一氧化碳研究简史有哪些(一氧化碳研究)

文章 2年前 (2022) 飞天叮当猫
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大家好今天介绍一氧化碳研究简史有哪些,以下是小编对的归纳整理,来看看吧。

一氧化碳研究简史有哪些(一氧化碳研究)

一氧化碳是怎么形成的

  一氧化碳,分子式CO,是无色、无嗅、无味、含剧毒的无机化合物气体,比空气略轻。下面由我为你详细介绍一氧化碳的相关知识。

  一氧化碳是怎么形成的:

  生成机理

  一氧化碳是大气中分布最广和数量最多的污染物,也是燃烧过程中生成的重要污染物之一。大气中的CO主要来源是内燃机排气,其次是锅炉中化石燃料的燃烧。

  CO是含碳燃料燃烧过程中生成的一种中间产物,最初存在于燃料中的所有碳都将形成CO。CO的形成和破坏过程都是受化学反应动力学机理所控制,是碳氢燃料燃烧过程中基本反应之一,它的生成机理为:

  RH → R → RO₂ → RCHO → RCO → CO

  式中R为碳氢自由基团。反应中的RCO原子团主要通过热分解生成CO,也可以氧化碳氢基团R后生成CO。燃烧过程中CO氧化成CO₂的速率要比CO生成速率低,因此在碳氢化物火焰中CO的基本氧化反应为:

  碳氢化物火焰中CO的基本氧化反应

  CO是不完全燃烧的产物之一。若能组织良好的燃烧过程,即具备充足的氧气、充分的混合,足够高的温度和较长的滞留时间,中间产物CO最终会燃烧完毕,生成CO₂或H₂O。因此,控制CO的排放不是企图抑制它的形成,而是努力使之完全燃烧。

  研究表明,碳氢燃料和空气的预混燃烧火焰中,由于CO的生成速率很快,在火焰区CO浓度迅速上升到最大值,该最大值通常比反应混合物在绝热燃烧时的平衡值要高,随后CO浓度缓慢地下降到平衡值。因此,从燃烧设备的排气中检测的CO含量要比在燃烧室中最大值低,但明显地大于排气状态下平衡值。这表明化学反应动力学控制着CO的生成和破坏。

  毒性介绍

  一氧化碳是无色,无臭,无味气体,但吸入对人体有十分大的伤害。它会结合血红蛋白生成碳氧血红蛋白,碳氧血红蛋白不能提供氧气给身体组织。这种情况被称为血缺氧。浓度低至667ppm可能会导致高达50%人体的血红蛋白转换为羰合血红蛋白,可能会导致昏迷和死亡。而香烟中亦含有一氧化碳。 最常见的一氧化碳中毒症状,如头痛,恶心,呕吐,头晕,疲劳和虚弱的感觉。一氧化碳中毒中毒症状包括视网膜出血,以及异常樱桃红色的血。 暴露在一氧化碳中可能严重损害心脏和中枢神经系统,会有后遗症。一氧化碳可能令孕妇胎儿产生严重的不良影响。

  中毒症状

  一氧化碳中毒症状表现在以下几个方面:

  一是轻度中毒 。 患者可出现头痛、头晕、失眠、视物模糊、耳鸣、恶心、呕吐、全身乏力、心动过速、短暂昏厥。血中碳氧血红蛋白含量达10%~20%。

  二是中度中毒。除上述症状加重外,口唇、指甲、皮肤粘膜出现樱桃红色,多汗,血压先升高后降低,心率加速,心律失常,烦躁,一时性感觉和运动分离(即尚有思维,但不能行动)。症状继续加重,可出现嗜睡、昏迷。血中碳氧血红蛋白约在30%~40%。经及时抢救,可较快清醒,一般无并发症和后遗症。

  三是重度中毒。患者迅速进入昏迷状态。初期四肢肌张力增加,或有阵发性强直性痉挛;晚期肌张力显著降低,患者面色苍白或青紫,血压下降,瞳孔散大,最后因呼吸麻痹而死亡。经抢救存活者可有严重合并症及后遗症。

  后遗症

  中、重度中毒病人有神经衰弱、震颤麻痹、偏瘫、偏盲、失语、吞咽困难、智力障碍、中毒性精神病或去大脑强直。部分患者可发生继发性脑病。

  中毒剂量

  空气中的一氧化碳浓度达到50ppm时,健康成年人可以承受8小时; 达到200ppm时,健康成年人2~3小时后,轻微头痛、乏力;达到400ppm时,健康成年人1~2小时内前额痛,3小时后威胁生命; 到800ppm时,健康成年人45分钟内,眼花、恶心、痉挛,2小时内失去知觉,2~3小时内死亡;达到1600ppm时,健康成年人20分钟内头痛、眼花、恶心,1小时内死亡;达到3200ppm时,健康成年人5~10分钟内头痛、眼花、恶心,25~30分钟内死亡; 达到6400ppm时,健康成年人1~2分钟内头痛、眼花、恶心,10~15分钟死亡; 达到12800ppm时,健康成年人1~3分钟内死亡。

  有益用处

  上世纪60年代,人们就知道身体组织受毒素,紫外线辐射,激素和药物等侵害时,血红素加氧酶-1(简称HO-1)会及时对抗相应的受伤和感染,此时体内会自然地产生少量的一氧化碳.不过,当时人们都认为一氧化碳是组织代谢的副产品.

  然而,美国科学家所罗门·辛德在1993年提出,一氧化碳在人体中扮演了一个有意义的角色.它有协助一氧化氮管理人体内部器官的功能,例如大肠的收缩,胃的排空等.但是,研究人员作了很多的努力之后,还是没有检查出一氧化碳在人体中的准确作用.

  由于一氧化碳对人体有益,一些科学家想把它用于临床治疗.然而,一氧化碳是有毒气体,使用稍有不当,就会对人类造成危害.一氧化碳能紧紧结合红细胞中的血红蛋白,形成羧化血红蛋白,使氧气无法载运到全身.当人体内20%左右的血红蛋白转变成羧化血红蛋白时,就会出现恶心,呕吐和晕倒的情况;当人体内40%左右的血红蛋白转变成羧化血红蛋白时,就会夺人性命.因此,有科学家反对把一氧化碳引入对人类的临床治疗.但美国的奥古斯丁·乔和弗里茨·贝奇称,医药界不该这么快拒绝一氧化碳的治疗潜力,一氧化碳疗法是紧急情况下最好的 方法 .

  2001年上半年,乔和贝奇领导的研究小组指出,患者吸入微量一氧化碳有助于防止器官的排斥反应.他们在进行老鼠心脏移植时,用一种叫\"卟啉\"的化学药品将HO-1封闭,一星期内老鼠有排斥移植的反应产生.但如果将老鼠置于含微量一氧化碳的空气中,则可以幸存.也就是说,吸入动物体内的微量一氧化碳可以完成H0-1所能完成的任务.这个实验也说明,20世纪60年代人们在研究HO-1时发现的一氧化碳不是代谢废物,而是在HO-1的作用下,人体为生理防御反应所产生的气体.

  2001年年底,美国的大卫·平斯基的实验表明,一氧化碳对肺移植手术也大有帮助.平斯基改变了一些老鼠的遗传特性,使它们缺少制造HO-1的基因,然后让它们和正常的老鼠一起进行模拟的肺移植手术.平斯基用夹子截断供应到老鼠左肺的血流,一小时后让它们重新恢复流动.结果正常老鼠的生存率为90%,而所有改变过基因的老鼠皆死于产生在肺中的血块.在进一步的实验中,当平斯基给改变过基因的老鼠呼吸微量的一氧化碳后,只有一半老鼠死于非命。近10年,每年有数千人进行肺移植手术,失败率为30%,比其他器官移植的失败率要高,比如,肾移植的失败率只有10%.因此,医药学家希望把一氧化碳的治疗作用引入到肺移植手术中,也有一些医生把一氧化碳用于临床手术中,取得了一定效果。

一氧化碳 详细介绍

标准状况下一氧化碳(carbon monoxide, CO)纯品为无色、无臭、无刺激性的气体。相对分子质量为28.01,密度1.3g/l,冰点为-207℃,沸点-190℃。在水中的溶解度甚低,极难溶于水。空气混合爆炸极限为12.5%~74%。一氧化碳进入人体之后极易与血液中的血红蛋白结合,产生碳氧血红蛋白,进而使血红蛋白不能与氧气结合。

中文名:一氧化碳
英文名:carbon monoxide
别称:煤气
化学式:CO
分子量:28.01
CAS登录号:630-08-0
EINECS登录号:211-128-3
熔点:-207℃
沸点:-190℃
水溶性:极难溶于水
密度:1.250g/l
外观:无色、无臭、无刺激性的气体
应用:制甲酸钠,在冶金工业中作还原剂
毒性:剧毒
爆炸极限:12.5%~74%
摩尔质量:28.01g·mol−1
偶极矩:0.112 D (3.74×10−31 C·m)
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历史渊源

该种气体是在古代用来处决希腊人和罗马人,在11世纪一个西班牙医生第一次描述了这种气体。 最早制备一氧化碳的是法国化学家 de Lassone(在1776年)。他通过加热氧化锌和碳制得了一氧化碳。但由于一氧化碳燃烧时产生了与氢气类似的蓝色火焰,de Lassone错误地认为他制得的是氢气。在1800年英国化学家William Cruikshank才证明一氧化碳是由碳元素和氧元素组成的化合物。

最早对一氧化碳的毒性进行彻底研究的是法国的生理学家Claude Bernard。在1846年,他让狗吸入这种气体,发现狗的血液“变得比任何动脉中的血都要鲜红”。后来我们知道血液变成“樱桃红色”是一氧化碳中毒的特有的临床症状。

正是因为这种特点,一些肉品商人用一氧化碳处理鲜肉,可以使生肉不被氧化变色,甚至可以在10℃的温度下保存28天还如同新屠宰的肉,并因此引起非议。美国消费者协会认为即使这种处理没有害处,也会掩盖肉不新鲜的状态,即使肉品处于即将腐烂状态,消费者也不知情。

性质

电子式及结构
碳的最外层有四个电子,氧的最外层有6个电子,这样碳的两个

单电子进入到氧的p轨道和氧的两个单电子配对成键,这样就形成两个键,然后氧的孤电子对进入到碳的空的P轨道中形成一个配键,这样氧和碳之间就形成了三个键。其电子式为:

分子结构
一氧化碳分子为极性分子,但由于存在反馈π键,分子的极性很弱。分

一氧化碳结构
子形状为直线形。

一氧化碳(carbon monoxide)(CO)

物理方面
在通常状况下,一氧化碳是无色、无臭、无味、难溶于水的气体,熔点-207℃,沸点-191.5℃。标准状况下气体密度为1.25g/L,和空气密度(标准状况下1.293g/L)相差很小,这也是容易发生煤气中毒的因素之一。它为中性气体。

化学方面
化学性质有:可燃性和还原性和毒性

一氧化碳分子中碳元素的化合价是+2,能进一步被氧化成+4价,从而使一氧化碳具有可燃性和还原性,一氧化碳能够在空气中或氧气中燃烧,生成二氧化碳。化学方程式: (条件:点燃)

燃烧时发出蓝色的火焰,放出大量的热。因此一氧化碳可以作为气体燃料。

实验室一般使用浓硫酸催化或加热草酸分解并用氢氧化钠除掉二氧化碳制得一氧化碳,具体反应如下:

一氧化碳作为还原剂,高温或加热时能将许多金属氧化物还原成金属单质,因此常用于金属的冶炼。如:将黑色的氧化铜还原成红色的金属铜,将氧化锌还原成金属锌:

这里特别提示:除非是严格防护下制备Ni(CO)₄,否则不得使用CO还原NiO,因为会反应生成剧毒的Ni(CO)₄

在炼铁炉中可发生多步还原反应:

一氧化碳还原氧化铁

注意:一氧化碳常温下化学性质稳定,但是仍然可以一些参与反应,但是特别注意,单纯的高锰酸钾溶液不能与一氧化碳反应。

常见的常温下氧化CO的反应如下

重要
在加热和加压的条件下,它能和一些金属单质发生反应,组成分子化合物。如Ni(CO)₄(四羰基镍)、Fe(CO)₅(五羰基铁)等,这些物质都不稳定,加热时立即分解成相应的金属和一氧化碳,这是提纯金属和制得纯一氧化碳的方法之一。但这些物质都有剧毒,且极难治疗!

由于在一定条件下CO可与粉末状NaOH反应生成甲酸钠,因此可以将CO看作是甲酸的酸酐。

毒性:CO与血红蛋白结合,使血红蛋白不能与氧气结合,造成人中毒。

用途

用于制甲酸钠,在冶金工业中作还原剂。

CO+NaOH==高温高压==HCOONa

用于做气体燃料,如水煤气

制备

工业
工业上通常采取二氧化碳与碳反应的原理制取

实验室
在实验室中可将浓硫酸滴入甲酸裂解以制取一氧化碳

亦可用锌与碳酸钙加热,制得一氧化碳。

理化常数

主要成分:纯品。

什么是一氧化碳呢

一氧化碳是一种无色、无味、极为有害的气体CO,燃烧时有蓝色火焰,生成二氧化碳。生产电子工业用高纯氮的制氮装置,其要点和难点是一氧化碳和氢的清除。

一氧化碳概括

一氧化碳carbon monoxide, CO纯品为无色、无臭、无刺激性的气体。相对分子质量为28.01,密度1.25g/l,冰点为-205.1℃,沸点-191.5℃。在水中的溶解度甚低,极难溶于水。与空气混合爆炸极限为12.5%~74.2%。

一氧化碳极易与血红蛋白结合,形成碳氧血红蛋白,使血红蛋白丧失携氧的能力和作用,造成组织窒息,严重时死亡。一氧化碳对全身的组织细胞均有毒性作用,尤其对大脑皮质的影响最为严重。在冶金、化学、石墨电极制造以及家用煤气或煤炉、汽车尾气中均有CO存在。

最早对一氧化碳的毒性进行彻底研究的是法国的生理学家Claude Bernard。在1846年,他让狗吸入这种气体,发现狗的血液变得比任何动脉中的血都要鲜红。后来我们知道血液变成樱桃红色是一氧化碳中毒的特有的临床症状。

一氧化碳的电子式

一氧化碳的电子式:

一氧化碳化学式为CO,化学式量为28.0101,标准状况下为无色、无臭、无刺激性的气体。在理化性质方面,一氧化碳的熔点为-205.1℃,沸点为-191.5℃,微溶于水,不易液化和固化,在空气中燃烧时为蓝色火焰,较高温度时分解产生二氧化碳和碳。

一氧化碳的研究历史:

1776年,法国化学家拉索内(1717年7月3日—1788年12月8日,又译“赖森”、“德拉松”)通过加热锌白(氧化锌)和碳首次制得了一氧化碳。但由于一氧化碳燃烧时产生了与氢气类似的蓝色火焰,拉索内错误地认为他制得的是氢气。

1800年,英国化学家威廉·克鲁克香克(Cruikshank,William Cumberland,1745年—1800年6月27日)证明了一氧化碳是由碳元素和氧元素组成的化合物。

1846年,法国生理学家克劳德·纳德让狗吸入一氧化碳气体,发现狗的血液“变得比任何动脉中的血都要鲜红”,这是最早对一氧化碳毒性进行的研究(血液变成“樱桃红色”的现象后来被证实为是一氧化碳中毒的特有的临床症状)。

来源:—一氧化碳

以上就是小编对于一氧化碳研究简史有哪些 问题和相关问题的解答了,希望对你有用

版权声明:飞天叮当猫 发表于 2022年10月20日 上午5:12。
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