Tlenek węgla
| Tlenek węgla | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nazewnictwo | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ogólne informacje | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wzór sumaryczny | CO | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masa molowa | 28,01 g/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wygląd | bezwonny, bezbarwny gaz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Identyfikacja | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Numer CAS | 630-08-0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PubChem | 281[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 Multimedia w Wikimedia Commons |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tlenek węgla (CO, nazwa zwyczajowa czad, nazwa systematyczna: tlenek węgla(II)) – nieorganiczny związek chemiczny, tlenek węgla na II stopniu utlenienia. Ma silne własności toksyczne.
Spis treści |
[edytuj] Budowa
Długość wiązania C-O w tlenku węgla wynosi 1,128 Å[5]. Ładunek formalny i różnice w elektroujemności atomów węgla i tlenu znoszą się wzajemnie, co sprawia, że cząsteczka ma niewielki moment dipolowy (0,112 D) z ładunkiem ujemnym na atomie węgla[6], 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:
.svg&filetimestamp=20070127024557){kind=small}
Największy udział ma struktura z lewej strony rysunku[5].
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.
[edytuj] Właściwości
[edytuj] Właściwości fizyczne
W temperaturze pokojowej jest to bezbarwny, bezwonny i niedrażniący gaz. Temperatura wrzenia: −191,5 °C. Temperatura topnienia: −204 °C. Jest trudno rozpuszczalny w wodzie. Tlenek węgla ma nieco mniejszą gęstość od powietrza, jako produkt spalania paliw (czad) powstaje jednak w mieszaninie z ciężkim dwutlenkiem węgla, co sprawia, że spaliny mają sumaryczną gęstość większą od powietrza i gromadzą się w dolnych partiach pomieszczeń.
[edytuj] Właściwości chemiczne
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 + NH3 → HCONH2
Przyłącza chlor tworząc fosgen:
- CO + Cl2 → COCl2
[edytuj] 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.
[edytuj] Źródła
[edytuj] 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[7][8].
[edytuj] 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 + 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.
[edytuj] 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 + 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(VI) a także przez termiczny rozkład karbonylku niklu Ni(CO)4.
[edytuj] Zobacz też
[edytuj] Przypisy
- ↑ Tlenek węgla – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 Tlenek węgla (pol.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich dla Polski. [dostęp 2011-06-24].
- ↑ 3,0 3,1 Informacje o klasyfikacji i oznakowaniu substancji wg Rozporządzenia 1272/2008, zał. VI: Tlenek węgla (pol.) w bazie European chemical Substances Information System. Instytut Ochrony Zdrowia i Konsumenta. [dostęp 2011-06-24].
- ↑ Tlenek węgla (ang.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich dla Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-06-24].
- ↑ 5,0 5,1 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.
- ↑ W. Kutzelnigg: Einführung in die Theoretische Chemie. Wiley. ISBN 3527306099.
- ↑ Sally Pobojewski, Kara Gavin: Carbon monoxide: Poison gas or anti-inflammatory drug? (ang.). EurekAlert. [dostęp 2011-06-24].
- ↑ Nickey Henry: Carbon monoxide soothes inflammatory bowel disease (ang.). EurekAlert. [dostęp 2011-06-24].
