Szén-monoxid és klór reakció. A szén-monoxid fizikai tulajdonságai: sűrűség, hőkapacitás, hővezetőképesség CO
Szén-monoxid (szén-monoxid, szén-monoxid, szén(II)-monoxid) színtelen, rendkívül mérgező gáz, íztelen és szagtalan, könnyebb a levegőnél (normál körülmények között). Kémiai képlet - CO.
Molekula szerkezete
A hármas kötés jelenléte miatt a CO-molekula nagyon erős (disszociációs energia 1069 kJ/mol, vagyis 256 kcal/mol, ami nagyobb, mint bármely más kétatomos molekuláé) és kicsi a magok közötti távolsága ( d C≡O =0,1128 nm vagy 1,13 Å ).
A molekula gyengén polarizált, elektromos dipólusmomentuma μ = 0,04⋅10 −29 C m. Számos tanulmány kimutatta, hogy a CO molekulában a negatív töltés a C − ←O + szénatomon koncentrálódik (a molekulában a dipólusmomentum iránya ellentétes a korábban feltételezetttel). Ionizációs energia 14,0 eV, erőcsatolási állandó k = 18,6 .
Tulajdonságok
A szén(II)-monoxid színtelen, íztelen és szagtalan gáz. Gyúlékony Az úgynevezett "szag" szén-monoxid Valójában a szerves szennyeződések szaga.
| Standard Gibbs-képződési energia Δ G | −137,14 kJ/mol (g) (298 K-en) |
| Standard oktatási entrópia S | 197,54 J/mol K (g) (298 K-en) |
| Szabványos moláris hőkapacitás C p | 29,11 J/mol K (g) (298 K-en) |
| Olvadási entalpia Δ H pl | 0,838 kJ/mol |
| Forrás entalpiája Δ H bála | 6,04 kJ/mol |
| Kritikus hőmérséklet t Kréta | −140,23 °C |
| Kritikus nyomás P Kréta | 3,499 MPa |
| Kritikus sűrűség ρ crit | 0,301 g/cm³ |
Főbb típusok kémiai reakciók amelyekben a szén(II)-monoxid részt vesz, az addíciós reakciók és redox reakciók, amelyekben redukáló tulajdonságokat mutat.
Szobahőmérsékleten a CO inaktív, kémiai aktivitása melegítéskor és oldatokban jelentősen megnő. Így oldatokban már szobahőmérsékleten fémekké redukálja a sókat, és másokat. Hevítéskor más fémeket is redukál, például CO + CuO → Cu + CO 2. A pirometallurgiában széles körben használják. A CO kvalitatív kimutatásának módszere az oldatban lévő CO palládium-kloriddal való reakcióján alapul, lásd alább.
Az oldatban lévő CO oxidációja gyakran csak katalizátor jelenlétében történik észrevehető sebességgel. Az utóbbi kiválasztásakor a fő szerepet az oxidálószer jellege játssza. Így a KMnO 4 oxidálja leggyorsabban a CO-t finomra zúzott ezüst, a K 2 Cr 2 O 7 - sók, a KClO 3 - OsO 4 jelenlétében. Általában a CO redukáló tulajdonságaiban hasonló a molekuláris hidrogénhez.
830 °C alatt az erősebb redukálószer a CO, felette a hidrogén. Ezért a reakcióegyensúly
H 2 O + C O ⇄ C O 2 + H 2 (\displaystyle (\mathsf (H_(2)O+CO\rightleftarrows CO_(2)+H_(2))))830 °C-ig jobbra, 830 °C felett balra tolódik.
Érdekes módon vannak olyan baktériumok, amelyek a CO oxidációja révén nyerik az élethez szükséges energiát.
A szén(II)-monoxid lánggal ég kék színű(a reakció indulási hőmérséklete 700 °C) levegőben:
2 C O + O 2 → 2 C O 2 (\displaystyle (\mathsf (2CO+O_(2)\jobbra 2CO_(2)))) (Δ G° 298 = -257 kJ, Δ S°298 = -86 J/K).A CO égési hőmérséklete elérheti a 2100 °C-ot. Az égési reakció láncreakció, az iniciátorok kis mennyiségű hidrogén tartalmú vegyületek (víz, ammónia, kénhidrogén stb.)
Köszönhetően egy ilyen jó fűtőértéke, a CO különféle műszaki gázkeverékek (lásd pl. generátorgáz) alkotórésze, amelyet többek között fűtésre használnak. Levegővel keverve robbanásveszélyes; a lángterjedés alsó és felső koncentrációs határa: 12,5-74% (térfogat).
halogének. Legnagyobb gyakorlati használat reakcióba lép a klórral:
C O + C l 2 → C O C l 2 . (\displaystyle (\mathsf (CO+Cl_(2)\jobbra mutató COCl_(2))).)Ha a CO-t F 2 -vel reagáltatjuk, a COF 2 karbonil-fluorid mellett a peroxidvegyületet (FCO) 2 O 2 kaphatjuk. Jellemzői: olvadáspont -42 °C, forráspont +16 °C, jellegzetes szagú (hasonló az ózon szagához), 200 °C fölé hevítve robbanásszerűen lebomlik (reakciótermékek CO 2, O 2 és COF 2 ), savas közegben kálium-jodiddal reagál a következő egyenlet szerint:
(F C O) 2 O 2 + 2 K I → 2 K F + I 2 + 2 C O 2. (\displaystyle (\mathsf ((FCO)_(2)O_(2)+2KI\jobbra 2KF+I_(2)+2CO_(2).)))A szén(II)-monoxid reakcióba lép kalkogénekkel. A kénnel szén-szulfid COS keletkezik, a reakció hevítéskor megy végbe, az egyenlet szerint:
C O + S → C O S (\displaystyle (\mathsf (CO+S\jobbra COS))) (Δ G° 298 = -229 kJ, Δ S°298 = -134 J/K).Hasonló szén-szelenoxidot (COSe) és szén-telluroxidot (COTe) is kaptak.
SO 2 visszaállítása:
2 C O + S O 2 → 2 C O 2 + S. (\displaystyle (\mathsf (2CO+SO_(2)\jobbra 2CO_(2)+S.)))Az átmeneti fémekkel gyúlékony és mérgező vegyületeket képez - karbonilokat, például , , , , stb. Ezek egy része illékony.
n C O + M e → [ M e (C O) n ] (\displaystyle (\mathsf (nCO+Me\jobbra nyíl )))A szén(II)-monoxid kevéssé oldódik vízben, de nem lép reakcióba vele. Nem lép reakcióba lúgok és savak oldataival sem. Azonban reakcióba lép az alkáli olvadékokkal, és megfelelő formiátokat képez:
C O + K O H → H C O O K . (\displaystyle (\mathsf (CO+KOH\rightarrow HCOOK.)))Érdekes a szén(II)-monoxid és a fém kálium reakciója ammóniaoldatban. Ez a kálium-dioxo-karbonát robbanásveszélyes vegyületet eredményezi:
2 K + 2 C O → K 2 C 2 O 2. (\displaystyle (\mathsf (2K+2CO\jobbra K_(2)C_(2)O_(2.))) x C O + y H 2 → (\displaystyle (\mathsf (xCO+yH_(2)\jobbra nyíl ))) alkoholok + lineáris alkánok.Ez az eljárás olyan fontos ipari termékek előállításának forrása, mint a metanol, szintetikus dízel üzemanyag, többértékű alkoholok, olajok és kenőanyagok.
Fiziológiai hatás
Toxicitás
A szén-monoxid nagyon mérgező.
A szén-monoxid (II) toxikus hatása a karboxihemoglobin képződésének köszönhető – ez egy sokkal erősebb karbonil-komplex a hemoglobinnal, mint a hemoglobin oxigénnel alkotott komplexe (oxihemoglobin). Így az oxigénszállítás és a sejtlégzés folyamatai blokkolva vannak. A 0,1%-ot meghaladó koncentráció a levegőben egy órán belül halálhoz vezet.
- Az áldozatot oda kell vinni Friss levegő. Enyhe mérgezés esetén elegendő a tüdő oxigénnel történő hiperventillációja.
- Mesterséges szellőztetés.
- Lobeline vagy koffein a bőr alatt.
- Karboxiláz intravénásan.
A világgyógyászat nem ismer megbízható ellenszereket szén-monoxid-mérgezés esetén.
Szén(II) védelem
Endogén szén-monoxid
Az endogén szén-monoxidot általában az emberek és állatok sejtjei termelik, és jelzőmolekulaként szolgál. Ő játssza a híreset élettani szerepe a szervezetben különösen neurotranszmitter, és értágulatot okoz. Az endogén szén-monoxid szervezetben betöltött szerepe miatt anyagcserezavarok társulnak különféle betegségek, mint a neurodegeneratív betegségek, az erek érelmeszesedése, magas vérnyomás, szívelégtelenség, különféle gyulladásos folyamatok.
Endogén szén-monoxid képződik a szervezetben a hem oxigenáz enzim hemre gyakorolt oxidáló hatása miatt, amely a hemoglobin és a mioglobin, valamint más hem tartalmú fehérjék pusztulásának terméke. Ez a folyamat kis mennyiségű karboxihemoglobin képződését okozza az ember vérében, még akkor is, ha az illető nem dohányzik, és nem atmoszférikus levegőt (mindig kis mennyiségű exogén szén-monoxidot tartalmaz), hanem tiszta oxigént vagy nitrogén és oxigén keverékét lélegzi be.
Az első 1993-as bizonyítékot követően, amely szerint az endogén szén-monoxid az emberi szervezet normális neurotranszmitterje, valamint egyike annak a három endogén gáznak, amelyek általában modulálnak. gyulladásos reakciók a szervezetben (a másik kettő a nitrogén-monoxid (II) és a hidrogén-szulfid) az endogén szén-monoxid jelentős biológiai szabályozóként keltette fel a klinikusok és a kutatók figyelmét. Számos szövetben a fenti gázok közül mindhárom gyulladáscsökkentő, értágító és angiogenezist is indukál. Azonban nem minden ilyen egyszerű és egyértelmű. Angiogenezis – nem mindig jótékony hatása, mivel különösen a rosszindulatú daganatok növekedésében játszik szerepet, és a makuladegeneráció során a retina károsodásának egyik oka. Különösen fontos megjegyezni, hogy a dohányzás (a vérben lévő szén-monoxid fő forrása, amely többszöröse a természetes termelésnél magasabb koncentrációt eredményez) 4-6-szorosára növeli a retina makuladegenerációjának kockázatát.
Van egy elmélet, hogy egyes szinapszisokban idegsejtek, ahol az információ hosszú távú tárolása történik, a fogadó cella a vett jelre válaszul endogén szén-monoxidot termel, amely a jelet visszaküldi az adó cellának, ezzel tájékoztatva azt arról, hogy készen áll a jelek fogadására, a jeltovábbító cella aktivitásának növelése. Ezen idegsejtek némelyike guanilát-ciklázt tartalmaz, egy enzimet, amely endogén szén-monoxid hatására aktiválódik.
Az endogén szén-monoxid gyulladáscsökkentő anyagként és citoprotektorként betöltött szerepével kapcsolatos kutatásokat világszerte számos laboratóriumban végezték. Az endogén szén-monoxid ezen tulajdonságai érdekes terápiás célponttá teszik az anyagcseréjének megzavarását az ilyen különbözőségek kezelésében kóros állapotok mint például az ischaemia és az azt követő reperfúzió által okozott szövetkárosodás (és ez pl. miokardiális infarktus, ischaemiás stroke), transzplantátum kilökődés, érrendszeri érelmeszesedés, súlyos szepszis, súlyos malária, autoimmun betegség. Lebonyolított többek között klinikai vizsgálatok embereken, de eredményeiket még nem tették közzé.
Összefoglalva, ami 2015-ben ismert az endogén szén-monoxid szervezetben betöltött szerepéről, az alábbiakban foglalható össze:
- Az endogén szén-monoxid az egyik fontos endogén jelátviteli molekula;
- Az endogén szén-monoxid modulálja a központi idegrendszer és a szív- és érrendszer működését;
- Az endogén szén-monoxid gátolja a vérlemezkék aggregációját és azok tapadását az erek falához;
- Az endogén szén-monoxid metabolizmusának befolyásolása a jövőben számos betegség egyik fontos terápiás stratégiája lehet.
A felfedezés története
A szén égésekor felszabaduló füst mérgező hatását Arisztotelész és Galenus írta le.
A szén(II)-monoxidot először Jacques de Lassonne francia kémikus állította elő cink-oxid szénnel való hevítésével, de kezdetben összetévesztették a hidrogénnel, mert kék lánggal égett.
Azt a tényt, hogy ez a gáz szenet és oxigént tartalmaz, William Cruyckshank angol kémikus fedezte fel. A gáz toxicitását 1846-ban Claude Bernard francia orvos tanulmányozta kutyákon végzett kísérletekben.
A Föld atmoszféráján kívüli szén(II)-monoxidot először M. Migeotte belga tudós fedezte fel 1949-ben a Nap infravörös spektrumában egy fő rezgés-forgási sáv jelenlétében. A szén(II)-monoxidot 1970-ben fedezték fel a csillagközi közegben.
Nyugta
Ipari módszer
- Szén vagy szénalapú vegyületek (például benzin) égése során keletkezik oxigénhiányos körülmények között:
- vagy ha a szén-dioxidot forró szénnel redukálják:
Ez a reakció kályhatűz során lép fel, amikor a kályhacsappantyú túl korán van bezárva (mielőtt a szén teljesen kiégett). Az ebben az esetben képződött szén-monoxid (II) toxicitása miatt élettani rendellenességeket ("füstöket") és akár halált is okoz (lásd alább), innen ered az egyik triviális elnevezés - "szén-monoxid".
A szén-dioxid redukciós reakciója reverzibilis, a hőmérséklet hatását ennek a reakciónak az egyensúlyi állapotára a grafikon mutatja. A reakció áramlását jobbra az entrópiatényező, balra pedig az entalpiatényező biztosítja. 400 °C alatti hőmérsékleten az egyensúly szinte teljesen balra, 1000 °C felett pedig jobbra tolódik el (a CO képződése felé). Alacsony hőmérsékleten ennek a reakciónak a sebessége nagyon kicsi, így a szén(II)-monoxid normál körülmények között meglehetősen stabil. Ennek az egyensúlynak külön neve van Budoár egyensúly.
- A szén-monoxid (II) más anyagokkal alkotott keverékeit úgy állítják elő, hogy levegőt, vízgőzt stb. átvezetnek egy forró koksz, szén vagy barnaszén stb. rétegen (lásd generátorgáz, vízgáz, kevert gáz, szintézisgáz).
Laboratóriumi módszer
- Folyékony hangyasav bomlása forró tömény kénsav hatására vagy gáz halmazállapotú hangyasavat P 2 O 5 foszfor-oxidon átvezetve. Reakciós séma:
- Oxálsav és tömény kénsav keverékének melegítése. A reakció a következő egyenlet szerint megy végbe:
- Kálium-hexaciano-ferrát(II) és tömény kénsav keverékének melegítése. A reakció a következő egyenlet szerint megy végbe:
- A cink-karbonátból való redukció magnéziummal hevítéskor:
A szén-monoxid meghatározása (II)
A CO jelenléte minőségileg meghatározható a palládium-klorid oldatok (vagy az oldatba áztatott papír) sötétedésével. A sötétedés a finom fémpalládium felszabadulásával jár a következő séma szerint:
P d C l 2 + C O + H 2 O → P d ↓ + C O 2 + 2 H C l. (\displaystyle (\mathsf (PdCl_(2)+CO+H_(2)O\rightarrow Pd\downarrow +CO_(2)+2HCl.)))Ez a reakció nagyon érzékeny. Standard oldat: 1 gramm palládium-klorid per liter víz.
mennyiségi meghatározása A szén(II)-monoxid a jodometriás reakción alapul:
5 C O + I 2 O 5 → 5 C O 2 + I 2. (\displaystyle (\mathsf (5CO+I_(2)O_(5)\jobbra 5CO_(2)+I_(2).)))Alkalmazás
- A szén(II)-monoxid egy közbenső reagens, amelyet hidrogénnel való reakciókban használnak kritikus ipari folyamatokban szerves alkoholok és egyenes szénhidrogének előállítására.
- A szén-monoxidot (II) állati húsok és halak feldolgozására használják, élénkvörös színt és frissességet biztosítva az ízük megváltoztatása nélkül (technológia Tiszta füstÉs Íztelen füst). A megengedett CO-koncentráció 200 mg/kg hús.
- A szén(II)-monoxid a generátorgáz fő összetevője, amelyet gázüzemű járművekben üzemanyagként használnak.
- A motor kipufogógázából származó szén-monoxidot a nácik használták fel a második világháború idején tömeges mérgezés útján.
Szén(II)-monoxid a Föld légkörében
A Föld légkörébe természetes és antropogén források is bejuthatnak. BAN BEN természeti viszonyok, a Föld felszínén a CO szerves vegyületek tökéletlen anaerob bomlása és a biomassza elégetése során képződik, elsősorban erdő- és sztyeppetüzek során. A szén-monoxid (II) a talajban biológiai (élő szervezetek által kibocsátott) és nem biológiai úton egyaránt képződik. Kísérletileg igazolt a szén-monoxid (II) felszabadulása a talajban elterjedt, az első hidroxilcsoporthoz képest orto- vagy para-helyzetben OCH 3 vagy OH csoportokat tartalmazó fenolos vegyületek hatására.
A nem biológiai CO-termelés és annak mikroorganizmusok általi oxidációja általános egyensúlya meghatározott környezeti feltételektől, elsősorban a páratartalomtól és a . Például a szén(II)-monoxid a száraz talajokból közvetlenül a légkörbe kerül, így helyi maximumok jönnek létre e gáz koncentrációjában.
A légkörben a CO metánt és más szénhidrogéneket (elsősorban izoprént) magában foglaló reakcióláncok terméke.
A CO fő antropogén forrása jelenleg a belső égésű motorok kipufogógázai. Szén-monoxid képződik, amikor a szénhidrogén üzemanyagokat elégtelen hőmérsékleten elégetik a belső égésű motorokban, vagy a levegőellátó rendszer rosszul van beállítva (nincs elegendő oxigén a CO CO 2 -dá oxidálásához). A múltban az antropogén CO légkörbe jutásának jelentős részét világítógáz biztosította, amelyet a 19. században beltéri világításra használtak. Összetétele megközelítőleg megegyezett a vízgázéval, azaz legfeljebb 45% szén-monoxidot (II) tartalmazott. A közüzemi szektorban nem használják egy sokkal olcsóbb és energiahatékony analóg jelenléte miatt -
- ENSZ 2.3 veszélyességi osztály
- Másodlagos veszély az ENSZ osztályozása szerint 2.1
Molekula szerkezete
A CO-molekulának az izoelektronikus nitrogénmolekulához hasonlóan hármas kötése van. Mivel ezek a molekulák szerkezetükben hasonlóak, tulajdonságaik is hasonlóak - nagyon alacsony olvadáspont és forráspont, a standard entrópiák közeli értékei stb.
A vegyértékkötés módszer keretein belül a CO molekula szerkezete a következő képlettel írható le: C≡O:, és a harmadik kötés a donor-akceptor mechanizmus szerint jön létre, ahol a szén az elektronpár akceptorja. , és az oxigén a donor.
A hármas kötés jelenléte miatt a CO-molekula nagyon erős (disszociációs energia 1069 kJ/mol, vagyis 256 kcal/mol, ami nagyobb, mint bármely más kétatomos molekuláé), és kicsi a magok közötti távolsága (d C≡ O = 0,1128 nm vagy 1,13Å).
A molekula gyengén polarizált, dipólusának elektromos momentuma μ = 0,04·10 -29 C m (a dipólusmomentum iránya O - →C +). Ionizációs potenciál 14,0 V, erőcsatolási állandó k = 18,6.
A felfedezés története
A szén-monoxidot először Jacques de Lassonne francia kémikus állította elő cink-oxid szénnel való hevítésével, de kezdetben összetévesztették a hidrogénnel, mert kék lánggal égett. Azt a tényt, hogy ez a gáz szenet és oxigént tartalmaz, William Cruickshank angol kémikus fedezte fel. A Föld atmoszféráján kívüli szén-monoxidot először M. Migeotte belga tudós fedezte fel 1949-ben a Nap infravörös spektrumában egy fő rezgési-forgási sáv jelenlétében.
Szén-monoxid a Föld légkörében
A Föld légkörébe természetes és antropogén források is bejuthatnak. Természetes körülmények között, a Föld felszínén a szerves vegyületek tökéletlen anaerob bomlása és a biomassza elégetése során, elsősorban erdő- és sztyeppetüzek során keletkezik CO. A szén-monoxid a talajban biológiai (élő szervezetek által kibocsátott) és nem biológiai úton egyaránt képződik. Kísérletileg bizonyított a szén-monoxid felszabadulása a talajban elterjedt, az első hidroxilcsoporthoz képest orto- vagy para-helyzetben OCH 3 vagy OH csoportokat tartalmazó fenolos vegyületek hatására.
A nem biológiai CO-termelés és annak mikroorganizmusok általi oxidációja általános egyensúlya meghatározott környezeti feltételektől, elsősorban a páratartalomtól és a . Például a szén-monoxid a száraz talajokból közvetlenül a légkörbe kerül, így helyi maximumok jönnek létre ennek a gáznak a koncentrációjában.
A légkörben a CO metánt és más szénhidrogéneket (elsősorban izoprént) magában foglaló reakcióláncok terméke.
A CO fő antropogén forrása jelenleg a belső égésű motorok kipufogógázai. Szén-monoxid képződik, amikor a szénhidrogén üzemanyagokat elégtelen hőmérsékleten elégetik a belső égésű motorokban, vagy a levegőellátó rendszer rosszul van beállítva (nincs elegendő oxigén a CO CO 2 -dá oxidálásához). A múltban az antropogén CO légkörbe jutásának jelentős részét világítógáz biztosította, amelyet a 19. században beltéri világításra használtak. Összetétele megközelítőleg megegyezett a vízgázéval, azaz legfeljebb 45% szén-monoxidot tartalmazott. Jelenleg az állami szektorban ezt a gázt sokkal kevésbé mérgező földgáz váltja fel (az alkánok homológ sorozatának alsó képviselői - propán stb.)
A természetes és antropogén forrásokból származó CO-bevitel megközelítőleg azonos.
A légkörben lévő szén-monoxid gyors keringésben van: átlagos tartózkodási ideje körülbelül 0,1 év, a hidroxil hatására szén-dioxiddá oxidálódik.
Nyugta
Ipari módszer
2C + O 2 → 2CO (a reakció hőhatása 22 kJ),
2. vagy ha a szén-dioxidot forró szénnel redukálják:
CO 2 + C ↔ 2CO (ΔH=172 kJ, ΔS=176 J/K).
Ez a reakció gyakran fordul elő kályhatűznél, amikor a kályhacsappantyú túl korán van bezárva (mielőtt a szenek teljesen kiégtek). Az ebben az esetben képződött szén-monoxid toxicitása miatt élettani rendellenességeket ("füstöket"), sőt halált is okoz (lásd alább), innen ered az egyik triviális elnevezés - "szén-monoxid". A kemencében lezajló reakciók képe az ábrán látható.
A szén-dioxid redukciós reakciója reverzibilis, a hőmérséklet hatását ennek a reakciónak az egyensúlyi állapotára a grafikon mutatja. A reakció áramlását jobbra az entrópiatényező, balra pedig az entalpiatényező biztosítja. 400°C alatti hőmérsékleten az egyensúly szinte teljesen balra tolódik el, 1000°C felett pedig jobbra (a CO képződése felé). Alacsony hőmérsékleten ennek a reakciónak a sebessége nagyon alacsony, így a szén-monoxid normál körülmények között meglehetősen stabil. Ennek az egyensúlynak külön neve van Budoár egyensúly.
3. A szén-monoxid és más anyagok keverékét úgy állítják elő, hogy levegőt, vízgőzt stb. átvezetnek egy forró koksz, szén vagy barnaszén stb. rétegen (lásd generátorgáz, vízgáz, kevert gáz, szintézisgáz).
Laboratóriumi módszer
TLV (maximális küszöbkoncentráció, USA): 25 MAC r.z. a GN 2.2.5.1313-03 higiéniai szabványok szerint 20 mg/m³
Szén-monoxid védelem
Ilyen jó fűtőértéke miatt a CO különféle műszaki gázkeverékek alkotóeleme (lásd pl. generátorgáz), amelyet többek között fűtésre használnak.
halogének. A klórral való reakció a legnagyobb gyakorlati alkalmazást kapta:
CO + Cl 2 → COCl 2
A reakció exoterm, termikus hatása 113 kJ, katalizátor (aktív szén) jelenlétében szobahőmérsékleten megy végbe. A reakció eredményeként foszgén képződik, a kémia különböző ágaiban (és vegyi harci szerként is) széles körben használt anyag. Hasonló reakciókkal COF 2 (karbonil-fluorid) és COBr2 (karbonil-bromid) nyerhető. Karbonil-jodidot nem kaptunk. A reakciók exotermitása gyorsan csökken F-ről I-re (F 2 reakció esetén a hőhatás 481 kJ, Br 2 esetén 4 kJ). Vegyes származékok, például COFCl előállítása is lehetséges (további részletekért lásd a szénsav halogénszármazékait).
Ha CO-t F 2 -vel reagáltatunk, a karbonil-fluorid mellett egy peroxidvegyületet (FCO) 2 O 2 kaphatunk. Jellemzői: olvadáspont -42°C, forráspont +16°C, jellegzetes szagú (hasonló az ózon szagához), 200°C fölé hevítve robbanásszerűen lebomlik (reakciótermékek CO 2, O 2 és COF 2 ), savas közegben kálium-jodiddal reagál a következő egyenlet szerint:
(FCO) 2 O 2 + 2KI → 2KF + I 2 + 2CO 2
A szén-monoxid kalkogénekkel reagál. A kénnel szén-szulfid COS keletkezik, a reakció hevítéskor megy végbe, az egyenlet szerint:
CO + S → COS ΔG° 298 = –229 kJ, ΔS° 298 = –134 J/K
Hasonló szelenoxid-COSe-t és telluroxid-COTe-t is kaptunk.
SO 2 visszaállítása:
SO 2 + 2CO → 2CO 2 + S
Az átmeneti fémekkel nagyon illékony, gyúlékony és mérgező vegyületeket - karbonilokat - képez, mint például a Cr(CO) 6, Ni(CO) 4, Mn 2 CO 10, Co 2 (CO) 9 stb.
Amint fentebb említettük, a szén-monoxid vízben gyengén oldódik, de nem lép reakcióba vele. Nem lép reakcióba lúgok és savak oldataival sem. Azonban reagál az alkáli olvadékokkal:
CO + KOH → HCOOK
Érdekes a szén-monoxid és a fém kálium reakciója ammóniaoldatban. Ez a kálium-dioxo-karbonát robbanásveszélyes vegyületet eredményezi:
2K + 2CO → K + O - -C 2 -O - K +
Reakció ammóniával at magas hőmérsékletek lehet kapni egy ipar számára fontos vegyületet - hidrogén-cianid HCN-t. A reakció katalizátor (oxid) jelenlétében megy végbe
Szén-oxidok
Az elmúlt években a pedagógiatudományban a személyiségközpontú tanulást részesítették előnyben. Az egyéni személyiségjegyek kialakulása a tevékenység folyamatában történik: tanulás, játék, munka. Ezért a tanulásban fontos tényező a tanulási folyamat megszervezése, a tanár és a tanulók, illetve a tanulók egymás közötti kapcsolatának jellege. Ezen ötletek alapján igyekszem különleges módon oktatási folyamatot építeni. Ugyanakkor minden hallgató saját maga választja meg az anyag tanulásának ütemét, lehetősége van a számára elérhető szinten dolgozni, sikeres helyzetben. A leckében nem csak a tantárgyspecifikus, hanem olyan általános nevelési készségek elsajátítására és fejlesztésére is lehetőség nyílik, mint a nevelési cél kitűzése, az eléréséhez szükséges eszközök és módok megválasztása, az eredmények nyomon követése, a hibák kijavítása. A tanulók megtanulnak irodalommal dolgozni, jegyzeteket, ábrákat, rajzokat készíteni, csoportban, párban, egyénileg dolgozni, konstruktív véleménycserét folytatni, logikusan érvelni, következtetéseket levonni.
Az ilyen órák levezetése nem könnyű, de ha sikerül, elégedettséget érzel. Felajánlok egy forgatókönyvet az egyik órámhoz. Kollégái, adminisztráció és pszichológus vett részt rajta.
Az óra típusa.Új anyagok tanulása.
Gólok. A motiváció, a tanulók alapismereteinek, készségeinek frissítése alapján mérlegelje a szén-dioxid és szén-dioxid szerkezetét, fizikai és kémiai tulajdonságait, termelését és felhasználását.
A cikk a www.Artifex.Ru weboldal támogatásával készült. Ha úgy dönt, hogy bővíti ismereteit ezen a területen Kortárs művészet, Azt optimális megoldás meglátogatja a www.Artifex.Ru weboldalt. Az ARTIFEX kreatív almanach lehetővé teszi, hogy otthona elhagyása nélkül ismerkedjen meg a kortárs művészeti alkotásokkal. Több részletes információk megtalálható a www.Artifex.Ru weboldalon. Soha nem késő elkezdeni bővíteni látókörét és szépérzékét.
Berendezések és reagensek.„Programozott felmérés” kártyák, poszter diagram, gázok előállítására szolgáló eszközök, poharak, kémcsövek, tűzoltó készülék, gyufa; mészvíz, nátrium-oxid, kréta, sósav, indikátor oldatok, H 2 SO 4 (tömény), HCOOH, Fe 2 O 3.
Poszter diagram
„A szén-monoxid (szén-monoxid (II)) CO molekulájának szerkezete”
AZ ÓRÁK ALATT
Az irodában a diákok asztalai körben vannak elrendezve. A tanárnak és a tanulóknak lehetősége van a laboratóriumi asztalokhoz szabadon költözni (1, 2, 3). Az óra alatt a gyerekek tetszés szerint tanulóasztalokhoz (4, 5, 6, 7, ...) ülnek egymással (ingyenes 4 fős csoportok).
Tanár. Bölcs kínai közmondás(szépen felírva a táblára) olvas:
„Hallom – elfelejtem,
Értem – emlékszem
Igen – értem.”
Egyetért a kínai bölcsek következtetéseivel?
Mely orosz közmondások tükrözik a kínai bölcsességet?
A gyerekek példákat mondanak.
Tanár. Valóban, csak teremtéssel, alkotással lehet kapni értékes termék: új anyagok, eszközök, gépek, valamint immateriális értékek - következtetések, általánosítások, következtetések. Ma meghívom Önt, hogy vegyen részt két anyag tulajdonságainak tanulmányozásában. Ismeretes, hogy az autó műszaki vizsgálatakor a sofőr igazolást ad ki az autó kipufogógázainak állapotáról. Milyen gázkoncentrációt tüntet fel a tanúsítvány?
(O t v e t. SO.)
Diák. Ez a gáz mérgező. A vérbe kerülve a szervezet mérgezését okozza ("égést", innen ered az oxid neve - szén-monoxid). Életveszélyes mennyiségben található meg kipufogógázok autó(olvas egy újság riportja egy sofőrről, aki járó motor mellett elaludt egy garázsban és meghalt). A szén-monoxid-mérgezés ellenszere a friss levegő és a tiszta oxigén belélegzése. Egy másik szén-monoxid az szén-dioxid.
Tanár. Az asztalokon van egy „Programozott felmérés” kártya. Ismerkedjen meg a tartalmával, és egy üres papírlapon jelölje be azoknak a feladatoknak a számát, amelyekre élettapasztalata alapján tudja a választ. A feladat-állítás számával szemben írja be a szén-monoxid képletét, amelyre ez az állítás vonatkozik!
A hallgatói tanácsadók (2 fő) válaszlapokat gyűjtenek, és a válaszok eredménye alapján új csoportokat alakítanak ki a későbbi munkához.
Programozott felmérés „Szén-oxidok”
1. Ennek az oxidnak a molekulája egy szénatomból és egy oxigénatomból áll.
2. A molekulában lévő atomok közötti kötés poláris kovalens.
3. Vízben gyakorlatilag oldhatatlan gáz.
4. Ennek az oxidnak a molekulája egy szénatomot és két oxigénatomot tartalmaz.
5. Nincs se szaga, se színe.
6. Vízben oldódó gáz.
7. Még -190 °C-on sem cseppfolyósodik ( t kip = –191,5 °C).
8. Savas oxid.
9. Könnyen összenyomható, 20 °C-on 58,5 atm nyomáson folyékonnyá válik és „szárazjéggé” keményedik.
10. Nem mérgező.
11. Nem sóképző.
12. Gyúlékony
13. Kölcsönhatásba lép a vízzel.
14. Kölcsönhatásba lép bázikus oxidokkal.
15. Reagál fém-oxidokkal, redukálva belőlük a szabad fémeket.
16. Savak szénsavsókkal való reagáltatásával nyerik.
17. ÉN.
18. Kölcsönhatásba lép lúgokkal.
19. A növények által az üvegházakban és üvegházakban elnyelt szénforrás megnövekedett hozamhoz vezet.
20. Víz és italok szénsavmentesítésére szolgál.
Tanár. Tekintse át újra a kártya tartalmát. Csoportosítsa az információkat 4 blokkba:
szerkezet,
fizikai tulajdonságok,
Kémiai tulajdonságok,
fogadása.
A tanár minden diákcsoportnak lehetőséget ad a felszólalásra, és összefoglalja az előadásokat. Aztán diákok különböző csoportok válassza ki a munkatervét - az oxidok tanulmányozásának sorrendjét. Ebből a célból számozzák az információs blokkokat, és megindokolják választásukat. A tanulási sorrend lehet a fent leírtak szerint, vagy a megjelölt négy blokk bármely más kombinációjával.
A tanár felhívja a tanulók figyelmét a téma legfontosabb pontjaira. Mivel a szén-oxidok gáz halmazállapotú anyagok, óvatosan kell bánni velük (biztonsági utasítások). A tanár minden csoportra jóváhagyja a tervet, és tanácsadókat (előre felkészült tanulókat) rendel ki.
Bemutató kísérletek
1. Szén-dioxid öntése üvegből üvegbe.
2. Gyertyák oltása üvegben, miközben a CO 2 felhalmozódik.
3. Helyezzen néhány kis darab szárazjeget egy pohár vízbe. A víz felforr, és sűrű, fehér füst ömlik ki belőle.
A CO 2 gáz már szobahőmérsékleten cseppfolyósodik 6 MPa nyomáson. Folyékony állapotban acélhengerekben tárolják és szállítják. Ha kinyitja egy ilyen henger szelepét, a folyékony CO 2 elkezd elpárologni, aminek következtében erős lehűlés következik be, és a gáz egy része hószerű tömeggé - „szárazjéggé” alakul, amelyet préselnek és tárolnak. jégkrém.
4. Kémiai habbal oltó készülék (CFO) bemutatása és működési elvének ismertetése modell segítségével - dugós kémcső és gázkivezető cső.
Információk a szerkezet táblázatnál (1. és 2. utasításkártya, CO és CO 2 molekulák szerkezete).
Információ valamiről fizikai tulajdonságok– a 2. számú asztalnál (a tankönyvvel dolgozva – Gabrielyan O.S. Kémia-9. M.: Túzok, 2002, p. 134–135).
Adat a készítményről és a kémiai tulajdonságokról– a 3. és 4. számú táblázatokon (3. és 4. utasításkártya, gyakorlati munkák útmutatója, a tankönyv 149–150. old.).
Praktikus munka Tegyünk néhány darab krétát vagy márványt egy kémcsőbe, és adjunk hozzá egy kevés hígított sósavat. Gyorsan zárja le a csövet egy dugóval és egy gázkivezető csővel. Helyezze a cső végét egy másik kémcsőbe, amely 2-3 ml meszes vizet tartalmaz. Nézze meg néhány percig, ahogy a gázbuborékok áthaladnak a mészvízen. Ezután vegye ki a gázkivezető cső végét az oldatból, és öblítse le desztillált vízben. Helyezze a csövet egy másik kémcsőbe 2-3 ml desztillált vízzel, és engedje át a gázt. Néhány perc múlva vegye ki a csövet az oldatból, és adjon néhány csepp kék lakmuszt a kapott oldathoz. Öntsön 2-3 ml híg nátrium-hidroxid oldatot egy kémcsőbe, és adjon hozzá néhány csepp fenolftaleint. Ezután engedje át a gázt az oldaton. Válaszolj a kérdésekre. Kérdések 1. Mi történik, ha krétát vagy márványt érintenek? sósav? 2. Miért válik az oldat először zavarossá, amikor a szén-dioxidot mészvízen vezetik át, majd a mész feloldódik? 3. Mi történik, ha a szén(IV)-monoxidot desztillált vízen vezetjük át? Írja fel a megfelelő reakciók egyenleteit molekuláris, ionos és rövidített ion formában! Karbonát felismerés A kapott négy kémcső kristályos anyagokat tartalmaz: nátrium-szulfát, cink-klorid, kálium-karbonát, nátrium-szilikát. Határozza meg, milyen anyag van az egyes kémcsövekben. Írja fel a reakcióegyenleteket molekuláris, ionos és rövidített ionos formában! |
Házi feladat
A tanár azt javasolja, hogy vigye haza a „Programozott felmérés” kártyát, és a következő leckére készülve gondolja át az információszerzés módjait. (Honnan tudta, hogy a vizsgált gáz cseppfolyósodik, savval reagál, mérgező stb.?)
Önálló munkavégzés hallgatók
Praktikus munka gyermekcsoportok lépnek fel különböző sebességgel. Ezért játékokat kínálnak azoknak, akik gyorsabban befejezik a munkát.
Ötödik kerék
Négy anyagban lehet valami közös, de az ötödik anyag kiemelkedik a sorozatból, felesleges.
1. Szén, gyémánt, grafit, keményfém, karabély. (Karbid.)
2. Antracit, tőzeg, koksz, olaj, üveg. (Üveg.)
3. Mészkő, kréta, márvány, malachit, kalcit. (Malachit.)
4. Kristályos szóda, márvány, hamuzsír, maró, malachit. (Maró.)
5. Foszgén, foszfin, hidrogén-cianid, kálium-cianid, szén-diszulfid. (Foszfin.)
6. Tengervíz, ásványvíz, desztillált víz, talajvíz, kemény víz. (Desztillált víz.)
7. Mésztej, pihe, oltott mész, mészkő, mészvíz. (Mészkő.)
8. Li 2CO 3; (NH4)2CO3; CaCO 3; K 2 CO 3, Na 2 CO 3. (CaCO3.)
Szinonimák
Írja le az anyagok kémiai képleteit vagy nevét!
1. Halogén -... (Klór vagy bróm.)
2. Magnezit – ... (MgCO 3.)
3. Karbamid –... ( Karbamid H2NC(O)NH2.)
4. Hamuzsír - ... (K 2 CO 3.)
5. Szárazjég - ... (CO 2.)
6. Hidrogén-oxid –... ( Víz.)
7. Ammónia – … (10% vizes oldat ammónia.)
8. Sók salétromsav – … (Nitrátok– KNO 3, Ca(NO 3) 2, NaNO 3.)
9. Földgáz – … (Metán CH 4.)
Antonímák
Írjon olyan kémiai kifejezéseket, amelyek jelentése ellentétes a javasoltakkal!
1. Oxidálószer –... ( Redukáló szer.)
2. Elektrondonor –… ( Elektronakceptor.)
3. Savas tulajdonságok – … (Alaptulajdonságok.)
4. Disszociáció –… ( Egyesület.)
5. Adszorpció – ... ( Deszorpció.)
6. Anód –... ( Katód.)
7. Anion –… ( Kation.)
8. Fém –… ( Nem fém.)
9. Kiindulási anyagok –... ( Reakciótermékek.)
Minták keresése
Állítson fel egy jelet, amely egyesíti a meghatározott anyagokat és jelenségeket.
1. Gyémánt, karabély, grafit – ... ( A szén allotróp módosulatai.)
2. Üveg, cement, tégla - ... ( Építőanyagok.)
3. Légzés, rothadás, vulkánkitörés - ... ( Szén-dioxid-kibocsátással járó folyamatok.)
4. CO, CO 2, CH 4, SiH 4 – ... ( A IV. csoport elemeinek vegyületei.)
5. NaHCO 3, CaCO 3, CO 2, H 2 CO 3 – ... ( A szén oxigénvegyületei.)
A szén-monoxid színtelen és szagtalan gáz, amely vízben gyengén oldódik.
t pl. 205 °C,
t kip. 191 °C
kritikus hőmérséklet =140°C
kritikus nyomás = 35 atm.
A CO vízben való oldhatósága körülbelül 1:40 térfogatarányú.
Kémiai tulajdonságok.
Nál nél normál körülmények között CO inert; melegítéskor - redukálószer; nem sóképző oxid.
1) oxigénnel
2C +2 O + O 2 = 2C +4 O 2
2) fém-oxidokkal
C +2 O + CuO = Cu + C +4 O 2
3) klórral (fényben)
CO + Cl 2 --hn-> COCl 2 (foszgén)
4) reagál alkáli olvadékokkal (nyomás alatt)
CO + NaOH = HCOONa (nátrium hangyasav (nátrium-formiát))
5) átmeneti fémekkel karbonilokat képez
Ni + 4CO =t°= Ni(CO) 4
Fe + 5CO =t°= Fe(CO) 5
A szén-monoxid nem lép kémiai reakcióba vízzel. A CO szintén nem lép reakcióba lúgokkal és savakkal. Rendkívül mérgező.
Kémiai oldalról a szén-monoxidot főként addíciós reakciókra való hajlama és redukáló tulajdonságai jellemzik. Mindkét tendencia azonban általában csak akkor jelenik meg emelkedett hőmérsékletek. Ilyen körülmények között a CO oxigénnel, klórral, kénnel, bizonyos fémekkel stb. egyesül. Ugyanakkor a szén-monoxid hevítéskor sok oxidot redukál fémekké, ami nagyon fontos a kohászat szempontjából. A melegítéssel együtt a CO kémiai aktivitásának növekedését gyakran annak oldódása okozza. Így oldatban már normál hőmérsékleten képes az Au, Pt és néhány más elem sóit fémekké redukálni.
Magas hőmérsékleten és magas nyomások a CO kölcsönhatásba lép a vízzel és a maró lúgokkal: az első esetben HCOOH, a másodikban pedig nátrium-hangyasav képződik. Ez utóbbi reakció 120 °C-on, 5 atm nyomáson megy végbe, és technikailag használják.
A palládium-klorid oldatban történő redukálása egyszerű az általános séma szerint:
PdCl 2 + H 2 O + CO = CO 2 + 2 HCl + Pd
Ez a leggyakrabban használt reakció a szén-monoxid gázkeverékben való felfedezésére. Még nagyon kis mennyiségű CO is könnyen kimutatható az oldat enyhe elszíneződésével a finomra zúzott palládium fém felszabadulásával. A CO mennyiségi meghatározása a reakción alapul:
5 CO + I 2 O 5 = 5 CO 2 + I 2.
Az oldatban lévő CO oxidációja gyakran csak katalizátor jelenlétében történik észrevehető sebességgel. Az utóbbi kiválasztásakor a fő szerepet az oxidálószer jellege játssza. Így a KMnO 4 oxidálja leggyorsabban a CO-t finomra zúzott ezüst, a K 2 Cr 2 O 7 - higanysók jelenlétében, a KClO 3 - OsO 4 jelenlétében. Általánosságban elmondható, hogy redukáló tulajdonságaiban a CO hasonló a molekuláris hidrogénhez, aktivitása normál körülmények között nagyobb, mint az utóbbié. Érdekes módon vannak olyan baktériumok, amelyek a CO oxidációja révén nyerik az élethez szükséges energiát.
A CO és a H2 redukálószerkénti összehasonlító aktivitása a reverzibilis reakció vizsgálatával értékelhető:
H 2 O + CO = CO 2 + H 2 + 42 kJ,
amelynek egyensúlyi állapota magas hőmérsékleten meglehetősen gyorsan kialakul (főleg Fe 2 O 3 jelenlétében). 830 °C-on az egyensúlyi keverék egyenlő mennyiségű CO-t és H 2 -t tartalmaz, azaz mindkét gáz oxigénaffinitása azonos. 830 °C alatt az erősebb redukálószer a CO, felette a H2.
A reakció egyik fentebb tárgyalt termékének megkötése, a tömeghatás törvényének megfelelően, eltolja annak egyensúlyát. Ezért szén-monoxid és vízgőz keverékének kalcium-oxidon való átvezetésével a hidrogént a következő séma szerint lehet előállítani:
H 2 O + CO + CaO = CaCO 3 + H 2 + 217 kJ.
Ez a reakció már 500 °C-on megy végbe.
Levegőben a CO körülbelül 700 °C-on meggyullad, és kék lánggal CO 2 -dá ég:
2 CO + O 2 = 2 CO 2 + 564 kJ.
A reakciót kísérő jelentős hőleadás értékessé teszi a szén-monoxidot gáznemű tüzelőanyag. Azonban a legtöbb széles körű alkalmazás különböző szerves anyagok szintézisének kiindulási termékeként található.
A vastag szénrétegek elégetése kemencékben három szakaszban történik:
1) C + O 2 = CO 2; 2) CO 2 + C = 2 CO; 3) 2 CO + O 2 = 2 CO 2.
Ha a csövet idő előtt lezárják, a kemencében oxigénhiány keletkezik, ami a CO szétterjedését okozhatja a fűtött helyiségben, és mérgezéshez (füstök) vezethet. Meg kell jegyezni, hogy a „szén-monoxid” szagát nem a CO, hanem egyes szerves anyagok szennyeződései okozzák.
A CO láng hőmérséklete akár 2100 °C is lehet. A CO égési reakciója érdekessége, hogy 700-1000 °C-ra hevítve csak nyomokban vízgőz vagy egyéb hidrogéntartalmú gázok (NH 3, H 2 S stb.) jelenlétében megy végbe észrevehető sebességgel. Ez a szóban forgó reakció láncjellegének köszönhető, amely az OH gyökök közbenső képződésén keresztül megy végbe az alábbi sémák szerint:
H + O 2 = HO + O, majd O + CO = CO 2, HO + CO = CO 2 + H stb.
Nagyon magas hőmérsékleten a CO égési reakciója észrevehetően reverzibilissé válik. A CO 2 tartalom egy egyensúlyi keverékben (1 atm nyomás alatt) 4000 °C felett csak elhanyagolhatóan kicsi lehet. Maga a CO-molekula termikusan annyira stabil, hogy még 6000 °C-on sem bomlik el. CO-molekulákat fedeztek fel a csillagközi közegben. Amikor a CO 80 °C-on K fémre hat, színtelen kristályos, erősen robbanásveszélyes K 6 C 6 O 6 összetételű vegyület képződik. A kálium eltávolításával ez az anyag könnyen szén-monoxiddá C 6 O 6 („trikinon”) alakul, amely a CO polimerizáció termékének tekinthető. Szerkezete egy hattagú szénatomokból álló ciklusnak felel meg, amelyek mindegyike kettős kötéssel kapcsolódik az oxigénatomokhoz.
CO kölcsönhatása kénnel a reakció szerint:
CO + S = COS + 29 kJ
Csak magas hőmérsékleten megy gyorsan. A keletkező szén-tioxid (O=C=S) színtelen és szagtalan gáz (olvadáspont -139, forráspontja -50 °C). A szén(II)-monoxid képes közvetlenül egyesülni bizonyos fémekkel. Ennek eredményeként fémkarbonilok képződnek, amelyeket összetett vegyületeknek kell tekinteni.
A szén(II)-monoxid néhány sóval összetett vegyületeket is képez. Némelyikük (OsCl 2 ·3CO, PtCl 2 ·CO stb.) csak oldatban stabil. Ez utóbbi anyag képződése a szén-monoxid (II) erős sósavval készült CuCl-oldat általi felszívódásával jár. Hasonló vegyületek nyilvánvalóan képződnek CuCl ammóniás oldatában, amelyet gyakran használnak CO elnyelésére a gázok elemzése során.
Nyugta.
Szén-monoxid képződik, amikor a szén oxigén hiányában ég. Leggyakrabban a szén-dioxid és a forró szén kölcsönhatása eredményeként nyerik:
CO 2 + C + 171 kJ = 2 CO.
Ez a reakció reverzibilis, egyensúlya 400 °C alatt szinte teljesen balra, 1000 °C felett pedig jobbra tolódik el (7. ábra). Azonban észrevehető sebességgel csak magas hőmérsékleten jön létre. Ezért normál körülmények között a CO meglehetősen stabil.
Rizs. 7. Egyensúlyi CO 2 + C = 2 CO.
A CO elemekből történő képződése a következő egyenlet szerint történik:
2 C + O 2 = 2 CO + 222 kJ.
Célszerű kis mennyiségű CO kinyerése hangyasav lebontásával: HCOOH = H 2 O + CO
Ez a reakció könnyen megtörténik, ha a HCOOH forró, erős kénsavval reagál. A gyakorlatban ezt az előállítást vagy konc. kénsavat folyékony HCOOH-ba (hevítéskor), vagy az utóbbi gőzeit foszfor-hemipentaoxidon átvezetve. A HCOOH kölcsönhatása klórszulfonsavval a séma szerint:
HCOOH + CISO 3 H = H 2 SO 4 + HCI + CO
Normál hőmérsékleten már működik.
A CO laboratóriumi előállításának kényelmes módja lehet a konc. kénsav, oxálsav vagy kálium-vas-szulfid. Az első esetben a reakció a következő séma szerint megy végbe: H 2 C 2 O 4 = CO + CO 2 + H 2 O.
A CO-val együtt szén-dioxid is felszabadul, ami visszatartható, ha a gázelegyet bárium-hidroxid oldaton vezetjük át. A második esetben az egyetlen gáznemű termék a szén-monoxid:
K 4 + 6 H 2 SO 4 + 6 H 2 O = 2 K 2 SO 4 + FeSO 4 + 3 (NH 4) 2 SO 4 + 6 CO.
Nagy mennyiségű CO nyerhető a szén tökéletlen elégetésével speciális kemencékben - gázgenerátorokban. A hagyományos („levegő”) generátorgáz átlagosan (térfogat%): CO-25, N2-70, CO 2 -4 és egyéb gázok kis szennyeződéseit tartalmazza. Égetéskor 3300-4200 kJ/m3 termel. A közönséges levegő oxigénnel való helyettesítése a CO-tartalom jelentős növekedéséhez (és a gáz fűtőértékének növekedéséhez) vezet.
Még több CO-t tartalmaz a vízgáz, amely (ideális esetben) egyenlő térfogatú CO és H 2 keverékéből áll, és égéskor 11 700 kJ/m 3 -t termel. Ezt a gázt úgy kapják, hogy vízgőzt fújnak át egy forró szénrétegen, és körülbelül 1000 °C-on a kölcsönhatás a következő egyenlet szerint megy végbe:
H 2 O + C + 130 kJ = CO + H 2.
A vízgáz képződésének reakciója a hő elnyelésével megy végbe, a szén fokozatosan lehűl, és forró állapotban tartásához fel kell váltani a vízgőz átjutását levegő (vagy oxigén) gázba jutásával. generátor. Ebben a tekintetben a vízgáz körülbelül CO-44, H 2 -45, CO 2 -5 és N 2 -6% -ot tartalmaz. Széles körben használják különféle szerves vegyületek szintézisére.
Gyakran kevert gázt kapnak. Megszerzésének folyamata a levegő és a vízgőz egyidejű átfúvatása egy forró szénrétegen, azaz egy rétegen keresztül vezet le. a két fent leírt módszer kombinációja - Ezért a kevert gáz összetétele a generátor és a víz között van. Átlagosan tartalmaz: CO-30, H 2 -15, CO 2 -5 és N 2 -50%. Köbméter elégetve körülbelül 5400 kJ-t termel.
szén-monoxid (II) ), vagy a szén-monoxidot, a CO-t Joseph Priestley angol kémikus fedezte fel 1799-ben. Színtelen, íztelen és szagtalan gáz, vízben gyengén oldódik (3,5 ml 100 ml vízben 0 °C-on), alacsony. olvadáspontja (-205 °C) és forráspontja (-192 °C).
A szén-monoxid szerves anyagok tökéletlen égése, vulkánkitörések során, valamint egyes alacsonyabb rendű növények (algák) élettevékenysége következtében kerül a Föld légkörébe. A levegő CO természetes szintje 0,01-0,9 mg/m3. A szén-monoxid nagyon mérgező. Az emberi testben és a magasabb rendű állatokban aktívan reagál
Az égő szén-monoxid lángja gyönyörű kék-lila színű. Könnyű saját szemével megfigyelni. Ehhez meg kell gyújtani egy gyufát. Alsó rész a láng világító - ezt a színt a forró szénrészecskék (a fa tökéletlen égésének terméke) adják neki. A lángot felül kék-ibolya szegély veszi körül. Ez elégeti a fa oxidációja során keletkező szén-monoxidot.
komplex vasvegyület - vérhem (a globin proteinhez kötődik), megzavarja az oxigénszállítás és a szövetek fogyasztásának funkcióit. Ezenkívül visszafordíthatatlan kölcsönhatásba lép néhány olyan enzimmel, amely részt vesz a sejt energiaanyagcseréjében. A helyiségben lévő 880 mg/m3 szén-monoxid-koncentrációnál a halál néhány órán belül, 10 g/m3-nél pedig szinte azonnal bekövetkezik. A levegőben a megengedett legnagyobb szén-monoxid-tartalom 20 mg/m3. A CO-mérgezés első jelei (6-30 mg/m3 koncentrációnál) a látás- és hallásérzékenység csökkenése, fejfájás, pulzusszám változás. Ha valaki szén-monoxid-mérgezést kapott, friss levegőre kell vinni és ki kell adni mesterséges lélegeztetés, mérgezés enyhe esetekben - adjon erős tea vagy kávét.
Nagy mennyiségű szén-monoxid ( II ) emberi tevékenység eredményeként kerül a légkörbe. Így átlagosan egy autó évente körülbelül 530 kg CO-t bocsát ki a levegőbe. Amikor 1 liter benzint elégetünk egy belső égésű motorban, a szén-monoxid-kibocsátás 150-800 g. Az orosz autópályákon a CO átlagos koncentrációja 6-57 mg/m3, azaz meghaladja a mérgezési küszöböt. A szén-monoxid felhalmozódik az autópályák közelében található házak előtti, rosszul szellőző udvarokon, pincékben és garázsokban. BAN BEN utóbbi évek Az utakon speciális pontokat szerveztek a szén-monoxid és az üzemanyag tökéletlen égéséből származó egyéb termékek (CO-CH szabályozás) ellenőrzésére.
Szobahőmérsékleten a szén-monoxid meglehetősen inert. Vízzel és lúgoldatokkal nem lép kölcsönhatásba, azaz nem sóképző oxid, de hevítve szilárd lúgokkal reagál: CO + KOH = HCOOC (kálium-formiát, hangyasav só); CO + Ca (OH) 2 = CaCO 3 + H 2. Ezeket a reakciókat a hidrogén elválasztására használják a szintézisgáztól (CO + 3H 2), amely metán és túlhevített vízgőz kölcsönhatása során keletkezik.
A szén-monoxid érdekes tulajdonsága, hogy képes vegyületeket képezni átmeneti fémekkel - karbonilokkal, például: Ni +4СО ® 70°C Ni (CO ) 4 .
szén-monoxid (II) ) kiváló redukálószer. Melegítéskor a levegő oxigénje oxidálja: 2CO + O 2 = 2CO 2. Ezt a reakciót szobahőmérsékleten is végrehajthatjuk platina vagy palládium katalizátor alkalmazásával. Ilyen katalizátorokat szerelnek fel az autókra, hogy csökkentsék a légkörbe történő CO-kibocsátást.
Amikor a CO klórral reagál, nagyon mérgező gáz, foszgén képződik (t kip =7,6 °C): CO+ Cl 2 = COCl 2 . Korábban vegyi harci szerként használták, ma már szintetikus poliuretán polimerek gyártása során használják.
A szén-monoxidot vas és acél olvasztására használják a vas redukálására az oxidokból; széles körben használják szerves szintézisben is. Amikor szén-oxid keverék ( II ) hidrogénnel a körülményektől (hőmérséklet, nyomás) különböző termékek keletkeznek - alkoholok, karbonilvegyületek, karbonsavak. Különösen nagyon fontos metanol szintézis reakciója van: CO + 2H 2 = CH3OH , amely a szerves szintézis egyik fő terméke. A szén-monoxidot a phos gén, a hangyasav szintézisére használják magas kalóriatartalmú üzemanyagként.
-
Milan Metropolitan: térkép, jegyárak és hasznos tippek Mennyibe kerülnek a jegyek?
-
Jeppesen diagramok olvasásának megtanulása – oktatóanyag Kiegészítők telepítése, amelyek jelentősen javítják a szimulátor grafikáját és valósághűségét
-
Mikor és milyen esetekben kell nulla bevallást benyújtania az egyéni vállalkozónak?
-
Mi az a jelző, és hogyan lehet megtalálni?
