คาร์บอนมอนอกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) เป็นก๊าซไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส มีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศเล็กน้อย มันเป็นพิษต่อสัตว์ที่สร้างฮีโมโกลบิน (รวมถึงมนุษย์) ที่ความเข้มข้นสูงกว่าประมาณ 35 ppm แม้ว่าจะถูกผลิตในปริมาณเล็กน้อยจากการเผาผลาญของสัตว์ตามปกติ และเชื่อกันว่ามีหน้าที่ทางชีวภาพตามปกติ ในชั้นบรรยากาศ มีความแปรปรวนในเชิงพื้นที่และสลายตัวอย่างรวดเร็ว และมีบทบาทในการก่อตัวของโอโซนในระดับพื้นดิน คาร์บอนมอนอกไซด์ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนหนึ่งอะตอมและอะตอมของออกซิเจนหนึ่งอะตอมเชื่อมโยงกันด้วยพันธะสามซึ่งประกอบด้วยพันธะโควาเลนต์สองพันธะและพันธะโควาเลนต์หนึ่งพันธะ นี่คือคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ง่ายที่สุด เป็นไอโซอิเล็กทรอนิกส์ที่มีไอออนไซยาไนด์ ไนโตรโซเนียมไอออนบวก และโมเลกุลไนโตรเจน ในสารเชิงซ้อนของการประสานงาน ลิแกนด์ของคาร์บอนมอนอกไซด์เรียกว่าคาร์บอนิล

เรื่องราว

อริสโตเติล (384-322 ปีก่อนคริสตกาล) บรรยายถึงกระบวนการเผาไหม้ถ่านหินเป็นครั้งแรก ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของควันพิษ ในสมัยโบราณมีวิธีประหารชีวิต - ขังคนร้ายไว้ในห้องน้ำที่มีถ่านที่คุกรุ่นอยู่ อย่างไรก็ตามในขณะนั้นกลไกการตายยังไม่ชัดเจน แพทย์ชาวกรีก กาเลน (ค.ศ. 129-199) แนะนำว่ามีการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของอากาศ ซึ่งก่อให้เกิดอันตรายต่อมนุษย์หากสูดดม ในปี ค.ศ. 1776 นักเคมีชาวฝรั่งเศส de Lassonne ผลิต CO2 โดยการทำความร้อนซิงค์ออกไซด์ด้วยโค้ก แต่นักวิทยาศาสตร์สรุปอย่างผิดพลาดว่าผลิตภัณฑ์ที่เป็นก๊าซคือไฮโดรเจนเนื่องจากถูกเผาด้วยเปลวไฟสีน้ำเงิน ก๊าซดังกล่าวถูกระบุว่าเป็นสารประกอบที่มีคาร์บอนและออกซิเจนโดยนักเคมีชาวสก็อตแลนด์ William Cumberland Cruickshank ในปี 1800 ความเป็นพิษของมันในสุนัขได้รับการศึกษาอย่างละเอียดโดย Claude Bernard ประมาณปี 1846 ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 มีการใช้ส่วนผสมของก๊าซรวมทั้งคาร์บอนมอนอกไซด์เพื่อรักษากลไก ยานพาหนะซึ่งดำเนินงานในบางส่วนของโลกที่น้ำมันเบนซินและดีเซลขาดแคลน ภายนอก (มีข้อยกเว้นบางประการ) ถ่านหรือติดตั้งเครื่องผลิตแก๊สจากไม้ และนำส่วนผสมของไนโตรเจนในบรรยากาศ คาร์บอนมอนอกไซด์ และก๊าซซิฟิเคชั่นอื่นๆ จำนวนเล็กน้อยเข้าไปในเครื่องผสมแก๊ส ส่วนผสมของก๊าซที่เกิดจากกระบวนการนี้เรียกว่าก๊าซไม้ นอกจากนี้ คาร์บอนมอนอกไซด์ยังถูกนำมาใช้เป็นจำนวนมากระหว่างการฆ่าล้างเผ่าพันธุ์ในค่ายมรณะของนาซีของเยอรมนี เห็นได้ชัดเจนที่สุดในรถตู้แก๊สเชล์มโน และในโครงการสังหาร "การการุณยฆาต" T4

แหล่งที่มา

คาร์บอนมอนอกไซด์เกิดขึ้นระหว่างการออกซิเดชันบางส่วนของสารประกอบที่มีคาร์บอน เกิดขึ้นเมื่อมีออกซิเจนไม่เพียงพอที่จะสร้างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เช่น เมื่อใช้เตาหรือเครื่องยนต์สันดาปภายในในพื้นที่ปิด เมื่อมีออกซิเจน รวมถึงความเข้มข้นของบรรยากาศ คาร์บอนมอนอกไซด์จะเผาไหม้ด้วยเปลวไฟสีน้ำเงิน ทำให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซถ่านหินซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายจนถึงทศวรรษ 1960 สำหรับให้แสงสว่างภายในอาคาร ปรุงอาหาร และทำความร้อน มีคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นส่วนประกอบเชื้อเพลิงที่สำคัญ กระบวนการบางอย่างในเทคโนโลยีสมัยใหม่ เช่น การถลุงเหล็ก ยังคงผลิตคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นผลพลอยได้ แหล่งก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ใหญ่ที่สุดทั่วโลกมาจากแหล่งธรรมชาติตามภาพถ่าย ปฏิกิริยาเคมีในชั้นโทรโพสเฟียร์ซึ่งสร้างก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ประมาณ 5 × 1,012 กิโลกรัมต่อปี แหล่งที่มาตามธรรมชาติอื่นๆ ของ CO2 ได้แก่ ภูเขาไฟ ไฟป่า และการเผาไหม้ในรูปแบบอื่นๆ ในทางชีววิทยา คาร์บอนมอนอกไซด์เกิดขึ้นตามธรรมชาติโดยการกระทำของฮีมออกซิเนส 1 และฮีม 2 จากการสลายฮีโมโกลบิน กระบวนการนี้ทำให้เกิดคาร์บอกซีเฮโมโกลบินในคนปกติจำนวนหนึ่ง แม้ว่าพวกเขาไม่ได้สูดดมคาร์บอนมอนอกไซด์ก็ตาม นับตั้งแต่รายงานครั้งแรกว่าคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นสารสื่อประสาทปกติในปี 1993 เช่นเดียวกับหนึ่งในสามก๊าซที่ปรับการตอบสนองการอักเสบในร่างกายตามธรรมชาติ (อีกสองก๊าซคือไนตริกออกไซด์และไฮโดรเจนซัลไฟด์) คาร์บอนมอนอกไซด์ได้รับความสนใจทางวิทยาศาสตร์เป็นอย่างมากในฐานะทางชีวภาพ หน่วยงานกำกับดูแล ในเนื้อเยื่อจำนวนมาก ก๊าซทั้งสามชนิดนี้ทำหน้าที่เป็นสารต้านการอักเสบ ยาขยายหลอดเลือด และผู้สนับสนุนการเจริญเติบโตของหลอดเลือดใหม่ การทดลองทางคลินิกเกี่ยวกับคาร์บอนมอนอกไซด์จำนวนเล็กน้อยในฐานะยากำลังดำเนินอยู่ อย่างไรก็ตาม ปริมาณคาร์บอนมอนอกไซด์ที่มากเกินไปทำให้เกิดพิษจากคาร์บอนมอนอกไซด์

คุณสมบัติทางโมเลกุล

คาร์บอนมอนอกไซด์ได้ น้ำหนักโมเลกุล 28.0 ทำให้เบากว่าอากาศเล็กน้อย โดยมีน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ย 28.8 ตามกฎของก๊าซในอุดมคติ CO จึงมีความหนาแน่นต่ำกว่าอากาศ ความยาวพันธะระหว่างอะตอมคาร์บอนและอะตอมออกซิเจนคือ 112.8 น. ความยาวพันธะนี้สอดคล้องกับพันธะสามเท่าในโมเลกุลไนโตรเจน (N2) ซึ่งมีความยาวพันธะใกล้เคียงกันและมีน้ำหนักโมเลกุลเกือบเท่ากัน พันธะคู่ของคาร์บอน-ออกซิเจนจะมีระยะเวลานานกว่ามาก เช่น 120.8 ม. สำหรับฟอร์มาลดีไฮด์ จุดเดือด (82 K) และจุดหลอมเหลว (68 K) มีความคล้ายคลึงกับ N2 มาก (77 K และ 63 K ตามลำดับ) พลังงานการแยกตัวของพันธะที่ 1,072 kJ/mol นั้นแข็งแกร่งกว่าพลังงานของ N2 (942 kJ/mol) และแสดงถึงพันธะเคมีที่แข็งแกร่งที่สุดที่รู้จัก สถานะอิเล็กตรอนภาคพื้นดินของคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นแบบเสื้อกล้าม เนื่องจากไม่มีอิเล็กตรอนที่ไม่ได้รับการจับคู่

พันธะและโมเมนต์ไดโพล

คาร์บอนและออกซิเจนรวมกันมีอิเล็กตรอนทั้งหมด 10 ตัวในเปลือกเวเลนซ์ ตามกฎออคเต็ตสำหรับคาร์บอนและออกซิเจน อะตอมทั้งสองจะสร้างพันธะสามโดยมีอิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันหกตัวในวงโคจรโมเลกุลทั้งสามพันธะ แทนที่จะเป็นพันธะคู่ตามปกติที่พบในสารประกอบคาร์บอนิลอินทรีย์ เนื่องจากอิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันสี่ตัวมาจากอะตอมออกซิเจนและมีเพียงสองตัวจากคาร์บอน วงโคจรพันธะหนึ่งวงจึงถูกครอบครองโดยอิเล็กตรอนสองตัวจากอะตอมออกซิเจน ทำให้เกิดพันธะดาทีฟหรือไดโพล ซึ่งส่งผลให้เกิดโพลาไรเซชันของ C←O ของโมเลกุล โดยมีประจุลบเล็กน้อยบนคาร์บอนและประจุบวกเล็กน้อยบนออกซิเจน วงโคจรพันธะอีกสองวงที่เหลือแต่ละวงครอบครองอิเล็กตรอนหนึ่งตัวจากคาร์บอนและอีกหนึ่งวงจากออกซิเจน ทำให้เกิดพันธะโควาเลนต์ (มีขั้ว) โดยมีโพลาไรเซชัน C→O ย้อนกลับ เนื่องจากออกซิเจนมีอิเล็กโทรเนกาติวีตมากกว่าคาร์บอน ในคาร์บอนมอนอกไซด์อิสระ ประจุลบสุทธิ δ- ยังคงอยู่ที่ส่วนท้ายของคาร์บอน และโมเลกุลมีโมเมนต์ไดโพลเล็กน้อยที่ 0.122 D ดังนั้น โมเลกุลจึงไม่สมมาตร: ออกซิเจนมีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนสูงกว่าคาร์บอน เช่นเดียวกับ มีประจุบวกเล็กน้อยเมื่อเทียบกับคาร์บอนซึ่งเป็นลบ ในทางตรงกันข้าม โมเลกุลไอโซอิเล็กทรอนิกส์ไดไนโตรเจนไม่มีโมเมนต์ไดโพล หากคาร์บอนมอนอกไซด์ทำหน้าที่เป็นลิแกนด์ ขั้วของไดโพลสามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยประจุลบสุทธิที่ปลายออกซิเจน ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของคอมเพล็กซ์การประสานงาน

ขั้วของพันธะและสถานะออกซิเดชัน

การศึกษาเชิงทฤษฎีและเชิงทดลองแสดงให้เห็นว่าแม้จะมีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ของออกซิเจนมากขึ้น แต่โมเมนต์ไดโพลก็มาจากปลายคาร์บอนที่เป็นลบมากขึ้นไปจนถึงปลายออกซิเจนที่เป็นบวกมากขึ้น พันธะทั้งสามนี้เป็นพันธะโควาเลนต์ที่มีขั้วซึ่งมีโพลาไรซ์สูง โพลาไรเซชันที่คำนวณได้ของอะตอมออกซิเจนคือ 71% สำหรับพันธะ σ และ 77% สำหรับพันธะ π ทั้งสอง สถานะออกซิเดชันของคาร์บอนต่อคาร์บอนมอนอกไซด์ในแต่ละโครงสร้างเหล่านี้คือ +2 มีการคำนวณดังนี้: อิเล็กตรอนที่มีพันธะทั้งหมดจะถือว่าอยู่ในอะตอมออกซิเจนที่มีอิเลคโตรเนกาติตีมากกว่า มีเพียงอิเล็กตรอนที่ไม่มีพันธะสองตัวบนคาร์บอนเท่านั้นที่ถูกกำหนดให้เป็นคาร์บอน จากการคำนวณนี้ คาร์บอนมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเพียงสองตัวในโมเลกุล เทียบกับสี่ตัวในอะตอมอิสระ

คุณสมบัติทางชีวภาพและสรีรวิทยา

ความเป็นพิษ

พิษจากคาร์บอนมอนอกไซด์ถือเป็นพิษร้ายแรงในอากาศที่พบบ่อยที่สุดในหลายประเทศ คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นสารไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส แต่มีพิษมาก มันรวมกับฮีโมโกลบินเพื่อผลิตคาร์บอกซีฮีโมโกลบินซึ่ง "แย่งชิง" ตำแหน่งในฮีโมโกลบินที่ปกติจะนำออกซิเจน แต่ไม่มีประสิทธิภาพในการส่งออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อของร่างกาย ความเข้มข้นที่ต่ำถึง 667 ppm อาจทำให้ฮีโมโกลบินในร่างกายมากถึง 50% ถูกเปลี่ยนเป็นคาร์บอกซีฮีโมโกลบิน ระดับคาร์บอกซีเฮโมโกลบิน 50% อาจทำให้เกิดอาการชัก โคม่า และเสียชีวิตได้ ในสหรัฐอเมริกา กระทรวงแรงงานจำกัดการสัมผัสก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ในสถานที่ทำงานในระยะยาวไว้ที่ 50 ส่วนในล้านส่วน ในช่วงเวลาสั้นๆ การดูดซึมคาร์บอนมอนอกไซด์จะสะสม เนื่องจากครึ่งชีวิตของมันจะอยู่ที่ประมาณ 5 ชั่วโมงในอากาศบริสุทธิ์ อาการที่พบบ่อยที่สุดของพิษคาร์บอนมอนอกไซด์อาจคล้ายคลึงกับพิษและการติดเชื้อประเภทอื่นๆ และรวมถึงอาการต่างๆ เช่น ปวดศีรษะ คลื่นไส้ อาเจียน เวียนศีรษะ เหนื่อยล้า และรู้สึกอ่อนแรง ครอบครัวที่ได้รับผลกระทบมักเชื่อว่าตนตกเป็นเหยื่อของโรคอาหารเป็นพิษ ทารกอาจหงุดหงิดและกินอาหารได้ไม่ดี อาการทางระบบประสาท ได้แก่ สับสน สับสน มองเห็นไม่ชัด เป็นลมหมดสติ (หมดสติ) และชัก คำอธิบายบางประการเกี่ยวกับพิษจากคาร์บอนมอนอกไซด์ ได้แก่ การตกเลือดที่จอประสาทตา และสีแดงเชอร์รี่ที่ผิดปกติในเลือด ในการวินิจฉัยทางคลินิกส่วนใหญ่ อาการเหล่านี้มักไม่ค่อยสังเกต ปัญหาประการหนึ่งในการใช้ประโยชน์จากเอฟเฟกต์ "เชอร์รี่" นี้คือการแก้ไขหรือมาสก์หรือไม่ดีต่อสุขภาพ รูปร่างเนื่องจากผลกระทบหลักของการกำจัดฮีโมโกลบินในหลอดเลือดดำก็คือบุคคลที่ถูกรัดคอจะดูเป็นปกติมากขึ้น หรือบุคคลที่ตายจะดูเหมือนมีชีวิต คล้ายกับผลของการย้อมสีแดงในส่วนผสมของการดองศพ ผลของการย้อมสีในเนื้อเยื่อที่เป็นพิษจากคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปราศจากออกซิเจนมีความเกี่ยวข้องกับการใช้คาร์บอนมอนอกไซด์ในเชิงพาณิชย์ในการย้อมเนื้อสัตว์ คาร์บอนมอนอกไซด์ยังจับกับโมเลกุลอื่น ๆ เช่น ไมโอโกลบิน และไมโตคอนเดรียไซโตโครมออกซิเดส การสัมผัสกับคาร์บอนมอนอกไซด์อาจทำให้เกิดความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญต่อหัวใจและระบบประสาทส่วนกลาง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโกลบัสพอลลิดัส ซึ่งมักเกี่ยวข้องกับภาวะเรื้อรังในระยะยาว คาร์บอนมอนอกไซด์อาจมีผลเสียร้ายแรงต่อทารกในครรภ์

สรีรวิทยาของมนุษย์ปกติ

คาร์บอนมอนอกไซด์เกิดขึ้นตามธรรมชาติในร่างกายมนุษย์เป็นโมเลกุลส่งสัญญาณ ดังนั้นคาร์บอนมอนอกไซด์อาจมีบทบาททางสรีรวิทยาในร่างกายในฐานะสารสื่อประสาทหรือยาคลายหลอดเลือด เนื่องจากบทบาทของคาร์บอนมอนอกไซด์ในร่างกาย การรบกวนการเผาผลาญจึงสัมพันธ์กับโรคต่างๆ รวมถึงการเสื่อมของระบบประสาท ความดันโลหิตสูง หัวใจล้มเหลว และการอักเสบ

CO ทำหน้าที่เป็นโมเลกุลส่งสัญญาณภายนอก

CO ปรับการทำงานของหัวใจและหลอดเลือด

CO ยับยั้งการรวมตัวและการยึดเกาะของเกล็ดเลือด

CO อาจมีบทบาทในการเป็นตัวแทนการรักษาที่มีศักยภาพ

จุลชีววิทยา

คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นแหล่งเพาะพันธุ์ของอาร์เคียที่เกิดจากก๊าซมีเทน ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของโคเอ็นไซม์อะซิติล เอ นี่เป็นหัวข้อใหม่สำหรับเคมีชีวออร์แกโนเมทัลลิกสาขาใหม่ จุลินทรีย์เอ็กซ์ตรีมไฟล์จึงสามารถเผาผลาญคาร์บอนมอนอกไซด์ในสถานที่ต่าง ๆ เช่น ช่องระบายความร้อนของภูเขาไฟ ในแบคทีเรีย คาร์บอนมอนอกไซด์ผลิตโดยการลดคาร์บอนไดออกไซด์โดยเอนไซม์คาร์บอนมอนอกไซด์ดีไฮโดรจีเนส ซึ่งเป็นโปรตีนที่มี Fe-Ni-S CooA เป็นโปรตีนตัวรับคาร์บอนมอนอกไซด์ ยังไม่ทราบขอบเขตของฤทธิ์ทางชีวภาพ อาจเป็นส่วนหนึ่งของเส้นทางการส่งสัญญาณในแบคทีเรียและอาร์เคีย ความชุกของมันในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมยังไม่ได้รับการยอมรับ

ความชุก

คาร์บอนมอนอกไซด์เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติและประดิษฐ์ที่หลากหลาย

คาร์บอนมอนอกไซด์มีอยู่ในปริมาณเล็กน้อยในชั้นบรรยากาศ โดยส่วนใหญ่เป็นผลผลิตจากการปะทุของภูเขาไฟ แต่ยังเป็นผลจากไฟธรรมชาติและไฟที่มนุษย์สร้างขึ้นด้วย (เช่น ไฟป่า การเผาเศษพืชผล และการเผาอ้อย) การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลยังก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์อีกด้วย คาร์บอนมอนอกไซด์เกิดขึ้นละลายในหินภูเขาไฟหลอมเหลวที่ความดันสูงในเนื้อโลก เนื่องจากแหล่งที่มาตามธรรมชาติของคาร์บอนมอนอกไซด์มีความแปรผัน การวัดการปล่อยก๊าซธรรมชาติอย่างแม่นยำจึงเป็นเรื่องยากมาก คาร์บอนมอนอกไซด์กำลังสลายตัวอย่างรวดเร็ว ก๊าซเรือนกระจกและยังแสดงแรงแผ่รังสีทางอ้อมโดยการเพิ่มความเข้มข้นของมีเทนและโอโซนโทรโพสเฟียร์ผ่านปฏิกิริยาเคมีกับส่วนประกอบในชั้นบรรยากาศอื่นๆ (เช่น อนุมูลไฮดรอกซิล OH) ที่อาจทำลายพวกมันได้ ด้วยกระบวนการทางธรรมชาติในชั้นบรรยากาศ ในที่สุดมันก็จะถูกออกซิไดซ์เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์มีอายุสั้นในชั้นบรรยากาศ (โดยเฉลี่ยประมาณสองเดือน) และมีความเข้มข้นที่แปรผันเชิงพื้นที่ ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ คาร์บอนมอนอกไซด์ถูกสร้างขึ้นโดยการแยกตัวด้วยแสงของคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่า 169 นาโนเมตร เนื่องจากมีชีวิตอยู่ได้ในระยะยาวในช่วงกลางโทรโพสเฟียร์ คาร์บอนมอนอกไซด์จึงถูกใช้เป็นตัวติดตามการขนส่งสำหรับเครื่องบินไอพ่นด้วย สารอันตราย.

มลพิษในเมือง

คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นมลพิษทางอากาศชั่วคราวในเขตเมืองบางแห่ง ส่วนใหญ่มาจากท่อไอเสียของเครื่องยนต์สันดาปภายใน (รวมถึงยานพาหนะ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบพกพาและเครื่องสำรอง เครื่องตัดหญ้า เครื่องฉีดน้ำแรงดันสูง ฯลฯ) และจากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ของเชื้อเพลิงอื่น ๆ (รวมถึงไม้ ถ่านหิน ถ่านไม้ ปิโตรเลียม พาราฟิน โพรเพน ก๊าซธรรมชาติ และขยะ) มลพิษ CO ขนาดใหญ่สามารถสังเกตได้จากอวกาศเหนือเมืองต่างๆ

บทบาทในการก่อตัวของโอโซนระดับพื้นดิน

คาร์บอนมอนอกไซด์และอัลดีไฮด์เป็นส่วนหนึ่งของชุดวงจรปฏิกิริยาเคมีที่ก่อให้เกิดหมอกควันจากโฟโตเคมีคอล มันทำปฏิกิริยากับไฮดรอกซิลเรดิคัล (OH) เพื่อสร้างอนุมูลกลาง HOCO ซึ่งจะถ่ายโอนไฮโดรเจนที่รุนแรงไปยัง O2 อย่างรวดเร็วเพื่อสร้างอนุมูลเปอร์ออกไซด์ (HO2) และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) จากนั้นอนุมูลเปอร์ออกไซด์จะทำปฏิกิริยากับไนตริกออกไซด์ (NO) เพื่อสร้างไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO2) และอนุมูลไฮดรอกซิล NO 2 สร้าง O(3P) ผ่านโฟโตไลซิส จึงเกิด O3 หลังจากทำปฏิกิริยากับ O2 เนื่องจากไฮดรอกซิลเรดิคัลเกิดขึ้นระหว่างการก่อตัวของ NO2 ความสมดุลของลำดับปฏิกิริยาเคมีที่เริ่มต้นด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของโอโซน: CO + 2O2 + hν → CO2 + O3 (โดยที่ hν หมายถึงโฟตอนของแสงที่ถูกดูดซับ โดยโมเลกุล NO2 ตามลำดับ) แม้ว่าการสร้าง NO2 จะเป็นขั้นตอนสำคัญที่นำไปสู่การก่อตัวของโอโซนในระดับต่ำ แต่ก็ยังเพิ่มปริมาณโอโซนในอีกทางหนึ่งที่ค่อนข้างจะเกิดร่วมกันโดยการลดปริมาณ NO2 ที่สามารถใช้ได้ ทำปฏิกิริยากับโอโซน

มลพิษทางอากาศภายในอาคาร

ในสภาพแวดล้อมแบบปิด ความเข้มข้นของคาร์บอนมอนอกไซด์อาจเพิ่มขึ้นจนเป็นอันตรายถึงชีวิตได้อย่างง่ายดาย โดยเฉลี่ยแล้ว มีผู้เสียชีวิต 170 รายในแต่ละปีในสหรัฐอเมริกาจากผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภคที่ไม่ใช่ยานยนต์ซึ่งผลิตก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ อย่างไรก็ตาม ตามรายงานของกระทรวงสาธารณสุขฟลอริดา “ชาวอเมริกันมากกว่า 500 คนเสียชีวิตในแต่ละปีจากการสัมผัสกับคาร์บอนมอนอกไซด์โดยไม่ได้ตั้งใจ และอีกหลายพันคนในสหรัฐอเมริกาจำเป็นต้องได้รับการรักษาพยาบาลฉุกเฉินสำหรับพิษคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ไม่เป็นอันตรายถึงชีวิต” ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ได้แก่อุปกรณ์เผาไหม้เชื้อเพลิงที่ชำรุด เช่น เตาไฟ เตาในครัวเครื่องทำน้ำอุ่นและเครื่องทำความร้อนในห้องที่ใช้แก๊สและน้ำมันก๊าด อุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วยกลไก เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบพกพา เตาผิง; และถ่านที่ใช้เผาในบ้านและพื้นที่ภายในอาคารอื่นๆ สมาคมศูนย์ควบคุมพิษแห่งอเมริกา (AAPCC) รายงานว่ามีกรณีพิษจากคาร์บอนมอนอกไซด์ 15,769 ราย ส่งผลให้มีผู้เสียชีวิต 39 รายในปี 2550 ในปี พ.ศ. 2548 CPSC รายงานการเสียชีวิต 94 รายที่เกี่ยวข้องกับพิษคาร์บอนมอนอกไซด์จากเครื่องปั่นไฟ ผู้เสียชีวิตสี่สิบเจ็ดรายเกิดขึ้นระหว่างไฟฟ้าดับเนื่องจากสภาพอากาศเลวร้าย รวมถึงพายุเฮอริเคนแคทรีนา อย่างไรก็ตาม ผู้คนกำลังเสียชีวิตจากพิษคาร์บอนมอนอกไซด์ที่เกิดจากผลิตภัณฑ์ที่ไม่ใช่อาหาร เช่น รถยนต์ ซึ่งทิ้งไว้ในโรงรถที่อยู่ติดกับบ้านของตน ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรครายงานว่า ผู้คนหลายพันคนเข้าห้องฉุกเฉินทุกปีเพื่อรับพิษจากคาร์บอนมอนอกไซด์

การปรากฏตัวในเลือด

คาร์บอนมอนอกไซด์ถูกดูดซึมโดยการหายใจและเข้าสู่กระแสเลือดผ่านการแลกเปลี่ยนก๊าซในปอด นอกจากนี้ยังผลิตในระหว่างการเผาผลาญฮีโมโกลบินและเข้าสู่เลือดจากเนื้อเยื่อ และดังนั้นจึงมีอยู่ในเนื้อเยื่อปกติทั้งหมด แม้ว่าจะไม่ได้นำเข้าสู่ร่างกายโดยการหายใจก็ตาม ระดับปกติของก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ไหลเวียนในเลือดอยู่ระหว่าง 0% ถึง 3% และจะสูงกว่าในผู้สูบบุหรี่ ระดับคาร์บอนมอนอกไซด์ไม่สามารถประเมินได้จากการตรวจร่างกาย การทดสอบในห้องปฏิบัติการต้องใช้ตัวอย่างเลือด (หลอดเลือดแดงหรือหลอดเลือดดำ) และการทดสอบ CO-oximeter ในห้องปฏิบัติการ นอกจากนี้ คาร์บอกซีเฮโมโกลบิน (SPCO) ที่ไม่รุกล้ำซึ่งมีการวัดออกซิเจนในเลือดแบบพัลส์ยังมีประสิทธิภาพมากกว่าวิธีการรุกราน

ฟิสิกส์ดาราศาสตร์

ภายนอกโลก คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นโมเลกุลที่มีมากเป็นอันดับสองในตัวกลางระหว่างดาว รองจากโมเลกุลไฮโดรเจน เนื่องจากความไม่สมมาตร โมเลกุลคาร์บอนมอนอกไซด์จึงสร้างเส้นสเปกตรัมที่สว่างกว่าโมเลกุลไฮโดรเจนมาก ทำให้ตรวจจับ CO ได้ง่ายกว่ามาก Interstellar CO ถูกค้นพบครั้งแรกโดยใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุในปี 1970 ปัจจุบันเป็นตัวบ่งชี้ก๊าซโมเลกุลที่ใช้กันมากที่สุดในตัวกลางระหว่างดาวของกาแลคซี และโมเลกุลไฮโดรเจนสามารถตรวจพบได้โดยใช้แสงอัลตราไวโอเลตเท่านั้น ซึ่งต้องใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศ การสังเกตการณ์คาร์บอนมอนอกไซด์ให้ข้อมูลส่วนใหญ่เกี่ยวกับเมฆโมเลกุลที่ดาวส่วนใหญ่ก่อตัว เบตา พิคทอริส เป็นดาวฤกษ์ที่สว่างเป็นอันดับสองในกลุ่มดาวพิกเตอร์ มีการแผ่รังสีอินฟราเรดมากเกินไปเมื่อเทียบกับดาวฤกษ์ปกติในประเภทเดียวกัน เนื่องจากมีฝุ่นและก๊าซจำนวนมาก (รวมถึงคาร์บอนมอนอกไซด์) ใกล้กับดาวฤกษ์

การผลิต

หลายวิธีได้รับการพัฒนาเพื่อผลิตก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์

การผลิตภาคอุตสาหกรรม

แหล่งที่มาทางอุตสาหกรรมหลักของ CO คือก๊าซกำเนิด ซึ่งเป็นส่วนผสมที่มีคาร์บอนมอนอกไซด์และไนโตรเจนเป็นส่วนใหญ่ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อคาร์บอนถูกเผาในอากาศที่อุณหภูมิสูงเมื่อมีคาร์บอนส่วนเกิน ในเตาอบ อากาศจะถูกส่งผ่านโค้ก CO2 ที่ผลิตครั้งแรกจะถูกสมดุลกับถ่านหินร้อนที่เหลือเพื่อผลิต CO2 ปฏิกิริยาของ CO2 กับคาร์บอนเพื่อผลิต CO2 เรียกว่าปฏิกิริยา Boudoir ที่อุณหภูมิสูงกว่า 800°C CO เป็นผลิตภัณฑ์ที่โดดเด่น:

CO2 + C → 2 CO (ΔH = 170 กิโลจูล/โมล)

อีกแหล่งหนึ่งคือ "ก๊าซน้ำ" ซึ่งเป็นส่วนผสมของไฮโดรเจนและคาร์บอนมอนอกไซด์ที่เกิดจากปฏิกิริยาดูดความร้อนของไอน้ำและคาร์บอน:

H2O + C → H2 + CO (ΔH = +131 กิโลจูล/โมล)

"ซินกาส" อื่นๆ ที่คล้ายกันสามารถผลิตได้จากก๊าซธรรมชาติและเชื้อเพลิงอื่นๆ คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นผลพลอยได้จากการลดลงของแร่โลหะออกไซด์ด้วยคาร์บอน:

MO + C → M + CO

คาร์บอนมอนอกไซด์ยังเกิดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันโดยตรงของคาร์บอนในปริมาณออกซิเจนหรืออากาศที่จำกัด

2C (s) + O 2 → 2СО (g)

เนื่องจาก CO เป็นก๊าซ กระบวนการรีดักชันจึงสามารถควบคุมได้ด้วยการให้ความร้อน โดยใช้เอนโทรปีเชิงบวก (เอื้ออำนวย) ของปฏิกิริยา แผนภาพเอลลิงแฮมแสดงให้เห็นว่าการก่อตัวของ CO ได้รับความนิยมมากกว่า CO2 ที่อุณหภูมิสูง

การเตรียมการในห้องปฏิบัติการ

คาร์บอนมอนอกไซด์หาได้ง่ายในห้องปฏิบัติการโดยการทำให้กรดฟอร์มิกหรือกรดออกซาลิกแห้ง เช่น โดยใช้กรดซัลฟิวริกเข้มข้น อีกวิธีหนึ่งคือการให้ความร้อนส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันของผงโลหะสังกะสีและแคลเซียมคาร์บอเนต ซึ่งจะปล่อย CO และทิ้งซิงค์ออกไซด์และแคลเซียมออกไซด์เอาไว้:

สังกะสี + CaCO3 → ZnO + CaO + CO

ซิลเวอร์ไนเตรตและไอโอโดฟอร์มยังผลิตคาร์บอนมอนอกไซด์:

CHI3 + 3AgNO3 + H2O → 3HNO3 + CO + 3AgI

เคมีประสานงาน

โลหะส่วนใหญ่ก่อตัวเป็นสารเชิงซ้อนที่ประกอบด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์ที่เกาะติดโควาเลนต์ เฉพาะโลหะที่มีสถานะออกซิเดชันต่ำกว่าเท่านั้นที่จะรวมตัวกับลิแกนด์ของคาร์บอนมอนอกไซด์ เนื่องจากจำเป็นต้องมีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเพียงพอเพื่ออำนวยความสะดวกในการบริจาคแบบย้อนกลับจากวงโคจร DXZ ของโลหะไปยังวงโคจรโมเลกุล π* จาก CO คู่เดียวบนอะตอมคาร์บอนใน CO ยังบริจาคความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในหน่วย dx²-y² บนโลหะเพื่อสร้างพันธะซิกมา การบริจาคอิเล็กตรอนนี้ยังแสดงออกมาด้วยเอฟเฟกต์ซิส หรือการทำให้เกิดลิแกนด์ของ CO ในตำแหน่งซิส ตัวอย่างเช่น นิกเกิลคาร์บอนิล เกิดจากการรวมกันโดยตรงของคาร์บอนมอนอกไซด์และโลหะนิกเกิล:

Ni + 4 CO → Ni (CO) 4 (1 บาร์ 55 °C)

ด้วยเหตุนี้ นิกเกิลในท่อหรือส่วนหนึ่งส่วนใดของท่อจึงไม่ควรสัมผัสกับคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นเวลานาน นิกเกิลคาร์บอนิลจะสลายตัวกลับไปเป็น Ni และ CO เมื่อสัมผัสกับพื้นผิวที่ร้อน และใช้วิธีนี้ ทำความสะอาดอุตสาหกรรมนิกเกิลในกระบวนการมอนด์ ในนิกเกิลคาร์บอนิลและคาร์บอนิลอื่น ๆ คู่อิเล็กตรอนบนคาร์บอนจะมีปฏิกิริยากับโลหะ คาร์บอนมอนอกไซด์บริจาคคู่อิเล็กตรอนให้กับโลหะ ในสถานการณ์เช่นนี้ คาร์บอนมอนอกไซด์เรียกว่าคาร์บอนิลลิแกนด์ คาร์บอนิลของโลหะที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่งคือเหล็กเพนทาคาร์บอนิล Fe(CO)5 สารเชิงซ้อนของโลหะ-CO จำนวนมากถูกเตรียมโดยการแยกคาร์บอนของตัวทำละลายอินทรีย์มากกว่าจาก CO ตัวอย่างเช่น อิริเดียม ไตรคลอไรด์และไตรฟีนิลฟอสฟีนทำปฏิกิริยาในการเดือด 2-เมทอกซีเอทานอลหรือ DMF เพื่อผลิต IrCl(CO)(PPh3)2 โดยปกติจะศึกษาคาร์บอนิลของโลหะในเคมีประสานงานโดยใช้อินฟราเรดสเปกโทรสโกปี

เคมีอินทรีย์และเคมีของธาตุกลุ่มหลัก

ในที่ที่มีกรดแก่และน้ำ คาร์บอนมอนอกไซด์จะทำปฏิกิริยากับอัลคีนเพื่อสร้างกรดคาร์บอกซิลิกในกระบวนการที่เรียกว่าปฏิกิริยา Koch-Haaf ในปฏิกิริยา Guttermann-Koch arenes จะถูกแปลงเป็นอนุพันธ์ของ benzaldehyde เมื่อมี AlCl3 และ HCl สารประกอบออร์กาโนลิเธียม (เช่น บิวทิลลิเธียม) ทำปฏิกิริยากับคาร์บอนมอนอกไซด์ แต่ปฏิกิริยาเหล่านี้มีการประยุกต์ทางวิทยาศาสตร์เพียงเล็กน้อย แม้ว่า CO จะทำปฏิกิริยากับคาร์โบเคชันและคาร์บาเนียน แต่ก็ค่อนข้างจะไม่ทำปฏิกิริยากับสารประกอบอินทรีย์โดยปราศจากการแทรกแซงของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นโลหะ ด้วยสารตั้งต้นจากกลุ่มหลัก CO จะเกิดปฏิกิริยาที่โดดเด่นหลายประการ การทำคลอรีนของ CO เป็นกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่ส่งผลให้เกิดสารประกอบฟอสจีนที่สำคัญ ด้วยโบเรน CO จะก่อตัวเป็น adduct H3BCO ซึ่งเป็นไอโซอิเล็กทรอนิกส์ที่มีอะซิเลียม + แคตไอออน CO ทำปฏิกิริยากับโซเดียมเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่ได้มาจากพันธะ C-C สารประกอบไซโคลเฮกซาฮีกโซนหรือไตรควิโนอิล (C6O6) และไซโคลเพนเทนเพนโทนหรือกรดลิวโคนิก (C5O5) ซึ่งได้มาก่อนหน้านี้ในปริมาณเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ถือได้ว่าเป็นโพลีเมอร์ของคาร์บอนมอนอกไซด์ ที่ความดันมากกว่า 5 GPa คาร์บอนมอนอกไซด์จะกลายเป็นโพลีเมอร์แข็งของคาร์บอนและออกซิเจน สามารถแพร่กระจายได้ที่ความดันบรรยากาศ แต่เป็นวัตถุระเบิดที่ทรงพลัง

การใช้งาน

อุตสาหกรรมเคมีภัณฑ์

คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นก๊าซอุตสาหกรรมที่มีประโยชน์หลายอย่างในการผลิตสารเคมีปริมาณมาก อัลดีไฮด์ปริมาณมากเกิดจากปฏิกิริยาไฮโดรฟอร์มิเลชันของอัลคีน คาร์บอนมอนอกไซด์ และ H2 ไฮโดรฟอร์มิเลชันในกระบวนการเชลล์ทำให้สามารถสร้างสารตั้งต้นของผงซักฟอกได้ ฟอสจีนซึ่งมีประโยชน์สำหรับการผลิตไอโซไซยาเนต โพลีคาร์บอเนต และโพลียูรีเทน ผลิตโดยการส่งคาร์บอนมอนอกไซด์บริสุทธิ์และก๊าซคลอรีนผ่านชั้นของถ่านกัมมันต์ที่มีรูพรุน ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา การผลิตสารประกอบนี้ทั่วโลกในปี 1989 อยู่ที่ประมาณ 2.74 ล้านตัน

CO + Cl2 → COCl2

เมทานอลผลิตโดยการเติมไฮโดรเจนของคาร์บอนมอนอกไซด์ ในปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้อง การเติมไฮโดรเจนของคาร์บอนมอนอกไซด์เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะ C-C เช่นเดียวกับในกระบวนการ Fischer-Tropsch ซึ่งคาร์บอนมอนอกไซด์จะถูกเติมไฮโดรเจนให้เป็นเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนเหลว เทคโนโลยีนี้ช่วยให้สามารถแปลงถ่านหินหรือชีวมวลเป็นเชื้อเพลิงดีเซลได้ ในกระบวนการมอนซานโต คาร์บอนมอนอกไซด์และเมทานอลจะทำปฏิกิริยาเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาโรเดียมและกรดไฮโดรไอโอดิกที่เป็นเนื้อเดียวกันเพื่อสร้างกรดอะซิติก กระบวนการนี้มีหน้าที่รับผิดชอบในการผลิตกรดอะซิติกทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ ในระดับอุตสาหกรรม คาร์บอนมอนอกไซด์บริสุทธิ์ถูกใช้เพื่อทำให้นิกเกิลบริสุทธิ์ในกระบวนการมอนด์

สีเนื้อ

คาร์บอนมอนอกไซด์ถูกนำมาใช้ในระบบบรรจุภัณฑ์ที่มีบรรยากาศดัดแปลงในสหรัฐอเมริกา โดยส่วนใหญ่อยู่ในบรรจุภัณฑ์ของผลิตภัณฑ์เนื้อสัตว์สด เช่น เนื้อวัว เนื้อหมู และปลา เพื่อรักษารูปลักษณ์ที่สดใหม่ คาร์บอนมอนอกไซด์จะรวมตัวกับไมโอโกลบินเพื่อสร้างคาร์บอกซีไมโอโกลบิน ซึ่งเป็นเม็ดสีแดงเชอร์รี่ที่สดใส Carboxymyoglobin มีความเสถียรมากกว่า myoglobin ในรูปแบบออกซิไดซ์ oxymyoglobin ซึ่งสามารถออกซิไดซ์เป็นเม็ดสีน้ำตาล metmyoglobin สีแดงที่คงตัวนี้สามารถอยู่ได้นานกว่าเนื้อสัตว์บรรจุห่อทั่วไป ระดับคาร์บอนมอนอกไซด์โดยทั่วไปที่ใช้ในพืชที่ใช้กระบวนการนี้อยู่ระหว่าง 0.4% ถึง 0.5% เทคโนโลยีนี้ได้รับการยอมรับครั้งแรกว่า "ปลอดภัยโดยทั่วไป" (GRAS) โดยสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาแห่งสหรัฐอเมริกา (FDA) ในปี 2545 เพื่อใช้เป็นระบบบรรจุภัณฑ์รอง และไม่จำเป็นต้องติดฉลาก ในปี 2004 FDA อนุมัติ CO เป็นวิธีการบรรจุเบื้องต้น โดยระบุว่า CO ไม่กลบกลิ่นเน่าเสีย แม้จะมีคำตัดสินนี้ แต่ก็ยังเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าวิธีการนี้ปกปิดการเน่าเสียของอาหารหรือไม่ ในปี 2550 มีการเสนอร่างกฎหมายในสภาผู้แทนราษฎรแห่งสหรัฐอเมริกาเพื่อเรียกกระบวนการบรรจุภัณฑ์คาร์บอนมอนอกไซด์ที่ผ่านการดัดแปลงว่าเป็นสารเติมแต่งสี แต่ร่างกฎหมายดังกล่าวไม่ผ่าน กระบวนการบรรจุภัณฑ์นี้ถูกห้ามในประเทศอื่นๆ จำนวนมาก รวมถึงญี่ปุ่น สิงคโปร์ และสหภาพยุโรป

ยา

ในทางชีววิทยา คาร์บอนมอนอกไซด์เกิดขึ้นตามธรรมชาติโดยการกระทำของฮีมออกซิเนส 1 และฮีม 2 จากการสลายฮีโมโกลบิน กระบวนการนี้ทำให้เกิดคาร์บอกซีเฮโมโกลบินในคนปกติจำนวนหนึ่ง แม้ว่าพวกเขาไม่ได้สูดดมคาร์บอนมอนอกไซด์ก็ตาม นับตั้งแต่รายงานครั้งแรกว่าคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นสารสื่อประสาทปกติในปี 1993 เช่นเดียวกับหนึ่งในสามก๊าซที่ปรับการตอบสนองการอักเสบในร่างกายตามธรรมชาติ (อีกสองก๊าซคือไนตริกออกไซด์และไฮโดรเจนซัลไฟด์) คาร์บอนมอนอกไซด์ได้รับความสนใจทางคลินิกเป็นอย่างมากในฐานะทางชีววิทยา ตัวควบคุม ในเนื้อเยื่อจำนวนมาก ก๊าซทั้งสามชนิดนี้ทำหน้าที่เป็นสารต้านการอักเสบ ยาขยายหลอดเลือด และผู้สนับสนุนการเจริญเติบโตของหลอดเลือดใหม่ อย่างไรก็ตาม ปัญหาเหล่านี้มีความซับซ้อนเนื่องจากการเจริญเติบโตของหลอดเลือดใหม่ไม่ได้เป็นประโยชน์เสมอไป เนื่องจากมีบทบาทในการเจริญเติบโตของเนื้องอก เช่นเดียวกับในการพัฒนาของจอประสาทตาเสื่อมแบบเปียก ซึ่งเป็นโรคที่ความเสี่ยงเพิ่มขึ้น 4 ถึง 6 เท่าด้วยการสูบบุหรี่ (แหล่งที่มาหลัก ของคาร์บอนมอนอกไซด์) ในเลือดมากกว่าการผลิตตามธรรมชาติหลายเท่า) มีทฤษฎีที่ว่าในบางไซแนปส์ เซลล์ประสาทเมื่อเก็บความทรงจำระยะยาวไว้ เซลล์รับจะผลิตก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งถูกส่งกลับไปยังห้องส่ง ทำให้สามารถถ่ายโอนได้ง่ายขึ้นในอนาคต เซลล์ประสาทบางชนิดแสดงให้เห็นว่ามีกัวนีเลตไซเคลส ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ถูกกระตุ้นโดยคาร์บอนมอนอกไซด์ ห้องปฏิบัติการหลายแห่งทั่วโลกได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับคาร์บอนมอนอกไซด์เกี่ยวกับคุณสมบัติต้านการอักเสบและป้องกันเซลล์ คุณสมบัติเหล่านี้สามารถใช้เพื่อป้องกันการพัฒนาของสภาวะทางพยาธิวิทยาหลายประการ รวมถึงการบาดเจ็บที่ภาวะขาดเลือดกลับคืนมา การปฏิเสธการปลูกถ่าย หลอดเลือดแดง ภาวะติดเชื้อในกระแสเลือดขั้นรุนแรง มาลาเรียชนิดรุนแรง หรือโรคแพ้ภูมิตัวเอง การทดลองทางคลินิกได้ดำเนินการในมนุษย์ แต่ผลลัพธ์ยังไม่ได้รับการเผยแพร่

−110.52 กิโลจูล/โมล แรงดันไอน้ำ 35 ± 1 เอทีเอ็ม คุณสมบัติทางเคมี ความสามารถในการละลายน้ำ 0.0026 ก./100 มล การจำแนกประเภท เร็ก หมายเลข CAS 630-08-0 ผับเคม เร็ก หมายเลข EINECS 211-128-3 ยิ้ม อินชิ เร็ก หมายเลขอีซี 006-001-00-2 อาร์เทคส์ FG3500000 ชอีบี หมายเลขสหประชาชาติ 1016 เคมสไปเดอร์ ความปลอดภัย ความเป็นพิษ NFPA 704 ข้อมูลที่ให้เป็นไปตามสภาวะมาตรฐาน (25 °C, 100 kPa) เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น

คาร์บอนมอนอกไซด์ (คาร์บอนมอนอกไซด์, คาร์บอนมอนอกไซด์, คาร์บอน (II) มอนอกไซด์) เป็นก๊าซไม่มีสี เป็นพิษอย่างยิ่ง ไม่มีรส และไม่มีกลิ่น เบากว่าอากาศ (ภายใต้สภาวะปกติ) สูตรเคมี - CO.

โครงสร้างโมเลกุล

เนื่องจากการมีอยู่ของพันธะสาม โมเลกุล CO จึงมีความแข็งแรงมาก (พลังงานการแยกตัว 1,069 กิโลจูล/โมล หรือ 256 กิโลแคลอรี/โมล ซึ่งมากกว่าโมเลกุลไดอะตอมมิกอื่นๆ) และมีระยะห่างระหว่างนิวเคลียร์น้อย ( ง C≡O =0.1128 นาโนเมตร หรือ 1.13 Å )

โมเลกุลมีขั้วอ่อน โมเมนต์ไดโพลไฟฟ้า μ = 0.04⋅10 −29 C m การศึกษาจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าประจุลบในโมเลกุล CO มีความเข้มข้นอยู่ที่อะตอมของคาร์บอน C − ←O + (ทิศทางของโมเมนต์ไดโพลในโมเลกุลนั้นตรงกันข้ามกับที่สันนิษฐานไว้ก่อนหน้านี้) พลังงานไอออไนเซชัน 14.0 eV, แรงคัปปลิ้งคงที่ เค = 18,6 .

คุณสมบัติ

คาร์บอน (II) มอนอกไซด์เป็นก๊าซไม่มีสี ไม่มีรส และไม่มีกลิ่น ไวไฟ สิ่งที่เรียกว่า "กลิ่น" คาร์บอนมอนอกไซด์" แท้จริงแล้วคือกลิ่นของสารอินทรีย์เจือปน

คุณสมบัติของคาร์บอนมอนอกไซด์

พลังงานมาตรฐานกิ๊บส์ของการก่อตัว Δ ช	−137.14 กิโลจูล/โมล (ก.) (ที่ 298 เคลวิน)
เอนโทรปีการศึกษามาตรฐาน ส	197.54 J/mol K (g) (ที่ 298 K)
ความจุความร้อนโมลมาตรฐาน ซีพี	29.11 J/mol K (g) (ที่ 298 K)
เอนทาลปีการหลอมละลาย Δ ชมกรุณา	0.838 กิโลจูล/โมล
เอนทาลปีของการเดือด Δ ชมก้อน	6.04 กิโลจูล/โมล
อุณหภูมิวิกฤต ทีเกาะครีต	−140.23 °C
แรงกดดันที่สำคัญ ปเกาะครีต	3.499 เมกะปาสคาล
ความหนาแน่นวิกฤต ρ คริติคอล	0.301 ก./ซม.³

ปฏิกิริยาเคมีประเภทหลักที่เกี่ยวข้องกับคาร์บอน (II) มอนอกไซด์คือปฏิกิริยาการเติมและปฏิกิริยารีดอกซ์ ซึ่งแสดงคุณสมบัติการลด

ที่อุณหภูมิห้อง CO จะไม่ใช้งาน กิจกรรมทางเคมีจะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อถูกความร้อนและในสารละลาย ดังนั้นในสารละลายจะลดเกลือ และอื่นๆ ลงในโลหะที่อุณหภูมิห้องอยู่แล้ว เมื่อถูกความร้อนยังช่วยลดโลหะอื่นๆ เช่น CO + CuO → Cu + CO 2 มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านไพโรโลหะวิทยา วิธีการตรวจหา CO เชิงคุณภาพจะขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของ CO ในสารละลายกับแพลเลเดียมคลอไรด์ ดูด้านล่าง

ออกซิเดชันของ CO ในสารละลายมักเกิดขึ้นในอัตราที่เห็นได้ชัดเจนเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาเท่านั้น เมื่อเลือกอย่างหลังธรรมชาติของตัวออกซิไดซ์จะมีบทบาทหลัก ดังนั้น KMnO 4 จะออกซิไดซ์ CO เร็วที่สุดเมื่อมีเงินบดละเอียด K 2 Cr 2 O 7 - ต่อหน้าเกลือ KClO 3 - ต่อหน้า OsO 4 โดยทั่วไป CO มีคุณสมบัติรีดิวซ์คล้ายคลึงกับโมเลกุลไฮโดรเจน

ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 830 °C ตัวรีดิวซ์ที่แรงกว่าคือ CO และที่สูงกว่าคือไฮโดรเจน ดังนั้นความสมดุลของปฏิกิริยา

H 2 O + C O ⇄ C O 2 + H 2 (\displaystyle (\mathsf (H_(2)O+CO\rightleftarrows CO_(2)+H_(2))))

สูงถึง 830 °C เลื่อนไปทางขวา และสูงกว่า 830 °C ไปทางซ้าย

สิ่งที่น่าสนใจคือมีแบคทีเรียจำนวนหนึ่งที่ได้รับพลังงานที่จำเป็นสำหรับชีวิตโดยผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชันของ CO

คาร์บอน (II) มอนอกไซด์ลุกไหม้ด้วยเปลวไฟ สีฟ้า(อุณหภูมิเริ่มต้นของปฏิกิริยา 700 °C) ในอากาศ:

2 C O + O 2 → 2 C O 2 (\displaystyle (\mathsf (2CO+O_(2)\rightarrow 2CO_(2)))) (Δ ช° 298 = −257 กิโลจูล, Δ ส° 298 = −86 J/K)

อุณหภูมิการเผาไหม้ของ CO สามารถเข้าถึง 2100 °C ปฏิกิริยาการเผาไหม้เป็นปฏิกิริยาลูกโซ่ และผู้ริเริ่มคือสารประกอบที่มีไฮโดรเจนจำนวนเล็กน้อย (น้ำ แอมโมเนีย ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ฯลฯ)

เนื่องจากค่าความร้อนที่ดี CO จึงเป็นส่วนประกอบของส่วนผสมก๊าซทางเทคนิคต่างๆ (ดู เช่น ก๊าซกำเนิด) ซึ่งใช้ในการทำความร้อน เหนือสิ่งอื่นใด ระเบิดได้เมื่อผสมกับอากาศ ล่างและบน ขีดจำกัดความเข้มข้นการแพร่กระจายของเปลวไฟ: จาก 12.5 ถึง 74% (โดยปริมาตร)

ฮาโลเจน ยิ่งใหญ่ที่สุด การประยุกต์ใช้จริงมีปฏิกิริยากับคลอรีน:

C O + C l 2 → C O C l 2 .

(\displaystyle (\mathsf (CO+Cl_(2)\rightarrow COCl_(2))).)

โดยการทำปฏิกิริยา CO กับ F 2 นอกเหนือจากคาร์บอนิลฟลูออไรด์ COF 2 คุณยังสามารถได้รับสารประกอบเปอร์ออกไซด์ (FCO) 2 O 2 ลักษณะเฉพาะ: จุดหลอมเหลว −42 °C จุดเดือด +16 °C มีกลิ่นเฉพาะตัว (คล้ายกลิ่นโอโซน) เมื่อถูกความร้อนสูงกว่า 200 °C จะสลายตัวระเบิดได้ (ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา CO 2, O 2 และ COF 2 ) ในตัวกลางที่เป็นกรดจะทำปฏิกิริยากับโพแทสเซียมไอโอไดด์ตามสมการ:

(F C O) 2 O 2 + 2 K I → 2 K F + ฉัน 2 + 2 C O 2

(\displaystyle (\mathsf ((FCO)_(2)O_(2)+2KI\rightarrow 2KF+I_(2)+2CO_(2).))) (Δ ชคาร์บอน (II) มอนอกไซด์ทำปฏิกิริยากับชาโคเจน ด้วยซัลเฟอร์จะทำให้เกิดคาร์บอนซัลไฟด์ COS ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นเมื่อถูกความร้อนตามสมการ: ส C O + S → C O S (\displaystyle (\mathsf (CO+S\rightarrow COS)))

° 298 = −229 กิโลจูล, Δ

° 298 = −134 J/K)

นอกจากนี้ยังได้รับคาร์บอนซีลีนอกไซด์ COSe และคาร์บอนเทลลูออกไซด์ COTe ที่คล้ายกันอีกด้วย

คืนค่า SO 2:

2 C O + S O 2 → 2 C O 2 + ส

คาร์บอน (II) มอนอกไซด์ละลายได้เล็กน้อยในน้ำ แต่ไม่ทำปฏิกิริยากับมัน นอกจากนี้ยังไม่ทำปฏิกิริยากับสารละลายด่างและกรดอีกด้วย อย่างไรก็ตาม มันจะทำปฏิกิริยากับการหลอมของอัลคาไลเพื่อให้ได้รูปแบบที่สอดคล้องกัน:

C O + K O H → H C O O K .

(\displaystyle (\mathsf (CO+KOH\ลูกศรขวา HCOOK.)))

ปฏิกิริยาของคาร์บอนมอนอกไซด์กับโลหะโพแทสเซียมในสารละลายแอมโมเนียนั้นน่าสนใจ สิ่งนี้ทำให้เกิดสารประกอบโพแทสเซียมไดออกโซไดคาร์บอเนตที่ระเบิดได้: 2 K + 2 C O → K 2 C 2 O 2 .(\displaystyle (\mathsf (2K+2CO\ลูกศรขวา K_(2)C_(2)O_(2.)))

x C O + y H 2 → (\displaystyle (\mathsf (xCO+yH_(2)\rightarrow )))

แอลกอฮอล์ + อัลเคนเชิงเส้น

ความเป็นพิษ

กระบวนการนี้เป็นแหล่งผลิตผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมที่สำคัญ เช่น เมทานอล น้ำมันดีเซลสังเคราะห์ โพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ น้ำมัน และน้ำมันหล่อลื่น

การกระทำทางสรีรวิทยา

• คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นพิษมาก
• ผลกระทบที่เป็นพิษของคาร์บอนมอนอกไซด์ (II) เกิดจากการก่อตัวของคาร์บอกซีฮีโมโกลบินซึ่งเป็นคาร์บอนิลเชิงซ้อนที่มีความแข็งแกร่งกว่ามากกับเฮโมโกลบินเมื่อเปรียบเทียบกับคอมเพล็กซ์ของเฮโมโกลบินกับออกซิเจน (ออกซีฮีโมโกลบิน) ดังนั้นกระบวนการขนส่งออกซิเจนและการหายใจของเซลล์จึงถูกปิดกั้น ความเข้มข้นในอากาศมากกว่า 0.1% ทำให้เสียชีวิตภายในหนึ่งชั่วโมง
• ควรนำเหยื่อออกไปในที่ที่มีอากาศบริสุทธิ์ สำหรับพิษเล็กน้อย การหายใจด้วยออกซิเจนมากเกินไปในปอดก็เพียงพอแล้ว
• การระบายอากาศแบบประดิษฐ์

Lobeline หรือคาเฟอีนใต้ผิวหนัง

คาร์บอกซิเลสทางหลอดเลือดดำ

เวชศาสตร์โลกไม่ทราบยาแก้พิษที่เชื่อถือได้สำหรับใช้ในกรณีพิษจากคาร์บอนมอนอกไซด์

ป้องกันคาร์บอน(II)

คาร์บอนมอนอกไซด์ภายนอกเกิดขึ้นในร่างกายเนื่องจากผลการออกซิไดซ์ของเอนไซม์ heme oxygenase บน heme ซึ่งเป็นผลจากการทำลายฮีโมโกลบินและไมโอโกลบินรวมถึงโปรตีนที่มีฮีมอื่น ๆ กระบวนการนี้ทำให้เกิดคาร์บอกซีเฮโมโกลบินจำนวนเล็กน้อยในเลือดของคน แม้ว่าบุคคลนั้นจะไม่สูบบุหรี่และไม่ได้หายใจเอาอากาศในชั้นบรรยากาศ (มักจะมีคาร์บอนมอนอกไซด์จากภายนอกจำนวนเล็กน้อยอยู่เสมอ) แต่จะมีออกซิเจนบริสุทธิ์หรือส่วนผสมของไนโตรเจนและออกซิเจน

ตามหลักฐานแรกในปี 1993 ว่าคาร์บอนมอนอกไซด์ภายนอกเป็นสารสื่อประสาทปกติในร่างกายมนุษย์ เช่นเดียวกับหนึ่งในสามก๊าซภายนอกที่ปกติปรับปฏิกิริยาการอักเสบในร่างกาย (อีกสองตัวคือไนตริกออกไซด์ (II) และไฮโดรเจนซัลไฟด์) คาร์บอนมอนอกไซด์ภายนอกได้รับความสนใจอย่างมากจากแพทย์และนักวิจัยในฐานะตัวควบคุมทางชีวภาพที่สำคัญ ในเนื้อเยื่อจำนวนมาก ก๊าซทั้งสามข้างต้นแสดงให้เห็นว่าเป็นสารต้านการอักเสบ ยาขยายหลอดเลือด และยังกระตุ้นให้เกิดการสร้างเส้นเลือดใหม่อีกด้วย อย่างไรก็ตามไม่ใช่ทุกอย่างจะเรียบง่ายและไม่คลุมเครือ การสร้างเส้นเลือดใหม่ไม่ได้เป็นประโยชน์เสมอไป เนื่องจากโดยเฉพาะอย่างยิ่งมันมีบทบาทในการเจริญเติบโตของเนื้องอกที่เป็นมะเร็ง และยังเป็นหนึ่งในสาเหตุของความเสียหายของจอประสาทตาในระหว่างการเสื่อมสภาพของจอประสาทตา โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สิ่งสำคัญที่ควรทราบก็คือ การสูบบุหรี่ (แหล่งที่มาหลักของคาร์บอนมอนอกไซด์ในเลือด ซึ่งก่อให้เกิดความเข้มข้นสูงกว่าการผลิตตามธรรมชาติหลายเท่า) จะเพิ่มความเสี่ยงต่อการจอประสาทตาเสื่อม 4-6 เท่า

มีทฤษฎีที่ว่าในไซแนปส์ของเซลล์ประสาทบางเซลล์ ซึ่งเกิดการจัดเก็บข้อมูลในระยะยาว เซลล์รับจะผลิตก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์จากภายนอกเพื่อตอบสนองต่อสัญญาณที่ได้รับ เพื่อส่งสัญญาณกลับไปยังเซลล์ที่ส่งสัญญาณ เพื่อแจ้งให้ทราบ ของความพร้อมในการรับสัญญาณจากมันต่อไปและเพิ่มกิจกรรมของเซลล์ส่งสัญญาณ เซลล์ประสาทเหล่านี้บางส่วนมีกัวไนเลตไซเคลส ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ถูกกระตุ้นโดยการสัมผัสกับคาร์บอนมอนอกไซด์จากภายนอก

การวิจัยเกี่ยวกับบทบาทของคาร์บอนมอนอกไซด์ภายนอกในฐานะสารต้านการอักเสบและไซโตโพรเทคเตอร์ได้ดำเนินการในห้องปฏิบัติการหลายแห่งทั่วโลก คุณสมบัติเหล่านี้ของคาร์บอนมอนอกไซด์ภายนอกทำให้ผลกระทบต่อการเผาผลาญเป็นเป้าหมายการรักษาที่น่าสนใจสำหรับการรักษาสภาพทางพยาธิวิทยาต่างๆ เช่นความเสียหายของเนื้อเยื่อที่เกิดจากการขาดเลือดและการกลับคืนสู่สภาพเดิมในภายหลัง (เช่น กล้ามเนื้อหัวใจตาย โรคหลอดเลือดสมองตีบ), การปฏิเสธการปลูกถ่าย, หลอดเลือดหลอดเลือด การติดเชื้อรุนแรง , มาลาเรียรุนแรง, โรคแพ้ภูมิตัวเอง การทดลองทางคลินิกกับมนุษย์ก็ได้ดำเนินการเช่นกัน แต่ผลลัพธ์ยังไม่ได้เผยแพร่

โดยสรุปสิ่งที่ทราบในปี 2558 เกี่ยวกับบทบาทของคาร์บอนมอนอกไซด์ภายนอกในร่างกายสามารถสรุปได้ดังนี้

• คาร์บอนมอนอกไซด์ภายนอกเป็นหนึ่งในโมเลกุลส่งสัญญาณภายนอกที่สำคัญ
• คาร์บอนมอนอกไซด์ภายนอกจะปรับการทำงานของระบบประสาทส่วนกลางและระบบหัวใจและหลอดเลือด
• คาร์บอนมอนอกไซด์ภายนอกยับยั้งการรวมตัวของเกล็ดเลือดและการเกาะติดกับผนังหลอดเลือด
• การมีอิทธิพลต่อการเผาผลาญคาร์บอนมอนอกไซด์ภายนอกในอนาคตอาจเป็นหนึ่งในกลยุทธ์การรักษาโรคที่สำคัญวิธีหนึ่ง

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบ

ความเป็นพิษของควันที่ปล่อยออกมาเมื่อการเผาไหม้ถ่านหินถูกอธิบายโดยอริสโตเติลและกาเลน

คาร์บอน (II) มอนอกไซด์ถูกผลิตขึ้นครั้งแรกโดยนักเคมีชาวฝรั่งเศส Jacques de Lassonne โดยการให้ความร้อนซิงค์ออกไซด์ด้วยถ่านหิน แต่ในตอนแรกถูกเข้าใจผิดว่าเป็นไฮโดรเจนเนื่องจากถูกเผาด้วยเปลวไฟสีน้ำเงิน

ความจริงที่ว่าก๊าซนี้มีคาร์บอนและออกซิเจนถูกค้นพบโดยนักเคมีชาวอังกฤษ William Cruyckshank ความเป็นพิษของก๊าซได้รับการศึกษาในปี พ.ศ. 2389 โดยแพทย์ชาวฝรั่งเศส โคล้ด เบอร์นาร์ด ในการทดลองกับสุนัข

คาร์บอน (II) มอนอกไซด์นอกชั้นบรรยากาศโลกถูกค้นพบครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเบลเยียม เอ็ม. มิจิออตต์ ในปี พ.ศ. 2492 โดยการมีอยู่ของแถบสั่นและการหมุนหลักในสเปกตรัม IR ของดวงอาทิตย์ คาร์บอน (II) มอนอกไซด์ถูกค้นพบในสสารระหว่างดาวในปี พ.ศ. 2513

ใบเสร็จ

วิธีการทางอุตสาหกรรม

• เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ของคาร์บอนหรือสารประกอบที่มีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบหลัก (เช่น น้ำมันเบนซิน) ภายใต้สภาวะการขาดออกซิเจน:

2 C + O 2 → 2 C O (\displaystyle (\mathsf (2C+O_(2)\rightarrow 2CO)))(ผลความร้อนของปฏิกิริยานี้คือ 220 กิโลจูล)

• หรือเมื่อลดคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยถ่านหินร้อน:

C O 2 + C ⇄ 2 C O (\displaystyle (\mathsf (CO_(2)+C\rightleftarrows 2CO))) (Δ ชม= 172 กิโลจูล Δ ส= 176 เจ/กิโลวัตต์)

ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นระหว่างที่เกิดเพลิงไหม้จากเตาเมื่อปิดแดมเปอร์ของเตาเร็วเกินไป (ก่อนที่ถ่านจะหมดไฟ) ในกรณีนี้คาร์บอนมอนอกไซด์ (II) เกิดขึ้นเนื่องจากความเป็นพิษทำให้เกิดความผิดปกติทางสรีรวิทยา ("ควัน") และถึงขั้นเสียชีวิต (ดูด้านล่าง) ดังนั้นหนึ่งในชื่อที่ไม่สำคัญ - "คาร์บอนมอนอกไซด์"

ปฏิกิริยารีดักชันของคาร์บอนไดออกไซด์สามารถย้อนกลับได้ โดยผลของอุณหภูมิต่อสถานะสมดุลของปฏิกิริยานี้จะแสดงอยู่ในกราฟ การไหลของปฏิกิริยาไปทางขวาจะมั่นใจโดยปัจจัยเอนโทรปี และไปทางซ้ายโดยปัจจัยเอนทาลปี ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 400 °C ความสมดุลจะเลื่อนไปทางซ้ายเกือบทั้งหมด และที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,000 °C ไปทางขวา (ไปสู่การก่อตัวของ CO) ที่อุณหภูมิต่ำ อัตราการเกิดปฏิกิริยานี้จะต่ำมาก ดังนั้นคาร์บอน (II) มอนอกไซด์จึงค่อนข้างเสถียรภายใต้สภาวะปกติ สมดุลนี้มีชื่อพิเศษ ความสมดุลของห้องส่วนตัวส่วนตัว.

• ส่วนผสมของคาร์บอนมอนอกไซด์ (II) กับสารอื่นๆ ได้มาจากการส่งอากาศ ไอน้ำ ฯลฯ ผ่านชั้นของโค้กร้อน ถ่านหิน หรือถ่านหินสีน้ำตาล เป็นต้น (ดูก๊าซเครื่องกำเนิด ก๊าซน้ำ ก๊าซผสม ก๊าซสังเคราะห์)

วิธีการทางห้องปฏิบัติการ

• การสลายตัวของกรดฟอร์มิกของเหลวภายใต้การกระทำของกรดซัลฟิวริกเข้มข้นร้อนหรือผ่านกรดฟอร์มิกของก๊าซเหนือฟอสฟอรัสออกไซด์ P 2 O 5 รูปแบบปฏิกิริยา:

H C O O H → H 2 S O 4 o t H 2 O + C O .(\displaystyle (\mathsf (HCOOH(\xrightarrow[(H_(2)SO_(4))](^(o)t))H_(2)O+CO.))) นอกจากนี้ยังสามารถรักษากรดฟอร์มิกด้วยกรดคลอโรซัลโฟนิกได้ ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิปกติตามรูปแบบต่อไปนี้:

• H C O O H + C l S O 3 H → H 2 S O 4 + H C l + C O .

(\displaystyle (\mathsf (HCOOH+ClSO_(3)H\rightarrow H_(2)SO_(4)+HCl+CO\uparrow .)))

• การทำความร้อนส่วนผสมของออกซาลิกและกรดซัลฟิวริกเข้มข้น ปฏิกิริยาเกิดขึ้นตามสมการ:

H 2 C 2 O 4 → H 2 S O 4 หรือ T C O + C O 2 + H 2 O .

• (\displaystyle (\mathsf (H_(2)C_(2)O_(4)(\xrightarrow[(H_(2)SO_(4))](^(o)t))CO\uparrow +CO_(2) \uparrow +H_(2)O.)))

M g + Z n C O 3 → o t M g O + Z n O + C O .

(\displaystyle (\mathsf (Mg+ZnCO_(3)(\xrightarrow[()](^(o)t))MgO+ZnO+CO\uparrow .)))

การหาปริมาณคาร์บอนมอนอกไซด์ (II)

การมีอยู่ของ CO สามารถกำหนดได้ในเชิงคุณภาพโดยการทำให้สารละลายแพลเลเดียมคลอไรด์เข้มขึ้น (หรือกระดาษที่แช่ในสารละลายนี้) การทำให้มืดลงเกี่ยวข้องกับการปล่อยแพลเลเดียมโลหะเนื้อดีตามรูปแบบต่อไปนี้:

P d C l 2 + C O + H 2 O → P d ↓ + C O 2 + 2 H C l .

(\displaystyle (\mathsf (PdCl_(2)+CO+H_(2)O\rightarrow Pd\downarrow +CO_(2)+2HCl.)))

ปฏิกิริยานี้ไวมาก สารละลายมาตรฐาน: แพลเลเดียมคลอไรด์ 1 กรัมต่อน้ำ 1 ลิตร

การหาปริมาณคาร์บอน (II) มอนนอกไซด์เชิงปริมาณขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาไอโอโดเมตริก:

• 5 C O + ฉัน 2 O 5 → 5 C O 2 + ฉัน 2
• (\displaystyle (\mathsf (5CO+I_(2)O_(5)\rightarrow 5CO_(2)+I_(2).))) แอปพลิเคชันคาร์บอน (II) มอนนอกไซด์เป็นตัวทำปฏิกิริยาขั้นกลางที่ใช้ในการทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนในกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่สำคัญเพื่อผลิตแอลกอฮอล์อินทรีย์และไฮโดรคาร์บอนแบบตรง คาร์บอนมอนอกไซด์ (II) ใช้ในการแปรรูปเนื้อสัตว์และปลาให้สีแดงสดและมีลักษณะสดโดยไม่เปลี่ยนรสชาติ (เทคโนโลยีควันใส
• และ
• ควันรสจืด

- ความเข้มข้นของ CO ที่อนุญาตคือ 200 มก./กก. ของเนื้อสัตว์

คาร์บอน (II) มอนอกไซด์เป็นองค์ประกอบหลักของก๊าซกำเนิดซึ่งใช้เป็นเชื้อเพลิงในยานพาหนะที่ใช้ก๊าซ พวกนาซีใช้คาร์บอนมอนอกไซด์จากไอเสียเครื่องยนต์ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองเพื่อสังหารผู้คนจำนวนมากด้วยการวางยาพิษคาร์บอน (II) มอนอกไซด์ในชั้นบรรยากาศโลก

มีแหล่งที่มาทางธรรมชาติและทางมนุษย์ในการเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลก ภายใต้สภาพธรรมชาติ บนพื้นผิวโลก CO จะเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวแบบไม่ใช้ออกซิเจนที่ไม่สมบูรณ์

ในชั้นบรรยากาศ CO เป็นผลมาจากปฏิกิริยาลูกโซ่ที่เกี่ยวข้องกับมีเทนและไฮโดรคาร์บอนอื่นๆ (โดยหลักคือไอโซพรีน)

แหล่งที่มาหลักของมนุษย์ในปัจจุบันคือก๊าซไอเสียจากเครื่องยนต์สันดาปภายใน คาร์บอนมอนอกไซด์เกิดขึ้นเมื่อเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนถูกเผาไหม้ในเครื่องยนต์สันดาปภายในที่อุณหภูมิไม่เพียงพอ หรือระบบจ่ายอากาศไม่ได้รับการปรับแต่ง (มีออกซิเจนไม่เพียงพอในการออกซิไดซ์ CO ให้เป็น CO 2) ในอดีต ส่วนสำคัญของการที่ CO เข้าสู่ชั้นบรรยากาศโดยมนุษย์นั้นได้มาจากก๊าซส่องสว่าง ซึ่งใช้สำหรับให้แสงสว่างภายในอาคารในศตวรรษที่ 19 องค์ประกอบของมันใกล้เคียงกับก๊าซน้ำนั่นคือมีคาร์บอนมอนอกไซด์ (II) มากถึง 45% ไม่ได้ใช้ในภาคสาธารณูปโภคเนื่องจากมีอะนาล็อกที่ถูกกว่าและประหยัดพลังงานมาก -

สัญญาณที่แสดงว่าคาร์บอนมอนอกไซด์ (คาร์บอนมอนอกไซด์ (II), คาร์บอนมอนอกไซด์, คาร์บอนมอนอกไซด์) ก่อตัวขึ้นในอากาศในระดับความเข้มข้นที่เป็นอันตรายนั้นยากที่จะระบุ - มองไม่เห็น, อาจไม่มีกลิ่น, สะสมอยู่ในห้องอย่างค่อยเป็นค่อยไปอย่างมองไม่เห็น เป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อชีวิตมนุษย์: มีพิษสูง หากเกินระดับในปอดจะทำให้เกิดพิษร้ายแรงและเสียชีวิตได้ มีการบันทึกอัตราการเสียชีวิตจากพิษจากก๊าซสูงทุกปี ภัยคุกคามจากพิษสามารถลดลงได้โดยปฏิบัติตามกฎง่ายๆ และใช้เครื่องตรวจจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แบบพิเศษ

คาร์บอนมอนอกไซด์คืออะไร

ก๊าซธรรมชาติเกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ของชีวมวลใดๆ ในอุตสาหกรรม ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ของสารประกอบที่มีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบหลัก ในทั้งสองกรณี ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการปล่อยก๊าซคือการขาดออกซิเจน ปริมาณมากเข้าสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากไฟป่า ในรูปของก๊าซไอเสียที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ของรถยนต์ เพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรม ใช้ในการผลิตแอลกอฮอล์อินทรีย์ น้ำตาล การแปรรูปเนื้อสัตว์และปลา มอนนอกไซด์จำนวนเล็กน้อยก็ผลิตโดยเซลล์ของร่างกายมนุษย์เช่นกัน

คุณสมบัติ

จากมุมมองทางเคมี มอนนอกไซด์เป็นสารประกอบอนินทรีย์ที่มีอะตอมออกซิเจนเดี่ยวในโมเลกุล สูตรทางเคมีคือ CO เป็นสารเคมีที่ไม่มีสี รส หรือกลิ่นเฉพาะตัว เบากว่าอากาศ แต่หนักกว่าไฮโดรเจน และไม่ทำงานที่อุณหภูมิห้อง คนที่ดมกลิ่นเพียงรู้สึกถึงสิ่งสกปรกอินทรีย์ในอากาศเท่านั้น มันอยู่ในหมวดหมู่ของผลิตภัณฑ์ที่เป็นพิษ; ความตายที่ความเข้มข้นในอากาศ 0.1% เกิดขึ้นภายในหนึ่งชั่วโมง ลักษณะความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาตคือ 20 มก./ลบ.ม.

ผลกระทบของคาร์บอนมอนอกไซด์ต่อร่างกายมนุษย์

คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นอันตรายต่อมนุษย์ พิษของมันอธิบายได้จากการก่อตัวของคาร์บอกซีฮีโมโกลบินในเซลล์เม็ดเลือดซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากการเติมคาร์บอนมอนอกไซด์ (II) ลงในฮีโมโกลบินในเลือด ระดับสูงปริมาณคาร์บอกซีเฮโมโกลบินทำให้เกิดภาวะขาดออกซิเจน ปริมาณออกซิเจนไม่เพียงพอไปยังสมองและเนื้อเยื่ออื่น ๆ ของร่างกาย ด้วยความมึนเมาเล็กน้อยเนื้อหาในเลือดจะต่ำและอาจถูกทำลายโดยธรรมชาติได้ภายใน 4-6 ชั่วโมง ที่ความเข้มข้นสูง มีเพียงยาเท่านั้นที่ได้ผล

พิษคาร์บอนมอนอกไซด์

คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นหนึ่งในสารที่อันตรายที่สุด ในกรณีที่เป็นพิษร่างกายจะเกิดอาการมึนเมาพร้อมกับการเสื่อมสภาพในสภาพทั่วไปของบุคคล การรับรู้สัญญาณของการเป็นพิษจากคาร์บอนมอนอกไซด์ตั้งแต่เนิ่นๆ เป็นสิ่งสำคัญมาก ผลลัพธ์ของการรักษาขึ้นอยู่กับระดับของสารในร่างกายและความช่วยให้มาถึงได้เร็วแค่ไหน ในกรณีนี้ ให้นับนาที - เหยื่อสามารถรักษาให้หายขาดหรือป่วยตลอดไปได้ (ทั้งหมดขึ้นอยู่กับความเร็วของการตอบสนองของผู้ช่วยเหลือ)

อาการ

ขึ้นอยู่กับระดับของพิษ ปวดศีรษะ เวียนศีรษะ หูอื้อ หัวใจเต้นเร็ว คลื่นไส้ หายใจลำบาก กะพริบตา และความอ่อนแอทั่วไปอาจเกิดขึ้นได้ มักสังเกตอาการง่วงนอนซึ่งเป็นอันตรายอย่างยิ่งเมื่อบุคคลอยู่ในห้องที่มีมลพิษ เมื่อสารพิษจำนวนมากเข้าสู่ระบบทางเดินหายใจจะมีอาการชักหมดสติและในกรณีที่รุนแรงโดยเฉพาะอย่างยิ่งจะมีอาการโคม่า

การปฐมพยาบาลพิษจากคาร์บอนมอนอกไซด์

เหยื่อควรได้รับการปฐมพยาบาล ณ จุดเกิดเหตุในกรณีที่เป็นพิษจากก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ คุณต้องย้ายเขาไปที่ที่มีอากาศบริสุทธิ์ทันทีและโทรเรียกหมอ คุณควรจำไว้เกี่ยวกับความปลอดภัยของคุณด้วย: เมื่อเข้าไปในห้องที่มีแหล่งที่มาของสารนี้ คุณควรหายใจเข้าลึก ๆ เท่านั้น และอย่าหายใจเข้าไปข้างใน จำเป็นต้องอำนวยความสะดวกในการเข้าถึงออกซิเจนไปยังปอดจนกว่าแพทย์จะมาถึง: ปลดกระดุม ถอดหรือคลายเสื้อผ้า หากผู้ป่วยหมดสติและหยุดหายใจ จำเป็นต้องมีการช่วยหายใจ

ยาแก้พิษสำหรับพิษ

ยาแก้พิษพิเศษ (ยาแก้พิษ) สำหรับพิษคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นยาที่ป้องกันการก่อตัวของคาร์บอกซีเฮโมโกลบินอย่างแข็งขัน การออกฤทธิ์ของยาแก้พิษทำให้ความต้องการออกซิเจนของร่างกายลดลง สนับสนุนอวัยวะที่ไวต่อการขาดออกซิเจน เช่น สมอง ตับ ฯลฯ ฉีดเข้ากล้ามในขนาด 1 มล. ทันทีหลังจากนำผู้ป่วยออกจากบริเวณที่มี สารพิษที่มีความเข้มข้นสูง สามารถให้ยาแก้พิษซ้ำได้ไม่ช้ากว่าหนึ่งชั่วโมงหลังจากการให้ยาครั้งแรก อนุญาตให้ใช้เพื่อการป้องกันได้

การรักษา

ในกรณีที่สัมผัสก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์เล็กน้อย ผู้ป่วยจะเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลในกรณีที่รุนแรง ในรถพยาบาลแล้วเขาได้รับถุงออกซิเจนหรือหน้ากาก ในกรณีที่รุนแรง เพื่อให้ร่างกายได้รับออกซิเจนในปริมาณมาก ผู้ป่วยจะถูกจัดให้อยู่ในห้องความดัน ยาแก้พิษจะถูกฉีดเข้ากล้าม มีการตรวจสอบระดับก๊าซในเลือดอย่างต่อเนื่อง การฟื้นฟูสมรรถภาพเพิ่มเติมนั้นเป็นยาการกระทำของแพทย์มีวัตถุประสงค์เพื่อฟื้นฟูการทำงานของสมองระบบหัวใจและหลอดเลือดและปอด

ผลที่ตามมา

การได้รับก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ในร่างกายอาจทำให้เกิดอาการเจ็บป่วยร้ายแรงได้: การทำงานของสมอง พฤติกรรม และจิตสำนึกของบุคคลเปลี่ยนไป และเกิดอาการปวดศีรษะโดยไม่ทราบสาเหตุ ความทรงจำซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสมองที่รับผิดชอบในการเปลี่ยนแปลงนั้นไวต่ออิทธิพลของสารอันตรายเป็นพิเศษ หน่วยความจำระยะสั้นในระยะยาว ผู้ป่วยอาจรู้สึกถึงผลกระทบของพิษคาร์บอนมอนอกไซด์หลังจากผ่านไปหลายสัปดาห์เท่านั้น ผู้ที่ตกเป็นเหยื่อส่วนใหญ่จะฟื้นตัวเต็มที่หลังจากพักฟื้นมาระยะหนึ่ง แต่บางคนก็ได้รับผลกระทบไปตลอดชีวิต

วิธีการตรวจสอบก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ในอาคาร

พิษจากคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นเรื่องง่ายที่บ้าน และไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะระหว่างเกิดเพลิงไหม้เท่านั้น ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้นเนื่องจากการหยิบจับแดมเปอร์เตาอย่างไม่ระมัดระวังในระหว่างการทำงานของเครื่องทำน้ำอุ่นแก๊สหรือการระบายอากาศที่ผิดปกติ แหล่งที่มาของคาร์บอนมอนอกไซด์อาจเป็นเตาแก๊ส หากมีควันในห้องแสดงว่ามีเหตุให้ส่งเสียงเตือนแล้ว มีเซ็นเซอร์พิเศษสำหรับการตรวจสอบระดับก๊าซอย่างต่อเนื่อง พวกเขาตรวจสอบระดับความเข้มข้นของก๊าซและรายงานว่าเกินค่ามาตรฐานหรือไม่ การมีอุปกรณ์ดังกล่าวช่วยลดความเสี่ยงของการเป็นพิษ

วีดีโอ

ทุกคนที่ต้องจัดการกับการทำงานของระบบทำความร้อน - เตา, หม้อต้มน้ำ, หม้อต้มน้ำ, เครื่องทำน้ำอุ่นที่ออกแบบมาสำหรับเชื้อเพลิงในครัวเรือนในรูปแบบใด ๆ จะรู้ดีว่าคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นอันตรายต่อมนุษย์อย่างไร มันค่อนข้างยากที่จะทำให้เป็นกลางในสถานะก๊าซ ไม่มีวิธีการที่บ้านที่มีประสิทธิภาพในการต่อสู้กับคาร์บอนมอนอกไซด์ ดังนั้นมาตรการป้องกันส่วนใหญ่จึงมุ่งเป้าไปที่การป้องกันและตรวจจับคาร์บอนมอนอกไซด์ในอากาศอย่างทันท่วงที

คุณสมบัติของสารพิษ

ไม่มีอะไรผิดปกติในธรรมชาติและคุณสมบัติของคาร์บอนมอนอกไซด์ โดยพื้นฐานแล้ว มันเป็นผลิตภัณฑ์จากการเกิดออกซิเดชันบางส่วนของถ่านหินหรือเชื้อเพลิงที่ประกอบด้วยถ่านหิน สูตรของคาร์บอนมอนอกไซด์นั้นง่ายและตรงไปตรงมา - CO ในแง่เคมี - คาร์บอนมอนอกไซด์ อะตอมของคาร์บอนหนึ่งอะตอมเชื่อมต่อกับอะตอมออกซิเจน ธรรมชาติของกระบวนการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงอินทรีย์คือคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นส่วนสำคัญของเปลวไฟ

เมื่อถูกความร้อนในเตาไฟ ถ่านหิน เชื้อเพลิงที่เกี่ยวข้อง พีท และฟืนจะถูกทำให้เป็นแก๊สเป็นคาร์บอนมอนอกไซด์ จากนั้นจึงเผาด้วยอากาศที่ไหลเข้ามา หากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์รั่วไหลออกจากห้องเผาไหม้เข้าไปในห้อง คาร์บอนไดออกไซด์ก็จะคงอยู่ในสภาวะคงที่จนกระทั่งถึงเวลาที่การไหลของคาร์บอนจะถูกกำจัดออกจากห้องโดยการระบายอากาศหรือสะสมจนเต็มพื้นที่ทั้งหมดตั้งแต่พื้นถึงเพดาน ในกรณีหลังนี้ มีเพียงเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์คาร์บอนมอนอกไซด์เท่านั้นที่สามารถช่วยสถานการณ์ได้ โดยตอบสนองต่อความเข้มข้นของควันพิษที่เพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยในบรรยากาศของห้อง

สิ่งที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับคาร์บอนมอนอกไซด์:

• ภายใต้สภาวะมาตรฐาน ความหนาแน่นของคาร์บอนมอนอกไซด์คือ 1.25 กก./ลบ.ม. ซึ่งใกล้เคียงกับความถ่วงจำเพาะของอากาศ 1.25 กก./ลบ.ม. มาก มอนอกไซด์ที่ร้อนและอุ่นสามารถลอยขึ้นไปบนเพดานได้ง่าย และเมื่อมันเย็นลง มันก็จะเกาะตัวและผสมกับอากาศ
• คาร์บอนมอนอกไซด์ไม่มีรส ไม่มีสี และไม่มีกลิ่น แม้จะมีความเข้มข้นสูงก็ตาม
• ในการเริ่มต้นการก่อตัวของคาร์บอนมอนอกไซด์ก็เพียงพอที่จะทำให้โลหะที่สัมผัสกับคาร์บอนร้อนขึ้นจนถึงอุณหภูมิ 400-500 o C
• ก๊าซสามารถเผาไหม้ในอากาศได้โดยปล่อยความร้อนปริมาณมากออกมา ประมาณ 111 กิโลจูล/โมล

การสูดดมคาร์บอนมอนอกไซด์ไม่เพียงเป็นอันตรายเท่านั้น แต่ส่วนผสมของก๊าซและอากาศยังสามารถระเบิดได้เมื่อความเข้มข้นของปริมาตรถึงจาก 12.5% ​​​​ถึง 74% ในแง่นี้ส่วนผสมของก๊าซจะคล้ายกับมีเทนในครัวเรือน แต่มีอันตรายมากกว่าก๊าซในเครือข่ายมาก

มีเทนเบากว่าอากาศและเป็นพิษน้อยกว่าเมื่อสูดดม นอกจากนี้ด้วยการเติมสารเติมแต่งพิเศษ - เมอร์แคปแทนในการไหลของก๊าซ ทำให้สามารถตรวจพบกลิ่นในห้องได้อย่างง่ายดาย หากห้องครัวมีมลพิษเล็กน้อย คุณสามารถเข้าไปในห้องและระบายอากาศได้โดยไม่มีผลกระทบต่อสุขภาพ

ด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์ทุกอย่างจะซับซ้อนมากขึ้น ความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดระหว่าง CO และอากาศช่วยป้องกันการกำจัดเมฆก๊าซพิษอย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อเย็นลง เมฆก๊าซจะค่อยๆ ตกลงบริเวณพื้น หากเครื่องตรวจจับก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ถูกกระตุ้นหรือตรวจพบการรั่วไหลของผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้จากเตาหรือหม้อต้มเชื้อเพลิงแข็ง จำเป็นต้องดำเนินมาตรการระบายอากาศทันที มิฉะนั้นเด็กและสัตว์เลี้ยงจะเป็นคนแรกที่ต้องทนทุกข์ทรมาน

คุณสมบัติของเมฆคาร์บอนมอนอกไซด์นี้เคยใช้กันอย่างแพร่หลายในการต่อสู้กับสัตว์ฟันแทะและแมลงสาบ แต่ประสิทธิผลของการโจมตีด้วยแก๊สนั้นต่ำกว่าวิธีการสมัยใหม่อย่างมาก และความเสี่ยงของการเป็นพิษก็สูงขึ้นอย่างไม่เป็นสัดส่วน

สำหรับข้อมูลของคุณ!

ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในกรณีที่ไม่มีการระบายอากาศ จะสามารถรักษาคุณสมบัติไว้ได้ไม่เปลี่ยนแปลงเป็นเวลานาน

หากมีข้อสงสัยว่ามีการสะสมก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ในห้องใต้ดิน ห้องอเนกประสงค์ ห้องหม้อไอน้ำ ห้องใต้ดิน ขั้นตอนแรกคือต้องแน่ใจว่ามีการระบายอากาศสูงสุดด้วยอัตราการแลกเปลี่ยนก๊าซ 3-4 หน่วยต่อชั่วโมง

สภาวะการเกิดควันในห้อง

• คาร์บอนมอนอกไซด์สามารถผลิตได้โดยใช้ปฏิกิริยาเคมีหลายสิบปฏิกิริยา แต่ต้องใช้รีเอเจนต์และเงื่อนไขเฉพาะสำหรับปฏิกิริยาระหว่างกัน ความเสี่ยงของการเป็นพิษจากก๊าซในลักษณะนี้แทบจะเป็นศูนย์ สาเหตุหลักสำหรับการปรากฏตัวของคาร์บอนมอนอกไซด์ในห้องหม้อไอน้ำหรือบริเวณห้องครัวยังคงเป็นสองปัจจัย:
• กระแสลมไม่ดีและการไหลของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้บางส่วนจากแหล่งกำเนิดการเผาไหม้ไปยังบริเวณห้องครัว
• การทำงานที่ไม่เหมาะสมของอุปกรณ์หม้อไอน้ำ แก๊ส และเตาเผา
• เพลิงไหม้และเพลิงไหม้ในท้องถิ่นที่เกิดจากพลาสติก สายไฟ สารเคลือบโพลีเมอร์ และวัสดุ

ก๊าซเสียจากท่อระบายน้ำทิ้ง แหล่งที่มาของคาร์บอนมอนอกไซด์อาจเป็นการเผาไหม้ครั้งที่สองของเถ้า เขม่าหลวมในปล่องไฟ เขม่าและน้ำมันดินที่ฝังอยู่ในงานก่ออิฐ

ส่วนใหญ่แล้วแหล่งที่มาของก๊าซ CO คือถ่านหินที่คุกรุ่นซึ่งจะเผาไหม้ในเรือนไฟเมื่อปิดวาล์ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งก๊าซจำนวนมากถูกปล่อยออกมาในระหว่างการสลายตัวด้วยความร้อนของฟืนโดยไม่มีอากาศ ประมาณครึ่งหนึ่งของเมฆก๊าซถูกครอบครองโดยคาร์บอนมอนอกไซด์ ดังนั้นการทดลองใด ๆ กับการรมควันเนื้อสัตว์และปลาโดยใช้หมอกควันที่ได้จากขี้กบที่คุกรุ่นควรทำในที่โล่งเท่านั้น

อาจเกิดคาร์บอนมอนอกไซด์จำนวนเล็กน้อยระหว่างการปรุงอาหาร ตัวอย่างเช่น ใครก็ตามที่เคยพบการติดตั้งหม้อต้มน้ำร้อนด้วยแก๊สโดยมีเตาปิดในห้องครัวจะรู้ว่าเซ็นเซอร์คาร์บอนมอนอกไซด์มีปฏิกิริยาอย่างไรต่อมันฝรั่งทอดหรืออาหารใดๆ ที่ปรุงในน้ำมันเดือด

ธรรมชาติร้ายกาจของคาร์บอนมอนอกไซด์

อันตรายหลักของคาร์บอนมอนอกไซด์คือมันเป็นไปไม่ได้ที่จะรับรู้และรับรู้ถึงการมีอยู่ของมันในบรรยากาศของห้องจนกว่าก๊าซจะเข้าสู่ระบบทางเดินหายใจพร้อมกับอากาศและละลายในเลือด

ผลที่ตามมาของการหายใจเอา CO ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของก๊าซในอากาศและระยะเวลาที่อยู่ในห้อง:

• อาการปวดหัว อาการไม่สบาย และอาการง่วงนอนเริ่มต้นขึ้นเมื่อปริมาณก๊าซปริมาตรในอากาศอยู่ที่ 0.009-0.011% ทางร่างกาย คนที่มีสุขภาพดีสามารถทนต่อการสัมผัสกับบรรยากาศที่ปนเปื้อนได้นานถึงสามชั่วโมง
• คลื่นไส้ ความเจ็บปวดอย่างรุนแรงในกล้ามเนื้อ ตะคริว เป็นลม สูญเสียการปฐมนิเทศอาจมีความเข้มข้น 0.065-0.07% เวลาที่ใช้ในห้องจนกว่าจะเกิดผลที่หลีกเลี่ยงไม่ได้คือเพียง 1.5-2 ชั่วโมง
• เมื่อความเข้มข้นของคาร์บอนมอนอกไซด์สูงกว่า 0.5% การอยู่ในพื้นที่ที่มีก๊าซมลพิษเพียงไม่กี่วินาทีก็อาจถึงแก่ชีวิตได้

แม้ว่าบุคคลจะหลบหนีออกจากห้องที่มีความเข้มข้นของคาร์บอนมอนอกไซด์สูงได้อย่างปลอดภัยด้วยตัวเขาเอง แต่เขาก็ยังต้องการ การดูแลทางการแพทย์และการใช้ยาแก้พิษเนื่องจากผลที่ตามมาของการเป็นพิษต่อระบบไหลเวียนโลหิตและการไหลเวียนโลหิตในสมองบกพร่องจะยังคงปรากฏให้เห็นในภายหลังเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

โมเลกุลของคาร์บอนมอนอกไซด์ถูกดูดซับได้ดีโดยน้ำและสารละลายน้ำเกลือ ดังนั้นผ้าเช็ดตัวและผ้าเช็ดปากธรรมดาที่ชุบน้ำที่มีอยู่จึงมักถูกใช้เป็นวิธีการป้องกันอันดับแรก วิธีนี้ช่วยให้คุณหยุดคาร์บอนมอนอกไซด์ไม่ให้เข้าสู่ร่างกายได้สักสองสามนาทีจนกว่าคุณจะออกจากห้องได้

คุณสมบัติของคาร์บอนมอนอกไซด์นี้มักถูกใช้อย่างไม่เหมาะสมโดยเจ้าของอุปกรณ์ทำความร้อนบางรายที่มีเซ็นเซอร์ CO ในตัว เมื่อมีการกระตุ้นเซ็นเซอร์ที่ละเอียดอ่อน แทนที่จะระบายอากาศในห้อง อุปกรณ์มักจะถูกคลุมด้วยผ้าเปียก เป็นผลให้หลังจากการยักย้ายดังกล่าวหลายสิบครั้งเซ็นเซอร์คาร์บอนมอนอกไซด์ก็ล้มเหลวและความเสี่ยงต่อการเกิดพิษจะเพิ่มขึ้นตามลำดับความสำคัญ

ระบบตรวจจับก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ทางเทคนิค

ในความเป็นจริง ในปัจจุบัน มีเพียงวิธีเดียวเท่านั้นที่จะต่อสู้กับคาร์บอนมอนอกไซด์ได้สำเร็จ โดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พิเศษและเซ็นเซอร์ที่บันทึกความเข้มข้นของ CO ส่วนเกินในห้อง แน่นอนว่าคุณสามารถทำอะไรที่ง่ายกว่าได้ เช่น ติดตั้งระบบระบายอากาศที่ทรงพลัง เหมือนกับคนที่ชอบพักผ่อนข้างเตาผิงอิฐจริงๆ แต่ในการแก้ปัญหาดังกล่าวมีความเสี่ยงที่จะเกิดพิษจากคาร์บอนมอนอกไซด์เมื่อเปลี่ยนทิศทางของกระแสลมในท่อและนอกจากนี้การใช้ชีวิตภายใต้กระแสลมแรงก็ไม่ดีต่อสุขภาพเช่นกัน

อุปกรณ์เซ็นเซอร์คาร์บอนมอนอกไซด์

ปัญหาในการควบคุมปริมาณก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ในบรรยากาศของห้องพักอาศัยและห้องเอนกประสงค์ในปัจจุบันนั้นเป็นปัญหาเร่งด่วนพอๆ กับการมีสัญญาณแจ้งเตือนเหตุเพลิงไหม้หรือระบบรักษาความปลอดภัย

ในการทำความร้อนแบบพิเศษและ อุปกรณ์แก๊สคุณสามารถซื้ออุปกรณ์ตรวจสอบปริมาณก๊าซได้หลายตัวเลือก:

• สัญญาณเตือนสารเคมี
• เครื่องสแกนอินฟราเรด
• เซนเซอร์โซลิดสเตต

เซ็นเซอร์ที่มีความละเอียดอ่อนของอุปกรณ์มักจะติดตั้งแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ให้พลังงาน การสอบเทียบ และการแปลงสัญญาณเป็นรูปแบบตัวบ่งชี้ที่เข้าใจได้ นี่อาจเป็นเพียงไฟ LED สีเขียวและสีแดงบนแผงควบคุม เสียงไซเรน ข้อมูลดิจิทัลเพื่อส่งสัญญาณไปยังเครือข่ายคอมพิวเตอร์ หรือพัลส์ควบคุมสำหรับวาล์วอัตโนมัติที่ปิดการจ่ายก๊าซในครัวเรือนไปยังหม้อต้มน้ำร้อน

เป็นที่ชัดเจนว่าการใช้เซ็นเซอร์ที่มีวาล์วปิดควบคุมเป็นมาตรการที่จำเป็น แต่บ่อยครั้งที่ผู้ผลิตอุปกรณ์ทำความร้อนจงใจสร้าง "การป้องกันความผิดพลาด" เพื่อหลีกเลี่ยงการจัดการทุกประเภทด้วยความปลอดภัยของอุปกรณ์แก๊ส

เครื่องมือควบคุมสารเคมีและสถานะของแข็ง

เซ็นเซอร์พร้อมตัวบ่งชี้ทางเคมีรุ่นที่ถูกที่สุดและเข้าถึงได้มากที่สุดผลิตขึ้นในรูปของกระติกน้ำแบบตาข่าย ซึ่งสามารถซึมผ่านอากาศได้ง่าย ภายในขวดจะมีอิเล็กโทรดสองตัวคั่นด้วยฉากกั้นที่มีรูพรุนซึ่งชุบด้วยสารละลายอัลคาไล การปรากฏตัวของคาร์บอนมอนอกไซด์นำไปสู่การทำให้เป็นคาร์บอนของอิเล็กโทรไลต์ค่าการนำไฟฟ้าของเซ็นเซอร์ลดลงอย่างรวดเร็วซึ่งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะอ่านทันทีเป็นสัญญาณเตือน หลังการติดตั้ง อุปกรณ์จะอยู่ในสถานะไม่ใช้งานและจะไม่ทำงานจนกว่าจะมีร่องรอยของคาร์บอนมอนอกไซด์ในอากาศเกินความเข้มข้นที่อนุญาต

เซ็นเซอร์โซลิดสเตตใช้ดีบุกไดออกไซด์และรูทีเนียมซ้อนกันสองชั้น แทนการใช้แร่ใยหินที่ชุบด้วยด่าง การปรากฏตัวของก๊าซในอากาศทำให้เกิดการพังทลายระหว่างหน้าสัมผัสของอุปกรณ์เซ็นเซอร์และจะส่งสัญญาณเตือนโดยอัตโนมัติ

เครื่องสแกนและการ์ดอิเล็กทรอนิกส์

เซ็นเซอร์อินฟราเรดทำงานบนหลักการสแกนอากาศโดยรอบ เซ็นเซอร์อินฟราเรดในตัวรับรู้การเรืองแสงของเลเซอร์ LED และอุปกรณ์ทริกเกอร์จะทำงานตามการเปลี่ยนแปลงความเข้มของการดูดกลืนรังสีความร้อนของก๊าซ

CO ดูดซับส่วนความร้อนของสเปกตรัมได้ดีมาก ดังนั้นอุปกรณ์ดังกล่าวจึงทำงานในโหมดยามหรือโหมดสแกนเนอร์ ผลการสแกนสามารถแสดงผลในรูปแบบของสัญญาณสองสีหรือตัวบ่งชี้ปริมาณคาร์บอนมอนอกไซด์ในอากาศในระดับดิจิตอลหรือเชิงเส้น

เซ็นเซอร์ตัวไหนดีกว่ากัน

สำหรับ การเลือกที่ถูกต้องเมื่อติดตั้งเซ็นเซอร์คาร์บอนมอนอกไซด์จำเป็นต้องคำนึงถึงโหมดการทำงานและลักษณะของห้องที่จะติดตั้งอุปกรณ์เซ็นเซอร์ด้วย ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์เคมี ซึ่งถือว่าล้าสมัย ใช้งานได้ดีในห้องหม้อไอน้ำและห้องเอนกประสงค์ อุปกรณ์ตรวจจับก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ราคาไม่แพงสามารถติดตั้งในบ้านหรือที่ทำงานของคุณได้ ในห้องครัว ตาข่ายจะถูกปกคลุมไปด้วยฝุ่นและคราบไขมันอย่างรวดเร็ว ซึ่งช่วยลดความไวของกรวยเคมีลงอย่างมาก

เซ็นเซอร์คาร์บอนมอนอกไซด์โซลิดสเตตทำงานได้ดีเท่าเทียมกันในทุกสภาวะ แต่ต้องใช้แหล่งพลังงานภายนอกที่ทรงพลังในการทำงาน ต้นทุนของอุปกรณ์สูงกว่าราคาระบบเซ็นเซอร์เคมี

เซ็นเซอร์อินฟราเรดเป็นเรื่องธรรมดาที่สุดในปัจจุบัน พวกมันถูกใช้อย่างแข็งขันเพื่อสร้างระบบรักษาความปลอดภัยสำหรับหม้อไอน้ำในอพาร์ตเมนต์ เครื่องทำความร้อนส่วนบุคคล- ในขณะเดียวกัน ความไวของระบบควบคุมจะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากฝุ่นหรืออุณหภูมิของอากาศ นอกจากนี้ ตามกฎแล้วระบบดังกล่าวยังมีกลไกการทดสอบและสอบเทียบในตัวซึ่งทำให้สามารถตรวจสอบประสิทธิภาพเป็นระยะได้

การติดตั้งอุปกรณ์ติดตามก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์

เซ็นเซอร์คาร์บอนมอนอกไซด์ต้องได้รับการติดตั้งและบำรุงรักษาโดยบุคลากรที่มีคุณสมบัติเหมาะสมเท่านั้น เครื่องมือจะต้องได้รับการตรวจสอบ สอบเทียบ บำรุงรักษา และเปลี่ยนใหม่เป็นระยะๆ

ต้องติดตั้งเซ็นเซอร์ที่ระยะห่างจากแหล่งก๊าซ 1 ถึง 4 ม. ตัวเรือนหรือเซ็นเซอร์ระยะไกลติดตั้งที่ความสูง 150 ซม. เหนือระดับพื้น และต้องปรับเทียบตามเกณฑ์ความไวด้านบนและด้านล่าง

อายุการใช้งานของเครื่องตรวจจับคาร์บอนมอนอกไซด์สำหรับที่อยู่อาศัยคือ 5 ปี

บทสรุป

การต่อสู้กับการก่อตัวของคาร์บอนมอนอกไซด์ต้องได้รับการดูแลและทัศนคติที่รับผิดชอบต่ออุปกรณ์ที่ติดตั้ง การทดลองใด ๆ กับเซ็นเซอร์โดยเฉพาะเซมิคอนดักเตอร์จะลดความไวของอุปกรณ์ลงอย่างมากซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของปริมาณคาร์บอนมอนอกไซด์ในบรรยากาศของห้องครัวและอพาร์ทเมนต์ทั้งหมด ส่งผลให้ผู้อยู่อาศัยทุกคนเป็นพิษอย่างช้าๆ ปัญหาการตรวจสอบก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์นั้นร้ายแรงมากจนเป็นไปได้ว่าการใช้เซ็นเซอร์ในอนาคตอาจมีผลบังคับใช้สำหรับการทำความร้อนส่วนบุคคลทุกประเภท

คุณสมบัติทางกายภาพ

คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นก๊าซไม่มีสีและไม่มีกลิ่นซึ่งละลายได้ในน้ำเล็กน้อย

• กรุณา 205 องศาเซลเซียส
• ไม่เป็นไร 191 องศาเซลเซียส
• อุณหภูมิวิกฤต = 140°C
• ความดันวิกฤต = 35 atm
• ความสามารถในการละลายของ CO ในน้ำอยู่ที่ประมาณ 1:40 โดยปริมาตร

คุณสมบัติทางเคมี

ที่ สภาวะปกติ CO เฉื่อย; เมื่อถูกความร้อน - ตัวรีดิวซ์;

ออกไซด์ที่ไม่ก่อรูปเกลือ

1) ด้วยออกซิเจน

2C +2 O + O 2 = 2C +4 O 2

2) ด้วยออกไซด์ของโลหะ

C +2 O + CuO = Cu + C +4 O 2

3)มีคลอรีน(ในที่มีแสง)

CO + Cl 2 --hn-> COCl 2 (ฟอสจีน)

4) ทำปฏิกิริยากับการหลอมของอัลคาไล (ภายใต้ความกดดัน)

CO + NaOH = HCOONa (กรดโซเดียมฟอร์มิก (โซเดียมฟอร์เมต))

5) เกิดคาร์บอนิลกับโลหะทรานซิชัน

พรรณี + 4CO =t°= พรรณี(CO) 4

เฟ + 5CO =t°= เฟ(CO) 5

ในด้านเคมี คาร์บอนมอนอกไซด์มีลักษณะเฉพาะโดยมีแนวโน้มที่จะเกิดปฏิกิริยาเติมและคุณสมบัติรีดิวซ์

อย่างไรก็ตาม แนวโน้มทั้งสองนี้มักจะปรากฏเฉพาะที่อุณหภูมิที่สูงขึ้นเท่านั้น ภายใต้สภาวะเหล่านี้ CO จะรวมตัวกับออกซิเจน คลอรีน ซัลเฟอร์ โลหะบางชนิด ฯลฯ ในเวลาเดียวกัน เมื่อได้รับความร้อนคาร์บอนมอนอกไซด์จะลดออกไซด์จำนวนมากให้เป็นโลหะ ซึ่งมีความสำคัญมากสำหรับโลหะวิทยา

นอกเหนือจากการให้ความร้อนแล้ว กิจกรรมทางเคมีของ CO ที่เพิ่มขึ้นมักเกิดจากการละลายของมัน ดังนั้นในสารละลายจึงสามารถลดเกลือของ Au, Pt และองค์ประกอบอื่นๆ เพื่อทำให้โลหะอิสระที่อุณหภูมิปกติอยู่แล้วได้

ที่อุณหภูมิสูงและความดันสูง CO จะทำปฏิกิริยากับน้ำและด่างกัดกร่อน: ในกรณีแรกจะเกิด HCOOH และในกรณีที่สองคือกรดโซเดียมฟอร์มิก

ปฏิกิริยาหลังเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 120 °C ความดัน 5 atm และใช้ในทางเทคนิคแล้ว

การลดแพลเลเดียมคลอไรด์ในสารละลายเป็นเรื่องง่ายตามรูปแบบทั่วไป:

PdCl 2 + H 2 O + CO = CO 2 + 2 HCl + Pd

ทำหน้าที่เป็นปฏิกิริยาที่ใช้กันมากที่สุดในการค้นพบคาร์บอนมอนอกไซด์ในส่วนผสมของก๊าซ แม้แต่ CO ในปริมาณที่น้อยมากก็สามารถตรวจจับได้ง่ายด้วยการเติมสีเล็กน้อยของสารละลาย เนื่องจากมีการปล่อยโลหะแพลเลเดียมที่ถูกบดละเอียดออกมา

การกำหนดปริมาณ CO จะขึ้นอยู่กับปฏิกิริยา:

5 CO + ฉัน 2 O 5 = 5 CO 2 + ฉัน 2

การจับกันของหนึ่งในผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาที่กล่าวถึงข้างต้นตามกฎของการกระทำของมวลจะเปลี่ยนสมดุลของมัน

ดังนั้นโดยการส่งส่วนผสมของคาร์บอนมอนอกไซด์และไอน้ำไปเหนือแคลเซียมออกไซด์จะได้ไฮโดรเจนตามโครงการ:

H 2 O + CO + CaO = CaCO 3 + H 2 + 217 กิโลจูล

ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นแล้วที่อุณหภูมิ 500 °C

ในอากาศ CO จะจุดไฟที่ประมาณ 700 °C และเผาไหม้ด้วยเปลวไฟสีน้ำเงินเป็น CO 2:

2 CO + O 2 = 2 CO 2 + 564 กิโลจูล

การปล่อยความร้อนอย่างมีนัยสำคัญที่มาพร้อมกับปฏิกิริยานี้ทำให้คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นเชื้อเพลิงก๊าซที่มีคุณค่า อย่างไรก็ตามมีการใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นผลิตภัณฑ์เริ่มต้นสำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์ต่างๆ

การเผาไหม้ของชั้นถ่านหินหนาในเตาเผาเกิดขึ้นในสามขั้นตอน:

1) C + O 2 = CO 2;

2) คาร์บอนไดออกไซด์ 2 + C = 2 CO;

3) 2 CO + O 2 = 2 CO 2

หากปิดท่อก่อนเวลาอันควร จะเกิดการขาดออกซิเจนในเตาเผา ซึ่งอาจทำให้ CO แพร่กระจายไปทั่วห้องที่ให้ความร้อนและทำให้เกิดพิษ (ควัน)

ควรสังเกตว่ากลิ่นของ “คาร์บอนมอนอกไซด์” ไม่ได้เกิดจาก CO แต่เกิดจากสิ่งสกปรกของสารอินทรีย์บางชนิด

เปลวไฟ CO สามารถมีอุณหภูมิสูงถึง 2100 °C

ปฏิกิริยาการเผาไหม้ของ CO น่าสนใจตรงที่เมื่อถูกความร้อนถึง 700-1,000 °C จะเกิดขึ้นที่ความเร็วที่เห็นได้ชัดเจนเฉพาะเมื่อมีไอน้ำหรือก๊าซที่มีไฮโดรเจนอื่น ๆ เท่านั้น (NH 3, H 2 S เป็นต้น) นี่เป็นเพราะลักษณะลูกโซ่ของปฏิกิริยาที่กำลังพิจารณา ซึ่งเกิดขึ้นผ่านการก่อตัวของอนุมูล OH ระดับกลางตามรูปแบบต่อไปนี้:

H + O 2 = HO + O จากนั้น O + CO = CO 2, HO + CO = CO 2 + H เป็นต้น

ที่อุณหภูมิสูงมาก ปฏิกิริยาการเผาไหม้ของ CO จะกลับตัวได้อย่างเห็นได้ชัด ปริมาณ CO 2 ในส่วนผสมสมดุล (ภายใต้ความดัน 1 atm) ที่สูงกว่า 4000 °C อาจมีเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ตัวโมเลกุล CO นั้นมีความเสถียรทางความร้อนมากจนไม่สลายตัวแม้ที่อุณหภูมิ 6000 °C โมเลกุล CO ถูกค้นพบในสื่อระหว่างดวงดาว

เมื่อ CO ทำปฏิกิริยากับโลหะ K ที่อุณหภูมิ 80 °C จะเกิดสารประกอบผลึกไม่มีสีที่ระเบิดได้สูงขององค์ประกอบ K 6 C 6 O 6

ผลลัพธ์ของคาร์บอนไธออกไซด์ (O=C=S) จะเป็นก๊าซไม่มีสีและไม่มีกลิ่น (mp -139, bp -50 °C)

คาร์บอน (II) มอนอกไซด์สามารถรวมเข้ากับโลหะบางชนิดได้โดยตรง เป็นผลให้เกิดโลหะคาร์บอนิลซึ่งควรถือเป็นสารประกอบเชิงซ้อน

คาร์บอน (II) คาร์บอนมอนอกไซด์ยังก่อให้เกิดสารประกอบเชิงซ้อนด้วยเกลือบางชนิด บางส่วน (OsCl 2 ·3CO, PtCl 2 ·CO ฯลฯ) มีความเสถียรเฉพาะในสารละลายเท่านั้น การก่อตัวของสารหลังนั้นสัมพันธ์กับการดูดซับคาร์บอนมอนอกไซด์ (II) โดยสารละลาย CuCl ใน HCl ที่แข็งแกร่ง

เห็นได้ชัดว่าสารประกอบที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นในสารละลายแอมโมเนียของ CuCl ซึ่งมักใช้ในการดูดซับ CO ในการวิเคราะห์ก๊าซ

ใบเสร็จ.

คาร์บอนมอนอกไซด์เกิดขึ้นเมื่อคาร์บอนเผาไหม้โดยไม่มีออกซิเจน ส่วนใหญ่มักจะได้รับอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาของคาร์บอนไดออกไซด์กับถ่านหินร้อน:

CO 2 + C + 171 กิโลจูล = 2 CO

ปฏิกิริยานี้สามารถย้อนกลับได้ และสมดุลของมันที่อุณหภูมิต่ำกว่า 400 °C จะถูกเลื่อนไปทางซ้ายเกือบทั้งหมด และสูงกว่า 1,000 °C - ไปทางขวา (รูปที่ 7) อย่างไรก็ตาม มันถูกสร้างด้วยความเร็วที่เห็นได้ชัดเจนเฉพาะที่อุณหภูมิสูงเท่านั้น ดังนั้นภายใต้สภาวะปกติ CO จึงค่อนข้างคงที่

ข้าว. 7. สมดุล CO 2 + C = 2 CO

การก่อตัวของ CO จากองค์ประกอบเป็นไปตามสมการ:

2 C + O 2 = 2 CO + 222 กิโลจูล

สะดวกในการรับ CO จำนวนเล็กน้อยโดยการสลายตัวของกรดฟอร์มิก:

HCOOH = H 2 O + CO

ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นได้ง่ายเมื่อ HCOOH ทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเข้มข้นที่ร้อน

ในทางปฏิบัติ การเตรียมการนี้กระทำโดยการกระทำแบบเข้มข้น

กรดซัลฟิวริกเป็น HCOOH ของเหลว (เมื่อถูกความร้อน) หรือโดยการส่งไอระเหยของสารอย่างหลังไปบนฟอสฟอรัสเฮมิเพนทาออกไซด์

ปฏิกิริยาของ HCOOH กับกรดคลอโรซัลโฟนิกตามรูปแบบ:

HCOOH + CISO 3 H = H 2 SO 4 + HCI + CO

มันทำงานได้ที่อุณหภูมิปกติแล้ว

CO จำนวนมากสามารถได้รับจากการเผาไหม้ถ่านหินที่ไม่สมบูรณ์ในเตาเผาแบบพิเศษ - เครื่องกำเนิดก๊าซ ก๊าซกำเนิด (“อากาศ”) ทั่วไปประกอบด้วยโดยเฉลี่ย (ปริมาตร %): CO-25, N2-70, CO 2 -4 และสิ่งเจือปนเล็กน้อยของก๊าซอื่น ๆ

เมื่อเผาจะผลิตได้ 3300-4200 กิโลจูลต่อลูกบาศก์เมตร

การแทนที่อากาศธรรมดาด้วยออกซิเจนจะทำให้ปริมาณ CO เพิ่มขึ้นอย่างมาก (และค่าความร้อนของก๊าซเพิ่มขึ้น)

CO จำนวนมากถูกบรรจุอยู่ในก๊าซน้ำ ซึ่งประกอบด้วย (ในกรณีที่เหมาะ) ของส่วนผสมที่มีปริมาตรเท่ากันของ CO และ H 2 และผลิต 11,700 kJ/m 3 เมื่อการเผาไหม้

ก๊าซนี้ได้มาจากการเป่าไอน้ำผ่านชั้นถ่านหินร้อน และที่อุณหภูมิประมาณ 1,000 °C ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นตามสมการ:

เอช 2 โอ + ซี + 130 กิโลจูล = CO + เอช 2

ปฏิกิริยาการก่อตัวของก๊าซน้ำเกิดขึ้นกับการดูดซับความร้อนถ่านหินจะค่อยๆเย็นลงและเพื่อให้อยู่ในสถานะร้อนจำเป็นต้องสลับการผ่านของไอน้ำกับอากาศ (หรือออกซิเจน) เข้าไปในก๊าซ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทั้งนี้ก๊าซน้ำประกอบด้วย CO-44, H 2 -45, CO 2 -5 และ N 2 -6% โดยประมาณ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ต่างๆ

มักจะได้รับก๊าซผสม กระบวนการเพื่อให้ได้มานั้นเดือดจนกลายเป็นการเป่าลมและไอน้ำผ่านชั้นถ่านหินร้อนพร้อมกันนั่นคือ การรวมกันของทั้งสองวิธีที่อธิบายไว้ข้างต้น - ดังนั้นองค์ประกอบของก๊าซผสมจึงอยู่ตรงกลางระหว่างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและน้ำ โดยเฉลี่ยประกอบด้วย: CO-30, H 2 -15, CO 2 -5 และ N 2 -50% หนึ่งลูกบาศก์เมตรผลิตพลังงานได้ประมาณ 5,400 กิโลจูลเมื่อเผา

แอปพลิเคชัน.

น้ำและก๊าซผสม (มี CO) ใช้เป็นเชื้อเพลิงและวัตถุดิบในอุตสาหกรรมเคมี มีความสำคัญเช่นเป็นหนึ่งในแหล่งที่มาในการรับส่วนผสมไนโตรเจน - ไฮโดรเจนสำหรับการสังเคราะห์แอมโมเนีย เมื่อพวกมันถูกส่งผ่านร่วมกับไอน้ำเหนือตัวเร่งปฏิกิริยาที่ให้ความร้อนถึง 500 °C (ส่วนใหญ่เป็น Fe 2 O 3) ปฏิกิริยาที่ผันกลับได้จะเกิดขึ้น: H 2 O + CO = CO 2 + H 2 + 42 กิโลจูล

ซึ่งสมดุลถูกเลื่อนไปทางขวาอย่างแรง

โมเลกุล CO มีลักษณะเฉพาะคือ d(CO) = 113 pm พลังงานในการแยกตัวของมันคือ 1,070 kJ/mol ซึ่งมากกว่าพลังงานของโมเลกุลไดอะตอมมิกอื่นๆ ลองพิจารณาโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของ CO โดยที่อะตอมเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์คู่และพันธะผู้ให้และตัวรับหนึ่งพันธะ โดยมีออกซิเจนเป็นผู้บริจาคและคาร์บอนเป็นตัวรับ

ผลกระทบต่อร่างกาย

คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นพิษมาก สัญญาณแรกของพิษ CO เฉียบพลันคือ ปวดศีรษะและเวียนศีรษะ ตามมาด้วยการสูญเสียสติ

ความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาตของ CO ในอากาศของสถานประกอบการอุตสาหกรรมคือ 0.02 มก./ล. ยาแก้พิษหลักสำหรับพิษ CO คืออากาศบริสุทธิ์ การสูดดมไอแอมโมเนียในระยะสั้นก็มีประโยชน์เช่นกัน

ความเป็นพิษขั้นรุนแรงของ CO การขาดสีและกลิ่น ตลอดจนการดูดซึมที่น้อยมากด้วยถ่านกัมมันต์ของหน้ากากป้องกันแก๊สพิษแบบธรรมดา ทำให้ก๊าซนี้เป็นอันตรายอย่างยิ่ง ปัญหาการป้องกันได้รับการแก้ไขโดยการผลิตหน้ากากป้องกันแก๊สพิษแบบพิเศษซึ่งกล่องนั้นเต็มไปด้วยส่วนผสมของออกไซด์ต่างๆ (ส่วนใหญ่เป็น MnO 2 และ CuO)

ผลกระทบของส่วนผสมนี้ (“ฮอปคาไลต์”) จะลดลงตามความเร่งเร่งปฏิกิริยาของปฏิกิริยาออกซิเดชันของ CO ถึง CO 2 โดยออกซิเจนในบรรยากาศ ในทางปฏิบัติ หน้ากากป้องกันแก๊สพิษฮอปคาไลต์ไม่สะดวกอย่างยิ่งเนื่องจากบังคับให้คุณหายใจเอาอากาศร้อน (อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน)