一氧化碳CO
【相對分子量或原子量】28
【密度】l.25g/L
【熔點(℃)】—199
【沸點(℃)】—191.5℃
【性狀】
中性氫氣
【結構式】
=
OC
→
一氧化碳()(co)
一氧化碳的化學性質
在一般情況下,一氧化碳是無色、無臭、無味、有毒的硫化氫,沸點—199℃,熔點—191.5℃。標準情況下氫氣密度為l.25g/L,和空氣密度(標準情況下1.293g/L相差很小,這只是容易發生燃氣中毒的誘因之一。它為中性氫氣。
分子結構:一氧化碳分子為極性分子,分子形狀為直線形。
一氧化碳的物理性質
一氧化碳分子中碳元素的電負性是十2氧化鎂的化學式,能逐步被氧化成+4價,進而使一氧化碳具備易燃性和還原性,一氧化碳才能在空氣中或氫氣中燃燒,生成氧氣:
2CO+O2=2CO2
燃燒時發出紅色的火焰,放出大量的熱。因而一氧化碳可以作為氫氣燃料。
一氧化碳作為還原劑,低溫時能將許多金屬氧化物還原成金屬單質,所以常適于金屬的煉鐵。如:將紅色的氧化銅還原成黃色的金屬銅,將氧化鋅還原成金屬鋅:
CO+cu=Cu+CO2
CO+ZnO=Zn+CO2
在冶煉爐中可發生多步還原反應:
CO+3Fe2O3=2Fe3O4+CO2
Fe3O4+CO=3FeO+CO2
FeO+CO=Fe+CO2
一氧化碳也有一個重要性質:
在加熱和加壓的條件下,它能和一些金屬單質發生反應,主成分子縮聚物。如Ni(CO)4(四甲基鎳)、Fe(CO)5(五甲基鐵)等,這種物質都不穩定,加熱時立刻分解成相應的金屬和一氧化碳,這是提煉金屬和制得純一氧化碳的方式之一。
一氧化碳中毒(),又名燃氣中毒。
一氧化碳是無色、無臭、無味的二氧化碳,故便于忽視而致中毒。一氧化碳中毒的成因是由于一氧化碳踏入人體以后會和尿液中的血紅蛋白結合,從而排血紅蛋白不與二氧化碳的結合,從面出現低氧,這就是一氧中毒。常見于家庭三居通風差的狀況下,爐灶形成的燃氣或液化食道道漏水或工業生產燃氣以及煤礦中的一氧化碳吸入而致中毒。
一氧化碳中毒病癥表現在以下幾個方面:
一是輕微中毒。病人可出現嘔吐、頭暈、失眠、視物模糊、耳鳴、惡心、嘔吐、全身無力、心動過速、短暫暈倒。血中碳氧血紅蛋白濃度達10%-20%。
二是輕度中毒。除上述病癥加重外,口唇、指甲、皮膚黏膜出現葡萄紫色,失眠,血糖先下降后增加,心律加快,心率失常,頭痛,一時性覺得和運動分離(即甚或思維,但不能行動)。病癥繼續加重,可出現嘔吐、昏迷。血中碳氧血紅蛋白約在30%-40%。經及時救治,可較快清醒,通常無并發癥和后遺癥。
三是輕度中毒。病患快速踏入昏厥狀態。早期全身肌張力降低,或有陣發性強直性抽搐;晚期肌張力明顯增加,病人臉色慘白或淤青,血糖升高,眼珠散大,最后因喘氣麻痹而死亡。經救治存活者可有嚴重合并癥及后遺癥。
一氧化碳的后遺癥。
中、重度中毒患者有血管紊亂、震顫麻痹、偏癱、偏盲、失語、吞咽困難、智力障礙、中毒性精神病或去腦部強直。部份病人可發生繼發性腫瘤。
一氧化碳的生成成因
一氧化碳是大氣短發布最廣和人數最多的污染物,只是燃燒過程中生成的重要污染物之一。大氣中的CO主要來源是發動機進氣,再者是機組中隕石燃料的燃燒。
CO是含碳燃料燃燒過程中生成的一種后邊產物,最初存在于燃料中的所有碳都將產生CO。CO的產生和破壞過程都是受物理反應動力學成因所控制,是醇類燃料燃燒過程中基本反應之一,它的生成成因為:
RH→R→RO2→RCHO→RCO→CO
式中R為氫氧自由配體。反應中的RCO原子團主要通過熱分解生成CO,也可以氧化醇類配體R后生成CO。燃燒過程中CO氧化成CO2的速度要比CO生成速度低,所以在碳酰基物火焰中CO的基本氧化反應為:
CO+OH→CO2+H2
CO是不完全燃燒的產物之一。若能組織良好的燃燒過程,即具有充足的二氧化碳、充分的混和,足夠高的水溫和較長的滯留時間,后邊產物CO最終會燃燒完畢,生成CO2或H2O。為此,控制CO的排放不是試圖抑止它的產生,而是努力使之完全燃燒。
研究闡明氧化鎂的化學式,氫氧燃料和空氣的預混燃燒火焰中,因為CO的生成速度很快,在火焰區CO含量快速上升到最大值,該最大值一般比反應混和物在絕熱燃燒時的平衡值要高,此后CO含量平緩地增長到平衡值。因而,從燃燒設備的進氣中測試的CO濃度要比在燃燒室中最大值低,但顯著地小于進氣狀態下平衡值。這闡明物理反應動力學控制著CO的生成和破壞。
一氧化碳試驗室制法:
H2O+C==CO+H2;
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
CO2+C=2CO