Ածխածնի մոնօքսիդ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Ածխածնի մոնօքսիդ
Carbon monoxide 2D.svg
Carbon-monoxide-3D-vdW.png
Ընդհանուր տեղեկություններ
Դասական անվանակարգում Ածխածնի մոնօքսիդ
Ավանդական անվանում Շմոլ գազ
Քիմիական բանաձև CO
Ֆիզիկական հատկություններ
Մոլային զանգված 28,01 գ/մոլ
Ագրեգատային վիճակ Անգույն գազ
Խտություն 0,00125 գ/սմ³
Ջերմային հատկություններ
Հալման ջերմաստիճան -205 °C
Եռման ջերմաստիճան -191.5 °C
Գոյացան էնթալպիա -110,52 կՋ/մոլ
Դասակարգում
CAS համար 630-08-0
PubChem 281
EINECS համար 211-128-3
SMILES [C-]#[O+]
ЕС 006-001-00-2
RTECS FG3500000
ԳՀՀ պատկերագրեր DOT hazmat class 2.3.svg
Եթե հատուկ նշված չէ, ապա բոլոր արժեքները բերված են ստանդարտ պայմանների համար (25 °C, 100 կՊա)

Ածխածնի մոնօքսիդ (CO), ածխածնի և թթվածնի բինար միացություն, որտեղ ածխածինն ունի +2 օքսիդացման աստիճան: Անգույն, անհամ, անհոտ թունավոր գազ:

Մոլեկուլի կառուցվածք[խմբագրել]

Ածխածինը և թթվածինը կապված են մեկ եռակի կապով, ինչպես ազոտի մոլեկուլը, դրա համար էլ նրանք հատկություններով նման են: Համաձայն մոլեկուլային օրբիտալների մեթոդի CO-ի ոչ գրգռված մոլեկուլի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան կարելի է արտահայտել σ2Oσ2zπ4x,yσ2C. ձևով: Եռակի կապը առաջացել է σ կապով, որը կազմվել է σz էլեկտրոնային զույգի հաշվին, իսկ նույն մակարդակի վրա առաջացած երկու πx,y էլեկտրոնները առաջացնում են երկու π կապերը: Եռակի կապի շնորհիվ CO-ի մոլեկուլը շատ ամուր է (1069 կՋ/մոլ) և փոքր միջմիջուկային հեռավորություն (dC≡O=0,1128 նմ կամ 1,13 Å): Մոլեկուլը թույլ էլեկտրացված է և ունի μ = 0,04·10−29 Կլ·մ դիպոլ մոմենտ: Տարբեր փորձերի արդյունքում ապացուցված է, որ բացասական լիցքը տեղակայված և ածխածնի ատոմի վրա C←O+:

Հատկություններ[խմբագրել]

Ածխածնի մոնօքսիդը անգույն, անհամ, անհոտ գազ է:Դյուրին բռնկվում է:

Ածխածնի մոնոքսիդի հատկությունները[1]
Առաջացման Գիպսի էներգիա −137,14 կՋ/մոլ
Առաջացման էնթրոպիա 197,54 կՋ/մոլ·Կ
Մոլային ջերմունակություն 29,11 կՋ/մոլ·Կ
Հալման էնթալպիա 0,838 կՋ/մոլ
Եռման էնթալպիա 6,04 կՋ/մոլ
Կրիտիկական ջերմաստիճան −140,23 °C
Կրիտիկական ճնշում 3,499 ՄՊա
Կրիտիկական խտություն 0,301 գ/սմ 3

Այն ռեակցիաները, որոնցում մասնակցում է ածխածնի մոնօքսիդը հիմնականում պատկանում են միացման և օքսիդա-վերականգման տիպին:Ածխածնի մոնոքսիդը հիմնականում հանդիսանում է վերականգնիչ: Ածխածնի մոնոքսիդը սենյակային ջերմաստիճանում քիմիապես քիչ ակտիվ է, այն ակտիվ է տաքացնելիս և լուծույթներում: Այն վերականգնում է ջրածնից ներքև գտնվող մետաղներին իրենց աղերի լուծույթներից (Au, Pt, Pd , Cu)`

CO + CuO \rightarrow Cu + CO_2\uparrow :

830 °C-ից ցածր ջերմաստիճաններում CO-ն ավելի ուժեղ վերականգնիչ է քան ջրածինը, իսկ 830 °C-ից բարձր ջերմաստիճաններում հակառակը: Դրա համար

H_2O + CO \leftrightarrows CO_2 + H_2

ռեակցիայի հավասարակշռության կենտրոնը տատանվում է կախված ջերմաստիճանից: Որոշ բակտերիաներ կարողանում են CO-ի օքսիդացումից ստանալ իրենց համար հարկավոր էներգիան`

2CO + O_2 \rightarrow 2CO_2 :

CO-ն փոխազդում է հալոգենների հետ : Ամենակիրառվող ռեակցիան ֆոսգենի ստացումն է`

 CO + Cl_2 \xrightarrow {120-150 C^o, C} COCl_2:

F2-ի և CO -ի փողազդեցությունից կարելին է ստանալ ոչ միայն կարբոնիլ ֆտորիդ, այլ նաև պերօքսիդային միացություն(FCO)2O2: Այն թթվային միջավայրում փոխազդում է կալիումի յոդիդի հետ`

(FCO)_2O_2 + 2KI \rightarrow 2KF + I_2 + 2CO_2 :

CO- ն փոխազդում է քալկոգենների հետ`

CO + S \rightarrow COS:

CO-ն վերականգնում է SO2 -ը `

2CO + SO_2 \rightarrow 2CO_2 + S

Անցումային մետաղների հետ առաջացնում է թունավոր միացություններ(կարբոնիլներ)`

 Me + nCO \rightarrow Me(CO)_n:

CO-ն փոխազդում է ալկալիների հալույթների հետ, առաջացնելով համապատասխան մետաղի ֆորմիատ`

 CO + KOH \rightarrow KCOOH :

CO-ն փոխազդում է մետաղական կալիումի հետ առաջացնելով կալիումի դիօքսօդիկարբոնատ`

2CO + 2K \rightarrow K_2C_2O_2 :

CO-ն փոխազդում է ամոնիակի հետ առաջացնելով արդյունաբերության համար շատ կարևոր ցիանաջրածնական թթուն (կապտաթթու)`

 CO + NH_3 \xrightarrow {ThO_2} H_2O + HCN :

CO-ն փոխազդում է ջրածնի հետ առաջացնելով սպիրտներ և գծային ալկաններ (Ֆիշեր-Տրոպսի ռեակցիա):

Թունավորում ածխածնի մոնոքսիդով[խմբագրել]

Ածխածնի մոնոքսիդով թունավորման աստիճանը

Ֆիզիոլոգիական ազդեցություններ[խմբագրել]

Շմոլ գազը շատ թունավոր է որովհետև այն չունի գույն , հոտ: Այն կարող է առաջացնել թունավորում, նույնիսկ մահ: Թունվորման պատճառը կարբօքսիհեմոգլոբինի առաջացումն է`

Hem + CO \rightarrow COHem

որը ավելի կայուն միացություն է, քան օքսիհեմոգլոբինը(OHem): Կարբոքսիհեմոգլոբինի առաջացման հետևանքով դադարում է թթվածնի մատակարարումը բջիջներին:Եթե սենյակի օդում պարունակվում է 0,1 % շմոլ գազ, ապա ապա այնտեղ գտնվող մարդը կամահանա մոտ մեկ ժամից:

Օգնությունը թունավորման ժամանակ[խմբագրել]

Կարբոքսիհեմոգլոբինի առաջացումը դարձելի է:

  • Տուժածին պետք է տանել մաքուր օդի միջավայր: Թեթև թունավորման ժամանակ կարելի է ընդամենը կատարել թոքերի հիպերօդափոխում:
  • Թոքերի արհեստական օդափոխում:
  • Լոբեին կամ կոֆեին մաշկի տակ:
  • Ներերակային կարբօքսիլազա:
  • Ներմկանային ացիզոլ:

Թունավորման կանխարգելումը[խմբագրել]

Ակտիվ ածխի կողմից ածխածնի մոնոքսիդը շատ քիչ է կլանվում, դրա համար օգտագործվում են հակագազեր ուրիշ ակտիվ տարրով` հիպոկալիտային փամփուշտ: Հիպոկալիտը կատալիզատոր է, որի վրա տեղի է ունենում CO-ի օսքիդացում մինչև CO2:

Բացահայտման պատմություն[խմբագրել]

Ածխի այրումից առաջացած ծուխի թունավոր հատկությունը նկարագրել էին դեռ Արիստոտելը և Հալենը: Ածխածնի մոնոքսիդը առաջին անագամ ստացել է Ժակ դե Լասսոն 1776 թվականին, ցինկի օքսիդի և ածխածնի տաքացումից, սակայն անջատված գազը վառվում էր կապույտ գույնով դրա համար էլ այն խառնեցին ջրածնի հետ:

 ZnO + C \rightarrow CO + Zn

Գազի բաղադրությունը հայտնաբերել է 1800 թվականին Վիլիամ Կրուկշեինկը: Գազի թունավոր հատկությունը ուսումնասիրել է Կլոդ Բեռնարը, փորձարկելով շների վրա: Երկրի մթնոլորտից դուրս CO հայտնաբերել է Մ. Միժոտը 1949 թվականին, ուսումնասիրելով արեգակի ԻԿ սպեկտորը:

Ստացում[խմբագրել]

Արդյունաբերական եղանակ[խմբագրել]

Ջերմաստիճանի ազդեցությունը CO_2 + C \rightleftarrows 2CO ռեակցիայի հավասառակշռության հաստատունի վրա
  • Առաջանում է ածխածնի կամ ածխածին պարունակող միացությունների թերայրումից`
 2C + O_2 \rightarrow  2CO
  • Առաջանում է CO2-ի վերականգնումից (շիկացած ածխով)`
CO_2 + C \leftrightarrow 2CO :

Այս ռեակցիան դարձելի է: Ջերմաստիճանի ազդեցությունը ռեակցիաի վրա պատկերված է գրաֆիկում: Այս հավասարակշռությունը կոչվում է Բուդուառաի հավասարակշռություն:

  • Ածխածնի մոնօքսիդի խառնուրդները ստանում են ջրային գոլորշիները, օդը (և նման) շիկացած կոքսի վրայով անցկացնելիս:

Լաբարատոր եղանակ[խմբագրել]

  • Ստանում են հեղուկ մրջնաթթվի քայքայումից օգտագործելով H2SO4 կամ P2O5`
 HCOOH \xrightarrow[H_2SO_4]  {t^o} H_2O +  CO :

Կարելի է նաև մրջնաթթուն մշակել քլորսուլֆիտային թթվով`

 HCOOH + ClSO_3H \rightarrow H_2SO_4 + HCl + CO\uparrow
 H_2C_2O_4 \xrightarrow[H_2SO_4]  {t^o} H_2O +  CO\uparrow + CO_2\uparrow
 K_4[Fe(CN)_6] + 6H_2SO_4 + 6H_2O \xrightarrow {t^o} 2K_2SO_4 + FeSO_4 +3(NH_4)_2SO_4 + 6CO\uparrow :
  • Ցինկի կարբոնատը մագնեզիումով վերականգնելիս`
 Mg + ZnCO_3  \xrightarrow {t^o} MgO+ ZnO + CO\uparrow:

Ածխածնի մոնօքսիդի քանակական և որակական անալիզը[խմբագրել]

CO-ի որակական բաղադրությունը կարելի է հայտնաբերել պալադիումի քլորիդի լուծույթով: Այն սկսում է սևանալ: Դա ռեակցիայի արդյունքում նստող պալադիումն է`

 PdCl_2 + CO + H_2O \rightarrow Pd\downarrow + CO_2 + 2HCl  :

Այս ռեակցիան իրականացնելու համար պետք է 1գրամ պալադիումի քլորիդը լուծել 1 լիտր ջրում: Քանակական բաղադրությունը ստանալու համար օգտվում են իոդոմետրիկ եղանակով`

 5CO + I_2O_5 \rightarrow I_2 \downarrow + 5CO_2  :

Կիրառություն[խմբագրել]

  • CO-ն հանդիսանում է միջանկյալ նյութ, որը մցնում են ջրածնի հետ ռեակցիայի մեջ խոշոր արդյունաբերական նպատակներով` սպիրտների և չճյուղավորված ածխաջրածինների ստացման համար:
  • CO-ն օգտագործում են կանդանիների, թռչունների և ձկների միսը մշակելու համար: Այն տալիս է նրանց թարմ մսի գույն առանց համը փոխելու (տեխնալոգիաէ en:Clear smoke կամ en:Tasteless smoke):
  • Այն հանդիսանում է գեներատորային գազի հիմնական բաղադրամասը, որը օգտագօրծվում է գազագեներատորային մեքենաներում:
  • Ավտոմեքենաների արտանետած գազի մեջ գտնվող CO-ն օգտագործվել է որպես թունանյութ երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ` ֆաշիստների կողմից:
  • Օգտագործվում է գազային խցիկներում:
  • Օգտագործվել է Գազենվագեններում:

Ածխածնի մոնօքսիդը երկրի մթնոլորտում[խմբագրել]

CO- ի պարունակությունը երկրի մթնոլորտում MOPITT-ի տվյալներով

Տարբերում են CO-ի առաջացման երկու ձև`

  • Բնական
  • Անթրոպոգեն (մարդու գործունությունից առաջացած)

Նորմալ պայմաններում, երկրի վրա CO առաջանում է օրգանական միացությունների ոչ լրիվ անաէրոբ քայքայումից և կենսազանգվածի այրումից, հիմնականում անտառների այրումից: Հողում CO առաջանում է ինչպես բնական, այնպես էլ ոչ բնական ճանապարհներով: Փորձնականորեն ապացուցված է, որ CO հողում առաջանում է ֆենոլային միացությունների շնորհիվ, որոնք պարունակում են OCH3 կամ OH խմբեր` պարա կամ օրթո իզոմերների ձևով: Մթնոլորտում CO-ն հանդիսանում է շղթայական ռեակցիաների արդյունք, որոնցում մասնակցում են մեթան և այլ ածխաջրածիններ (առջին հերթին իզոպրեն):

Գրականություն[խմբագրել]

  • Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. 5-е изд., испр. — М.: Высш. шк.; 2003
  • Некрасов Б. В. Основы общей химии. Т. I, изд. 3-е, испр. и доп. Изд-во «Химия», 1973 г. Стр. 495—497, 511—513
  • Химия: Справ. из./В. Шретер, К.-Х. Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др.: Перс. с нем. 2-е изд., стереотип. — М.:Химия, 2000
  • Баратов А. Н. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справочное издание: в 2-х книгах; Книга 2. — М.: Химия, 1990 — 384с.

Ծանոթագրություններ[խմբագրել]

  1. http://dic.academic.ru քիմիական տեղեկագիրք

Արտաքին հղումներ[խմբագրել]