Tlenek węgla
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ogólne informacje | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wzór sumaryczny | CO | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Masa molowa | 28,01 g/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wygląd | bezwonny, bezbarwny gaz[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Identyfikacja | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Numer CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PubChem | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Podobne związki | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Podobne związki | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Klasyfikacja medyczna | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ATC |
Tlenek węgla (nazwa Stocka: tlenek węgla(II); potocznie: czad[11]), CO – nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków węgla, w którym węgiel występuje na II stopniu utlenienia. Ma silne własności toksyczne.
Budowa
Długość wiązania C–O w tlenku węgla wynosi 1,1283 Å[12]. Ładunek formalny i różnice w elektroujemności atomów węgla i tlenu znoszą się wzajemnie, co sprawia, że cząsteczka ma niewielki moment dipolowy (0,10980 D[5]) z ładunkiem ujemnym na atomie węgla[13], choć w rzeczywistości sześć uwspólnionych elektronów wiązania jest prawdopodobnie wyciąganych w kierunku atomu tlenu. Odległość międzyatomowa odpowiada niepełnemu wiązaniu potrójnemu. Cząsteczkę CO można przedstawić trzema strukturami rezonansowymi:
Największy udział ma struktura z lewej strony rysunku[14].
Tlenek węgla jest izoelektronowy z cząsteczką azotu N
2, co oznacza, że obie cząsteczki mają tę samą liczbę elektronów i podobny charakter wiązania. Właściwości fizyczne CO i N
2 są zbliżone, natomiast chemicznie tlenek węgla jest znacznie bardziej reaktywny.
Właściwości
Właściwości fizyczne
W temperaturze pokojowej jest to bezbarwny, bezwonny i niedrażniący gaz o nieco mniejszej gęstości od powietrza (przy takiej samej temperaturze).
Właściwości chemiczne
Jest to gaz, który na powietrzu pali się niebieskim płomieniem, tworząc dwutlenek węgla. W naturze występuje w gazach kopalnianych. Ma zastosowanie w wielu procesach przemysłowych.
Jest składnikiem:
Tlenek węgla ma właściwości redukujące, co wykorzystywane jest w hutnictwie:
- Fe
2O
3 + 3CO → 2Fe + 3CO
2
W drastycznych warunkach, ze stężonymi zasadami tworzy mrówczany (nie jest jednak bezwodnikiem kwasowym), a z amoniakiem – formamid:
- CO + NaOH → HCOONa
- CO + NH
3 → HCONH
2 - CO + NH
Przyłącza chlor tworząc fosgen:
- CO + Cl
2 → COCl
2
Szkodliwość
Toksyczne działanie tlenku węgla wynika z jego większego od tlenu (250–300 razy) powinowactwa do hemoglobiny, zawartej w erytrocytach krwi. Tworzy on połączenie zwane karboksyhemoglobiną (CO + Hb → COHb), które jest trwalsze niż służąca do transportu tlenu z płuc do tkanek oksyhemoglobina (połączenie tlenu z hemoglobiną). Dochodzi więc do niedotlenienia tkanek, co w wielu przypadkach prowadzi do śmierci. Już wdychanie powietrza ze stężeniem 0,16% objętościowego CO, powoduje po dwóch godzinach zgon. O ile przy większych stężeniach (pow. 0,32%) pierwszymi objawami zatrucia jest silny ból głowy i wymioty, to mniejsze stężenia powodują przy względnie krótkim wdychaniu jedynie słaby ból głowy i zapadanie w śpiączkę, jednak i te stężenia powodują po dłuższym kontakcie śmierć.
Źródła
Źródła naturalne
Źródła naturalne to erupcje wulkanów, naturalne pożary roślinności, w których temperatura dochodzi do 1000 °C. W niewielkich ilościach jest także produkowany w organizmach żywych – ma działanie przeciwzapalne, jest naturalnym antagonistą tlenku azotu[15][16].
Źródła na skutek działalności człowieka
Źródłami na skutek działalności człowieka jest większość wysokotemperaturowych procesów technologicznych, w których paliwem jest przede wszystkim węgiel i ropa naftowa (przemysł energetyczny, hutniczy, chemiczny), spaliny samochodowe (silniki spalinowe).
Mechanizm samooczyszczania się atmosfery:
- 2CO + O
2 + en
. UV → 2CO
2.
Powstaje także przez spalanie węgla i innych paliw w niewystarczającej ilości tlenu (jest to źródło czadu w urządzeniach grzewczych oraz podczas pożarów), podczas redukcji pary wodnej węglem w temperaturze kilkuset stopni.
Otrzymywanie
Tlenek węgla powstaje w pierwszym etapie reakcji Boscha, tj. reakcji węgla (np. rozżarzonego koksu) z parą wodną (w reakcji tej powstaje też wodór):
- C + H
2O → CO + H
2
Na skalę przemysłową otrzymywany może być przez spalanie koksu przy niedoborze powietrza[17]:
- C + O
2 → CO
2- C + CO
2 ⇄ 2CO - C + CO
Można go też otrzymać w wyniku redukcji siarczanu sodu lub tlenku magnezu węglem:
- Na
2SO
4 + 4C → Na
2S + 4CO↑- MgO + C → Mg + CO↑
a także w reakcji węglanu wapnia z cynkiem[18]:
- CaCO
3 + Zn → CaO + ZnO + CO↑
W laboratorium można uzyskać go przez odwodnienie kwasu mrówkowego[17] lub kwasu szczawiowego stężonym kwasem siarkowym, a także przez termiczny rozkład karbonylku niklu, Ni(CO)
4.
Zobacz też
Przypisy
- ↑ a b c d e Lide 2009 ↓, s. 3–88.
- ↑ a b Lide 2009 ↓, s. 4–56.
- ↑ a b c Lide 2009 ↓, s. 6–55.
- ↑ a b c d e f Lide 2009 ↓, s. 6–174.
- ↑ a b Lide 2009 ↓, s. 9–53.
- ↑ a b Tlenek węgla (ang.) w wykazie klasyfikacji i oznakowania Europejskiej Agencji Chemikaliów. [dostęp 2015-04-10].
- ↑ Monotlenek węgla (nr 295116) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Polski. [dostęp 2016-04-16]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
- ↑ Tlenek węgla (nr 295116) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2016-04-16]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
- ↑ Tlenek węgla (nr 295116) w katalogu produktów Sigma-Aldrich (Merck KGaA). [dostęp 2016-04-16].
- ↑ Lide 2009 ↓, s. 16–14.
- ↑ czad, [w:] Encyklopedia PWN [online] [dostęp 2021-10-02] .
- ↑ Lide 2009 ↓, s. 9–33.
- ↑ W. Kutzelnigg: Einführung in die Theoretische Chemie. Wiley. ISBN 3-527-30609-9.
- ↑ O.R. Gilliam, C.M. Johnson, W. Gordy. Microwave Spectroscopy in the Region from Two to Three Millimeters. „Phys. Rev.”. 78 (2), s. 140, 1950. DOI: 10.1103/PhysRev.78.140.
- ↑ Sally Pobojewski, Kara Gavin: Carbon monoxide: Poison gas or anti-inflammatory drug?. EurekAlert. [dostęp 2011-06-24]. (ang.).
- ↑ Nickey Henry: Carbon monoxide soothes inflammatory bowel disease. EurekAlert. [dostęp 2011-06-24]. (ang.).
- ↑ a b Adam Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, wyd. 5, Warszawa: PWN, 2002, s. 703–707, ISBN 83-01-13654-5 .
- ↑ Kurt Waselowsky , 225 Doświadczeń Chemicznych, Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1987, s. 90-91 .
Bibliografia
- David R. Lide (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).
Przeczytaj ostrzeżenie dotyczące informacji medycznych i pokrewnych zamieszczonych w Wikipedii.
Media użyte na tej stronie
Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) pictogram for flammable substances
Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) pictogram for gas bottles
Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) pictogram for toxic substances
The hazard symbol for flammable/highly flammable substances according to directive 67/548/EWG by the European Chemicals Bureau.
The "fire diamond" as defined by NFPA 704. It is a blank template, so as to facilitate populating it using CSS.
The Star of Life, medical symbol used on some ambulances.
Star of Life was designed/created by a National Highway Traffic Safety Administration (US Gov) employee and is thus in the public domain.mesomeric formulas of carbon monoxide
Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) pictogram for substances hazardous to human health.