Tlenek węgla

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Tlenek węgla
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny

CO

Masa molowa

28,01 g/mol

Wygląd

bezwonny, bezbarwny gaz[1]

Identyfikacja
Numer CAS

630-08-0

PubChem

281

Podobne związki
Podobne związki

tlenki węgla, m.in. podtlenek węgla, dwutlenek węgla

Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
Klasyfikacja medyczna
ATC

V04CX08

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[edytuj | edytuj kod]

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:

Carbon monoxide mesomeric.svg

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[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 palny, 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
2
O
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

Przyłącza chlor tworząc fosgen:

CO + Cl
2
→ COCl
2

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[15][16].

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 + 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[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 + H
2
O → 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

Można go też otrzymać w wyniku redukcji siarczanu sodu lub tlenku magnezu węglem:

Na
2
SO
4
+ 4C → Na
2
S + 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[edytuj | edytuj kod]

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. a b c d e Lide 2009 ↓, s. 3–88.
  2. a b Lide 2009 ↓, s. 4–56.
  3. a b c Lide 2009 ↓, s. 6–55.
  4. a b c d e f Lide 2009 ↓, s. 6–174.
  5. a b Lide 2009 ↓, s. 9–53.
  6. a b Tlenek węgla (ang.) w wykazie klasyfikacji i oznakowania Europejskiej Agencji Chemikaliów. [dostęp 2015-04-10].
  7. 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)
  8. 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)
  9. Tlenek węgla (nr 295116) w katalogu produktów Sigma-Aldrich (Merck KGaA). [dostęp 2016-04-16].
  10. Lide 2009 ↓, s. 16–14.
  11. czad, [w:] Encyklopedia PWN [online] [dostęp 2021-10-02].
  12. Lide 2009 ↓, s. 9–33.
  13. W. Kutzelnigg: Einführung in die Theoretische Chemie. Wiley. ISBN 3-527-30609-9.
  14. 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. 
  15. Sally Pobojewski, Kara Gavin: Carbon monoxide: Poison gas or anti-inflammatory drug? (ang.). EurekAlert. [dostęp 2011-06-24].
  16. Nickey Henry: Carbon monoxide soothes inflammatory bowel disease (ang.). EurekAlert. [dostęp 2011-06-24].
  17. a b Adam Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, wyd. 5, Warszawa: PWN, 2002, s. 703–707, ISBN 83-01-13654-5.
  18. Kurt Waselowsky, 225 Doświadczeń Chemicznych, Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1987, s. 90-91.

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

Star of life.svg Przeczytaj ostrzeżenie dotyczące informacji medycznych i pokrewnych zamieszczonych w Wikipedii.