Mivel reagál a szén-monoxid? Szén-monoxid: képlet és tulajdonságai
SZÉN-OXID (SZÉN-MONOXID). szén(II)-oxid ( szén-monoxid) CO, nem sóképző szén-monoxid. Ez azt jelenti, hogy nincs ennek az oxidnak megfelelő sav. A szén-monoxid (II) színtelen és szagtalan gáz, amely cseppfolyósodik, amikor légköri nyomás-191,5 ° C hőmérsékleten és -205 ° C-on megszilárdul. 2p-elektronok szén- és oxigénatomok, a harmadik pedig - a donor-akceptor mechanizmus szerint az oxigén magányos elektronpárjának és a szabad 2p-nek a részvételével -szénpálya). Ennek eredményeként a CO és az N2 fizikai tulajdonságai (olvadás- és forráspont, vízben való oldhatóság stb.) nagyon közel állnak egymáshoz.
Szén-monoxid (II) keletkezik a széntartalmú vegyületek elégetése során, ha nem jut elegendő oxigénhez, valamint amikor forró szén érintkezik a teljes égés termékével - szén-dioxiddal: С + СО2 → 2СО. A laboratóriumban az SS-t a hangyasav dehidratálásával állítják elő, tömény kénsav és folyékony hangyasav hatására hevítés közben, vagy hangyasavgőzöket P2O5: HCOOH → CO + H2O felett vezetve. A CO-t az oxálsav bomlásával nyerik: Н2С2О4 → СО + СО2 + Н2О. A CO könnyen elválasztható más gázoktól lúgos oldaton való átvezetéssel.
Normál körülmények között a CO a nitrogénhez hasonlóan kémiailag meglehetősen közömbös. A CO csak magasabb hőmérsékleten mutat oxidációs, addíciós és redukciós reakciókra való hajlamot. Tehát megemelt hőmérsékleten lúgokkal reagál: CO + NaOH → HCOONa, CO + Ca (OH) 2 → CaCO3 + H2. Ezeket a reakciókat a CO eltávolítására használják az ipari gázokból.
A szén-monoxid (II) magas kalóriatartalmú tüzelőanyag: az égés jelentős mennyiségű hő felszabadulásával jár (283 kJ/1 mol CO). A CO levegővel alkotott keverékei felrobbannak, ha tartalma 12-74%; szerencsére a gyakorlatban rendkívül ritkák az ilyen keverékek. Az iparban a CO előállításához elgázosítást végeznek szilárd tüzelőanyag... Például, ha vízgőzt fújunk át egy 1000 oC-ra felmelegített szénrétegen, akkor vízgáz képződik: C + H2O → CO + H2, amelynek nagyon magas a fűtőértéke. Az égetés azonban messze nem a vízgáz legjövedelmezőbb felhasználása. Ebből például (különféle nyomás alatti katalizátorok jelenlétében) szilárd, folyékony és gáz halmazállapotú szénhidrogének keverékét lehet előállítani, amely értékes nyersanyag vegyipar(Fischer-Tropsch reakció). Ugyanebből a keverékből hidrogénnel dúsítva és a szükséges katalizátorok felhasználásával alkoholokat, aldehideket, savakat kaphatunk. Különösen fontos a metanol szintézise: CO + 2H2 → CH3OH - a szerves szintézis legfontosabb nyersanyaga, ezért ezt a reakciót az iparban nagy léptékben hajtják végre.
Azok a reakciók, amelyekben a CO redukálószer, szemléltethetők a vasredukcióval az ércből egy nagyolvasztó eljárás során: Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2. A fém-oxidok redukciója szén-monoxiddal (II) van nagyon fontos kohászati folyamatokban.
A CO-molekulákat az átmeneti fémekhez és vegyületeihez való addíciós reakció jellemzi, komplex vegyületek - karbonilok - képződésével. Ilyenek például a folyékony vagy szilárd fémkarbonilok: Fe (CO) 4, Fe (CO) 5, Fe2 (CO) 9, Ni (CO) 4, Cr (CO) 6 stb. Ezek nagyon mérgező anyagok, amelyek hevítés hatására lebomlanak. ismét fémbe és CO. Ily módon nagy tisztaságú fémporokat lehet előállítani. Néha fém "foltok" láthatók a gáztűzhely égőjén, ez a vas-karbonil képződésének és bomlásának következménye. Jelenleg több ezer különféle fém-karbonil-csoportot szintetizáltak, amelyek a CO mellett szervetlen és szerves ligandumokat is tartalmaznak, például PtCl2 (CO), K3, Cr (C6H5Cl) (CO) 3.
A CO-t egy vegyület klórral való reakciója is jellemzi, amely fényben még szobahőmérsékleten is rendkívül mérgező foszgén képződésével megy végbe: CO + Cl2 → COCl2. Ez egy láncreakció, gyökös mechanizmussal megy végbe, klóratomok és szabad gyökök COCl részvételével. Toxikussága ellenére a foszgént széles körben használják számos szerves vegyület szintézisére.
A szén-monoxid (II) erős méreg, mivel erős komplexeket képez fémtartalmú biológiailag aktív molekulákkal; ugyanakkor a szöveti légzés zavart szenved. A központi idegrendszer sejtjei különösen érintettek. A CO-nak a vas (II) atomjaihoz való kötődése a vér hemoglobinjában megakadályozza az oxihemoglobin képződését, amely oxigént szállít a tüdőből a szövetekbe. Ez a gáz már 0,1% CO-tartalommal a levegőben kiszorítja az oxigén felét az oxihemoglobinból. CO jelenlétében fulladásos halál is előfordulhat még a egy nagy szám oxigén. Ezért a CO-t szén-monoxidnak nevezték. Egy "leégett" embernél elsősorban az agy érintett és idegrendszer... Az üdvösséghez mindenekelőtt tiszta, CO-t nem tartalmazó levegő (vagy még jobb esetben tiszta oxigén) szükséges, miközben a hemoglobinhoz kapcsolódó CO-t fokozatosan O2 molekulák váltják fel, és elmúlik a fulladás. A CO maximális megengedett napi átlagos koncentrációja a légköri levegőben 3 mg/m3 (kb. 3,10-5%), a levegőben munkaterület- 20 mg/m3.
Általában a légkör CO-tartalma nem haladja meg a 10-5%-ot. Ez a gáz vulkáni és mocsári gázok részeként kerül a levegőbe, planktonok és más mikroorganizmusok felszabadulásával. Például évente 220 millió tonna CO kerül a légkörbe az óceán felszíni rétegeiből. A szén-dioxid-koncentráció magas a szénbányákban. Sok szén-monoxid keletkezik az erdőtüzek következtében. Minden millió tonna acél olvasztása 300-400 tonna CO képződésével jár együtt. Összességében a technogén CO levegőbe történő kibocsátása eléri az évi 600 millió tonnát, amelynek több mint felét a gépjárművek teszik ki. Szabályozatlan karburátor esetén a kipufogógázok akár 12% CO-t is tartalmazhatnak! Ezért a legtöbb országban szigorú szabványokat vezettek be az autók kipufogógázának CO-tartalmára vonatkozóan.
A CO képződése mindig a széntartalmú vegyületek, köztük a fa elégetésekor következik be, ha nem jut elegendő oxigénhez, valamint amikor a forró szén szén-dioxiddal érintkezik: C + CO2 → 2CO. Ilyen folyamatok a falusi kemencékben is előfordulnak. Ezért a kályha kéményének idő előtti lezárása a hőmegtakarítás érdekében gyakran szén-monoxid-mérgezéshez vezet. Nem szabad azt gondolni, hogy a kályhát nem fűtő városlakók CO-mérgezés ellen biztosítottak; például könnyen megmérgezhetik magukat egy rosszul szellőző garázsban, ahol járó motoros autó van. CO-t a konyhában a földgáz égéstermékei is tartalmaznak. A múltban sok repülőgép-baleset következett be a motor kopása vagy a rossz beállítás miatt: CO bejutott a pilótafülkébe és megmérgezte a személyzetet. A veszélyt tetézi, hogy a CO szaggal nem észlelhető; Ebből a szempontból a szén-monoxid veszélyesebb, mint a klór!
A szén-monoxidot (II) gyakorlatilag nem szívja fel az aktív szén, ezért a szokásos gázálarc nem menti meg ettől a gáztól; abszorbeálásához további hopcalite patronra van szükség, amely egy katalizátort tartalmaz, amely a CO-t CO2-vé „égeti” a légköri oxigén segítségével. Az utóégető katalizátorokat egyre többet szállítják személygépkocsik, annak ellenére magas ár ezek a platinafém alapú katalizátorok.
- ENSZ 2.3 veszélyességi osztály
- Másodlagos veszély ENSZ 2.1
Molekula szerkezete
A CO-molekulának az izoelektronikus nitrogénmolekulához hasonlóan hármas kötése van. Mivel ezek a molekulák szerkezetükben hasonlóak, tulajdonságaik is hasonlóak - nagyon alacsony olvadáspont és forráspont, közeli standard entrópiák stb.
A vegyértékkötés módszer keretében a CO molekula szerkezete a következő képlettel írható le: C≡O:, a harmadik kötés pedig a donor-akceptor mechanizmussal jön létre, ahol a szén egy elektronpár akceptorja, az oxigén pedig donor.
A hármas kötés jelenléte miatt a CO-molekula nagyon erős (a disszociációs energiája 1069 kJ/mol, vagyis 256 kcal/mol, ami nagyobb, mint bármely más kétatomos molekuláé) és kicsi a magok közötti távolsága (d C≡O = 0,1128 nm vagy 1,13Å).
A molekula gyengén polarizált, dipólusának elektromos momentuma μ = 0,04 · 10 -29 C · m (a dipólusmomentum iránya O - → C +). Ionizációs potenciál 14,0 V, erőcsatolási állandó k = 18,6.
A felfedezés története
A szén-monoxidot először Jacques de Lasson francia kémikus szerezte meg cink-oxid szénnel való hevítésével, de kezdetben összetévesztették a hidrogénnel, mert kék lánggal égett. Azt a tényt, hogy ez a gáz szenet és oxigént tartalmaz, William Crookshank angol kémikus fedezte fel. A Föld atmoszféráján kívüli szén-monoxidot először M. Migeotte belga tudós fedezte fel 1949-ben a Nap infravörös spektrumának fő rezgés-forgási sávjának jelenlétével.
Szén-monoxid a Föld légkörében
Különbséget kell tenni a Föld légkörébe jutó természetes és antropogén források között. Természetes körülmények között a Föld felszínén a szerves vegyületek tökéletlen anaerob bomlása és a biomassza elégetése során, elsősorban erdő- és sztyeppetüzek során keletkezik CO. A szén-monoxid biológiailag (élő szervezetek által kiürítve) és nem biológiailag egyaránt képződik a talajban. Kísérletileg bebizonyosodott, hogy az első hidroxilcsoporthoz képest orto- vagy para-helyzetben OCH 3 vagy OH csoportokat tartalmazó talajokban elterjedt fenolos vegyületek hatására szén-monoxid szabadul fel.
A nem biológiai CO-termelés és annak mikroorganizmusok általi oxidációja általános egyensúlya az adott környezeti feltételektől, elsősorban a páratartalomtól és az értéktől függ. Például a szén-monoxid a száraz talajokból közvetlenül a légkörbe kerül, így helyi maximumokat teremtve ennek a gáznak a koncentrációjában.
A légkörben a CO metánt és más szénhidrogéneket (elsősorban izoprént) magában foglaló reakcióláncok terméke.
A CO fő antropogén forrása jelenleg a motorok kipufogógáza. belső égés... Szén-monoxid képződik, amikor a szénhidrogén üzemanyagokat elégtelen hőmérsékleten vagy rosszul beállított levegőellátás mellett elégetik a belső égésű motorokban (nincs elegendő oxigén a CO CO 2 -dá oxidálásához). Korábban az antropogén CO2-kibocsátás jelentős hányada világítógázból származott, amelyet a 19. században beltéri világításra használtak. Összetételében megközelítőleg vízgáznak felelt meg, azaz legfeljebb 45% szén-monoxidot tartalmazott. Jelenleg az önkormányzati szférában ezt a gázt egy sokkal kevésbé mérgező földgáz váltotta fel (az alkánok homológ sorozatának legalacsonyabb képviselői a propán stb.)
A természetes és antropogén forrásokból származó CO-bevitel megközelítőleg azonos.
A szén-monoxid a légkörben gyors ciklusban van: átlagos tartózkodási ideje körülbelül 0,1 év, a hidroxil hatására szén-dioxiddá oxidálódik.
Fogadás
Ipari módon
2C + O 2 → 2CO (a reakció hőhatása 22 kJ),
2. vagy ha a szén-dioxidot forró szénnel redukálják:
CO 2 + C ↔ 2CO (ΔH = 172 kJ, ΔS = 176 J / K).
Ez a reakció gyakran fordul elő kemencetűznél, amikor a sütő csappantyúját túl korán zárják (amíg a szén teljesen ki nem ég). A keletkező szén-monoxid toxicitása miatt élettani rendellenességeket ("hulladék") és akár halált is okoz (lásd alább), innen ered az egyik triviális elnevezés - "szén-monoxid". A kemencében lezajló reakciók képe az ábrán látható.
A szén-dioxid redukciós reakciója reverzibilis, a hőmérséklet hatása ennek a reakciónak az egyensúlyi állapotára a grafikonon látható. A jobbra haladó reakció adja az entrópiatényezőt, balra pedig az entalpiatényezőt. 400 °C alatti hőmérsékleten az egyensúly szinte teljesen balra tolódik, 1000 °C felett pedig jobbra (a CO képződése felé). Alacsony hőmérsékleten ennek a reakciónak a sebessége nagyon kicsi, ezért a szén-monoxid normál körülmények között meglehetősen stabil. Ennek a mérlegnek különleges neve van a budoár egyensúlya.
3. A szén-monoxid és más anyagok keverékét úgy állítják elő, hogy levegőt, vízgőzt stb. izzó koksz, szén vagy barnaszén stb. rétegen vezetnek át (lásd generátorgáz, vízgáz, kevert gáz, szintézisgáz).
Laboratóriumi módszer
TLV (maximális küszöbkoncentráció, USA): 25 MPC r.z. a GN 2.2.5.1313-03 higiéniai szabványok szerint 20 mg / m³
Szén-monoxid védelem
Ennek a jó fűtőértéknek köszönhetően a CO különféle műszaki gázkeverékek (lásd pl. generátorgáz) összetevője, fűtésre is használják.
halogének. A klórral való reakció a legnagyobb gyakorlati alkalmazást kapta:
CO + Cl 2 → COCl 2
A reakció exoterm, termikus hatása 113 kJ, katalizátor (aktív szén) jelenlétében már szobahőmérsékleten végbemegy. A reakció eredményeként foszgén képződik - egy anyag, amelyet kapott széleskörű felhasználás a kémia különböző ágaiban (valamint vegyi harci szer). A COF 2 (karbonil-fluorid) és a COBr2 (karbonil-bromid) analóg reakciókkal állítható elő. Nem kaptunk karbonil-jodidot. A reakciók exotermitása gyorsan csökken F-ről I-re (F 2 reakció esetén a termikus hatás 481 kJ, Br 2 esetén 4 kJ). Vegyes származékokat is kaphat, például COFCl-t (további részletekért lásd a szénsav halogénezett származékait).
CO és F 2 reakciójával a karbonil-fluoridon kívül egy peroxidvegyület (FCO) 2 O 2 is előállítható. Jellemzői: olvadáspont -42 °C, forráspont + 16 °C, jellegzetes szagú (hasonló az ózon szagához), 200 °C fölé hevítve robbanással bomlik (CO 2, O 2 reakciótermékei és COF 2), savas közegben reagál a kálium-jodiddal a következő egyenlet szerint:
(FCO) 2 O 2 + 2KI → 2KF + I 2 + 2CO 2
A szén-monoxid kalkogénekkel reagál. Kénnel szén-szulfid COS-t képez, a reakció hevítéskor a következő egyenlet szerint megy végbe:
CO + S → COS ΔG ° 298 = -229 kJ, ΔS ° 298 = -134 J / K
Hasonló szelén-oxidot (COSe) és tellurid COTe-t is előállítottak.
SO 2 visszaállítása:
SO 2 + 2CO → 2CO 2 + S
Nagyon illékony, gyúlékony és mérgező vegyületeket képez átmeneti fémekkel - karbonilokkal, mint például Cr (CO) 6, Ni (CO) 4, Mn 2 CO 10, Co 2 (CO) 9 stb.
Mint fentebb említettük, a szén-monoxid kis mértékben oldódik vízben, de nem lép reakcióba vele. Ezenkívül nem lép reakcióba lúgok és savak oldataival. Azonban reagál az alkáli olvadékokkal:
CO + KOH → HCOOK
Érdekes reakció a szén-monoxid reakciója fémes káliummal ammóniaoldatban. Ez robbanásveszélyes kálium-dioxo-karbonátot képez:
2K + 2CO → K + O - -C 2 -O - K +
A reakció ammóniával at magas hőmérsékletek Kaphat egy, az ipar számára fontos vegyületet - hidrogén-cianid HCN-t. A reakció katalizátor (oxid) jelenlétében megy végbe
A levegőben veszélyes koncentrációban keletkezett szén-monoxid (szén-monoxid (II), szén-monoxid, szén-monoxid) jeleit nehéz megállapítani - láthatatlan, esetleg szaga sincs, fokozatosan, észrevétlenül halmozódik fel a helyiségben. Rendkívül veszélyes az emberi életre: magas toxicitású, túlzott tüdőtartalma súlyos mérgezést és halált okoz. Évente magas a gázmérgezés okozta halálozási arány. Megfigyeléssel csökkentheti a mérgezés veszélyét egyszerű szabályok valamint speciális szén-monoxid-érzékelők használata.
Mi a szén-monoxid
Földgáz bármely biomassza elégetésekor keletkezik, az iparban pedig bármilyen szénalapú vegyület égésterméke. És valójában, és egy másik esetben előfeltétele a gázfejlődés oxigénhiány. Erdőtüzek következtében nagy mennyiségben kerül a légkörbe, az autómotorokban az üzemanyag elégetése során keletkező kipufogógázok formájában. Ipari célokra szerves alkohol, cukor előállítására, állat- és halhús feldolgozására használják. Kis mennyiségű monooxidot az emberi test sejtjei is termelnek.
Tulajdonságok
Kémiai szempontból a monooxid olyan szervetlen vegyület, amelynek molekulájában egyetlen oxigénatom van, kémiai képlete CO. Ez egy vegyszer, amelynek nincs jellegzetes színe, íze és illata, a levegőnél könnyebb, de a hidrogénnél nehezebb, szobahőmérsékleten inaktív. Az a személy, aki szagol, csak a szerves szennyeződések jelenlétét érzékeli a levegőben. A mérgező termékek kategóriájába tartozik, a levegőben 0,1% -os koncentrációban a halál egy órán belül következik be. A jellemző maximális megengedett koncentráció 20 mg/m3.
A szén-monoxid hatása az emberi szervezetre
A szén-monoxid végzetes az emberre. Toxikus hatását a karboxihemoglobin képződése magyarázza a vérsejtekben - a szén-monoxid (II) vér hemoglobinhoz való hozzáadásának terméke. Magas szint a karboxihemoglobin tartalma oxigénéhezést, az agy és a test más szöveteinek elégtelen oxigénellátását okozza. Gyenge mérgezés esetén a vér tartalma alacsony, pusztulás természetesen esetleg 4-6 órán belül. Csak nagy koncentrációban gyógyszereket.
Szén-monoxid mérgezés
A szén-monoxid az egyik legveszélyesebb anyag. Mérgezés esetén a test mérgezése következik be, amelyet az ember általános állapotának romlása kísér. Nagyon fontos, hogy időben felismerjük a szén-monoxid-mérgezés jeleit. A kezelés eredménye a szervezetben lévő anyag szintjétől és attól függ, hogy milyen gyorsan érkezett meg a segítség. Ebben az esetben minden perc számít - az áldozat vagy teljesen felépül, vagy örökre beteg marad (minden a mentők reagálási sebességétől függ).
Tünetek
A mérgezés mértékétől függően fejfájás, szédülés, fülzúgás, szívdobogás, hányinger, légszomj, villogás a szemekben, általános gyengeség léphet fel. Gyakran megfigyelhető álmosság, ami különösen veszélyes, ha egy személy gázszennyezett helyiségben tartózkodik. Amikor nagy mennyiségű mérgező anyag kerül a légzőrendszerbe, görcsök, eszméletvesztés figyelhető meg, különösen súlyos esetekben - kóma.
Elsősegélynyújtás szén-monoxid-mérgezés esetén
Szén-monoxid-mérgezés esetén az áldozatot a helyszínen elsősegélyben kell részesíteni. Azonnal át kell helyeznünk Friss levegőés hívj orvost. Ne feledje a biztonságáról is: csak olyan helyiségbe kell mélyeket lélegeznie, ahol ez az anyag forrása van, ne lélegezzen be. Az orvos megérkezéséig meg kell könnyíteni az oxigénnek a tüdőbe jutását: oldja ki a gombokat, vegye le vagy lazítsa meg a ruhákat. Ha az áldozat elveszti az eszméletét és leáll a légzése, ez szükséges mesterséges szellőztetés tüdő.
Mérgezés ellenszere
A szén-monoxid-mérgezés speciális ellenszere (ellenszere) az gyógyszer, amely aktívan gátolja a karboxihemoglobin képződését. Az ellenszer hatása a szervezet oxigénigényének csökkenéséhez, az oxigénhiányra érzékeny szervek támogatásához, az agy, a máj támogatásához vezet. 1 ml-es adagban intramuszkulárisan adják be közvetlenül a beteg eltávolítása után. a mérgező anyagok magas koncentrációjával rendelkező zóna. Az ellenszert legkorábban az első injekció beadása után egy órával adhatja meg újra. Profilaxisra használható.
Kezelés
Enyhe szén-monoxid expozíció esetén a kezelést ambulánsan végezzük, súlyos esetekben a beteg kórházba kerül. Már a mentőautóban adják oxigénes párna vagy egy maszk. Súlyos esetekben annak érdekében, hogy a szervezet nagy mennyiségű oxigént kapjon, a pácienst nyomáskamrába helyezik. Az ellenszert intramuszkulárisan injektálják. A vérgázszintet folyamatosan ellenőrzik. A további kábítószer-rehabilitáció, az orvosok intézkedései az agy, a szív- és érrendszer és a tüdő munkájának helyreállítására irányulnak.
Hatások
A szervezet szén-monoxid-expozíciója súlyos betegségeket okozhat: megváltozik az agy teljesítménye, viselkedése, az emberi tudat, és megmagyarázhatatlan fejfájás jelentkezik. Főleg befolyásolni káros anyagok a memória érintett - az agy azon része, amely felelős a rövid távú memória és a hosszú távú memória átmenetéért. A beteg csak néhány hét múlva érzi a szén-monoxid-mérgezés következményeit. A legtöbb áldozat egy rehabilitációs időszak után teljesen felépül, de vannak, akik életre szóló következményeket éreznek.
Hogyan lehet azonosítani a beltéri szén-monoxidot
Otthon könnyen lehet szén-monoxid-mérgezést kapni, és ez nem csak tűz esetén fordul elő. A szén-monoxid koncentrációja a kályhacsappantyú gondatlan kezelése, hibás gázbojler vagy szellőztetés üzemelése során alakul ki. A szén-monoxid forrása lehet gáztűzhely... Ha füst van a szobában, ez már ok a riasztásra. Speciális érzékelők vannak a gázszint folyamatos figyelésére. Figyelik a gázkoncentráció szintjét, és a norma túllépését jelentik. Egy ilyen eszköz jelenléte csökkenti a mérgezés kockázatát.
Videó
Szén-oxidok
Az utóbbi években a pedagógiatudományban a tanulóközpontú tanulást részesítették előnyben. Az egyéni személyiségjegyek kialakulása a tevékenység folyamatában történik: tanulás, játék, munka. Ezért fontos tényező a tanulás a tanulási folyamat megszervezése, a tanár tanulókkal való kapcsolatának jellege és a tanulók egymás közötti jellege. Ezen elképzelések alapján igyekszem sajátos módon felépíteni az oktatási folyamatot. Ugyanakkor minden hallgató saját maga választja meg az anyag tanulásának ütemét, lehetősége van a számára elérhető szinten dolgozni, sikeres helyzetben. A tanórán nemcsak tantárgyi, hanem olyan általános nevelési készségek, képességek elsajátítására, fejlesztésére is lehetőség nyílik, mint a nevelési cél kitűzése, az eléréséhez szükséges eszközök és módok megválasztása, az eredmények feletti kontroll gyakorlása, a hibák kijavítása. A tanulók megtanulnak irodalommal dolgozni, jegyzeteket, diagramokat, rajzokat készíteni, csoportban, párban, egyénileg dolgozni, konstruktív eszmecserét folytatni, logikusan érvelni, következtetéseket levonni.
Nem könnyű ilyen leckéket tartani, de ha szerencséd van, elégedettséget érezhetsz. Itt van az egyik leckém forgatókönyve. Kollégái, adminisztráció és pszichológus vett részt rajta.
Az óra típusa.Új anyagok tanulása.
Gólok. Motiváció és aktualizálás alapján Alap tudás valamint a tanulók képességeit a szén-monoxid és szén-dioxid szerkezetének, fizikai és kémiai tulajdonságainak, előállításának és felhasználásának mérlegelésére.
A cikk a www.Artifex.Ru oldal támogatásával készült. Ha úgy dönt, hogy bővíti ismereteit ezen a területen Kortárs művészet, azután optimális megoldás meglátogatja a www.Artifex.Ru oldalt. Az ARTIFEX kreatív almanach lehetővé teszi, hogy otthona elhagyása nélkül ismerkedjen meg a kortárs művészeti alkotásokkal. Több részletes információk megtalálható a www.Artifex.Ru weboldalon. Soha nem késő elkezdeni tágítani látókörét és szépérzékét.
Berendezések és reagensek. Kártyák „Programozott lekérdezés”, poszter-séma, gázok gyűjtésére szolgáló eszközök, poharak, kémcsövek, tűzoltó készülék, gyufa; mészvíz, nátrium-oxid, kréta, sósav, indikátor oldatok, H 2 SO 4 (tömény), HCOOH, Fe 2 O 3.
Poszter diagram
"A szén-monoxid (szén-monoxid (II)) CO-molekula szerkezete"
AZ ÓRÁK ALATT
A tanulók asztalai körben vannak elrendezve. A tanárnak és a tanulóknak lehetősége van a laboratóriumi asztalokhoz szabadon költözni (1, 2, 3). Az órán a gyerekek a tanulóasztalokhoz (4, 5, 6, 7, ...) ülnek egymással tetszés szerint (ingyenes 4 fős csoportok).
Tanár. Bölcs kínai közmondás(szépen felírva a táblára) olvas:
„Hallom – elfelejtem
Értem – emlékszem
Igen – értem."
Egyetért a kínai bölcsek következtetéseivel?
Mely orosz közmondások tükrözik a kínai bölcsességet?
A gyerekek példákat mondanak.
Tanár. Valóban, csak teremtéssel, alkotással juthat az ember értékes termék: új anyagok, eszközök, gépek, valamint immateriális értékek - következtetések, általánosítások, következtetések. Ma azt javaslom, hogy vegyen részt két anyag tulajdonságainak vizsgálatában. Ismeretes, hogy az autó műszaki vizsgálatának áthaladásakor a sofőr igazolást ad az autó kipufogógázainak állapotáról. Milyen gázkoncentrációt tüntet fel a tanúsítvány?
(Válasz CO.)
Diák. Ez a gáz mérgező. A véráramba kerülve a szervezet mérgezését okozza ("burnout", innen ered az oxid neve - szén-monoxid). Életveszélyes mennyiségben található meg az autók kipufogógázaiban(felolvas egy üzenetet az újságból, hogy az a sofőr, aki a garázsban járt motor mellett elaludt, halálra őrült). A szén-monoxid-mérgezés ellenszere a friss levegő és a tiszta oxigén belélegzése. Egy másik szén-monoxid a szén-dioxid.
Tanár. Az asztalokon van egy programozott felmérési kártya. Ismerkedjen meg a tartalmával, és egy üres papírlapra jelölje be azoknak a feladatoknak a számát, amelyekre élettapasztalata alapján tudja a válaszokat. Az állítás száma mellé írja be annak a szén-monoxidnak a képletét, amelyre az állítás vonatkozik!
A tanulók-tanácsadók (2 fő) válaszlapokat gyűjtenek, és a válaszok eredménye alapján új csoportokat alakítanak ki a további munkához.
Programozott "szén-oxidok" lekérdezés
1. Ennek az oxidnak a molekulája egy szénatomból és egy oxigénatomból áll.
2. A molekulában lévő atomok közötti kötés kovalens poláris.
3. Vízben gyakorlatilag oldhatatlan gáz.
4. Ennek az oxidnak a molekulája egy szénatomot és két oxigénatomot tartalmaz.
5. Nincs szaga és színe.
6. Vízben oldódó gáz.
7. Még -190 °C-on sem cseppfolyósodik ( t bála = -191,5 °C).
8. Savas oxid.
9. Könnyen összenyomható, 20 ° C-on 58,5 atm nyomáson folyékony lesz, "szárazjéggé" szilárdul.
10. Nem mérgező.
11. Nem sóképző.
12. Éghető.
13. Kölcsönhatásba lép vízzel.
14. Kölcsönhatásba lép bázikus oxidokkal.
15. Reagál fém-oxidokkal, redukálva belőlük a szabad fémeket.
16. Savak és szénsavsók kölcsönhatásával nyerik.
17. ÉN.
18. Kölcsönhatásba lép lúgokkal.
19. A növények által üvegházakban és üvegházakban használt szénforrás magasabb hozamot eredményez.
20. Víz és italok szénsavasításához használják.
Tanár. Tekintse át újra a kártya tartalmát. Csoportosítsa az információkat 4 blokkba:
szerkezet,
fizikai tulajdonságok,
Kémiai tulajdonságok,
fogadása.
A tanár lehetőséget biztosít az egyes tanulócsoportokhoz való beszédre, összefoglalja a beszédeket. Aztán a diákok különböző csoportok válassza ki munkatervét - az oxidok tanulmányozásának eljárását. Ebből a célból információblokkokat számoznak, és megindokolják választásukat. A tanulás sorrendje lehet a fent leírtak szerint, vagy a megjelölt négy blokk bármely más kombinációjával.
A tanár felhívja a tanulók figyelmét a téma legfontosabb pontjaira. Mivel a szén-oxidok gáz halmazállapotúak, óvatosan kell bánni velük (biztonsági előírások). A tanár jóváhagyja az egyes csoportok terveit, és kijelöli a tanácsadókat (előkészített tanulókat).
Bemutató kísérletek
1. Transzfúzió szén-dioxidüvegről üvegre.
2. Gyertyák oltása üvegben, mivel a CO 2 felhalmozódik.
3. Tegyen néhány kis darab "szárazjeget" egy pohár vízbe. A víz csobogni fog, és sűrű, fehér füst ömlik ki belőle.
A CO2 gáz már szobahőmérsékleten cseppfolyósodik 6 MPa nyomáson. Folyékony állapotban acélhengerekben tárolják és szállítják. Ha kinyitja egy ilyen henger szelepét, a folyékony CO 2 elkezd elpárologni, aminek következtében erős lehűlés következik be, és a gáz egy része hószerű masszává - "szárazjéggé" alakul, amelyet préselnek és tárolnak. jégkrém.
4. Kémiai habbal oltó készülék (CFS) bemutatása és működési elvének magyarázata modell segítségével - dugós kémcső és gázkivezető cső.
Információk a szerkezet az 1. számú táblázatnál (1. és 2. utasításkártya, a CO és CO 2 molekulák szerkezete).
Információ valamiről fizikai tulajdonságok - a 2. számú asztalnál (munka a tankönyvvel - Gabrielyan O.S. Kémia-9. M .: Túzok, 2002, p. 134-135).
Adat a fogadásról és kémiai tulajdonságok - a 3. és 4. táblázaton (3. és 4. utasításkártya, gyakorlati munkához szükséges utasítások, a tankönyv 149–150. old.).
Praktikus munka Tegyünk néhány darab krétát vagy márványt egy kémcsőbe, és adjunk hozzá egy kevés hígított sósavat. Gyorsan zárja le az injekciós üveget szellőzőcsővel ellátott dugóval. Merítse a cső végét egy másik csőbe, amely 2-3 ml meszes vizet tartalmaz. Nézze meg, amint a gázbuborékok áthaladnak a mészvízen néhány percig. Ezután vegye ki a füstcső végét az oldatból, és öblítse le desztillált vízben. Helyezze a csövet egy másik csőbe 2-3 ml desztillált vízzel, és engedje át a gázt. Néhány perc múlva vegye ki a csövet az oldatból, adjon hozzá néhány csepp kék lakmuszt a kapott oldathoz. Öntsön 2-3 ml hígított nátrium-hidroxid oldatot egy kémcsőbe, és adjon hozzá néhány csepp fenolftaleint. Ezután engedje át a gázt az oldaton. Válaszolj a kérdésekre. Kérdések 1. Mi történik, ha krétát vagy márványt érintenek? sósav? 2. Miért válik a mészvízen keresztül szén-dioxid először zavarossá, majd feloldódik a mész? 3. Mi történik, ha szén-monoxidot (IV) engedünk át desztillált vízen? Írja fel a megfelelő reakciók egyenleteit molekuláris, ionos és ionos formában! A karbonátok felismerése A kapott négy kémcső tartalmaz kristályos anyagok: nátrium-szulfát, cink-klorid, kálium-karbonát, nátrium-szilikát. Határozza meg, milyen anyag van az egyes csövekben. Írja fel a reakcióegyenleteket molekuláris, ionos és rövidített ionos formában! |
Házi feladat
A tanár azt javasolja, hogy vigye haza a „Programozható felmérés” kártyát, és a következő leckére készülve gondolja át az információszerzés módjait. (Honnan tudta, hogy a vizsgált gáz cseppfolyósodik, kölcsönhatásba lép savval, mérgező stb.?)
Önálló munkavégzés tanulók
Praktikus munka gyermekcsoportok lépnek fel különböző sebességgel... Ezért játékokat kínálnak azoknak, akik gyorsabban végzik el munkájukat.
Ötödik extra
Négy anyagban találhatunk valami közös vonást, és az ötödik anyag a szokásostól eltérő, felesleges.
1. Szén, gyémánt, grafit, karbid, karbi. (Karbid.)
2. Antracit, tőzeg, koksz, olaj, üveg. (Üveg.)
3. Mészkő, kréta, márvány, malachit, kalcit. (Malachit.)
4. Kristályos szóda, márvány, hamuzsír, maró, malachit. (Maró.)
5. Foszgén, foszfin, hidrogén-cianid, kálium-cianid, szén-diszulfid. (Foszfin.)
6. Tengervíz, ásványvíz, desztillált víz, talajvíz, kemény víz. (Desztillált víz.)
7. Lime tej, pihe, oltott mész, mészkő, mészvíz. (Mészkő.)
8. Li 2CO 3; (NH4)2CO3; CaCO 3; K 2 CO 3, Na 2 CO 3. (CaCO 3.)
Szinonimák
Írja le az anyagok kémiai képleteit vagy nevét!
1. Halogén - ... (Klór vagy bróm.)
2. Magnezit - ... (MgCO 3.)
3. Karbamid - ... ( Karbamid H 2 NC (O) NH 2.)
4. Hamuzsír - ... (K 2 CO 3.)
5. Szárazjég -… (CO 2.)
6. Hidrogén-oxid - ... ( Víz.)
7. Ammónia – … (10%-os vizes ammónia oldat.)
8. Salétromsav sói - ... ( Nitrátok- KNO 3, Ca (NO 3) 2, NaNO 3.)
9. Földgáz - ... ( Metán CH 4.)
Antonímák
Írjon olyan kémiai kifejezéseket, amelyek jelentése ellentétes a javasoltakkal!
1. Oxidálószer - ... ( Redukáló szer.)
2. Elektrondonor - ... ( Elektronakceptor.)
3. Savas tulajdonságok – … (Alaptulajdonságok.)
4. Disszociáció - ... ( Egyesület.)
5. Adszorpció - ... ( Deszorpció.)
6. Anód - ... ( Katód.)
7. Anion - ... ( Kation.)
8. Fém - ... ( Nem fém.)
9. Kezdeti anyagok - ... ( Reakciótermékek.)
Minták keresése
Állítson fel egy jelet, amely egyesíti a jelzett anyagokat és jelenségeket.
1. Gyémánt, karbin, grafit - ... ( A szén allotróp módosulatai.)
2. Üveg, cement, tégla - ... ( Építőanyagok.)
3. Légzés, bomlás, vulkánkitörés - ... ( Szén-dioxid-kibocsátással járó folyamatok.)
4. CO, CO 2, CH 4, SiH 4 - ... ( A IV csoport elemeinek vegyületei.)
5. NaHCO 3, CaCO 3, CO 2, H 2 CO 3 - ... ( A szén oxigénvegyületei.)
Szén-monoxid (II ), vagy a szén-monoxidot, a CO-t Joseph Priestley angol kémikus fedezte fel 1799-ben. Színtelen gáz, íztelen és szagtalan, vízben rosszul oldódik (3,5 ml 100 ml vízben 0 °C-on), alacsony. olvadáspontja (-205 °C) és forráspontja (-192 °C).
A szén-monoxid szerves anyagok tökéletlen égése során, vulkánkitörések során, valamint egyes alacsonyabb rendű növények (algák) élettevékenysége következtében kerül a Föld légkörébe. A levegő CO természetes szintje 0,01-0,9 mg/m3. A szén-monoxid erősen mérgező. Az emberi testben és a magasabb rendű állatokban aktívan reagál
Az égő szén-monoxid lángja gyönyörű kék-lila színű. Könnyű saját kezűleg megfigyelni. Ehhez meg kell gyújtani egy gyufát. A láng alsó része izzik - ezt a színt az izzó szénrészecskék (a fa tökéletlen égésének terméke) adják neki. Fent a lángot kék-ibolya szegély veszi körül. Ez elégeti a fa oxidációja során keletkező szén-monoxidot.
a vas - vérhem összetett vegyülete (a globin fehérjével kapcsolatban), amely megzavarja a szövetek oxigénszállítását és -fogyasztását. Ezenkívül visszafordíthatatlan kölcsönhatásba lép néhány olyan enzimmel, amely részt vesz a sejt energiaanyagcseréjében. Egy helyiségben 880 mg / m 3 szén-monoxid-koncentráció esetén a halál néhány órán belül bekövetkezik, 10 g / m 3 -nél pedig szinte azonnal. A levegőben a megengedett legnagyobb szén-monoxid-tartalom 20 mg/m3. A CO-mérgezés első jelei (6-30 mg / m 3 koncentrációban) a látás- és hallásérzékenység csökkenése, fejfájás, pulzusszám-változások. Ha valaki szén-monoxid-mérgezést kapott, friss levegőre kell vinni, mesterséges lélegeztetést kell adni, mérgezés enyhe esetekben erős teát vagy kávét kell adni.
Nagy mennyiségű szén-monoxid ( II ) emberi tevékenység eredményeként kerül a légkörbe. Például egy autó évente átlagosan körülbelül 530 kg CO-t bocsát ki a levegőbe. Ha egy belső égésű motorban 1 liter benzint elégetünk, a szén-monoxid-kibocsátás 150 és 800 g között ingadozik. Az oroszországi autópályákon a CO átlagos koncentrációja 6-57 mg/m 3, vagyis meghaladja a mérgezés mértékét. küszöb... A szén-monoxid felhalmozódik az autópályák közelében található házak előtti, rosszul szellőző udvarokon, pincékben és garázsokban. V utóbbi évek az autópályákon speciális pontokat szerveztek a szén-monoxid és egyéb tökéletlen égéstermékek (CO-CH-szabályozás) ellenőrzésére.
Szobahőmérsékleten a szén-monoxid meglehetősen inert. Vízzel és lúgoldatokkal nem lép kölcsönhatásba, azaz nem sóképző oxid, melegítéskor viszont szilárd lúgokkal reagál: CO + KOH = NSOOK (kálium-formiát, hangyasav só); CO + Ca (OH) 2 = CaCO 3 + H 2. Ezeket a reakciókat arra használják, hogy a metán és a túlhevített gőz kölcsönhatása során keletkező szintézisgázból (CO + 3H 2) hidrogént fejlesszenek.
A szén-monoxid érdekes tulajdonsága, hogy képes vegyületet képezni átmeneti fémekkel - karbonilokkal, például: Ni + 4CO ® 70 °C Ni (CO) 4.
Szén-monoxid (II ) Kiváló redukálószer. Melegítéskor a légköri oxigén oxidálja: 2CO + O 2 = 2CO 2. Ezt a reakciót szobahőmérsékleten, platina vagy palládium katalizátor alkalmazásával hajthatjuk végre. Ezeket a katalizátorokat az autókba építik be, hogy csökkentsék a légkörbe történő CO-kibocsátást.
Amikor a CO klórral reagál, nagyon mérgező gáz foszgén képződik (t bála = 7,6 ° C): CO + Cl 2 = COCl 2 ... Korábban vegyi harci szerként használták, most pedig szintetikus poliuretán polimerek előállítására használják.
A szén-monoxidot öntöttvas és acél olvasztására használják a vas oxidokból történő redukálására, valamint széles körben használják szerves szintézisben is. Amikor szén-monoxid keverék kölcsönhatásba lép ( II ) hidrogénnel a körülményektől (hőmérséklet, nyomás) függően különféle termékek keletkeznek - alkoholok, karbonilvegyületek, karbonsavak. Különösen fontos a metanol szintézis reakciója: CO + 2H 2 = CH3OH , amely a szerves szintézis egyik fő terméke. A szén-monoxidot a foszgén, a hangyasav szintézisére használják magas kalóriatartalmú üzemanyagként.
