Угарный газ, свойства, физиологическое действие на организм

Оксид углерода (II)

Оксид углерода (II)

Строение молекулы и физические свойства

Оксид углерода (II) («угарный газ») – это газ без цвета и запаха. Сильный яд. Небольшая концентрация угарного газа в воздухе может вызвать сонливость и головокружение. Большие концентрации угарного газа вызывают удушье.

Строение молекулы оксида углерода (II) – линейное. Между атомами углерода и кислорода образуется тройная связь, за счет дополнительной донорно-акцепторной связи:

Способы получения

В лаборатории угарный газ можно получить действием концентрированной серной кислоты на муравьиную или щавелевую кислоты:

НСООН → CO + H2O

В промышленности угарный газ получают в газогенераторах при пропускании воздуха через раскаленный уголь:

CO2 + C → 2CO

Еще один важный промышленный способ получения угарного газа — паровая конверсия метана. При взаимодействии перегретого водяного пара с метаном образуется угарный газ и водород:

Также возможна паровая конверсия угля:

C 0 + H2 + O → C +2 O + H2 0

Угарный газ в промышленности также можно получать неполным окислением метана:

Химические свойства

Оксид углерода (II) – несолеобразующий оксид . За счет углерода со степенью окисления +2 проявляет восстановительные свойства.

1. Угарный газ горит в атмосфере кислорода . Пламя окрашено в синий цвет:

2. Оксид углерода (II) окисляется хлором в присутствии катализатора или под действием света с образованием фосгена. Фосген – ядовитый газ.

3. Угарный газ взаимодействует с водородом при повышенном давлении . Смесь угарного газа и водорода называется синтез-газ. В зависимости от условий из синтез-газа можно получить метанол, метан, или другие углеводороды.

Например , под давлением больше 20 атмосфер, при температуре 350°C и под действием катализатора угарный газ реагирует с водородом с образованием метанола:

4. Под давлением оксид углерода (II) реагирует с щелочами. При этом образуется формиат – соль муравьиной кислоты.

Например , угарный газ реагирует с гидроксидом натрия с образованием формиата натрия:

CO + NaOH → HCOONa

5. Оксид углерода (II) восстанавливает металлы из оксидов .

Например , оксид углерода (II) реагирует с оксидом железа (III) с образованием железа и углекислого газа:

Оксиды меди (II) и никеля (II) также восстанавливаются угарным газом:

СО + CuO → Cu + CO2

СО + NiO → Ni + CO2

6. Угарный газ окисляется и другими сильными окислителями до углекислого газа или карбонатов.

Например , пероксидом натрия:

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Закись — углерод

Закись углерода , С3О2 — Исследование диффракции электронов ( Броквей и Паулинг [181], Берш [157]) приводит к выводу, что молекула C3OS линейна и симметрична. Рассмотрение валентностей решительно подтверждает линейную модель. Поэто — j) му, несмотря на противоречие с результатами измерения дипольного момента, ее обычно используют в качестве основы для интерпретации спектра. [1]

Читайте также:  Омепразол побочные действия, передозировка

Процессы разложения закиси углерода на поверхности детали и переход углерода в аустенит повторяются. Таким образом, закись углерода переносит углерод от карбюризатора к поверхности цементируемой детали. [2]

Процесс разложения закиси углерода на поверхности детали и переход углерода в аустенит повторяются. Таким образом, закись углерода переносит углерод от карбюризатора к поверхности цементуемой детали. [3]

На поверхности детали закись углерода и метан разлагаются, отдавая свой углерод аустениту. [4]

Газовую цементацию проводят в газовом карбюризаторе, содержащем метан и закись углерода . [5]

Цианирование проводят в ваннах расплавленных цианистых солей или в газовой среде, содержащей метан, закись углерода и аммиак. Цианированию подвергают некоторые зубчатые колеса автомобилей и другие детали, а также режущие кромки сверл, фрез, резцов и метчиков после обезуглероживания в результате нагрева под закалку. Насыщение азотом и углеродом в газовой среде называют нитроцементацией. Для деталей теплосилового оборудования цианирование и нитроцементацию не применяют. [6]

Цианирование проводят в ваннах расплавленных цианистых солей или в газовой среде, содержащей метан, закись углерода и аммиак. Цианированию подвергаются некоторые зубчатые колеса автомобилей и другие детали, а также режущие кромки сверл, фрез, резцов и метчиков после обезуглероживания в результате нагрева под закалку. Насыщение азотом и углеродом в газовой среде называют нитроцементацией. Для деталей теплосилового оборудования цианирование я нитроцементацию не применяют. [7]

Газовую цементацию проводят при помощи нагрева и выдержки в среде газового карбюризатора, содержащего метан ( СН4) и закись углерода . [8]

Полученное вещество — С3О2, по сравнению с углекислым газом ( двуокись) и окисью углерода, может быть названо закисью углерода , во всяком случае оно представляет собой низшую степень окисления углерода. Это вещество при обыкновенной температуре газообразно, имеет неприятный запах, ядовито. [9]

Нитрование всегда сопровождается окислением с образованием органических кислот, альдегидов, кетонов, спиртов, нитритов, нитро-соединений, нитроолефинов, окиси и закиси углерода . [10]

Процессы разложения закиси углерода на поверхности детали и переход углерода в аустенит повторяются. Таким образом, закись углерода переносит углерод от карбюризатора к поверхности цементируемой детали. [11]

Процесс разложения закиси углерода на поверхности детали и переход углерода в аустенит повторяются. Таким образом, закись углерода переносит углерод от карбюризатора к поверхности цементуемой детали. [12]

В зоне сплавления происходит обезуглероживание стали. Выгорание углерода сопровождается выделением закиси углерода , углерод восстанавливает закись железа и раскисляет жидкий металл в стыке. Однако обезуглероженный слой обладает пониженной прочностью. [14]

В настоящее же время оксидные катоды активируют почти исключительно прогревом в вакууме при температуре 900 С. При этой температуре происходит разложение карбоната бария с выделением закиси углерода СО , а также разложение органического связывающего вещества. Свободный углерод и СО частично восстанавливают окись бария в толще оксидного слоя. Наличие свободных атомов бария в этом слое или, точнее, наличие избыточных атомов бария в решетке составляющих этот слой кристалликов, является, как увидим ниже, основной причиной усиленной эмиссии оксидных катодов. Чешуйки бариевой пленки имеют при этом лишь второстепенное значение, как это подтверждается опытами Хейнце и Вагенера, установивших отсутствие непосредственной связи между состоянием внешней поверхности катода и интенсивностью электронной эмиссии путем более детального исследования этой поверхности с помощью электронного микроскопа. [15]

Читайте также:  Хирургическое лечение глаукомы как победить самое коварное заболевание глаз ДЗМ

Взаимодействие газовой атмосферы со сталью при нагреве

Диффузионный процесс взаимодействия между кислородом воздуха и содержащими кислород компонентами газовой атмо­сферы, с одной стороны, и железом, а также легирующими элементами, с другой стороны, называют окислением стали. Газами, которые не только окисляют, но и обезуглероживают поверхность стали, являются углекислый газ (СО2) и водяной пар (H2O).

Железо с кислородом образуют ряд химических соединений: FeO — закись железа, Fe3O4 — окись-закись железа, Fe2O3 — окись железа. При температурах ниже 570°C образование за­киси железа исключено. При окислении железа выше 570°C образуются окислы Fe2O3, Fe3O4, FeO. Слой окалины растет вследствие диффузии железа и легирующих элементов к по­верхности металла и встречной диффузии кислорода во вну­тренние слои металла.

Основными реакциями взаимодействия газов со сталью являются:

2Fe + О2 = 2FeO (1)
3Fe + 2О2 = Fe3O4 (2)
4Fe + ЗО2 = 2Fe2O3 (3)

возможны также реакции:

Взаимодействие водяного пара с железом при температурах ниже 570°С протекает по реакциям:

при температурах выше 570°С — по реакции (6) и дополнительно по реакциям:

Взаимодействие двуокиси углерода с железом при темпе­ратурах ниже 570°С протекает по реакциям:

при температурах выше 570°С — по реакции (10) и дополни­тельно по реакциям:

СО2 + 3FeO Fe3O4 + СО (12)
СО2 + Fe FeO + СО (13)

Реакция взаимодействия железа с водяным паром (H2О) сопровождается выделением тепла, т.е. является экзотермиче­ской. Реакция взаимодействия двуокиси углерода с железом сопровождается поглощением тепла, т.е. является эндотерми­ческой.

На рисунке 1 приведены теоретические кривые равновесия реак­ций окисления — восстановления железа с двуокисью и окисью углерода и водяным паром и водородом.

Кривые 1 и 2 (рисунок 1) представлены так, что в левой части от кривых расположены области восстановления железа, а в правой части — области окисления железа.

Окислительная способность двуокиси углерода с понижением температуры уменьшается, а с повышением температуры увеличивается (рисунок 1, кривая 1). При температуре ниже 500°C двуокись углерода не может окислять железо. Константа равновесия, представляющая отношение парциальных давлений двуокиси углерода к окиси углерода, изменяется от 0.27 до единицы при снижении температуры газовой атмосферы с 1300 до 500°С. Окислительная способность водяных паров с пони­жением температуры увеличивается, а с повышением темпера­туры уменьшается (рисунок 1, кривая 2). Константа равновесия, представляющая отношение парциальных давлений водяного пара к водороду, при снижении температуры с 1300 до 370°C изменяется от 0.85 до 0.07.

Читайте также:  Международная классификация болезней (МКБ-10) - Перелом тела диафиза большеберцовой кости открытый

В сложной газовой атмосфере имеющей в своем составе окись углерода, двуокись углерода, водород и водяной пар, протекают реакции:

CO + Н2 C + Н2О (14)
СО + Н2О СО2 + Н2 (15)

Для безокислительного нагрева необходимо иметь отношение газов-окислителей в защитной атмосфере (в объемных процентах) во всём интервале рабочих температур в соответствии с кривыми равновесия, представлен­ными на рисунке 1.

Большое влияние на степень окисления железа оказывает присутствие в контролируемой атмосфере сернистых соединений SO2 и H2S. Если содержание SO2 в контролируемой атмосфере увеличивается от 0.1 до 0.5%, то окислительная способность этой атмосферы увеличивается примерно в 3 раза. SO2 и H2S понижают точку плавления окалины железа, вследствие чего оплавляющаяся окалина обнажает все новые слои металла, что сильно увеличивает потери металла. Необходимо тщательно очищать контролируемые атмосферы от SO2 и H2S и не допускать их остаточного содержания в газе свыше 0.005%.

Помимо окисления, стальные детали могут науглероживаться или обезуглероживаться. Обезуглероживание стали — это диф­фузионный процесс взаимодействия кислорода воздуха или кислородсодержащих компонентов газовой среды с углеродом стали, приводящий к частичному или полному удалению угле­рода из поверхностных слоев стали.

Диффузионный процесс, при котором поверхностные слои стали насыщаются углеродом, является науглероживанием или цементацией. Этот процесс протекает в три этапа:

При цементации имеют место следующие реакции:

При насыщении углеродом у-твердого раствора железа — аустенита сверх предела растворимости протекают реакции с образованием карбида железа — цементита:

3Fe + 2CO Fe3C + CO2 (18)
3Fe+ СН4 Fe3C + 2Н2 (19)
3Fe + СО + Н2 Fe3C + Н2О (20)

Одновременно в газовой атмосфере могут протекать реакции с образованием углерода (сажи).

На рисунке 2 показаны типичные теоретические равновесные кривые реакции (18) для углеродистых сталей с различным содержанием углерода.

Если известны температура нагрева стали и заданная концентрация углерода, то по кривым равновесия можно найти соответствующую точку на оси ординат, по которой определяется константа равновесия и вычислить процентное содержание окиси и двуокиси углерода в равновесной га­зовой атмосфере.

При анализе взаимодейст­вия по реакции (19) необходимо учитывать, что диффузия углерода в железо, при взаи­модействии метана с железом, протекает активнее, чем окиси углерода с железом по реакции (18). Активность метана по сравнению с активностью окиси углерода при взаимодействии их с железом в темпе­ратурном интервале от 800 до 1100°С возрастает в 8 — 400 раз (таблица 1).

Кроме этого, условия равновесия между газовой фазой и сталью сильно изменяются при различной степени насыщения углеродом аустенита стали. При постоянном значении констан­ты равновесия обезуглероживающая способность атмосферы СО — СО2 увеличивается с повышением температуры, науглероживание железа при этих условиях уменьшается (см. рисунок 2).

Сравнительная степень активности углерода, выделяющегося из окиси углерода и метана при диффузии в железо

Ссылка на основную публикацию
У ребенка моча красного цвета
Почему у ребенка розовая моча: причины красноватого цвета урины у новорожденного и варианты лечения Состав и состояние мочи – важнейший...
Тыквенные семечки в духовке
Как пожарить тыквенные семечки быстро и вкусно? Тыквенные семечки содержат витамины и полезные минералы. Они обладают легким мочегонным эффектом, укрепляют...
Тяжелая дисплазия шейки матки причины, симптомы, диагностика, лечение Компетентно о здоровье на iLi
Приложение. Стандарт специализированной медицинской помощи при доброкачественных заболеваниях шейки матки Приложениек приказу Министерства здравоохранения РФот 7 ноября 2012 г. N...
У ребенка облазят ладошки, что делать
Статьи У новорожденных детей кожа очень тонкая и нежная. Родители бережно относятся, чтобы не навредить излишним протиранием ватными тампонами, полотенцами,...
Adblock detector