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) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 Multimedia w Wikimedia Commons |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 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.
Spis treści |
Budowa [edytuj]
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:
.svg){kind=small}
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]
Właściwości fizyczne [edytuj]
W temperaturze pokojowej jest to bezbarwny, bezwonny i niedrażniący gaz. Jest trudno rozpuszczalny w wodzie. Tlenek węgla ma nieco mniejszą gęstość od powietrza, lecz 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.
Właściwości chemiczne [edytuj]
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
Szkodliwość [edytuj]
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]
Źródła naturalne [edytuj]
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]
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]
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]
Przypisy [edytuj]
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 CRC Handbook of Chemistry and Physics. s. 3-88.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 CRC Handbook of Chemistry and Physics. s. 6-55.
- ↑ 3,0 3,1 CRC Handbook of Chemistry and Physics. s. 9-53.
- ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 CRC Handbook of Chemistry and Physics. s. 6-174.
- ↑ Tlenek węgla (ang.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich dla Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-06-24].
- ↑ 6,0 6,1 Tlenek węgla (pol.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich dla Polski. [dostęp 2011-06-24].
- ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics. s. 16-4.
- ↑ 8,0 8,1 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 – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
- ↑ 10,0 10,1 CRC Handbook of Chemistry and Physics. s. 4-56.
- ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics. s. 9-33.
- ↑ W. Kutzelnigg: Einführung in die Theoretische Chemie. Wiley. ISBN 3527306099.
- ↑ 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? (ang.). EurekAlert. [dostęp 2011-06-24].
- ↑ Nickey Henry: Carbon monoxide soothes inflammatory bowel disease (ang.). EurekAlert. [dostęp 2011-06-24].
Bibliografia [edytuj]
- CRC Handbook of Chemistry and Physics. David R. Lide (red.). Wyd. 90. Boca Raton: CRC Press, 2009. ISBN 9781420090840.
