Ogljikovi oksidi: kemija, razred 8

Vse, kar nas obdaja, je sestavljeno iz spojin različnih kemijskih elementov. Ne dihamo le zraka, temveč kompleksno organsko spojino, ki vsebuje kisik, dušik, vodik, ogljikov dioksid in druge potrebne sestavine. Vpliv mnogih teh elementov na človeško telo, še posebej na življenje na Zemlji kot celoto, še ni bil v celoti raziskan. Da bi razumeli procese medsebojnega delovanja elementov, plinov, soli in drugih formacij, je bil v šolo uveden predmet Kemija. 8. razred je začetek pouka kemije po odobrenem splošnem izobraževalnem programu.

Ena najpogostejših spojin v zemeljski skorji in v atmosferi je oksid. Oksid je spojina katerega koli kemičnega elementa s kisikovim atomom. Tudi vir vsega življenja na Zemlji - voda je vodikov oksid. Toda v tem članku ne govorimo o oksidih na splošno, ampak o eni izmed najpogostejših spojin - ogljikovega monoksida. Te spojine dobimo s taljenjem kisikovih atomov in ogljika. Te spojine lahko vsebujejo različne količine ogljikovih atomov in kisika, vendar je treba ločiti dve glavni spojini ogljika s kisikom: ogljikov monoksid in ogljikov dioksid.

Kemijska formula in metoda za proizvodnjo ogljikovega monoksida

Kakšna je njena formula? Ogljikov monoksid je dokaj lahko zapomniti - CO. Molekula ogljikovega monoksida je tvorjena s trojno vezjo, zato ima dokaj visoko vezno moč in ima zelo majhno internuklearno razdaljo (0,1128 nm). Energija razpokanja te kemične spojine je 1076 kJ / mol. Trojna vez nastane zaradi dejstva, da ima ogljikov element v svoji atomski strukturi p-orbital, ki ni zaseden z elektroni. Ta okoliščina ustvarja možnost, da ogljikov atom postane akceptor elektronskega para. In nasprotno, atom kisika ima na eni od p-orbitalov neločen par elektronov, zato ima sposobnost elektron-donorja. Ko se ta dva atoma združita, poleg dveh kovalentnih vezi, se pojavi še tretji - donorsko-akceptorska kovalentna vez.

Obstajajo različni načini pridobivanja CO. Eden od najpreprostejših je prenos ogljikovega dioksida preko vročega premoga. V laboratorijskih pogojih se ogljikov monoksid proizvaja z naslednjo reakcijo: mravljinčna kislina se segreva z žveplovo kislino, ki loči mravljinčno kislino na vodo in ogljikov monoksid.

CO se sprosti tudi pri segrevanju oksalne kisline in žveplove kisline.

Fizikalne lastnosti CO

Ogljikov monoksid (2) ima naslednje fizikalne lastnosti - brezbarven plin, ki nima izrazitega vonja. Vsi tuje vonjave, ki se pojavijo med uhajanjem ogljikovega monoksida, so produkt razgradnje organskih nečistoč. Je precej lažja od zraka, izjemno strupena, zelo slabo topna v vodi in ima visoko stopnjo vnetljivosti.

Najpomembnejša lastnost CO je njegov negativen vpliv na človeško telo. Zastrupitev z ogljikovim monoksidom lahko usodna. Podrobneje o učinkih ogljikovega monoksida na človeško telo bomo opisali spodaj.

Kemične lastnosti CO

Glavne kemijske reakcije, v katerih se lahko uporabljajo ogljikovi oksidi (2), so redoks reakcija in reakcija adicije. Redoks reakcija je izražena v sposobnosti CO zmanjšati kovino iz oksidov z mešanjem z nadaljnjim segrevanjem.

Pri medsebojnem delovanju s kisikom nastaja ogljikov dioksid s sproščanjem znatne količine toplote. Ogljikov monoksid opekline z modrim plamenom. Zelo pomembna funkcija ogljikovega monoksida je njegova interakcija s kovinami. Kot posledica takšnih reakcij nastanejo karbonili kovin, velika večina katerih so kristalne snovi. Uporabljajo se za proizvodnjo ultra čistih kovin, kot tudi za nanašanje kovinskih premazov. Mimogrede, karbonili imajo dober ugled kot katalizatorji za kemijske reakcije.

Kemijska formula in metoda za proizvodnjo ogljikovega dioksida

Ogljikov dioksid ali ogljikov dioksid ima kemijsko formulo CO ₂ . Struktura molekule se nekoliko razlikuje od strukture CO. V tej formaciji ima ogljik oksidacijsko stanje +4. Struktura molekule je linearna in zato nepolarna. Molekula CO ₂ nima tako močne moči kot CO. Zemljina atmosfera vsebuje okoli 0,03% ogljikovega dioksida po celotni prostornini. Povečanje tega kazalnika uniči ozonski plašč Zemlje. V znanosti se ta pojav imenuje učinek tople grede.

Ogljikov dioksid lahko dobimo na različne načine. V industriji se oblikuje kot posledica izgorevanja dimnih plinov. Lahko je stranski proizvod v procesu pridobivanja alkohola. Lahko ga dobimo v procesu razgradnje zraka v glavne sestavine, kot so dušik, kisik, argon in drugi. V laboratorijskih pogojih lahko ogljikov monoksid (4) pridobivamo v procesu sežiganja apnenca, domači ogljikov dioksid pa lahko ekstrahiramo z reakcijo citronske kisline in pecilne sode. Mimogrede, prav na ta način so na začetku proizvodnje izdelali gazirane pijače.

CO ₂ Fizične lastnosti

Ogljikov dioksid je brezbarvna plinasta snov brez značilnega močnega vonja. Zaradi visoke stopnje oksidacije ima ta plin rahlo kisli okus. Ta izdelek ne podpira procesa zgorevanja, saj je sam po sebi posledica gorenja. S povišano koncentracijo ogljikovega dioksida, oseba izgubi sposobnost dihanja, kar je usodno. Več podrobnosti o učinkih ogljikovega dioksida na človeško telo bo opisano spodaj. CO _{2 je} veliko težji od zraka in popolnoma topen v vodi, tudi pri sobni temperaturi.

Ena izmed najbolj zanimivih lastnosti ogljikovega dioksida je, da pri normalnem atmosferskem tlaku nima tekočega agregacijskega stanja. Vendar pa, če vpliv na strukturo izpostavljenosti ogljikovega dioksida na temperaturo -56,6 ° C in tlak približno 519 kPa, nato pa se pretvori v brezbarvno tekočino.

Ob znatnem znižanju temperature je plin v stanju tako imenovanega "suhega ledu" in izhlapi pri temperaturi višji od -78 ^° C.

Kemijske lastnosti CO ₂

Značilne so kemijske lastnosti ogljikovega monoksida (4), katerega formula je CO ₂ kislinskega oksida in ima vse svoje lastnosti.

1. Pri interakciji z vodo nastane karbonska kislina, ki ima šibko kislost in nizko stabilnost raztopin.

2. Pri medsebojnem delovanju z alkalijami ogljikov dioksid tvori ustrezno sol in vodo.

3. Med interakcijo z oksidi aktivne kovine spodbuja tvorbo soli.

4. Ne podpira procesa gorenja. Ta postopek lahko aktivirajo samo nekatere aktivne kovine, kot je litij, kalij, natrij.

Vpliv ogljikovega monoksida na človeško telo

Vrnimo se k glavnemu problemu vseh plinov - vplivu na človeško telo. Ogljikov monoksid spada v skupino zelo nevarnih plinov. Za ljudi in živali je to izjemno močna strupena snov, ki pri zaužitju resno vpliva na kri, živčni sistem telesa in mišice (vključno s srcem).

Ogljikovega monoksida v zraku ni mogoče prepoznati, saj ta plin nima posebnega vonja. To je nevarno. Ko je v človeškem telesu skozi pljuča, ogljikov monoksid aktivira svojo destruktivno aktivnost v krvi in ​​začne interakcijo s hemoglobinom več sto krat hitreje kot kisik. Posledica tega je zelo odporna spojina, imenovana karboksihemoglobin. To ovira dovajanje kisika iz pljuč v mišice, kar vodi v mišično stradanje tkiv. Še posebej resno prizadene te možgane.

Zaradi nezmožnosti prepoznavanja zastrupitve z ogljikovim monoksidom skozi vonj, morate poznati nekatere glavne simptome, ki se pojavijo v zgodnjih fazah:

• omotica, ki jo spremlja glavobol;
• tinitus in utripanje pred očmi;
• srčne palpitacije in zasoplost;
• rdečina obraza.

V prihodnosti se žrtev zastrupitve pojavi huda slabost, včasih bruhanje. V hudih primerih zastrupitve so možni nenamerni napadi, ki jih spremlja nadaljnja izguba zavesti in koma. Če bolniku ni zagotovljena ustrezna zdravstvena oskrba pravočasno, je možna smrt.

Vpliv ogljikovega dioksida na človeško telo

Ogljikovi oksidi s kislostjo +4 spadajo v del dušenja. Z drugimi besedami, ogljikov dioksid ni strupena snov, lahko pa pomembno vpliva na pretok kisika v telo. Ko se raven ogljikovega dioksida dvigne na 3-4%, postane oseba resno šibka in začne spati. Ko se raven zviša na 10%, se začnejo razvijati hudi glavoboli, omotica, motnje sluha in včasih se opazi izguba zavesti. Če se koncentracija ogljikovega dioksida dvigne na raven 20%, se zgodi smrt zaradi izgube kisika.

Zdravljenje zastrupitve z ogljikovim dioksidom je zelo preprosto - da se žrtvi omogoči dostop do čistega zraka, če je potrebno, za umetno dihanje. V skrajnih primerih morate žrtev povezati z ventilatorjem.

Iz opisa vpliva teh dveh ogljikovih oksidov na telo lahko sklepamo, da ogljikov monoksid, z visoko toksičnostjo in usmerjenim učinkom na telo od znotraj, še vedno predstavlja veliko nevarnost za ljudi.

Ogljikov dioksid se v takšni izdaji ne razlikuje in je manj škodljiv za človeka, zato je ta snov dejavna tudi v živilski industriji.

Uporaba ogljikovih oksidov v industriji in njihov vpliv na različne vidike življenja

Ogljikovi oksidi se zelo pogosto uporabljajo na različnih področjih. človekove dejavnosti in njihov obseg je izjemno bogat. Tako se ogljikov monoksid lahko uporablja v metalurgiji v procesu taljenja železa. CO je pridobil široko popularnost kot material za shranjevanje hrane v ohlajenem stanju. Ta oksid se uporablja za predelavo mesa in rib, kar jim daje svež videz in ne spremeni okusa. Pomembno je, da ne pozabimo na toksičnost tega plina in da ne pozabimo, da dovoljeni odmerek ne sme presegati 200 mg na 1 kg proizvoda. CO se v zadnjem času vedno bolj uporablja v avtomobilski industriji kot gorivo za avtomobile na plin.

Ogljikov dioksid ni strupen, zato je njegov obseg uporabe široko uveljavljen v živilski industriji, kjer se uporablja kot konzervans ali pecilni prašek. CO ₂ se uporablja tudi pri proizvodnji mineralne in gazirane vode. V trdnem stanju ("suhi led") se pogosto uporablja v zamrzovalnih obratih za vzdrževanje stabilne nizke temperature v prostoru ali napravi.

Zelo priljubljeni so bili gasilni aparati z ogljikovim dioksidom, katerih pena popolnoma izolira ogenj od kisika in ne omogoča požara. V skladu s tem je druga uporaba požarna varnost. Cilindri v pnevmatskih pištolah so napolnjeni tudi z ogljikovim dioksidom. In seveda, skoraj vsak izmed nas bere, iz česa je sestavljen osvežilec zraka za sobe. Da, ena od komponent je ogljikov dioksid.

Kot vidimo, je ogljikov dioksid zaradi njegove minimalne toksičnosti vedno bolj pogosta v vsakdanjem življenju osebe, ogljikov monoksid pa je v uporabi v težki industriji.

Obstajajo druge ogljikove spojine s kisikom, koristnost formule ogljika in kisika pa omogoča uporabo različnih variant spojin z različnim številom ogljikovih atomov in kisika. Številni oksidi se lahko razlikujejo od C2O2 do C32O8. Za opis vsake od njih potrebujete več kot eno stran.

Ogljikovi oksidi v naravi

Obe vrsti ogljikovih oksidov, obravnavani tukaj, sta nekako prisotni v naravnem svetu. Ogljikov monoksid je torej lahko produkt zgorevanja gozdov ali posledica človekovih dejavnosti (izpušni plini in nevarni odpadki industrijskih podjetij).

Že znani ogljikov dioksid je tudi del kompleksne kompozicije zraka. Vsebina je približno 0,03%. Z naraščanjem tega kazalnika se pojavi tako imenovani »učinek tople grede«, ki se ga tako bojijo sodobni znanstveniki. Ogljikov dioksid oddajajo živali in ljudje z izdihom. Je glavni vir takšnega uporabnega elementa za rastline kot ogljik, zato mnogi znanstveniki hitijo na kraj, kar kaže na nedopustnost velikega sečnje. Če rastline ne absorbirajo več ogljikovega dioksida, se lahko odstotek njegove vsebnosti v zraku dvigne na kritične za kazalce človekove dejavnosti.

Očitno je veliko avtorjev pozabilo gradivo v učbeniku »Splošna kemija. Stopnja 8, sicer bi se vprašanje krčenja gozdov v mnogih delih sveta bolj resno posvetilo. To se mimogrede nanaša tudi na problem prisotnosti ogljikovega monoksida v okolju. Količina človeških odpadkov in odstotek emisij tega zelo strupenega materiala v okolje se iz dneva v dan povečuje. In to ni dejstvo, da se usoda sveta, opisana v čudovitem risanku "Wally", ko je človeštvo morala zapustiti Zemljo, obkroženo do temeljev in oditi v druge svetove v iskanju boljšega življenja, ne bo ponovilo.