Монооксид углерода (CO) - это токсический продукт сгорания без цвета и запаха, широко известен как угарный газ. Тяжелее или легче воздуха это вещество, зависит от внешних условий. Чаще всего оно образуется в процессе горения углерода в среде, бедной кислородом. Если происходит пожар в закрытом невентилируемом помещении, люди гибнут от отравления.

Угарный газ не имеет цвета и запаха, поэтому его невозможно почувствовать

Свойства монооксида углерода

Угарный газ известен людям с давних времён из-за своих токсичных свойств. Тотальное использование печного отопления нередко приводило к отравлению и летальному исходу. Опасность угореть была у тех, кто прикрывал на ночь заслонку дымохода при ещё не догоревших углях в топке.

Коварство оксида углерода в том, что он не имеет цвета и запаха. Плотность угарного газа относительно воздуха немного меньше, благодаря чему он поднимается. Во время горения топлива происходит окисление углерода © кислородом (O), и выделяется углекислый газ (CO2). Для человека он безвреден и даже применяется в пищевой промышленности, при производстве газировки и сухого льда.

Данное видео расскажет вам, как выжить самому и оказать первую помощь пострадавшему в результате отравления угарным газом:

В случае, когда реакция происходит при недостаточном количестве кислорода, к каждой молекуле углерода присоединяется только одна молекула кислорода. На выходе получается CO - токсичный и горючий угарный газ.

Токсичность и симптомы отравления

Нередко превышение данного показателя можно встретить в крупных городах, что разумеется, вполне возможно может, является причиной плохого самочувствия людей

Токсичность оксида углерода обусловлена его свойством образовывать стойкое соединение с гемоглобином человеческой крови. В результате происходит кислородное голодание организма на клеточном уровне. Без своевременно оказанной медицинской помощи возможны необратимые изменения в тканях и смерть.

В первую очередь страдает центральная нервная система. Повреждение нервных тканей в результате гипоксии приводит к развитию неврологических расстройств, которые могут проявиться через некоторое время после отравления.

Отравление угарным газом - острое патологическое состояние, развивающееся в результате попадания угарного газа в организм человека

Получить интоксикацию угарным газом можно в таких ситуациях:

1. При пожаре в закрытом помещении.
2. Химическое производство, на котором широко применяется оксид углерода.
3. При использовании газовых приборов открытого типа и недостаточной вентиляции.
4. Длительное нахождение на автотрассе с оживлённым движением.
5. В гараже при включённом двигателе.
6. При неправильном использовании печи, если заслонки закрываются раньше, чем прогорели все угли.
7. Курение кальяна может вызвать симптомы отравления.

Удельный вес воздуха и угарного газа почти одинаков, но последний немного легче, благодаря чему вначале скапливается у потолка. Этим его свойством пользуются при установке датчиков, сигнализирующих об опасности. Они находятся в самой верхней точке помещения.

Очень важно своевременно распознать отравление и принять меры по спасению себя и окружающих. Есть ряд симптомов, присущих интоксикации монооксидом углерода:

• боль и тяжесть в голове;
• учащённое сердцебиение;
• увеличение давления;
• в висках слышится стук;
• своеобразный сухой кашель;
• подкатывает тошнота;
• начинается рвота;
• болевые ощущения в области груди;
• кожа и слизистые оболочки заметно краснеют;
• возможны галлюцинации.

В качестве профилактических мер во избежание отравления угарным газом следует: регулярно проверять, чистить и своевременно осуществлять ремонт вентиляционных шахт, дымоходов и отопительных приборов

Обнаружение у себя или других подобных симптомов свидетельствует о начальной стадии отравления.

Средня тяжесть характеризуется сонливостью и сильным шумом в ушах, а также двигательным параличом, при этом пострадавший ещё не теряет сознания.

Симптомы тяжёлой интоксикации:

• пострадавший теряет сознание и впадает в коматозное состояние;
• недержание мочи и кала;
• мышечные судороги;
• постоянное нарушение дыхания;
• синий цвет кожи и слизистых;
• расширение зрачков и отсутствие реакции на свет.

Человек никак не может себе помочь и смерть застаёт его на месте происшествия.

Первая помощь и лечение

Вне зависимости от степени тяжести, поражение угарным газом требует немедленной медицинской помощи. Если есть возможность самостоятельно ходить, нужно немедленно покинуть зону поражения. На пострадавших, неспособных к передвижению, надевают противогазы и срочно эвакуируют из зоны поражения.

При отравлении угарным газом необходимо сразу же вызвать бригаду скорой помощи

Первая помощь состоит из таких действий:

1. Необходимо освободить человека от стесняющей одежды.
2. Согреть и дать подышать чистым кислородом.
3. Облучить ультрафиолетовым излучением с помощью кварцевой лампы.
4. Если необходимо, проводится искусственное дыхание и массаж сердца.
5. Дать понюхать нашатырный спирт.
6. Как можно быстрее доставить в ближайшую больницу.

В стационаре будет проведена терапия, направленная на вывод токсина из организма. Затем проводится полноценное обследование, чтобы выявить возможные осложнения. После этого проводится ряд восстановительных мероприятий.

Чтобы избежать неприятностей и трагедий, связанных с интоксикацией, рекомендуется соблюдать нехитрые профилактические меры:

Пострадавших вследствие отравления угарным газом необходимо вывести на свежий воздух или тщательно проветрить помещение

1. Следить за чистотой внутреннего просвета дымоходов.
2. Всегда проверять состояние воздушных заслонок в печах и каминах.
3. Хорошо вентилировать помещения с отрытыми газовыми горелками.
4. Соблюдать правила безопасности при работе с автомобилем в гараже.
5. При контакте с оксидом углерода принимать антидот.

Воздух тяжелее угарного газа по молярной массе на единицу. Их удельный вес и плотность мало отличаются. Монооксид углерода является губительным для человеческого организма. Статистика отравлений показывает, что пик несчастных случаев приходится на зимний период.

Соединений углерода . Оксид углерода (II) - угарный газ - соединение без запаха и цвета, горит голубоватым пламенем, легче воздуха и плохо растворим в воде.

СО - несолеобразующий оксид, но при пропускании в расплав щелочи при высоком давлении образует соль муравьиной кислоты:

СО + KOH = HCOOK,

Поэтому СО часто считают ангидридом муравьиной кислоты:

HCOOH = CO + H 2 O,

Реакция протекает при действии концентрированной серной кислоты .

Строение окида углерода (II) .

Степень окисления +2. Связь выглядит следующим образом:

Стрелкой показана дополнительная связь, которая образуется по донорно-акцепторному механизму за счет неподеленной пары электронов атома кислорода . Из-за этого связь в оксиде очень прочная, поэтому оксид способен вступать в реакции окисления-восстановления только при высоких температурах.

Получение окида углерода (II) .

1. Получают его в ходе реакции окисления простых веществ:

2 C + O 2 = 2 CO,

C + CO 2 = 2 CO,

2. При восстановлении СО самим углеродом или металлами. Реакция идет при нагревании:

Химические свойства окида углерода (II).

1. В нормальных условиях оксид углерода не взаимодействует с кислотами и с основаниями.

2. В кислороде воздуха оксид углерода горит голубовытым пламенем:

2СО + О 2 = 2СО 2,

3. При температуре оксид углерода восстанавливает металлы из оксидов:

FeO + CO = Fe + CO 2,

4. При взаимодействии оксида углерода с хлором образуется ядовитый газ - фосген . Реакция идет при облучении:

CO + Cl 2 = COCl 2,

5. Взаимодействует оксид углерода с водой:

C О + H 2 O = CO 2 + H 2,

Реакция обратима.

6. При нагревании оксид углерода образуется метиловый спирт:

CO + 2H 2 = CH 3 OH,

7. С металлами оксид углерода образует карбонилы (летучие соединения).

Коварные свойства угарного газа известны с давних времен. Наши предки знали, что очень опасно, сохраняя тепло, закрывать тягу в непрогоревшей печке. В закрытом доме тепло, уютно, человек ложится отдохнуть - и не просыпается, угорает.

Виновник несчастья носит разные имена - оксид углерода (II), монооксид углерода, окись углерода, угарный газ, СО.

ГДЕ ОБРАЗУЕТСЯ УГАРНЫЙ ГАЗ

Когда закрывают тягу, он образуется при окислении тлеющих угольков в условиях недостатка кислорода, и попадает в комнату. Люди не замечают вторжения - ведь у захватчика нет ни запаха, ни цвета. А действует он, в первую очередь, на центральную нервную систему, и угоревший не в состоянии оценить, что с ним происходит что-то не то.

Казалось бы, в наше время немногие пользуются печками, и вероятность встречи с угарным газом низка. Но, оказывается, это вещество, выделяется как в результате деятельности человека, так и во многих природных процессах.

Угарный газ образуется практически во всех видах горения - при сжигании топлива на электростанциях и теплостанциях, при горении костра и газовой плиты, в выхлопе автомобиля, при курении. Источниками СО являются металлургия, химическая промышленность. Монооксид углерода используют в качестве исходного вещества для синтеза ацетона, метилового спирта, карбамида и т.д.

В результате вулканической деятельности и окисления метана в атмосферу также попадает угарный газ. Но количество природного угарного газа, по некоторым данным, составляет только около 3% от газа из а антропогенных источников, на 90% получаемого за счет сжигания ископаемого топлива.

Один из источников угарного газа - сам человек.

Дело в том, что угарный газ продукт нормального обмена веществ - в небольших концентрациях необходим организму и выполняет в нем важные функции .

В сутки человек выдыхает до 10 мл СО. Это важно иметь в виду разработчикам систем очистки воздуха для длительного пребывания в закрытых помещениях - космических кораблях, кессонах и т.п.
Таким образом, вездесущий угарный газ можно назвать ядом повседневного действия . Его ПДК в воздухе производственных помещений составляет 20 мг/м 3 или 0,02 мг/л. Естественный уровень СО в воздухе - 0,01 - 0,9 мг/м 3 , а на автострадах России средняя концентрация СО составляет от 6-57 мг/м 3 , превышая порог отравления.

Основным «поставщиком» монооксида углерода в крупных городах является автотранспорт. При сжигании 1000 л топлива автотранспортные средства выделяют в атмосферу от 25 до 200 кг угарного газа. В атмосферу Москвы, например, 72-75% всего угарного газа попадает именно по вине автомобилей.

К сожалению, нередки случаи отравления в закрытых гаражах.

Ни в коем случае нельзя заводить и прогревать двигатель в закрытом невентилируемом помещении!

ГДЕ СКАПЛИВАЕТСЯ УГАРНЫЙ ГАЗ

Угарный газ может скопиться в опасной концентрации не только в гараже. В 1982 г. сотни афганских и советских солдат погибли на перевале Саланг из-за аварии в горном тоннеле длиной более четырех километров. Из-за снегопада с обеих сторон скопилось много машин. В центре тоннеля столкнулись две машины, возник затор. Водители двигатели не заглушили, росла концентрация угарного газа, люди теряли сознание и умирали.

Чем медленнее передвигается автомобиль по улицам, чем дольше стоит с включенным двигателем или «ползет» с черепашьей скоростью в пробке, тем больше он выбрасывает угарного газа. А оксид углерода - один из основных загрязнителей атмосферы больших городов. Поэтому чистота воздуха в больших городах во многом связана с тем, как организовано движение. Ну и, конечно, важна сознательность водителей

Если предстоит несколько минут постоять на светофоре или переезде - заглушите двигатель.

И бензин сэкономите, и воздух чище будет. И не надо прогревать мотор, направив выхлопную трубу в окно соседу. Тем более, что моторы большинства современных машин вообще не нуждаются в прогреве.

Угарный газ скапливается в плохо проветриваемых дворах и вблизи автострад. Поэтому концентрация угарного газа в крови жителей больших городов больше, чем у обитателей сельской местности. По возможности, избегайте прогулок вдоль оживленных магистралей, особенно с детьми. Выберите тихую соседнюю улочку, а лучше парк. Тем более это важно, если вы занимаетесь активной деятельностью, требующей повышенных энергозатрат и, следовательно, более интенсивного дыхания - катаетесь на велосипеде, роликах, бегаете трусцой или ходите на лыжах.

Подобные физические упражнения рядом с автомагистралью принесут только вред.

Однако некоторым этого, подстерегающего нас везде угарного газа, мало - и они «догоняют» с помощью табачного дыма. Курильщик вдыхает при выкуривании одной сигареты 18,4 мг СО. Если бы столько угарного газа попадало в организм в один момент, он мог бы умереть. К счастью, часть СО выходит из организма с выдохом. Концентрация угарного газа в крови курильщика в 40 раз превышает норму!

Немногим менее опасно и пассивное курение. За час в прокуренном помещении человек вдыхает около 9 мг СО - столько он получил бы, если бы сам выкурил полсигареты. Особенно важно это помнить родителям, курящим в присутствии своих детей.

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ
Как же угарный газ действует на организм? Попадая в легкие и оттуда в плазму крови СО проникает в эритроциты и там взаимодействует с белком гемоглобином - переносчиком кислорода от легким к тканям. Каждая молекула гемоглобина содержит четыре гема - порфириновых кольца, в центре которых находится атом железа, способный обратимо присоединять молекулу кислорода, образуя так называемый оксигемоглобин. Благодаря гемоглобину, кровь может поднести к тканям примерно в 70 раз больше кислорода, чем несла бы соленая вода только за счет растворения.

Именно на атом железа и нацеливается угарный газ, образуя комплексное соединение (карбоксигемоглобин), неспособное переносить кислород.

В конкуренции за гемоглобин угарный газ имеет выраженное преимущество перед кислородом - он быстрее реагирует с гемоглобином и образует более прочное, чем оксигемоглобин, соединение. Кроме того, диссоциация карбоксигемоглобина в крови проходит очень медленно, и он постепенно накапливается. Поэтому концентрация карбоксигемоглобина в крови может увеличиваться до опасной степени при вдыхании в течение длительного времени воздуха, содержащего окись углерода в очень небольших концентрациях - всего лишь 0,07%. Кровь теряет способность переносить кислород к тканям, появляются симптомы острой кислородной недостаточности.

Видимые признаки отравления появляются, когда содержание карбоксигемоглобина относительно общего содержания гемоглобина в крови превышает 20%. При 30% появляется головокружение, слабость в ногах, снижение остроты зрения, при 40-50% помрачнение сознания, 60-70%-ное содержание карбоксигемоглобина приводит к смертельному исходу. Чем больше концентрация угарного газа в воздухе, тем быстрее достигается опасная концентрация карбоксигемоглобина в крови. Например, вдыхание воздуха, содержащего 0,1% угарного газа, приводит к 40%-ному уровню карбоксигемоглобина в крови за неполных 3 часа, если человек находится в состоянии покоя. А если он занят тяжелой работой, легкие вентилируются активно, и образование карбоксигемоглобина происходит быстрее - тот же уровень.

Если небольшие количества угарного газа воздействуют на организм в течение долгого времени, карбоксигемоглобин постоянно присутствует в крови. Явных признаков отравления при концентрации карбоксигемоглобина 2-10% не наблюдается, но такие люди часто жалуются на головную боль, быструю утомляемость, понижение аппетита, раздражительность, плохой сон, боли в области сердца, ослабление памяти и внимания. Симптомы, знакомые многим жителям больших городов. А курящие жители городов еще усугубляют ситуацию.

КАК ПОМОЧЬ ОТРАВИВШЕМУСЯ УГАРНЫМ ГАЗОМ

Как же можно помочь человеку, отравленному угарным газом? Прежде всего, надо как можно быстрее помочь крови избавиться от карбоксигемоглобина, сместить равновесие в сторону образования соединения гемоглобина с кислородом. А для этого еще до приезда бригады «Скорой помощи» вывести (или вынести) пострадавшего на свежий воздух.

Увеличение концентрации кислорода в воздухе ускоряет выведение карбоксигемоглобина из крови. Медики, например, дают пострадавшему дышать чистым кислородом или, если есть возможность, кислородом под давлением в барокамере, стимулируя его дыхание медикаментозно или с помощью методов искусственного дыхания. В арсенале врачей есть и другие медикаментозные средства борьбы с отравлениями угарным газом, например, соединения железа «перехватывая» СО у гемоглобина, ускоряют его вывод из организма.

Чем дольше организм находится в условиях кислородного голодания тканей, тем тяжелее его последствия, прежде всего для сердечной мышцы и головного мозга. Поэтому, излечение непосредственных синдромов тяжелого отравления еще не означает полного выздоровления. Часто происходит нарушение нейронов коры головного мозга, в 7 случаях из 10 после отравления в течение 3 месяцев могут проявиться психические нарушения, утрата непосредственной памяти, личностные изменения.

Подведем итог : что же надо делать, чтобы избежать отравления угарным газом? В первую очередь, соблюдать элементарные правила техники безопасности при топке печей, не держать автомобиль с включенным двигателем в закрытом пространстве, как можно чаще проветривать кухни, оборудованные газовыми плитами. Как можно больше бывать на свежем воздухе, избегая прогулок по загруженным магистралям, особенно рядом с автомобильными пробками. Не упускать любую возможность побывать за городом, стараясь на свежем воздухе по возможности увеличивать физическую нагрузку, чтобы активно «продышаться». Ну и, конечно, не курить и не разрешать курить рядом с собой. И тогда коварный оксид углерода будет не страшен.

Все, что нас окружает, состоит из соединений различных химических элементов. Мы дышим не просто воздухом, а сложным органическим соединением, имеющим в своем составе кислород, азот, водород, двуокись углерода и другие необходимые составляющие. Влияние множества этих элементов на организм человека в частности и на жизнь на Земле в целом еще не изучено до конца. Для того чтобы понимать процессы взаимодействия элементов, газов, солей и других образований друг с другом, в школьный курс и был введен предмет «Химия». 8 класс - это старт уроков химии по утвержденной общеобразовательной программе.

Одним из самых распространенных соединений, содержащихся как в земной коре, так и в атмосфере, является оксид. Оксидом называется соединение любого химического элемента с атомом кислорода. Даже источник всего живого на Земле - вода, является оксидом водорода. Но в данной статье речь пойдет не об оксидах в общем, а об одном из самых часто встречаемых соединений - оксиде углерода. Данные соединения получаются путем слияния атомов кислорода и углерода. Эти соединения могут иметь в своем составе различные количества атомов углерода и кислорода, однако следует выделить два основных соединения углерода с кислородом: угарный газ и углекислый газ.

Химическая формула и способ получения угарного газа

Какова же его формула? Оксид углерода довольно легко запомнить - CO. Молекула угарного газа образуется тройной связью, в связи с чем обладает довольно высокой прочностью соединения и имеет очень небольшое межъядерное расстояние (0,1128 нм). Энергия разрыва данного химического соединения составляет 1076 кДж/Моль. Тройная связь возникает вследствие того, что элемент углерод имеет в своей структуре атома p-орбиталь, не занятую электронами. Это обстоятельство создает для атома углерода возможность стать акцептором электронной пары. А атом кислорода, наоборот, имеет на одной из p-орбиталей неразделенную пару электронов, а значит имеет электронно-донорные возможности. При соединении этих двух атомов кроме двух ковалентных связей появляется еще и третья - донорно-акцепторная ковалентная связь.

Существуют различные способы получения CO. Одним из самых простейших является пропускание углекислого газа над раскаленным углем. В лабораторных условиях угарный газ получают при помощи следующей реакции: муравьиную кислоту нагревают с серной кислотой, которая разделяет муравьиную кислоту на воду и угарный газ.

Также CO выделяется при нагревании щавелевой и серной кислоты.

Физические свойства CO

Оксид углерода (2) обладает следующими физическими свойствами - это бесцветный газ, не имеющий ярко выраженного запаха. Все посторонние запахи, появляющиеся при утечке угарного газа, являются продуктами распада органических примесей. Он намного легче воздуха, чрезвычайно токсичен, очень плохо растворяется в воде и отличается высокой степенью горючести.

Самое главное свойство CO - его отрицательное воздействие на организм человека. Отравление угарным газом может привести к летальному исходу. Более подробно о воздействии оксида углерода на организм человека будет рассказано ниже.

Химические свойства CO

Основные химические реакции, в которых могут применяться оксиды углерода (2) - это окислительно-восстановительная реакция, а также реакция присоединения. Окислительно-восстановительная реакция выражается в способности CO восстанавливать металл из оксидов при помощи их смешивания с дальнейшим нагреванием.

При взаимодействии с кислородом происходит образование углекислого газа с выделением значительного количества теплоты. Угарный газ горит синеватым пламенем. Очень важная функция оксида углерода - его взаимодействие с металлами. В результате подобных реакций образуются карбонилы металлов, подавляющее большинство которых являются кристаллическими веществами. Они применяются для изготовления сверхчистых металлов, а также для нанесения металлического покрытия. Кстати, карбонилы неплохо себя зарекомендовали в качестве катализаторов химических реакций.

Химическая формула и способ получения углекислого газа

Углекислый газ, или двуокись углерода, имеет химическую формулу CO 2 . Структура молекулы несколько отличается от структуры CO. В данном образовании углерод имеет степень окисления, равную +4. Структура молекулы линейная, а значит, неполярная. Молекула CO 2 не обладает такой сильной прочностью, как CO. В земной атмосфере содержится около 0,03% углекислоты по общему объему. Увеличение этого показателя разрушает озоновый слой Земли. В науке это явление называется парниковым эффектом.

Получить углекислый газ можно различными путями. В промышленности он образуется в результате горения дымовых газов. Может быть побочным продуктом в процессе изготовления алкоголя. Его можно получить в процессе разложения воздуха на основные составляющие, такие как азот, кислород, аргон и другие. В лабораторных условиях оксид углерода (4) можно получить в процессе обжига известняка, а в домашних условиях добыть углекислый газ можно при помощи реакции лимонной кислоты и пищевой соды. Кстати, именно таким образом изготавливались газированные напитки в самом начале их производства.

Физические свойства CO 2

Углекислый газ представляет собой бесцветное газообразное вещество без характерного резкого запаха. Из-за высокого числа окисления данный газ обладает слегка кисловатым привкусом. Данный продукт не поддерживает процесс горения, так как сам является результатом горения. При повышенной концентрации углекислого газа человек утрачивает способность дышать, что приводит к летальному исходу. Более подробно о воздействии углекислого газа на организм человека будет рассказано далее. CO 2 намного тяжелее воздуха и прекрасно растворяется в воде даже при комнатной температуре.

Одним из самых интересных свойств углекислого газа является то, что у него нет жидкого агрегатного состояния при нормальном атмосферном давлении. Однако если воздействовать на структуру углекислого газа воздействие температурой в -56,6 °С и давлением около 519 кПа, то он трансформируется в бесцветную жидкость.

При существенном понижении температуры газ находится в состоянии так называемого «сухого льда» и испаряется при температуре выше чем -78 о С.

Химические свойства CO 2

По своим химическим свойствам оксид углерода (4), формула которого CO 2 , является типичным кислотным оксидом и обладает всеми его свойствами.

1. При взаимодействии с водой образуется угольная кислота, обладающая слабой кислотностью и малой устойчивостью в растворах.

2. При взаимодействии с щелочами углекислый газ образует соответствующую соль и воду.

3. Во время взаимодействия с оксидами активного металла способствует образованию солей.

4. Не поддерживает процесс горения. Активировать данный процесс могут только некоторые активные металлы, такие как литий, калий, натрий.

Влияние угарного газа на организм человека

Вернемся к основной проблеме всех газов - влиянию на организм человека. Угарный газ относится к группе крайне опасных для жизни газов. Для человека и животного он является чрезвычайно сильным ядовитым веществом, которое при попадании в организм серьезно поражает кровь, нервную систему организма и мышцы (в том числе и сердце).

Оксид углерода в воздухе невозможно распознать, так как этот газ не имеет никакого ярко выраженного запаха. Именно этим он и опасен. Попадая через легкие в организм человека, угарный газ активизирует свою разрушительную деятельность в крови и в сотни раз быстрее кислорода начинает взаимодействовать с гемоглобином. В результате этого появляется очень стойкое соединение под названием карбоксигемоглобин. Оно препятствует доставке кислорода из легких к мышцам, что приводит к мышечному голоданию тканей. Особенно серьезно страдает от этого головной мозг.

Из-за отсутствия возможности распознать отравление угарным газом через обоняние, следует знать некоторые основные признаки, которые проявляются на ранних этапах:

• головокружение, сопровождающееся головной болью;
• шум в ушах и мерцание перед глазами;
• сильное сердцебиение и одышка;
• покраснение лица.

В дальнейшем у жертвы отравления появляется сильная слабость, иногда рвота. В тяжелых случаях отравления возможны непроизвольные судороги, сопровождающиеся дальнейшей потерей сознания и комой. Если же пациенту своевременно не будет оказана соответствующая медицинская помощь, то возможен летальный исход.

Влияние углекислого газа на организм человека

Оксиды углерода с кислотностью +4 относятся к разделу удушающих газов. Иными словами, углекислый газ не является токсичным веществом, однако может существенно влиять на приток кислорода к организму. При повышении уровня углекислого газа до 3-4% у человека возникает серьезная слабость, его начинает клонить в сон. При повышении уровня до 10% начинают развиваться сильнейшие головные боли, головокружение, ухудшение слуха, иногда наблюдается потеря сознания. Если концентрация углекислого газа поднимается до уровня 20%, то наступает смерть от кислородного голодания.

Лечение отравления углекислым газом очень простое - дать жертве доступ к чистому воздуху, при необходимости сделать искусственное дыхание. В крайнем случае нужно подключить пострадавшего к аппарату искусственной вентиляции легких.

Из описаний влияния двух данных оксидов углерода на организм мы можем сделать вывод, что большую опасность для человека все же представляет угарный газ с его высокой токсичностью и направленным воздействием на организм изнутри.

Углекислый газ не отличается таким коварством и менее вреден для человека, поэтому именно это вещество человек активно применяет даже в пищевой промышленности.

Применение оксидов углерода в промышленности и их влияние на различные аспекты жизни

Оксиды углерода имеют очень широкое применение в разных сферах деятельности человека, причем спектр их чрезвычайно богат. Так, окись углерода вовсю применяется в металлургии в процессе выплавки чугуна. Широкую популярность CO получил в качестве материала для хранения продуктов питания в охлажденном виде. Данный оксид применяют для обработки мяса и рыбы, чтобы придать им свежий вид и не изменить вкус. Важно не забывать про токсичность данного газа и помнить, что допустимая доза не должна превышать 200 мг на 1 кг продукта. CO в последнее время все чаще применяют в автомобильной промышленности в качестве топлива для автомобилей на газу.

Диоксид углерода нетоксичен, поэтому сфера его применения широко внедрена в пищевую промышленность, где его применяют в качестве консерванта или разрыхлителя. Также CO 2 применяется при изготовлении минеральных и газированных вод. В твердом состоянии («сухой лед») он часто используется в морозильных установках для поддержания стабильно низкой температуры в помещении или приборе.

Большую популярность приобрели углекислотные огнетушители, пена из которых полностью изолирует огонь от кислорода и не дает пожару разгореться. Соответственно, еще одна сфера применения - пожарная безопасность. Баллоны в пневматических пистолетах также заряжены углекислотой. И конечно же, практически каждый из нас читал, из чего состоит освежитель воздуха для помещений. Да, одной из составляющих является углекислый газ.

Как видим, из-за своей минимальной токсичности углекислый газ больше и чаще встречается в повседневной жизни человека, тогда как угарный газ нашел применение в тяжелой промышленности.

Существуют и другие углеродные соединения с кислородом, благо формула углерода и кислорода позволяет применять различные варианты соединений с разным количеством атомов углерода и кислорода. Ряд оксидов может разниться от C 2 O 2 до C 32 O 8 . И чтобы описать каждый из них, потребуется не одна страница.

Оксиды углерода в природе

Оба вида рассматриваемых здесь оксидов углерода так или иначе присутствуют в природном мире. Так, угарный газ может быть продуктом сгорания лесов или результатом жизнедеятельности человека (выхлопные газы и вредные отходы промышленных предприятий).

Уже известный нам диоксид углерода также является частью сложного состава воздуха. Его содержание в нем составляет около 0,03 % от всего объема. При увеличении этого показателя возникает так называемый «парниковый эффект», которого так опасаются современные ученые.

Углекислый газ выделяют животные и человек путем выдыхания. Он является основным источником такого полезного для растений элемента, как углерод, поэтому многие ученые и бьют на сполох, указывая на недопустимость масштабных вырубок леса. Если растения перестанут поглощать углекислый газ, то процент его содержания в воздухе может повыситься до критических для человеческой жизнедеятельности показателей.

Видимо, многие власть держащие забыли пройденный в детстве материал учебника «Общая химия. 8 класс», иначе вопросу вырубки лесов во многих частях света уделялось бы более серьезное внимание. Это, кстати, касается и проблемы наличия угарного газа в окружающей среде. Количество отходов человеческой жизнедеятельности и процент выбросов этого необычайно токсичного материала в окружающую среду растет изо дня в день. И не факт, что не повторится судьба мира, описанная в прекрасном мультфильме «Волли», когда человечеству пришлось покинуть загаженную до основания Землю и отправиться в другие миры на поиски лучшей жизни.

О том, насколько опасен угарный газ для человека, знают все, кому приходилось сталкиваться с работой отопительных систем, — печек, котлов, бойлеров, водогрейных колонок, рассчитанных на бытовое топливо в любой его форме. Нейтрализовать его в газовом состоянии довольно сложно, эффективных домашних способов бороться с угарным газом не существует, поэтому большая часть защитных мероприятий направлена на предупреждение и своевременное выявление угара в воздухе.

Свойства токсичного вещества

В природе и свойствах угарного газа нет ничего необычного. По сути, это продукт частичного окисления угля или угольсодержащих видов топлива. Формула угарного газа проста и незамысловата – СО, в химических терминах — монооксид углерода. Один атом углерода соединен с атомом кислорода. Так уж устроена природа процессов горения органического топлива, что угарный газ является неотъемлемой частью любого пламени.

Угли, родственные им виды топлива, торф, дрова при нагреве в топке газифицируются в угарный газ, и только потом дожигаются притоком воздуха. Если угар просочился из камеры горения в помещение, то он будет оставаться в стабильном состоянии до момента, когда вентиляцией угарный поток будет вынесен из комнаты или накапливаться, заполняя все пространство, от пола до потолка. В последнем случае спасти положение может только электронный датчик угарного газа, реагирующий на малейшее повышение концентрации токсичного угара в атмосфере помещения.

Что необходимо знать об угарном газе:

• В стандартных условиях плотность угарного газа – 1,25 кг/м 3 , что очень близко к удельному весу воздуха 1,25 кг/м 3 . Горячий и даже теплый монооксид легко поднимается под потолок, по мере остывания оседает и перемешивается с воздухом;
• Угарный газ не имеет вкуса, цвета и запаха, даже в условиях высокой концентрации;
• Для начала образования угарного газа достаточно нагреть металл, контактирующий с углеродом, до температуры в 400-500 о С;
• Газ способен гореть в воздухе с выделением большого количества тепла, примерно 111 кДж/моль.

Опасно не только вдыхание угарного газа, газовоздушная смесь способна взрываться при достижении объемной концентрации от 12,5% до 74%. В этом смысле газовая смесь похожа на бытовой метан, но гораздо опаснее сетевого газа.

Метан легче воздуха и менее токсичен при вдыхании, кроме того, благодаря добавке в газовый поток специальной присадки – меркаптана, его наличие в помещении легко уловить по запаху. При небольшой загазованности кухни можно без последствий для здоровья войти в помещение и проветрить его.

С угарным газом все сложнее. Близкое родство СО и воздуха препятствует эффективному удалению токсичного газового облака. По мере охлаждения облако газа будет постепенно оседать в области пола. Если сработал датчик угарного газа, или обнаружилась утечка продуктов горения из печи или котла на твердом топливе, необходимо немедленно принимать меры к проветриванию, иначе первыми пострадают дети и домашние питомцы.

Подобное свойство угарного облака ранее широко использовалось для борьбы с грызунами и тараканами, но эффективность газовой атаки значительно ниже современных средств, а риск заработать отравление несоизмеримо выше.

К сведению! Газовое облако СО, при отсутствии вентиляции, способно сохранять свои свойства без изменений длительное время.

При наличии подозрения в накоплении угарного газа в подвальных помещения, подсобках, котельных, погребах первым делом необходимо обеспечить максимальное проветривание с кратностью газообмена 3-4 единицы в течение часа.

Условия появления угара в помещении

Монооксид углерода можно получить с помощью десятков вариантов химических реакций, но для этого необходимы специфические реактивы и условия их взаимодействия. Риск заработать отравление газом таким способом практически равен нулю. Основными причинами появления угарного газа в котельной или в помещении кухни остаются два фактора:

• Плохая тяга и частичное перетекание продуктов горения из очага горения в помещение кухни;
• Неправильная эксплуатация котельного, газового и печного оборудования;
• Пожары и локальные очаги возгорания пластика, проводки, полимерных покрытий и материалов;
• Отходящие газы из канализационных коммуникаций.

Источником угарного газа может стать вторичное горение золы, рыхлых отложений сажи в дымоходах, копоть и смола, въевшиеся в кирпичную кладку каминных полок и сажегасителей.

Чаще всего источником газового СО становятся тлеющие угли, догорающие в топке при закрытой задвижке. Особенно много выделяется газа при термическом разложении дров в отсутствии воздуха, примерно половину газового облака занимает угарный газ. Поэтому любые эксперименты с копчением мяса и рыбы на дымке, получаемом от тлеющей стружки, должны выполняться только на открытом воздухе.

Незначительное количество угарного газа может появляться и в процессе приготовления пищи. Например, все, кто сталкивался с установкой на кухне газовых отопительных котлов с закрытой топкой, знают, как реагируют датчики угарного газа на жареную картошку или любые продукты, приготовленные в кипящем масле.

Коварный характер угарного газа

Главная опасность монооксида углерода заключается в том, что невозможно ощутить и почувствовать его присутствие в атмосфере помещения до того момента, как газ попадет с воздухом в органы дыхания и растворится в крови.

Последствия от вдыхания СО зависят от концентрации газа в воздухе и длительности пребывания в помещении:

• Головная боль, недомогание и развитие сонливого состояния начинается при объемном содержании газа в воздухе 0,009-0,011%. Физически здоровый человек способен выдержать до трех часов пребывания в загазованной атмосфере;
• Тошнота, сильная боль в мышцах, судороги, обмороки, потеря ориентации могут развиться при концентрации 0,065-0,07%. Время пребывания в помещении до момента наступления неотвратимых последствий всего1,5-2 ч;
• При концентрации угарного газа выше 0,5% даже несколько секунд пребывания в загазованном пространстве означают летальный исход.

Даже если человек благополучно самостоятельно выбрался из помещения с высокой концентрацией угарного газа, все равно потребуется медицинская помощь и использование антидотов, так как последствия отравления кровеносной системы и нарушения кровообращения мозга все равно проявятся, только чуть позже.

Молекулы угарного газа хорошо поглощаются водой и солевыми растворами. Поэтому в качестве первого подручного средства защиты нередко используются обычные полотенца, салфетки, смоченные любой доступной водой. Это позволяет остановить попадание угарного газа в организм на несколько минут, пока появится возможность покинуть помещение.

Нередко этим свойством монооксида углерода злоупотребляют некоторые владельцы отопительной аппаратуры, в которой встроены датчики СО. При срабатывании чувствительного сенсора, вместо проветривания помещения, зачастую прибор просто накрывают мокрым полотенцем. Как результат, после десятка подобных манипуляций датчик угарного газа выходит из строя, и на порядок возрастает риск заработать отравление.

Технические системы регистрации угарного газа

По сути, сегодня существует только один способ успешно бороться с угарным газом, использовать специальные электронные приборы и датчики, регистрирующие превышение концентрации СО в помещении. Можно, конечно, поступить проще, например, обустроить мощную вентиляцию, как это делают любители отдыха у настоящего кирпичного камина. Но в подобном решении есть определенный риск заработать отравление угарным газом при смене направления тяги в трубе, а кроме того, жить под сильным сквозняком тоже не очень полезно для здоровья.

Устройство датчиков наличия угарного газа

Проблема контроля над содержанием угарного газа в атмосфере жилых и подсобных помещений на сегодня настолько же злободневна, как и наличие пожарной или охранной сигнализации.

В специализированных салонах отопительного и газового оборудования можно приобрести несколько вариантов приборов контроля над содержанием газа:

• Химические сигнализаторы;
• Инфракрасные сканеры;
• Твердотельные датчики.

Чувствительный сенсор прибора обычно комплектуется электронной платой, обеспечивающей питание, калибровку и преобразование сигнала в понятную форму индикации. Это могут быть просто зеленые и красные светодиоды на панели, звуковая сирена, цифровая информация для выдачи сигнала в компьютерную сеть или управляющий импульс для автоматического клапана, перекрывающего подачу бытового газа к отопительному котлу.

Понятно, что использование датчиков с управляемым запирающим клапаном является вынужденной мерой, но зачастую производители отопительного оборудования намеренно встраивают «защиту от дурака», чтобы избежать всевозможных манипуляций с безопасностью газового оборудования.

Химические и твердотельные приборы контроля

Наиболее дешевая и доступная версия датчика с химическим индикатором изготавливается в виде сетчатой колбы, легко проницаемой для воздуха. Внутри колбы находится два электрода, разделенных пористой перегородкой, пропитанной раствором щелочи. Появление угарного газа приводит к карбонизации электролита, проводимость сенсора резко падает, что немедленно считывается электроникой в качестве сигнала тревоги. После установки прибор находится в неактивном состоянии и не срабатывает до тех пор, пока в воздухе не появятся следы угарного газа, превышающие допустимую концентрацию.

В твердотельных датчиках вместо пропитанного щелочью куска асбеста используются двухслойные пакеты из диоксидов олова и рутения. Появление газа в воздухе вызывает пробой между контактами сенсорного устройства и автоматически запускает сигнал тревоги.

Сканеры и электронные сторожа

Инфракрасные датчики, работающие по принципу сканирования окружающего воздуха. Встроенный инфракрасный сенсор воспринимает свечение лазерного светодиода, и по изменению интенсивности поглощения газом теплового излучения срабатывает триггерное устройство.

СО очень хорошо поглощает тепловую часть спектра, поэтому подобные приборы работают в режиме сторожа или сканера. Результат сканирования может выдаваться в виде двухцветного сигнала или индикации величины содержания угарного газа в воздухе на цифровой или линейной шкале.

Какой датчик лучше

Для правильного подбора сенсора наличия угарного газа необходимо учитывать режим работы и характер помещения, в котором предстоит установить сенсорное устройство. Например, химические датчики, считающиеся устаревшими, прекрасно работают в условиях котельных и подсобных помещений. Недорогой прибор для обнаружения угарного газа можно установить на даче или в мастерской. На кухне сетка быстро покрывается пылью и жировыми отложениями, что резко снижает чувствительность химической колбочки.

Полупроводниковые сенсоры угарного газа работают одинаково хорошо в любых условиях, но для их функционирования требуется мощный внешний источник питания. Стоимость прибора выше, чем цена на химические сенсорные системы.

Инфракрасные датчики на сегодня наиболее распространены. Они активно используются для комплектации систем безопасности квартирных котлов индивидуального отопления. При этом чувствительность системы контроля практически не меняется с течением времени из-за пыли или температуры воздуха. Мало того, такие системы, как правило, имеют встроенные механизмы тестирования и калибровки, что позволяет периодически проверять их работоспособность.

Установка приборов контроля над содержанием угарного газа

Сенсоры, осуществляющие контроль над содержанием угарного газа, должны устанавливаться и обслуживаться исключительно профильными специалистами. Периодически приборы подлежат проверке, калибровке, обслуживанию и замене.

Датчик должен устанавливаться на удалении от источника газа от 1 до 4 м, корпус или выносные сенсоры крепятся на высоте 150 см над уровнем пола и обязательно калибруются по верхнему и нижнему порогу чувствительности.

Срок службы квартирных датчиков угарного газа составляет 5 лет.

Заключение

Борьба с образованием угарного газа требует аккуратности и ответственного отношения к установленной аппаратуре. Любые эксперименты с сенсорами, особенно полупроводникового типа, резко снижают чувствительность прибора, что в конечном итоге приводит к увеличению содержания угарного газа в атмосфере кухни и всей квартиры, медленному отравлению всех ее обитателей. Проблема контроля угарного газа настолько серьезна, что, возможно, использование сенсоров в будущем могут сделать обязательным для всех категорий индивидуального отопления.