Көміртек оксидтері

Соңғы жылдары педагогика ғылымында тұлғаға бағытталған оқытуға басымдық берілуде. Жеке тұлғаның қасиеттерінің қалыптасуы іс-әрекет процесінде жүреді: оқу, ойын, еңбек. Сондықтан маңызды фактороқыту – оқу үрдісін ұйымдастыру, мұғалім мен студенттердің және оқушылардың өзара қарым-қатынасының сипаты. Осы идеяларды негізге ала отырып, мен оқу-тәрбие үрдісін ерекше етіп құруға тырысамын. Сонымен бірге әрбір студент материалды оқу қарқынын өзі таңдайды, оған қолжетімді деңгейде, табысты жағдайда жұмыс істеуге мүмкіндік алады. Сабақта тек пәндік ғана емес, сонымен қатар сахналау сияқты жалпы білім беру дағдыларын меңгеруге және жетілдіруге болады. тәрбиелік мақсат, оған жетудің құралдары мен жолдарын таңдау, жетістіктеріңізді бақылау, қателерді түзету. Оқушылар әдебиетпен жұмыс істеуге, конспект, сызба, сызба жасауға, топпен, жұппен, жеке жұмыс істеуге, конструктивті пікір алмасуға, логикалық дәлелдеуге, қорытынды жасауға үйренеді.

Мұндай сабақтарды өткізу оңай емес, бірақ егер сіз табысқа жетсеңіз, сіз қанағаттануды сезінесіз. Мен сабақтарымның бірінің сценарийін ұсынамын. Оған әріптестері, әкімшілік және психолог қатысты.

Сабақтың түрі.Жаңа материалды меңгерту.

Мақсаттар.Мотивация және студенттердің негізгі білімдері мен дағдыларын жаңарту негізінде көмірқышқыл газы мен көмірқышқыл газының құрылымын, физикалық және химиялық қасиеттерін, алынуын және қолданылуын қарастыру.

Мақала www.Artifex.Ru сайтының қолдауымен дайындалған. Егер сіз осы саладағы біліміңізді кеңейтуді шешсеңіз заманауи өнер, Бұл оңтайлы шешім www.Artifex.Ru веб-сайтына кіреді. ARTIFEX шығармашылық альманахы үйден шықпай-ақ заманауи өнер туындыларымен танысуға мүмкіндік береді. Көбірек егжей-тегжейлі ақпаратоны www.Artifex.Ru сайтынан таба аласыз. Сіздің көкжиегіңізді және сұлулық сезімін кеңейтуді бастау ешқашан кеш емес.

Құрал-жабдықтар мен реагенттер.«Бағдарламаланған шолу» карталары, плакат диаграммасы, газдарды өндіруге арналған құрылғылар, стақандар, пробиркалар, өрт сөндіргіштер, сіріңкелер; әк суы, натрий оксиді, бор, тұз қышқылы, индикаторлық ерітінділер, H 2 SO 4 (конс.), HCOOH, Fe 2 O 3.

Постер диаграммасы
«Көміртек тотығы (көміртек тотығы (II)) СО молекуласының құрылымы».

САБАҚ КЕЗІНДЕ

Кабинеттегі студенттерге арналған үстелдер шеңбер бойымен орналасқан. Оқытушы мен студенттердің зертханалық кестелерге (1, 2, 3) еркін өту мүмкіндігі бар. Сабақ барысында балалар оқу үстелдерінде (4, 5, 6, 7, ...) бір-бірімен өз қалаулары бойынша отырады (4 адамнан тұратын бос топтар).

Мұғалім. Дана қытай мақалы(тақтаға әдемі жазылған) оқиды:

«Мен естимін - ұмытамын,
Көремін - есімде
Мен түсінемін.

Қытай данышпандарының тұжырымдарымен келісесіз бе?

Қандай орыс мақалдары қытай даналығын көрсетеді?

Балалар мысалдар келтіреді.

Мұғалім. Шынында да, жасау арқылы ғана құнды өнімді алуға болады: жаңа заттар, құрылғылар, машиналар, сондай-ақ материалдық емес құндылықтар - қорытындылар, жалпылаулар, қорытындылар. Мен бүгін сендерді екі заттың қасиеттерін зерттеуге қатысуға шақырамын. Белгілі болғандай, көлікті техникалық байқаудан өткізу кезінде жүргізуші көліктегі пайдаланылған газдардың жағдайы туралы анықтама береді. Сертификатта қандай газ концентрациясы көрсетілген?

(О т в е т. СО.)

студент. Бұл газ улы. Қанға еніп, ол дененің улануын тудырады («жану», сондықтан оксидтің атауы - көміртегі тотығы). Ол автомобильдің пайдаланылған газдарында өмірге қауіпті мөлшерде кездеседі.(газеттен моторы жұмыс істеп тұрған кезде гаражда ұйықтап қалып, қайтыс болған жүргізуші туралы хабарды оқиды). Көмірқышқыл газымен уланудың антидоты - таза ауамен және таза оттегімен тыныс алу. Тағы бір көміртегі тотығы көміртегі диоксиді.

Мұғалім. Үстелдеріңізде «Бағдарламаланған сауалнама» картасы бар. Оның мазмұнымен танысып, бос қағазға өмірлік тәжірибеңіздің негізінде жауабын білетін тапсырмалардың нөмірін белгілеңіз. Тапсырма мәлімдемесінің нөміріне қарама-қарсы осы мәлімдеме қатысты көміртегі тотығының формуласын жазыңыз.

Студенттердің кеңесшілері (2 адам) жауап парақтарын жинайды және жауаптардың нәтижелері бойынша келесі жұмыс үшін жаңа топтар құрады.

«Көміртегі оксидтері» бағдарламаланған зерттеу

1. Бұл оксидтің молекуласы бір көміртек атомынан және бір оттегі атомынан тұрады.

2. Молекуладағы атомдар арасындағы байланыс полярлық ковалентті.

3. Суда іс жүзінде ерімейтін газ.

4. Бұл оксидтің молекуласында бір көміртек атомы және екі оттегі атомы бар.

5. Оның иісі де, түсі де жоқ.

6. Суда еритін газ.

7. Тіпті –190 °C температурада да сұйылтпайды ( т kip = –191,5 °C).

8. Қышқыл оксиді.

9. Ол оңай сығылады, 20 °C температурада 58,5 атм қысымда ол сұйық болып, «құрғақ мұзға» айналады.

10. Улы емес.

11. Тұз түзбейтін.

12. Жанғыш

13. Сумен әрекеттеседі.

14. Негізгі оксидтермен әрекеттеседі.

15. -мен әрекеттеседі металл оксидтері, олардан бос металдарды қалпына келтіру.

16. Қышқылдарды көмірқышқыл тұздарымен әрекеттескенде алады.

17. I.

18. Сілтілермен әрекеттеседі.

19. Жылыжайларда және жылыжайларда өсімдіктер сіңіретін көміртегінің көзі өнімділіктің жоғарылауына әкеледі.

20. Су мен сусындарды газдандыру үшін қолданылады.

Мұғалім. Картаның мазмұнын қайта қарап шығыңыз. Ақпаратты 4 блокқа топтаңыз:

құрылым,

физикалық қасиеттері,

Химиялық қасиеттері,

қабылдау.

Мұғалім әр топ студенттеріне сөйлеуге мүмкіндік береді және презентацияларды қорытындылайды. Сосын студенттер әртүрлі топтаржұмыс жоспарыңызды таңдаңыз - оксидтерді зерттеу тәртібі. Осы мақсатта олар ақпарат блоктарын нөмірлеп, таңдауын негіздейді. Оқу тәртібі жоғарыда жазылғандай немесе белгіленген төрт блоктың кез келген басқа комбинациясы болуы мүмкін.

Мұғалім оқушылардың назарын тақырыптың негізгі тұстарына аударады. Көміртек оксидтері газ тәріздес заттар болғандықтан, оларды абайлап өңдеу керек (қауіпсіздік нұсқаулары). Мұғалім әр топтың жоспарын бекітіп, консультанттарды (алдын ала дайындалған студенттер) тағайындайды.

Демонстрациялық тәжірибелер

1. Көмірқышқыл газын шыныдан шыныға құю.

2. СО 2 жиналатындықтан стақандағы сөндіргіш шамдар.

3. Бір стақан суға бірнеше кішкене құрғақ мұзды салыңыз. Су қайнап, одан қою ақ түтін шығады.

СО 2 газы бөлме температурасында 6 МПа қысыммен сұйылтылған. Сұйық күйде ол болат цилиндрлерде сақталады және тасымалданады. Егер сіз осындай цилиндрдің клапанын ашсаңыз, СО 2 сұйықтығы булана бастайды, соның салдарынан қатты салқындату орын алады және газдың бір бөлігі қар тәрізді массаға - «құрғақ мұзға» айналады, ол басылып, сақтау үшін қолданылады. балмұздақ.

4. Химиялық көбікті өрт сөндіргішті (КФО) демонстрациялау және оның жұмыс істеу принципін үлгі – тығыны бар пробирка мен газ шығару түтігі арқылы түсіндіру.

туралы ақпарат құрылым№1 кестеде (1 және 2 нұсқау карталары, СО және СО 2 молекулаларының құрылымы).

туралы ақпарат физикалық қасиеттері– №2 кестеде (оқулықпен жұмыс – Габриелян О.С.Химия-9. М.: Бустард, 2002, б. 134–135).

Деректер түбіртек туралы және химиялық қасиеттері – № 3 және 4 кестелер бойынша (3 және 4 нұсқау карталары, практикалық жұмысқа нұсқаулық, оқулықтың 149–150 б.).

Практикалық жұмыс Көміртек оксиді (IV) алу және оның қасиеттерін зерттеу Пробиркаға бірнеше бор немесе мәрмәр кесектерін салып, аздап сұйылтылған тұз қышқылын қосыңыз. Түтікшені тығынмен және газ шығатын түтікпен тез жабыңыз. Түтіктің ұшын 2-3 мл әк суы бар басқа пробиркаға салыңыз. Газ көпіршіктері әк суы арқылы өтетінін бірнеше минут бақылаңыз. Содан кейін ерітіндіден газ шығатын түтіктің ұшын алып тастап, оны тазартылған сумен шайыңыз. Пробирканы 2-3 мл дистилденген суы бар басқа пробиркаға салып, одан газ өткізіңіз. Бірнеше минуттан кейін пробирканы ерітіндіден алып, алынған ерітіндіге бірнеше тамшы көк лакмус тамызыңыз. Пробиркаға 2-3 мл сұйылтылған натрий гидроксиді ерітіндісін құйып, оған бірнеше тамшы фенолфталеин тамызыңыз. Содан кейін ерітінді арқылы газды өткізіңіз. Сұрақтарға жауап бер. Сұрақтар 1. Бор немесе мәрмәрді тұз қышқылымен өңдегенде не болады? 2. Неліктен көмірқышқыл газын әк суынан өткізгенде, ерітінді алдымен бұлыңғыр болады, содан кейін әк ериді? 3. Көміртек (IV) оксиді тазартылған су арқылы өткенде не болады? Сәйкес реакциялардың теңдеулерін молекулалық, иондық және қысқартылған иондық түрде жазыңыз. Карбонатты тану Сізге берілген төрт пробиркада кристалды заттар бар: натрий сульфаты, мырыш хлориді, калий карбонаты, натрий силикаты. Әрбір пробиркада қандай зат бар екенін анықтаңыз. Реакция теңдеулерін молекулалық, иондық және қысқартылған иондық түрде жазыңыз.

Үй жұмысы

Мұғалім «Бағдарламаланған сауалнама» картасын үйге апаруды және келесі сабаққа дайындалу кезінде ақпаратты алу жолдарын ойластыруды ұсынады. (Сіз зерттеп отырған газдың сұйылатынын, қышқылмен әрекеттесетінін, улы екенін және т.б. екенін қайдан білдіңіз?)

Өздік жұмысстуденттер

Практикалық жұмысбалалар топтарымен бірге орындайды әртүрлі жылдамдықта. Сондықтан жұмысты тезірек аяқтағандарға ойындар ұсынылады.

Бесінші дөңгелек

Төрт заттың ортақ нәрсе болуы мүмкін, бірақ бесінші зат қатардан ерекшеленеді, артық.

1. Көміртек, алмаз, графит, карбид, карабин. (Карбид.)

2. Антрацит, шымтезек, кокс, май, шыны. (Шыны.)

3. Әктас, бор, мәрмәр, малахит, кальцит. (Малахит.)

4. Кристалды сода, мәрмәр, калий, каустик, малахит. (Каустик.)

5. Фосген, фосфин, циан қышқылы, калий цианиді, күкірт көміртегі. (Фосфин.)

6. Теңіз суын, минералды су, тазартылған су, жер асты сулары, кермек су. (Дистилденген су.)

7. Әк сүті, мамық, сөндірілген әк, әктас, әк суы. (Әктас.)

8. Li 2 CO 3; (NH 4) 2 CO 3; CaCO 3; K 2 CO 3 , Na 2 CO 3 . (CaCO3.)

Синонимдер

Жазыңыз химиялық формулаларзаттар немесе олардың атаулары.

1. Галоген -... (Хлор немесе бром.)

2. Магнезит – ... (MgCO 3.)

3. Мочевина –... ( Мочевина H 2 NC(O)NH 2.)

4. Калий - ... (K 2 CO 3.)

5. Құрғақ мұз - ... (CO 2.)

6. Сутегі оксиді –... ( Су.)

7. Аммиак -... ( 10% сулы аммиак ерітіндісі.)

8. Азот қышқылының тұздары –... ( Нитраттар– KNO 3, Ca(NO 3) 2, NaNO 3.)

9. Табиғи газ – ... ( Метан CH 4.)

Антоним сөздер

Ұсынылғанға мағынасы қарама-қарсы химиялық терминдерді жазыңыз.

1. Тотықтырғыш –... ( Тотықсыздандырғыш.)

2. Электрондық донор –… ( Электронды қабылдаушы.)

3. Қышқылдық қасиеттері – ... ( Негізгі қасиеттер.)

4. Диссоциация –… ( Қауымдастық.)

5. Адсорбция – ... ( Десорбция.)

6. Анод –... ( Катод.)

7. Анион –… ( Катион.)

8. Металл –... ( Металл емес.)

9. Бастапқы заттар –... ( Реакция өнімдері.)

Үлгілерді іздеу

Көрсетілген заттар мен құбылыстарды біріктіретін белгіні белгілеңіз.

1. Алмаз, карабин, графит – ... ( Көміртектің аллотропты модификациялары.)

2. Шыны, цемент, кірпіш - ... ( Құрылыс материалдары.)

3. Тыныс алу, шіру, жанартау атқылау - ... ( Көмірқышқыл газының бөлінуімен жүретін процестер.)

4. CO, CO 2, CH 4, SiH 4 – ... ( IV топ элементтерінің қосылыстары.)

5. NaHCO 3, CaCO 3, CO 2, H 2 CO 3 – ... ( Көміртектің оттекті қосылыстары.)

Физикалық қасиеттері.

Көміртек тотығы – түссіз және иіссіз газ, суда аз ериді.

• t п. 205 °C,
• т кип. 191 °C
• критикалық температура =140°С
• критикалық қысым = 35 атм.
• СО-ның судағы ерігіштігі көлемі бойынша 1:40 шамасында.

Химиялық қасиеттері.

Сағат қалыпты жағдайлар CO инертті; қыздырған кезде - қалпына келтіргіш; тұз түзбейтін оксид.

1) оттегімен

2C +2 O + O 2 = 2C +4 O 2

2) металл оксидтерімен

C +2 O + CuO = Cu + C +4 O 2

3) хлормен (жарықта)

CO + Cl 2 --hn-> COCl 2 (фосген)

4) сілтілі балқымалармен әрекеттеседі (қысыммен)

CO + NaOH = HCOONa (натрий құмырсқа қышқылы (натрий форматы))

5) өтпелі металдармен карбонилдер түзеді

Ni + 4CO =t°= Ni(CO) 4

Fe + 5CO =t°= Fe(CO) 5

Көміртек тотығы сумен химиялық әрекеттеспейді. CO сонымен қатар сілтілермен және қышқылдармен әрекеттеспейді. Ол өте улы.

Химиялық жағынан көміртегі тотығы негізінен оның қосылу реакцияларына бейімділігімен және қалпына келтіретін қасиеттерімен сипатталады. Дегенмен, бұл екі тенденция әдетте жоғары температурада ғана пайда болады. Бұл жағдайда СО оттегімен, хлормен, күкіртпен, кейбір металдармен және т.б. қосылады.Сонымен бірге көміртек оксиді қыздырғанда көптеген оксидтерді металдарға дейін тотықсыздандырады, бұл металлургия үшін өте маңызды.

Қыздырумен қатар СО-ның химиялық белсенділігінің артуы көбінесе оның еруінен болады. Осылайша, ерітіндіде ол Au, Pt және кейбір басқа элементтердің тұздарын қарапайым температурада бос металдарға дейін қалпына келтіруге қабілетті.

Сағат жоғары температураларЖәне жоғары қысымдарСО-ның сумен және күйдіргіш сілтілермен әрекеттесуі бар: бірінші жағдайда HCOOH, ал екіншісінде натрий құмырсқа қышқылы түзіледі. Соңғы реакция 120 °C температурада, 5 атм қысымда жүреді және техникалық қолданылады.

Палладий хлоридінің ерітіндідегі тотықсыздануы жалпы схема бойынша оңай:

PdCl 2 + H 2 O + CO = CO 2 + 2 HCl + Pd

газдар қоспасында көміртегі оксидін ашу үшін ең жиі қолданылатын реакция ретінде қызмет етеді. Тіпті өте аз мөлшердегі СО да ұсақ ұсақталған палладий металының бөлінуіне байланысты ерітіндінің аздап бояуы арқылы оңай анықталады. СО-ны сандық анықтау реакцияға негізделген:

5 CO + I 2 O 5 = 5 CO 2 + I 2.

Ерітіндідегі СО-ның тотығуы көбінесе катализатордың қатысуымен ғана байқалатын жылдамдықпен жүреді. Соңғысын таңдағанда, негізгі рөлді тотықтырғыштың табиғаты атқарады. Осылайша, KMnO 4 майда ұсақталған күміс, K 2 Cr 2 O 7 - сынап тұздары, KClO 3 - OsO 4 қатысында СО тез тотықтырады. Жалпы алғанда, тотықсыздандырғыш қасиеттері бойынша СО молекулалық сутегіге ұқсас, ал қалыпты жағдайда оның белсенділігі соңғысына қарағанда жоғары. Бір қызығы, CO тотығуы арқылы өмірге қажетті энергияны алатын бактериялар бар.

СО мен Н2 тотықсыздандырғыштар ретінде салыстырмалы белсенділігін қайтымды реакцияны зерттеу арқылы бағалауға болады:

тепе-теңдік күйі жоғары температурада тез орнатылады (әсіресе Fe 2 O 3 болған кезде). 830 °C температурада тепе-теңдік қоспасында CO және H 2 тең мөлшерде болады, яғни екі газдың да оттегіге жақындығы бірдей. 830 °C төмен, күшті тотықсыздандырғыш - CO, жоғары - H2.

Жоғарыда қарастырылған реакция өнімдерінің біреуінің байланысы масса әрекетінің заңына сәйкес оның тепе-теңдігін ауыстырады. Сондықтан көміртегі тотығы мен су буының қоспасын кальций оксидінің үстінен өткізу арқылы сутегін мына схема бойынша алуға болады:

H 2 O + CO + CaO = CaCO 3 + H 2 + 217 кДж.

Бұл реакция 500 ° C температурада орын алады.

Ауада СО шамамен 700 °C температурада тұтанады және көк жалынмен CO 2-ге дейін жанады:

2 CO + O 2 = 2 CO 2 + 564 кДж.

Осы реакциямен бірге жүретін жылудың айтарлықтай бөлінуі көміртегі тотығын бағалы газ тәрізді отынға айналдырады. Дегенмен, көпшілігі кең қолдануол әртүрлі органикалық заттардың синтезі үшін бастапқы өнім ретінде кездеседі.

Пештерде көмірдің қалың қабаттарының жануы үш кезеңде жүреді:

1) C + O 2 = CO 2;

2) CO 2 + C = 2 CO;

3) 2 CO + O 2 = 2 CO 2.

Егер құбыр мерзімінен бұрын жабылса, пеште оттегінің жетіспеушілігі пайда болады, бұл СО қыздырылған бөлмеге таралып, улануға (түтін) әкелуі мүмкін. Айта кету керек, «көміртегі тотығының» иісі CO емес, кейбір органикалық заттардың қоспаларынан туындайды.

CO жалынының температурасы 2100 °C-қа дейін болуы мүмкін. СО-ның жану реакциясы қызық, ол 700-1000 ° C дейін қыздырғанда, ол су буының немесе басқа құрамында сутегі бар газдардың (NH 3, H 2 S және т.б.) іздері болған кезде ғана айтарлықтай жылдамдықпен жүреді. Бұл қарастырылып отырған реакцияның тізбекті сипатына байланысты, ол келесі схемалар бойынша ОН радикалдарының аралық түзілуі арқылы жүреді:

H + O 2 = HO + O, онда O + CO = CO 2, HO + CO = CO 2 + H, т.б.

Өте жоғары температуралар CO жану реакциясы айтарлықтай қайтымды болады. 4000 °C-тан жоғары тепе-теңдік қоспасындағы (1 атм қысымда) CO 2 мөлшері шамалы ғана болуы мүмкін. СО молекуласының өзі термиялық тұрақтылығы сонша, ол 6000 °C температурада да ыдырамайды. СО молекулалары жұлдыз аралық ортада табылды.

СО 80 °C температурада К металына әсер еткенде, K 6 C 6 O 6 құрамының түссіз кристалды, жоғары жарылғыш қосылысы түзіледі. Калийдің жойылуымен бұл зат оңай көміртегі тотығы C 6 O 6 («трихинон») айналады, оны СО полимерленуінің өнімі ретінде қарастыруға болады. Оның құрылымы көміртегі атомдарынан түзілген алты мүшелі циклге сәйкес келеді, олардың әрқайсысы бір-бірімен байланысты қос байланысоттегі атомдарымен.

СО-ның күкіртпен әрекеттесуі реакцияға сәйкес:

CO + S = COS + 29 кДж

Ол тек жоғары температурада тез жүреді.

Алынған көміртегі тиоксиді (O=C=S) түссіз және иіссіз газ (mp -139, bp -50 °C).

Көміртек (II) тотығы белгілі бір металдармен тікелей қосылуға қабілетті. Нәтижесінде металл карбонилдері түзіледі, оларды күрделі қосылыстар ретінде қарастыру керек.

Көміртек (II) оксиді де кейбір тұздармен күрделі қосылыстар түзеді. Олардың кейбіреулері (OsCl 2 ·3CO, PtCl 2 ·CO, т.б.) тек ерітіндіде тұрақты. Соңғы заттың түзілуі күшті HCl құрамындағы CuCl ерітіндісінің көміртегі оксиді (II) сіңуімен байланысты. Ұқсас қосылыстар CuCl аммиак ерітіндісінде түзіледі, ол көбінесе газдарды талдау кезінде СО сіңіру үшін қолданылады.

Түбіртек.

Көміртек оксиді оттегісіз көміртек жанғанда пайда болады. Көбінесе ол көмірқышқыл газының ыстық көмірмен әрекеттесу нәтижесінде алынады:

CO 2 + C + 171 кДж = 2 СО.

Бұл реакция қайтымды және оның тепе-теңдігі 400 ° C-тан төмен дерлік солға, ал 1000 ° C жоғары - оңға ығысады (7-сурет). Дегенмен, ол жоғары температурада ғана айтарлықтай жылдамдықпен орнатылады. Сондықтан қалыпты жағдайда СО айтарлықтай тұрақты.

Күріш. 7. Тепе-теңдік CO 2 + C = 2 CO.

Элементтерден СО түзілуі мына теңдеу бойынша жүреді:

2 C + O 2 = 2 CO + 222 кДж.

Құмырсқа қышқылын ыдырату арқылы аз мөлшерде СО алу ыңғайлы:

HCOOH = H 2 O + CO

Бұл реакция HCOOH ыстық, күшті күкірт қышқылымен әрекеттескенде оңай жүреді. Іс жүзінде бұл дайындық не конц әрекетімен жүзеге асырылады. күкірт қышқылы HCOOH сұйықтығына (қыздыру кезінде) немесе соңғысының буларын фосфор гемипентаоксидінің үстінен өткізу арқылы. Схема бойынша HCOOH-ның хлорсульфон қышқылымен әрекеттесуі:

HCOOH + CISO 3 H = H 2 SO 4 + HCI + CO

Ол қалыпты температурада жұмыс істейді.

СО зертханалық өндірісінің ыңғайлы әдісі конц. күкірт қышқылы, қымыздық қышқылы немесе калий темір сульфиді. Бірінші жағдайда реакция келесі схема бойынша жүреді:

H 2 C 2 O 4 = CO + CO 2 + H 2 O.

СО-мен бірге көмірқышқыл газы да бөлінеді, оны өту арқылы ұстауға болады газ қоспасыбарий гидроксиді ерітіндісі арқылы. Екінші жағдайда жалғыз газ тәрізді өнім көміртегі тотығы болып табылады:

K 4 + 6 H 2 SO 4 + 6 H 2 O = 2 K 2 SO 4 + FeSO 4 + 3 (NH 4) 2 SO 4 + 6 CO.

Үлкен мөлшерлерСО-ны толық емес жану арқылы алуға болады көмірарнайы пештерде – газ генераторларында. Кәдімгі («ауа») генераторлық газдың құрамында орта есеппен (көлем %): CO-25, N2-70, CO 2 -4 және басқа газдардың аздаған қоспалары бар. Жанған кезде м3-ге 3300-4200 кДж өндіреді. Кәдімгі ауаны оттегімен ауыстыру СО құрамының айтарлықтай артуына (және газдың жылулық құндылығының жоғарылауына) әкеледі.

Бұдан да көп СО су газында болады, ол (д идеалды жағдай) тең көлемдегі CO және H 2 қоспасынан және жану кезінде 11 700 кДж/м 3 береді. Бұл газ су буын ыстық көмір қабаты арқылы үрлеу арқылы алынады және шамамен 1000 °C температурада әрекеттесу мына теңдеу бойынша жүреді:

H 2 O + C + 130 кДж = CO + H 2.

Су газының пайда болу реакциясы жылуды сіңірумен жүреді, көмір бірте-бірте салқындайды және оны ыстық күйде ұстау үшін су буының өтуін ауаның (немесе оттегінің) газға өтуімен ауыстыру қажет. генератор. Осыған байланысты су газы шамамен CO-44, H 2 -45, CO 2 -5 және N 2 -6% құрайды. Ол әртүрлі органикалық қосылыстарды синтездеу үшін кеңінен қолданылады.

Көбінесе аралас газ алынады. Оны алу процесі бір мезгілде ыстық көмір қабаты арқылы ауа мен су буын үрлеуге дейін, яғни. жоғарыда сипатталған екі әдістің комбинациясы - Сондықтан аралас газдың құрамы генератор мен су арасында аралық болып табылады. Орташа алғанда оның құрамында: CO-30, H 2 -15, CO 2 -5 және N 2 -50%. текше метржанған кезде ол шамамен 5400 кДж шығарады.

Қолдану.

Су және аралас газдар (олардың құрамында СО бар) отын және шикізат ретінде пайдаланылады химия өнеркәсібі. Олар, мысалы, аммиак синтезі үшін азот-сутек қоспасын алу көздерінің бірі ретінде маңызды. Оларды су буымен бірге 500 °C (негізінен Fe 2 O 3) қыздырылған катализатор арқылы өткізгенде қайтымды реакция жүреді:

H 2 O + CO = CO 2 + H 2 + 42 кДж,

оның тепе-теңдігі оңға қатты ығысқан.

Содан кейін алынған көмірқышқыл газын сумен (қысыммен) жуу арқылы, ал қалған СО мыс тұздарының аммиак ерітіндісімен жойылады. Бұл дерлік таза азот пен сутегіні қалдырады. Сәйкесінше, генератор мен су газдарының салыстырмалы мөлшерлерін реттеу арқылы қажетті көлемдік қатынаста N 2 және H 2 алуға болады. Синтез колоннасына жіберер алдында газ қоспасы кептіріледі және катализатормен уландыратын қоспалардан тазартылады.

CO 2 молекуласы

СО молекуласы d(CO) = 113 pm сипатталады, оның диссоциациялану энергиясы 1070 кДж/моль, бұл басқа екі атомды молекулаларға қарағанда үлкен. қарастырайық электрондық құрылымСО, мұнда атомдар қос коваленттік байланыс және бір донор-акцепторлық байланыс арқылы байланысады, оттегі донор және көміртек акцептор болып табылады.

Денеге әсері.

Көміртек тотығы өте улы. Жедел СО-мен уланудың алғашқы белгілері болып табылады бас ауруыжәне бас айналу, содан кейін сананың жоғалуы. Ауадағы СО-ның максималды рұқсат етілген концентрациясы өнеркәсіптік кәсіпорындар 0,02 мг/л деп есептеледі. СО-мен уланудың негізгі антидоты болып табылады таза ауа. Аммиак буының қысқа мерзімді ингаляциясы да пайдалы.

СО-ның өте уыттылығы, оның түсі мен иісі жоқтығы, сондай-ақ өте әлсіз сіңірілуі белсендірілген көміркәдімгі противогаз бұл газды аса қауіпті етеді. Одан қорғау мәселесі арнайы противогаздар жасау арқылы шешілді, оның қорабы әртүрлі оксидтердің (негізінен MnO 2 және CuO) қоспасымен толтырылды. Бұл қоспаның әсері («хопкалит») атмосфералық оттегімен СО-ның СО 2-ге дейін тотығу реакциясының каталитикалық үдеуіне дейін төмендейді. Іс жүзінде хопкалит противогаздары өте ыңғайсыз, өйткені олар сізді қыздырылған ауамен тыныс алуға мәжбүр етеді (тотығу реакциясы нәтижесінде).

Табиғатта болу.

Көміртек тотығы атмосфераның бір бөлігі (10-5 т.%). Орташа алғанда 0,5% СО құрамында темекі түтіні және 3% - іштен жанатын қозғалтқыштардан шығатын газдар.

Көміртек оксиді (көміртек тотығы). Көміртек (II) оксиді (көміртек оксиді) СО, тұз түзбейтін көміртегі тотығы. Бұл бұл оксидке сәйкес қышқыл жоқ дегенді білдіреді. Көміртек оксиді (II) – түссіз және иіссіз газ, ол сұйытылған кезде атмосфералық қысым–191,5o С температурада және –205o С қатады. СО молекуласы құрылымы жағынан N2 молекуласына ұқсас: екеуінде де электрондар саны бірдей (мұндай молекулалар изоэлектронды деп аталады), олардағы атомдар бір-бірімен байланысқан. үштік байланыс (СО молекуласындағы екі байланыс көміртегі мен оттегі атомдарының 2р электронының есебінен, ал үшіншісі – оттегінің жалғыз электронды жұбы мен көміртегінің бос 2р орбиталының қатысуымен донор-акцепторлық механизм бойынша түзіледі) . Нәтижесінде СО және N2 физикалық қасиеттері (балқу және қайнау температуралары, суда ерігіштігі және т.б.) өте ұқсас.

Көміртек оксиді (II) оттегіге жеткіліксіз қол жетімді көміртегі бар қосылыстардың жануы кезінде, сондай-ақ ыстық көмірдің толық жану өнімімен - көмірқышқыл газымен жанасқанда түзіледі: C + CO2 → 2CO. Лабораторияда СО-ны құмырсқа қышқылын концентрлі күкірт қышқылының қыздырғанда сұйық құмырсқа қышқылына әсерінен сусыздандыру немесе P2O5 үстіне құмырсқа қышқылы буын өткізу арқылы алады: HCOOH → CO + H2O. СО қымыздық қышқылының ыдырауынан алынады: H2C2O4 → CO + CO2 + H2O. СО-ны басқа газдардан сілті ерітіндісі арқылы оңай бөлуге болады.
Қалыпты жағдайда СО азот сияқты химиялық жағынан өте инертті. Тек жоғары температурада СО тотығу, қосу және тотықсыздану реакцияларына бейімділік пайда болады. Осылайша, жоғары температурада сілтілермен әрекеттеседі: CO + NaOH → HCOONa, CO + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2. Бұл реакциялар өнеркәсіптік газдардан СО шығару үшін қолданылады.

Көміртек тотығы (II) жоғары калориялы отын болып табылады: жану бөлінуімен бірге жүреді. елеулі сомажылу (1 моль CO үшін 283 кДж). СО-ның ауамен қоспалары оның мөлшері 12-ден 74%-ға дейін болғанда жарылады; Бақытымызға орай, іс жүзінде мұндай қоспалар өте сирек кездеседі. Өнеркәсіпте СО алу үшін қатты отынды газдандыру жүргізіледі. Мысалы, 1000oС-қа дейін қыздырылған көмір қабаты арқылы су буын үрлеу су газының түзілуіне әкеледі: C + H2O → CO + H2, оның жылулығы өте жоғары. Дегенмен, жану су газын ең тиімді пайдаланудан алыс. Одан, мысалы, қатты, сұйық және газ тәріздес көмірсутектердің қоспасын (қысымдағы әртүрлі катализаторлардың қатысуымен) химия өнеркәсібі үшін бағалы шикізат алуға болады (Фишер-Тропш реакциясы). Сол қоспадан оны сутегімен байытып, қажетті катализаторларды қолдана отырып, спирттер, альдегидтер, қышқылдар алуға болады. Ерекше мағынаметанолдың синтезі бар: CO + 2H2 → CH3OH - органикалық синтез үшін ең маңызды шикізат, сондықтан бұл реакция өнеркәсіптік ауқымда жүзеге асырылады.

СО тотықсыздандырғыш болып табылатын реакцияларды домна процесі кезінде рудадан темірді тотықсыздандыру мысалында көрсетуге болады: Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2. Металл оксидтерінің көміртегі (II) оксидімен тотықсыздануы бар үлкен мәнметаллургиялық процестерде.

СО молекулалары өтпелі металдарға және олардың қосылыстарына күрделі қосылыстар – карбонилдердің түзілуімен қосылу реакцияларымен сипатталады. Мысалдарға сұйық немесе қатты металл карбонилдері Fe(CO)4, Fe(CO)5, Fe2(CO)9, Ni(CO)4, Cr(CO)6 және т.б. жатады. Бұл өте улы заттар, қыздырғанда олар қайтадан металға және СО-ға ыдырайды. Осылайша жоғары тазалықтағы ұнтақ металдарды алуға болады. Кейде газ плитасының оттығында металл «дақтар» көрінеді, бұл темір карбонилінің пайда болуы мен ыдырауының салдары. Қазіргі уақытта құрамында СО-дан басқа бейорганикалық және органикалық лигандтар, мысалы, PtCl2(CO), K3, Cr(C6H5Cl)(CO)3 бар мыңдаған әртүрлі металл карбонилдері синтезделді.

CO сонымен қатар жарықта пайда болатын қосылыстың хлормен реакциясымен сипатталады бөлме температурасытек улы фосгеннің түзілуімен: CO + Cl2 → COCl2. Бұл реакция тізбекті реакция болып табылады, ол хлор атомдары мен COCl бос радикалдарының қатысуымен радикалды механизммен жүреді. Уыттылығына қарамастан, фосген көптеген органикалық қосылыстарды синтездеу үшін кеңінен қолданылады.

Көміртек оксиді (II) күшті улану болып табылады, өйткені ол құрамында металы бар биологиялық белсенді молекулалармен күшті комплекстер түзеді; бұл тіннің тыныс алуын бұзады. Әсіресе орталық жүйке жүйесінің жасушалары зардап шегеді. СО-ның қан гемоглобиніндегі Fe(II) атомдарымен байланысуы оттегін өкпеден ұлпаларға тасымалдайтын оксигемоглоблиннің түзілуіне жол бермейді. Ауаның құрамында 0,1% СО болса да, бұл газ оксигемоглобиннен оттегінің жартысын ығыстырады. СО бар болса, тұншығудан өлім тіпті бар болған кезде де болуы мүмкін үлкен мөлшероттегі. Сондықтан СО көміртек тотығы деп аталады. «Қиындыққа ұшыраған» адамда ми және жүйке жүйесі. Құтқарылу үшін ең алдымен қажет таза ауа, құрамында СО (немесе одан да жақсырақ, таза оттегі) жоқ, ал гемоглобинмен байланысқан СО бірте-бірте O2 молекулаларымен ауыстырылады және тұншығу жойылады. СО-ның ең жоғары рұқсат етілген орташа тәуліктік концентрациясы атмосфералық ауаауада 3 мг/м3 (шамамен 3,10–5%) құрайды жұмыс аймағы– 20 мг/м3.

Әдетте, атмосферадағы CO мөлшері 10-5% аспайды. Бұл газ планктон және басқа микроорганизмдердің секрециясымен бірге жанартау және батпақты газдардың бөлігі ретінде ауаға енеді. Осылайша, жыл сайын мұхиттың беткі қабаттарынан атмосфераға 220 миллион тонна СО бөлінеді. Көмір шахталарында СО концентрациясы жоғары. Көміртек тотығы көп шығарылады орман өрттері. Әрбір миллион тонна болатты балқыту 300–400 тонна СО түзілуімен қатар жүреді. Жалпы алғанда, СО-ның ауаға техногендік бөлінуі жылына 600 миллион тоннаға жетеді, оның жартысынан көбі автокөліктерден келеді. Егер карбюратор реттелмесе, пайдаланылған газдар 12% дейін CO болуы мүмкін! Сондықтан көптеген елдерде автокөлік шығарындыларында СО құрамының қатаң стандарттары енгізілген.

СО түзілуі әрқашан көміртегі бар қосылыстардың, соның ішінде ағаштың жануы кезінде, оттегіге жеткіліксіз қол жетімділікпен, сондай-ақ ыстық көмір көмірқышқыл газымен байланыста болған кезде болады: C + CO2 → 2CO. Мұндай процестер ауыл пештерінде де орын алады. Сондықтан жылуды үнемдеу үшін пештің мұржасын мерзімінен бұрын жабу көбінесе көміртегі тотығымен улануға әкеледі. Пешті қыздырмайтын қала тұрғындарын СО газымен уланудан сақтандырылған деп ойлауға болмайды; Мысалы, қозғалтқышы жұмыс істеп тұрған көлік тұрған, желдеткіші нашар гаражда олардың улануы оңай. СО ас үйдегі табиғи газдың жану өнімдерінде де кездеседі. Бұрынғы көптеген авиациялық апаттар қозғалтқыштың тозуы немесе нашар реттеу салдарынан болған, бұл СО кабинаға кіріп, экипажды уландыруға мүмкіндік берді. Қауіпті СО-ны иіс арқылы анықтау мүмкін еместігімен күшейтеді; осыған байланысты көміртегі тотығы хлордан да қауіпті!

Көміртек тотығы (II) белсенді көміртекпен іс жүзінде сорбцияланбайды, сондықтан кәдімгі противогаз бұл газдан қорғамайды; Оны сіңіру үшін атмосфералық оттегінің көмегімен СО-ны СО2-ге «жандыратын» катализаторы бар қосымша хопкалит картриджі қажет. Қазіргі уақытта платина металдарына негізделген катализаторлардың жоғары құнына қарамастан, жолаушылар вагондары жанып жатқан катализаторлармен жабдықталған.

Физикалық қасиеттері.

Көміртек тотығы – түссіз және иіссіз газ, суда аз ериді.

t п. 205 °C,

т кип. 191 °C

критикалық температура =140°С

критикалық қысым = 35 атм.

СО-ның судағы ерігіштігі көлемі бойынша 1:40 шамасында.

Химиялық қасиеттері.

Қалыпты жағдайда СО инертті; қыздырған кезде - қалпына келтіргіш; тұз түзбейтін оксид.

1) оттегімен

2C +2 O + O 2 = 2C +4 O 2

2) металл оксидтерімен

C +2 O + CuO = Cu + C +4 O 2

3) хлормен (жарықта)

CO + Cl 2 --hn-> COCl 2 (фосген)

4) сілтілі балқымалармен әрекеттеседі (қысыммен)

CO + NaOH = HCOONa (натрий құмырсқа қышқылы (натрий форматы))

5) өтпелі металдармен карбонилдер түзеді

Ni + 4CO =t°= Ni(CO) 4

Fe + 5CO =t°= Fe(CO) 5

Көміртек тотығы сумен химиялық әрекеттеспейді. CO сонымен қатар сілтілермен және қышқылдармен әрекеттеспейді. Ол өте улы.

Химиялық жағынан көміртегі тотығы негізінен оның қосылу реакцияларына бейімділігімен және қалпына келтіретін қасиеттерімен сипатталады. Дегенмен, бұл екі тенденция әдетте жоғары температурада ғана пайда болады. Бұл жағдайда СО оттегімен, хлормен, күкіртпен, кейбір металдармен және т.б. қосылады.Сонымен бірге көміртек оксиді қыздырғанда көптеген оксидтерді металдарға дейін тотықсыздандырады, бұл металлургия үшін өте маңызды. Қыздырумен қатар СО-ның химиялық белсенділігінің артуы көбінесе оның еруінен болады. Осылайша, ерітіндіде ол Au, Pt және кейбір басқа элементтердің тұздарын қарапайым температурада бос металдарға дейін қалпына келтіруге қабілетті.

Жоғары температурада және жоғары қысымда СО сумен және күйдіргіш сілтілермен әрекеттеседі: бірінші жағдайда HCOOH, ал екіншісінде натрий құмырсқа қышқылы түзіледі. Соңғы реакция 120 °C температурада, 5 атм қысымда жүреді және техникалық қолданылады.

Палладий хлоридінің ерітіндідегі тотықсыздануы жалпы схема бойынша оңай:

PdCl 2 + H 2 O + CO = CO 2 + 2 HCl + Pd

газдар қоспасында көміртегі оксидін ашу үшін ең жиі қолданылатын реакция ретінде қызмет етеді. Тіпті өте аз мөлшердегі СО да ұсақ ұсақталған палладий металының бөлінуіне байланысты ерітіндінің аздап бояуы арқылы оңай анықталады. СО-ны сандық анықтау реакцияға негізделген:

5 CO + I 2 O 5 = 5 CO 2 + I 2.

Ерітіндідегі СО-ның тотығуы көбінесе катализатордың қатысуымен ғана байқалатын жылдамдықпен жүреді. Соңғысын таңдағанда, негізгі рөлді тотықтырғыштың табиғаты атқарады. Осылайша, KMnO 4 майда ұсақталған күміс, K 2 Cr 2 O 7 - сынап тұздары, KClO 3 - OsO 4 қатысында СО тез тотықтырады. Жалпы алғанда, тотықсыздандырғыш қасиеттері бойынша СО молекулалық сутегіге ұқсас, ал қалыпты жағдайда оның белсенділігі соңғысына қарағанда жоғары. Бір қызығы, CO тотығуы арқылы өмірге қажетті энергияны алатын бактериялар бар.

СО мен Н2 тотықсыздандырғыштар ретінде салыстырмалы белсенділігін қайтымды реакцияны зерттеу арқылы бағалауға болады:

H 2 O + CO = CO 2 + H 2 + 42 кДж,

тепе-теңдік күйіол жоғары температурада тез орнатылады (әсіресе Fe 2 O 3 болған кезде). 830 °C температурада тепе-теңдік қоспасында CO және H 2 тең мөлшерде болады, яғни екі газдың да оттегіге жақындығы бірдей. 830 °C төмен, күшті тотықсыздандырғыш - CO, жоғары - H2.

Жоғарыда қарастырылған реакция өнімдерінің біреуінің байланысы масса әрекетінің заңына сәйкес оның тепе-теңдігін ауыстырады. Сондықтан көміртегі тотығы мен су буының қоспасын кальций оксидінің үстінен өткізу арқылы сутегін мына схема бойынша алуға болады:

H 2 O + CO + CaO = CaCO 3 + H 2 + 217 кДж.

Бұл реакция 500 ° C температурада орын алады.

Ауада СО шамамен 700 °C температурада тұтанады және көк жалынмен CO 2-ге дейін жанады:

2 CO + O 2 = 2 CO 2 + 564 кДж.

Осы реакциямен бірге жүретін жылудың айтарлықтай бөлінуі көміртегі тотығын бағалы газ тәрізді отынға айналдырады. Дегенмен, ол әртүрлі органикалық заттардың синтезі үшін бастапқы өнім ретінде кеңінен қолданылады.

Пештерде көмірдің қалың қабаттарының жануы үш кезеңде жүреді:

1) C + O 2 = CO 2; 2) CO 2 + C = 2 CO; 3) 2 CO + O 2 = 2 CO 2.

Егер құбыр мерзімінен бұрын жабылса, пеште оттегінің жетіспеушілігі пайда болады, бұл СО қыздырылған бөлмеге таралып, улануға (түтін) әкелуі мүмкін. Айта кету керек, «көміртегі тотығының» иісі CO емес, кейбір органикалық заттардың қоспаларынан туындайды.

CO жалынының температурасы 2100 °C-қа дейін болуы мүмкін. СО-ның жану реакциясы қызық, ол 700-1000 ° C дейін қыздырғанда, ол су буының немесе басқа құрамында сутегі бар газдардың (NH 3, H 2 S және т.б.) іздері болған кезде ғана айтарлықтай жылдамдықпен жүреді. Бұл қарастырылып отырған реакцияның тізбекті сипатына байланысты, ол келесі схемалар бойынша ОН радикалдарының аралық түзілуі арқылы жүреді:

H + O 2 = HO + O, онда O + CO = CO 2, HO + CO = CO 2 + H, т.б.

Өте жоғары температурада СО-ның жану реакциясы айтарлықтай қайтымды болады. 4000 °C-тан жоғары тепе-теңдік қоспасындағы (1 атм қысымда) CO 2 мөлшері шамалы ғана болуы мүмкін. СО молекуласының өзі термиялық тұрақтылығы сонша, ол 6000 °C температурада да ыдырамайды. СО молекулалары жұлдыз аралық ортада табылды. СО 80 °C температурада К металына әсер еткенде, K 6 C 6 O 6 құрамының түссіз кристалды, жоғары жарылғыш қосылысы түзіледі. Калийдің жойылуымен бұл зат оңай көміртегі тотығы C 6 O 6 («трихинон») айналады, оны СО полимерленуінің өнімі ретінде қарастыруға болады. Оның құрылымы көміртек атомдарынан түзілген алты мүшелі сақинаға сәйкес келеді, олардың әрқайсысы оттегі атомдарымен қос байланыс арқылы байланысқан.

СО-ның күкіртпен әрекеттесуі реакцияға сәйкес:

CO + S = COS + 29 кДж

Ол тек жоғары температурада тез жүреді. Алынған көміртегі тиоксиді (O=C=S) түссіз және иіссіз газ (mp -139, bp -50 °C). Көміртек (II) тотығы белгілі бір металдармен тікелей қосылуға қабілетті. Нәтижесінде металл карбонилдері түзіледі, оларды ретінде қарастыру керек күрделі қосылыстар.

Көміртек (II) оксиді де кейбір тұздармен күрделі қосылыстар түзеді. Олардың кейбіреулері (OsCl 2 ·3CO, PtCl 2 ·CO, т.б.) тек ерітіндіде тұрақты. Соңғы заттың түзілуі күшті HCl құрамындағы CuCl ерітіндісінің көміртегі оксиді (II) сіңуімен байланысты. Ұқсас қосылыстар CuCl аммиак ерітіндісінде түзіледі, ол көбінесе газдарды талдау кезінде СО сіңіру үшін қолданылады.

Түбіртек.

Көміртек оксиді оттегісіз көміртек жанғанда пайда болады. Көбінесе ол көмірқышқыл газының ыстық көмірмен әрекеттесу нәтижесінде алынады:

CO 2 + C + 171 кДж = 2 СО.

Бұл реакция қайтымды және оның тепе-теңдігі 400 ° C-тан төмен дерлік солға, ал 1000 ° C жоғары - оңға ығысады (7-сурет). Дегенмен, ол жоғары температурада ғана айтарлықтай жылдамдықпен орнатылады. Сондықтан қалыпты жағдайда СО айтарлықтай тұрақты.

Күріш. 7. Тепе-теңдік CO 2 + C = 2 CO.

Элементтерден СО түзілуі мына теңдеу бойынша жүреді:

2 C + O 2 = 2 CO + 222 кДж.

Құмырсқа қышқылын ыдырату арқылы аз мөлшерде СО алу ыңғайлы: HCOOH = H 2 O + CO

Бұл реакция HCOOH ыстық, күшті күкірт қышқылымен әрекеттескенде оңай жүреді. Іс жүзінде бұл дайындық не конц әрекетімен жүзеге асырылады. күкірт қышқылы HCOOH сұйықтығына (қыздыру кезінде) немесе соңғысының буларын фосфор гемипентаоксидінің үстінен өткізу арқылы. Схема бойынша HCOOH-ның хлорсульфон қышқылымен әрекеттесуі:

HCOOH + CISO 3 H = H 2 SO 4 + HCI + CO

Ол қалыпты температурада жұмыс істейді.

Ыңғайлы әдіс зертханалық алуСО конс. қыздыру ретінде қызмет ете алады. күкірт қышқылы, қымыздық қышқылы немесе калий темір сульфиді. Бірінші жағдайда реакция келесі схема бойынша жүреді: H 2 C 2 O 4 = CO + CO 2 + H 2 O.

СО-мен бірге көмірқышқыл газы да бөлінеді, оны газ қоспасын барий гидроксиді ерітіндісінен өткізу арқылы ұстауға болады. Екінші жағдайда жалғыз газ тәрізді өнім көміртегі тотығы болып табылады:

K 4 + 6 H 2 SO 4 + 6 H 2 O = 2 K 2 SO 4 + FeSO 4 + 3 (NH 4) 2 SO 4 + 6 CO.

Арнайы пештерде – газ генераторларында көмірді толық жағу кезінде СО көп мөлшерде алуға болады. Кәдімгі («ауа») генераторлық газдың құрамында орта есеппен (көлем %): CO-25, N2-70, CO 2 -4 және басқа газдардың аздаған қоспалары бар. Жанған кезде м3-ге 3300-4200 кДж өндіреді. Кәдімгі ауаны оттегімен ауыстыру СО құрамының айтарлықтай артуына (және газдың жылулық құндылығының жоғарылауына) әкеледі.

Су газында одан да көп СО бар, ол (идеалды жағдайда) CO және H 2 тең көлемдерінің қоспасынан тұрады және жанғанда 11 700 кДж/м 3 құрайды. Бұл газ су буын ыстық көмір қабаты арқылы үрлеу арқылы алынады және шамамен 1000 °C температурада әрекеттесу мына теңдеу бойынша жүреді:

H 2 O + C + 130 кДж = CO + H 2.

Су газының пайда болу реакциясы жылуды сіңірумен жүреді, көмір бірте-бірте салқындайды және оны ыстық күйде ұстау үшін су буының өтуін ауаның (немесе оттегінің) газға өтуімен ауыстыру қажет. генератор. Осыған байланысты су газы шамамен CO-44, H 2 -45, CO 2 -5 және N 2 -6% құрайды. Ол әртүрлі органикалық қосылыстарды синтездеу үшін кеңінен қолданылады.

Көбінесе аралас газ алынады. Оны алу процесі бір мезгілде ыстық көмір қабаты арқылы ауа мен су буын үрлеуге дейін, яғни. жоғарыда сипатталған екі әдістің комбинациясы - Сондықтан аралас газдың құрамы генератор мен су арасында аралық болып табылады. Орташа алғанда оның құрамында: CO-30, H 2 -15, CO 2 -5 және N 2 -50%. Оның бір текше метрі жанған кезде шамамен 5400 кДж өндіреді.

Көміртек тотығы (II) ), немесе көміртегі тотығы, CO 1799 жылы ағылшын химигі Джозеф Пристли ашқан. Бұл түссіз, дәмсіз және иіссіз газ, суда аз ериді (0°С 100 мл суда 3,5 мл), төмен балқу температурасы (-205 °C) және қайнау температурасы (-192 °C).

Көміртек тотығы жер атмосферасына органикалық заттардың толық жанбауы кезінде, жанартау атқылауы кезінде, сондай-ақ кейбір өсімдіктердің тіршілік әрекеті нәтижесінде түседі. төменгі өсімдіктер(балдырлар). Табиғи деңгейАуадағы СО 0,01-0,9 мг/м3. Көміртек тотығы өте улы. Адам ағзасында және жоғары сатыдағы жануарларда ол белсенді түрде әрекет етеді

Жанып тұрған көміртегі тотығының жалыны - әдемі көк-күлгін түс. Өзіңіз үшін байқау оңай. Ол үшін сіріңке жағу керек. Жалынның төменгі бөлігі жарқыраған - бұл түс оған ыстық көміртекті бөлшектермен (ағаштың толық жанбаған өнімі) беріледі. Жалын жоғарғы жағында көк-күлгін жиекпен қоршалған. Бұл ағаштың тотығуы кезінде пайда болатын көміртегі тотығын жағады.

күрделі темір қосылысы – қан гемі ​​(белок глобинімен байланысқан), тіндердің оттегін беру және тұтыну функцияларын бұзады. Сонымен қатар, ол жасушаның энергетикалық алмасуына қатысатын кейбір ферменттермен қайтымсыз әрекеттеседі. 880 мг/м3 бөлмедегі көміртегі тотығы концентрациясы кезінде өлім бірнеше сағат ішінде, ал 10 г/м3 - бірден дерлік болады. Ауадағы көміртегі тотығының шекті рұқсат етілген мөлшері 20 мг/м3 құрайды. СО-мен уланудың алғашқы белгілері (6-30 мг/м3 концентрацияда) көру және есту сезімталдығының төмендеуі, бас ауруы, жүрек соғу жиілігінің өзгеруі. Егер адам көміртегі тотығымен уланған болса, оны таза ауаға шығару, жасанды тыныс алдыру, уланудың жеңіл жағдайында міндетті түрде күшті шайнемесе кофе.

Көміртек тотығының көп мөлшері ( II ) адам әрекетінің нәтижесінде атмосфераға түседі. Осылайша, орташа есеппен автомобиль жылына ауаға шамамен 530 кг СО шығарады. Іштен жанатын қозғалтқышта 1 литр бензин жанған кезде көміртегі тотығының шығарындылары 150-ден 800 г-ға дейін жетеді.Ресей автомобиль жолдарында СО орташа концентрациясы 6-57 мг/м3 құрайды, яғни улану шегінен асады. Көмірқышқыл газы тас жолға жақын орналасқан үйлердің алдындағы нашар желдетілетін аулаларда, жертөлелерде және гараждарда жиналады. IN Соңғы жылдарытас жолдарда ұйымдастырылған арнайы заттаркөміртегі тотығының және отынның толық емес жануының басқа өнімдерінің құрамын бақылау (CO-CH бақылау).

Бөлме температурасында көміртегі тотығы айтарлықтай инертті. Ол сумен және сілті ерітінділерімен әрекеттеспейді, яғни ол тұз түзбейтін оксид, бірақ қыздырғанда қатты сілтілермен әрекеттеседі: CO + KOH = HCOOC (калий форматы, құмырсқа қышқылының тұзы); CO + Ca (OH) 2 = CaCO 3 + H 2. Бұл реакциялар метанның қатты қызған су буымен әрекеттесуінен пайда болған синтез газынан сутекті бөлу үшін қолданылады (CO + 3H 2).

Көміртек оксидінің қызықты қасиеті оның өтпелі металдар – карбонилдермен қосылыстар түзу қабілеті болып табылады, мысалы: Ni +4СО ® 70° C Ni (CO ) 4 .

Көміртек тотығы (II) ) тамаша тотықсыздандырғыш болып табылады. Қыздырған кезде ол ауа оттегімен тотығады: 2CO + O 2 = 2CO 2. Бұл реакцияны катализатор – платина немесе палладий көмегімен бөлме температурасында да жүргізуге болады. Мұндай катализаторлар атмосфераға СО шығарындыларын азайту үшін автомобильдерге орнатылады.

СО хлормен әрекеттескенде өте улы газ фосген түзіледі (ткип =7,6 °C): CO+ Cl 2 = COCl 2 . Бұрын ол химиялық соғыс агенті ретінде қолданылған, бірақ қазір ол синтетикалық полиуретанды полимерлерді өндіруде қолданылады.

Көміртек оксиді темірді оксидтерден азайту үшін шойын мен болатты балқытуда қолданылады, сонымен қатар органикалық синтезде кеңінен қолданылады. Көміртек оксиді қоспасы болғанда ( II ) сутегімен жағдайларға (температура, қысым) байланысты әртүрлі өнімдер түзіледі - спирттер, карбонил қосылыстары, карбон қышқылдары. Метанол синтезінің реакциясы ерекше маңызды: СО + 2Н 2 = CH3OH , ол органикалық синтездің негізгі өнімдерінің бірі болып табылады. Көміртек оксиді жоғары калориялы отын ретінде фос генін, құмырсқа қышқылын синтездеу үшін қолданылады.