Carbon monoxide là gì? Đây là một loại khí được tạo ra sau quá trình đốt cháy các vật liệu gốc cacbon (trừ hydro nguyên chất) có chứa khí CO. Tuy là chất nguy hiểm cho con người nhưng nó mang lại nhiều lợi ích và ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau. hãy cùng chúng tôi tìm hiểu thêm về loại khí này qua bài viết sau.
1. Khí Cacbon monoxit (CO) là gì?
CO là từ viết tắt của carbon monoxide, là một loại khí không mùi và không màu. Do đó, rất khó phát hiện bằng cảm quan thông thường và có thể ảnh hưởng đến tính mạng con người. Ngoài ra nó còn có các tên gọi khác như cacbon oxit, khí than, cacbon oxit.
Loại khí này được tạo ra bằng cách đốt than và thành phần chính của nó là carbon monoxide. Ngoài ra, nó còn chứa một lượng nhỏ các loại khí khác như hydro sunfua, oxit nitơ, lưu huỳnh đioxit và khí đất ngập nước.
1.1. Công thức cấu tạo của CO
Công thức cấu tạo của CO – cacbon monooxit
Công thức cấu tạo của khí CO: C≡O (trong đó có 1 liên kết thuộc kiểu cho – nhận).
1.2. Nguồn phát khí CO
Loại khí này lần đầu tiên được sản xuất vào năm 1776 bởi nhà hóa học De Lassone bằng cách nung nóng oxit kẽm với than cốc. Nhưng sau đó ông đã lầm tưởng rằng khí thu được là hydro vì nó tạo ra ngọn lửa màu xanh lam.
Năm 1800, nhà hóa học William Cruickshank xác định nó là một hợp chất chứa carbon và oxy. Mãi đến năm 1846, nhà sinh lý học Claude Bernard mới bắt đầu nghiên cứu chi tiết hơn về đặc tính độc hại của khí.
Nguồn gốc của khí CO là gì? Có nhiều nguồn khí CO. Nó thường được hình thành trong quá trình đốt cháy các nhiên liệu như củi, gas, xăng, dầu và than đá, đặc biệt khi các nhiên liệu này được đốt cháy trong môi trường thiếu oxy và thiếu không khí. Ngoài ra, loại khí này được tìm thấy với số lượng lớn trong khói thuốc lá và các thiết bị đốt nhiên liệu như lò sưởi, bếp lò, ô tô và xe máy.
Hàng ngàn người trên khắp thế giới chết mỗi năm vì ngạt thở do hít phải khí carbon dioxide. Phần lớn họ là những người lao động trong môi trường khắc nghiệt, trong đó có những nơi có nguy cơ cháy nổ cao, thiếu không khí sạch. Họ thường là lính cứu hỏa, thợ mỏ, thợ lặn, phi hành gia…
2. Tính chất của CO
Cacbon oxit bao gồm một nguyên tử cacbon (C) liên kết với một nguyên tử oxi (O). Cacbon oxit có công thức phân tử là CO và phân tử khối là 28. Cùng với cacbon dioxit, cacbon oxit là 2 oxit điển hình của cacbon.
2.1. Tính chất vật lý của CO
Tìm hiểu cacbon oxit là gì không thể không đề cập đến những tính chất vật lý như màu sắc, mùi, độ tan, tính độc…
Một số tính chất vật lý quan trọng của CO là:
- Màu sắc: CO là khí không màu
- Mùi: CO không có mùi
- Độ hòa tan: Chất khí CO ít tan trong nước.
- Tỷ trọng: 789 kg/m3, chất lỏng.
- Điểm sôi: 191,5 độ C (−312,7 ° F; 81,6 K)
- Tỉ khối: Hơi nhẹ hơn không khí (dCO/kk) = 28/29) và rất độc.
2.2. Tính chất hóa học của cacbon
– Trong các dạng tồn tại của C, C vô định hình hoạt động hơn cả về mặt hóa học.
– Trong các phản ứng hóa học C thể hiện hai tính chất: Tính oxi hóa và tính khử. Tuy nhiên tính khử vẫn là chủ yếu của C.
2.2.1. Tính khử
– Tác dụng với oxi
Ở nhiệt độ cao C lại khử CO2 theo phản ứng:
– Tác dụng với oxit kim loại:
+ C khử được oxit của các kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hóa học của kim loại:
CuO + C → Cu + CO (tº)
Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO (tº)
+ Với CaO và Al2O3:
CaO + 3C → CaC2 + CO (trong lò điện)
2Al2O3 + 9C → Al4C3 + 6CO (2000ºC)
– Tác dụng với các chất oxi hóa mạnh thường gặp H2SO4 đặc, HNO3, KNO3, KClO3, K2Cr2O7, … trong các phản ứng này, C bị oxi hóa đến mức +4 (CO2).
C + 2H2SO4 đặc → CO2 + 2SO2 + 2H2O (tº)
C + 4HNO3 đặc → CO2 + 4NO2 + 2H2O (tº)
C + 4KNO3 → 2K2O + CO2 + 4NO2 (tº)
– Khi nhiệt độ cao, C tác dụng được với hơi nước:
C + H2O → CO + H2 (1000ºC)
C + 2H2O → CO2 + 2H2
2. Tính oxi hóa
– Tác dụng với hidro
– Tác dụng với kim loại
2.3. Tính chất hóa học của co
Do phân tử này có liên kết ba bền vững nên C rất trơ ở nhiệt độ thường và chỉ hoạt động ở điều kiện nhiệt độ cao.
Nó là một oxit trung tính. Có thể hiểu đơn giản nó là một oxit phi kim không thể tạo thành muối (không phản ứng với nước, axit hay bazơ).
Tác dụng với phi kim loại
CO + Cl2 → COCl2 (quang năng)
2CO + O2 → 2CO2 (700 °C)
Khả năng oxi hóa kim loại của Al trong dãy hoạt động hóa học của kim loại (điều kiện phản ứng: nhiệt độ cao)
3CO + Fe2O3 → 3CO2 + 2Fe
CO + CuO → CO2 + Cu
3. Hít khí CO cacbon monoxit có ngộ độc không?
Ngộ độc khí carbon monoxide (CO) là một ngộ độc phổ biến và là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu ở những người bị ảnh hưởng. Chẩn đoán khó khăn do biểu hiện lâm sàng không đặc hiệu. CO cản trở quá trình vận chuyển oxy do các phân tử khí CO liên kết quá chặt với phân tử hemoglobin và chiếm vị trí của hemoglobin gắn oxy, ngăn cản quá trình vận chuyển oxy qua hemoglobin đến mô.
3.1 Dịch tễ học
Ngộ độc carbon monoxide phổ biến nhất vào mùa đông ở những vùng có khí hậu lạnh, nhưng có thể xảy ra vào bất kỳ thời điểm nào trong năm và trong bất kỳ môi trường nào. Do hít phải khói chứa CO thường là ngẫu nhiên và không thể đoán trước nên khó có thể loại bỏ hoàn toàn nguyên nhân trong trường hợp bệnh nhân bất tỉnh. Nguồn CO gốm: hệ thống sưởi lỗi thời, thiết bị đốt nhiên liệu không phù hợp (máy sưởi dầu hỏa, bếp than, bếp lò, máy phát điện chạy xăng, v.v.), phương tiện hoạt động ở khu vực thông gió kém.
3.2 Cơ chế gây ngộ độc khí CO
Khi CO vào cơ thể sẽ tác dụng với 85% Hemoglobin (Hb) do áp lực của nó cùng Hb cao gấp 230-270 lần so với oxy. Và một phần khí còn lại sẽ hòa tan với plasma, cố định các myoglobine cùng cytochrome
Tỷ lệ lượng HbCO được sinh ra còn tùy thuộc theo lượng HbCO ban đầu. Đặc biệt ở những người hút thuốc lá thường xuyên vào thời gian bị nhiễm độc, nồng độ khí CO sẽ tăng
Tỷ lệ HbCO
- Ở người không hút thuốc: 1-2%
- Ở người hút thuốc thường xuyên: 5-10%
Từ đó dẫn đến thiếu oxy cho tế bào; giảm tỷ lệ HbO2 hoặc giảm lượng O2 tế bào sử dụng
Khí CO gây nguy hiểm đến phụ nữ mang thai
Cacbon monoxit xâm nhập qua hàng rào của rau thai. Sau đó cố định với các Hb của thai nhi
CO được đào thải qua đường hô hấp dưới dạng không đổi. Thời gian để bán thải thường khoảng 4 giờ. Khi thông khí cùng oxy đẳng áp, thời gian bán thải còn khoảng 80 phút và còn 23 phút với oxy cao áp
Ngộ độc CO gây thiếu oxy trầm trọng tại các hệ thần kinh trung ương, tim, thai nhi. Đặc biệt là ở người lớn tuổi, người bị thiếu máu hoặc suy hô hấp
3.3. Triệu chứng khi bị ngộ độc cacbon monoxit
Bạn sẽ cảm thấy bần thần, buồn nôn, nhức đầu, khó thở. Sau đó dần dần rơi vào trạng thái hôn mê. Nếu xảy ra tình trạng ngộ độc khi đang ngủ say hoặc uống rượu, người ngộ độc sẽ dần mất đi ý thức, ngưng thở và dẫn đến tử vong
Ngoài ra, ngộ độc khí CO có thể xay ra khi chạy máy nổ phát điện trong nhà kín. Hoặc sản phụ nằm lò than trong phòng kín, ngủ trong xe hơi đang nổ máy trong nhà hoặc gara
Cách giải độc khí CO
- Ngay khi phát hiện ra nạn nhân, hãy nhanh chóng đưa họ ra khỏi khu vực bị ngộ độc. Người cứu nạn nhân phải mang mặt nạ phòng chống độc hoặc các loại khẩu trang ẩm.
- Tiếp theo, cho nạn nhân thở oxi để tăng sự khuếch tán oxy trong máu và tăng sự phân ly HbCO. Nhờ đó làm giảm nguy hiểm cho nạn nhân
- Sau đó, nhanh chóng đưa nạn nhân đến cơ sở y tế hoặc bệnh viện gần nhất để được chữa trị kịp thời
4. Điều chế co
4.1. Điều chế khí co trong phòng thí nghiệm
Cách thức tiến hành và phương trình
– Lắp dụng cụ theo đúng thứ tự và chức năng.
– Trong phòng thí nghiệm khi điều chế CO từ HCOOH. Chất điều chế là một loại chất lỏng nên sẽ thu được khí CO có lẫn cả hơi nước.
– Khi đó sẽ có phương trình hoá học dưới đây:
HCOOH → CO + H2O
Để có được khí CO tinh khiết thì cần đến chất dẫn là H2SO4 đặc. Lúc đó hơi nước sẽ được hấp thụ tại bình chứa H2SO4 đặc và tạo ra CO tinh khiết.
4.2. Trong công nghiệp
C + H2O ↔ CO + H2 (1050oC)
CO2 + C → 2CO (to)
Khí Carbon monoxide là loại khí công nghiệp có nhiều ứng dụng khác nhau trong sản xuất hóa chất vì những tính chất đặc trưng của nó.
Một lượng lớn aldehyde công nghiệp được tạo ra bởi phản ứng hydroformyl hóa của các chất alken, carbon monoxide, và H2. Hydroformylation sẽ được kết hợp với quá trình olefin cao hơn Shell nhằm để cung cấp cho tiền chất cho chất tẩy rửa và sản xuất ra chúng.
Bài viết trên của Eogas đã liệt kê về tính chất và cách điều chế khí CO. Tuy nhiên, bạn cần lưu ý rằng loại khí này cực kỳ độc hại và ảnh hưởng đến sức khoẻn nếu bạn tiếp xúc quá lâu.
Ứng dụng của Cacbon Monoxit
Bên cạnh một số tác hại của CO, chúng cũng được ứng dụng mạnh mẽ trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
- Khí CO được dùng làm chất đốt trong công nghiệp
- Đóng vai trò như khí công nghiệp ứng dụng trong sản xuất hóa chất
- Ứng dụng trong ngành luyện kim để sản xuất kim loại trong các lò cao
- Ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm để xử lý cơ cá, thịt giữ màu đỏ của cá thịt
- Làm nhiên liệu khí. Bởi vì khi đốt nóng, Monoxit carbon cháy trong oxi/không khí tỏa ra nhiều nhiệt
5. Về Eogas
Eogas chuyên cung cấp các sản phẩm ngành khí công nghiệp (Heli) và các loại bình khí ( bình khí Nito), thiết bị van (Van điều áp)… an toàn, chất lượng. Nếu quý khách có nhu cầu mua hàng, xin liên hệ với chúng tôi để được tư vấn miễn phí nhé
Địa chỉ: Số 15, Khối phố Nguyên Khê, Xã Nguyên Khê, Huyện Đông Anh, Thành phố Hà Nội.
Điện thoại: 0243 204. 7019/ 0888.693.336
Email: admin@eogas.vn.
Facebook: Công ty TNHH Eogas