Угарный газ, невидимый и не имеющий запаха убийца. Это вещество ежегодно становится причиной тысяч смертей по всему миру. Но мало кто знает, что этот ядовитый газ образуется не только при пожарах или в выхлопах машин. Его производят и используют в огромных масштабах в промышленности. Давайте разберемся, откуда берется угарный газ, как его получают и почему процесс его производства чрезвычайно опасен.
Свойства и характеристики угарного газа
Угарный газ имеет химическую формулу CO и состоит из одного атома углерода и одного атома кислорода. Это бесцветный газ без запаха, не имеющий вкуса. Он легче воздуха, при нормальных условиях плотность угарного газа составляет 1,145 г/л. Температура плавления -205,02°C, температура кипения -191,5°C.
Молекула CO очень прочная, энергия ее диссоциации составляет 1071 кДж/моль. Угарный газ не взаимодействует с водой, кислотами и щелочами при комнатной температуре. Он обладает сильными восстановительными свойствами, используется для восстановления металлов из их оксидов.
При горении на воздухе угарный газ выделяет значительное количество тепла - 12,64 МДж/м3. Температура воспламенения 630-700°C. С воздухом образует взрывоопасные смеси в концентрации 12,5-74,2% по объему.
Естественные источники получения угарного газа
В природных условиях угарный газ образуется:
- При анаэробном разложении органики в болотах (болотный газ)
- При извержениях вулканов (вулканические газы)
- В результате лесных и степных пожаров
- В почве и горных породах при гниении органики
- В организме человека и животных, как продукт жизнедеятельности
Угарный газ вырабатывается естественным путем в организмах живых существ, однако его производство в промышленных масштабах требует сложных химических процессов.
Промышленное производство угарного газа
В промышленности угарный газ получают различными способами:
- Пиролизом и неполным сжиганием органических веществ, в частности, древесины, угля, нефти и газа. Процесс проводят с недостатком кислорода.
- Действием концентрированной серной кислоты на формиаты металлов, например.
- Прокаливанием смеси щавелевой кислоты с концентрированной H2SO4.
- Разложением муравьиной кислоты под действием концентрированной серной кислоты или хлорсульфоновой кислоты.
Основным сырьем для промышленного получения угарного газа являются уголь, нефть и природный газ. Продукт используется для синтеза различных органических веществ, а также в качестве топлива.
Процесс производства угарного газа потенциально опасен, так как требует использования агрессивных химических реагентов при высоких температурах.
Применение угарного газа
Угарный газ находит широкое применение в промышленности и науке:
- Используется в производстве различных органических веществ - метанола, формальдегида, уксусной кислоты.
- Применяется для восстановления металлов из их оксидов в металлургии.
- Является важным компонентом синтез-газа, который используется для "получения" синтетического топлива и других продуктов.
- Служит топливом в генераторных установках.
- "Получение" тонких пленок углерода осуществляют пиролизом CO.
Опасность угарного газа
Угарный газ чрезвычайно токсичен для человека и животных. Он блокирует доставку кислорода к тканям организма, вызывая тяжелые отравления и гибель.
Механизм токсического действия связан с тем, что CO прочно связывается с гемоглобином крови, образуя карбоксигемоглобин. Это вещество не может переносить кислород, в результате чего клетки организма испытывают его недостаток.
Симптомы отравления угарным газом:
- Головная боль, головокружение
- Тошнота, рвота
- Учащенное дыхание и сердцебиение
- Потеря сознания
- Судороги
- Кома, смерть
Меры предосторожности
Чтобы избежать отравлений при получении угарного газа, необходимо строго соблюдать правила техники безопасности:
- Проводить процесс только в вытяжном шкафу.
- Использовать индивидуальные средства защиты - противогазы, респираторы.
- Обеспечить эффективную вентиляцию помещений.
- Установить газоанализаторы для мониторинга концентрации CO.
- При работе с CO иметь антидот - гидроксокобаламин.
Соблюдение этих правил позволит минимизировать риск отравлений при получении и использовании угарного газа.
