Tlenek węgla

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Ujednoznacznienie Ten artykuł dotyczy tlenku węgla(II). Zobacz też: tlenki węgla. Na tę stronę wskazuje także przekierowanie „CO”. Zobacz też: inne znaczenia tego skrótu.
Tlenek węgla
Tlenek węgla Tlenek węgla
Nazewnictwo
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny CO
Masa molowa 28,01 g/mol
Wygląd bezwonny, bezbarwny gaz[1]
Identyfikacja
Numer CAS 630-08-0
PubChem 281[9]
Podobne związki
Podobne związki tlenki węgla, m.in. podtlenek węgla, dwutlenek węgla
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
Commons Multimedia w Wikimedia Commons
Wikisłownik Hasło tlenek węgla w Wikisłowniku

Tlenek węgla (nazwa Stocka: tlenek węgla(II); potocznie: czad), CO – nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków węgla, w którym węgiel występuje na II stopniu utlenienia. Ma silne własności toksyczne.

Budowa[edytuj | edytuj kod]

Długość wiązania C−O w tlenku węgla wynosi 1,1283 Å[11]. Ładunek formalny i różnice w elektroujemności atomów węgla i tlenu znoszą się wzajemnie, co sprawia, że cząsteczka ma niewielki moment dipolowy (0,10980 D[3]) z ładunkiem ujemnym na atomie węgla[12], 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:

Carbon monoxide mesomeric.svg

Największy udział ma struktura z lewej strony rysunku[13].

Tlenek węgla jest izoelektronowy z cząsteczką azotu N2, co oznacza, że obie cząsteczki mają tę samą liczbę elektronów i podobny charakter wiązania. Właściwości fizyczne CO i N2 są zbliżone, natomiast chemicznie tlenek węgla jest znacznie bardziej reaktywny.

Właściwości[edytuj | edytuj kod]

Właściwości fizyczne[edytuj | edytuj kod]

W temperaturze pokojowej jest to bezbarwny, bezwonny i niedrażniący gaz o nieco mniejszej gęstości od powietrza (przy takiej samej temperaturze).

Właściwości chemiczne[edytuj | edytuj kod]

Jest to gaz palny, 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:

Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2

Z zasadami tworzy mrówczany (nie jest jednak bezwodnikiem kwasowym), a z amoniakiem – formamid:

CO + NaOH → HCOONa
CO + NH3HCONH2

Przyłącza chlor tworząc fosgen:

CO + Cl2COCl2

Szkodliwość[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: zatrucie tlenkiem węgla.

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[edytuj | edytuj kod]

Źródła naturalne[edytuj | edytuj kod]

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[14][15].

Źródła na skutek działalności człowieka[edytuj | edytuj kod]

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 + O2 → en. UV → 2CO2.

Powstaje także przez spalanie węgla w niewystarczającej ilości tlenu (jest to źródło czadu w urządzeniach grzewczych oraz podczas pożarów), podczas redukcji pary wodnej węglem w temperaturze kilkuset stopni.

Otrzymywanie[edytuj | edytuj kod]

Tlenek węgla powstaje w pierwszym etapie reakcji Boscha, tj. reakcji węgla (np. rozżarzonego koksu) z parą wodną (w reakcji tej powstaje też wodór):

C + H2O↑ → CO↑ + H2

Można go też otrzymać w reakcji siarczanu sodu i tlenku magnezu z węglem:

Na2SO4 + 4C → Na2S + 4CO↑
MgO + C → Mg + CO↑

W laboratorium uzyskuje się go przez odwodnienie kwasu mrówkowego stężonym kwasem fosforowym lub przez odwadnianie kwasu szczawiowego kwasem siarkowym a także przez termiczny rozkład karbonylku niklu Ni(CO)4.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 CRC Handbook of Chemistry and Physics. s. 3-88.
  2. 2,0 2,1 2,2 CRC Handbook of Chemistry and Physics. s. 6-55.
  3. 3,0 3,1 CRC Handbook of Chemistry and Physics. s. 9-53.
  4. 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 CRC Handbook of Chemistry and Physics. s. 6-174.
  5. Tlenek węgla (ang.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich dla Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-06-24].
  6. 6,0 6,1 Tlenek węgla (pol.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich dla Polski. [dostęp 2011-06-24].
  7. CRC Handbook of Chemistry and Physics. s. 16-4.
  8. 8,0 8,1 Informacje o klasyfikacji i oznakowaniu substancji według Rozporządzenia 1272/2008, zał. VI: Tlenek węgla (pol.) w bazie European chemical Substances Information System. Instytut Ochrony Zdrowia i Konsumenta. [dostęp 2011-06-24].
  9. Tlenek węgla – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  10. 10,0 10,1 CRC Handbook of Chemistry and Physics. s. 4-56.
  11. CRC Handbook of Chemistry and Physics. s. 9-33.
  12. W. Kutzelnigg: Einführung in die Theoretische Chemie. Wiley. ISBN 3527306099.
  13. 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. 
  14. Sally Pobojewski, Kara Gavin: Carbon monoxide: Poison gas or anti-inflammatory drug? (ang.). EurekAlert. [dostęp 2011-06-24].
  15. Nickey Henry: Carbon monoxide soothes inflammatory bowel disease (ang.). EurekAlert. [dostęp 2011-06-24].

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]