- Оксид углерода(II) в космическом пространстве
- Примечания
- История открытия
- Признаки и симптомы
- Определение оксида углерода(II)
- Применение
- Применение
- Польза и вред
- Получение
- Промышленный способ
- Лабораторный способ
- Как предупредить отравление углекислым газом
- Профилактика отравления CO2
- Современные способы борьбы с излишками CO2 в быту
- Польза и вред углекислого газа
- Химические свойства углекислого газа. Химические реакции (уравнения) углекислого газа:
- Строение молекулы
- Источники информации:
Оксид углерода(II) в космическом пространстве
Оксид углерода(II) — вторая по распространённости (после H2) молекула в межзвёздной среде. Этот газ играет важную роль в эволюции молекулярных газовых облаков, в которых происходит активное звездообразование. Как и другие молекулы, CO излучает ряд инфракрасных линий, возникающих при переходах между вращательными уровнями молекулы; эти уровни возбуждаются уже при температурах в несколько десятков кельвин. Концентрация CO в межзвёздной среде достаточно мала, чтобы (в отличие от гораздо более распространённой молекулы H2) излучение в молекулярных вращательных линиях не испытывало сильного самопоглощения в облаке. В результате энергия почти беспрепятственно уходит из облака, которое остывает и сжимается, запуская механизм звездообразования. В наиболее плотных облаках, где самопоглощение в линиях CO оказывается значительным, становится заметной потеря энергии в линиях редкого изотопного аналога 13CO (относительная изотопная распространённость 13C — около 1 %). В связи с его более сильным излучением, по сравнению с атомарным водородом, оксид углерода(II) используется для поиска подобных газовых скоплений. В феврале 2012 года астрономы с использованием европейского космического телескопа «Планк» составили наиболее полную карту его распределения по небесной сфере.
Примечания
История открытия
Токсичность дыма, выделяющегося при горении угля, была описана ещё Аристотелем и Галеном.
Оксид углерода(II) был впервые получен французским химиком Жаком де Лассоном в при нагревании оксида цинка с углём, но первоначально его ошибочно приняли за водород, так как он сгорал синим пламенем.
То, что в состав этого газа входит углерод и кислород, выяснил в английский химик Вильям Крюйкшенк. Токсичность газа была исследована в 1846 году французским медиком Клодом Бернаром в опытах на собаках.
Оксид углерода(II) вне атмосферы Земли впервые был обнаружен бельгийским учёным М. Мижотом (M. Migeotte) в 1949 году по наличию основной колебательно-вращательной полосы в ИК-спектре Солнца. Оксид углерода(II) в межзвёздной среде был обнаружен в 1970 г.
Признаки и симптомы
При содержании 0,08 % СО во вдыхаемом воздухе человек чувствует головную боль и удушье. При повышении концентрации СО до 0,32 % возникает паралич и потеря сознания (смерть наступает через 30 минут). При концентрации выше 1,2 % сознание теряется после двух—трёх вдохов, человек умирает менее чем через 3 минуты.
| CO, % об. (20°С) | CO, мг/м³ | Время воздействия, ч | HBCO в крови, % | Основные признаки и симптомы острого отравления |
|---|---|---|---|---|
| ≤0.009 | ≤100 | 3.5—5 | 2.5—10 | Снижение скорости психомоторных реакций, иногда — компенсаторное увеличение кровотока к жизненно важным органам. У лиц с выраженной сердечно-сосудистой недостаточностью — боль в груди при физической нагрузке, одышка |
| 0.019 | 220 | 6 | 10—20 | Незначительная головная боль, снижение умственной и физической работоспособности, одышка при средней физической нагрузке. Нарушения зрительного восприятия. Может быть смертельно для плода, лиц с тяжёлой сердечной недостаточностью |
| ≤0.052 | ≤600 | 1 | ||
| ≤0.052 | ≤600 | 2 | 20—30 | Пульсирующая головная боль, головокружение, раздражительность, эмоциональная нестабильность, расстройство памяти, тошнота, нарушение координации мелких движений рук |
| 0.069 | 800 | 1 | ||
| ≤0.052 | ≤600 | 4 | 30—40 | Сильная головная боль, слабость, насморк, тошнота, рвота, нарушение зрения, спутанность сознания |
| 0.069 | 800 | 2 | ||
| 0.069—0.094 | 800—1100 | 2 | 40—50 | Галлюцинации, тяжёлая атаксия, тахипноэ |
| 0.1 | 1250 | 2 | 50-60 | Обмороки или кома, конвульсии, тахикардия, слабый пульс, дыхание Чейна — Стокса |
| 0.17 | 2000 | 30 мин | ||
| 0.15 | 1800 | 1.5 | 60—70 | Кома, конвульсии, угнетение дыхания и сердечной деятельности. Возможен летальный исход |
| 0.2—0.29 | 2300—3400 | 30 мин | ||
| 0.49—0.99 | 5700—11500 | 2—5 мин | 70—80 | Глубокая кома со снижением или отсутствием рефлексов, нитевидный пульс, аритмия, смерть. |
| 1.2 | 14000 | 1—3 мин | Потеря сознания (после двух—трёх вдохов), рвота, конвульсии, смерть. |
Симптомы:
- При лёгком отравлении появляются:
- головная боль,
- стук в висках,
- головокружение,
- боли в груди,
- сухой кашель,
- слезотечение,
- тошнота,
- рвота,
- возможны зрительные и слуховые галлюцинации,
- покраснение кожных покровов, карминно-красная окраска слизистых оболочек,
- тахикардия,
- повышение артериального давления.
- при отравлении средней тяжести:
- сильный шум в ушах
- сонливость,
- возможен двигательный паралич при сохранённом сознании
- при тяжёлом отравлении:
- потеря сознания, коматозное состояние
- судороги,
- непроизвольное отхождение мочи и кала,
- нарушение дыхания, которое становится непрерывным, иногда типа Чейна — Стокса,
- расширение зрачков с ослабленной реакцией на свет,
- резкий цианоз (посинение) слизистых оболочек и кожи лица. Смерть обычно наступает на месте происшествия в результате остановки дыхания и падения сердечной деятельности.
Часто отмечаются тяжёлые осложнения:
- Нарушение мозгового кровообращения,
- Субарахноидальные кровоизлияния,
- Полиневриты,
- Явления отёка мозга,
- Нарушение зрения,
- Нарушение слуха,
- Возможно развитие инфаркта миокарда,
- Часто наблюдаются кожно-трофические расстройства (пузыри, местные отёки с набуханием и последующим некрозом), миоглобинурийный нефроз,
- При длительной коме постоянно отмечается тяжёлая пневмония.
Определение оксида углерода(II)
Качественно можно определить наличие CO по потемнению растворов хлорида палладия (или пропитанной этим раствором бумаги). Потеменение связано с выделением мелкодисперсного металлического палладия по схеме:
PdCl2+CO+H2O→Pd↓+CO2+2HCl.{displaystyle {mathsf {PdCl_{2}+CO+H_{2}Orightarrow Pddownarrow +CO_{2}+2HCl.}}}
Эта реакция очень чувствительная. Стандартный раствор: 1 грамм хлорида палладия на литр воды.
Количественное определение оксида углерода(II) основано на иодометрической реакции:
5CO+I2O5→5CO2+I2.{displaystyle {mathsf {5CO+I_{2}O_{5}rightarrow 5CO_{2}+I_{2}.}}}
Применение
В пищевой промышленности углекислота используется как консервант и разрыхлитель, обозначается на упаковке кодом Е290.
В криохирургии используется как одно из основных веществ для криоабляции новообразований.
Жидкая углекислота широко применяется в системах пожаротушения и в огнетушителях. Автоматические углекислотные установки для пожаротушения различаются по системам пуска, которые бывают пневматическими, механическими или электрическими.
Устройство для подачи углекислого газа в аквариум может включать в себя резервуар с газом. Простейший и наиболее распространённый метод получения углекислого газа основан на конструкции для изготовления алкогольного напитка браги. При брожении выделяемый углекислый газ вполне может обеспечить подкормку аквариумных растений.
Углекислый газ используется для газирования лимонада, газированной воды и других напитков. Углекислый газ используется также в качестве защитной среды при сварке проволокой, но при высоких температурах происходит его распад с выделением кислорода. Выделяющийся кислород окисляет металл. В связи с этим приходится в сварочную проволоку вводить раскислители, такие как марганец и кремний. Другим следствием влияния кислорода, также связанного с окислением, является резкое снижение поверхностного натяжения, что приводит, среди прочего, к более интенсивному разбрызгиванию металла, чем при сварке в инертной среде.
Углекислота в баллончиках применяется в пневматическом оружии (в газобаллонной пневматике) и в качестве источника энергии для двигателей в авиамоделировании.
Хранение углекислоты в стальном баллоне в сжиженном состоянии выгоднее, чем в виде газа. Углекислота имеет сравнительно низкую критическую температуру +31 °С. В стандартный 40-литровый баллон заливают около 20 кг сжиженного углекислого газа, и при комнатной температуре в баллоне будет находиться жидкая фаза, а давление составит примерно 6 МПа (60 кгс/см²). Если температура будет выше +31 °С, то углекислота перейдёт в сверхкритическое состояние с давлением выше 7,36 МПа. Стандартное рабочее давление для обычного 40-литрового баллона составляет 15 МПа (150 кгс/см²), однако он должен безопасно выдерживать давление в 1,5 раза выше, то есть 22,5 МПа, — таким образом, работа с подобными баллонами может считаться вполне безопасной.
Твёрдая углекислота — «сухой лёд» — используется в качестве хладагента в лабораторных исследованиях, в розничной торговле, при ремонте оборудования (например: охлаждение одной из сопрягаемых деталей при их посадке внатяжку) и так далее. Для сжижения углекислого газа и получения сухого льда применяются углекислотные установки.
Применение
Пищевая добавка Е290 применяется в производстве газированных напитков, в составе разрыхлителя для теста, выпечки и кондитерских изделий, при заморозке свежих продуктов, мороженного.
В криохирургии используется как одно из основных веществ для криоабляции новообразований.
Жидкая углекислота широко применяется в системах пожаротушения и в огнетушителях. Автоматические углекислотные установки для пожаротушения различаются по системам пуска, которые бывают пневматическими, механическими или электрическими.
Устройство для подачи углекислого газа в аквариум может включать в себя резервуар с газом. Простейший и наиболее распространенный метод получения углекислого газа основан на конструкции для изготовления алкогольного напитка браги. При брожении, выделяемый углекислый газ вполне может обеспечить подкормку аквариумных растений.
Углекислый газ используется для газирования лимонада и газированной воды. Углекислый газ используется также в качестве защитной среды при сварке проволокой, но при высоких температурах происходит его распад с выделением кислорода. Выделяющийся кислород окисляет металл. В связи с этим приходится в сварочную проволоку вводить раскислители, такие как марганец и кремний. Другим следствием влияния кислорода, также связанного с окислением, является резкое снижение поверхностного натяжения, что приводит, среди прочего, к более интенсивному разбрызгиванию металла, чем при сварке в инертной среде.
Углекислота в баллончиках применяется в пневматическом оружии (в газобаллонной пневматике) и в качестве источника энергии для двигателей в авиамоделировании.
Хранение углекислоты в стальном баллоне в сжиженном состоянии выгоднее, чем в виде газа. Углекислота имеет сравнительно низкую критическую температуру +31 °С. В стандартный 40-литровый баллон заливают около 30 кг сжиженного углекислого газа, и при комнатной температуре в баллоне будет находиться жидкая фаза, а давление составит примерно 6 МПа (60 кгс/см2). Если температура будет выше +31 °С, то углекислота перейдёт в сверхкритическое состояние с давлением выше 7,36 МПа. Стандартное рабочее давление для обычного 40-литрового баллона составляет 15 МПа (150 кгс/см2), однако он должен безопасно выдерживать давление в 1,5 раза выше, то есть 22,5 МПа, — таким образом, работа с подобными баллонами может считаться вполне безопасной.
Твёрдая углекислота — «сухой лёд» — используется в качестве хладагента в лабораторных исследованиях, в розничной торговле, при ремонте оборудования (например: охлаждение одной из сопрягаемых деталей при посадке внатяг) и т. д. Для сжижения углекислого газа и получения сухого льда применяются углекислотные установки.
Польза и вред
Е290 считается нетоксичным (4 класс опасности ГОСТ 12.1.007), но при вдыхании диоксида углерода в повышенных концентраций в воздухе по воздействию на воздуходышащие живые организмы его относят к удушающим газам.
Незначительные повышения концентрации, вплоть до 2–4 %, в помещениях приводят к развитию у людей сонливости и слабости. Опасными для здоровья концентрациями считаются концентрации около 7–10 %, при которых развиваются симптомы удушья, проявляющиеся в виде головной боли, головокружения, расстройстве слуха и в потере сознания (симптомы, сходные с симптомами высотной болезни), эти симптомы развиваются, в зависимости от концентрации, в течение времени от нескольких минут до одного часа.
При вдыхании воздуха с очень высокими концентрациями газа смерть наступает очень быстро от удушья, вызванного гипоксией.
Несмотря на то, что даже концентрация 5–7 % CO₂ в воздухе несмертельна, но при концентрации 0,1 % (такое содержание углекислого газа иногда наблюдается в воздухе мегаполисов), люди начинают чувствовать слабость, сонливость. Это показывает, что даже при высоком уровне кислорода, большая концентрация CO2 существенно влияет на самочувствие человека.
Получение
Промышленный способ
Влияние температуры на равновесие реакции: CO2+C⇄2CO{displaystyle {mathsf {CO_{2}+Crightleftarrows 2CO}}}
Образуется при горении углерода или соединений на его основе (например, бензина) в условиях недостатка кислорода:
2C+O2→2CO{displaystyle {mathsf {2C+O_{2}rightarrow 2CO}}} (тепловой эффект этой реакции 220 кДж),
или при восстановлении диоксида углерода раскалённым углём:
CO2+C⇄2CO{displaystyle {mathsf {CO_{2}+Crightleftarrows 2CO}}} (ΔH = 172 кДж, ΔS = 176 Дж/К)
Эта реакция происходит при печной топке, когда слишком рано закрывают печную заслонку (пока окончательно не прогорели угли). Образующийся при этом оксид углерода(II) вследствие своей ядовитости вызывает физиологические расстройства («угар») и даже смерть (см. ниже), отсюда и одно из тривиальных названий — «угарный газ».
Реакция восстановления диоксида углерода обратимая, влияние температуры на состояние равновесия этой реакции приведено на графике. Протекание реакции вправо обеспечивает энтропийный фактор, а влево — энтальпийный. При температуре ниже 400 °C равновесие практически полностью сдвинуто влево, а при температуре выше 1000 °C вправо (в сторону образования CO). При низких температурах скорость этой реакции очень мала, поэтому оксид углерода(II) при нормальных условиях вполне устойчив. Это равновесие носит специальное название равновесие Будуара.
Смеси оксида углерода(II) с другими веществами получают при пропускании воздуха, водяного пара и т. п. сквозь слой раскалённого кокса, каменного или бурого угля и т. п. (см. генераторный газ, водяной газ, смешанный газ, синтез-газ).
Лабораторный способ
Разложение жидкой муравьиной кислоты под действием горячей концентрированной серной кислоты либо пропускание газообразной муравьиной кислоты над оксидом фосфора P2O5. Схема реакции:
HCOOH→H2SO4otH2O+CO.{displaystyle {mathsf {HCOOH{xrightarrow{^{o}t}}H_{2}O+CO.}}} Можно также обработать муравьиную кислоту хлорсульфоновой. Эта реакция идёт уже при обычной температуре по схеме: HCOOH+ClSO3H→H2SO4+HCl+CO↑.{displaystyle {mathsf {HCOOH+ClSO_{3}Hrightarrow H_{2}SO_{4}+HCl+COuparrow .}}}
Нагревание смеси щавелевой и концентрированной серной кислот. Реакция идёт по уравнению:
H2C2O4→H2SO4otCO↑+CO2↑+H2O.{displaystyle {mathsf {H_{2}C_{2}O_{4}{xrightarrow{^{o}t}}COuparrow +CO_{2}uparrow +H_{2}O.}}}
Нагревание смеси гексацианоферрата(II) калия с концентрированной серной кислотой. Реакция идёт по уравнению:
K4Fe(CN)6+6H2SO4+6H2O→ot2K2SO4+FeSO4+3(NH4)2SO4+6CO↑.{displaystyle {mathsf {K_{4}+6H_{2}SO_{4}+6H_{2}O{xrightarrow{^{o}t}}2K_{2}SO_{4}+FeSO_{4}+3(NH_{4})_{2}SO_{4}+6COuparrow .}}}
Восстановлением из карбоната цинка магнием при нагревании:
Mg+ZnCO3→otMgO+ZnO+CO↑.{displaystyle {mathsf {Mg+ZnCO_{3}{xrightarrow{^{o}t}}MgO+ZnO+COuparrow .}}}
Как предупредить отравление углекислым газом
Важнейшим условием профилактики интоксикации является регулярное проветривание таких потенциально опасных помещений, где может скапливаться углекислый газ:
- подвалы и погреба;
- чаны и ямы, предназначенные для хранения овощей или фруктов;
- любые закрытые емкости или колодцы.
Во избежание накопления опасного газа подвалы, погреба и другие подземные помещения следует оборудовать системами вентиляции (хотя бы простыми форточками или вытяжными трубами).
Профилактика отравления CO2
При работе в водопроводных или канализационных колодцах следует соблюдать правила безопасности:
- Спускаться в колодцы только в специальном снаряжении (противогазах).
- При спуске в колодец наверху обязательно должен оставаться хотя бы один сотрудник или любое второе лицо, способное в случае необходимости вызвать спасателей и скорую медицинскую помощь.
- Водолазам и дайверам при первых же признаках нехватки воздуха оставшиеся на земле сотрудники должны сообщать о необходимости усиления нагнетания воздуха в их оснащение, а при симптомах удушья – прекратить работы и потребовать подъема.
- Ответственные за состояние воздуха в помещениях с большим количеством людей (учителя, заведующие хозяйственной частью, медперсонал) должны обеспечивать регулярное и полноценное проветривание классов, офисов, аудиторий, больничных палат.
Современные способы борьбы с излишками CO2 в быту
Современные энергосберегающие технологии, не позволяющие часто проветривать помещения (например, использование кондиционеров типа «Зима-Лето»), вынудили западных изобретателей находить новые способы удаления избытков двуокиси углерода из душных помещений. Благодаря исследованиям, подтвердившим вредное влияние этого газа на трудоспособность и общее самочувствие человека, были установлены предельно допустимые концентрации CO2 для закрытых помещений.
Позже были изобретены и сегодня активно используются поглотители (или абсорберы) CO2, способные существенно снижать его уровень. Такой абсорбент, установленный в душном помещении, требует минимального ухода, потребляет немного электроэнергии, но на протяжении 15 лет гарантированно обеспечивает обслуживаемую площадь здоровым, очищенным воздухом.
Как уже отмечалось, случаи летального исхода при интоксикации двуокисью углерода крайне редки, но это не говорит о его безопасности
Поэтому необходимо соблюдать меры предосторожности при работе с этим веществом или в помещениях, где оно может скапливаться
Всего около 0.04% углекислого газа содержится в воздухе. В основном он попадает в воздух через разложения растительных и животных тканей, а также в процессе сгорания каменного угля и древесины.
Содержание кислорода и углекислого газа в атмосфере нашей планеты способны регулировать растения. Под влиянием воды и солнечного света углекислый газ в клетках растений превращается в крахмал, а также во много других питательных веществ. Растениям, чтобы жить, тоже нужно дышать. Поэтому они поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Но в процессе образования крахмала они выделяют намного больше кислорода, чем поглощают, когда дышат. Но при образовании крахмала, растительный мир поглощает значительно больше углекислого газа, чем выдыхают.
Следовательно, нужно беречь леса и весь растительный мир на нашей планете, потому что они поддерживают постоянное содержание углекислого газа и кислорода в природе.
Польза и вред углекислого газа
Углекислый газ очень полезен для человека, он участвует в поступлении кислорода в ткани и регуляции процессов дыхания человека.
СО2 очень сильно влияет на климат. Также без него невозможен метаболизм. Это незаменимый компонент для всеми любимых газированных напитков.
В свою очередь он может и принести вред. Перенасыщение организма углекислым газом приносит огромный вред человеку и может стать причиной смерти.
Концентрация углекислого газа в чистом атмосферном воздухе: Углекислый газ — 0,04%
Для сравнения, типичный уровень СО2 в атмосфере мегаполисов – 0,06-0,08%, и это именно тот воздух, который подает вентиляция в помещения.
Химические свойства углекислого газа. Химические реакции (уравнения) углекислого газа:
Диоксид углерода относится к кислотным оксидам, поэтому для него характерны следующие химические реакции:
1. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и водорода:
CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O (t ~ 200 °C, kat = Cu2O).
В результате реакции образуются метан и вода.
2. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и углерода:
CO2 + C ⇄ 2CO (t = 700-1000 °C).
В результате реакции образуется оксид углерода (II). Реакция протекает при взаимодействии углекислого газа с раскаленными углями.
3. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и магния:
CO2 + 2Mg → 2MgO + C (t ~ 500 °C).
В результате реакции образуются оксид магния и углерод.
4. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и гафния:
Hf + CO2 → HfC + HfO2 (t = 800-1000 °C).
В результате реакции образуются карбид гафния и оксид гафния.
5. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и германия:
Ge + CO2 → GeO + CO (t = 700-900 °C).
В результате реакции образуются оксид германия и оксид углерода (II).
6. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и цинка:
Zn + CO2 → ZnO + CO (t = 800-950 °C).
В результате реакции образуются оксид цинка и оксид углерода (II).
7. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и индия:
2In + CO2 → In2O + CO (t ~ 850 °C).
В результате реакции образуются оксид индия и оксид углерода (II).
8. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и циркония:
2Zr + CO2 → ZrC + ZrO2 (t = 800-100 °C).
В результате реакции образуются карбид циркония и оксид циркония.
9. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и вольфрама:
W + 2CO2 → WO2 + 2CO (t ~ 1200 °C).
В результате реакции образуются оксид вольфрама и оксид углерода (II).
10. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и оксида лития:
Li2O + CO2 → Li2CO3.
В результате реакции образуется карбонат лития.
11. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и оксида натрия:
Na2O + CO2 → Na2CO3 (t = 450-550 °C).
В результате реакции образуется карбонат натрия.
12. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и оксида калия:
K2O + CO2 → K2CO3 (t ~ 400 °C).
В результате реакции образуется карбонат калия.
13. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и оксида бария:
BaO + CO2 → BaCO3.
В результате реакции образуется карбонат бария.
14. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и оксида кальция:
CaO + CO2 → CaCO3.
В результате реакции образуется карбонат кальция.
15. реакция взаимодействия карбоната кальция, оксида углерода (IV) и воды:
CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2.
В результате реакции образуется гидрокарбонат кальция.
16. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и оксида магния:
MgO + CO2 → MgCO3.
В результате реакции образуется карбонат магния.
17. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и оксида кремния (II):
SiO + CO2 → SiO2 + CO (t ~ 500 °C).
В результате реакции образуются оксид кремния (IV) и оксид углерода (II).
18. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и воды:
CO2 + H2O ⇄ H2CO3.
В результате реакции образуется угольная кислота.
19. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и гидроксида лития:
2LiOH + CO2 → Li2CO3 + H2O.
В результате реакции образуются карбонат лития и вода. В ходе реакции используется концентрированный раствор гидроксида лития.
20. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и гидроксида калия:
KOH + CO2 → KHCO3,
2KOH + CO2 → K2CO3 + H2O.
В первом случае в результате реакции образуются гидрокарбонат калия, во втором случае – карбонат калия и вода. Реакция протекает в первом случае в этаноле и используется разбавленный раствор гидроксида калия, во втором используется концентрированный раствор гидроксида калия.
21. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и гидроксида натрия:
NaOH + CO2 → NaHCO3,
2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O.
В первом случае в результате реакции образуются гидрокарбонат натрия, во втором – карбонат натрия и вода. В ходе первой реакции используется разбавленный раствор гидроксида натрия, в ходе второй – концентрированный раствор гидроксида натрия.
22. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и гидроксида кальция:
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O.
В результате реакции образуются карбонат кальция и вода.
23. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и гидроксида бария:
Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O.
В результате реакции образуются карбонат бария и вода.
24. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и метана:
CH4 + CO2 → 2CO + 2H2 (t = 800-900 °C, kat = NiO, нанесенный на Al2O3).
В результате реакции образуются оксид углерода (II) и вода.
25. реакция термического разложения оксида углерода (IV):
2CO2 → 2CO + O2 (t > 2000 °C).
В результате реакции образуются оксид углерода (II) и кислород.
26. реакция фотосинтеза:
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2 (hv, kat = хлорофилл).
В результате реакции образуются глюкоза и кислород.
Строение молекулы
Молекула CO имеет тройную связь, как и молекула азота N2. Так как эти молекулы сходны по строению (изоэлектронны, двухатомны, имеют близкую молярную массу), то и свойства их также схожи — очень низкие температуры плавления и кипения, близкие значения стандартных энтропий и т. п.
В рамках метода валентных связей строение молекулы CO можно описать формулой :C≡O:.
Согласно методу молекулярных орбиталей электронная конфигурация невозбуждённой молекулы CO σ2Oσ2zπ4x, y σ2C. Тройная связь образована σ-связью, образованной за счёт σz электронной пары, а электроны дважды вырожденного уровня πx, y соответствуют двум π-связям. Электроны на несвязывающих σC-орбитали и σO-орбитали соответствуют двум электронным парам, одна из которых локализована у атома углерода, другая — у атома кислорода.
Благодаря наличию тройной связи молекула CO весьма прочна (энергия диссоциации 1069 кДж/моль, или 256 ккал/моль, что больше, чем у любых других двухатомных молекул) и имеет малое межъядерное расстояние (dC≡O=0,1128 нм или 1,13 Å).
Молекула слабо поляризована, её электрический дипольный момент μ = 0,04·10−29 Кл·м. Многочисленные исследования показали, что отрицательный заряд в молекуле CO сосредоточен на атоме углерода C−←O+ (направление дипольного момента в молекуле противоположно предполагавшемуся ранее). Энергия ионизации 14,0 эВ, силовая константа связи k = 18,6.
Источники информации:
«Вредные вещества в промышленности: Справочник для химиков, инженеров и врачей» 7-е изд. т.3 Л.:Химия 1976 стр. 240-251 Девяткин В.В., Ляхова Ю.М. «Химия для любознательных, или о чем не узнаешь на уроке» Ярославль:Академия Холдинг, 2000 стр. 51 Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. «Общая и неорганическая химия» М.:Химия 1981 стр. 357-359 Рабинович В.А., Хавин З.Я. «Краткий химический справочник» Л.: Химия, 1977 стр. 105-106 Спицын В.И., Мартыненко Л.И. «Неорганическая химия» ч.1 М., 1991 стр. 158-159 Степин Б.Д., Цветков А.А. «Неорганическая химия» М.:Высшая школа 1994 стр. 234-235
