Tlenki węgla: chemia, klasa 8

Wszystko, co nas otacza, składa się ze związków różnych pierwiastków chemicznych. Oddychamy nie tylko powietrze, ale także złożony związek organiczny zawierający tlen, azot, wodór, dwutlenek węgla i inne niezbędne składniki. Wpływ wielu z tych elementów na organizm ludzki w szczególności i na życie na Ziemi jako całości nie został jeszcze w pełni zbadany. Aby zrozumieć procesy wzajemnego oddziaływania pierwiastków, gazów, soli i innych formacji, do kursu szkolnego wprowadzono przedmiot "Chemia". Klasa 8 to początek lekcji chemii zgodnie z zatwierdzonym programem kształcenia ogólnego.

Jednym z najczęstszych związków występujących zarówno w skorupie ziemskiej, jak i w atmosferze jest tlenek. Tlenek jest związkiem dowolnego pierwiastka chemicznego z atomem tlenu. Nawet źródłem wszelkiego życia na Ziemi - wody, jest tlenek wodoru. Ale w tym artykule nie mówimy ogólnie o tlenkach, ale o jednym z najczęstszych związków - tlenku węgla. Związki te otrzymuje się przez fuzję atomów tlenu i węgla. Związki te mogą zawierać różne ilości atomów węgla i tlenu, jednak należy rozróżnić dwa główne związki węgla z tlenem: tlenek węgla i dwutlenek węgla.

Wzór chemiczny i metoda wytwarzania tlenku węgla

Jaka jest jego formuła? Tlenek węgla jest dość łatwy do zapamiętania - CO. Cząsteczka tlenku węgla jest utworzona przez potrójne wiązanie, a zatem ma dość wysoką siłę wiązania i ma bardzo małą międzycząsteczkową odległość (0,1128 nm). Energia pękania tego związku chemicznego wynosi 1076 kJ / mol. Potrójne wiązanie powstaje z uwagi na to, że pierwiastek węglowy ma w swojej strukturze atomowej p-oczodołu nie zajęte przez elektrony. Ta okoliczność stwarza możliwość, że atom węgla stanie się akceptorem pary elektronów. Natomiast atom tlenu ma nieseparowaną parę elektronów na jednym z orbitali p, a zatem ma zdolności dawcy elektronów. Kiedy te dwa atomy łączą się, oprócz dwóch wiązań kowalencyjnych, pojawia się trzeci - wiązanie kowalencyjne akceptor-donor.

Istnieją różne sposoby uzyskania CO. Jednym z najprostszych jest przenoszenie dwutlenku węgla na gorący węgiel. W warunkach laboratoryjnych tlenek węgla powstaje w wyniku następującej reakcji: kwas mrówkowy jest ogrzewany kwasem siarkowym, który oddziela kwas mrówkowy od wody i tlenku węgla.

CO jest uwalniany również po podgrzaniu kwasu szczawiowego i kwasu siarkowego.

Właściwości fizyczne CO

Tlenek węgla (2) ma następujące właściwości fizyczne - jest to bezbarwny gaz, który nie ma wyraźnego zapachu. Wszystkie obce zapachy, które pojawiają się podczas wycieku tlenku węgla, są produktami rozkładu zanieczyszczeń organicznych. Jest znacznie lżejszy od powietrza, wyjątkowo toksyczny, bardzo słabo rozpuszczalny w wodzie i charakteryzuje się wysokim stopniem łatwopalności.

Najważniejszą właściwością CO jest jego negatywny wpływ na organizm ludzki. Zatrucie tlenkiem węgla może być śmiertelne. Bardziej szczegółowo na temat wpływu tlenku węgla na organizm ludzki zostanie opisany poniżej.

Właściwości chemiczne CO

Głównymi reakcjami chemicznymi, w których można stosować tlenki węgla (2) są reakcja redoks, jak również reakcja addycji. Reakcja redoks wyraża się w zdolności CO do redukcji metalu z tlenków poprzez zmieszanie ich z dalszym ogrzewaniem.

Podczas interakcji z tlenem tworzenie dwutlenku węgla następuje wraz z wydzielaniem znacznej ilości ciepła. Tlenek węgla pali się niebieskawym płomieniem. Bardzo ważną funkcją tlenku węgla jest jego oddziaływanie z metalami. W wyniku takich reakcji powstają karbonylki metali, z których zdecydowana większość to substancje krystaliczne. Są one używane do wytwarzania ultra czystych metali, a także do nanoszenia powłoki metalicznej. Nawiasem mówiąc, karbonyle mają dobrą opinię katalizatorów reakcji chemicznych.

Wzór chemiczny i metoda wytwarzania dwutlenku węgla

Dwutlenek węgla lub dwutlenek węgla ma wzór chemiczny CO ₂ . Struktura cząsteczki różni się nieco od struktury CO. W tej formacji węgiel ma stan utlenienia równy +4. Struktura cząsteczki jest liniowa, a zatem niepolarna. Cząsteczka CO ₂ nie ma tak silnej mocy jak CO. Atmosfera ziemska zawiera około 0,03% dwutlenku węgla w stosunku do całkowitej objętości. Wzrost tego wskaźnika niszczy warstwę ozonową Ziemi. W nauce zjawisko to nazywa się efekt cieplarniany.

Dwutlenek węgla można uzyskać na różne sposoby. W przemyśle powstaje w wyniku spalania gazów spalinowych. Może to być produkt uboczny w procesie wytwarzania alkoholu. Można go uzyskać w procesie rozkładu powietrza na główne składniki, takie jak azot, tlen, argon i inne. W warunkach laboratoryjnych tlenek węgla (4) można uzyskać w procesie spalania wapienia, a w domu dwutlenek węgla można wyekstrahować za pomocą reakcji kwasu cytrynowego i sody oczyszczonej. Przy okazji, w ten sposób napoje gazowane powstały na samym początku ich produkcji.

Właściwości fizyczne CO ₂

Dwutlenek węgla jest bezbarwną substancją gazową bez charakterystycznego silnego zapachu. Ze względu na wysoki stopień utleniania ten gaz ma lekko kwaśny smak. Ten produkt nie obsługuje procesu spalania, ponieważ sam jest wynikiem spalania. Przy podwyższonym stężeniu dwutlenku węgla człowiek traci zdolność oddychania, co jest śmiertelne. Więcej szczegółów na temat wpływu dwutlenku węgla na organizm ludzki zostanie opisanych poniżej. CO _{2 jest} znacznie cięższy od powietrza i doskonale rozpuszczalny w wodzie, nawet w temperaturze pokojowej.

Jedną z najciekawszych właściwości dwutlenku węgla jest to, że nie ma on ciekłego stanu skupienia przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym. Jednakże, jeśli wpływ na strukturę ekspozycji dwutlenku węgla na temperaturę -56.6 ° C i ciśnienie około 519 kPa, to przekształca się w bezbarwną ciecz.

Przy znaczącym spadku temperatury gaz znajduje się w stanie tzw. "Suchego lodu" i odparowuje w temperaturze wyższej niż -78 ^o C.

Właściwości chemiczne CO ₂

Charakterystyczne są właściwości chemiczne tlenku węgla (4), którego formuła to CO ₂ tlenek kwasowy i ma wszystkie swoje właściwości.

1. Podczas interakcji z wodą powstaje kwas węglowy, który ma słabą kwasowość i niską stabilność w roztworach.

2. Podczas interakcji z alkaliami dwutlenek węgla tworzy odpowiednią sól i wodę.

3. Podczas oddziaływania z tlenkami aktywnego metalu sprzyja tworzeniu soli.

4. Nie obsługuje procesu nagrywania. Tylko niektóre aktywne metale, takie jak lit, potas, sód, mogą aktywować ten proces.

Wpływ tlenku węgla na organizm człowieka

Powróćmy do głównego problemu wszystkich gazów - wpływu na organizm ludzki. Tlenek węgla należy do grupy bardzo niebezpiecznych gazów. Dla ludzi i zwierząt jest to niezwykle silna substancja trująca, która po spożyciu poważnie wpływa na krew, układ nerwowy ciała i mięśni (w tym serce).

Tlenek węgla w powietrzu nie może zostać rozpoznany, ponieważ gaz ten nie ma wyraźnego zapachu. Właśnie to jest niebezpieczne. W organizmie człowieka przez płuca tlenek węgla aktywuje destrukcyjną aktywność we krwi i zaczyna oddziaływać z hemoglobiną setki razy szybciej niż tlen. W rezultacie pojawia się bardzo odporny związek zwany karboksyhemoglobiną. Koliduje z dostarczaniem tlenu z płuc do mięśni, co prowadzi do głodzenia tkanek przez mięśnie. Poważnie dotknięty tym mózgiem.

Z powodu niemożności rozpoznania zatrucia tlenkiem węgla przez zmysł węchu, powinieneś znać niektóre z głównych objawów, które występują we wczesnych stadiach:

• zawroty głowy, w połączeniu z bólem głowy;
• szum w uszach i migotanie przed oczami;
• kołatanie serca i duszność;
• zaczerwienienie twarzy.

W przyszłości ofiara zatrucia wydaje się być poważną słabością, czasami wymiotuje. W ciężkich przypadkach zatrucia możliwe są mimowolne napady, którym towarzyszy dalsza utrata przytomności i śpiączka. Jeśli pacjent nie otrzyma odpowiedniej opieki medycznej w odpowiednim czasie, śmierć jest możliwa.

Wpływ dwutlenku węgla na organizm człowieka

Tlenki węgla o kwasowości +4 należą do sekcji gazów duszących. Innymi słowy, dwutlenek węgla nie jest substancją toksyczną, ale może znacząco wpływać na przepływ tlenu do organizmu. Kiedy poziom dwutlenku węgla wzrasta do 3-4%, człowiek staje się poważnie słaby i zaczyna spać. Kiedy poziom wzrasta do 10%, pojawiają się silne bóle głowy, zawroty głowy, upośledzenie słuchu i czasami obserwuje się utratę przytomności. Jeśli stężenie dwutlenku węgla wzrośnie do poziomu 20%, wówczas nastąpi śmierć z głodu tlenu.

Leczenie zatrucia dwutlenkiem węgla jest bardzo proste - dać ofierze dostęp do czystego powietrza, jeśli to konieczne, do sztucznego oddychania. W skrajnych przypadkach musisz połączyć ofiarę z respiratorem.

Z opisów wpływu tych dwóch tlenków węgla na organizm możemy wywnioskować, że tlenek węgla, z jego wysoką toksycznością i kierunkowymi oddziaływaniami na ciało od wewnątrz, nadal stanowi wielkie zagrożenie dla ludzi.

Dwutlenek węgla nie różni się taką zdradą i jest mniej szkodliwy dla ludzi, dlatego jest to substancja, którą dana osoba aktywnie wykorzystuje nawet w przemyśle spożywczym.

Zastosowanie tlenków węgla w przemyśle i ich wpływ na różne aspekty życia

Tlenki węgla są bardzo szeroko stosowane w różnych dziedzinach. działalność człowieka a ich zasięg jest niezwykle bogaty. Tak więc, tlenek węgla jest używany z potencjalnym i głównym metalurgii w procesie wytapiania żelaza. CO zyskał szeroką popularność jako materiał do przechowywania żywności w stanie schłodzonym. Tlenek ten jest używany do przetwarzania mięsa i ryb, aby nadać im świeży wygląd i nie zmienić smaku. Ważne jest, aby nie zapomnieć o toksyczności tego gazu i pamiętać, że dopuszczalna dawka nie powinna przekraczać 200 mg na 1 kg produktu. CO było ostatnio coraz częściej stosowane w przemyśle motoryzacyjnym jako paliwo do samochodów na gaz.

Dwutlenek węgla jest nietoksyczny, więc jego zakres zastosowania jest szeroko wprowadzany do przemysłu spożywczego, gdzie stosowany jest jako środek konserwujący lub proszek do pieczenia. CO2 jest również używany do produkcji wody mineralnej i gazowanej. W stanie stałym ("suchy lód") jest często stosowany w zamrażarkach, aby utrzymać stabilną niską temperaturę w pomieszczeniu lub urządzeniu.

Gaśnice z dwutlenkiem węgla stały się bardzo popularne, a pianka całkowicie izoluje ogień od tlenu i nie pozwala zapalić się płomieniom. Odpowiednio, kolejnym zastosowaniem jest bezpieczeństwo przeciwpożarowe. Cylindry w pistoletach pneumatycznych są również ładowane dwutlenkiem węgla. I oczywiście, prawie każdy z nas czyta, co zawiera odświeżacz powietrza w pomieszczeniach. Tak, jednym z komponentów jest dwutlenek węgla.

Jak widzimy, z powodu swojej minimalnej toksyczności dwutlenek węgla jest coraz powszechniejszy w codziennym życiu człowieka, podczas gdy tlenek węgla znalazł zastosowanie w przemyśle ciężkim.

Istnieją inne związki węgla z tlenem, korzyść ze wzoru węgla i tlenu pozwala na zastosowanie różnych wariantów związków o różnej liczbie atomów węgla i tlenu. Liczba tlenków może zmieniać się od C ₂ O ₂ do C ₃₂ O ₈ . Aby opisać każdą z nich, potrzebujesz więcej niż jednej strony.

Tlenki węgla w przyrodzie

Oba rodzaje tlenków węgla rozpatrywane tutaj są w jakiś sposób obecne w świecie przyrody. Tak więc tlenek węgla może być produktem spalania lasów lub wynikiem działalności człowieka (spaliny i odpady niebezpieczne przedsiębiorstw przemysłowych).

Znany nam dwutlenek węgla jest również częścią złożonego składu powietrza. Jego zawartość w nim wynosi około 0,03% całości. Wraz ze wzrostem tego wskaźnika powstaje tak zwany "efekt cieplarniany", którego tak bardzo obawiają się współcześni naukowcy. Dwutlenek węgla emitowany jest przez zwierzęta i ludzi poprzez wydech. Jest to główne źródło takiego przydatnego pierwiastka dla roślin, jakim jest węgiel, dlatego wielu naukowców spieszy się na miejsce, wskazując na niedopuszczalność rejestrowania na dużą skalę. Jeśli rośliny nie absorbują już dwutlenku węgla, procent jego zawartości w powietrzu może wzrosnąć do krytycznych dla wskaźników aktywności ludzkiej.

Najwyraźniej wiele autorytetów zapomniało o materiałach z podręcznika "General Chemistry. Stopień 8, w przeciwnym razie kwestia wylesiania w wielu częściach świata byłaby przedmiotem poważniejszej uwagi. To, nawiasem mówiąc, dotyczy również problemu obecności tlenku węgla w środowisku. Ilość odpadów ludzkich i procent emisji tego niezwykle toksycznego materiału do środowiska rośnie z dnia na dzień. I nie jest faktem, że los świata, opisany w pięknej kreskówce "Wally", kiedy ludzkość musiała opuścić Ziemię ugrzęzła do jej fundamentów i udała się do innych światów w poszukiwaniu lepszego życia, nie powtórzy się.