Формула оксида углерода

Определение и формула оксида углерода

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Оксид углерода — бинарное химическое соединение (оксид) углерода с кислородом.

Углерод образует два оксида – оксид углерода (II) и оксид углерода (IV) (углекислый газ).

Оксид углерода (II)

Оксид углерода (II) (монооксид углерода, угарный газ, окись углерода)

Химическая формула: CO.

Молярная масса: 28,01 г/моль

В молекуле оксида углерода (II) две связи образованы по обменному механизму за счет неспаренных электронов атомов углерода и кислорода.Но у атома кислорода есть еще неподеленная пара электронов на 2р-орбитали, а у атома углерода – свободная 2р-орбиталь. Пара электронов переходит от атома кислорода к атому углерода, образуя еще одну связь по донорно-акцепторному механизму.

Молекула оксида углерода (II) слабо поляризована, причем электронная плотность смещена к атому углерода: C⁻←O⁺. Из-за наличия тройной связи молекула весьма прочная и имеет небольшое межъядерное расстояние.

При нормальных условиях оксид углерода (II) – газ без цвета, вкуса и запаха. Горючий. Мало растворим в воде.

Оксид углерода (II) – несолеобразующий оксид.

Химические свойства оксида углерода (II)

При стандартной температуре оксид углерода (II) малоактивен, химическая активность резко повышается пр и повышении температуры и в растворах.

Основные типы химических реакций оксида углерода (II):

реакции присоединения:
$CO + Cl_{2} \to COCl_{2}$

$CO + S \to COS$
окислительно-восстановительные реакции, оксида углерода (II) играет роль восстановителя:
$Fe_{2}O_{3} + 3CO \to 2Fe + 3CO_{2} \uparrow$

$CO + CuO \to Cu + CO_{2} \uparrow$

Такие реакции широко применяются в металлургии.

Очень важной с практической точки зрения является реакция оксида углерода (II) с водородом с образованием разнообразных органических соединений:

xCO + yH₂ $\to$ спирты + линейные алканы.

Оксид углерода (II) – токсичный газ. Попадая при дыхании в кровь, он быстро соединяется с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин – прочный карбонильный комплекс, более прочный, чем комплекс гемоглобина с кислородом, тем блокируя процессы транспорта кислорода и клеточного дыхания. Содержание в воздухе более 0,1% угарного газа может привести к потере сознания и смерти.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Какой объем оксида углерода (II) использовался для восстановления оксида железа (III), если в результате было пол учено 11,2 г железа, а выход реакции составил 80% от теоретически возможного?

Решение

Запишем уравнение реакции:

$Fe_{2}O_{3}+3CO = 2Fe+3CO_{2}$

Рассчитаем теоретическую массу полученного железа:

$m_{T}(Fe) = m_{T}(Fe) \cdot 100 / \eta = 11,2 \cdot 100 / 80 = 14$ г

Количество вещества железа равно:

$n(Fe)= m / M = 14 / 56 = 0,25$ моль

По уравнению реакции

$n(CO) = n(Fe) \cdot 3 / 2 = 0,25 \cdot 3 / 2 = 0,375$ моль

Рассчитаем объем оксида углерода (II):

$V(CO)= n(CO) \cdot V_{M} = 0,375 \cdot 22,4 = 8,4$ л

Ответ

Объем оксида углерода (II) равен 8,4л.

ПРИМЕР 2

Задание

3л смеси оксида углерода (II) и оксида углерода (IV) пропустили сквозь раскаленный древесный уголь, в результате объем смеси увеличился до 5л (при тех же условиях). Определите исходный состав смеси.

Решение

Запишем уравнение реакции. С раскаленным углем будет взаимодействовать только оксида углерода(IV):

$CO_{2} + C = 2CO$