خواص کربن مونوکسید

در قسمت قبل آموختیم کربن مونوکسید چیست و ساختار مولکول آن به چه شکل است. حال خواص فیزیکی و شیمیایی این ماده را بررسی می‌کنیم. خواص فیزیکی این ماده به شرح زیر است.

خواص فیزیکی کربن مونوکسید

خواص فیزیکی کربن مونوکسید در ادامه معرفی شده است.

• این ماده گازی بدون بو، بی رنگ و بدون مزه است.
• این گاز در حلال‌هایی مانند کلروفرم، اسید استیک، اتانول، آمونیوم هیدروکسید و بنزن حل می‌شود.
• دمای ذوب کربن مونوکسید ۲۰۵- درجه سانتی‌گراد و نقطه جوش آن ۱۹۱٫۷- درجه سانتی‌گراد است.
• این گاز در آب کم محلول است و تنها ۲۵ میلی‌گرم از این ماده در دمای اتاق در یک لیتر آب حل می‌شود.
• دانسیته این گاز در دمای اتاق ۱٫۱۴۵ کیلوگرم بر متر مربع است.

خواص شیمیایی کربن مونوکسید

خواص شیمیایی این گاز در ادامه معرفی شده است.

• این ماده به شدت سمی است.
• جرم مولکولی کربن مونوکسید برابر ۲۸ گرم است.
• این ماده اشتعال‌پذیر است و می‌تواند آتش بگیرد. از ترکیب این گاز با هوا مخلوطی مشتعل شونده با قابلیت انفجار به دست می‌آید.
• این ماده به عنوان لیگاند در بسیاری از ترکیبات کمپلکس شرکت می‌کند.
• از ترکیب این گاز با با پودر‌های خالص فلزات، ترکیبی به شدت اشتعال‌پذیر به دست می‌آید.
• طول پیوند بین اتم کربن و اکسیژن در این مولکول برابر ۱۱۲٫۸ پیکومتر است.
• پیوند‌های بین اتم کربن و اکسیژن از نوع قطبی بوده و ممان دو قطبی این مولکول از کربن به اکسیژن است.

واکنش‌های کربن مونوکسید

کربن مونوکسید دارای دو جفت الکترون غیرپیوندی است و به همین علت، ماده‌ای فعال و واکنش‌پذیر محسوب می‌شود. این ماده معمولا به سرعت وارد واکنش می‌شود و در واکنش‌های متعددی شرکت می‌کند. در ادامه، برخی از مهم‌ترین واکنش‌های این ماده را توضیح می‌دهیم.

تولید فُسژن

این ماده با کلر وارد واکنش می‌شود و ماده $$COCl_2$$

$$mathrm{CO + Cl_2 rightarrow COCl_2}$$

استخراج آهن

این گاز با آهن (III) وارد واکنش شده و به عنوان عامل کاهنده عمل می‌کند. از واکنش زیر برای استخراج آهن استفاده می‌شود.

$$mathrm{Fe_2O_3 + 3CO rightarrow 2Fe + 3CO_2}$$

استخراج مس

این ترکیب با اکسید مس وارد واکنش شده و مس و کربن دی اکسید تولید می‌کند. معادله این واکنش به شکل زیر است.

$$mathrm{CuO + CO rightarrow Cu + CO_2}$$

کربن دی اکسید یکی از مهم ترین گاز‌های تولید شده در بسیاری از فرآیند‌ها است و می‌توان با ذخیره و جمع آوری آن به عنوان فرآورده از آن استفاده‌های بسیاری کرد. پیشنهاد می‌کنیم برای آشنایی بیشتر با این گاز و کاربردهای آن، فیلم آموزش کربن دی اکسید چیست فرادرس که لینک آن در ادامه آورده شده است را مشاهده کنید.

تولید تتراکربونیل نیکل

این ماده با نیکل وارد واکنش شده و تتراکربونیل نیکل تشکیل می‌دهد. این ماده به شدت سمی است و بوی عجیبی دارد. معادله این واکنش به شکل زیر است.

$$mathrm{Ni + 4CO rightarrow Ni(CO)_4}$$

اکسایش کربن مونوکسید

این گاز با بخار آب واکنش داده و در فشار‌های بسیار بالا کربن دی اکسید و گاز هیدروژن تولید می‌کند. معادله این واکنش به شکل زیر است.

$$mathrm{CO + H_2O(g) rightarrow CO_2 + H_2}$$

تولید کربوکسی هموگلوبین

این ترکیب در یک واکنش بسیار مهم می‌تواند با هموگلوبین خون واکنش دهد و به آن متصل شود. این واکنش همان دلیلی است که در صورت استنشاق مقادیر زیاد این گاز می‌تواند از رسیدن اکسیژن به اندام‌ها جلوگیری کرده و باعث مرگ شود.

$$mathrm{Hgb + CO rightarrow HgbCO}$$

کربن مونوکسید به عنوان لیگاند

لیگاند‌ها موادی با جفت الکترون‌های غیر‌پیوندی هستند که می‌توانند با اتصال به مراکز فلزی با اوربیتال‌های خالی، ترکیبات کمپلکس تولید کنند. کربن مونوکسید یک لیگاند است که بر روی حالت اکسایش اتم فلز مرکزی تاثیر نمی‌گذارد.

منابع کربن مونوکسید

کربن مونوکسید در بسیاری از نقاط و در محیط زیست تولید می‌شود و وجود دارد. معمولا مقادیر آن در اتمسفر ناچیز است. برای مثال، تجزیه فوتوشیمیایی گیاهان در سال حدود حدود ۶۰ میلیون تن از این گاز تولید می‌کند. مقادیر این گاز معمولا بر حسب ppm گزارش می‌شود. از منابع طبیعی این گاز می‌توان به اتمسفر زمین و فضا اشاره کرد.

اتمسفر

کربن مونوکسید با مقادیر کم حدود ۸۰ ppb در اتمسفر زمین وجود دارد. باقی این گاز موجود در زمین به وسیله واکنش‌های شیمیایی و توسط استفاده از مواد آلی منتشر می‌شود. یکی دیگر از منابع موجود در اتمسفر، واکنش‌های شیمیایی نوری (فوتوشیمیایی) در تروپوسفر است که می‌تواند تا $$5times 10^{12}$$

سایر منابع طبیعی این ماده مواردی مانند آتش‌فشان‌ها، جنگل‌ها، آتش‌سوزی جنگل و استفاده از سوخت‌های فسیلی هستند. مقادیر بسیار کمی‌از این ماده توسط اقیانوس‌ها و فعالیت‌های زمین نیز تولید می‌شود. برای مثال، این ماده به صورت محلول در سنگ برخی از آتش‌فشان‌ها در فشار بالا و در پوسته زمین وجود دارد. به دلیل اینکه مقادیر غلظت این گاز منتشر شده طی فعالیت‌های طبیعی زمین طی سالیان مختلف متفاوت است، گزارش مقادیر آن به صورت دقیق ممکن نیست.

کربن مونوکسید اثری غیر مستقیم بر بروی نیروهای تابشی دارد که مقادیر گازهای گلخانه‌ای مانند متان و اوزون تروپوسفری را افزایش می‌دهند دارد. این ماده می‌تواند به شکل شیمیایی با سایر اجزای اتمسفر واکنش دهد. برای مثال، هیدروکسید رادیکال یکی از مواردی است که با  این ماده واکنش می‌دهد.

$$cdot OH + CO rightarrow HOCOcdot$$

این گاز طی فرآیندهای طبیعی انجام شده در اتمسفر می‌تواند به موادی مانند کربن دی اکسید و اوزون اکسید شود. کربن مونوکسید موجود در اتمسفر عمری کوتاه دارد و مقادیر غلظت آن در نقاط مختلف بسته به شرایط محیطی متفاوت است.

فضا

در سیاره‌های دیگر بجز زمین، کربن مونوکسید دومین مولکول دواتمی رایج پس از هیدروژن مولکولی است. به دلیل متقان نبودن مولکول این ترکیب، خطوط طیفی بسیار روشن‌تری از هیدروژن از این مولکول به دست می‌آید. مشاهداتی که از بررسی این ماده انجام شده است، اطلاعات زیادی از ابرهای مولکولی ستارگان و سیاره‌های مختلف را به دست آورده است.

تولید کربن مونوکسید

کربن مونوکسید را می‌توان در آزمایشگاه و در مقیاس کم تولید کرد. همچنین، تولید این ماده در مقیاس زیاد در واحد‌های صنعتی انجام می‌شود. در ادامه توضیح می‌دهیم روش‌های تولید این ماده در هر یک از این زمینه‌های چیست.

تولید آزمایشگاهی کربن مونوکسید

یکی از روش‌های تولید کربن مونوکسید، استفاده از روی و کلسیم کربنات است. در این روش، با حرارت دادن به این مخلوط ، اکسید روی، اکسید کلسیم و این گاز به دست می‌آید. معادله این واکنش در ادامه اورده شده است.

$$mathrm{Zn + CaCO_3 rightarrow ZnO + CaO + CO}$$

یکی دیگر از روش‌های تولید آزمایشگاهی این گاز، ترکیب نیترات نقره و یدوفرم است. در این روش، این گاز، اسید نیتریک و یدید نقره تشکیل می‌شود. معادله این واکنش به شکل زیر است.

$$mathrm{CHI_3 + 3AgNO_3 + H_2O rightarrow 3HNO_3 + CO + 3AgI}$$

از دیگر روش‌های تولید این ماده، دیهیدراسیون (آب‌زداریی) فرمیک اسید است. این روش که در حضور اسید سولفوریک غلیظ انجام می‌شود به شکل زیر است.

$$mathrm{HCOOH rightarrow CO + H_2O}$$

استفاده از نمک‌های اگزالات و تجزیه آن‌ها نیز می‌تواند این گاز را در مقیاس آزمایشگاهی تولید کند.

$$mathrm{Na_2C_2O_4 rightarrow Na_2CO_3 + CO}$$

تولید صنعتی کربن مونوکسید

در صنایع مختلف، یکی از بزرگ‌ترین منابع تولید این گاز، گاز تولید کننده است. این گاز ترکیبی از کربن مونوکسید و نیتروژن است و از زغال کک به دست می آید. در این روش، هوا از روی سوخت قرمز رنگ کربوناسوز یا زغال کک عبور می‌کند و این ترکیب تولید می‌شود. این واکنش که یک واکنش گرماده است شامل سه مرحله و واکنش‌های زیر است.

$$mathrm{C + O_2 rightarrow CO_2}$$

$$mathrm{CO_2 + C rightarrow 2CO}$$

$$mathrm{2C + O_2 rightarrow 2CO}$$

یکی دیگر از منابع تولید این ماده در مقیاس صنعتی، استفاده از گاز آب است. در این روش، کربن مونوکسید با استفاده از بخار آب و کربن تولید می‌شود. این روش که واکنشی گرماگیر است به شکل زیر انجام می‌شود.

$$mathrm{H_2O + C rightarrow H_2 + CO}$$

کاربردهای کربن مونوکسید

کربن مونوکسید هرساله در مقیاس بزرگ و به شکل صنعتی تولید می‌شود. این تولیدات عظیم نشان‌دهنده کاربرد فراوان این گاز در صنایع و تولیدات مختلف است. در ادامه برخی از کاربردهای این گاز را توضیح می‌دهیم.

• این ماده یکی از واکنش‌دهنده‌ها در تولید مواد آلی آلدهید است.
• از این گاز در تولید دترجنت ها استفاده می‌شود.
• از این ماده در تولید ماده فسژن استفاده می‌شود.
• از این ماده در خالص‌سازی نیکل استفاده می‌شود.
• استفاده در واکنش‌ها به عنوان عامل کاهنده
• استفاده در نوشیدنی‌ها
• استفاده در لیزرهای انرژی بالا و جدا کردن سطوح خوردگی از فلزات
• استفاده در فرایند‌های متالورژی
• استفاده در داروسازی و میکروبیولوژی

در ادامه برخی از کاربردهای کربن مونوکسید را به شکلی کامل‌تر توضیح می‌دهیم.

صنایع شیمیایی

کربن مونوکسید به عنوان یک گاز تجاری کاربردهای فراوانی در تولید مواد شیمیایی دارد. مقادیر صنعتی آلدهید‌ها با استفاده از واکنش‌های هیدروفرمیلاسیون آلکن‌ها به همراه این ماده و هیدروژن انجام می‌شود.

ماده فسژن که یک ماده پرکاربرد برای تولید ایروسیانات‌ها، پلی کربنات‌ها و پلی اورتان‌ها است در فرآیند عبور این گاز و گاز کلر از بستر کربن فعال تولید می‌شود. متانول با استفاده از هیدروژناسیون کربن مونوکسید تولید می‌شود. در واکنش این فرآیند موادی مانند زغال‌سنگ و زیست‌توده به مواد با ارزشی مانند گازويیل تبدیل می‌شود.

یکی دیگر از کاربردهای این گاز در تولید استیک اسید است. در این فرایند که فرآیند «کاتیوا» (Cativa) نام دارد، این گاز و متانول در حضور کاتالیست ایریدیم و هیدروکلریک اسید به تولید استیک اسید می‌انجامد. این روش یکی از رایج‌ترین روش‌ها برای تولید استیک اسید در مقیاس صنعتی است.

متالورژی

کربن مونوکسید یک عامل کاهنده موثر است که در فرآیند‌های پیرومتالورژی برای کاهش فلزات موجود در سنگ معادن استفاده می‌شده است. این گاز، اکسیژن موجود در ترکیبات فلزی را خارج کرده و در دماهای بالا باعث کاهش و خالص‌سازی عناصر فلزی می‌شود و کربن دی اکسید تولید می‌کند.

سوخت موشک

این گاز توسط یکی از دانشمندان ناسا به عنوان سوختی مناسب بر روی مریخ پیشنهاد داده شده است. موتورهای کربن مونوکسید – اکسیژن، برای طی مسافت‌های روی سطح سیارات پیشنهاد داده شده‌اند. این انتخاب به این دلیل است که از ترکیب این ماده و اکسیژن، کربن دی اکسید تولید می‌شود که می‌تواند برای تولید متان یا هر سوخت پایه هیدروژنی دیگر مورد استفاده قرار بگیرد.

علوم مواد غذایی

کربن مونوکسید در برخی از کشورها در بسته‌بندی مواد غذایی مانند گوشت قرمز مورد استفاده قرار می‌گیرد. استفاده از کربن دی اکسید در این صنعت علاوه بر جلوگیری از رشد میکروب‌ها و باکتری‌ها در این مواد، رنگ گوشت را نیز بهبود می‌بخشد. با ترکیب کربن دی اکسید با میگلوبین موجود در گوشت، کربوکسی میگلوبین تولید می‌شود که رنگی قرمز دارد. کربن مونوکسید استفاده شده در بسته‌بندی این مواد غلظتی بین ۰٫۴ تا ۰٫۵ درصد دارد.

سمیت کربن مونوکسید

کربن مونوکسید گازی بسیار سمی است. این گاز اگر در مقادیر زیاد استنشاق شود، می‌تواند کشنده باشد. این ماده با اتم‌های آهن موجود در مولکول هموگلوبین واکنش داده و کربوکسی هموگلوبین را در خون آزاد می‌کند. کارگران معادن معمولا در معرض خطر مسمومیت با این ماده هستند. بیماران قلبی، افراد سیگاری و بیماران دیابتی نیز از افرادی هستند که بیشتر در خطر آسیب جدی در صورت استنشاق این گاز هستند.

نشانه‌های مسمومیت با کربن مونواکسید مواردی مانند سردرد، حالت تهوع، استفراغ، درد قفسه سینه، گیجی و … است. معمولا علائم مسمومیت با مونوکسید کربن شبیه به علائم یک آنفولانزا هستند. در ادامه توضیح می‌دهیم روش تشخیص مسمومیت ناشی از کربن مونوکسید چیست.

تشخیص مسمومیت کربن مونوکسید

مسمومیت با کربن مونوکسید ممکن است به راحتی تشخیص داده نشود. با اینکه علائم مسمومیت با این گاز مشخص است، اما شباهت این علائم به سایر مسمومیت‌ها ممکن از تشخیص آن را دشوار کند. معمولا روش تشخیص این مسمومیت، اندازه‌گیری ترکیبات کربن مونوکسید خون با دستگاهی به نام اکسی‌متر – CO است که مقادیر کربوکسی هموگلوبین خون را مشخص می‌کند. در شرایط عادی، خون کمتر از ۵ درصد کربوکسی هموگلوبین خواهد داشت. مسمومیت معمولا با مقادیر ۱۰ درصد به بالا همراه است و مقادیر کربوکسی هموگلوبین بالای ۲۵ درصد خطر مرگ را به همراه دارد.

علائم مسمومیت کربن مونوکسید

با مسمومیت با کربن مونوکسید، نشانه‌های به وجود آمده مربوط به اعضایی از بدن هستند که بیش از سایر اعضا به اکسیژن احتیاج دارند. این اعضا، قلب و سیستم اعصاب مرکزی هستند. علائم اولیه مسمومیت با این گاز شامل حالت تهوع، بی‌قراری، خستگی و سردردی خفیف و مداوم است.

با تداوم افزایش غلظت این گاز در خون، ذخیره اکسیژن در اندام‌ها باعث بدتر شدن علائم و ظهور علائم دیگر خواهد شد. سایر علائم مسمومیت ناشی از کربن مونوکسید به شرح زیر هستند.

• سرگیجه
• تنفس ضعیف
• درد قفسه سینه
• حالت تهوع و استفراغ
• گیجی و هذیان
• ضربان قلب غیرطبیعی
• ضربان قلب تندتر یا کندتر از حد معمول
• سکته
• بیهوشی
• کما
• کم تعادلی
• تغییر ریتم تنفس
• تشنج
• مرگ

درمان مسمومیت با کربن مونوکسید

اگر مسمومیت با کربن مونوکسید تشخیص داده شود، اولین اقدام برای جلوگیری از بدتر شدن علائم، دوری از منشاء انتشار این گاز و رفتن به فضای باز است. حتی اگر علائم مسمومیت خفیف باشند، مراجعه به مراکز درمانی برای چک کردن علائم ضروری است. درمان مسمومیت ناشی از استنشاق این ماده شامل اکسیژن تراپی توسط اکسیژن با فشار بالا و از طریق ماسک‌های بدون استنشاق مجدد هوای بازدمی است.

با افزایش غلظت اکسیژن در خون، کربن مونوکسید راحت‌تر از خون دفع می‌شود. در مواردی که مسمومیت خیلی حاد است، بیمار در محفظه‌های پرفشار با ۱۰۰ درصد اکسیژن قرار می گیرد. این روش می‌تواند با سرعت بیشتری مقدار کربن مونوکسید خون را کاهش دهد.

پیشگیری از مسمومیت با کربن مونوکسید

کربن مونوکسید یکی از گازهایی است که در نتیجه سوزاندن بسیاری از سوخت‌های هیدروکربنی در موتور ماشین‌ها، اجاق ها، گریل‌ها، شومینه‌ها، چراغ‌ها و سایر وسایل حرارتی و گرمایشی سوختی می‌تواند تولید شود. این گاز می‌تواند بدون نشانه خاصی در محیط‌های بسته منتشر شده و باعث آسیب به انسان‌ها و حیوانات شود.

با این حال می‌توان با اقداماتی، خطر مسمومیت در اثر این گاز را کاهش داد. در ادامه توضیح می‌دهیم اقدامات لازم برای جلوگیری از مسمومیت کربن مونوکسید چیست.

آشکارساز کربن مونوکسید

وسایلی به نام آشکارساز کربن مونوکسید (دتکتور کربن مونوکسید) تولید شده‌اند که معمولا با باتری کار می‌کنند و می‌توان آن‌ها را در نزدیکی مکان‌هایی مورد نظر در خانه، آزمایشگاه و … نصب کرد. باتری این وسیله‌های باید حداقل ۲ بار در سال چک شود و عملکرد آن‌ها سنجیده شود. برخی از انواع دیجیتال این وسیله‌ها علاوه بر اندازه‌گیری میزان این گاز در محیط می‌تواند در صور ازدیاد غلظت آن هشدار دهد.

نصب ایمن وسایل گرمایشی

وسایل گرمایشی که ممکن است کربن مونوکسید تولید کنند باید به شکلی ایمن نصب شوند. این وسایل مواردی مانند سیستم گرمایشی خانه مانند بخاری و شومینه، سیستم گرمایشی آب مانند پکیج و سایر مواردی هستند که از گاز یا نفت یا چوب به عنوان سوخت استفاده می‌کنند. نصب این سیستم‌ها توسط کارشناسان شرکت‌های معتبر و ایمن می‌تواند در کاهش خطر مسمومیت به وسیله این ماده مفید باشد. لوله‌های خروجی و دودکش‌های این وسایل حتما باید به شکل عمودی نصب شوند.

همچنین، چک کردن سالیانه راه خروجی وسایل گرمایشی نیز یکی از اقداماتی است که باید انجام شود. هرگونه مشاهدات غیرعادی در خانه مانند تولید دوده زیاد توسط وسایل گرمایشی یا حس کردن بوی عجیب از لوله‌های گرمایشی یخچال نیز باید پیگیری شود.

همچنین، استفاده نکردن از گازهای قابل حمل مسافرتی یا مواد گرماده شیمیایی بدون شعله در خانه از دیگر اقدامات ایمنی در برابر مسمومیت با کربن مونوکسید است. از موارد مشابه دیگر مانند ژنراتور‌های قابل حمل نیز نیابد در فضای بسته و خانه استفاده کرد. در اتوموبیل‌ها، سیستم اگزوز خوردوها باید حداقل یک بار در سال چک شود. وجود نشتی در لوله اگزوز خودرو حتی در مقادیر اندک می‌تواند باعث انتشار این گاز در اتاقک ماشین و خطرات زیادی شود.

مبدل های کاتالیستی

مبدل های کاتالیستی وسایلی هستند که مقدار گاز‌های منتشر شده حاصل از سوخت داخلی موتور اتوموبیل‌ها و وسایل نقلیه را کاهش می‌دهند. موتور‌های سوخت داخلی معمولا به اندازه کافی اکسیژن در دسترس ندارند و واکنش سوختن آن‌ها به شکل کامل انجام نمی‌شود و این ماده را تولید می‌کند. مبدل‌های کاتالیستی امکان انجام واکنش‌های اکسایش کاهش را فراهم می‌کنند و این گاز با تبدیل شدن به کربن دی اکسید دیگر در محیط منتشر نمی‌شود.

در این مبد‌ل‌ها، لایه ‌هایی از پلاتین و رودیوم نصب شده است.

افزایش بازده سوختن

بازده سوختن اندازه‌گیری مقدار کارآمدی سوخت در تولید حرارت است. برای افزایش کارایی سوختن وسایلی مانند بویلر‌ها و .. باید برای آن‌ها اکسیژن اضافی تهیه کرد و در این صورت، سوختن به شکلی کامل انجام شده و حرارت تولید شده بیشتر خواهد بود و سوخت ناقص شامل دوده و کربن مونوکسید انجام نخواهد گرفت.

مضرات کربن مونوکسید

تا اینجا آموختیم کربن مونوکسید چیست و چه کاربردهایی دارد. در ادامه، مضرات این مولکول را از جنبه‌های مختلف بررسی می‌کنیم.

آلودگی هوا

کربن مونوکسید یکی از آلودگی‌های ناپایدار هوا است که توسط اگزوز خودروها و … تولید می‌شود. هم‌چنین، سوخت ناقص هیدروکربن‌هایی مانند چوب، زغال، نفت، پارافین، پروپان، گاز طبیعی و زباله‌ها نیز این ماده را تولید می‌کند. کربن مونوکسید در کنار آلدهیدها بخشی از چرخه‌ای از واکنش‌های شیمیایی است که دودمه فوتوشیمیایی را تشکیل می‌دهند. این مه دود از آلاینده‌هایی مانند اکسیدهای نیتروژن و مواد آلی تشکیل شده‌ است.

این گاز با هیدروکسید رادیکال واکنش داده و مواد واسطه‌ای مانند $$HOCO$$ تشکیل می‌دهد که با سرعت تک الکترون خود را به اکسیژن داده و پروکسید رادیکال و کربن دی اکسید تولید می‌شود. این پروکسید سپس با نیتروژن مونوکسید وارد واکنش شده و نیتروژن دی اکسید و هیدروکسیل رادیکال تولید می‌شود. این ماده نیز با استفاده از برخی از واکنش‌ها به تولید اوزون کمک می‌کند.

آلودگی هوای خانه

کربن مونوکسید یکی از سمی‌ترین موادی است که به عنوان آلودگی ممکن است در هوای خانه وجود داشته باشد. این ترکیب از دود تنباکو و سیگار و وسایل گرمایشی که به درستی نصب نشده‌اند منتشر می‌شود. همچنین، مسدود بودن خروجی دودکش‌های بخاری‌ها و شومینه‌ها نیز می‌تواند غلظت این گاز را درخانه افزایش دهد.

آلودگی هوای معادن

کارگران معادن به کربن مونوکسید قاتل خاموش می‌گویند. این گاز می‌تواند در مناطقی از معادن که تهویه مناسبی ندارند به غلظت‌های بالا رسیده و خطرناک شود. بیشترین منبع این ماده در معادن فرآیندهایی است که شامل استفاده از مواد منفجره یا سوختن داخلی موتور تجهیزات انجام می‌شود.

سمی و کشنده بودن

مسمومیت با کربن مونوکسید در بسیاری از کشور‌ها رایج‌ترین نوع مسمومیت مرگ‌آور ناشی از هوای آلوده است. استنشاق این گاز به مقادیر زیاد می‌تواند با اثر بر روی اعصاب محیطی به شکل بلند مدت مواردی مانند تغییرات شناختی و رفتاری را به وجود آورد. مسمومیت حاد با  این ماده می‌تواند باعث بیهوشی، کما و مرگ شود. استنشاق این گاز در مقادیر کمتر باعث خواب آلودگی، سردرد، حالت تهوع و نشانه‌هایی مانند آنفولانزا می‌شود.

یادگیری شیمی دانشگاهی با فرادرس

برای درک بهتر این موضوع که کربن مونوکسید چیست باید با مفاهیمی مانند مفهوم پیوند شیمیایی، قاعده هشتایی و ساختار لوییس و خواص گازها آشنا شویم. همچنین آشنایی با مفاهیمی مانند قانون بویل و شارل می‌تواند به درک ما از رفتار این گاز در شرایط متفاوت کمک کند. پیشنهاد می‌کنیم برای درک بهتر این مباحث و مفاهیم، به مجموعه فیلم آموزش شیمی از دروس دانشگاهی تا کاربردی مراجعه کنید که با زبانی ساده به توضیح این مفاهیم می‌پردازد.

همچنین با مراجعه به فیلم‌های آموزش فرادرس که لینک آن‌ها در ادامه آورده شده است می‌توانید به آموزش‌های بیشتری در زمینه کربن مونوکسید دسترسی داشته باشید.

تاریخچه

در این مطلب از مجله فرادرس آموختیم کربن مونوکسید چیست. این ماده از ابتدای کشف آتش در زندگی انسان‌ها حضور داشته است و انسان‌ها پس از یادگیری مهار آتش، به سمی بودن این گاز پی بردند. استفاده از کربن مونوکسید در ریخته‌گری و فرآیند‌های متالورژی از عصر برنز رواج داشته است. این ترکیب بین سال‌های ۱۷۷۲ تا ۱۸۰۰ برای اولین بار سنتز و خالص سازی شد و در چند دهه بعد آن اثرات این گاز بر روی میزان غلظت اکسیژن خون و اثرات آن روی بدن کشف شد.

پس از انقلاب صنعتی و در قرن بیستم استفاده از این گاز در صنایع مختلف و تولید تجاری آن آغاز شد. فیلسوف یونانی، ارسطو اولین کسی بود که برای اولین بار کشف و مشاهده کرد که سوختن زغال‌سنگ باعث تولید این ماده می‌شود. در سال ۱۷۷۶، یک شیمیدان فرانسوی کربن مونوکسید را تولید کرد. او برای این کار اکسید روی را به همراه کک زغال‌سنگ حرارت داد و آتشی با رنگ آبی تولید شد که او به اشتباه آن را هیدروژن در نظر گرفت. در سال ۱۸۰۰ میلادی، شیمیدان اسکاتلندی «ویلیام کرویکشانگ» (William Cruickshank) دریافت که این گاز تولید شده در آزمایش اکسید روی هیدروژن نیست و ماده‌ای است که از کربن و اکسیژن تشکیل شده است.