Banyak zat gas yang ada di alam dan dihasilkan selama produksi merupakan senyawa beracun yang kuat. Klorin diketahui digunakan sebagai senjata biologis, uap brom memiliki efek yang sangat korosif pada kulit, hidrogen sulfida menyebabkan keracunan, dan sebagainya.

Salah satu zat tersebut adalah karbon monoksida atau karbon monoksida yang rumusannya memiliki ciri struktur tersendiri. Hal ini akan dibahas lebih lanjut.

Rumus kimia karbon monoksida

Bentuk empiris rumus senyawa yang dimaksud adalah sebagai berikut: CO. Namun, bentuk ini hanya mencirikan komposisi kualitatif dan kuantitatif, tetapi tidak mempengaruhi ciri struktural dan urutan ikatan atom dalam suatu molekul. Dan ini berbeda dengan gas serupa lainnya.

Fitur inilah yang mempengaruhi fisik dan Sifat kimia. Struktur macam apa ini?

Struktur molekul

Pertama, rumus empiris menunjukkan bahwa valensi karbon dalam senyawa adalah II. Sama halnya dengan oksigen. Akibatnya, masing-masing dapat membentuk dua formula karbon monoksida CO, yang dengan jelas menegaskan hal ini.

Inilah yang terjadi. Antara atom karbon dan oksigen, menurut mekanisme pembagian elektron tidak berpasangan, terbentuk ikatan polar kovalen ganda. Jadi, karbon monoksida berbentuk C=O.

Namun, ciri-ciri molekul tidak berakhir di situ. Menurut mekanisme donor-akseptor, ikatan ketiga, datif atau semipolar terbentuk dalam molekul. Apa yang menjelaskan hal ini? Karena setelah pembentukan menurut urutan pertukaran, oksigen memiliki dua pasang elektron, dan atom karbon memiliki orbital kosong, atom karbon bertindak sebagai akseptor salah satu pasangan elektron. Dengan kata lain, sepasang elektron oksigen ditempatkan pada orbital karbon kosong dan ikatan terbentuk.

Jadi, karbon adalah akseptor, oksigen adalah donor. Oleh karena itu, rumus karbon monoksida dalam kimia berbentuk sebagai berikut: C≡O. Strukturisasi ini memberi molekul stabilitas kimia tambahan dan kelembaman pada sifat-sifat yang ditunjukkannya kondisi normal.

Jadi, ikatan pada molekul karbon monoksida adalah:

• dua kutub kovalen, dibentuk melalui mekanisme pertukaran karena pembagian elektron yang tidak berpasangan;
• satu datif, dibentuk oleh interaksi donor-akseptor antara sepasang elektron dan orbital bebas;
• Ada total tiga ikatan dalam molekul.

Properti fisik

Ada sejumlah karakteristik yang dimiliki karbon monoksida, seperti senyawa lainnya. Rumus zat memperjelas hal itu sel kristal molekuler, keadaan gas dalam kondisi normal. Parameter fisik berikut mengikuti dari ini.

1. C≡O - karbon monoksida (rumus), kepadatan - 1,164 kg/m 3.
2. Titik didih dan titik leleh masing-masing: 191/205 0 C.
3. Larut dalam: air (sedikit), eter, benzena, alkohol, kloroform.
4. Tidak ada rasa atau bau.
5. Tanpa warna.

Dari sudut pandang biologis, ini sangat berbahaya bagi semua makhluk hidup kecuali tipe tertentu bakteri.

Sifat kimia

Dari sudut pandang aktivitas kimia, salah satu zat yang paling lembam dalam kondisi normal adalah karbon monoksida. Rumusnya, yang mencerminkan semua ikatan dalam molekul, menegaskan hal ini. Justru karena strukturnya yang kuat maka senyawa ini, dengan indikator standar lingkungan praktis tidak melakukan interaksi apa pun.

Namun, jika sistem dipanaskan setidaknya sedikit, ikatan datif dalam molekul akan terurai, seperti halnya ikatan kovalen. Kemudian karbon monoksida mulai menunjukkan sifat pereduksi aktif, dan cukup kuat. Jadi, ia dapat berinteraksi dengan:

• oksigen;
• klorin;
• alkali (meleleh);
• dengan oksida logam dan garam;
• dengan belerang;
• sedikit dengan air;
• dengan amonia;
• dengan hidrogen.

Oleh karena itu, seperti disebutkan di atas, sifat-sifat karbon monoksida sebagian besar dijelaskan oleh rumusnya.

Berada di alam

Sumber utama CO di atmosfer bumi adalah kebakaran hutan. Bagaimanapun, cara utama gas ini terbentuk secara alami adalah melalui pembakaran tidak sempurna. berbagai jenis bahan bakar, terutama yang bersifat organik.

Sumber polusi udara antropogenik dengan karbon monoksida juga penting dan menyediakan fraksi massa persentase yang sama dengan yang alami. Ini termasuk:

• asap dari pekerjaan pabrik dan pabrik, kompleks metalurgi dan perusahaan industri lainnya;
• gas buang dari mesin pembakaran dalam.

Dalam kondisi alami, karbon monoksida mudah teroksidasi oleh oksigen atmosfer dan uap air menjadi karbon dioksida. Inilah dasar pertolongan pertama jika terjadi keracunan dengan senyawa ini.

Kuitansi

Perlu diperhatikan satu fitur. Karbon monoksida(rumus), karbon dioksida(struktur molekul) masing-masing terlihat seperti ini: C≡O dan O=C=O. Perbedaannya adalah satu atom oksigen. Itu sebabnya metode industri memperoleh monoksida didasarkan pada reaksi antara dioksida dan batubara: CO 2 + C = 2CO. Ini adalah metode paling sederhana dan paling umum untuk mensintesis senyawa ini.

Di laboratorium, berbagai senyawa organik, garam logam, dan zat kompleks digunakan, karena rendemen produk diperkirakan tidak terlalu besar.

Reagen berkualitas tinggi untuk mengetahui keberadaan karbon monoksida di udara atau larutan adalah paladium klorida. Ketika mereka berinteraksi, logam murni terbentuk, yang menyebabkan larutan atau permukaan kertas menjadi gelap.

Efek biologis pada tubuh

Seperti disebutkan di atas, karbon monoksida adalah hama yang sangat beracun, tidak berwarna, berbahaya dan mematikan tubuh manusia. Dan bukan hanya manusia, tapi semua makhluk hidup pada umumnya. Tanaman yang terkena knalpot mobil akan cepat mati.

Apa sebenarnya dampak biologis karbon monoksida terhadap lingkungan internal makhluk hidup? Ini semua tentang pembentukan senyawa kompleks yang kuat dari protein darah, hemoglobin, dan gas yang dimaksud. Artinya, alih-alih oksigen, molekul racun malah ditangkap. Respirasi seluler langsung tersumbat, pertukaran gas menjadi tidak mungkin dilakukan secara normal.

Akibatnya, terjadi pemblokiran bertahap semua molekul hemoglobin dan, akibatnya, kematian. Hanya 80% kerusakan yang cukup untuk membuat keracunan menjadi fatal. Untuk melakukan ini, konsentrasi karbon monoksida di udara harus 0,1%.

Tanda-tanda pertama yang dapat menentukan timbulnya keracunan senyawa ini adalah:

• sakit kepala;
• pusing;
• penurunan kesadaran.

Pertolongan pertama - pergi ke Udara segar, dimana karbon monoksida di bawah pengaruh oksigen akan berubah menjadi karbon dioksida, yaitu akan dinetralkan. Kasus kematian akibat aksi zat tersebut sangat sering terjadi, terutama di rumah-rumah dengan pembakaran kayu, batu bara dan jenis bahan bakar lainnya, gas ini tentu akan terbentuk sebagai produk sampingan. Kepatuhan terhadap peraturan keselamatan sangat penting untuk menjaga kehidupan dan kesehatan manusia.

Ada juga banyak kasus keracunan di garasi, di mana banyak mesin mobil yang berfungsi dikumpulkan, tetapi pasokan udara segar tidak mencukupi. Kematian bila konsentrasi yang diizinkan terlampaui terjadi dalam waktu satu jam. Keberadaan gas secara fisik tidak mungkin dirasakan karena tidak berbau dan tidak berwarna.

Penggunaan industri

Selain itu, karbon monoksida digunakan:

• untuk mengolah daging dan produk ikan, yang memungkinkan Anda memberikan tampilan segar;
• untuk sintesis beberapa senyawa organik;
• sebagai komponen gas generator.

Oleh karena itu, zat ini tidak hanya merugikan dan berbahaya, tetapi juga sangat bermanfaat bagi manusia dan kegiatan perekonomiannya.

Karbon(II) monoksida – BERSAMA

(karbon monoksida, karbon monoksida, karbon monoksida)

Properti fisik: gas tidak berwarna, beracun, tidak berasa dan tidak berbau, terbakar dengan nyala api kebiruan, lebih ringan dari udara, sulit larut dalam air. Konsentrasi karbon monoksida di udara adalah 12,5-74% eksplosif.

Struktur molekul:

Bilangan oksidasi formal karbon +2 tidak mencerminkan struktur molekul CO, di mana selain ikatan rangkap yang dibentuk oleh pembagian elektron C dan O, terdapat ikatan tambahan yang dibentuk oleh mekanisme donor-akseptor karena ke pasangan elektron bebas oksigen (digambarkan oleh panah):

Dalam hal ini, molekul CO sangat kuat dan hanya mampu melakukan reaksi oksidasi-reduksi pada suhu tinggi. Dalam kondisi normal, CO tidak bereaksi dengan air, basa atau asam.

Kuitansi:

Sumber antropogenik utama karbon monoksida CO saat ini adalah gas buang dari mesin pembakaran internal. Karbon monoksida terbentuk ketika bahan bakar dibakar di mesin pembakaran internal pada suhu yang tidak mencukupi atau sistem pasokan udara tidak diatur dengan baik (oksigen yang disuplai tidak mencukupi untuk mengoksidasi karbon monoksida CO menjadi karbon dioksida CO2). Dalam kondisi alami, di permukaan bumi, karbon monoksida CO terbentuk selama dekomposisi senyawa organik secara anaerobik yang tidak lengkap dan selama pembakaran biomassa, terutama selama kebakaran hutan dan padang rumput.

1) Dalam industri (dalam generator gas):

Video - percobaan "Menghasilkan karbon monoksida"

C + O 2 = CO 2 + 402 kJ

CO 2 + C = 2CO – 175 kJ

Pada generator gas, uap air terkadang dihembuskan melalui batu bara panas:

C + H 2 O = CO + H 2 – Q,

campuran CO + H 2 disebut gas sintesis .

2) Di laboratorium- dekomposisi termal format atau asam oksalat dengan adanya H 2 SO 4 (konsentrasi):

HCOOH t˚C, H2SO4 → H2O+CO

H2C2O4 t˚C,H2SO4 → CO + CO 2 + H 2 O

Sifat kimia:

Dalam kondisi normal, CO bersifat inert; saat dipanaskan - agen pereduksi;

CO - oksida yang tidak membentuk garam .

1) dengan oksigen

2 C +2 O + O 2 t ˚ C →2 C +4 O 2

2) dengan oksida logam BERSAMA + Saya x O y = BERSAMA 2 + Aku

C +2 O + CuO t ˚ C →Сu + C +4 O 2

3) dengan klorin (dalam cahaya)

CO + Cl 2 cahaya → COCl 2 (fosgen - gas beracun)

4)* bereaksi dengan lelehan alkali (di bawah tekanan)

CO+NaOHP → HCOONa (natrium format)

Pengaruh karbon monoksida pada organisme hidup:

Karbon monoksida berbahaya karena menghalangi darah membawa oksigen ke organ vital seperti jantung dan otak. Karbon monoksida bergabung dengan hemoglobin, yang membawa oksigen ke sel-sel tubuh, membuat tubuh tidak cocok untuk pengangkutan oksigen. Tergantung pada jumlah yang dihirup, karbon monoksida mengganggu koordinasi, memperburuk penyakit kardiovaskular, dan menyebabkan kelelahan. sakit kepala, kelemahan, Pengaruh karbon monoksida terhadap kesehatan manusia bergantung pada konsentrasi dan waktu paparannya terhadap tubuh. Konsentrasi karbon monoksida di udara lebih dari 0,1% menyebabkan kematian dalam waktu satu jam, dan konsentrasi lebih dari 1,2% dalam waktu tiga menit.

Aplikasi karbon monoksida :

Karbon monoksida terutama digunakan sebagai gas mudah terbakar yang dicampur dengan nitrogen, yang disebut generator atau gas udara, atau gas air yang dicampur dengan hidrogen. Dalam metalurgi untuk pengambilan logam dari bijihnya. Untuk mendapatkan logam dengan kemurnian tinggi dari dekomposisi karbonil.

PEMASANGAN

No.1. Lengkapi persamaan reaksi, buatlah keseimbangan elektronik untuk setiap reaksi, tunjukkan proses oksidasi dan reduksi; zat pengoksidasi dan zat pereduksi:

CO2+C=

C+H2O=

CO + O 2 =

CO + Al 2 O 3 =

No.2. Hitung jumlah energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan 448 liter karbon monoksida menurut persamaan termokimia

CO 2 + C = 2CO – 175 kJ

Tanda-tanda bahwa karbon monoksida (karbon monoksida (II), karbon monoksida, karbon monoksida) telah terbentuk di udara dalam konsentrasi berbahaya sulit ditentukan - tidak terlihat, mungkin tidak berbau, terakumulasi di dalam ruangan secara bertahap, tanpa terasa. Ini sangat berbahaya bagi kehidupan manusia: kadarnya yang berlebihan di paru-paru menyebabkan keracunan parah dan kematian. Tingkat kematian yang tinggi akibat keracunan gas tercatat setiap tahunnya. Risiko keracunan dapat dikurangi dengan melakukan hal berikut aturan sederhana dan penggunaan sensor karbon dioksida khusus.

Apa itu karbon monoksida

Gas alam terbentuk selama pembakaran biomassa apa pun; dalam industri, gas ini merupakan produk pembakaran senyawa berbasis karbon. Dalam kedua kasus tersebut prasyarat Pelepasan gas berarti kekurangan oksigen. Sejumlah besar gas tersebut masuk ke atmosfer akibat kebakaran hutan, dalam bentuk gas buang yang dihasilkan selama pembakaran bahan bakar di mesin mobil. Untuk keperluan industri digunakan dalam produksi alkohol organik, gula, pengolahan daging hewan dan ikan. Sejumlah kecil monoksida juga diproduksi oleh sel-sel tubuh manusia.

Properti

Dari sudut pandang kimia, monoksida adalah senyawa anorganik dengan satu atom oksigen dalam molekulnya, rumus kimia- JADI. Ini Substansi kimia, yang tidak memiliki warna yang khas, rasa dan bau, lebih ringan dari udara, tetapi lebih berat dari hidrogen, dan tidak aktif pada suhu kamar. Seseorang yang mencium bau hanya merasakan adanya kotoran organik di udara. Itu termasuk dalam kategori produk beracun; kematian pada konsentrasi di udara 0,1% terjadi dalam waktu satu jam. Karakteristik konsentrasi maksimum yang diijinkan adalah 20 mg/cub.m.

Pengaruh karbon monoksida pada tubuh manusia

Karbon monoksida mematikan bagi manusia. Efek toksiknya disebabkan oleh pembentukan karboksihemoglobin dalam sel darah, produk penambahan karbon monoksida (II) ke hemoglobin darah. Level tinggi Kandungan karboksihemoglobin menyebabkan kelaparan oksigen, suplai oksigen ke otak dan jaringan tubuh lainnya tidak mencukupi. Dengan keracunan ringan, kandungannya dalam darah rendah; kehancuran alami mungkin terjadi dalam waktu 4-6 jam. Pada konsentrasi tinggi, hanya obat-obatan yang efektif.

Keracunan karbon monoksida

Karbon monoksida adalah salah satu zat paling berbahaya. Jika terjadi keracunan, terjadi keracunan pada tubuh, disertai dengan kemunduran kondisi umum orang. Sangat penting untuk mengenali tanda-tanda keracunan karbon monoksida sejak dini. Hasil pengobatan tergantung pada kadar zat dalam tubuh dan seberapa cepat bantuan datang. Dalam hal ini, hitungan menit - korban dapat disembuhkan sepenuhnya, atau tetap sakit selamanya (semuanya tergantung pada kecepatan respons penyelamat).

Gejala

Tergantung pada tingkat keracunan, sakit kepala, pusing, tinitus, detak jantung cepat, mual, sesak napas, mata berkedip, dan kelemahan umum dapat terjadi. Mengantuk sering terjadi, yang sangat berbahaya ketika seseorang berada di ruangan yang dipenuhi gas. Jika terhirup jumlah besar zat beracun, kejang, kehilangan kesadaran, dan dalam kasus yang sangat parah, koma diamati.

Pertolongan pertama untuk keracunan karbon monoksida

Korban harus diberikan pertolongan pertama jika terjadi keracunan karbon monoksida. Anda harus segera memindahkannya ke tempat berudara segar dan menghubungi dokter. Anda juga harus ingat tentang keselamatan Anda: ketika memasuki ruangan yang memiliki sumber zat ini, Anda hanya boleh menarik napas dalam-dalam, dan jangan bernapas di dalam. Sampai dokter datang, akses oksigen ke paru-paru perlu diperlancar: membuka kancing, melepas atau melonggarkan pakaian. Jika korban kehilangan kesadaran dan berhenti bernapas, diperlukan ventilasi buatan.

Penangkal keracunan

Penangkal khusus (penangkal) keracunan karbon monoksida adalah obat yang secara aktif mencegah pembentukan karboksihemoglobin. Tindakan penawarnya menyebabkan penurunan kebutuhan tubuh akan oksigen, mendukung organ-organ yang sensitif terhadap kekurangan oksigen: otak, hati, dll. Ini diberikan secara intramuskular dengan dosis 1 ml segera setelah mengeluarkan pasien dari area dengan konsentrasi tinggi zat beracun. Penawarnya dapat diberikan kembali paling lambat satu jam setelah pemberian pertama. Penggunaannya untuk pencegahan diperbolehkan.

Perlakuan

Dengan paparan ringan terhadap karbon monoksida, pengobatan dilakukan secara rawat jalan; dalam kasus yang parah, pasien dirawat di rumah sakit. Sudah di ambulans dia diberikan bantalan oksigen atau topeng. Dalam kasus yang parah, untuk memberi tubuh oksigen dalam dosis besar, pasien ditempatkan di ruang bertekanan. Penawarnya diberikan secara intramuskular. Kadar gas darah terus dipantau. Rehabilitasi lebih lanjut bersifat pengobatan; tindakan dokter ditujukan untuk memulihkan fungsi otak, sistem kardiovaskular, dan paru-paru.

Konsekuensi

Paparan karbon monoksida dalam tubuh bisa menyebabkan penyakit serius: kinerja otak, perilaku, dan kesadaran seseorang berubah, dan muncul sakit kepala yang tidak dapat dijelaskan. Terutama pengaruhnya zat berbahaya memori terpengaruh - bagian otak yang bertanggung jawab untuk transisi ingatan jangka pendek ke dalam jangka panjang. Pasien mungkin baru merasakan efek keracunan karbon monoksida setelah beberapa minggu. Sebagian besar korban pulih sepenuhnya setelah masa rehabilitasi, namun ada juga yang menderita dampaknya seumur hidup.

Cara mendeteksi karbon monoksida di dalam ruangan

Keracunan karbon monoksida mudah terjadi di rumah, dan tidak hanya terjadi saat terjadi kebakaran. Konsentrasi karbon dioksida terbentuk karena penanganan peredam kompor yang ceroboh, selama pengoperasian pemanas air gas atau ventilasi yang rusak. Sumber karbon dioksida mungkin tungku gas. Jika ada asap di dalam ruangan, ini sudah menjadi alasan untuk membunyikan alarm. Ada sensor khusus untuk memantau kadar gas secara konstan. Mereka memantau tingkat konsentrasi gas dan melaporkan jika melebihi batas normal. Kehadiran alat semacam itu mengurangi risiko keracunan.

Video

gas tidak berwarna Sifat termal Suhu leleh −205 °C Suhu mendidih −191,5 °C Entalpi (st. konv.) −110,52 kJ/mol Sifat kimia Kelarutan dalam air 0,0026 gram/100 ml Klasifikasi nomor CAS

• Kelas bahaya PBB 2.3
• Bahaya sekunder menurut klasifikasi PBB 2.1

Struktur molekul

Molekul CO, seperti molekul nitrogen isoelektronik, memiliki ikatan rangkap tiga. Karena molekul-molekul ini memiliki struktur yang serupa, sifat-sifatnya juga serupa - titik leleh dan titik didih yang sangat rendah, nilai entropi standar yang mendekati, dll.

Dalam kerangka metode ikatan valensi, struktur molekul CO dapat digambarkan dengan rumus: C≡O:, dan ikatan ketiga terbentuk menurut mekanisme donor-akseptor, dimana karbon merupakan akseptor pasangan elektron. , dan oksigen adalah donornya.

Karena adanya ikatan rangkap tiga, molekul CO sangat kuat (energi disosiasi 1069 kJ/mol, atau 256 kkal/mol, lebih besar dibandingkan molekul diatomik lainnya) dan memiliki jarak antar inti yang kecil (d C≡ O = 0,1128 nm atau 1,13Å).

Molekulnya terpolarisasi lemah, torsi listrik dipolnya μ = 0,04·10 -29 C·m (arah momen dipol O - →C +). Potensi ionisasi 14,0 V, konstanta kopling gaya k = 18,6.

Sejarah penemuan

Karbon monoksida pertama kali diproduksi oleh ahli kimia Perancis Jacques de Lassonne dengan memanaskan seng oksida dengan batu bara, namun pada awalnya disalahartikan sebagai hidrogen karena terbakar dengan api biru. Fakta bahwa gas ini mengandung karbon dan oksigen ditemukan oleh ahli kimia Inggris William Cruickshank. Karbon monoksida di luar atmosfer bumi pertama kali ditemukan oleh ilmuwan Belgia M. Migeotte pada tahun 1949 dengan adanya pita getaran-rotasi utama dalam spektrum IR Matahari.

Karbon monoksida di atmosfer bumi

Ada sumber alami dan antropogenik yang masuk ke atmosfer bumi. Dalam kondisi alami, di permukaan bumi, CO terbentuk selama dekomposisi senyawa organik secara anaerobik yang tidak lengkap dan selama pembakaran biomassa, terutama selama kebakaran hutan dan padang rumput. Karbon monoksida terbentuk di dalam tanah baik secara biologis (dilepaskan oleh organisme hidup) maupun non-biologis. Pelepasan karbon monoksida akibat senyawa fenolik yang umum di tanah, mengandung gugus OCH 3 atau OH pada posisi orto atau para relatif terhadap gugus hidroksil pertama, telah dibuktikan secara eksperimental.

Keseimbangan keseluruhan produksi CO non-biologis dan oksidasinya oleh mikroorganisme bergantung pada kondisi lingkungan tertentu, terutama kelembaban dan kelembaban. Misalnya, karbon monoksida dilepaskan langsung ke atmosfer dari tanah kering, sehingga menciptakan konsentrasi gas maksimum lokal.

Di atmosfer, CO adalah produk rantai reaksi yang melibatkan metana dan hidrokarbon lainnya (terutama isoprena).

Sumber utama CO antropogenik saat ini adalah gas buang dari mesin pembakaran internal. Karbon monoksida terbentuk ketika bahan bakar hidrokarbon dibakar di mesin pembakaran internal pada suhu yang tidak mencukupi atau sistem pasokan udara tidak diatur dengan baik (oksigen yang disuplai tidak mencukupi untuk mengoksidasi CO menjadi CO 2). Di masa lalu, sebagian besar kontribusi antropogenik CO ke atmosfer berasal dari gas penerangan, yang digunakan untuk penerangan dalam ruangan pada abad ke-19. Komposisinya kurang lebih sama dengan gas air, yakni mengandung karbon monoksida hingga 45%. Saat ini, di sektor publik, gas ini digantikan oleh gas alam yang jauh lebih tidak beracun (perwakilan yang lebih rendah dari rangkaian homolog alkana - propana, dll.)

Masukan CO dari sumber alami dan antropogenik kurang lebih sama.

Karbon monoksida di atmosfer bersirkulasi dengan cepat: waktu tinggal rata-ratanya sekitar 0,1 tahun, dioksidasi oleh hidroksil menjadi karbon dioksida.

Kuitansi

Metode industri

2C + O 2 → 2CO (efek termal dari reaksi ini adalah 22 kJ),

2. atau saat mereduksi karbon dioksida dengan batu bara panas:

CO 2 + C ↔ 2CO (ΔH=172 kJ, ΔS=176 J/K).

Reaksi ini sering terjadi pada kebakaran kompor jika peredam kompor ditutup terlalu dini (sebelum bara api benar-benar habis). Karbon monoksida yang terbentuk dalam kasus ini, karena toksisitasnya, menyebabkan gangguan fisiologis (“asap”) dan bahkan kematian (lihat di bawah), oleh karena itu salah satu nama sepelenya adalah “karbon monoksida”. Gambaran reaksi yang terjadi di dalam tungku ditunjukkan pada diagram.

Reaksi reduksi karbon dioksida bersifat reversibel; pengaruh suhu terhadap keadaan kesetimbangan reaksi ini ditunjukkan pada grafik. Aliran reaksi ke kanan ditentukan oleh faktor entropi, dan ke kiri oleh faktor entalpi. Pada suhu di bawah 400°C kesetimbangan hampir seluruhnya bergeser ke kiri, dan pada suhu di atas 1000°C ke kanan (ke arah pembentukan CO). Pada suhu rendah laju reaksi ini sangat rendah, sehingga karbon monoksida cukup stabil dalam kondisi normal. Kesetimbangan ini mempunyai nama khusus Keseimbangan kamar kerja.

3. Campuran karbon monoksida dengan zat lain diperoleh dengan melewatkan udara, uap air, dll. melalui lapisan kokas panas, batu bara atau batu bara coklat, dll. (lihat gas generator, gas air, gas campuran, gas sintesis).

Metode laboratorium

TLV (konsentrasi ambang batas maksimum, AS): 25 MAC r.z. menurut standar Higienis GN 2.2.5.1313-03 adalah 20 mg/m³

Perlindungan Karbon Monoksida

Karena nilai kalornya yang begitu baik, CO merupakan komponen dari berbagai campuran gas teknis (lihat misalnya gas generator), yang antara lain digunakan untuk pemanasan.

halogen. Terhebat penggunaan praktis mendapat reaksi dengan klorin:

CO + Cl 2 → COCl 2

Reaksinya eksotermik, efek termalnya 113 kJ, dan dengan adanya katalis (karbon aktif) terjadi pada suhu kamar. Sebagai hasil dari reaksi tersebut, terbentuklah fosgen, suatu zat yang banyak digunakan di berbagai cabang ilmu kimia (dan juga sebagai bahan perang kimia). Dengan reaksi serupa, COF 2 (karbonil fluorida) dan COBr 2 (karbonil bromida) dapat diperoleh. Karbonil iodida tidak diperoleh. Eksotermisitas reaksi dengan cepat menurun dari F ke I (untuk reaksi dengan F 2 efek termalnya adalah 481 kJ, dengan Br 2 - 4 kJ). Dimungkinkan juga untuk memperoleh turunan campuran, misalnya COFCl (untuk lebih jelasnya lihat turunan halogen dari asam karbonat).

Dengan mereaksikan CO dengan F 2 , selain karbonil fluorida, diperoleh senyawa peroksida (FCO) 2 O 2 . Ciri-cirinya: titik leleh −42°C, titik didih +16°C, mempunyai bau yang khas (mirip dengan bau ozon), bila dipanaskan di atas 200°C terurai secara eksplosif (hasil reaksi CO 2, O 2 dan COF 2 ), dalam suasana asam bereaksi dengan kalium iodida menurut persamaan:

(FCO) 2 O 2 + 2KI → 2KF + I 2 + 2CO 2

Karbon monoksida bereaksi dengan kalkogen. Dengan belerang membentuk karbon sulfida COS, reaksi terjadi bila dipanaskan, menurut persamaan:

CO + S → COS ΔG° 298 = −229 kJ, ΔS° 298 = −134 J/K

Selenoksida COSe dan teluroksida COTe serupa juga diperoleh.

Mengembalikan SO 2:

JADI 2 + 2CO → 2CO 2 + S

Dengan logam transisi ia membentuk senyawa yang sangat mudah menguap, mudah terbakar dan beracun - karbonil, seperti Cr(CO) 6, Ni(CO) 4, Mn 2 CO 10, Co 2 (CO) 9, dll.

Seperti disebutkan di atas, karbon monoksida sedikit larut dalam air, tetapi tidak bereaksi dengannya. Ia juga tidak bereaksi dengan larutan basa dan asam. Namun, ia bereaksi dengan lelehan alkali:

CO + KOH → HCOOK

Reaksi karbon monoksida dengan logam kalium dalam larutan amonia menarik. Ini menghasilkan senyawa eksplosif kalium dioksodikarbonat:

2K + 2CO → K + O - -C 2 -O - K +

Reaksi dengan amonia di suhu tinggi dimungkinkan untuk memperoleh senyawa penting bagi industri - hidrogen sianida HCN. Reaksi terjadi dengan adanya katalis (oksida

Setiap orang yang pernah harus berurusan dengan pekerjaan tahu betapa berbahayanya karbon monoksida bagi manusia. sistem pemanas, - kompor, ketel, ketel uap, kolom air panas, dirancang untuk bahan bakar rumah tangga dalam segala bentuknya. Cukup sulit untuk menetralkannya dalam bentuk gas; tidak ada metode rumahan yang efektif untuk memerangi karbon monoksida, sehingga sebagian besar tindakan perlindungan ditujukan untuk mencegah dan mendeteksi karbon monoksida di udara secara tepat waktu.

Sifat-sifat zat beracun

Tidak ada yang aneh dengan sifat dan sifat karbon monoksida. Pada dasarnya, ini adalah produk oksidasi parsial batubara atau bahan bakar yang mengandung batubara. Rumus karbon monoksida sederhana dan jelas - CO, dalam istilah kimia - karbon monoksida. Satu atom karbon terhubung ke atom oksigen. Sifat proses pembakaran bahan bakar organik sedemikian rupa sehingga karbon monoksida merupakan bagian integral dari setiap nyala api.

Ketika dipanaskan di dalam tungku, batu bara, bahan bakar terkait, gambut, dan kayu bakar diubah menjadi gasifikasi menjadi karbon monoksida, dan baru kemudian dibakar bersama aliran udara. Jika karbondioksida bocor dari ruang bakar ke dalam ruangan, maka akan tetap dalam keadaan stabil sampai aliran karbon dikeluarkan dari ruangan melalui ventilasi atau terakumulasi, memenuhi seluruh ruangan, dari lantai hingga langit-langit. Dalam kasus terakhir, hanya sensor karbon monoksida elektronik yang dapat menyelamatkan situasi dengan merespons sedikit pun peningkatan konsentrasi asap beracun di atmosfer ruangan.

Apa yang perlu Anda ketahui tentang karbon monoksida:

• Dalam kondisi standar, massa jenis karbon monoksida adalah 1,25 kg/m3, yang sangat mendekati berat jenis udara 1,25kg/m3. Monoksida panas dan bahkan hangat dengan mudah naik ke langit-langit, dan saat mendingin, ia mengendap dan bercampur dengan udara;
• Karbon monoksida tidak berasa, tidak berwarna dan tidak berbau, bahkan dalam konsentrasi tinggi;
• Untuk memulai pembentukan karbon monoksida, cukup memanaskan logam yang bersentuhan dengan karbon hingga suhu 400-500 o C;
• Gas tersebut mampu terbakar di udara, melepaskan panas dalam jumlah besar, sekitar 111 kJ/mol.

Tidak hanya menghirup karbon monoksida yang berbahaya, campuran gas-udara juga dapat meledak ketika konsentrasi volume mencapai 12,5% hingga 74%. Dalam hal ini, campuran gas tersebut mirip dengan metana rumah tangga, namun jauh lebih berbahaya daripada gas jaringan.

Metana lebih ringan dari udara dan kurang beracun jika dihirup, selain itu, berkat penambahan bahan tambahan khusus - merkaptan - ke dalam aliran gas, keberadaannya di dalam ruangan dapat dengan mudah dideteksi melalui penciuman. Jika dapur sedikit mengandung gas, Anda dapat memasuki ruangan dan memberikan ventilasi tanpa konsekuensi kesehatan apa pun.

Dengan karbon monoksida, segalanya menjadi lebih rumit. Hubungan erat antara CO dan udara menghalangi penghapusan yang efektif awan gas beracun. Saat mendingin, awan gas secara bertahap akan mengendap di area lantai. Jika detektor karbon monoksida terpicu, atau kebocoran produk pembakaran terdeteksi dari kompor atau ketel bahan bakar padat, tindakan ventilasi harus segera diambil, jika tidak, anak-anak dan hewan peliharaan akan menjadi yang pertama menderita.

Sifat awan karbon monoksida ini sebelumnya banyak digunakan untuk memerangi hewan pengerat dan kecoa, namun efektivitas serangan gas jauh lebih rendah. sarana modern, dan risiko keracunan jauh lebih tinggi.

Untuk informasi anda! Awan gas CO, jika tidak ada ventilasi, dapat mempertahankan sifat-sifatnya tidak berubah untuk waktu yang lama.

Jika ada kecurigaan adanya akumulasi karbon monoksida di dalamnya ruang bawah tanah, ruang utilitas, ruang ketel, ruang bawah tanah, langkah pertama adalah memastikan ventilasi maksimal dengan nilai tukar gas 3-4 unit per jam.

Kondisi munculnya asap di dalam ruangan

Karbon monoksida dapat diproduksi dengan menggunakan banyak pilihan reaksi kimia, tetapi hal ini memerlukan reagen dan kondisi khusus untuk interaksinya. Risiko keracunan gas dengan cara ini praktis nol. Alasan utama munculnya karbon monoksida di ruang ketel atau area dapur adalah dua faktor:

• Draf yang buruk dan aliran sebagian produk pembakaran dari sumber pembakaran ke area dapur;
• Pengoperasian peralatan boiler, gas dan tungku yang tidak tepat;
• Kebakaran dan kebakaran lokal pada plastik, kabel, pelapis polimer dan bahan;
• Gas buang dari saluran pembuangan.

Sumber karbon monoksida dapat berupa pembakaran sekunder abu, endapan jelaga lepas di cerobong asap, jelaga dan tar yang tertanam di dalamnya tembok bata mantel perapian dan alat pemadam jelaga.

Paling sering, sumber gas CO adalah batu bara yang membara, yang terbakar di tungku ketika katup ditutup. Terutama banyak gas yang dilepaskan selama dekomposisi termal kayu bakar tanpa adanya udara; sekitar setengah dari awan gas ditempati oleh karbon monoksida. Oleh karena itu, setiap percobaan pengasapan daging dan ikan menggunakan kabut yang diperoleh dari serutan yang membara sebaiknya dilakukan hanya di udara terbuka.

Sejumlah kecil karbon monoksida juga mungkin muncul selama memasak. Misalnya, setiap orang yang pernah menemukan pemasangan boiler pemanas gas dengan tungku tertutup di dapur tahu bagaimana sensor karbon monoksida bereaksi terhadap kentang goreng atau makanan apa pun yang dimasak dalam minyak mendidih.

Sifat berbahaya dari karbon monoksida

Bahaya utama karbon monoksida adalah mustahil untuk merasakan dan merasakan keberadaannya di atmosfer suatu ruangan sampai gas tersebut masuk ke sistem pernapasan bersama udara dan larut dalam darah.

Akibat menghirup CO bergantung pada konsentrasi gas di udara dan lama tinggal di dalam ruangan:

• Sakit kepala, malaise dan timbulnya keadaan mengantuk dimulai ketika kandungan volumetrik gas di udara 0,009-0,011%. Secara fisik pria sehat mampu bertahan hingga tiga jam terpapar atmosfer yang tercemar;
• Mual, rasa sakit yang kuat pada otot, kram, pingsan, kehilangan orientasi dapat terjadi pada konsentrasi 0,065-0,07%. Waktu yang dihabiskan di dalam ruangan sampai timbulnya akibat yang tak terhindarkan hanya 1,5-2 jam;
• Ketika konsentrasi karbon monoksida di atas 0,5%, tinggal beberapa detik di ruangan yang tercemar gas berarti kematian.

Bahkan jika seseorang telah melarikan diri dengan selamat dari ruangan dengan konsentrasi karbon monoksida yang tinggi, dia tetap membutuhkannya kesehatan dan penggunaan obat penawar, karena akibat keracunan sistem sirkulasi dan gangguan peredaran darah otak akan tetap muncul, hanya sesaat kemudian.

Molekul karbon monoksida mudah diserap oleh air dan larutan garam. Oleh karena itu, handuk dan serbet biasa yang dibasahi dengan air sering kali digunakan sebagai alat perlindungan pertama. Hal ini memungkinkan Anda menghentikan karbon monoksida memasuki tubuh Anda selama beberapa menit hingga Anda dapat meninggalkan ruangan.

Sifat karbon monoksida ini sering disalahgunakan oleh beberapa pemilik peralatan pemanas yang memiliki sensor CO bawaan. Saat sensor sensitif terpicu, alih-alih memberi ventilasi pada ruangan, perangkat sering kali hanya ditutup dengan handuk basah. Akibatnya, setelah selusin manipulasi seperti itu, sensor karbon monoksida gagal, dan risiko keracunan meningkat berkali-kali lipat.

Sistem deteksi karbon monoksida teknis

Faktanya, saat ini hanya ada satu cara untuk berhasil memerangi karbon monoksida, yaitu dengan menggunakan perangkat elektronik khusus dan sensor yang mencatat kelebihan konsentrasi CO di dalam ruangan. Tentu saja Anda dapat melakukan sesuatu yang lebih sederhana, misalnya memasang ventilasi yang kuat, seperti yang dilakukan oleh mereka yang suka bersantai di dekat perapian batu bata asli. Namun dalam solusi seperti itu terdapat risiko keracunan karbon monoksida ketika arah aliran udara di dalam pipa berubah, dan selain itu, hidup di bawah aliran udara yang kuat juga tidak terlalu baik untuk kesehatan.

Perangkat sensor karbon monoksida

Masalah pengendalian kandungan karbon monoksida di atmosfer perumahan dan ruang utilitas saat ini sama mendesaknya dengan keberadaan alarm kebakaran atau keamanan.

Dalam pemanasan khusus dan peralatan gas Anda dapat membeli beberapa pilihan perangkat pemantauan kandungan gas:

• Alarm kimia;
• Pemindai inframerah;
• Sensor keadaan padat.

Sensor sensitif pada perangkat biasanya dilengkapi dengan papan elektronik yang menyediakan daya, kalibrasi, dan konversi sinyal menjadi bentuk indikasi yang dapat dimengerti. Ini bisa berupa LED hijau dan merah pada panel, suara sirene, informasi digital untuk mengeluarkan sinyal ke jaringan komputer, atau pulsa kontrol untuk katup otomatis menghalangi pasokan gas domestik ke boiler pemanas.

Jelas bahwa penggunaan sensor dengan katup penutup yang terkontrol merupakan tindakan yang perlu, tetapi seringkali dilakukan oleh produsen peralatan pemanas mereka sengaja membangun “perlindungan yang sangat mudah” untuk menghindari segala macam manipulasi terhadap keamanan peralatan gas.

Instrumen kontrol kimia dan solid state

Versi termurah dan paling terjangkau dari sensor dengan indikator kimia dibuat dalam bentuk labu jaring, mudah ditembus udara. Di dalam labu terdapat dua elektroda yang dipisahkan oleh partisi berpori yang diresapi dengan larutan alkali. Munculnya karbon monoksida menyebabkan karbonisasi elektrolit, konduktivitas sensor turun tajam, yang segera dibaca oleh elektronik sebagai sinyal alarm. Setelah pemasangan, perangkat dalam keadaan tidak aktif dan tidak akan beroperasi hingga terdapat sisa karbon monoksida di udara yang melebihi konsentrasi yang diizinkan.

Sensor solid-state menggunakan kantong dua lapis timah dioksida dan rutenium sebagai pengganti asbes yang diresapi alkali. Munculnya gas di udara menyebabkan putusnya kontak perangkat sensor dan secara otomatis memicu alarm.

Pemindai dan penjaga elektronik

Sensor inframerah beroperasi berdasarkan prinsip memindai udara sekitar. Sensor inframerah internal mendeteksi cahaya LED laser, dan perangkat pemicu diaktifkan berdasarkan perubahan intensitas penyerapan radiasi termal oleh gas.

CO menyerap bagian termal dari spektrum dengan sangat baik, sehingga perangkat tersebut beroperasi dalam mode penjaga atau pemindai. Hasil pemindaian dapat ditampilkan dalam bentuk sinyal dua warna atau indikasi jumlah karbon monoksida di udara dalam skala digital atau linier.

Sensor mana yang lebih baik

Untuk pemilihan yang benar Saat memasang sensor karbon monoksida, mode pengoperasian dan sifat ruangan tempat perangkat sensor akan dipasang harus diperhitungkan. Misalnya, sensor kimia, yang dianggap ketinggalan jaman, berfungsi dengan baik di ruang ketel dan ruang utilitas. Alat pendeteksi karbon monoksida yang murah dapat dipasang di rumah atau bengkel Anda. Di dapur, jaring dengan cepat tertutup debu dan timbunan lemak, yang secara drastis mengurangi sensitivitas kerucut kimia.

Sensor karbon monoksida keadaan padat bekerja sama baiknya di lingkungan apa pun, namun memerlukan sumber daya eksternal yang kuat untuk beroperasi. Biaya perangkat lebih tinggi dari harga sistem sensor kimia.

Sensor inframerah adalah yang paling umum saat ini. Mereka secara aktif digunakan untuk melengkapi sistem keamanan boiler apartemen. pemanasan individu. Pada saat yang sama, sensitivitas sistem kontrol praktis tidak berubah seiring waktu karena debu atau suhu udara. Selain itu, sistem seperti itu, biasanya, memiliki mekanisme pengujian dan kalibrasi bawaan, yang memungkinkan Anda memeriksa kinerjanya secara berkala.

Pemasangan alat pemantau karbon monoksida

Sensor karbon monoksida harus dipasang dan dirawat secara eksklusif oleh personel yang berkualifikasi. Secara berkala, instrumen harus diperiksa, dikalibrasi, dipelihara, dan diganti.

Sensor harus dipasang pada jarak 1 sampai 4 m dari sumber gas; housing atau sensor jarak jauh dipasang pada ketinggian 150 cm di atas permukaan lantai dan harus dikalibrasi sesuai dengan ambang sensitivitas atas dan bawah.

Masa pakai detektor karbon monoksida perumahan adalah 5 tahun.

Kesimpulan

Perjuangan melawan pembentukan karbon monoksida membutuhkan kehati-hatian dan sikap bertanggung jawab terhadap peralatan yang dipasang. Eksperimen apa pun dengan sensor, terutama semikonduktor, secara tajam mengurangi sensitivitas perangkat, yang pada akhirnya menyebabkan peningkatan kandungan karbon monoksida di atmosfer dapur dan seluruh apartemen, yang secara perlahan meracuni seluruh penghuninya. Masalah pemantauan karbon monoksida sangat serius sehingga penggunaan sensor di masa depan mungkin diwajibkan untuk semua kategori pemanasan individu.