Въглероден оксид

Въглеродният монооксид, наричан също въглероден оксид или въглероден окис, е газ без цвят и мирис, с моларна маса 28 g/mol (по-лек от въздуха). Химичната му формула е CO. Въглеродният оксид е продукт от непълното изгаряне на съдържащи въглерод вещества при липса на достатъчно кислород, необходим за пълното окисление до въглероден диоксид (CO₂). При висока концентрация газът е опасен за хората и животните, въпреки че се произвежда в малки количества при нормалния метаболизъм на животните и се смята, че има нормални биологични функции. Въглеродният оксид се поема чрез дишането и достига до кръвообращението чрез газообмена в белите дробове. Свързва се с хемоглобина, като се образува карбоксихемоглобин. Нормалните нива на концентрация в кръвта на карбоксихемоглобина са от 0% до 3%, като при пушачите са по-високи. Вдишването на достатъчно голямо количество води до задушаване и може да причини смърт.

Въглероден оксид
Имена
По IUPAC	въглероден монооксид
Други	въглероден окис
Свойства
Формула	CO
Моларна маса	27,100 g/mol
Плътност	0,00 g/cm³
Точка на топене	−205,0 °C
Точка на кипене	−191,7 °C
Парно налягане	3 500 000 Pa (20 °C)
Диполен момент	0,11 D
Термохимия
Стандартна енталпия на образуване	-110,52 kJ/mol
Стандартна моларна ентропия	197,7 J/(mol·K) (газ)
Опасности
NFPA 704	4 3 0
Идентификатори
CAS номер	630-08-0
PubChem	281
ChemSpider	275
Номер на ООН	1016
DrugBank	11588
KEGG	D09706
MeSH	D002248
ChEBI	17245
ChEMBL	CHEMBL1231840
RTECS	FG3500000
SMILES	[C-]#[O+]
InChI	1S/CO/c1-2
InChI ключ	UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N
UNII	7U1EE4V452
Gmelin	421
Данните са при стандартно състояние на материалите (25 °C, 100 kPa), освен ако не е указано друго.
Въглероден оксид в Общомедия

Химични свойства

Въглеродният оксид е полярна, слабо разтворима във вода молекула. Не взаимодейства с киселини, основи и водата, поради което е неутрален оксид.

Въглеродният оксид е продукт от химичната реакция на непълно горене на въглерода. Получава се при нагряване на графит в ограничена на O₂ атмосфера:

${\ce {2C + O2 -> 2CO + Q}}$.

Възможно е да бъде получен от водна пара и нагрят кокс. Получената смес е наречена воден газ:

${\ce {C + H2O <=> CO2 + H2}}$.

Лабораторни методи за получаване на оксида включват нагряване на безводни мравчена или оксалова киселина в сярнокисели условия:

${\ce {H2C2O4}}\xrightarrow {\mathrm {^{\circ }C,~H^{+}} } {\ce {CO + CO2{}+ H2O}}$,

${\ce {HCOOH}}\xrightarrow {\mathrm {k.~H_{2}SO_{4}} } {\ce {CO + H2O}}$.

Въглеродният оксид лесно изгаря със син пламък, отделяйки голямо количество топлина:

${\ce {2CO + O2 -> 2CO2 + Q}}$.

Присъединява се към молекули NaOH и NaOCH3:

${\ce {CO + NaOH -> NaOOC + 1/2 H2}}$,

${\ce {CO + NaOCH3 -> NaOOCCH3}}$.

Редуцира много метални оксиди и някои разтвори на техни соли при нагряване, поради което е от най-използваните редуциращи агенти в металургията:

${\ce {CO + PdCl2 + H2O -> Pd + CO2 + 2HCl}}$.

Паладият се отделя като кафяв колоиден разтвор. Тази реакция е много чувствителна и се използва за идентифициране на CO.

Тази редукция е етап от получаването на някои метали, например Zn:

${\ce {CO + ZnO -> Zn + CO2}}$.

Реагира с хлор и сяра при нагряване:

${\ce {CO + Cl2 -> COCl2}}$ (фосген),

${\ce {CO + S -> COS}}$ (карбонилсулфид).

Молекулата на CO е изоелектронна на N₂. Свободната електронна двойка при въглерода (:CO) позволява образуването на множество адукти. С CuCl образува адукта CuCl·CO(H₂O)₂ в кисела среда.

Токсичност

Симптоми при повишени количества на въглероден оксид

Отравяне с въглероден оксид настъпва при вдишване на достатъчно голямо количество от токсичния за човешкия организъм газ. Наличието на въглероден оксид във въздуха е трудно доловимо от човек, тъй като газът няма цвят и миризма. Източници на въглероден оксид могат да бъдат всякакви отоплителни уреди, поставени на непроветриво място: газови уреди, камини, печки на дърва, също изгорелите газове от автомобил; цигареният дим също може да съдържа високи концентрации на CO.

Постъпвайки в кръвообращението, въглеродният оксид се свързва с хемоглобина, който е основното съединение, пренасящо кислород в човешкото тяло; така се получава съединението карбоксихемоглобин. По този начин се възпрепятства доставката на кислород от хемоглобина до тъканите и това води до хипоксия. Aфинитетът на хемоглобина към въглеродния оксид е около 230 пъти по-силен от този към кислорода. Концентрация на газа от порядъка на 667 ppm може да причини превръщането на 50% от хемоглобина в човешкото тяло в карбоксихемоглобин, което води до пристъпи на задушаване, кома или смърт.