Carbon monoxide | Khái niệm hoá học

Cacbon monoxit, công thức hóa học là CO, là một chất khí không màu, không mùi, bắt cháy và có độc tính cao. Nó là sản phẩm chính trong sự cháy không hoàn toàn của cacbon và các hợp chất chứa cacbon.


1. Công thức cấu tạo

Phân tử carbon monoxide có cấu hình electron: 

hay cấu tạo: 

hinh-anh-carbon-monoxide-286-0Bởi vậy liên kết C-O có năng lượng rất lớn, 1070 kJ/mol lớn nhất trong tất cả các liên kết, độ dài bé 112,8 pm và momen lưỡng cực của phân tử là không đáng kể, μ = 0,118D.

Carbon monoxide có khối lượng phân tử, tổng số electron và cấu tạo phân tử giống nito nên có một số tính chất lí hóa giống với nito.

giống nito, CO là khí không màu, không mùi, khó hóa lỏng, nhiệt độ số là -191,5oC, khó hóa rắn (nhiệt độ nóng chảy là -204oC) và ít tan trong nước. Nó rất bền với nhiệt, ở 6000oC chưa phân hủy.

giống Nito, CO kém hoạt động ở nhiệt độ thường nhưng khác nito, ở nhiệt độ cao khả năng khử tăng lên mạnh có lẽ do sự biến đổi kiến trúc electron bền của phân tử.

Ở khoảng 700oC, carbon monoxide cháy trong không khí cho ngọn lửa màu lam và phát nhiệt nhiều nên hỗn hợp của CO và O2 cũng là hỗn hợp nổ giống như hỗn hợp của H2 và O2:

2CO + O2 = 2CO2

Do phản ứng phát ra nhiều nhiệt, khí CO được dùng làm nhiên liệu. Những nhiên liệu khí thông dụng như khí than, khí lò ga và khí hỗn hợp đều chứa khí CO. Phản ứng cháy của CO trong không khí chỉ xảy ra khi có mặt những vết nước. Ở nhiệt độ thường, CO không tương tác với oxi. Nhưng tương tác đó xảy ra ở trên bề mặt của một số chất xúc tác, ví dụ như hỗn hợp MnO2 và CuO

Ở 500oC và trong bóng tối, CO tương tác với clo tạo thành photgen

CO + Cl2 = COCl2

nếu được chiếu sáng, phản ứng này xảy ra ở nhiệt độ thường. Chính tên gọi photgen (phos là ánh sáng, gen là sinh ra) nói lên đặc điểm của phản ứng tạo thành chất đó. Ngày nay để nâng cao hiệu suất phản ứng, người ta dùng thêm than hoạt tính làm chất xúc tác. Photgen dễ điều chế như vậy lại hết sức độc và nặng hơn không khí cho nên đã được dùng làm bom hơi ngạt trong chiến tranh thế giới lần thứ nhất. Về mặt hóa học, photgen khá hoạt động nên được dùng nhiều trong tổng hợp hữu cơ. Bởi vậy, ngày nay photgen được sản xuất những lượng lớn trong công nghiệp.

Carbon monoxide có thể khử được oxide của một số kim loại, Ví dụ như phản ứng xảy ra ở trong lò cao:

Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2

CO khử được I2O5 đến I2:

I2O5 + 5CO = I2 + 5CO2

Đây là phản dùng để định lượng khí CO trong hóa học phân tích.

Ở trong dung dịch, khí CO có thể khử được muối của các kim loại quý như vàng, platin, paladi đến kim loại tự do.

Ví dụ: PdCl2 + H2O + CO = Pd + 2HCl + CO2

Nhờ phản ứng này, người ta phát hiện được những vết khí CO ở trong hỗn hợp khí: những hạt rất nhỏ của paladi tách ra trong dung dịch làm cho màu đỏ của dung dịch PdCl2 trở nên đậm hơn.

Nhưng tương tác của CO với các chất oxi hóa khác ở trong dung dịch thường chỉ xảy ra khi có mặt chất xúc tác, ví dụ như nó khử KMnO4 khi có mặt bột mịn của bạc kim loại, khử K2Cr2O7 khi có mặt muối thủy ngân.

Trong khí xả của oto có các khí CO, hidrocabon chưa cháy hết và NO. Khí NO không phải là sản phẩm của phản ứng đốt cháy nhiên liệu mà sinh ra bởi tác dụng giữa N2 và O2 của không khí ở nhiệt độ cao trong động cơ ô tô. Các khí CO và NO đều độc hại đối với người. Để bảo vệ môi trường trong sạch của không khí ở các đô thị, người ta lắp vào ô tô, ở giữa động cơ và ống xảm một thiết bị được gọi là thiết bị chuyển hóa có xúc tác. Thiết bị gồm có những tầng kiểu tổ ong làm bằng kim loại, bề mặt kim loại được phủ lớp chất xúc tác gồm có Pt, Pd và Al2O3 . Qua thiết bị, những khí độc hại được chuyển hóa thành khí vô hại.

2CO + 2NO = 2CO2 + 2N2

Điều kiện quan trọng để bảo vệ cho hoạt tính của chất xúc tác là oto phải chạy bằng etxang không chứa chì vì chì là chất độc cho chất xúc tác.

Nói chung về khả năng khử, CO tương đương với Hidro phân tử. 

Dưới 830oC, CO khử mạnh hơn và trên 830oC, H2 khử mạnh hơn. Theo nguyên lí Lơ satolie chúng ta hiểu dễ dàng sự chuyển dịch cân bằng như vậy khi nhiệt độ tăng.

Tuy nhiên, khi tương tác với hidro, CO có thể tạo nên các sản phẩm khác nhau tùy theo các đk khác nhau.

Ở 300oC và có niken xúc tác, CO tương tác với hidro tạo nên metan

CO + 3H2 = CH4 + H2O

Trong những đk thích hợp về nhiệt độ, áp suất và chất xúc tác (Fe, Co, Ni, Ru..)

 

 

 

Tổng số đánh giá:

Xếp hạng: / 5 sao


Chia sẻ

Các khái niệm hoá học liên quan




Kim loại kiềm thổ

Các kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA của bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố. Chúng bao gồm những nguyên tố: berili (Be), magie (Mg), canxi (Ca), stronti (Sr), bari (Ba) và radi (Ra). Chúng được gọi là kim loại kiềm thổ vì một mặt các oxit CaO, SrO và BaO tan được trong nước cho dung dịch kiềm mạnh và mặt khác các oxit đó có độ tan bé và độ bền nhiệt cao, nghĩa là có những tính chất của chất mà ngày xưa các nhà giả kim thuật gọi là “thổ” (nghĩa là đất). Để đơn giản khi phân loại nguyên tố, ta xếp Be và Mg vào nhóm kim loại kiềm thổ cùng với Ca, Sr, Ba. Chúng là những kim loại hoạt động và hoạt tính đó tăng lên dần từ Be đến Ra


Xem chi tiết




Phức chất

Từ giáo trình hóa học vô cơ chúng ta đã biết rằng khi các nguyên tố hóa học riêng biệt kết hợp với nhau thì tạo thành các hợp chất đơn giản, hay các hợp chất bậc nhất, ví dụ các oxit (CO, MgO..), các muối halogenua (NaCl, KCl, MgBr2…) Những hợp chất đơn giản lại có thể kết hợp với nhau đê tạo thành hợp chất bậc cao, hay hợp chất phân tử, ví dụ K2HgI4, Ag(NH3)2Cl,… Gọi chúng là các hợp chất phân tử để nhấn mạnh rằng ở đây không phải là các nguyên tử hay các gốc, mà là các phân tử kết hợp với nhau. Cấu tạo của chúng không được giải thích thỏa đáng trong khuôn khổ của thuyết hóa trị cổ điển. Có một vấn đề đặt ra là trong số các hợp chất phân tử thì hợp chất nào được gọi là hợp chất phức (phức chất).
Phức chất là những hợp chất được cấu tạo từ những phân tử hay ion, chúng có mặt tại các nút mạng tinh thể phức chất và tồn tại trong dung dịch. Nhà hóa học Thụy Sĩ Werner là người tiên phong trong lĩnh vực nghiên cứu các phức chất. Ngày nay, phức chất là một trong những lĩnh vực phát triển mạnh mẽ của hóa học hiện đại và có nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống.


Xem chi tiết




Cycloankan

Cycloankan hay ankan vòng là các hợp chất hữu cơ với một hay nhiều vòng cacbon trong đó các nguyên tử hiđrô được đính vào phù hợp với công thức CnH2n-2x, trong đó x là số cạnh chung cho các vòng (cạnh chung chỉ tính một lần).


Xem chi tiết




Nhôm

Nhôm là nguyên tố hóa học ở ô thứ 13, chu kì 3, nhóm IIIA trong bảng hệ thống tuần hoàn. Nhôm là kim loại phổ biến nhất trong vỏ Trái Đất. Nhôm là một kim loại có tỷ trọng thấp và có khả năng chống ăn mòn hiện thụ động. Nhôm và các hợp kim từ nhôm đóng vai trò rất quan trọng cho các ngành công nghiệp hàng không vũ trụ, các lĩnh vực khác của giao thông vận tải và vật liệu cấu trúc.


Xem chi tiết




Điện sinh học

Trong xã hội hiện đại, điện đã có mối quan hệ gắn bó mật thiết với cuộc sống của chúng ta và không còn là điều gì thần bí nữa. Chớp điện trong những cơn giông bão, điện sinh ra do ma sát.. đều là những hiện tượng mà chúng ta thường gặp trong cuộc sống thường nhật, và đã quen thuộc nhưng bạn biết không? Trong cơ thể chúng ta cũng có những dòng điện kì diệu.


Xem chi tiết


Xem tất cả khái niệm hoá học


Một số định nghĩa cơ bản trong hoá học.


Mol là gì?

Trong hóa học, khái niệm mol được dùng để đo lượng chất có chứa 6,022.10²³ số hạt đơn vị nguyên tử hoặc phân tử chất đó. Số 6,02214129×10²³ – được gọi là hằng số Avogadro.


Xem thêm



Độ âm điện là gì?

Độ âm điện là đại lượng đặc trưng định lượng cho khả năng của một nguyên tử trong phân tử hút electron (liên kết) về phía mình.


Xem thêm



Kim loại là gì?

Kim loại (tiếng Hy Lạp là metallon) là nguyên tố có thể tạo ra các ion dương (cation) và có các liên kết kim loại, và đôi khi người ta cho rằng nó tương tự như là cation trong đám mây các điện tử.


Xem thêm



Nguyên tử là gì?

Nguyên tử là hạt nhỏ nhất của nguyên tố hóa học không thể chia nhỏ hơn được nữa về mặt hóa học.


Xem thêm



Phi kim là gì?

Phi kim là những nguyên tố hóa học dễ nhận electron; ngoại trừ hiđrô, phi kim nằm bên phải bảng tuần hoàn.


Xem thêm


Những sự thật thú vị về hoá học có thể bạn chưa biết


Sự thật thú vị về Hidro

Hydro là nguyên tố đầu tiên trong bảng tuần hoàn. Nó là nguyên tử đơn giản nhất có thể bao gồm một proton trong hạt nhân được quay quanh bởi một electron duy nhất. Hydro là nguyên tố nhẹ nhất trong số các nguyên tố và là nguyên tố phong phú nhất trong vũ trụ.


Xem thêm



Sự thật thú vị về heli

Heli là một mặt hàng công nghiệp có nhiều công dụng quan trọng hơn bong bóng tiệc tùng và khiến giọng nói của bạn trở nên vui nhộn. Việc sử dụng nó là rất cần thiết trong y học, khí đốt cho máy bay, tên lửa điều áp và các tàu vũ trụ khác, nghiên cứu đông lạnh, laser, túi khí xe cộ, và làm chất làm mát cho lò phản ứng hạt nhân và nam châm siêu dẫn trong máy quét MRI. Các đặc tính của heli khiến nó trở nên không thể thiếu và trong nhiều trường hợp không có chất nào thay thế được heli.


Xem thêm



Sự thật thú vị về Lithium

Lithium là kim loại kiềm rất hoạt động về mặt hóa học, là kim loại mềm nhất. Lithium là một trong ba nguyên tố được tạo ra trong BigBang! Dưới đây là 20 sự thật thú vị về nguyên tố Lithium – một kim loại tuyệt vời!


Xem thêm



Sự thật thú vị về Berili

Berili (Be) có số nguyên tử là 4 và 4 proton trong hạt nhân của nó, nhưng nó cực kỳ hiếm cả trên Trái đất và trong vũ trụ. Kim loại kiềm thổ này chỉ xảy ra tự nhiên với các nguyên tố khác trong các hợp chất.


Xem thêm



Sự thật thú vị về Boron

Boron là nguyên tố thứ năm của bảng tuần hoàn, là một nguyên tố bán kim loại màu đen. Các hợp chất của nó đã được sử dụng hàng nghìn năm, nhưng bản thân nguyên tố này vẫn chưa bị cô lập cho đến đầu thế kỉ XIX.


Xem thêm


So sánh các chất hoá học phổ biến.


NH4I3NH4ClO

Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Amoni triiodua và chất Hydroxylamoni clorua


Xem thêm



NH2ClCl2.nH2O

Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Monocloamin và chất Clo hidrat


Xem thêm



NCl3(NH3OH)Cl

Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Nitơ clorua và chất Hydroxylamin hidroclorua


Xem thêm



(NH3OH)N3KI3

Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Hydroxylamin azua và chất Kali triiodua


Xem thêm