Урок №40. Угарный газ, свойства, физиологическое действие на организм
Оксид углерода(II) – СО
(угарный газ, окись углерода, монооксид углерода)
Физические свойства
бесцветный ядовитый газ без вкуса и запаха, горит голубоватым пламенем, легче воздуха, плохо растворим в воде. Концентрация угарного газа в воздухе 12,5—74 % взрывоопасна.
Строение молекулы
Формальная степень окисления углерода +2 не отражает строение молекулы СО, в которой помимо двойной связи, образованной обобществлением электронов углерода и кислорода имеется дополнительная, образованная по донорно-акцепторному механизму за счет неподелённой пары электронов кислорода (изображена стрелкой):
В связи с этим молекула СО очень прочна и способна вступать в реакции окисления-восстановления только при высоких температурах. При обычных условиях СО не взаимодействует с водой, щелочами или кислотами.
Получение
Основным антропогенным источником угарного газа CO в настоящее время служат выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания. Угарный газ образуется при сгорании топлива в двигателях внутреннего сгорания при недостаточных температурах или плохой настройке системы подачи воздуха (подается недостаточное количество кислорода для окисления угарного газа CO в углекислый газ CO2). В естественных условиях, на поверхности Земли, угарный газ CO образуется при неполном анаэробном разложении органических соединений и при сгорании биомассы, в основном в ходе лесных и степных пожаров.
1). В промышленности (в газогенераторах):
Видео - опыт "Получение угарного газа"
C + O2 = CO2 + 402 кДж
CO2 + C = 2CO – 175 кДж
В газогенераторах иногда через раскалённый уголь продувают водяной пар:
С + Н2О = СО + Н2 – Q,
смесь СО + Н2 – называется синтез – газом.
2). В лаборатории - термическим разложением муравьиной или щавелевой кислоты в присутствии H2SO4(конц.):
HCOOH =t˚C, H2SO4 = H2O + CO
H2C2O4 =t˚C, H2SO4 = CO + CO2 + H2O
Химические свойства
При обычных условиях CO инертен; при нагревании – восстановитель;
CO - несолеобразующий оксид.
1). С кислородом
2C+2O + O2 =t˚C = 2C+4O2↑
2). С оксидами металлов
CO + MexOy = CO2 + Me
C+2O + CuO =t˚C = Сu + C+4O2↑
3). С хлором (на свету)
CO + Cl2 =свет = COCl2 (фосген – ядовитый газ)
4). Реагирует с расплавами щелочей
CO + NaOH =P = HCOONa
Влияние угарного газа на живые организмы
Угарный газ опасен, потому что он лишает возможности кровь нести кислород к жизненно важным органам, таким как сердце и мозг. Угарный газ объединяется с гемоглобином, который переносит кислород к клеткам организма, в следствии чего тот становится непригодным для транспортировки кислорода. В зависимости от вдыхаемого количества, угарный газ ухудшает координацию, обостряет сердечно-сосудистые заболевания и вызывает усталость, головную боль, слабость, Влияние угарного газа на здоровье человека зависит от его концентрации и времени воздействия на организм. Концентрация угарного газа в воздухе более 0,1% приводит к смерти в течение одного часа, а концентрация более 1,2% в течении трех минут.
Применение оксида углерода
Главным образом угарный газ применяют, как горючий газ в смеси с азотом, так называемый генераторный или воздушный газ, или же в смеси с водородом водяной газ. В металлургии для восстановления металлов из их руд. Для получения металлов высокой чистоты при разложении карбонилов.
ЗАКРЕПЛЕНИЕ
№1. Закончите уравнения реакций, составьте электронный баланс для каждой из реакций, укажите процессы окисления и восстановления; окислитель и восстановитель:
CO2 + C =
C + H2O =
СO + O2 =
CO + Al2O3 =
№2. Вычислите количество энергии, которое необходимо для получения 448 л угарного газа согласно термохимическому уравнению
CO2 + C = 2CO – 175 кДж