Mnoge gasovite supstance koje postoje u prirodi i koje se dobijaju tokom proizvodnje su jaka toksična jedinjenja. Poznato je da je hlor korišćen kao biološko oružje, pare broma imaju jako korozivni efekat na kožu, sumporovodik izaziva trovanje, itd.
Jedna od ovih supstanci je ugljen monoksid ili ugljen monoksid, čija formula ima svoje karakteristike u strukturi. O tome će se dalje raspravljati.
Hemijska formula ugljen-monoksida
Empirijski oblik formule razmatranog jedinjenja je sljedeći: CO. Međutim, ovaj oblik daje karakteristiku samo kvalitativnog i kvantitativnog sastava, ali ne utiče na strukturne karakteristike i red povezanosti atoma u molekuli. I razlikuje se od toga u svim drugim sličnim plinovima.
Ova karakteristika je ta koja utiče na fizička i hemijska svojstva koja pokazuje jedinjenje. Kakva je ovo struktura?
Struktura molekula
Prvo, empirijska formula pokazuje da je valencija ugljenika u jedinjenju II. Isto kao i sakiseonik. Dakle, svaki od njih može formirati dvije veze. Hemijska formula ugljen-monoksida CO to jasno potvrđuje.
To se dešava. Dvostruka kovalentna polarna veza nastaje između atoma ugljika i kisika mehanizmom socijalizacije nesparenih elektrona. Dakle, strukturna formula ugljen monoksida ima oblik C=O.
Međutim, karakteristike molekula se tu ne završavaju. Prema mehanizmu donor-akceptor, u molekulu se formira treća, dativna ili semipolarna veza. Šta ovo objašnjava? Budući da nakon formiranja kovalentnih veza u redu razmjene, kisik ima dva para elektrona, a atom ugljika ima praznu orbitalu, potonji djeluje kao akceptor jednog od parova prvog. Drugim riječima, par kisikovih elektrona stavlja se u slobodnu orbitalu ugljika i formira se veza.
Dakle, ugljenik je akceptor, kiseonik je donor. Stoga, formula za ugljični monoksid u hemiji ima sljedeći oblik: C≡O. Takvo strukturiranje daje molekulu dodatnu hemijsku stabilnost i inertnost u svojstvima koja se pokazuju u normalnim uslovima.
Dakle, veze u molekulu ugljičnog monoksida:
- dva kovalentna polarna, nastala mehanizmom razmene usled socijalizacije nesparenih elektrona;
- jedan dativ, formiran interakcijom donor-akceptor između para elektrona i slobodne orbitale;
- postoje tri veze u molekulu.
Fizička svojstva
Postoje brojne karakteristike koje, kao i svako drugo jedinjenje, ima ugljen monoksid. Formula tvari jasno pokazuje da je kristalna rešetka molekularna, a stanje u normalnim uvjetima je plinovito. Iz ovoga slijede sljedeći fizički parametri.
- S≡O - ugljen monoksid (formula), gustina - 1, 164 kg/m3.
- Tačke ključanja i topljenja: 191/205 0C.
- Rastvorljivo u: vodi (malo), etru, benzolu, alkoholu, hloroformu.
- Bez ukusa ili mirisa.
- Bezbojno.
Sa biološke tačke gledišta, izuzetno je opasno za sva živa bića, osim za određene vrste bakterija.
Hemijska svojstva
Sa stanovišta reaktivnosti, jedna od najinertnijih supstanci u normalnim uslovima je ugljen monoksid. Formula, koja odražava sve veze u molekuli, to potvrđuje. Upravo zbog tako jake strukture ovo jedinjenje praktički ne ulazi ni u kakve interakcije u standardnim uslovima okoline.
Međutim, sistem treba barem malo zagrijati, jer se dativna veza u molekulu kolabira, kao i kovalentne. Tada ugljični monoksid počinje pokazivati aktivna redukcijska svojstva, i to prilično jaka. Dakle, može komunicirati sa:
- kisik;
- hlor;
- alkali (otopi);
- sa metalnim oksidima i solima;
- sa sivom;
- malo s vodom;
- sa amonijakom;
- sa vodonikom.
Stoga, kao što je gore pomenuto, svojstva koja pokazuje ugljen monoksid, njegova formula to u velikoj meri objašnjava.
Biti u prirodi
Glavni izvor CO u Zemljinoj atmosferi su šumski požari. Na kraju krajeva, glavni način stvaranja ovog gasa na prirodan način je nepotpuno sagorevanje raznih vrsta goriva, uglavnom organske prirode.
Antropogeni izvori zagađenja vazduha ugljen-monoksidom su podjednako važni i daju isti procenat masenog udela kao i prirodni. Ovo uključuje:
- dim iz rada fabrika i fabrika, metalurških kombinata i drugih industrijskih preduzeća;
- izduvni gasovi iz motora sa unutrašnjim sagorevanjem.
U prirodnim uslovima, ugljen monoksid se lako oksidira atmosferskim kiseonikom i vodenom parom u ugljen dioksid. Ovo je osnova prve pomoći kod trovanja ovim jedinjenjem.
Primi
Vrijedi istaći jednu osobinu. Ugljen monoksid (formula), ugljen dioksid (molekularna struktura), respektivno, izgledaju ovako: C≡O i O=C=O. Razlika je u jednom atomu kiseonika. Stoga se industrijska metoda za proizvodnju monoksida zasniva na reakciji između dioksida i uglja: CO2 + C=2CO. Ovo je najjednostavniji i najčešći način za sintetizaciju ovog spoja.
U laboratoriji se koriste različita organska jedinjenja, metalne soli i složene supstance, jer se ne očekuje da će prinos proizvoda biti prevelik.
Kvalitetni reagens za dostupnostu vazduhu ili rastvoru ugljen monoksida - paladijum hlorid. Kada su u interakciji, formira se čisti metal, koji uzrokuje potamnjenje rastvora ili površine papira.
Biološki efekat na organizam
Kao što je već spomenuto, ugljen monoksid je vrlo otrovna bezbojna, opasna i smrtonosna štetočina za ljudski organizam. I ne samo ljudi, nego uopšte bilo koje živo biće. Biljke izložene izduvnim gasovima automobila umiru vrlo brzo.
Kakav je tačno biološki efekat ugljen monoksida na unutrašnje okruženje životinjskih bića? Sve se radi o stvaranju jakih kompleksnih spojeva hemoglobina krvnog proteina i dotičnog plina. Odnosno, umjesto kiseonika, hvataju se molekuli otrova. Ćelijsko disanje je trenutno blokirano, razmjena gasova postaje nemoguća u svom normalnom toku.
Kao rezultat, dolazi do postepenog blokiranja svih molekula hemoglobina i, kao rezultat, smrti. Poraz od samo 80% dovoljan je da ishod trovanja postane fatalan. Da biste to učinili, koncentracija ugljičnog monoksida u zraku mora biti 0,1%.
Prvi znaci po kojima se može utvrditi početak trovanja ovim jedinjenjem su:
- glavobolja;
- vrtoglavica;
- gubitak svijesti.
Prva pomoć - izaći na svjež zrak, gdje će se ugljični monoksid pod utjecajem kisika pretvoriti u ugljični dioksid, odnosno neutralizirati. Smrtni slučajevi zbog dotične supstancevrlo česta, posebno u kućama sa grijanjem na peći. Zaista, prilikom sagorijevanja drva za ogrjev, uglja i drugih vrsta goriva, ovaj plin se nužno formira kao nusproizvod. Poštivanje sigurnosnih propisa izuzetno je važno za očuvanje ljudskog života i zdravlja.
Ima mnogo slučajeva trovanja u garažama, gdje se sklapaju mnogi ispravni motori automobila, ali nema dovoljno svježeg zraka. Smrt, ako se prekorači dozvoljena koncentracija, nastupa u roku od sat vremena. Fizički je nemoguće osjetiti prisustvo plina, jer on nema miris niti boju.
Industrijska upotreba
U metalurškoj industriji, ugljen monoksid se često koristi za reakcije redukcije metala iz njihovih oksida ili soli. Formula za rezultirajuće jedinjenje je CO2. Nastaje i čista supstanca - metal.
Osim toga, koristi se ugljen monoksid:
- za preradu mesnih i ribljih proizvoda da im daju svjež izgled;
- za sintezu nekih organskih jedinjenja;
- kao komponenta generatorskog gasa.
Stoga ova supstanca nije samo štetna i opasna, već i veoma korisna za ljude i njihove ekonomske aktivnosti.
