углерода оксид

углеро́да оксид

УГЛЕРОДА ОКСИД (монооксид углерода, угарный газ) CO

мол. м. 28,01; газ без цвета и запаха. Связь в молекуле CO тройная, длина связи 0,113 нм, энергия диссоциации 1071,78 кДж/моль, μ 0,4∙10−30 Кл∙м; т. пл. −205,02 °C, т. кип. −191,50 °C; tкрит −140,2 °C, pкрит 3,48 МПа; плотн. 1,25 г/дм3 (0 °C); C0p 29,14 Дж/(моль∙К); ΔHпл 0,8373 кДж/моль и ΔHвозг 7,3581 кДж/моль при −205,02 °C и 0,015 МПа, ΔHисп 6,0342 кДж/моль ( −191,50 °C, 0,1 МПа), ΔH0обр −110,53 кДж/моль, ΔHсгор −283,0 кДж/моль; S0298 197,55 Дж/(моль∙К). Твердый CO кристаллизуется в кубич. решетке (a = 0,563 нм, z = 4, пространственная группа P213); ниже −211,59 °C существует гексаген, модификация, DH перехода 631,6 Дж/моль. Растворимость в воде при 0,1 МПа, мл в 100 мл: 3,3 (0 °C), 2,32 (20 °C). Раств. в этаноле (20,4 мл в 100 мл при 0,25 °C, 0,1 МПа), бензоле, CH2Cl2, соляной и уксусной кислотах. У. о. — несолеобразующий оксид. При повыш. температурах он реагирует с щелочами:

CO + NaOH → HCOONa

Однако в образующихся формиатах и CO природа хим. связи различна, и У. о. нельзя считать ангидридом HCOOH. Эту реакцию, а также реакции

Ca(OH)2 + CO → CaCO3 + H2,

CaC2 + 3CO → CaCO3 + 4C

иногда применяют для удаления У. о. из техн. газов, напр., при получении чистого H2 из синтез-газа. У. о. в присутствии разл. катализаторов при повышенной температуре реагирует с NH3, давая разные продукты. Так, в присутствии Pt образуется цианат аммония NH4NCO, изомеризующийся в мочевину:

CO + 2NH3 → H2 + NH4NCO → CO(NH2)2

В присут. дегидратирующих катализаторов получают NH4CN:

CO + 2NH3 → NH4CN + H2O

У. о. — сильный восстановитель. Восстановление оксидов металлов до металлов с помощью CO имеет большое значение в металлургии. У. о. склонен к реакциям присоединения. С Cl2 (в присут. катализатора или под действием света) образует фосген COCl2, с S (при нагр.) — COS, с металлами — карбо-нилы металлов Мх(CO)у. У. о. образует комплексные соед. с некоторыми солями. Одни из них [OsCl2(CO)3, PtCl2(CO) и др.] м. б. получены в твердом состоянии, другие [AgSO4(CO), CuCl(CO) и др.] устойчивы только в растворе. В присут. катализаторов, содержащих Pd или Pt, У. о. полностью окисляется до CO2, что используется для удаления CO из выхлопных газов автомобилей.

Весьма разнообразны продукты взаимод. CO и H2, состав которых зависит от температуры, давления и катализатора. Так м. б. синтезированы метан и др. углеводороды парафинового ряда (см. Фишера — Тропша синтез), спирты, альдегиды, кетоны, орг. кислоты. Особенно важно в промышленности получение метанола:

CO + 2H2 → CH3OH

см. также Гаттермана — Коха реакция, гидроформилирование, карбонилирование, Реппе реакции

У. о. в составе горючих газов получают газификацией твердых топлив:

C + 0,5O2 → CO

C + CO2 → 2CO

C + H2O → CO + H2

газификацией нефтяных остатков:

CH4+ 0,5O2 → CO + 2H2

CH4+ H2O → CO + 3H2

При использовании в качестве окислителя парокислородной смеси образуется синтез-газ. В лаборатории У. о. удобно получать дегидратацией HCOOH конц. H2SO4 или P2O5: HCOOH → CO + H2O

У. о. — высококалорийное топливо, одно из осн. исходных веществ в орг. синтезе (при получении спиртов, альдегидов, кетонов, углеводородов, карбоновых кислот и др.), восстановитель в металлургии (напр., при выплавке чугуна и стали).

Естеств. уровень CO в атмосфере 0,01–0,9 мг/м3. В атмосферу CO попадает в составе вулканич. и болотных газов, в результате лесных и степных пожаров, выделения микроорганизмами, растениями, животными и человеком и др. Из поверхностных слоев океана в год выделяется 220∙106 т CO в результате фоторазложения красных, синезеленых и др. водорослей, продуктов жизнедеятельности планктона. В результате деятельности человека в атмосферу ежегодно поступает (350–600)∙106 т CO, более половины этого количества (56–62%) приходится на долю автотранспорта, причем содержание CO в выхлопных газах может достигать 12%. Для их очистки от CO на автомобилях устанавливают катализаторы дожигания. У. о. выделяется в атмосферу в результате неисправности газопроводов и газоаппаратуры, неполного сгорания топлива, в металлургич. процессах (при выплавке 1 млн. т стали выбрасывается в атмосферу 320–400 т CO), в хим. промышленности (установки крекинга, производство формалина, углеводородов, NH3 и др.). Высока концентрация CO в угольных шахтах, на углеподающих трассах; угольная пыль содержит 0,1–3,9% СО. В выхлопных газах дизельных двигателей тепловозов содержится 70–93 мг/м3 CO, морских судов — до 70–80 мг/м3, в значит, количестве CO содержится в выбросах самолетов.

У. о. — яд. Он соединяется с гемоглобином и миоглобином, нарушая тканевое дыхание и вызывая кислородное голодание тканей, особенно клеток центр, нервной системы. ПДК CO (мг/м3): в воздухе рабочей зоны — 20,0 в течение рабочего дня, 50,0 — 60 мин, 100,0 — 30 мин, 200,0 — 15 мин; в атм. воздухе макс. разовая 5,0, среднесуточная 3,0. КПВ в смеси с воздухом 12,5–74,2%; смесь CO:O2 = 2:1 (по объему) взрывается при зажигании.

Хранят CO в баллонах красного цвета.

Я. А. Калашников

Источник: Химическая энциклопедия на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. УГЛЕРОДА ОКСИД — УГЛЕРОДА ОКСИД (угарный газ) — СО, газ без цвета и запаха, плотность 1,25 г/л, tкип -191,5 °С. Образуется при неполном сгорании углерода или его соединений (в печах, двигателях внутреннего сгорания). На воздухе горит синим пламенем (2СО + О2 = 2СО2). Большой энциклопедический словарь