Оксид углерода (II) - СО

угарный газ, окись углерода, монооксид углерода

Физические свойства: бесцветный ядовитый газ без вкуса и запаха, немного легче воздуха, плохо растворим в воде. Концентрация угарного газа в воздухе 12,5—74 % взрывоопасна. 

Строение:

 Оксид углерода (II) в твердом состоянии имеет молекулярную кристаллическую решетку. Между атомами углерода и кислорода образуется тройная ковалентная полярная связь.

  Степень окисления углерода +2 не отражает строение молекулы угарного газа, в которой помимо двойной связи, обра­зованной обобществлением электронов С и О,

 имеется дополнительная, образованная по донорно-акцепторному механизму за счет неподеленной пары электронов кислорода (изображена стрелкой): 

В связи с этим молекула СО очень прочна и способна вступать в реакции окисления-восстановления только при высоких температурах. При обычных условиях СО не взаимодействует с водой, щелочами или кислотами.

Получение:

   В естественных условиях, на поверхности Земли, угарный газ CO образуется при неполном анаэробном разложении органических соединений и при сгорании биомассы, в основном в ходе лесных и степных пожаров.

1)     В промышленности (в газогенераторах): 

C + O₂ = CO₂ + 402 кДж

CO₂ + C = 2CO – 175 кДж

В газогенераторах иногда через раскалённый уголь продувают водяной пар:

С + Н₂О = СО + Н₂ – Q,

смесь СО + Н₂ – называется синтез – газом.

2)     В лаборатории - термическим разложением муравьиной или щавелевой кислоты в присутствии H₂SO₄(конц.): 

HCOOH  ^{t˚C, H2SO4} → H₂O + CO­

H₂C₂O₄ ^t˚C,H2SO4→  CO­ + CO₂­ + H₂O

Видеоопыт "Получение оксида углерода (II)"

Химические свойства:

 Оксид оксид углерода (II) относят к несолеобразующим оксидам. Являясь оксидом неметалла, он должен реагировать со щелочами и основными оксидами, однако этого не наблюдается.

СО — хороший восстановитель. 

1)     в кислороде горит синим пламенем

2C⁺²O + O₂ ^t˚C →   2C⁺⁴O₂↑

2)     у оксидов металлов способен отнимать кислород, т.е. восстанавливать металлы из их оксидов:

CO + Me_xO_y = CO₂ + Me

C⁺²O + CuO ^t˚C →    Сu + C⁺⁴O₂↑ 

ЗС⁺²О+ Fe₂О₃  ^t°C® 2Fe + ЗС⁺⁴О₂

Это свойство оксида углерода (II) используется в металлургии при выплавке чугуна.

3)     с хлором (на свету)

CO + Cl₂  ^свет → COCl₂ (фосген – ядовитый газ)

4)*     реагирует с расплавами щелочей (под давлением)

 CO + NaOH ^P →  HCOONa (формиат натрия)

Воздействие оксидов углерода на человека и влияние на окружающую среду:

   Монооксид углерода — сильный яд! За свои ядовитые свойства его называют угарным газом. Отравляющее действие этого газа связано с тем, что он прочнее, чем кислород, соединяется с гемоглобином крови, которая после этого утрачивает способность переносить кислород от легких к тканям. В результате наступает кислородное голодание, сопровождающееся головной болью и потерей сознания. Сильное отравление может вызвать смертельный исход. Для оказания помощи пострадавшему необходимо обеспечить доступ свежего воздуха и сделать искусственное дыхание.

   Монооксид углерода является самым распространенным загрязнителем атмосферы, поскольку при обычных условиях он не окисляется кислородом. В атмосферу он попадает за счет неполного сгорания топлива в двигателях и на тепловых электростанциях. Проблема защиты от вредного влияния монооксида углерода является одной из важнейших в настоящее время.

Применение оксида углерода:

   Главным образом угарный газ применяют, как горючий газ в смеси с азотом, так называемый генераторный или воздушный газ, или же в смеси с водородом - водяной газ. В металлургии для восстановления металлов из их руд. Для получения металлов высокой чистоты при разложении карбонилов.