محركات الاحتراق الداخلي. يحتوي المركب على 1 ذرة كربون مرتبطة تساهميًا مع ذرة أكسجين واحدة. يعتبر أول أكسيد الكربون شديد السمية وهو أحد أكثر أسباب التسمم القاتل شيوعًا في جميع أنحاء العالم. التعرض قد يسبب ضررا للقلب والأعضاء الأخرى.
ما هو استخدام أول أكسيد الكربون؟
على الرغم من سميته الخطيرة ، فإن أول أكسيد الكربون مفيد للغاية - بفضل التقنيات الحديثة ، يتم إنشاء عدد من المنتجات الحيوية منه. أول أكسيد الكربون ، على الرغم من اعتباره ملوثًا اليوم ، كان دائمًا موجودًا في الطبيعة ، ولكن ليس بكميات مثل ، على سبيل المثال ، ثاني أكسيد الكربون.
مخطئون أولئك الذين يعتقدون أن مركبات أول أكسيد الكربون غير موجودة في الطبيعة. يذوب ثاني أكسيد الكربون في الصخور البركانية المنصهرة عند ضغوط عالية في وشاح الأرض. يختلف محتوى أكاسيد الكربون في الغازات البركانية من أقل من 0.01٪ إلى 2٪ حسب نوع البركان. لأن هذا المركب الطبيعي ليس قيمة ثابتة ، لا يمكن قياس انبعاثات الغاز الطبيعي بدقة.
الخصائص الكيميائية
يشير أول أكسيد الكربون (الصيغة CO) إلى أكاسيد غير مكونة للملح أو غير مبالية. ومع ذلك ، عند +200oС يتفاعل مع هيدروكسيد الصوديوم. خلال هذه العملية الكيميائية ، يتكون فورمات الصوديوم:
NaOH + CO=HCOONa (ملح حمض الفورميك).
تعتمد خصائص أول أكسيد الكربون على قدرته على الاختزال. أول أكسيد الكربون:
- يمكن أن تتفاعل مع الأكسجين: 2CO + O2=2CO2 ؛
- قادر على التفاعل مع الهالوجينات: CO + Cl2=COCl2(الفوسجين) ؛
- له خاصية فريدة لاستعادة المعادن النقية من أكاسيدها: Fe2O3+ 3CO=2Fe + 3CO2 ؛
- أشكال الكربونيل المعدنية: Fe + 5CO=Fe (CO)5 ؛
- قابل للذوبان تمامًا في الكلوروفورم وحمض الخليك والإيثانول وهيدروكسيد الأمونيوم والبنزين.
هيكل الجزيء
ذرتان ، في الواقع ، يتكون جزيء أول أكسيد الكربون (CO) ، مترابطتان ببعضهما البعض برابطة ثلاثية. يتكون اثنان منهم من اندماج إلكترونات p من ذرات الكربون مع الأكسجين ، والثالث يرجع إلى آلية خاصة بسبب المدار الحر 2p للكربون وزوج الإلكترون 2p من الأكسجين. يوفر هذا الهيكل للجزيء قوة عالية.
قليلا من التاريخ
حتى أرسطو من اليونان القديمة وصف الأبخرة السامة الناتجة عن حرق الفحم. آلية الموت نفسها غير معروفة.كان. ومع ذلك ، كانت إحدى طرق الإعدام القديمة هي حبس الجاني في غرفة بخار ، حيث كان هناك جمر مشتعل. اقترح الطبيب اليوناني جالينوس حدوث تغييرات معينة في تركيبة الهواء تسبب الأذى عند استنشاقه.
خلال الحرب العالمية الثانية ، تم استخدام غاز أول أكسيد الكربون كوقود للسيارات في أجزاء من العالم حيث كان البنزين والديزل نادرًا. تم تركيب مولدات خارجية (مع استثناءات قليلة) للفحم أو الغاز الخشبي ، وتم إدخال مزيج من النيتروجين الجوي وأول أكسيد الكربون وكمية صغيرة من الغازات الأخرى في خلاط الغاز. كان ما يسمى بغاز الخشب.
أكسدة أول أكسيد الكربون
يتكون أول أكسيد الكربون من الأكسدة الجزئية للمركبات المحتوية على الكربون. يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون عندما لا يكون هناك ما يكفي من الأكسجين لإنتاج ثاني أكسيد الكربون (CO2) ، كما هو الحال عندما يعمل الفرن أو محرك الاحتراق الداخلي في مكان مغلق. في حالة وجود الأكسجين ، بالإضافة إلى تركيزات معينة أخرى في الغلاف الجوي ، يحترق أول أكسيد الكربون ، وينبعث منه ضوء أزرق ، وينتج ثاني أكسيد الكربون ، المعروف باسم ثاني أكسيد الكربون.
غاز الفحم ، المستخدم على نطاق واسع حتى الستينيات للإضاءة الداخلية والطهي والتدفئة ، كان يحتوي على ثاني أكسيد الكربون كمكون وقود سائد. لا تزال بعض العمليات في التكنولوجيا الحديثة ، مثل صهر الحديد ، تنتج أول أكسيد الكربون فيكمنتج ثانوي. يتأكسد مركب CO نفسه إلى CO2في درجة حرارة الغرفة.
هل يوجد أول أكسيد الكربون في الطبيعة؟
هل يوجد أول أكسيد الكربون في الطبيعة؟ أحد مصادره الطبيعية هو التفاعلات الكيميائية الضوئية التي تحدث في طبقة التروبوسفير. من المتوقع أن تكون هذه العمليات قادرة على توليد حوالي 5 × 1012كجم من المادة هـ ؛ سنويًا. تشمل المصادر الأخرى ، كما ذكر أعلاه ، البراكين وحرائق الغابات وأشكال الاحتراق الأخرى.
الخصائص الجزيئية
يحتوي أول أكسيد الكربون على كتلة مولارية 28.0 ، مما يجعله أقل كثافة بقليل من الهواء. يبلغ طول الرابطة بين ذرتين 112.8 ميكرومتر. هذا قريب بما يكفي لتوفير واحدة من أقوى الروابط الكيميائية. يحتوي كلا العنصرين في مركب CO معًا على حوالي 10 إلكترونات في غلاف تكافؤ واحد.
كقاعدة عامة ، تحدث الرابطة المزدوجة في مركبات الكربونيل العضوية. السمة المميزة لجزيء ثاني أكسيد الكربون هي أن هناك رابطة ثلاثية قوية تنشأ بين الذرات مع 6 إلكترونات مشتركة في 3 مدارات جزيئية مرتبطة. نظرًا لأن 4 من الإلكترونات المشتركة تأتي من الأكسجين و 2 فقط من الكربون ، فإن مدارًا واحدًا يشغله إلكترونان من O2، مما يشكل رابطة مجردة أو رابطة ثنائية القطب. يؤدي هذا إلى استقطاب C ← O للجزيء بشحنة صغيرة "-" على الكربون وشحنة صغيرة "+" على الأكسجين.
المداريان الآخران المرتبطان يحتلان جسيمًا مشحونًا واحدًا من الكربون وواحد من الأكسجين. الجزيء غير متماثل: الأكسجين له كثافة إلكترون أعلى من الكربون وهو أيضًا مشحون بشكل إيجابي قليلاً مقارنة بالكربون السالب.
تلقي
في الصناعة ، يتم الحصول على أول أكسيد الكربون عن طريق تسخين ثاني أكسيد الكربون أو بخار الماء بالفحم دون الوصول إلى الهواء:
CO2+ C=2CO ؛
H2O + C=CO + H2.
يسمى الخليط الأخير الناتج أيضًا بالماء أو الغاز التخليقي. في المختبر ، أول أكسيد الكربون II عن طريق تعريض الأحماض العضوية لحمض الكبريتيك المركز ، والذي يعمل كعامل تجفيف:
HCOOH=CO + H2O ؛
N2C2O4=CO2 + H2O.
الأعراض الرئيسية وتساعد على التسمم بأول أكسيد الكربون
هل يسبب أول أكسيد الكربون التسمم؟ نعم وقوي جدا. يعتبر التسمم بأول أكسيد الكربون أكثر الحالات شيوعًا في جميع أنحاء العالم. الأعراض الأكثر شيوعًا:
- الشعور بالضعف
- غثيان ؛
- دوار ؛
- تعب
- تهيج ؛
- ضعف الشهيه
- صداع
- ارتباك ؛
- ضعف البصر ؛
- قيء
- إغماء ؛
- تشنجات
يمكن أن يتسبب التعرض لهذا الغاز السام في أضرار جسيمة ، والتي يمكن أن تؤدي في كثير من الأحيان إلى حالات مزمنة طويلة الأمد. أول أكسيد الكربون قادرتسبب ضررا جسيما لجنين الحامل. الضحايا ، على سبيل المثال ، بعد الحريق ، يجب أن يحصلوا على مساعدة فورية. من الضروري استدعاء سيارة إسعاف ، وإعطاء الهواء النقي ، وإزالة الملابس التي تقيد التنفس ، والهدوء ، والدفء. التسمم الشديد كقاعدة يتم علاجه فقط تحت اشراف الاطباء بالمستشفى.
التطبيق
أول أكسيد الكربون ، كما ذكرنا سابقًا ، سام وخطير ، لكنه أحد المركبات الأساسية التي تستخدم في الصناعة الحديثة للتخليق العضوي. يستخدم ثاني أكسيد الكربون في إنتاج المعادن النقية ، والكربونيل ، والفوسجين ، وكبريتيد الكربون ، وكحول الميثيل ، والفورماميد ، والألدهيدات العطرية ، وحمض الفورميك. تستخدم هذه المادة أيضًا كوقود. على الرغم من سميته وسميته ، إلا أنه غالبًا ما يستخدم كمادة خام لمواد مختلفة في الصناعة الكيميائية.
أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون: ما الفرق؟
أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون (CO و CO2) غالبًا ما يتم الخلط بينهما. كلا الغازين عديم الرائحة واللون ، وكلاهما يؤثر سلبًا على نظام القلب والأوعية الدموية. يمكن أن يدخل كلا الغازين الجسم عن طريق الاستنشاق والجلد والعينين. هذه المركبات ، عند تعرضها لكائن حي ، لها عدد من الأعراض الشائعة - الصداع ، والدوخة ، والتشنجات ، والهلوسة. يجد معظم الناس صعوبة في معرفة الفرق ولا يدركون أن عادم السيارة ينبعث من كل من ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون2. في الداخل ، يمكن أن تكون زيادة تركيز هذه الغازات خطرة على صحة وسلامة الشخص المعرض لها.تأثير. ما الفرق؟
بتركيزات عالية ، كلاهما يمكن أن يكون قاتلاً. الفرق هو أن CO2هو الغاز الطبيعي المشترك المطلوب لجميع أنواع الحياة النباتية والحيوانية. ثاني أكسيد الكربون ليس شائعًا. إنه منتج ثانوي لاحتراق الوقود الخالي من الأكسجين. الاختلاف الكيميائي الحاسم هو أن CO2يحتوي على ذرة كربون واحدة وذرتين من الأكسجين ، في حين أن CO يحتوي على واحدة فقط لكل منهما. ثاني أكسيد الكربون غير قابل للاشتعال ، بينما من المرجح أن يشتعل أول أكسيد الكربون.
يحدث ثاني أكسيد الكربون بشكل طبيعي في الغلاف الجوي: يتنفس الإنسان والحيوان الأكسجين ويزفر ثاني أكسيد الكربون ، مما يعني أن الكائنات الحية يمكنها تحمل كميات صغيرة منه. هذا الغاز ضروري أيضًا لتنفيذ عملية التمثيل الضوئي بواسطة النباتات. ومع ذلك ، فإن أول أكسيد الكربون لا يحدث بشكل طبيعي في الغلاف الجوي ويمكن أن يسبب مشاكل صحية حتى عند التركيزات المنخفضة. كثافة كلا الغازين مختلفة أيضًا. ثاني أكسيد الكربون أثقل وأكثف من الهواء ، في حين أن أول أكسيد الكربون أخف قليلاً. يجب مراعاة هذه الميزة عند تركيب أجهزة استشعار مناسبة في المنازل.
