Ossidi di carbonio: chimica, grado 8

Tutto ciò che ci circonda consiste di composti di vari elementi chimici. Non respiriamo solo aria, ma un composto organico complesso che contiene ossigeno, azoto, idrogeno, anidride carbonica e altri componenti necessari. L'influenza di molti di questi elementi sul corpo umano in particolare e sulla vita sulla Terra nel suo complesso non è stata ancora studiata a fondo. Al fine di comprendere i processi di interazione di elementi, gas, sali e altre formazioni tra loro, la materia "Chimica" è stata introdotta nel corso scolastico. Il grado 8 è l'inizio delle lezioni di chimica secondo il programma di istruzione generale approvato.

Uno dei composti più comuni presenti sia nella crosta terrestre che nell'atmosfera è l'ossido. L'ossido è il composto di qualsiasi elemento chimico con un atomo di ossigeno. Anche la fonte di tutta la vita sulla Terra - l'acqua, è l'ossido di idrogeno. Ma in questo articolo non stiamo parlando di ossidi in generale, ma di uno dei composti più comuni: il monossido di carbonio. Questi composti sono ottenuti dalla fusione di atomi di ossigeno e carbonio. Questi composti possono contenere diverse quantità di atomi di carbonio e ossigeno, tuttavia, si dovrebbero distinguere due principali composti di carbonio con ossigeno: monossido di carbonio e anidride carbonica.

Formula chimica e metodo per la produzione di monossido di carbonio

Qual è la sua formula? Il monossido di carbonio è abbastanza facile da ricordare - CO. La molecola di monossido di carbonio è formata da un triplo legame, e quindi ha una forza di legame piuttosto elevata e ha una distanza internucleare molto piccola (0,1128 nm). L'energia di rottura di questo composto chimico è di 1076 kJ / mol. Il triplo legame deriva dal fatto che l'elemento carbonio ha nella sua struttura atomica un p-orbitale non occupato dagli elettroni. Questa circostanza crea un'opportunità per l'atomo di carbonio di diventare un accettatore di coppie di elettroni. E l'atomo di ossigeno, al contrario, ha una coppia di elettroni non separati su uno degli orbitali p, e quindi ha capacità di donatore di elettroni. Quando questi due atomi si combinano, oltre a due legami covalenti, appare un terzo - un legame covalente donatore - accettore.

Ci sono vari modi per ottenere CO. Uno dei più semplici è la trasmissione di anidride carbonica sul carbone caldo. In condizioni di laboratorio, il monossido di carbonio viene prodotto utilizzando la seguente reazione: l'acido formico viene riscaldato con acido solforico, che separa l'acido formico in acqua e monossido di carbonio.

Il CO viene rilasciato anche quando si riscalda l'acido ossalico e l'acido solforico.

Proprietà fisiche CO

Il monossido di carbonio (2) ha le seguenti proprietà fisiche: è un gas incolore che non ha un odore pronunciato. Tutti gli odori estranei che compaiono durante la perdita di monossido di carbonio sono prodotti dalla decomposizione delle impurità organiche. È molto più leggero dell'aria, estremamente tossico, molto poco solubile in acqua e caratterizzato da un alto grado di infiammabilità.

La proprietà più importante del CO è il suo effetto negativo sul corpo umano. Intossicazione da monossido di carbonio può essere fatale Più in dettaglio sugli effetti del monossido di carbonio sul corpo umano sarà descritto di seguito.

Proprietà chimiche CO

Le principali reazioni chimiche in cui possono essere utilizzati gli ossidi di carbonio (2) sono la reazione redox e la reazione di addizione. La reazione redox è espressa nella capacità del CO di ridurre il metallo dagli ossidi mescolandoli con ulteriore riscaldamento.

Quando si interagisce con l'ossigeno, la formazione di anidride carbonica si verifica con il rilascio di una quantità significativa di calore. Il monossido di carbonio brucia con una fiamma bluastra. Una funzione molto importante del monossido di carbonio è la sua interazione con i metalli. Come risultato di tali reazioni, si formano carbonili di metalli, la maggior parte dei quali sono sostanze cristalline. Sono utilizzati per la produzione di metalli ultra puri e per l'applicazione di un rivestimento metallico. A proposito, i carbonili hanno una buona reputazione come catalizzatori di reazioni chimiche.

Formula chimica e metodo per produrre anidride carbonica

L'anidride carbonica, o il biossido di carbonio, ha la formula chimica CO ₂ . La struttura della molecola è in qualche modo diversa dalla struttura di CO. In questa formazione, il carbonio ha uno stato di ossidazione di +4. La struttura della molecola è lineare e quindi non polare. La molecola di CO ₂ non ha una forza così forte come la CO. L'atmosfera terrestre contiene circa lo 0,03% di anidride carbonica per volume totale. Un aumento di questo indicatore distrugge lo strato di ozono della Terra. Nella scienza, questo fenomeno è chiamato effetto serra.

L'anidride carbonica può essere ottenuta in vari modi. Nell'industria, è formato come risultato della combustione dei gas di scarico. Potrebbe essere un sottoprodotto nel processo di produzione di alcol. Può essere ottenuto nel processo di decomposizione dell'aria nei componenti principali, come azoto, ossigeno, argon e altri. In condizioni di laboratorio, il monossido di carbonio (4) può essere ottenuto nel processo di combustione del calcare e, a casa, l'anidride carbonica può essere estratta utilizzando la reazione di acido citrico e bicarbonato di sodio. A proposito, fu in questo modo che le bevande gassate furono fatte proprio all'inizio della loro produzione.

Proprietà fisiche CO ₂

L'anidride carbonica è una sostanza gassosa incolore senza odore forte caratteristico. A causa dell'elevato tasso di ossidazione, questo gas ha un sapore leggermente acido. Questo prodotto non supporta il processo di combustione, poiché è esso stesso il risultato della combustione. Con un'elevata concentrazione di anidride carbonica, una persona perde la capacità di respirare, il che è fatale. Ulteriori dettagli sugli effetti del biossido di carbonio sul corpo umano saranno descritti di seguito. La CO _{2 è} molto più pesante dell'aria e perfettamente solubile in acqua, anche a temperatura ambiente.

Una delle proprietà più interessanti del biossido di carbonio è che non ha uno stato liquido di aggregazione alla normale pressione atmosferica. Tuttavia, se l'impatto sulla struttura dell'esposizione al biossido di carbonio ad una temperatura di -56,6 ° C e una pressione di circa 519 kPa, si trasforma in un liquido incolore.

Con una significativa diminuzione della temperatura, il gas si trova nello stato del cosiddetto "ghiaccio secco" ed evapora a una temperatura superiore a -78 ^o C.

Proprietà chimiche di CO ₂

Le proprietà chimiche del monossido di carbonio (4), la cui formula è CO ₂ , è tipica ossido acido e ha tutte le sue proprietà.

1. Quando si interagisce con l'acqua, si forma acido carbonico, che ha una debole acidità e bassa stabilità nelle soluzioni.

2. Quando si interagisce con gli alcali, l'anidride carbonica forma il corrispondente sale e acqua.

3. Durante l'interazione con gli ossidi del metallo attivo favorisce la formazione di sali.

4. Non supporta il processo di masterizzazione. Solo alcuni metalli attivi, come il litio, il potassio, il sodio, possono attivare questo processo.

Effetto del monossido di carbonio sul corpo umano

Torniamo al problema principale di tutti i gas: l'effetto sul corpo umano. Il monossido di carbonio appartiene al gruppo di gas estremamente pericolosi. Per gli esseri umani e gli animali, è una sostanza velenosa estremamente forte che, se ingerita, colpisce gravemente il sangue, il sistema nervoso del corpo e dei muscoli (compreso il cuore).

Il monossido di carbonio nell'aria non può essere riconosciuto, in quanto questo gas non ha odore distinto. Questo è ciò che è pericoloso. Una volta nel corpo umano attraverso i polmoni, il monossido di carbonio attiva la sua attività distruttiva nel sangue e inizia a interagire con l'emoglobina centinaia di volte più velocemente dell'ossigeno. Di conseguenza, appare un composto molto resistente chiamato carbossiemoglobina. Interferisce con l'erogazione di ossigeno dai polmoni ai muscoli, che porta alla fame muscolare dei tessuti. Particolarmente gravemente colpito da questo cervello.

A causa dell'incapacità di riconoscere l'avvelenamento da monossido di carbonio attraverso l'olfatto, è necessario conoscere alcuni dei principali sintomi che si verificano nelle fasi iniziali:

• vertigini, accompagnato da mal di testa;
• tinnito e tremolio prima degli occhi;
• palpitazioni cardiache e mancanza di respiro;
• arrossamento del viso.

In futuro, la vittima dell'avvelenamento appare grave debolezza, a volte vomito. Nei casi gravi di avvelenamento, sono possibili convulsioni involontarie, accompagnate da ulteriore perdita di coscienza e coma. Se il paziente non riceve cure mediche adeguate in modo tempestivo, allora la morte è possibile.

Effetto del biossido di carbonio sul corpo umano

Ossidi di carbonio con acidità +4 appartengono alla sezione dei gas asfissianti. In altre parole, il biossido di carbonio non è una sostanza tossica, ma può influenzare significativamente il flusso di ossigeno al corpo. Quando il livello di anidride carbonica sale al 3-4%, una persona diventa seriamente debole e inizia a dormire. Quando il livello sale al 10%, si manifestano forti mal di testa, vertigini, problemi di udito e talvolta si osserva perdita di coscienza. Se la concentrazione di anidride carbonica sale al livello del 20%, si verifica la morte per fame di ossigeno.

Il trattamento dell'avvelenamento da anidride carbonica è molto semplice: dare alla vittima l'accesso all'aria pulita, se necessario, per praticare la respirazione artificiale. In casi estremi, è necessario collegare la vittima a un ventilatore.

Dalle descrizioni dell'influenza di questi due ossidi di carbonio sul corpo, possiamo concludere che il monossido di carbonio, con la sua alta tossicità e gli effetti direzionali sul corpo dall'interno, rappresenta ancora un grande pericolo per l'uomo.

L'anidride carbonica non differisce in questo tradimento e è meno dannosa per l'uomo, quindi è questa sostanza che una persona utilizza attivamente anche nell'industria alimentare.

L'uso degli ossidi di carbonio nell'industria e il loro impatto su vari aspetti della vita

Gli ossidi di carbonio sono molto usati in vari campi. attività umane e la loro gamma è estremamente ricca. Quindi, il monossido di carbonio è usato con la forza e il principale nella metallurgia nel processo di fusione del ferro. Il CO ha acquisito ampia popolarità come materiale per conservare il cibo in uno stato di refrigerazione. Questo ossido è usato per lavorare carne e pesce per dare loro un aspetto fresco e non cambiare il gusto. È importante non dimenticare la tossicità di questo gas e ricordare che la dose ammissibile non deve superare i 200 mg per 1 kg di prodotto. Recentemente il CO è stato sempre più utilizzato nell'industria automobilistica come carburante per le automobili a gas.

Il biossido di carbonio non è tossico, quindi il suo campo di applicazione è ampiamente introdotto nell'industria alimentare, dove viene usato come conservante o polvere per dolci. La CO ₂ viene anche utilizzata nella produzione di acqua minerale e gassata. Allo stato solido ("ghiaccio secco") è spesso usato nelle piante di congelamento per mantenere una bassa temperatura stabile in una stanza o un apparecchio.

Gli estintori ad anidride carbonica sono diventati molto popolari, la cui schiuma isola completamente il fuoco dall'ossigeno e non permette al fuoco di divampare. Di conseguenza, un'altra applicazione è la sicurezza antincendio. I cilindri in pistole pneumatiche sono anche caricati con anidride carbonica. E, naturalmente, quasi ognuno di noi legge cosa consiste nel deodorante per ambienti delle camere. Sì, uno dei componenti è anidride carbonica.

Come si vede, a causa della sua tossicità minima, il biossido di carbonio è sempre più comune nella vita quotidiana di una persona, mentre il monossido di carbonio ha trovato applicazione nell'industria pesante.

Ci sono altri composti di carbonio con ossigeno, il beneficio della formula di carbonio e ossigeno consente l'uso di diverse varianti di composti con diversi numeri di atomi di carbonio e ossigeno. Un numero di ossidi può variare da C ₂ O ₂ a C ₃₂ O ₈ . E per descrivere ciascuno di essi, avrai bisogno di più di una pagina.

Ossidi di carbonio in natura

Entrambi i tipi di ossidi di carbonio considerati qui sono in qualche modo presenti nel mondo naturale. Quindi, il monossido di carbonio può essere un prodotto della combustione delle foreste o il risultato di attività umane (gas di scarico e rifiuti pericolosi di imprese industriali).

L'anidride carbonica già a noi nota è anche parte della complessa composizione dell'aria. Il suo contenuto è circa lo 0,03% del totale. Con l'aumento di questo indicatore, sorge il cosiddetto "effetto serra", di cui gli scienziati moderni hanno tanta paura. L'anidride carbonica viene emessa dagli animali e dagli esseri umani attraverso l'espirazione. È la principale fonte di un elemento così utile per le piante come il carbonio, motivo per cui molti scienziati si precipitano sul posto, indicando l'inammissibilità del taglio su larga scala. Se le piante cessano di assorbire il biossido di carbonio, la percentuale del suo contenuto nell'aria può diventare critica per gli indicatori di attività umana.

Apparentemente, molte autorità hanno dimenticato il materiale del libro di testo "General Chemistry. Grado 8, altrimenti la questione della deforestazione in molte parti del mondo riceverebbe un'attenzione più seria. Questo, per inciso, riguarda anche il problema della presenza di monossido di carbonio nell'ambiente. La quantità di rifiuti umani e la percentuale di emissioni di questo materiale estremamente tossico nell'ambiente aumenta di giorno in giorno. E non è un dato di fatto che il destino del mondo, descritto nel bellissimo cartone animato "Wally", quando l'umanità ha dovuto lasciare la Terra impantanata fino alle sue fondamenta e andare in altri mondi alla ricerca di una vita migliore, non accadrà più.