壹氧化碳的化學式是?
相對分子量或原子量28
密度l.25g/L
熔點(℃)—199
沸點(℃)—191.5℃
性狀
中性氣體
結構式
=
O C
→
壹氧化碳(carbon monoxide)(co)
壹氧化碳的物理性質
在通常狀況下,壹氧化碳是無色、無臭、無味、有毒的氣體,熔點—199℃,沸點—191.5℃。標準狀況下氣體密度為l.25g/L,和空氣密度(標準狀況下1.293g/L相差很小,這也是容易發生煤氣中毒的因素之壹。它為中性氣體。
分子結構:壹氧化碳分子為極性分子,分子形狀為直線形。
壹氧化碳的化學性質
壹氧化碳分子中碳元素的化合價是十2,能進壹步被氧化成+4價,從而使壹氧化碳具有可燃性和還原性,壹氧化碳能夠在空氣中或氧氣中燃燒,生成二氧化碳:
2CO+O2=2CO2
燃燒時發出藍色的火焰,放出大量的熱。因此壹氧化碳可以作為氣體燃料。
壹氧化碳作為還原劑,高溫時能將許多金屬氧化物還原成金屬單質,因此常用於金屬的冶煉。如:將黑色的氧化銅還原成紅色的金屬銅,將氧化鋅還原成金屬鋅:
CO+CuO=Cu+CO2
CO+ZnO=Zn+CO2
在煉鐵爐中可發生多步還原反應:
CO+3 Fe2O3= 2 Fe3O4+CO2
Fe3O4+CO= 3 FeO+CO2
FeO+CO=Fe+CO2
壹氧化碳還有壹個重要性質:
在加熱和加壓的條件下,它能和壹些金屬單質發生反應,主成分子化合物。如Ni(CO)4(四羰基鎳)、Fe(CO)5(五羰基鐵)等,這些物質都不穩定,加熱時立即分解成相應的金屬和壹氧化碳,這是提純金屬和制得純壹氧化碳的方法之壹。
壹氧化碳中毒(carbon monoxide poisoning),亦稱煤氣中毒。
壹氧化碳是無色、無臭、無味的氣體,故易於忽略而致中毒。壹氧化碳中毒的原因是因為壹氧化碳進入人體之後會和血液中的血紅蛋白結合,進而排血紅蛋白不與氧氣的結合,從面出現缺氧,這就是壹氧中毒。常見於家庭居室通風差的情況下,煤爐產生的煤氣或液化氣管道漏氣或工業生產煤氣以及礦井中的壹氧化碳吸入而致中毒。
壹氧化碳中毒癥狀表現在以下幾個方面:
壹是輕度中毒 。 患者可出現頭痛、頭暈、失眠、視物模糊、耳鳴、惡心、嘔吐、全身乏力、心動過速、短暫昏厥。血中碳氧血紅蛋白含量達10%-20%。
二是中度中毒。除上述癥狀加重外,口唇、指甲、皮膚粘膜出現櫻桃紅色,多汗,血壓先升高後降低,心率加速,心律失常,煩躁,壹時性感覺和運動分離(即尚有思維,但不能行動)。癥狀繼續加重,可出現嗜睡、昏迷。血中碳氧血紅蛋白約在30%-40%。經及時搶救,可較快清醒,壹般無並發癥和後遺癥。
三是重度中毒。患者迅速進入昏迷狀態。初期四肢肌張力增加,或有陣發性強直性痙攣;晚期肌張力顯著降低,患者面色蒼白或青紫,血壓下降,瞳孔散大,最後因呼吸麻痹而死亡。經搶救存活者可有嚴重合並癥及後遺癥。
壹氧化碳的後遺癥。
中、重度中毒病人有神經衰弱、震顫麻痹、偏癱、偏盲、失語、吞咽困難、智力障礙、中毒性精神病或去大腦強直。部分患者可發生繼發性腦病。
壹氧化碳的生成機理
壹氧化碳是大氣中分布最廣和數量最多的汙染物,也是燃燒過程中生成的重要汙染物之壹。大氣中的CO主要來源是內燃機排氣,其次是鍋爐中化石燃料的燃燒。
CO是含碳燃料燃燒過程中生成的壹種中間產物,最初存在於燃料中的所有碳都將形成CO。CO的形成和破壞過程都是受化學反應動力學機理所控制,是碳氫燃料燃燒過程中基本反應之壹,它的生成機理為:
RH → R → RO2 → RCHO → RCO → CO
式中R為碳氫自由基團。反應中的RCO原子團主要通過熱分解生成CO,也可以氧化碳氫基團R後生成CO。燃燒過程中CO氧化成CO2的速率要比CO生成速率低,因此在碳氫化物火焰中CO的基本氧化反應為:
CO + OH → CO2 + H2
CO是不完全燃燒的產物之壹。若能組織良好的燃燒過程,即具備充足的氧氣、充分的混合,足夠高的溫度和較長的滯留時間,中間產物CO最終會燃燒完畢,生成CO2或H2O。因此,控制CO的排放不是企圖抑制它的形成,而是努力使之完全燃燒。
研究表明,碳氫燃料和空氣的預混燃燒火焰中,由於CO的生成速率很快,在火焰區CO濃度迅速上升到最大值,該最大值通常比反應混合物在絕熱燃燒時的平衡值要高,隨後CO濃度緩慢地下降到平衡值。因此,從燃燒設備的排氣中檢測的CO含量要比在燃燒室中最大值低,但明顯地大於排氣狀態下平衡值。這表明化學反應動力學控制著CO的生成和破壞。
壹氧化碳實驗室制法:
H2O+C==CO+H2;
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
CO2+C=2CO