Хемија за сите

Тивкиот убиец, јаглерод моноксид

Мала, чудна, силна и многу отровна супстанца која го мачи човештвото од неговите прапочетоци!

Дека е мала молекула, се гледа од самиот состав –еден атом на јаглерод и еден атом на кислород, сврзани ковалентно со силна тројна врска!

Имено, ова е една од најчестите грешки што ја прават учениците и студентите а се базира на нивните спознанија дека кислородот е двовалентен и мора демек да има двојна врска меѓу двата атоми.

atomvrska jaglerod kislorod

Но, овде се гледа дека епитетите чудна и силна молекула се оправдани: атомите на јаглерод и кислород се поврзани со тројна врска, изградена од една сигма и две пи врски и, тоа е најсилната ковалентна врска меѓу два неметали, а тоа се знае од енергијата за раскинување (дисоцијација) на врската која изнесува 1062 kj/mol.

Ако ја погледнеме истата оваа величина кај молекулата на азот, која исто така е тројна а знаеме дека азотот е многу стабилен и инертен гас, ќе забележиме дека таа изнесува „скромни“ 932 kj/mol.

jaglerod monoksid

Јаглерод моноксид е без мирис, без вкус, безбоен и, што е најважно, неиритирачки гас формиран најчесто со нецелосно согорување на цврсти и течни горива.

Можеме да кажеме дека луѓето имаат сложена симбиотска врска со јаглерод моноксидот уште од првите контакти со огнот, на пример пожарите. Раните луѓе веројатно ја откриле токсичноста на труењето со јаглерод моноксид откако внеле оган во нивните живеалишта, пештери (со радиоактивно датирање се проценува околу 800.000 п.н.е.), колиби, вигвами, а и ден денес се познати случаи кога заради неисправни грејни тела, вентилација и слично се јавуваат случајни труења. Раниот развој на металургијата и технологиите на топење кои се појавија околу 6.000 п.н.е. до бронзеното доба, исто така, го измачуваа човештвото од изложеност на јаглерод моноксид.

Раните цивилизации оставиле и пишани докази дека има нешто во чадот од огнот што го прави отровен. Аристотел (384–322 п.н.е.) прв забележал дека согорувањето на јаглен произведува отровни испарувања а Гален (129-199 н.е.) шпекулира дека има промена во составот на воздухот што предизвикува штета при вдишување, а и многу други од таа ера развиваат сомнежи во контекст на токсичноста на чадот од огнот.

 Со развојот на научната мисла, многу познати и еминентни хемичари се занимаваат со овој проблем што го нарекле едноставно-пареа од јаглен: Georg Ernst Stahl, Friedrich Hoffmann, Herman Boerhaave, Joseph Priestley, Carl Wilhelm Scheele,Torbern Bergman, Antoine Lavoisier, de Lassone но сите погрешно заклучиле дека гасовитиот продукт сигурно е водород, бидејќи гори со син пламен.

Гасот беше идентификуван како соединение што содржи јаглерод и кислород од William Cruickshank дури во 1800 година. Објаснувањето на механизмот за труење со јаглерод моноксид му се припишува на Claude Bernard чии мемоари се објавени во 1857 година а во кои се изразува сомнеж дека тој „спречува артериската крв да стане венска“.

Развојот на индустриската хемија доведува до зголемување на бројот на акутни и хронични труења со СО

Индустриската револуција е базирана на пареа добиена со согорување на разни видови јаглени. Јаглерод моноксидот се здобива со признание како непроценлив реагенс во 1900-тите. Три индустриски процеси ја илустрираат нејзината еволуција во индустријата.

  • Во процесот на Fischer-Tropsch, јагленот и други суровини богати со јаглерод се претвораат во течни горива преку посредство на CO. Првично развиен како дел од германските воени напори за да се компензира нивниот недостаток на домашна нафта, оваа технологија продолжува и денес.
  • Исто така во Германија, беше откриено дека мешавина од CO и водород се комбинира со олефини за да се добијат алдехиди. Овој процес, наречен хидроформилација, се користи за производство на многу хемикалии од големи размери, како што се сурфактанти, како и специјални соединенија кои се популарни мириси и лекови. Еден пример, CO се користи во производството на витамин А.
  • Во третиот главен процес, CO се комбинира со метанол и дава оцетна киселина.

Како настанува труење со СО?

Најчести случаи на труење со СО се пожарите а при тоа настраданите се затечените лица, станари, работници или пожарникари а други случаи се оние кои вклучуваат слабо функционални системи за греење, неправилно вентилирани уреди на гориво (на пр. греачи на керозин, скари на дрвен јаглен, печки за кампување, гасни генератори) и мотори кои работат во слабо проветрени места (на пр. магацини, гаражи, паркинзи).

Симптоми на акутно труење со јаглерод моноксид се: најпрво настанува период на ексцитација во кој се забрзани пулсот и дишењето, а може да се појави и тремор(треперење). Потоа, настапува период на депресија каде што се констатира забавување на пулсот и дишењето, во спротивност од првиот, а се јавува и општа неосетливост. Најчесто кај лицето се јавуваат главоболки, несвестици, а често и повраќање, слабеење на сетилото за вид, силен замор, како физички, така и психички, и тешко движење, така што лицето често нема доволно ни сила ни решителност да дојде до прозорецот и да го отвори, што за него би значело спас.

truenje so co

Ако често се повторува подолго задржување во просторија во која во воздухот се наоѓаат минимални количества на јаглерод моноксид (до 0,01%), тоа доведува до бавни, хронични труења, чии симптоми се нервни, срцеви и психички растројства.

Јаглерод моноксид брзо дифундира низ белодробната капиларна мембрана и се врзува за железната половина од хемоглобинот со приближно 240 пати повеќе од афинитетот на кислородот. Степенот на карбоксихемоглобинемија зависи од релативните концентрации на СО и кислород во околината, времетраење на изложеноста и минутната вентилација.

Во случај на апсорбирање на доволно голема количина јаглерод моноксид измешана со вдишениот воздух, јаглерод моноксидот го потиснува кислородот од оксихемоглобинот и се добива освен оксихемоглобин и карбоксихемоглобин кој е многу постабилен од оксихемоглобинот. На овој начин крвта се лишува од неопходниот оксихемоглобин кој што повеќе не ја врши својата функција. Ако со вакво дејство на јаглерод моноксид биде погоден помал број крвни зрнца, настапуваат разни непријатности во организмот, а ако тој број е поголем, во тој случај настапува смрт. CO се врзува за хемоглобинот, се јавува алостерична промена што во голема мерка ја намалува можноста на другите три места на хемоглобинот за врзување на кислород, па ги оштетува ткивата со намалена испорака на кислород во нив!

Шематска претстава на реакцијата (Hb е хемоглобин):

HbO2 + CO → O2 + HbCO

 Крвта затруена со јаглерод моноксид добива розова боја заради формирањето на карбоксихемоглобин. Форензичарите ги препознаваaт затруените од овој гас по розовата боја на кожата Лицето кое е отруено со јаглерод моноксид треба веднаш да се изнесе на чист воздух, да се ослободи од тесната облека и да му се даде вештачко дишење или, ако има можност, давање кислород а со хоспитализација на потешките случаи се прави интубација и хипербарична терапија.

Молекула на карбоксихемоглобин

Хипербарична терапија со кислород (ХБО) вклучува изложување на пациентите на 100% кислород под супер-атмосферски услови. Ова резултира со намалување на полуживотот на карбоксихемоглобин , од приближно 90 минути, до приближно 30 минути за време на ХБО. Количината на кислород растворен во крвта, исто така, се зголемува од приближно 0,3 на 6,0 ml на dl, што значително ја зголемува испораката на кислород кој не е врзан за хемоглобинот до ткивата.

Интересна работа: колку е развиена хемијата а сепак нема некое сигурно средство за да се искористи како заштита од овој гас: За заштита од јаглерод моноксидот при работа или при спасување на отруени, не доаѓа во предвид употреба на обични гас маски, бидејќи нивниот филтер не го задржува овој гас. Како апсолутна заштита може да се смета само употреба на изолациони скафандери со свое напојување со кислород или пак евентуално, специјална маска чиј филтер содржи хопкалит.

Хопкалит е трговско име за голем број смеси кои главно се состојат од оксиди на бакар и манган, кои се користат како катализатори за конверзија на јаглерод моноксид во јаглерод диоксид на собна температура. Познати се различни состави, како што се „хопкалит II“ кој е приближно 60% манган (IV) оксид и 40% бакар(II) оксид (моларниот однос MnO2 : CuO е 1,375) и „хопкалит I“ кој е мешавина од 50% MnO, 30% CuO, 15% Co2O3 и 5% Ag2O.Хопкалитот има својства на порозна маса и по својот изглед наликува на активен јаглен.

Реакции за редукција на металните оксиди:

MnO2(s) + CO(g) → Mn(s) + CO2(g)

CuO(s) + CO(g) → Cu(s) + CO2(g)

Co2O3(s) + 3CO(g) → 2Co(s) + 3CO2(g)

Ag2O(s) + CO(g) → Ag(s) + CO2(g)

Во респираторната заштитна опрема, хопкалитoт се користи за да се олесни брзата оксидација на токсичниот јаглерод моноксид до безопасен јаглерод диоксид со кислородот од воздухот, кој потоа хемиски се врзува за слојот од натриум хидроксид, со што се елиминира CO од струењето на воздухот, (кој инаку не се отстранува со филтри за воздух со активен јаглен). Водната пареа го труе катализаторот на хопкалит, па заради заштита од водена пареа се воведува дополнителен филтер на база на силика гел. Покрај тоа, слојот од хопкалит е заштитен со механички филтер и слој од активен јаглен, прочистувајќи го воздухот од други загадувачи

Најнов метод за откривање и отстранување на СО од ткивата, крвта и мозокот:

НemoCD1, синтетичко супрамолекуларно соединение составено од железен (II) порфирин и циклодекстрински димер, како достапен реагенс за едноставна колориметриска анализа за квантифицирање на CO во биолошките примероци. Анализата е потврдена во различни ткива на органи собрани од стаорци во нормални услови и по изложување на CO,при интоксикација со CO. Понатаму, hemoCD1 е користен „in vivo“ како средство за отстранување на CO, што покажува дека делува како ефикасен подесувач на вентилацијата на O2 за да го елиминира резидуалниот CO акумулиран во органите, вклучувајќи го и мозокот. Овие наоди отвораат нови терапевтски перспективи за да се спротивставиме на токсичноста поврзана со труење со CO.

труење со CO

И како за крај, малку интригантност:

Смртта на Клеопатра VII, последниот владетел на птоломејскиот Египет, потомок на нејзиниот основач Птоломеј I Сотер, македонски генерал и придружник на Александар Македонски се случила во 30 г.пне, во Александрија, кога таа имала 39 години. Некои академици претпоставуваат дека нејзиниот римски политички ривал Октавијан ја принудил да се самоубие на начин што таа го избрала. Според популарното верување, Клеопатра се убила со тоа што дозволила да ја касне египетска кобра, но историчарот Ambroise Viaud Grand Marais во 1888 година сугерира дека Клеопатра умрела од труење со јаглерод моноксид а сите други теории се само романтичарски погледи за крајот на најславната кралица на светот и векот!

Автор на статијата: Блаже Димески
27 февруари 2022
Хлорирање базени

Како хемијата ни обезбедува чиста вода во базените.

Мoже ли да се намириса дождот?

Дали некогаш сте ја слушнале фразата „мириса на дожд“?

Криогеника

Еден ден ќе имаме технологија да ги вратиме замрзнатите луѓе во живот

>> Прочитај повеќе слични содржини!   

донирај

Генерален спонзор

генерален спонзор

Пријатели на науката

спонзор
спонзор
спонзор

Презентации и поимници

Презентации за основно образование

e hemija

Презентации за средно образование

hemija .ppt

Контактни информации:

e-hemija logo

Здружение за унапредување и развој на образованието и науката
„Е-ХЕМИЈА“ – Прилеп

Испрати порака:
e-hemija контакт

Е-Хемија на Facebook:
e-hemija facebook

Е-Хемија на Twitter:
e-hemija facebook

Пријатели на науката:

Здружение за унапредување и развој на образованието и науката „Е-ХЕМИЈА“ – Прилеп
Copyright © 2024 ehemija.mk

WebDesign www.nainternet.mk

e-hemija