Hiilimonoksidiyhtälö. Hiilimonoksidi: kaava ja ominaisuudet

−110,52 kJ / mol Höyryn paine 35 ± 1 atm Kemiallisia ominaisuuksia Vesiliukoisuus 0,0026 g / 100 ml Luokitus Reg. CAS -numero 630-08-0 PubChem Reg. EINECS-numero 211-128-3 Hymyilee InChI Reg. EY-numero 006-001-00-2 RTECS FG3500000 ChEBI YK -numero 1016 ChemSpider Turvallisuus Myrkyllisyys NFPA 704 Tiedot perustuvat vakio -olosuhteisiin (25 ° C, 100 kPa), ellei toisin mainita.

Hiilimonoksidi (hiilimonoksidi, hiilimonoksidi, hiilimonoksidi (II)) on väritön, erittäin myrkyllinen kaasu, hajuton ja mauton, ilmaa kevyempi (normaaliolosuhteissa). Kemiallinen kaava - CO.

Molekyylirakenne

Kolmoissidoksen läsnäolon vuoksi CO -molekyyli on erittäin vahva (dissosiaatioenergia on 1069 kJ / mol tai 256 kcal / mol, mikä on suurempi kuin muilla kaksiatomisilla molekyyleillä) ja sillä on pieni ytimien välinen etäisyys ( d C20 = 0,1128 nm tai 1,13 Å).

Molekyyli on heikosti polarisoitunut, sen sähköinen dipolimomentti μ = 0,04⋅10 −29 C · m. Lukuisat tutkimukset ovat osoittaneet, että CO-molekyylin negatiivinen varaus on keskittynyt hiiliatomiin C - ← O + (dipolimomentin suunta molekyylissä on päinvastainen kuin aiemmin oletettiin). Ionisaatioenergia 14,0 eV, voiman kytkentävakio k = 18,6 .

Ominaisuudet

Hiilimonoksidi (II) on väritön, hajuton ja mauton kaasu. Palava. Niin kutsuttu "hiilimonoksidin haju" on itse asiassa orgaanisten epäpuhtauksien haju.

Hiilimonoksidin (II) ominaisuudet

Normaali Gibbs -muodostumisenergia Δ G	−137,14 kJ / mol (g) (298 K: n lämpötilassa)
Koulutuksen normaali entropia S	197,54 J / mol K (g) (298 K: ssa)
Normaali molaarinen lämpökapasiteetti C s	29,11 J / mol K (g) (298 K: ssa)
Sulamisentalpia Δ H pl	0,838 kJ / mol
Kiehumisentalpia Δ H paali	6,04 kJ / mol
Kriittinen lämpötila t Kreeta	-140,23 ° C
Kriittinen paine P Kreeta	3,499 MPa
Kriittinen tiheys ρ crit	0,301 g / cm³

Pääasialliset kemialliset reaktiotyypit, joihin hiilimonoksidi (II) osallistuu, ovat additioreaktiot ja redoksireaktiot, joissa sillä on pelkistäviä ominaisuuksia.

Klo huoneen lämpötilat CO on inaktiivinen, sen kemiallinen aktiivisuus kasvaa merkittävästi kuumennettaessa ja liuoksissa. Joten liuoksissa se pelkistää suolat ja muut metalleiksi jo huoneenlämmössä. Kuumennettaessa se vähentää myös muita metalleja, esimerkiksi CO + CuO → Cu + CO 2. Sitä käytetään laajalti pyrometallurgiassa. Menetelmä CO:n kvalitatiiviseksi havaitsemiseksi perustuu CO:n reaktioon liuoksessa palladiumkloridin kanssa, katso alla.

CO -hapetus liuoksessa etenee usein huomattavalla nopeudella vain katalyytin läsnä ollessa. Kun valitset jälkimmäisen, hapettavan aineen luonne on tärkein. Niinpä KMnO 4 hapettaa CO: ta nopeimmin hienonnetun hopean läsnä ollessa, K 2 Cr 2 O 7 - suolojen läsnä ollessa, KCl 3 - OsO 4: n läsnä ollessa. Yleensä CO on pelkistävillään ominaisuuksiltaan samanlainen kuin molekyylivety.

Alle 830 °C:ssa CO on vahvempi pelkistävä aine ja yli vety. Siksi reaktion tasapaino

H 2 O + C O ⇄ C O 2 + H 2 (\ displaystyle (\ mathsf (H_ (2) O + CO \ vasen vasen nuoli CO_ (2) + H_ (2)))

830 °C asti siirretty oikealle, yli 830 °C vasemmalle.

On mielenkiintoista, että on olemassa bakteereja, jotka kykenevät saamaan elämää varten tarvitsemansa energian CO: n hapettumisen vuoksi.

Hiilimonoksidi (II) palaa sinisellä liekillä (reaktion alkulämpötila 700 ° C) ilmassa:

2 C O + O 2 → 2 C O 2 (\ displaystyle (\ mathsf (2CO + O_ (2) \ oikea nuoli 2CO_ (2)))) (Δ G° 298 = -257 kJ, Δ S°298 = -86 J/K).

CO: n palamislämpötila voi nousta 2100 ° C: een. Palamisreaktio on ketjureaktio ja pieniä määriä vetyä sisältäviä yhdisteitä (vesi, ammoniakki, rikkivety jne.)

Tämän hyvän lämpöarvon ansiosta CO on komponentti erilaisissa teknisissä kaasuseoksissa (ks. esim. generaattorikaasu), jota käytetään myös lämmitykseen. Räjähtävä ilman kanssa sekoitettuna; alhaalta ja ylhäältä pitoisuusrajoja liekin leviäminen: 12,5 - 74 % (tilavuudesta).

halogeenit. Suurin käytännön käyttöön sai reaktion kloorin kanssa:

C O + Cl 2 → C O Cl 2. (\ displaystyle (\ mathsf (CO + Cl_ (2) \ oikea nuoli COCl_ (2))).)

Reagoimalla CO F2: n kanssa karbonyylifluoridin COF2 lisäksi voidaan saada peroksidiyhdiste (FCO) 2 02. Sen ominaisuudet: sulamispiste -42 ° C, kiehumispiste +16 ° C, sillä on ominainen haju (samanlainen kuin otsonin haju), yli 200 ° C kuumennettuna se hajoaa räjähdyksessä (CO 2: n, O 2: n reaktiotuotteet ja COF 2), reagoi happamassa väliaineessa kaliumjodidin kanssa yhtälön mukaisesti:

(F C O) 2 O 2 + 2 K I → 2 K F + I 2 + 2 C O 2. (\ displaystyle (\ mathsf ((FCO) _ (2) O_ (2) + 2KI \ oikea nuoli 2KF + I_ (2) + 2CO_ (2).))

Hiilimonoksidi (II) reagoi kalkogeenien kanssa. Muodostaa hiilisulfidi COS: n rikin kanssa, reaktio etenee kuumennettaessa yhtälön mukaisesti:

C O + S → C O S (\ displaystyle (\ mathsf (CO + S \ oikea nuoli COS))) (Δ G° 298 = −229 kJ, Δ S°298 = -134 J/K).

Samanlaisia hiilen seleenoksidi COSe ja hiilen telluridi COTe saatiin myös.

Palauttaa SO 2:

2 C O + S O 2 → 2 C O 2 + S. (\ displaystyle (\ mathsf (2CO + SO_ (2) \ oikea nuoli 2CO_ (2) + S.)))

Muodostaa palavia ja myrkyllisiä yhdisteitä siirtymämetallien kanssa - karbonyylejä, kuten ,,,, jne. Jotkut niistä ovat haihtuvia.

n C O + M e → [M e (C O) n] (\ displaystyle (\ mathsf (nCO + Me \ oikea nuoli)))

Hiilimonoksidi (II) liukenee hieman veteen, mutta ei reagoi sen kanssa. Se ei myöskään reagoi alkali- ja happoliuoksien kanssa. Se kuitenkin reagoi alkalisulatteiden kanssa muodostaen vastaavia formiaatteja:

C O + K O H → H C O O K. (\ displaystyle (\ mathsf (CO + KOH \ oikeanpuoleinen HCOOK.)))

Mielenkiintoinen reaktio on hiilimonoksidin (II) reaktio metallikaliumin kanssa ammoniakkiliuoksessa. Tämä muodostaa räjähtävänen:

2 K + 2 C → K 2 C 2 O 2. (\ displaystyle (\ mathsf (2K + 2CO \ oikea nuoli K_ (2) C_ (2) O_ (2).))) x C O + y H 2 → (\ displaystyle (\ mathsf (xCO + yH_ (2) \ oikea nuoli))) alkoholit + lineaariset alkaanit.

Tämä prosessi tuottaa tärkeitä teollisuustuotteita, kuten metanolia, synteettisiä dieselpolttoaineita, polyhydrisiä alkoholeja, öljyjä ja rasvoja.

Fysiologinen toiminta

Myrkyllisyys

Hiilimonoksidi erittäin myrkyllistä.

Hiilimonoksidin (II) myrkyllinen vaikutus johtuu karboksihemoglobiinin muodostumisesta - paljon vahvemmasta karbonyylikompleksista hemoglobiinin kanssa verrattuna hemoglobiinin kompleksiin hapen kanssa (oksihemoglobiini). Siten hapen kuljetus- ja soluhengitysprosessit estyvät. Yli 0,1 %:n pitoisuus ilmassa johtaa kuolemaan tunnin sisällä.

Uhri on siirrettävä raittiiseen ilmaan. Lievän myrkytyksen tapauksessa keuhkojen hyperventilaatio hapella riittää.
Keuhkojen keinotekoinen ilmanvaihto.
Lobelin tai kofeiini ihon alle.
Laskimonsisäinen karboksylaasi.

Maailman lääketiede ei tiedä luotettavia vastalääkkeitä käytettäväksi hiilimonoksidimyrkytyksissä.

Häkä (II) suoja

Endogeeninen hiilimonoksidi

Endogeenistä hiilimonoksidia tuottavat normaalisti ihmisen ja eläimen solut, ja se toimii signaalimolekyylinä. Sillä on tunnettu fysiologinen rooli kehossa, erityisesti se on välittäjäaine ja aiheuttaa vasodilataatiota. Endogeenisen hiilimonoksidin roolin vuoksi kehossa aineenvaihduntahäiriöt liittyvät erilaisiin sairauksiin, kuten neurodegeneratiivisiin sairauksiin, verisuonten ateroskleroosiin, verenpaineeseen, sydämen vajaatoimintaan ja erilaisiin tulehdusprosesseihin.

Kehoon muodostuu endogeenistä hiilimonoksidia, joka johtuu heme-oksigenaasientsyymin hapettavasta vaikutuksesta heemiin, joka on hemoglobiinin ja myoglobiinin sekä muiden hemeä sisältävien proteiinien tuhoutumisen tuote. Tämä prosessi aiheuttaa muodostumista ihmisen veressä ei suuri numero karboksihemoglobiini, vaikka henkilö ei tupakoi eikä hengitä ilmakehän ilmaa (sisältää aina pieniä määriä eksogeenista hiilimonoksidia), vaan puhdasta happea tai typen ja hapen seosta.

Ensimmäisten vuonna 1993 julkaistujen tietojen mukaan endogeeninen hiilimonoksidi on normaali välittäjäaine ihmiskehossa sekä yksi kolmesta endogeenisestä kaasusta, jotka tavallisesti moduloivat tulehdusreaktioiden kulkua kehossa (kaksi muuta ovat typpioksidi (II ) ja rikkivetyä), endogeeninen hiilimonoksidi on herättänyt huomattavaa huomiota lääkäreiltä ja tutkijoilta tärkeänä biologisena säätelijänä. On osoitettu, että monissa kudoksissa kaikki kolme edellä mainittua kaasua ovat tulehdusta estäviä aineita, verisuonia laajentavia aineita ja myös indusoivat angiogeneesiä. Kaikki ei kuitenkaan ole niin yksinkertaista ja yksiselitteistä. Angiogeneesistä ei ole aina hyötyä, koska sillä on rooli erityisesti kasvussa pahanlaatuiset kasvaimet ja se on myös yksi verkkokalvon vaurioiden syistä silmänpohjan rappeutumisessa. Erityisesti on tärkeää huomata, että tupakointi (veren hiilimonoksidin päälähde, joka antaa sille useita kertoja korkeamman pitoisuuden kuin luonnollinen tuotanto) lisää verkkokalvon silmänpohjan rappeutumisen riskiä 4-6 kertaa.

On olemassa teoria, että joissakin hermosolujen synapseissa, joissa tietoa säilyy pitkään, vastaanottava solu tuottaa vastauksena vastaanotettuun signaaliin endogeenistä häkää, joka välittää signaalin takaisin lähettävälle solulle, joka ilmoittaa sille. valmiudesta edelleen vastaanottaa signaaleja siitä ja lisää signaalin lähetinsolun aktiivisuutta. Jotkut näistä hermosoluista sisältävät guanylaattisyklaasia, entsyymiä, joka aktivoituu altistettaessa endogeeniselle hiilimonoksidille.

Endogeenisen hiilimonoksidin roolia anti-inflammatorisena ja sytoprotektiivisena aineena on tutkittu monissa laboratorioissa ympäri maailmaa. Nämä endogeenisen hiilimonoksidin ominaisuudet tekevät vaikutuksesta sen aineenvaihduntaan mielenkiintoisen terapeuttisen kohteen sellaisten erilaisten patologisten tilojen hoidossa, kuten iskemian ja sitä seuranneen reperfuusion aiheuttamat kudosvauriot (ja tämä esimerkiksi sydäninfarkti, iskeeminen aivohalvaus), siirteen hylkiminen, verisuonten ateroskleroosi, vaikea sepsis, vaikea malaria, autoimmuunisairaudet. Ihmisen kliinisiä kokeita on myös tehty, mutta tuloksia ei ole vielä julkaistu.

Yhteenvetona voidaan todeta, että vuonna 2015 tiedetty endogeenisen hiilimonoksidin roolista kehossa voidaan tiivistää seuraavasti:

Endogeeninen hiilimonoksidi on yksi tärkeimmistä endogeenisista signalointimolekyyleistä;
Endogeeninen hiilimonoksidi moduloi keskushermoston ja sydän- ja verisuonijärjestelmän toimintoja;
Endogeeninen hiilimonoksidi estää verihiutaleiden aggregaatiota ja adheesiota verisuonten seinämiin;
Vaikutus endogeenisen hiilimonoksidin vaihtoon tulevaisuudessa voi olla yksi tärkeimmistä terapeuttisista strategioista useille sairauksille.

Löytöhistoria

Aristoteles ja Galen kuvailivat hiilen polttamisesta syntyvän savun myrkyllisyyttä.

Hiilimonoksidin (II) hankki ensin ranskalainen kemisti Jacques de Lasson kuumentamalla sinkkioksidia hiilellä, mutta sitä pidettiin alun perin vääräksi vetyksi, koska se poltti sinisellä liekillä.

Sen tosiasian, että tämä kaasu sisältää hiiltä ja happea, havaitsi englantilainen kemisti William Kruykschenk. Ranskan lääkäri Claude Bernard tutki kaasun myrkyllisyyttä vuonna 1846 koirilla tehdyissä kokeissa.

Hiilimonoksidin (II) maapallon ilmakehän ulkopuolelta löysi ensimmäisen kerran belgialainen tiedemies M. Migeotte vuonna 1949, kun läsnä oli tärkein värähtely-pyörivä nauha Auringon infrapunaspektrissä. Hiilimonoksidi (II) löydettiin tähtienvälisestä väliaineesta vuonna 1970.

Vastaanotto

Teollinen tapa

Muodostuu polttamalla hiiltä tai siihen perustuvia yhdisteitä (esimerkiksi bensiiniä) hapen puutteessa:

2 C + O 2 → 2 C O (\ displaystyle (\ mathsf (2C + O_ (2) \ oikea -nuoli 2CO)))(tämän reaktion lämpövaikutus on 220 kJ),

tai kun hiilidioksidia vähennetään kuumalla hiilellä:

C O 2 + C ⇄ 2 C O (\ displaystyle (\ mathsf (CO_ (2) + C \ rightleftarrows 2CO))) (Δ H= 172 kJ, Δ S= 176 J/K)

Tämä reaktio tapahtuu uunissa, kun liesi -pelti suljetaan liian aikaisin (kunnes hiili on kokonaan palanut). Syntyvä hiilimonoksidi (II) aiheuttaa myrkyllisyytensä vuoksi fysiologisia häiriöitä ("jätteitä") ja jopa kuoleman (katso alla), tästä syystä yksi triviaalisista nimistä - "hiilimonoksidi".

Hiilidioksidin pelkistysreaktio on palautuva, lämpötilan vaikutus tämän reaktion tasapainotilaan on esitetty kaaviossa. Reaktion virtaus oikealle antaa entropiatekijän ja vasemmalle - entalpiatekijän. Alle 400 ° C lämpötiloissa tasapaino siirtyy lähes kokonaan vasemmalle ja yli 1000 ° C lämpötiloissa oikealle (kohti hiilidioksidin muodostumista). Alhaisissa lämpötiloissa tämän reaktion nopeus on hyvin alhainen; siksi hiilimonoksidi (II) on melko vakaa normaaliolosuhteissa. Tällä tasapainolla on erityinen nimi boudoirin tasapaino.

Hiilimonoksidin (II) seoksia muiden aineiden kanssa saadaan johtamalla ilmaa, vesihöyryä jne. kuuman koksin, kiven tai kerroksen läpi. ruskohiili jne. (katso generaattorikaasu, vesikaasu, sekakaasu, synteesikaasu).

Laboratoriomenetelmä

Nestemäisen muurahaishapon hajoaminen kuuman väkevän rikkihapon vaikutuksesta tai kaasumaisen muurahaishapon johdosta fosforioksidin P 2 O 5 yli. Reaktiokaavio:

H C O O H → H 2 S O 4 o t H 2 O + C O. (\ displaystyle (\ mathsf (HCOOH (\ xrightarrow [(H_ (2) SO_ (4))] (^ (o) t)) H_ (2) O + CO.))) Voit myös käsitellä muurahaishappoa kloorisulfonihapolla. Tämä reaktio tapahtuu jo normaalissa lämpötilassa seuraavan kaavion mukaisesti: H C O O H + C l S O 3 H → H 2 S O 4 + H C l + C O. (\ displaystyle (\ mathsf (HCOOH + ClSO_ (3) H \ oikea nuoli H_ (2) SO_ (4) + HCl + CO \ nouseva)))

Kuumenna oksaali- ja väkevien rikkihappojen seosta. Reaktio etenee yhtälön mukaan:

H 2 C 2 O 4 → H 2 S O 4 o t C O + C O 2 + H 2 O. (\ displaystyle (\ mathsf (H_ (2) C_ (2) O_ (4) (\ xrightarrow [(H_ (2) SO_ (4))] (^ (o) t)) CO \ uparrow + CO_ (2) \ ylänuoli + H_ (2) O.)))

Kuumennetaan seos kaliumheksasyanoferraattia (II) väkevällä rikkihapolla. Reaktio etenee yhtälön mukaan:

K 4 [F e (C N) 6] + 6 H 2 S O 4 + 6 H 2 O → o t 2 K 2 S O 4 + F e S O 4 + 3 (N H 4) 2 S O 4 + 6 C O. (\ näyttötyyli (\ 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) + 6CO \ uparrow)))

Pelkistys sinkkikarbonaatista magnesiumilla kuumentamalla:

M g + Z n C O 3 → o t M g O + Z n O + C O. (\ displaystyle (\ mathsf (Mg + ZnCO_ (3)) (\ xrightarrow [()] (^ (o) t)) MgO + ZnO + CO \ ylöspäin.)))

Hiilimonoksidin (II) määrittäminen

CO: n läsnäolo voidaan määrittää laadullisesti palladiumkloridiliuosten (tai tällä liuoksella kyllästetyn paperin) tummumisella. Tummeneminen liittyy hienojakoisen metallisen palladiumin vapautumiseen seuraavan kaavion mukaisesti:

P d C l 2 + C O + H 2 → P d ↓ + C O 2 + 2 H C l. (\ displaystyle (\ mathsf (PdCl_ (2) + CO + H_ (2) O \ oikea nuoli Pd \ alaspäin + CO_ (2) + 2HCl.)))

Tämä reaktio on erittäin herkkä. Standardiliuos: 1 gramma palladiumkloridia litraa vettä kohti.

Hiilimonoksidin (II) määrällinen määritys perustuu jodometriseen reaktioon:

5 C O + I 2 O 5 → 5 C O 2 + I 2. (\ displaystyle (\ mathsf (5CO + I_ (2) O_ (5) \ oikea nuoli 5CO_ (2) + I_ (2).))

Sovellus

Hiilimonoksidi (II) on välituotereagenssi, jota käytetään reaktioissa vedyn kanssa tärkeimmissä teollisissa prosesseissa orgaanisten alkoholien ja haaroittumattomien hiilivetyjen tuotannossa.
Hiilimonoksidia (II) käytetään eläinten ja kalan lihan käsittelyyn, se antaa niille kirkkaan punaisen värin ja eräänlaista tuoreutta muuttamatta makua (tekniikat) Kirkasta savua ja Mautonta savua). Sallittu CO -pitoisuus on 200 mg / kg lihaa.
Hiilimonoksidi (II) on generaattorikaasun pääkomponentti, jota käytetään polttoaineena kaasua tuottavissa ajoneuvoissa.
Natsit käyttivät toisen maailmansodan aikana moottorin pakokaasuista peräisin olevaa hiilimonoksidia ihmisten murhaamiseen myrkyttämällä.

Hiilimonoksidi (II) maan ilmakehässä

Erottele luonnolliset ja ihmisen aiheuttamat maapallon ilmakehään pääsyn lähteet. Luonnollisissa olosuhteissa maapallon pinnalla hiilidioksidia muodostuu orgaanisten yhdisteiden epätäydellisestä anaerobisesta hajoamisesta ja biomassan palamisesta, pääasiassa metsä- ja arojen tulipalojen aikana. Hiilimonoksidia (II) muodostuu maaperään sekä biologisesti (elävien organismien erittyminen) että ei-biologisesti. Hiilimonoksidin (II) vapautuminen maaperässä yleisistä fenoliyhdisteistä, jotka sisältävät OCH 3- tai OH-ryhmiä orto- tai para-asemassa ensimmäiseen hydroksyyliryhmään nähden, on kokeellisesti todistettu.

Ei-biologisen hiilidioksidin tuotannon ja mikro-organismien aiheuttaman hapetuksen yleinen tasapaino riippuu erityisistä ympäristöolosuhteista, pääasiassa kosteudesta ja arvosta. Esimerkiksi hiilimonoksidia (II) vapautuu kuivista maaperistä suoraan ilmakehään, jolloin muodostuu tämän kaasun pitoisuudelle paikallisia maksimiarvoja.

Ilmakehässä CO on metaania ja muita hiilivetyjä (pääasiassa isopreeniä) sisältävien reaktioketjujen tuote.

Suurin ihmisen aiheuttama hiilimonoksidin lähde on tällä hetkellä polttomoottoreiden pakokaasut. Hiilimonoksidia muodostuu, kun hiilivetypolttoaineita poltetaan moottoreissa polttaminen jos lämpötilat ovat riittämättömät tai ilmansyöttöjärjestelmän säätö on huono (happea ei syötetä riittävästi CO: n hapettamiseksi CO 2: ksi). Aiemmin merkittävä osa ihmisen aiheuttamista hiilidioksidipäästöistä ilmakehään tuli valokaasusta, jota käytettiin sisävalaistukseen 1800 -luvulla. Koostumukseltaan se vastasi suunnilleen vesikaasua, eli se sisälsi jopa 45 % hiilimonoksidia (II). Sitä ei käytetä sähköalalla, koska saatavilla on paljon halvempaa ja energiatehokkaampaa analogia -

Merkkejä hiilimonoksidin (hiilimonoksidi (II), häkä, hiilimonoksidi) muodostumisesta ilmaan vaarallisissa pitoisuuksissa on vaikea määrittää - näkymätön, ei ehkä haise, kerääntyy huoneeseen vähitellen, huomaamattomasti. Se on erittäin vaarallinen ihmiselämälle: sillä on korkea myrkyllisyys, liiallinen pitoisuus keuhkoissa johtaa vakavaan myrkytykseen ja kuolemaan. Kaasumyrkytyksiin kuolleisuus on vuosittain korkea. Voit vähentää myrkytysvaaraa tarkkailemalla yksinkertaisia sääntöjä ja erityisten hiilimonoksidianturien käyttö.

Mikä on hiilimonoksidi

Maakaasua muodostuu minkä tahansa biomassan palaessa, teollisuudessa se on minkä tahansa hiilipohjaisten yhdisteiden palamisen tuotetta. Ja itse asiassa ja toisessa tapauksessa kaasun vapautumisen edellytys on hapen puute. Suuria määriä sitä pääsee ilmakehään metsäpalojen seurauksena pakokaasujen muodossa, jotka syntyvät polttoaineen palamisen aikana auton moottoreissa. V teollisiin tarkoituksiin käytetään luomualkoholin, sokerin valmistuksessa sekä eläinten ja kalanlihan jalostuksessa. Ihmiskehon solut tuottavat myös pienen määrän monooksidia.

Ominaisuudet

Kemian kannalta monoksidi on epäorgaaninen yhdiste, jonka molekyylissä on yksi happiatomi, kemiallinen kaava- CO. Se on kemikaali, jolla ei ole luonteenomaista väriä, makua tai hajua; se on ilmaa kevyempi, mutta raskaampi kuin vety ja se on inaktiivinen huoneenlämmössä. Henkilö, joka haisee, aistii vain orgaanisten epäpuhtauksien esiintymisen ilmassa. Kuuluu myrkyllisten tuotteiden luokkaan, kuolema ilmassa 0,1 %:n pitoisuudella tapahtuu tunnin sisällä. Tyypillinen suurin sallittu pitoisuus on 20 mg / m3.

Hiilimonoksidin vaikutus ihmiskehoon

Hiilimonoksidi on hengenvaarallinen ihmisille. Sen myrkyllinen vaikutus selittyy karboksihemoglobiinin muodostumisella verisoluihin, joka on tuote, joka on lisätty hiilimonoksidiin (II) veren hemoglobiiniin. Korkeatasoinen karboksihemoglobiinin pitoisuus aiheuttaa hapen nälkää, riittämätöntä hapensaantia aivoihin ja muihin kehon kudoksiin. Heikolla myrkytyksellä sen pitoisuus veressä on alhainen, tuhoutuminen luonnollisella tavalla on mahdollista 4-6 tunnin kuluessa. Suurilla pitoisuuksilla vain lääkkeet toimivat.

Häkämyrkytys

Hiilimonoksidi on yksi suurimmista vaarallisia aineita... Myrkytyksen yhteydessä esiintyy kehon myrkytystä, johon liittyy henkilön yleisen tilan heikkeneminen. On erittäin tärkeää tunnistaa häkämyrkytyksen merkit ajoissa. Hoidon tulos riippuu aineen tasosta kehossa ja siitä, kuinka pian apu saapui. Tässä tapauksessa jokainen minuutti on tärkeä - uhri voi joko toipua kokonaan tai pysyä sairaana ikuisesti (kaikki riippuu pelastajien reagointinopeudesta).

Oireet

Myrkytyksen asteesta riippuen voi esiintyä päänsärkyä, huimausta, tinnitusta, sydämentykytys, pahoinvointi, hengenahdistus, välkkyminen silmissä ja yleinen heikkous. Uneliaisuutta havaitaan usein, mikä on erityisen vaarallista, kun henkilö on kaasun saastuttamassa huoneessa. Kun suuri määrä myrkyllisiä aineita pääsee hengityselimiin, kouristuksia, tajunnan menetys havaitaan, erityisesti vakavissa tapauksissa - kooma.

Ensiapu häkämyrkytykseen

Paikalla olevalle uhrille tulee antaa ensiapua häkämyrkytyksen sattuessa. On tarpeen siirtää se välittömästi raittiiseen ilmaan ja soittaa lääkärille. Muista myös turvallisuutesi: sinun on hengitettävä syvään huoneeseen, jossa on tämän aineen lähde, älä hengitä sisälle. Lääkärin saapumiseen asti on tarpeen helpottaa hapen pääsyä keuhkoihin: irrota napit, poista tai löysää vaatteet. Jos uhri menettää tajuntansa ja lakkaa hengittämästä, se on välttämätöntä keinotekoinen ilmanvaihto keuhkot.

Vastalääke myrkytykseen

Erityinen vastalääke (antidote) hiilimonoksidimyrkytykselle on lääke, joka estää aktiivisesti karboksihemoglobiinin muodostumista. Vastalääkkeen vaikutus johtaa kehon hapen tarpeen vähenemiseen, hapen puutteelle herkkien elinten tukemiseen: aivot, maksa jne. Sitä annetaan lihakseen 1 ml: n annoksena heti potilaan poistamisen jälkeen. vyöhyke, jossa on korkea myrkyllisten aineiden pitoisuus. Voit antaa vastalääkettä uudelleen aikaisintaan tunnin kuluttua ensimmäisestä pistoksesta. Sitä voidaan käyttää ennaltaehkäisyyn.

Hoito

Jos kyseessä on lievä hiilimonoksidialtistus, hoito suoritetaan avohoidossa, vaikeissa tapauksissa potilas on sairaalahoidossa. Jo ambulanssissa hänelle annetaan happipussi tai -naamio. Vaikeissa tapauksissa potilas asetetaan painekammioon, jotta keholle saadaan suuri annos happea. Vastalääke ruiskutetaan lihakseen. Veren kaasun määrää seurataan jatkuvasti. Huumeiden kuntoutuksen lisäksi lääkäreiden toimilla pyritään palauttamaan aivojen, sydän- ja verisuonijärjestelmän ja keuhkojen työ.

Tehosteet

Altistuminen kehon hiilimonoksidille voi aiheuttaa vakavia sairauksia: aivojen suorituskyky, käyttäytyminen, ihmisen tajunnan muutos, selittämättömät päänsäryt ilmaantuvat. Muisti on erityisen herkkä haitallisten aineiden vaikutukselle - se aivojen osa, joka on vastuussa lyhytaikaisen muistin siirtymisestä pitkäaikaiseen muistiin. Potilas voi tuntea hiilimonoksidimyrkytyksen seuraukset vasta muutaman viikon kuluttua. Suurin osa uhreista paranee täysin kuntoutuksen jälkeen, mutta jotkut kokevat seuraukset elämään.

Kuinka tunnistaa hiilimonoksidi sisätiloissa

Hiilimonoksidi on helppo myrkyttää kotona, eikä se tapahdu vain tulipalon aikana. Hiilimonoksidipitoisuus muodostuu, kun kova käsittely liesipellillä, kun käytetään viallista kaasukolonnia tai ilmanvaihtoa. Kaasuliesi voi olla hiilimonoksidin lähde. Jos huoneessa on savua, tämä on jo syy hälytyksen soittamiseen. Kaasun tason jatkuvaa seurantaa varten on olemassa erityisiä antureita. He seuraavat kaasupitoisuuden tasoa ja raportoivat normin ylityksen. Tällaisen laitteen läsnäolo vähentää myrkytysriskiä.

Video

Monet luonnossa esiintyvät kaasumaiset aineet, joita saadaan tuotannon aikana, ovat vahvoja myrkyllisiä yhdisteitä. Tiedetään, että klooria käytettiin biologisena aseena, bromihöyryillä on voimakas ihoa syövyttävä vaikutus, rikkivety aiheuttaa myrkytyksen ja niin edelleen.

Yksi näistä aineista on hiilimonoksidi tai hiilimonoksidi, jonka kaavalla on omat ominaisuutensa rakenteessa. Hänestä ja siitä keskustellaan edelleen.

Hiilimonoksidin kemiallinen kaava

Tarkasteltavan yhdisteen kaavan empiirinen muoto on seuraava: CO. Tämä muoto antaa kuitenkin ominaisuuden vain kvalitatiiviselle ja kvantitatiiviselle koostumukselle, mutta se ei vaikuta rakenteellisiin ominaisuuksiin ja järjestykseen, jossa atomit ovat liittyneet molekyyliin. Ja se eroaa kaikista muista vastaavista kaasuista.

Tämä ominaisuus vaikuttaa yhdisteen fysikaalisiin ja kemiallisiin ominaisuuksiin. Millainen rakenne se on?

Molekyylirakenne

Ensinnäkin empiirinen kaava osoittaa, että hiilen valenssi yhdisteessä on II. Aivan kuten happi. Näin ollen jokainen niistä voi muodostaa kaksi hiilimonoksidikaavaa CO vahvistaa tämän elävästi.

Ja niin se tapahtuu. Kaksoiskovalenttinen polaarinen sidos muodostuu hiiliatomin ja hapen välille parittomien elektronien jakamismekanismin avulla. Siten hiilimonoksidi saa muotoa C = O.

Molekyylin ominaisuudet eivät kuitenkaan lopu tähän. Luovuttaja-vastaanottajamekanismin mukaan molekyyliin muodostuu kolmas, datiivinen tai semipolaarinen sidos. Miten tämä voidaan selittää? Koska vaihdon järjestyksessä muodostumisen jälkeen hapella on kaksi elektroniparia ja hiiliatomilla on tyhjä kiertorata, jälkimmäinen toimii ensimmäisen ensimmäisen parin hyväksyjänä. Toisin sanoen happielektronipari asetetaan vapaalle hiiliradalle ja muodostuu sidos.

Joten hiili on vastaanottaja, happi luovuttaja. Siksi kemian hiilimonoksidin kaava on seuraavassa muodossa: С≡О. Tämä strukturointi antaa molekyylille lisää kemiallista stabiilisuutta ja inerttiä näytetyissä ominaisuuksissa normaaleissa olosuhteissa.

Niinpä hiilimonoksidimolekyylin sidokset:

kaksi kovalenttista polaaria, jotka muodostavat vaihtomekanismi parittomien elektronien jakamisen vuoksi;
yksi datiivi, joka muodostuu elektroniparin ja vapaan orbitaalin välisestä luovuttaja-akseptorivuorovaikutuksesta;
molekyylissä on yhteensä kolme sidosta.

Fyysiset ominaisuudet

Hiilimonoksidilla on useita ominaisuuksia, kuten kaikilla muilla yhdisteillä. Aineen kaava tekee selväksi, että kidehila on molekyylinen, tila on kaasumainen normaaleissa olosuhteissa. Tästä seuraa seuraavat fyysiset parametrit.

С≡О - hiilimonoksidi (kaava), tiheys - 1,164 kg / m 3.
Kiehumispiste ja sulamispiste, vastaavasti: 191/205 0 С.
Liukenee: veteen (hieman), eetteriin, bentseeniin, alkoholiin, kloroformiin.
Ei makua tai hajua.
Väritön.

Biologiselta kannalta se on erittäin vaarallinen kaikille eläville olennoille, paitsi tietyntyyppisille bakteereille.

Kemiallisia ominaisuuksia

Kemiallisen aktiivisuuden kannalta yksi inertteimmistä aineista normaaleissa olosuhteissa on hiilimonoksidi. Kaava, joka heijastaa kaikkia molekyylin sidoksia, vahvistaa tämän. Tämä yhdiste on niin vahvan rakenteen vuoksi vakiohintaan ympäristöön ei käytännössä joudu vuorovaikutukseen.

Järjestelmää on kuitenkin lämmitettävä ainakin vähän, koska molekyylin datiivisidos romahtaa, kuten kovalenttiset sidokset. Sitten hiilimonoksidi alkaa näyttää aktiivisia pelkistäviä ominaisuuksia ja on melko voimakas. Joten hän pystyy olemaan vuorovaikutuksessa:

happi;
kloori;
alkalit (sulat);
oksidien ja metallisuolojen kanssa;
rikin kanssa;
hieman vedellä;
ammoniakin kanssa;
vedyn kanssa.

Siksi, kuten edellä jo mainittiin, hiilimonoksidin ominaisuudet, kaava selittää sen monin tavoin.

Luonnossa oleminen

Pääasiallinen hiilidioksidin lähde maapallon ilmakehässä on metsäpaloja... Loppujen lopuksi tärkein tapa muodostaa tämä kaasu luonnollisella tavalla on epätäydellinen palaminen erilaisia pääosin orgaanisia polttoaineita.

Ihmisperäiset hiilimonoksidin aiheuttamat ilmansaasteet ovat yhtä tärkeitä ja antavat saman massaosuuden kuin luonnolliset. Nämä sisältävät:

savu tehtaista ja tehtaista, metallurgisista komplekseista ja muista teollisuusyrityksistä;
polttomoottoreiden pakokaasut.

Luonnollisissa olosuhteissa hiilimonoksidi hapettuu helposti ilmakehän hapen ja vesihöyryn vaikutuksesta hiilidioksidiksi. Ensiapu myrkytykselle tällä yhdisteellä perustuu tähän.

Vastaanotto

On syytä mainita yksi ominaisuus. Hiilimonoksidi (kaava), hiilidioksidi (molekyylirakenne), vastaavasti, näyttävät tältä: C≡O ja O = C = O. Ero on yksi happiatomi. Siksi teollinen menetelmä monoksidin tuottamiseksi perustuu dioksidin ja hiilen väliseen reaktioon: CO 2 + C = 2CO. Tämä on yksinkertaisin ja yleisin tapa syntetisoida tämä yhdiste.

Laboratoriossa käytetään erilaisia orgaanisia yhdisteitä, metallisuoloja ja kompleksisia aineita, koska tuotteen saannon ei odoteta olevan liian korkea.

Korkealaatuinen reagenssi hiilimonoksidin esiintymiseen ilmassa tai liuoksessa on palladiumkloridi. Niiden vuorovaikutuksessa muodostuu puhdasta metallia, joka aiheuttaa liuoksen tai paperin pinnan tummumista.

Biologinen vaikutus kehoon

Kuten edellä mainittiin, hiilimonoksidi on erittäin myrkyllinen väritön, vaarallinen ja tappava tuholainen ihmiskeholle. Eikä vain ihminen, vaan yleensä kaikki elävät. Autojen pakokaasuille altistuneet kasvit kuolevat hyvin nopeasti.

Mikä tarkalleen on hiilimonoksidin biologinen vaikutus eläinolentojen sisäiseen ympäristöön? Kyse on vahvojen monimutkaisten yhdisteiden muodostumisesta veriproteiinin hemoglobiinista ja kyseisestä kaasusta. Eli hapen sijasta siepataan myrkyllisiä molekyylejä. Soluhengitys estyy välittömästi, kaasunvaihto muuttuu mahdottomaksi normaalisti.

Tuloksena on kaikkien hemoglobiinimolekyylien asteittainen tukkeutuminen ja sen seurauksena kuolema. Vain 80% tappio riittää myrkytyksen lopputulokseen. Tätä varten hiilimonoksidin pitoisuuden ilmassa on oltava 0,1%.

Ensimmäiset merkit, joiden avulla voit määrittää myrkytyksen alkamisen tällä yhdisteellä, ovat:

päänsärky;
huimaus;
tajunnan menetys.

Ensiapu on mennä raittiiseen ilmaan, jossa hiilimonoksidi muuttuu hapen vaikutuksesta hiilidioksidiksi, eli se muuttuu vaarattomaksi. Kyseisen aineen aiheuttamat kuolemat ovat hyvin yleisiä, etenkin taloissa, joissa poltetaan puuta, hiiltä ja muita polttoaineita, ja tämä kaasu muodostuu väistämättä sivutuotteeksi. Turvallisuusmääräysten noudattaminen on äärimmäisen tärkeää ihmisten hengen ja terveyden säilyttämiseksi.

Myrkytystapauksia on myös paljon autotalleissa, joihin kootaan monia toimivia auton moottoreita, mutta raitista ilmaa ei saa riittävästi. Kuolema, kun sallittu pitoisuus ylittyy, tapahtuu tunnin sisällä. Kaasun läsnäolon tunteminen on fyysisesti mahdotonta, koska sillä ei ole hajua eikä väriä.

Teollinen käyttö

Lisäksi hiilimonoksidia käytetään:

lihan käsittelyyn ja kalatuotteet jonka avulla voit antaa heille uuden ilmeen;
joidenkin orgaanisten yhdisteiden synteesiin;
generaattorikaasun komponenttina.

Siksi tämä aine ei ole vain haitallinen ja vaarallinen, vaan myös erittäin hyödyllinen ihmisille ja heidän taloudelliselle toiminnalleen.

Julkaisupäivä 28.1.2012 12:18

Hiilimonoksidi- hiilimonoksidi, jonka kuulet liian usein, jos se tulee palamistuotteiden aiheuttamista myrkytyksistä, teollisuuden onnettomuuksista tai jopa jokapäiväisestä elämästä. Tämän yhdisteen erityisten myrkyllisten ominaisuuksien vuoksi tavallinen kodin kaasulämmitin voi aiheuttaa koko perheen kuoleman. Tästä on satoja esimerkkejä. Mutta miksi näin tapahtuu? Mitä hiilimonoksidi oikeastaan on? Miten se on vaarallista ihmisille?

Mikä on hiilimonoksidi, kaava, perusominaisuudet

Hiilimonoksidi, kaava joka on hyvin yksinkertainen ja merkitsee hapen ja hiiliatomien yhdistämistä - CO, - yksi myrkyllisimmistä kaasumaisista yhdisteistä. Mutta toisin kuin monet muut vaaralliset aineet, joita käytetään vain kapeiden teollisuusongelmien ratkaisemiseen, kemiallinen saastuminen hiilimonoksidilla voi tapahtua täysin tavallisten kemiallisten prosessien aikana, mikä on mahdollista jopa jokapäiväisessä elämässä.

Ennen kuin siirryt tämän aineen synteesiin, harkitse kuitenkin mikä on hiilimonoksidi yleensä ja mitkä ovat sen tärkeimmät fysikaaliset ominaisuudet:

väritön, hajuton ja mauton kaasu;
erittäin alhaiset lämpötilat sulaminen ja kiehuminen: -205 ja -191,5 astetta;
tiheys 0,00125 g / cm3;
erittäin helposti syttyvä ja korkea palamislämpötila (jopa 2100 astetta).

Hiilimonoksidin muodostuminen

Jokapäiväisessä elämässä tai teollisuudessa hiilimonoksidin muodostumista tapahtuu yleensä yhdellä useista melko yksinkertaisista tavoista, mikä selittää helposti tämän aineen tahattoman synteesiriskin ja riskin yrityksen henkilöstölle tai talon asukkaille, jossa toimintahäiriö ilmenee lämmityslaitteet tai turvatoimia rikotaan. Harkitse pääreittejä hiilimonoksidin muodostumiseen:

hiilen (hiili, koksi) tai sen yhdisteiden (bensiini ja muu nestemäinen polttoaine) palaminen hapen puutteessa. Kuten arvata saattaa, raitisilman puute, joka on vaarallista hiilimonoksidisynteesin riskin kannalta, esiintyy helposti polttomoottoreissa, kotitalouksien vedenlämmittimissä, joiden ilmanvaihto on heikentynyt, sekä teollisuus- ja tavanomaisissa uuneissa.
tavallisen hiilidioksidin vuorovaikutus kuuman hiilen kanssa. Tällaisia prosesseja tapahtuu uunissa jatkuvasti ja täysin palautuvia, mutta jo mainitun hapen puutteen olosuhteissa, kun suljin suljetaan, hiilimonoksidia muodostuu paljon suurempia määriä, mikä aiheuttaa kuolemanvaaran ihmisille.

Miksi hiilimonoksidi on vaarallinen?

Riittävässä pitoisuudessa hiilimonoksidi, ominaisuudet mikä johtuu sen suuresta kemiallisesta aktiivisuudesta, on erittäin vaarallista ihmisten hengelle ja terveydelle. Tällaisen myrkytyksen ydin on ensinnäkin se, että tämän yhdisteen molekyylit sitovat välittömästi hemoglobiinin veressä ja riistävät sen kyvyn kuljettaa happea. Siten hiilimonoksidi vähentää soluhengityksen tasoa ja aiheuttaa vakavia seurauksia keholle.

Kysymykseen vastaaminen " Miksi hiilimonoksidi on vaarallinen?"On syytä mainita, että toisin kuin monet muut myrkylliset aineet, henkilö ei tunne mitään erityistä hajua, hänellä ei ole epämiellyttäviä tuntemuksia eikä hän voi tunnistaa läsnäoloaan ilmassa muilla keinoilla ilman erikoisvaruste... Tämän seurauksena uhri ei yksinkertaisesti ryhdy toimiin paetakseen, ja kun hiilimonoksidin vaikutukset (uneliaisuus ja tajunnan menetys) ilmenevät, voi olla liian myöhäistä.

Hiilimonoksidi johtaa kuolemaan tunnin sisällä, kun pitoisuus ilmassa on yli 0,1%. Samaan aikaan täysin tavallisen henkilöauton pakokaasut sisältävät 1,5 - 3% tätä ainetta. Ja tämä edellyttäen, että moottori on hyvässä kunnossa. Tämä selittää helposti sen tosiasian, että hiilimonoksidimyrkytys esiintyy usein juuri autotallissa tai lumella tiivistetyn auton sisällä.

Muita vaarallisimpia tapauksia, joissa ihmiset saivat häkämyrkytyksen kotona tai työpaikalla, ovat ...

lämmityskolonnin ilmanvaihdon päällekkäisyys tai rikkoutuminen;
lukutaidottomat puu- tai kiviuunien käyttö;
tulipaloissa suljetuissa tiloissa;
lähellä vilkkaita moottoriteitä;
päällä teollisuusyritykset joissa käytetään aktiivisesti hiilimonoksidia.

Hiilimonoksidi, hiilimonoksidi (CO) on väritön, hajuton ja mauton kaasu, joka on hieman vähemmän tiheä kuin ilma. Se on myrkyllistä hemoglobiinieläimille (mukaan lukien ihmisille), jos pitoisuudet ovat korkeammat kuin noin 35 ppm, vaikka sitä syntyy myös pieniä määriä normaalissa eläinten aineenvaihdunnassa ja sillä uskotaan olevan jokin normaali biologinen toiminta. Ilmakehässä se on alueellisesti vaihteleva ja nopeasti hajoava, ja sillä on rooli otsonin muodostumisessa maanpinnan tasolla. Hiilimonoksidi koostuu yhdestä hiiliatomista ja yhdestä happiatomista, jotka on kytketty kolmoissidoksella, joka koostuu kahdesta kovalenttisesta sidoksesta sekä yhdestä kovalenttisesta sidoksesta. Se on yksinkertaisin hiilimonoksidi. Se on isoelektroni, jossa on syanidianionia, nitrosoniumkationia ja molekyylityppeä. Koordinointikomplekseissa hiilimonoksidiligandia kutsutaan karbonyyliksi.

Historia

Aristoteles (384-322 eKr.) kuvaili ensimmäisenä hiilen polttoprosessia, joka johtaa myrkyllisten höyryjen muodostumiseen. Muinaisina aikoina oli teloitustapa - sulkea rikollinen kylpyhuoneessa, jossa oli hiillos. Kuitenkin tuolloin kuoleman mekanismi ei ollut selvä. Kreikkalainen lääkäri Galen (jKr. 129-199) ehdotti, että ilman koostumuksessa tapahtui muutos, joka aiheutti vahinkoa ihmisille hengitettynä. Vuonna 1776 ranskalainen kemisti de Lasson tuotti hiilidioksidia kuumentamalla sinkkioksidia koksilla, mutta tiedemies päätteli virheellisesti, että kaasumainen tuote oli vety, koska se paloi sinisellä liekillä. Skotlantilainen kemisti William Cumberland Cruickshank tunnisti kaasun hiiltä ja happea sisältäväksi yhdisteeksi vuonna 1800. Sen myrkyllisyyttä koirilla tutki laajalti Claude Bernard noin vuonna 1846. Toisen maailmansodan aikana käytettiin hiilimonoksidia sisältävää kaasuseosta mekaanisen ylläpitämiseen Ajoneuvo toimivat osissa maailmaa, joissa bensiiniä ja dieseliä oli vähän. Ulkoinen (joitakin poikkeuksia lukuun ottamatta) puuhiili tai puukaasugeneraattorit asennettiin ja kaasusekoittimeen syötettiin seos ilmakehän typpeä, hiilimonoksidia ja pieniä määriä muita kaasutuksesta syntyviä kaasuja. Tästä prosessista syntyvä kaasuseos tunnetaan puukaasuna. Hiilimonoksidia käytettiin myös laajasti holokaustin aikana joissakin saksalaisissa natsien kuolemanleireissä, erityisesti kaasuautoissa Chelmnossa ja T4 -tappamisohjelmassa "eutanasia".

Lähteet

Hiilimonoksidia muodostuu hiiltä sisältävien yhdisteiden osittaisen hapettumisen aikana; se muodostuu, kun happea ei ole riittävästi hiilidioksidin (CO2) muodostamiseen, esimerkiksi työskenneltäessä kiukaan tai polttomoottorin kanssa suljetussa tilassa. Hapen läsnä ollessa, mukaan lukien sen pitoisuus ilmakehässä, hiilimonoksidi palaa sinisellä liekillä muodostaen hiilidioksidia. Kivihiilikaasu, jota käytettiin laajasti 1960-luvulle asti sisävalaistukseen, ruoanlaittoon ja lämmitykseen, sisälsi hiilimonoksidia merkittävänä polttoaineen ainesosana. Jotkut prosessit sisällä moderni teknologia kuten raudan sulatus, tuottaa edelleen hiilimonoksidia sivutuotteena. Maailmanlaajuisesti suurimmat hiilimonoksidin lähteet ovat luonnollisia lähteitä troposfäärissä tapahtuvien fotokemiallisten reaktioiden vuoksi, jotka tuottavat noin 5 × 1012 kg hiilimonoksidia vuodessa. Muut luonnollisia lähteitä Hiilidioksidit sisältävät tulivuoria, metsäpaloja ja muita palamistapoja. Biologiassa hiilimonoksidia tuotetaan luonnollisesti heme -oksigenaasin 1 ja 2 vaikutuksesta hemeen hemoglobiinin hajoamisen seurauksena. Tämä prosessi tuottaa tietyn määrän karboksihemoglobiinia normaaleissa ihmisissä, vaikka he eivät hengitä hiilimonoksidia. Ensimmäisen raportin jälkeen, jonka mukaan hiilimonoksidi on normaali hermovälittäjäaine vuonna 1993, sekä yksi kolmesta kaasusta, jotka luonnollisesti moduloivat kehon tulehdusreaktioita (kaksi muuta ovat typpioksidi ja rikkivety), hiilimonoksidi on saanut paljon tieteellistä huomiota. biologisena säätelijänä. Monissa kudoksissa kaikki kolme kaasua toimivat anti-inflammatorisina aineina, verisuonia laajentavina aineina ja uudissuonikasvun edistäjinä. Kliiniset tutkimukset ovat käynnissä pienillä määrillä hiilimonoksidia lääkkeenä. Liialliset hiilimonoksidimäärät aiheuttavat kuitenkin häkämyrkytyksen.

Molekyyliominaisuudet

Hiilimonoksidin molekyylipaino on 28,0, joten se on hieman kevyempi kuin ilma, jonka keskimääräinen molekyylipaino on 28,8. Ideaalikaasulain mukaan CO: n tiheys on siksi pienempi kuin ilman. Sidoksen pituus hiiliatomin ja happiatomin välillä on 112,8 pm. Tämä sidoksen pituus vastaa kolmoissidosta kuin molekyylitypessä (N2), jolla on samanlainen sidoksen pituus ja lähes sama molekyylipaino. Hiili-happi-kaksoissidokset ovat paljon pidempiä, esimerkiksi formaldehydillä 120,8 m. Kiehumispiste (82 K) ja sulamispiste (68 K) ovat hyvin samankaltaisia kuin N2 (77 K ja 63 K). Sidosdissosiaatioenergia 1072 kJ/mol on vahvempi kuin N2:n (942 kJ/mol) ja edustaa vahvinta tunnettua kemiallista sidosta. Hiilimonoksidielektronin perustila on singletti, koska parittomia elektroneja ei ole.

Kytkentä- ja dipolimomentti

Hiilellä ja hapella on yhteensä 10 elektronia valenssikuorissa. Hiilen ja hapen oktettisääntöä noudattaen kaksi atomia muodostavat kolmoissidoksen, jossa kuusi elektronia on jaettu kolmelle sidosmolekyylipallolle, eikä tavallinen kaksoissidos kuin orgaanisilla karbonyyliyhdisteillä. Koska neljä jaetuista elektroneista tulee hapesta ja vain kaksi hiilestä, yhdellä sidosradalla on kaksi happiatomien elektronia, jotka muodostavat datiivi- tai dipolisidoksen. Tämä johtaa molekyylin C←O-polarisaatioon, jossa hiilessä on pieni negatiivinen varaus ja hapen pieni positiivinen varaus. Kaksi muuta sidosorbitaalia ovat kumpikin yhden elektronin hiilestä ja yhden hapesta muodostaen (polaarisia) kovalenttisia sidoksia käänteisellä C → O -polarisaatiolla, koska happi on elektronegatiivisempi kuin hiili. Vapaassa hiilimonoksidissa negatiivinen nettovaraus δ- pysyy hiilen lopussa, ja molekyylin dipolimomentti on pieni 0,122 D.Molekyyli on siis epäsymmetrinen: hapella on enemmän elektronitiheyttä kuin hiilellä ja myös pieni positiivinen varaus verrattuna hiileen, mikä on negatiivinen. Sitä vastoin isoelektronisella typpimolekyylillä ei ole dipolimomenttia. Jos hiilimonoksidi toimii ligandina, dipolin napaisuus voi muuttua negatiivisella negatiivisella varauksella happipäässä koordinaatiokompleksin rakenteesta riippuen.

Sidosnapaisuus ja hapetusaste

Teoreettiset ja kokeelliset tutkimukset osoittavat, että hapen suuresta elektronegatiivisuudesta huolimatta dipolimomentti tulee hiilen negatiivisemmasta päästä hapen positiivisempaan päähän. Nämä kolme sidosta ovat itse asiassa polaarisia kovalenttisia sidoksia, jotka ovat erittäin polarisoituneita. Laskettu polarisaatio hapelle on 71 % σ-sidokselle ja 77 % molemmille π-sidoksille. Hiilen hapetusaste hiilimonoksidiksi kaikissa näissä rakenteissa on +2. Se lasketaan seuraavasti: kaikkien sitoutuvien elektronien katsotaan kuuluvan elektronegatiivisempiin happiatomeihin. Vain kaksi hiileen sitoutumatonta elektronia on hiiltä. Tällä laskennalla hiilellä on vain kaksi valenssielektronia molekyylissä verrattuna neljään vapaassa atomissa.

Biologiset ja fysiologiset ominaisuudet

Myrkyllisyys

Hiilimonoksidimyrkytys on yleisin kuolemaan johtava ilmamyrkytys monissa maissa. Hiilimonoksidi on väritön, hajuton ja mauton aine, joka on erittäin myrkyllinen. Se yhdessä hemoglobiinin kanssa tuottaa karboksihemoglobiinia, joka anastaa hemoglobiinikohdan, joka normaalisti kuljettaa happea, mutta on tehoton toimittamaan happea kehon kudoksiin. Jopa 667 ppm: n pitoisuudet voivat aiheuttaa jopa 50% kehon hemoglobiinista muutoksen karboksihemoglobiiniksi. 50% kavoi johtaa kohtauksiin, koomaan ja kuolemaan. Yhdysvalloissa työministeriö rajoittaa työpaikan hiilimonoksidialtistuksen pitkäaikaiselle tasolle 50 ppm. Lyhyen ajan kuluessa hiilimonoksidin imeytyminen on kumulatiivista, koska sen puoliintumisaika on noin 5 tuntia ulkoilmassa. Yleisimmät häkämyrkytyksen oireet voivat olla samankaltaisia kuin muuntyyppiset myrkytykset ja infektiot, ja niitä ovat esimerkiksi päänsärky, pahoinvointi, oksentelu, huimaus, väsymys ja heikkous. Sairastuneet perheet uskovat usein olevansa ruokamyrkytyksen uhreja. Vauvat voivat olla ärtyneitä ja syödä huonosti. Neurologiset oireet Näihin kuuluvat sekavuus, sekavuus, näön hämärtyminen, pyörtyminen (tajunnan menetys) ja kouristukset. Jotkin hiilimonoksidimyrkytyksen kuvaukset sisältävät verkkokalvon verenvuotoja sekä epänormaalin kirsikanpunaisen veren sävyn. Useimmissa kliinisissä diagnooseissa nämä merkit ovat harvinaisia. Yksi tämän "kirsikka" -vaikutuksen hyödyllisyyden vaikeuksista liittyy siihen, että se korjaa tai peittää muuten epäterveellisen ulkomuoto koska laskimoveren hemoglobiinin poistamisen pääasiallinen vaikutus on se, että kuristettu henkilö näyttää normaalimmalta tai kuollut ihminen elossa, samanlainen kuin balsamisaatioyhdisteen punaisten väriaineiden vaikutus. Tämä värjäysvaikutus hapettomassa CO-myrkytetyssä kudoksessa liittyy hiilimonoksidin kaupalliseen käyttöön lihan värjäämisessä. Hiilimonoksidi sitoutuu myös muihin molekyyleihin, kuten myoglobiiniin ja mitokondrioiden sytokromioksidaasiin. Altistuminen hiilimonoksidille voi aiheuttaa merkittävää vahinkoa sydämelle ja keskushermostolle hermosto erityisesti pallidumissa, liittyy usein pitkäaikaisiin kroonisiin patologisiin tiloihin. Hiilimonoksidilla voi olla vakavia haittavaikutuksia raskaana olevan naisen sikiöön.

Normaali ihmisen fysiologia

Hiilimonoksidia syntyy luonnostaan ihmiskehossa signaalimolekyylinä. Siten hiilimonoksidilla voi olla fysiologinen rooli elimistössä välittäjäaineena tai verisuonia rentouttavana aineena. Hiilimonoksidin roolin vuoksi kehossa sen aineenvaihduntahäiriöt liittyvät erilaisiin sairauksiin, kuten neurodegeneraatioon, verenpaineeseen, sydämen vajaatoimintaan ja tulehdukseen.

CO toimii endogeenisenä signalointimolekyylinä.

CO säätelee sydän- ja verisuonijärjestelmän toimintoja

CO estää verihiutaleiden aggregaatiota ja tarttumista

CO: lla voi olla rooli potentiaalisena terapeuttisena aineena

Mikrobiologia

Hiilimonoksidi on ravintoaine metanogeenisille arkeoille, rakennuspalikka asetyylikoentsyymi A. Tämä on aihe uusi alue bioorganometallinen kemia. Äärimmäiset mikro-organismit voivat siten metaboloida hiilimonoksidia paikoissa, kuten tulivuorten lämpöaukoissa. Bakteereissa hiilimonoksidia tuotetaan pelkistämällä hiilidioksidiayymillä, Fe-Ni-S -pitoisella proteiinilla. CooA on. Sen biologisen toiminnan laajuus on edelleen tuntematon. Se voi olla osa signalointireittiä bakteereissa ja arkeissa. Sen esiintyvyyttä nisäkkäillä ei ole varmistettu.

Levinneisyys

Hiilimonoksidia esiintyy monissa luonnollisissa ja keinotekoisissa ympäristöissä.

Hiilimonoksidia on ilmakehässä pieniä määriä pääasiassa vulkaanisen toiminnan tuotteena, mutta se on myös luonnollisten ja ihmisen aiheuttamien tulipalojen (esim. metsäpalot, kasvitähteiden polttaminen ja sokeriruo'on polttaminen) tuotetta. Fossiilisten polttoaineiden polttaminen edistää myös hiilimonoksidin muodostumista. Hiilimonoksidia esiintyy liuenneessa muodossa sulassa vulkaanisessa kivessä korkeissa paineissa maan vaipassa. Koska hiilimonoksidin luonnolliset lähteet ovat vaihtelevia, maakaasupäästöjä on erittäin vaikea mitata tarkasti. Hiilimonoksidi on nopeasti hajoava kasvihuonekaasu, ja se aiheuttaa myös epäsuoraa säteilypakotetta lisäämällä metaanin ja troposfäärin otsonin pitoisuutta kemiallisten reaktioiden seurauksena muiden ilmakehän komponenttien (esimerkiksi hydroksyyliradikaali, OH) kanssa. muuten tuhota ne. Ilmakehän luonnollisten prosessien seurauksena se lopulta hapettuu hiilidioksidiksi. Hiilimonoksidi on samanaikaisesti lyhytaikainen ilmakehässä (se pysyy keskimäärin noin kaksi kuukautta) ja sen pitoisuus vaihtelee alueellisesti. Venuksen ilmakehässä hiilimonoksidia syntyy hiilidioksidin fotodissoraation avulla elektromagneettinen säteily joiden aallonpituus on alle 169 nm. Hiilimonoksidia käytetään pitkään keski -troposfäärissä, ja sitä käytetään myös epäpuhtauksien suihkun kuljetusaineena.

Kaupunkien saastuminen

Hiilimonoksidi on väliaikainen ilmansaaste joissakin kaupunkialueissa, lähinnä polttomoottorien pakoputkista (mukaan lukien ajoneuvot, kannettavat ja valmiustilassa olevat generaattorit, ruohonleikkurit, pesukoneet jne.) Ja epätäydellisestä palamisesta johtuen eri polttoaineista (mukaan lukien polttopuut, hiili, puuhiili, öljy, parafiini, propaani, maakaasu ja roskat). Suurta hiilidioksidin saastumista voidaan havaita avaruudesta kaupunkien yli.

Rooli maanpinnan otsonin muodostumisessa

Hiilimonoksidi yhdessä aldehydien kanssa on osa sarjaa kemiallisia reaktiosyklejä, jotka muodostavat fotokemiallisen savusumun. Se reagoi hydroksyyliradikaalin (OH) kanssa muodostaen radikaalin välituotteen HOCO, joka siirtää nopeasti radikaalin vedyn O2:ksi muodostaen peroksidiradikaalin (HO2) ja hiilidioksidin (CO2). Sitten peroksidiradikaali reagoi typpioksidin (NO) kanssa muodostaen typpidioksidia (NO2) ja hydroksyyliradikaalia. NO 2 antaa O (3P) fotolyysin kautta muodostaen siten O3: n reaktion jälkeen O2: n kanssa. Koska hydroksyyliradikaali muodostuu NO2: n muodostumisen aikana, kemiallisten reaktioiden sekvenssin tasapaino, alkaen hiilimonoksidista, johtaa otsonin muodostumiseen: CO + 2O2 + hν → CO2 + O3 (missä hν viittaa valoa, jonka NO2 -molekyyli absorboi sekvenssissä) Vaikka luominen NO2 on tärkeä askel joka johtaa otsonin muodostumiseen matala taso se myös lisää otsonin määrää eri tavalla, jossain määrin toisensa poissulkevalla tavalla vähentämällä NO:n määrää, joka on käytettävissä reagoimaan otsonin kanssa.

Sisäilman saastuminen

Suljetussa ympäristössä hiilimonoksidin pitoisuus voi helposti nousta tappavaan tasoon. Keskimäärin 170 ihmistä kuolee joka vuosi Yhdysvalloissa hiilimonoksidia tuottaviin kulutustavaroihin, jotka eivät ole autoja. Floridan terveysministeriön mukaan "Yli 500 amerikkalaista kuolee kuitenkin vuosittain tahattomasta altistumisesta hiilimonoksidille ja tuhannet muut Yhdysvalloissa tarvitsevat hätätapauksia" sairaanhoito ei-kuolemaan johtavalla hiilimonoksidimyrkytyksellä." Näihin tuotteisiin kuuluvat vialliset polttoaineen polttolaitteet, kuten uunit, liedet, vedenlämmittimet sekä kaasu- ja kerosiinihuoneen lämmittimet; mekaanisesti ajettavat laitteet, kuten kannettavat generaattorit; takat; ja hiili, joka poltetaan kodeissa ja muissa suljetuissa tiloissa. American Association of Poison Control Centers (AAPCC) raportoi 15 769 hiilimonoksidimyrkytystapausta, jotka johtivat 39 kuolemaan vuonna 2007. Vuonna 2005 CPSC raportoi 94 kuolemantapausta, jotka liittyivät generaattorin hiilimonoksidimyrkytykseen. Näistä kuolemista 47 tapahtui voimakkaan sään aiheuttamien sähkökatkojen aikana, mukaan lukien hurrikaani Katrina. Ihmiset kuolevat kuitenkin hiilimonoksidimyrkytykseen, joka johtuu muista kuin elintarvikkeista, kuten autoista, jotka työntekijät jättävät kotiinsa vieressä olevissa autotalleissa. Centers for Disease Control and Prevention raportoi, että useita tuhansia ihmisiä käy vuosittain hätäsairaalassa häkämyrkytyksen vuoksi.

Läsnäolo veressä

Hiilimonoksidi imeytyy hengityksen kautta ja pääsee verenkiertoon kaasunvaihdon kautta keuhkoissa. Sitä syntyy myös hemoglobiinin aineenvaihdunnan aikana ja se pääsee verenkiertoon kudoksista ja on siten läsnä kaikissa normaaleissa kudoksissa, vaikka se ei pääsisi kehoon hengityksen kautta. Normaali veressä kiertävän hiilimonoksidin pitoisuus on 0–3% ja tupakoitsijoilla korkeampi. Hiilimonoksiditasoja ei voida arvioida fyysisellä tutkimuksella. Laboratoriotestit vaativat verinäyte (valtimo tai laskimo) ja laboratorioanalyysin CO-oksimetrillä. Lisäksi ei-invasiivinen karboksihemoglobiini (SPCO) pulssi-CO-oksimetrialla on tehokkaampi kuin invasiiviset menetelmät.

Astrofysiikka

Maan ulkopuolella hiilimonoksidi on toiseksi yleisin molekyyli tähtienvälisessä väliaineessa molekyylivedyn jälkeen. Epäsymmetrisyytensä vuoksi hiilimonoksidimolekyyli tuottaa paljon kirkkaampia spektriviivoja kuin vetymolekyyli, mikä tekee CO:n havaitsemisesta paljon helpompaa. Tähtienvälinen hiilimonoksidi havaittiin ensimmäisen kerran radioteleskoopeilla vuonna 1970. Se on tällä hetkellä yleisimmin käytetty molekyylikaasun indikaattori galaksien tähtienvälisessä väliaineessa, ja molekyylivety voidaan havaita vain käyttämällä ultraviolettivaloa, joka vaatii avaruusteleskooppeja. Hiilimonoksidin havainnot antavat suurimman osan tiedoista molekyylipilvistä, joissa useimmat tähdet muodostuvat. Beta Pictoris, Pictorin tähdistön toiseksi kirkkain tähti, osoittaa ylimääräistä infrapunasäteilyä verrattuna tyypin tyypillisiin tähtiin, koska tähti lähellä on paljon pölyä ja kaasua (mukaan lukien hiilimonoksidi).

Tuotanto

Hiilimonoksidin tuotantoon on kehitetty monia menetelmiä.

Teollisuustuotanto

CO:n pääasiallinen teollinen lähde on generaattorikaasu, pääasiassa hiilimonoksidin ja typen seos, joka muodostuu, kun hiiltä poltetaan korkean lämpötilan ilmassa, kun hiiltä on liikaa. Uunissa ilma johdetaan koksikerroksen läpi. Alkuperäinen tuotettu hiilidioksidi tasapainotetaan jäljellä olevan kuuman hiilen kanssa hiilidioksidin tuottamiseksi. CO2: n reaktio hiilen kanssa hiilidioksidin tuottamiseksi kuvataan Boudouardin reaktioksi. Yli 800 °C:n lämpötiloissa CO on vallitseva tuote:

CO2 + C → 2 CO (ΔH = 170 kJ / mol)

Toinen lähde on "vesikaasu", vedyn ja hiilimonoksidin seos, joka syntyy höyryn ja hiilen endotermisessä reaktiossa:

H2O + C → H2 + CO (ΔH = +131 kJ / mol)

Muita vastaavia "synteettisiä kaasuja" voidaan saada maakaasu ja muut polttoaineet. Hiilimonoksidi on myös sivutuote metallioksidimalmien pelkistämisessä hiilellä:

MO + C → M + CO

Hiilimonoksidia tuotetaan myös hapettamalla hiiltä suoraan rajoitetussa määrässä happea tai ilmaa.

2C (s) + O 2 → 2CO (g)

Koska CO on kaasu, pelkistysprosessia voidaan ohjata kuumentamalla käyttämällä reaktion positiivista (suotuisaa) entropiaa. Ellinghamin kaavio osoittaa, että hiilidioksidin muodostuminen on parempi kuin CO2 korkeissa lämpötiloissa.

Laboratorion valmistelu

Hiilimonoksidia saadaan kätevästi laboratoriossa dehydratoimalla muurahaishappoa tai oksaalihappoa, esimerkiksi käyttämällä väkevää rikkihappoa. Toinen menetelmä on lämmittää homogeeninen jauhemaisen sinkkimetallin ja kalsiumkarbonaatin seos, joka vapauttaa CO: ta ja jättää sinkkioksidia ja kalsiumoksidia:

Zn + CaCO3 → ZnO + CaO + CO

Hopeanitraatti ja jodoformi antavat myös hiilimonoksidia:

CHI3 + 3AgNO3 + H2O → 3HNO3 + CO + 3AgI

Koordinointikemia

Useimmat metallit muodostavat koordinaatiokomplekseja, jotka sisältävät kovalenttisesti kiinnittynyttä hiilimonoksidia. Vain alhaisimmissa hapettumistiloissa olevat metallit sitoutuvat hiilimonoksidiligandeihin. Tämä johtuu siitä, että tarvitaan riittävä elektronitiheys helpottamaan käänteistä luovutusta metalli-DXZ-orbitaalilta π*-molekyyliradalle CO:sta. Yksinäinen pari hiiliatomissa CO: ssa lahjoittaa myös elektronin tiheyden dx²-y² metallissa sigmasidoksen muodostamiseksi. Tämä elektronin luovutus ilmenee myös cis-vaikutuksena tai CO-ligandien labilisoitumisena cis-asemassa. Esimerkiksi nikkelikarbonyyli muodostuu hiilimonoksidin ja metallisen nikkelin suorasta yhdistelmästä:

Ni + 4 CO → Ni (CO) 4 (1 bar, 55 ° C)

Tästä syystä putken nikkeli tai sen osa ei saisi joutua pitkäaikaiseen kosketukseen hiilimonoksidin kanssa. Nikkelikarbonyyli hajoaa helposti takaisin Ni: ksi ja CO: ksi joutuessaan kosketuksiin kuumien pintojen kanssa, ja tätä menetelmää käytetään teollisessa nikkelin puhdistuksessa Mond -prosessissa. Nikkelikarbonyylissä ja muissa karbonyyleissä elektronipari hiilellä on vuorovaikutuksessa metallin kanssa; hiilimonoksidi lahjoittaa elektroniparin metallille. Näissä tilanteissa hiilimonoksidia kutsutaan karbonyyliligandiksi. Yksi tärkeimmistä metallikarbonyyleistä on rautapentakarbonyyli, Fe (CO) 5. Monet metalli-CO-kompleksit syntyvät dekarbonyloimalla orgaanisia liuottimia CO:n sijaan. Esimerkiksi iridiumtrikloridi ja trifenyylifosfiini reagoivat kiehuvassa 2-metoksietanolissa tai DMF:ssä, jolloin saadaan IrCl (CO) (PPh3) 2. Metallikarbonyylit koordinaatiokemiassa tutkitaan yleensä infrapunaspektroskopialla.

Orgaaninen kemia ja alkuaineiden pääryhmien kemia

Vahvojen happojen ja veden läsnä ollessa hiilimonoksidi reagoi alkeenien kanssa muodostaen karboksyylihappoja prosessissa, joka tunnetaan nimellä Koch-Haaf-reaktio. Guttermann-Koch-reaktiossa areenit muutetaan bentsaldehydijohdannaisiksi AlCl3: n ja HCl: n läsnä ollessa. Organolitiumyhdisteet (esimerkiksi butyylilitium) reagoivat hiilimonoksidin kanssa, mutta näillä reaktioilla on vain vähän tieteellistä käyttöä. Vaikka CO reagoi karbokationien ja karbanionien kanssa, se on suhteellisen reagoimaton orgaanisten yhdisteiden kanssa ilman metallikatalyyttien puuttumista. Pääryhmän reagensseilla CO käy läpi useita merkittäviä reaktioita. CO:n klooraus on teollinen prosessi, joka johtaa tärkeän yhdisteen fosgeenin muodostumiseen. Boraanin kanssa CO muodostaa adduktin, H3BCO:n, joka on isoelektroninen asyyli+kationin kanssa. CO reagoi natriumin kanssa muodostaen tuotteita C-C-linkit... Hiilimonoksidin polymeereinä voidaan pitää yhdisteitä sykloheksageheksoni tai trivinoyyli (C6O6) ja syklopentaanipentoni tai leukonihappo (C5O5), joita on tähän mennessä saatu vain pieniä määriä. Yli 5 GPa:n paineessa hiilimonoksidi muuttuu kiinteäksi hiilen ja hapen polymeeriksi. Se on metastabiili aine ilmanpaineessa, mutta se on voimakas räjähdysaine.

Käyttö

Kemianteollisuus

Hiilimonoksidi on teollisuuskaasu, jolla on monia käyttötarkoituksia bulkkikemikaalien valmistuksessa. Suuret määrät aldehydejä saadaan alkeenien, hiilimonoksidin ja H2: n hydroformylointireaktiolla. Hydroformylointi Shell -prosessissa mahdollistaa pesuaineiden esiasteiden luomisen. Fosgeeniä, joka soveltuu isosyanaattien, polykarbonaattien ja polyuretaanien tuotantoon, valmistetaan johtamalla puhdistettu hiilimonoksidi ja kloorikaasu huokoisen aktiivihiilikerroksen läpi, joka toimii katalyyttinä. Tämän yhdisteen maailmanlaajuisen tuotannon vuonna 1989 arvioitiin olevan 2,74 miljoonaa tonnia.

CO + Cl2 → COCl2

Metanolia tuotetaan hydraamalla hiilimonoksidia. Tähän liittyvässä reaktiossa hiilimonoksidin hydraus liittyy C-C-sidoksen muodostumiseen, kuten Fischer-Tropsch-prosessissa, jossa hiilimonoksidi hydrataan nestemäisiksi hiilivetypolttoaineiksi. Tämä tekniikka muuntaa hiilen tai biomassan dieselpolttoaineeksi. Monsanto-prosessissa hiilimonoksidi ja metanoli reagoivat rodiumpohjaisen katalyytin ja homogeenisen jodivetyhapon läsnä ollessa etikkahapon muodostamiseksi. Tämä prosessi vastaa suurimmasta osasta etikkahapon teollista tuotantoa. V teollisessa mittakaavassa, puhdasta hiilimonoksidia käytetään nikkelin puhdistamiseen Mond-prosessissa.

Lihan väritys

Hiilimonoksidia käytetään modifioiduissa ilmakehän pakkausjärjestelmissä Yhdysvalloissa, pääasiassa tuoreiden lihatuotteiden, kuten naudanlihan, sianlihan ja kalan, pakkaamisessa niiden pitämiseksi tuoreina. Hiilimonoksidi yhdistyy myoglobiinin kanssa muodostaen karboksimyoglobiinia, kirkkaan kirsikanpunaista pigmenttiä. Karboksymyoglobiini on vakaampi kuin myoglobiinin hapetettu muoto, oksymyoglobiini, joka voidaan hapettaa ruskeaksi pigmentiksi metmyoglobiiniksi. Tämä vakaa punainen väri voi kestää paljon kauemmin kuin tavallinen pakattu liha. Tyypilliset tätä prosessia käyttävissä laitoksissa käytettävät hiilimonoksidipitoisuudet ovat 0,4–0,5%. Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto (FDA) tunnusti tämän tekniikan ensimmäisen kerran "yleisesti turvalliseksi" (GRAS) vuonna 2002 käytettäväksi toissijaisena pakkausjärjestelmänä, eikä se vaadi merkintöjä. Vuonna 2004 FDA hyväksyi CO: n ensisijaiseksi pakkausmenetelmäksi ja totesi, että CO ei piilota pilaantumisen hajua. Tästä päätöksestä huolimatta on edelleen kiistanalaista, peittääkö tämä menetelmä ruoan pilaantumisen. Vuonna 2007 Yhdysvaltain edustajainhuoneessa esitettiin lakiesitys, jossa muokattua hiilimonoksidipakkausprosessia kutsuttiin värilisäaineeksi, mutta lakiesitystä ei hyväksytty. Tämä pakkausprosessi on kielletty monissa muissa maissa, kuten Japanissa, Singaporessa ja Euroopan unionissa.

Lääke

Biologiassa hiilimonoksidia tuotetaan luonnollisesti heme -oksigenaasin 1 ja 2 vaikutuksesta hemeen hemoglobiinin hajoamisen seurauksena. Tämä prosessi tuottaa tietyn määrän karboksihemoglobiinia normaaleissa ihmisissä, vaikka he eivät hengitä hiilimonoksidia. Sen jälkeen kun vuonna 1993 ilmoitettiin ensimmäisen kerran, että hiilimonoksidi on normaali välittäjäaine ja yksi kolmesta kaasusta, jotka luonnollisesti moduloivat tulehdusreaktioita kehossa (kaksi muuta ovat typpioksidi ja rikkivety), hiilimonoksidi on saanut paljon kliinistä huomiota biologisena säätelijänä. ... ... Monissa kudoksissa kaikkien kolmen kaasun tiedetään toimivan tulehdusta ehkäisevinä aineina, vasodilataattoreina ja neovaskulaarisen kasvun tehostajina. Nämä kysymykset ovat kuitenkin monimutkaisia, sillä uudissuonikasvu ei aina ole hyödyllistä, koska sillä on rooli kasvaimen kasvussa sekä märkän silmänpohjan rappeuman kehittymisessä, sairauden, jonka riski kasvaa 4-6 kertaa tupakoinnin aikana (päähiilen lähde). monoksidia veressä, useita kertoja enemmän kuin luonnollinen tuotanto). On olemassa teoria, että joissakin hermosolujen synapseissa, kun pitkäaikaismuistoja tallennetaan, vastaanottava solu tuottaa häkää, joka siirtyy takaisin lähetyskammioon, jolloin se siirtyy jatkossa helpommin. Joidenkin näistä hermosoluista on osoitettu sisältävän guanylaattisyklaasia, entsyymiä, joka aktivoituu hiilimonoksidin vaikutuksesta. Monissa laboratorioissa ympäri maailmaa hiilimonoksidilla on tehty tutkimuksia sen anti-inflammatorisista ja soluja suojaavista ominaisuuksista. Näitä ominaisuuksia voidaan käyttää estämään useiden patologisten tilojen kehittymistä, mukaan lukien iskeeminen reperfuusiovaurio, siirteen hylkiminen, ateroskleroosi, vakava sepsis, vakava malaria tai autoimmuunisairaudet. Ihmisillä on tehty kliinisiä tutkimuksia, mutta tuloksia ei ole vielä julkaistu.