一氧化碳的性质

一氧化碳的性质

一氧化碳(carbon monoxide)（co）
一氧化碳的物理性质
在通常状况下,一氧化碳是无色、无臭、无味、有毒的气体,熔点—199℃,沸点—191.5℃.标准状况下气体密度为l.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.
分子结构：一氧化碳分子为极性分子,分子形状为直线形.
一氧化碳的化学性质
一氧化碳分子中碳元素的化合价是十2,能进一步被氧比成＋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：
2CO＋O2=2CO2
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.
一氧化碳作为还原剂,高温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：
CO＋CuO=Cu＋CO2
CO＋ZnO=Zn＋CO2
在炼铁炉中可发生多步还原反应：
CO＋3 Fe2O3= 2 Fe3O4＋CO2
Fe3O4＋CO= 3 FeO＋CO2
FeO＋CO=Fe＋CO2
一氧化碳还有一个重要性质：
在加热和加压的条件下,它能和一些金属单质发生反应,主成分子化合物.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.
一氧化碳中毒（carbon monoxide poisoning）,亦称煤气中毒.
一氧化碳是无色、无臭、无味的气体,故易于忽略而致中毒.一氧化碳中毒的原因是因为一氧化碳进入人体之后会和血液中的血红蛋白结合,进而排血红蛋白与氧气的结合,从面出现缺氧,这就是一氧中毒.常见于家庭居室通风差的情况下,煤炉产生的煤气或液化气管道漏气或工业生产煤气以及矿井中的一氧化碳吸入而致中毒.
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.
一氧化碳的后遗症.
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.
一氧化碳的生成机理
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：
CO + OH → CO2 + H2
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.