Карбон (II) оксид

Оксид вуглецю (II) СО – безбарвний, не має запаху газ, малорозчинний у воді. Його називають чадним газом, оскільки він дуже отруйний. Потрапляючи при диханні в кров, швидко з'єднується з гемоглобіном, утворюючи міцне з'єднання карбоксигемоглобін, позбавляючи тим самим можливості гемоглобін переносити кисень.

При вдиханні повітря, що містить 0, 1% СО, людина може раптово втратити свідомість і померти. Чадний газ утворюється при неповному згорянні палива, ось чому так небезпечно передчасне закриття димоходів.

Карбон (II) оксид, CO—конденсується в рідину лише при —192°С і твердне при — 205°С. У воді Каробон оксид розчиняється дуже мало і не вступає з нею в хімічну взаємодію. Шість валентних електронів атомів карбону і кисню розміщуються на трьох зв’язуючих молекулярних орбіталях, утворюючи потрійний зв'язок; цей зв'язок має високу міцність (1076 кДж/моль).[6]

Утворення потрійного зв'язку в молекулі CO можна пояснити методом ВЗ. За рахунок двох неспарених електронів, які є у кожному з взаємодіючих атоміввиникають два ковалентні зв'язки:

Як показує схема, одна з орбіталей зовнішнього електронного шару атома карбону лишається незайнятою електронами. Отже цей атом може бути акцептором електронної пари. Атом же кисню зберігає на одній з р -орбіталей неподілену електронну пару і, отже, має електроноподібні властивості. В результаті утворюється ще один ковалентний зв'язок — донорноакцепторний:

У молекулі, що утворилася таким способом, кожний з атомів має у зовнішньому шарі вісім електронів. Структуру молекули CO можна подати схемою: С=О.

У лабораторіях карбон(II) оксид звичайно добувають, відщеплюючи від оцтової кислоти воду, виділяючи карбон(ІІ) оксид:

НСООН = CO + Н₂О.

Ця реакція показує, що карбон (II) оксид можна розглядати як ангідрид оцтової кислоти. Хоча оцтову кислоту не можна добути безпосередньо з карбон (II) оксиду і води, її солі утворюються при взаємодії їдких лугів з оксидом карбону при 150—200°С:

NaOH + CO = HCOONa.

На повітрі оксид карбону горить голубуватим полум'ям з виділенням великої кількості теплоти, перетворюючись в СО₂:

2СО + О₂ = 2СО₂ + 566 кДж.

На сонячному світлі або при наявності активованого вугілля (ката-лізатор) карбон оксид безпосередньо сполучається з хлором, утворюючи дуже отруйний газ — фосген:

CO + С1₂ = СОС1₂.

Фосген — важливий промисловий продукт. Його застосовують для виробництва ряду органічних і неорганічних речовин, наприклад

барвників.

Карбон (II) оксид сполучається з багатьма металами, утворюючи карбоніли металів, наприклад ферумкарбоніл Fe(CO)₆, ніколкарбоніл Ni(CO)₄. Останні дві речовини — це леткі, дуже отруйні рідини. Більшість карбонілів металів — кристалічні речовини. Найбільше практичне значення мають карбоніли ніколу, кобальту і феруму, їх застосовують для добування металів високої чистоти, нанесення металічних покриттів; крім того, вони є каталізаторами багатьох важливих хімічних реакцій.[9]

Хімічні зв'язки в молекулах карбонілів металів утворені за донорно-акцепторним способом і зарахунок неспарених електронних пар молекули CO та вільних орбіталей збудженого атома металу. Наприклад, у збудженого атома феруму є п'ять незайнятих орбіталей:

Тому молекула карбонілу феруму має склад, що відповідає формулі Fe(CO)₅.

Припідвищенійтемпературікарбону (II) оксид — добрийвідновник, щовідіграєважливурольуметалургіїпривідновленніметалівзїхніхоксидів. Його використовують також як газоподібне паливо. Крім того, CO є однією з вихідних речовин у виробництві ряду органічних сполук.

Карбон (II) оксид дуже отруйний і особливо небезпечний тим, що не має запаху; тому отруєння ним може статися непомітно. Отруйна дія оксиду карбону, відома під назвою чаду, пояснюється тим, що CO легко сполучається з гемоглобіном крові і робить його нездатним переносити кисень від легень до тканин. Якщо вдихати свіже повітря, то утворена сполука (карбоксигемоглобін) поступово руйнується, і гемоглобін відновлює здатність вбирати кисень.[12]