Чадний газ: формула і властивості

Багато газоподібні речовини, що існують у природі і одержувані при виробництвах, є сильними отруйними сполуками. Відомо, що хлор використовувався як біологічна зброя, пари брому володіють сильно роз`їдаючим дією на шкіру, сірководень викликає отруєння і так далі.

Одним з таких речовин є і монооксид вуглецю або чадний газ, формула якого має свої особливості в структурі. Про нього і піде мова далі.

Хімічна формула чадного газу

Емпіричний вид формули розглянутого з`єднання наступний: СО. Однак така форма дає характеристику лише про якісний та кількісний склад, але не зачіпає особливості будови і порядок з`єднання атомів у молекулі. А він відрізняється від такого у всіх інших подібних газах.

Саме ця особливість впливає на притаманні з`єднанням фізичні і хімічні властивості. Яка ж це структура?

Будова молекули

По-перше, за емпіричною формулою видно, що валентність вуглецю в з`єднанні дорівнює II. Так само, як і у кисню. Отже, кожен з них може сформувати по дві зв`язку. Хімічна формула чадного газу СО це наочно підтверджує.

Так і відбувається. Між атомом вуглецю і кисню за механізмом усуспільнення неспарених електронів відбувається утворення подвійний ковалентного полярного зв`язку. Таким чином, структурна формула чадного газу приймає вигляд С = О.

Однак на цьому особливості молекули не закінчуються. За донорно-акцепторним механізмом в молекулі відбувається формування третьої, датівная або Семиполярний зв`язку. Чим це пояснюється? Так як після утворення ковалентних зв`язків за обмінним порядку у кисню залишається дві пари електронів, а у атома вуглецю - порожня орбіталь, то останній виступає в ролі акцептора однієї з пар першого. Іншими словами, пара електронів кисню розміщується на вільній орбіталі вуглецю і відбувається утворення зв`язку.

Так, вуглець - акцептор, кисень - донор. Тому формула чадного газу в хімії приймає наступний вигляд: Сequiv-О. Така структуризація повідомляє молекулі додаткову хімічну стабільність і інертність в проявляти властивості при звичайних умовах.

Отже, зв`язку в молекулі монооксиду вуглецю:

• два ковалентні полярні, утворені за обмінним механізмом за рахунок усуспільнення неспарених електронів;
• один датівная, сформована за донорно-акцепторного взаємодії між парою електронів і вільної орбиталью;
• всього зв`язків в молекулі - три.

Фізичні властивості

Є ряд характеристик, якими, як і будь-яке інше з`єднання, володіє чадний газ. Формула речовини чітко дає зрозуміти, що кристалічна решітка молекулярна, стан при звичайних умовах газоподібний. Звідси випливають такі фізичні параметри.

1. Сequiv-О - чадний газ (формула), щільність - 1,164 кг / м³.
2. Температура кипіння і плавлення відповідно: 191/205 ⁰С.
3. Розчиняється в: воді (незначно), ефірі, бензолі, спирті, хлороформі.
4. Не має смаку і запаху.
5. Безбарвний.

З біологічної точки зору вкрай небезпечний для всіх живих істот, крім певних видів бактерій.

Хімічні властивості

З погляду хімічної активності, одне із самих інертних речовин при звичайних умовах - це чадний газ. Формула, в якій відображені всі зв`язки в молекулі, підтверджує це. Саме через таку міцної структури дане з`єднання при стандартних показниках навколишнього середовища практично не вступає ні в які взаємодії.

Однак слід хоча б трохи нагріти систему, як датівная зв`язок в молекулі валиться, як і ковалентні. Тоді монооксид вуглецю починає проявляти активні відновні властивості, причому досить сильні. Так, він здатний взаємодіяти з:

• киснем;
• хлором;
• лугами (розплави);
• з оксидами і солями металів;
• з сіркою;
• незначно з водою;
• з аміаком;
• з воднем.

Тому, як уже обмовлялося вище, властивості, які проявляє чадний газ, формула його багато в чому пояснює.

Знаходження в природі

Основне джерело СО в атмосфері Землі - лісові пожежі. Адже головний спосіб освіти даного газу природним шляхом - це неповне згоряння різного виду палива, в основному органічної природи.

Антропогенні джерела забруднення повітря монооксидом вуглецю так само важливі і дають по масовій частці такий же відсоток, як і природні. До них відносяться:

• дим від роботи фабрик і заводів, металургійних комплексів і інших промислових підприємств;
• вихлопні гази з двигунів внутрішнього згоряння.

У природних умовах чадний газ легко окислюється киснем повітря і парами води до вуглекислого газу. На цьому заснована перша допомога при отруєнні цим з`єднанням.

Отримання

Варто вказати одну особливість. Чадний газ (формула), вуглекислий газ (будова молекули) відповідно виглядають так: Сequiv-О і О = С = О. Різниця на один атом кисню. Тому промисловий спосіб отримання монооксиду заснований на реакції між діоксидом і вугіллям: СО₂ + С = 2СО. Це найпростіший і найпоширеніший спосіб синтезу даного з`єднання.

У лабораторії використовують різні органічні сполуки, солі металів і комплексні речовини, так як вихід продукту не очікують занадто великим.

Якісний реагент на наявність у повітрі або розчині чадного газу - хлорид паладію. При їх взаємодії формується чистий метал, який викликає потемніння розчину або поверхні паперу.

Біологічна дія на організм

Як уже обмовлялося вище, чадний газ - це дуже отруйний безбарвний, небезпечний і смертоносний шкідник для людського організму. Та й не тільки саме людського, а взагалі будь-якого живого. Рослини, які знаходяться під впливом вихлопних газів автомобілів, гинуть дуже швидко.

У чому ж саме полягає біологічний вплив монооксиду вуглецю на внутрішнє середовище тварин істот? Вся справа у формуванні міцних комплексних сполук білка крові гемоглобіну і розглянутого газу. Тобто замість кисню захоплюються молекули отрути. Клітинне дихання миттєво блокується, газообмін стає неможливим в нормальному його перебігу.

У результаті відбувається поступова блокування всіх молекул гемоглобіну і, як наслідок, смерть. Досить поразки всього на 80%, щоб результат отруєння став летальним. Для цього концентрація чадного газу в повітрі повинна становити 0,1%.

Першими ознаками, за якими можна визначити настання отруєння цим з`єднанням, є:

• головний біль;
• запаморочення;
• втрата свідомості.

Перша допомога - вийти на свіже повітря, де чадний газ під впливом кисню перетвориться на вуглекислий, тобто знешкодити. Випадки смертей від дії даної речовини дуже часті, особливо в будинках з пічним опаленням. Адже при згорянні дров, вугілля і іншого виду палива в якості побічного продукту обов`язково утворюється цей газ. Дотримання правил техніки безпеки вкрай важливо для збереження життя і здоров`я людини.

Також багато випадків отруєння в гаражних приміщеннях, де зібрано багато працюючих двигунів автомобілів, але недостатньо підведений приплив свіжого повітря. Смерть при перевищенні допустимої концентрації настає вже через годину. Відчути присутність газу фізично неможливо, адже ні запаху, ні кольору у нього немає.

Використання в промисловості

У металургійній промисловості для реакцій відновлення металів з їхніх оксидів або солей використовується часто саме чадний газ. Формула утворюється в результаті з`єднання - СО₂. Також формується чиста речовина - метал.

Крім того, монооксид вуглецю застосовують:

• для обробки м`ясних і рибних продуктів, що дозволяє надати їм свіжий вигляд;
• для синтезів деяких органічних сполук;
• як компонент генераторного газу.

Тому ця речовина є не тільки шкідливим і небезпечним, але ще і вельми корисним для людини та її господарської діяльності.