Монооксид вуглецю

Моноокси́д вуглецю́, також відомий як карбону (II) оксид, монооксид карбону, чадни́й газ — безбарвний, дуже отруйний газ без запаху. Утворюється внаслідок неповного згоряння пального в автомобільних двигунах та опалюваних приладах, які працюють на вугіллі або на інших видах природного палива. У воді майже не розчиняється і не вступає з нею в хімічну взаємодію. Належить до несолетворних оксидів. Хімічна формула — CO.

Монооксид вуглецю
Назва за IUPAC	Карбон(II) оксид
Інші назви	чадний газ, монооксид вуглецю
Ідентифікатори
Номер CAS	630-08-0
Номер EINECS	211-128-3
DrugBank	11588
KEGG	D09706 і C00237
Назва MeSH	D01.200.250, D01.362.200 і D01.650.550.250
ChEBI	17245
RTECS	FG3500000
SMILES	CO
InChI	InChI=1S/CO/c1-2
Номер Бельштейна	3587264, 3535285 і 1900508
Номер Гмеліна	421
Властивості
Молекулярна формула	CO
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Примітки картки

Одержання

Монооксид вуглецю утворюється при згорянні вугілля або сполук, що містять вуглець, при нестачі кисню (повітря), а також при взаємодії діоксиду вуглецю з розжареним вугіллям:

• ${\displaystyle {\ce {CO_2 + C <-> 2CO}}}$

Ця реакція зворотна, і при температурі нижче 400 °C рівновага майже повністю зміщується вліво, а при 1000 °C — вправо. У лабораторних умовах монооксид вуглецю одержують при нагріванні мурашиної кислоти з концентрованою сульфатною кислотою:

• ${\displaystyle {\ce {HCOOH->[{t,H_{2}SO_{4}}]CO{+}H_{2}O}}}$

Його отримують також при нагріванні металічного цинку з карбонатом кальцію:

• ${\displaystyle {\ce {Zn + CaCO_3 ->[{t}] ZnO + CaO + CO}}}$

Хімічні властивості

На повітрі він спалахує при 700 °C і горить характерним блакитним полум'ям з утворенням діоксиду вуглецю:

• ${\displaystyle {\ce {2CO + O_2 -> 2CO_2}}}$ + 565 кДж

При цьому виділяється значна кількість тепла (135 ккал або 565 кДж). Тому CO в суміші з іншими газами застосовують у техніці як газоподібне паливо (доменні гази, генераторний газ, водяний газ тощо).

При високій температурі монооксид вуглецю проявляє відновні властивості, завдяки чому широко використовується в металургії для одержання деяких металів з їх оксидів. Наприклад:

• ${\displaystyle {\ce {PbO + CO -> Pb + CO_2}}}$
• ${\displaystyle {\ce {Fe_2O_3 + 3CO -> 2Fe + 3CO_2}}}$

Хоча деякі благородні метали може відновлювати із водних розчинів їх солей і при кімнатній температурі:

• ${\displaystyle {\ce {PdCl_2 + CO + H_2O -> Pd + 2HCl + CO_2}}}$

При приєднанні хлору до монооксиду вуглецю утворюється фосген. Реакція відбувається у присутності активованого вугілля як каталізатора навіть при кімнатній температурі:

• ${\displaystyle {\ce {CO + Cl_2 = COCl_2}}}$

Газ може безпосередньо приєднуватись до деяких металів з утворенням карбонілів металів (наприклад, Fe(CO)₅, Ni(CO)₄, Mo(CO)₆, Cr(CO)₆ і т. д.). Такі реакції як правило проходять при підвищеній температурі і тиску:

• ${\displaystyle {\ce {Fe + 5CO ->[{p, t}] Fe(CO)_5}}}$

Оскільки звичайні протигази монооксид вуглецю практично не затримують, у 1917 році (Баєр) були розроблені насадки із сумішшю оксиду міді з двоокисом марганцю (так звані гопкаліти) здатні окиснювати монооксид до двоокису вуглецю при звичайних температурах (на початку роботи при окисненні монооксиду вони нагріваються за рахунок теплоти, що виділяється в результаті реакції).

Отруйність

Докладніше: Отруєння чадним газом

Через свою отруйність монооксид вуглецю є дуже небезпечним для організму людини. Ця небезпека збільшується тим, що він не має запаху і отруєння може настати непомітно. Навіть незначні його кількості, що потрапляють у повітря і вдихаються людиною, викликають запаморочення і нудоту, а вдихання повітря, у якому міститься 0,3 % CO за об'ємом, може швидко привести до смерті.

Отруйна дія CO обумовлюється тим, що він утворює з гемоглобіном крові порівняно стійку сполуку — карбоксигемоглобін, внаслідок чого кров втрачає здатність передавати кисень тканинам організму. Отруєння цим газом наступає в результаті критичної нестачі кисню в організмі. Концентрація CO в повітрі 1 мг/м³ є небезпечною для життя людини.

При отруєнні монооксидом вуглецю рекомендується вдихання свіжого повітря протягом кількох годин, а також штучне зігрівання тіла. При цьому карбогемоглобін поступово руйнується і гемоглобін відновлює свою здатність сполучатися з киснем.

Профілактика та заходи при отруєнні

Потрібно, щоб усі побутові прилади були справні та щоб фахівці регулярно оглядали їх. Якщо полум'я газу жовте, а не блакитне, вважайте, що це попередження про якусь несправність і можливий вихід чадного газу. При користуванні побутовими приладами, які можуть стати причиною поширення чадного газу, завжди виявляйте обачність.

Ознакою отруєння є сонливість, спричинена зменшенням доступу кисню (CO зворотно блокує гемоглобін). Найкращим заходом допомоги ураженому є свіже повітря й рух. Несмертельні дози не мають акумулятивного ефекту. Звичайні протигази не дають захисту (CO не сорбується активованим вугіллям).

Контроль на шахтах. При роботі в шахтах ведеться постійний контроль його вмісту в повітрі. Транспортні і вантажні машини при підземних і відкритих гірничих роботах обладнуються пристроями для очищення вихлопних газів.

Утворення в технологічних процесах

Утворюється внаслідок згоряння вуглецю і його сполук при нестачі повітря, в значних кількостях присутній у топкових газах, газах двигунів внутрішнього згоряння, продуктах детонації.

Відомі люди, померлі від отруєння

• Павличко Соломія Дмитрівна

Див. також

• Діаграма Еллінгама
• Біометан

Посилання

• Чад, чадний газ, окис вуглецю, CO // Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури / Р. А. Шмиг, В. М. Боярчук, І. М. Добрянський, В. М. Барабаш ; за заг. ред. Р. А. Шмига. — Львів, 2010. — С. 210. — .
• . windy.com. Архів оригіналу за 13 січня 2020. Процитовано 13 січня 2020.

Джерела

• Ф. А. Деркач «Хімія» Л. 1968
• Б. В. Некрасов. Основы общей химии. — М.: «Химия», 1967, — т.2
• Я. А. Угай. Высшая и неорганическая химия. — М.: «Высш. шк.», 1997, — 527 с.