Что такое угарный газ и где он образуется?

Окись углерода образуется в процессе неполного сгорания разных веществ. Угарный газ - повседневный спутник людей с давних пор. Он выделяется в атмосферу в большом количестве автотранспортом, газовыми плитами, топливными системами отопления, в процессе курения и даже самим человеком при дыхании.

Так как этот газ не имеет запаха, обнаружить его повышенное содержание в помещении практически невозможно. По статистике среди причин смерти от отравляющих веществ интоксикация оксидом углерода занимает второе место, уступая только алкоголю и его суррогатам.

Чем опасен угарный газ?

Что же происходит, когда человек вдыхает воздух с высокой концентрацией CO? Для этого нужно вспомнить, какую функцию выполняют легкие. Человек дышит, чтобы насытить все системы и органы своего тела кислородом, иначе наступит гипоксия и смерть. Оксид углерода, соединяясь с основным белком крови, образует карбоксигемоглобин. Это лишает эритроциты возможности доставлять кислород к клеткам крови, и, как следствие, наступает отравление угарным газом. Последствия разнятся от степени тяжести такой интоксикации. Сначала гипоксия проявляется в виде головокружения, слабости в ногах, потемнения в глазах. Если концентрация угарного газа повышается, наступает помрачение сознания и смерть.

Постоянный невысокий уровень окиси углерода в воздухе есть в каждом крупном городе. Признаки хронического отравления этим газом проявляются беспричинными головными болями, быстрой утомляемостью, слабостью, раздражительностью и проблемами со сном. Особенно страдают курящие жители мегаполисов и люди, вынужденные дышать табачным дымом. Содержание угарного газа в легких этих людей превышает норму в сорок раз.

Как обезопасить себя от отравления окисью углерода ?

Чтобы минимизировать риск интоксикации этим веществом, нужно знать, где его концентрация может быть опасно высокой. Угарный газ всегда смертельно опасен в непроветриваемых помещениях. Поэтому не стоит включать двигатель автомобиля в закрытом гараже или боксе. Также нельзя запирать заслонку в помещении с печным или иным топливным обогревом. Приготовление еды на газовой плите - это повод открыть окно. Огромная опасность «угореть» существует при пожарах и взрывах, поэтому попытка спасти имущество при небольшой локализации пожара может стать фатальной. Часто люди погибают во сне именно из-за того, что вовремя не почувствовали недомогание при отравлении окисью углерода. К сожалению, практически нельзя полностью обезопасить себя от угарного газа в крупных городах. Получение угарного газа во время курения - дело добровольное, но от пассивного курения лучше себя оградить. Врачи советуют не заниматься пробежками и не устраивать велопрогулки около оживлённых автомагистралей. Этим вы причините себе больше вреда, чем пользы. Для занятий спортом лучше выбрать тихий парк или аллею, которые расположены вдали от мест скопления оксида углерода.

В борисовской многоэтажке погибли шесть человек. Сначала СМИ говорили о запахе газа, который чувствовали жильцы, потом появилась версия об угарном газе. Пытаемся разобраться с помощью специалистов.

Жильцы хрущевки в Борисове обращались в службу газа еще утром, но утечек выявлено не было. В воздухе, по их словам , находили бутан, но никаких неисправностей не фиксировали.

Сын погибшей пожилой пары обнаружил тела родителей в квартире, тогда и приехали медики, милиция, служба газа. К вечеру обратили внимание, что в одной из квартир, где жила другая семья, не лает собака. Оказалось, те тоже погибли.

Пока нет информации, что на самом деле стало причиной.

КАКОЙ ГАЗ опасен: бытовой или угарный?

Важно понимать: очень опасны и бытовой газ, и угарный. Утечку бытового вы почувствуете , у него сильный специфический запах. Именно для запаха в него добавляют примесь - одорант.

А вот угарный не имеет ни запаха, ни цвета , человек практически не может его почувствовать. Зато есть специальные датчики, которые свободно продаются в магазинах и похожи на пожарные извещатели. Правда, в квартирах их устанавливают довольно редко, в основном в домах частного сектора с печным отоплением или газовым котлом. Датчик может работать автономно практически год от одной батарейки. Но замену элементов питания нужно проводить регулярно.

Бытовой газ, скопившись в помещении, при малейшей искре может спровоцировать взрыв. Угарный опасен при вдыхании: человек теряет сознание и умирает от дефицита кислорода.

ОТКУДА УГАРНЫЙ ГАЗ МОЖЕТ ПОЯВИТЬСЯ В КВАРТИРЕ?

Самая распространенная причина - выделение угарного газа при пожаре. Причем, оказывается, гораздо опаснее могут быть другие вещества, которые выделяются при горении.

В дыму столько химических веществ, что угарный газ становится второстепенной опасностью, - объясняет нам пресс-секретарь МГУ МЧС Виталий Дембовский . - Часто выделяется множество веществ, в том числе из разряда цианидов. Например, синильная кислота, которая выделяется при горении поролонов, способна впитываться прямо через кожу и провоцирует токсические отравления вплоть до смерти.

Возгорание может быть и не в вашей квартире, но угарный газ может поступать через вентиляцию.

Но, даже если возгорания нет, угарный газ может накапливаться в помещении. Часто такие проблемы есть в частных домах, где отопление печное или от газового котла. Рано задвинули заслонку в печи - и в комнате будет накапливаться угарный газ.

В многоквартирных домах он может появиться не только при пожаре. Например, если кто-то решил для подогрева надолго включить конфорки на плите, а вентиляция на кухне не работает. Или если в квартире газовая колонка, а дымоход засорен.

Если в помещении нарушена вентиляция и, к примеру, включена плита, то рано или поздно концентрация угарного газа станет критической, - объясняет Виталий Дембовский. - Приготовление еды на газовой плите - это безопасный процесс. Но никто не готовит часами. А некоторые сознательно закрывают окна и закупоривают вентиляцию, чтобы сохранить тепло в квартире. А ведь вентиляция специально спроектирована, чтобы воздух циркулировал правильно.

ЧЕМ ОПАСЕН УГАРНЫЙ ГАЗ?

Он блокирует гемоглобин в крови. Гемоглобин отвечает за доставку кислорода к тканям и органам, в первую очередь к мозгу.

Вдыхание угарного газа эквивалентно тому, как если бы вы перерезали себе вены, - говорит Виталий Дембовский. - Газ попадает в кровь и проходит полный цикл по нашему организму. Но при выдохе он никуда не денется, он остается. У человека начинается кислородное голодание. И первой на это реагирует центральная нервная система, наш мозг: нарушаются нейронные связи, и мозг начинает слабо отдавать организму команды.

КАК ПОНЯТЬ, ЧТО В ПОМЕЩЕНИИ УГАРНЫЙ ГАЗ?

Поскольку он образуется при горении, одним из признаков может быть запах дыма, даже слабый.

Еще один сигнал - плохое самочувствие: внезапная тошнота, головокружение или нарушение координации. Конечно, такие симптомы могут вызвать и другие недомогания, но вспомнить про угарный газ и сопоставить, например, с долго работающей плитой, проблемами с вентиляцией или дымоходом - нужно.

Но, как нам объяснил Виталий Дембовский, чаще всего отравления угарным газом происходят, когда люди спят. Они не могут ощутить нарушения координации и не просыпаются от слабых ощущений. Поэтому старайтесь проверять все перед сном.

ЧТО ДЕЛАТЬ, ЕСЛИ ВАМ КАЖЕТСЯ, ЧТО В КОМНАТЕ УГАРНЫЙ ГАЗ?

Сразу же покинуть помещение, выйти на свежий воздух. Если выйти из комнаты никак нельзя, откройте окна. Позвоните пожарным - бригада ваш вызов не проигнорирует и прибудет. Если угарный газ в помещении действительно есть, вам помогут.

КАК ПОМОЧЬ ПРИ УГОРАНИИ?

Первым делом нужно вывести или вынести человека из помещения на свежий воздух. Если есть тошнота или рвота, выносить нужно обязательно в лежачем положении, даже если человек может передвигаться сам. Сразу же вызовите скорую помощь, если этого не сделали раньше.

Если человек не дышит и пульс не прощупывается, нужно начинать искусственное дыхание и наружный массаж сердца. Делать это можно только через платок или марлевую салфетку, чтобы не отравиться самому.

Человека нужно освободить от стесняющей дыхание одежды: снять шарф, расстегнуть воротник и пояс. Устройте пострадавшего в удобном положении и обеспечьте покой. Если есть возможность, можно сделать холодный компресс на лоб и грудь.

Когда человек в сознании, но чувствует себя плохо, можно дать ему кофе или крепкий чай. Если есть под рукой, дайте понюхать на ватке нашатырный спирт.

А ЧТО НАСЧЕТ БЫТОВОГО ГАЗА?

Если вы почувствовали запах, сразу звоните 104 - это единый номер для всей Беларуси. При сильном запахе газа ни в коем случае не пользуйтесь никакими электроприборами: не вставляйте и не вынимайте электроприборы из розеток, не щелкайте выключателем света, оставьте все так, как есть. Открывайте форточку, отключайте все газовые приборы и ждите прибытия аварийной службы.

На сообщения о запахе газа аварийная служба выезжает незамедлительно в течение 5 минут, - говорит начальник службы эксплуатации внутридомовых объектов газопотребления УП «МИНГАЗ» Оксана Яхимчик . -А если какой-то из газовых приборов неисправен - не разжигается горелка на плите или не работает газовая колонка, - можно обратиться на производственный участок. Иногда бывает, что пользователи просто не умеют пользоваться газовыми приборами; обычно это история о пенсионерах: они просто забывают, как правильно пользоваться прибором. Кроме того, при включении газовых приборов необходимо обязательно открывать форточку или фрамугу в режим проветривания. А при включении газового котла или колонки - проверить тягу в дымоходе.

КАК ЕЩЕ ОПРЕДЕЛИТЬ УТЕЧКУ БЫТОВОГО ГАЗА?

Любой человек может по своему желанию установить сигнализатор загазованности. Кстати, в домах и квартирах с газовыми котлами они обязательны.

Сигнализаторы автономные, свободно продаются в магазинах газового оборудования. Устанавливать их нужно не ниже 30 см от потолка: бытовой газ легче воздуха и поднимается вверх. Для установки не нужно каких-то специальных знаний. Работает он примерно как автономный пожарный извещатель. Есть сигнализаторы на батарейках, а есть с питанием от обычной розетки. Правда, если выбрать вариант на батарейках, придется время от времени вспоминать об их замене.

Есть и «народный метод» определения утечки, - рассказывает Оксана Яхимчик - Можно проверить трубы и соединения с помощью мыльной эмульсии: взять воду, мыло, сделать густую пену и обмылить все соединения. Но утечка может быть и где-то по трубе, а мыть трубы по всему дому вряд ли кто-то станет. Главное, не проверять зажиганием спички - это плохая идея. В прошлом году были три таких случая, когда газовую плиту подключали к баллону и проверяли, чиркнув спичкой.

Если есть подозрения - лучше всего вызвать специалистов. У них есть приборы, которые при наличии утечки подают звуковые сигналы и показывают концентрацию в воздухе. Мыло тоже хорошее средство, просто надо знать, как проверять, понимать, как должны надуваться пузырьки. А в целом достаточно и характерного запаха газа - его очень легко почувствовать.

Фото: ibisworld.com, wikimedia.org, behance.net.

Отравление угарным газом, к сожалению, не такая уж редкая случайность, сопровождающая неграмотную эксплуатацию твердотопливного или газового котла, камина, газовой плиты, колонки. Распространение токсичного вещества также может произойти, если используется вышедшее из строя оборудование. Пугающая перспектива, согласитесь.

Миниатюрное устройство — датчик угарного газа для дома своевременно предупредит хозяев, исключит негативные последствия. Он безотказно фиксирует появление в воздухе вредных веществ. У нас вы узнаете, как его правильно подобрать, где устанавливать, как отслеживать и реагировать на показания прибора.

В представленной нами статье досконально разобран принцип действия, приведены виды датчиков, обеспечивающих безопасность домочадцев. Скрупулезно описан процесс установки, даны ценные рекомендации. Для оптимизации восприятия материал дополнен наглядными иллюстрациями и видео-советами.

Монооксид углерода, либо как его еще называют CO, является продуктом реакции окисления веществ при высоких температурах, проще говоря – угарный газ образуется в процессе горения. CO всегда выделяется в небольших количествах во время готовки пищи.

Однако превышение допустимой нормы содержания газа в помещении чревато тяжелым поражением здоровья, а иногда может привести к летальному исходу.

Угарный газ ежегодно уносит жизни тысяч людей только из-за того, что человек не в состоянии почувствовать угрозу до наступления симптомов. Зачастую это происходит, когда уже поздно что-либо предпринимать

Обнаружить вещество в воздухе способны только специальные приборы, потому как газ не имеет ни запаха, ни цвета. Кроме того, оказывает токсическое действие на организм в момент вдыхания.

Попадая в легкие, угарный газ вступает в соединение с гемоглобином, вследствие реакции получается – карбоксигемоглобин. Вещество препятствует процессу насыщения клеток крови кислородом и вызывает гипоксию тканей организма.

Для определения наличия газа в воздушной среде применяются датчики, сферу использования которых демонстрирует фото-подборка:

Галерея изображений

Как результат нарушается работа внутренних органов, в первую очередь страдает нервная система и мозг.

Сила отравления зависит от количества угарного газа в помещении:

1. При содержании CO на уровне 0,08%, первыми симптомами отравления является легкое недомогание и сонливость.
2. Затем начинается головная боль и головокружение, появляется кашель.
3. В особо тяжелых случаях наблюдается поражение слизистых оболочек носоглотки, побледнение кожи и нарушение работы сердца.
4. При повышении уровня до 0,32% из-за кислородного голодания происходит потеря сознания, кома и паралич, при этом смерть наступает в течении получаса.
5. Если уровень газа поднимается до 1,2%, человек умирает через 3 минуты.

Утечка вещества происходит главным образом в строениях частного типа из-за неисправности вентиляции и . К тому же газовые приборы, бойлеры и прочее оборудование нередко выходит из строя, и как результат, в помещении поднимается уровень CO.

В пример можно привести наиболее распространенный случай, когда отравление наступает во время сна, потому что угар невозможно идентифицировать на запах.

Применяемый в быту газ и продукты его сгорания невозможно обнаружить без прибора, т.к. цвета и запаха у них нет

Для спасения, пострадавшего необходимо незамедлительно вынести на свежий воздух. Также рекомендуется осуществить глубокое вентилирование легких при помощи кислородной маски.

Часто причиной утечки является плохая тяга над источником открытого огня, неграмотно устроенная система дымоотведения либо неисправность газовой плиты. Проживая в частном секторе, нужно соблюдать технику безопасности при использовании элементов отопления.

При розжиге твердотопливных котлов и печей нельзя раньше времени закрывать заслонку. К тому же планировка некоторых частных домов включает в себя еще и присоединенный гараж, что может привести к избыточному выделению угара и попаданию его в жилую часть помещения. В особенности это опасно, если пристройка плохо проветривается.

Средства защиты от аварийной ситуации

Чтобы исключить ложные опасения по поводу возможной утечки, стоит поставить систему идентификации угарного газа. Прибор сообщит о состоянии воздуха в помещении и уведомит жителей в случае превышения нормы токсических испарений.

Детектор хорошо справляется с опознанием не только CO, но также сообщит жителям об утечке бытового газа. Если пожар уже начался, датчик его не распознает, однако в плане профилактической меры — он незаменим.

Детектор может располагаться на любой вертикальной поверхности. Индикация постоянно сообщает о состоянии устройства и уровне токсических газов в воздухе

Прибор моментально отреагирует на изменение химического состава воздуха. По правилам монтажа лучше всего не устанавливать сенсоры в непосредственной близости от источников открытого огня, а просто в одном помещении с нагревательным оборудованием.

Если помещение оборудовано несколькими агрегатами обогрева, необходимо организовать систему из равного количества детекторов.

Широкий ряд производителей каждый год обеспечивает потребителя разными устройствами определения угарного газа. Несмотря на то, что форм-фактор каждого прибора определяется индивидуально, конструкционный принцип практически всегда один и тот же.

С принципом работы и спецификой устройства датчика знакомят фото:

Галерея изображений

Отличительной чертой устройства определения загазованности является то, что детектор не рассчитан на идентификацию дыма. Значит, помимо датчика CO рекомендуется отдельно произвести монтаж системы противопожарной безопасности.

Реакция датчика на превышение допустимых параметров в воздухе представляет собой звуковой сигнал, который свидетельствует об утечке токсичного газа. Перед эксплуатацией необходимо прочитать инструкцию и протестировать прибор доступным, неопасным способом, т.к. зачастую люди путают сигнал утечки CO со звуковым индикатором разряженной батареи.

Существуют приборы портативного характера, которые уже стали неотъемлемым атрибутом противоугарной безопасности во многих странах, в том числе и в России

Также практически все устройства имеют функцию . Тон и интервал каждого звука различен. Если детектор сигнализирует о разряженной батарее, звук в большинстве случаев имеет четкий отрывистый характер и происходит 1 раз в минуту.

Постоянный писк детектора может свидетельствовать о повышении уровня токсинов в воздухе, либо же о поломке оборудования. В любом случае нужно незамедлительно вызвать аварийную службу.

При обнаружении симптомов отравления, необходимо сразу же открыть все окна и покинув помещение, дожидаться бригаду на улице.

Специалисты проверят уровень кислорода и идентифицирует протечки. Если все-таки выяснится, что сигнал ложный, детектор нужно будет заменить на новый.

Некоторые датчики угарного и природного газа для дома, способны распознать даже довольно безопасные вещества, имеющие высокою степень испарения. В первую очередь это относится к спирту и всем спиртосодержащим жидкостям.

При использовании чистящих средств на основе спирта, нужно лучше проветривать помещение, дабы избежать ложных срабатываний системы безопасности

При высокой концентрации паров система может подать сигнал тревоги, однако не стоит переживать и сразу вызывать аварийную службу. Также срабатывание детектора может произойти во время готовки некоторых продуктов, преимущественно подвергшихся процессу квашения.

В основном это характерно при близком расположении прибора к варочной поверхности. Если такое происходит довольно часто, следует установить датчик подальше от очага кулинарных процедур.

Виды анализаторов воздуха и их преимущества

Все чаще люди прибегают к использованию определенных моделей бытовых датчиков CO. К наиболее популярным вариантам можно отнести 3 основных вида устройств:

• Детекторы на основе полупроводников.
• Инфракрасные датчики.
• Устройства с электрохимическим методом определения.

Для того чтобы понять, какое из устройств безупречно справится с задачей выявления опасного газа, подойдет по средствам и методам установки, нужно разобраться в их специфике.

#1: Полупроводниковые определители газа

Оборудование первого типа принципиально отличается от двух остальных, т.к. работает по принципу химических процессов взаимодействия атомов веществ. В большинстве случаев в качестве активного вещества используются диоксиды, а именно – углерод, олово и рутений.

Полупроводниковые сигнализаторы подключаются непосредственно к сети электроснабжения. В основном на рынке почти не встретишь подобное оборудование с аккумуляторным питанием

Метод определения токсинов заключается в увеличении проводимости пораженного воздуха. Вследствие этого происходит контакт компонентов детектора. Затем срабатывает механизм, сигнализирующий о присутствии угарного газа. Реакция происходит между атомами.

SnO 2 (диоксид олова), либо RuO 2 (диоксид рутения). Для осуществления диффузии атомов, нужно, чтобы химические элементы были подвержены нагреву при температуре не менее 250 градусов по Цельсию.

Проводимость чистого воздуха в устройстве на основе SnO 2 и RuO 2 крайне мала, поэтому прибор проявляет активность исключительно при условии наличия CO.

При нагреве из атомов кислорода под воздействием угарного газа начинают выделяться электроны. Этот процесс повышает проводимость капсулы детектора, из-за чего происходит замыкание контактов датчика, и как результат – срабатывает тревога.

Напряжение в первую очередь зависит от количества монооксида CO в воздухе. При превышении допустимого уровня напряжение возрастает, поэтому за полупроводниковым детектором практически не зафиксировано ложных срабатываний.

Исключения составляют лишь случаи, когда устройство расположено слишком близко к очагу камина, топливнику печки, . Это справедливо для всех типов оборудования. Поэтому монтаж рекомендуется производить на некотором расстоянии от нагревательных панелей.

Конструкция полупроводникового датчика начинается с твердого основания. Выполнено оно из полимерного материала, относящегося к насыщенным полиэфирам. Сам корпус сделан из нержавейки. Фронтальная часть играет роль впускного отверстия, куда проникает пораженный токсинами воздух.

Во избежание проникновения сопутствующих веществ горения корпус детектора содержит в себе угольную прослойку. Последняя выполняет функцию абсорбента. Также для защиты от физических загрязнителей, таких как пыль, предусмотрен двойной слой нержавеющей сетки.

Чувствительный элемент находится в глубине корпуса, под слоем угольного фильтра. Напряжение подключается непосредственно к металлическим клеммам с другой стороны капсулы

В большинстве случаев у полупроводниковых сенсоров имеется 3 контакта для подключения электричества. Связано это с тем, что конструкция прибора содержит в себе 2 электрических контура – для нагревателя, и для элемента из диоксида металла.

Сенсор данного типа отличается высокой степенью износостойкости и длительным сроком эксплуатации. К тому же ввиду его небольших габаритов, он потребляет крайне мало электроэнергии, но по уровню определения CO устройство находится в списке наиболее эффективных.

Видео представляет устройство полупроводникового детектора, пример работоспособности сенсора:

#2: Инфракрасная разновидность анализаторов

Совершенно другой принцип работы наблюдается у инфракрасных сенсоров. Здесь в качестве анализатора выступает воздух, который затем проверяется на предмет наличия CO посредством инфракрасного облучения.

Главным критерием, определяющим уровень угарного газа, является волновой спектр ИК элемента, который поглощает молекулы токсинов монооксида углерода. Из-за того что свет гораздо более чувствителен ко внешнему воздействию, датчики такого типа успешно идентифицируют множество загрязнителей, в том числе метан.

ИК сенсор запрограммирован на определенный уровень CO, который считается эталонным показателем. Если происходит превышение установленной границы – срабатывает тревога.

Роль чувствительного элемента выполняет светодиод либо нить накаливания. Такие ИК датчики утечки газа называются – недисперсионными. Уровень газа анализируется благодаря специальным светофильтрам, которые настроены на восприятие только конкретного спектра.

Датчики такого типа не часто используются в нашей стране. Из-за повышенной цены их устанавливают преимущественно в крупных учреждениях

В случае изменения химического состава воздуха элемент реагирует, световая волна меняется, и детектор фиксирует превышение допустимого уровня искомого газа. При этом уровень изменения спектра прямо пропорционален проценту содержания химиката в воздухе.

Детекторы такого типа часто используются не только в быту, но и в качестве специальных приборов обнаружения токсических утечек. Селективность оборудования позволяет ему успешно сканировать воздух на наличие тяжелых газов, таких как аммиак и хлор.

Что касается конструкции, питание прибора производится по средствам подключения к сети 220 в. Однако в большинстве вариантов для бытовых устройств предусмотрена возможность работы от батареек.

Для индикации загазованности прибор оснащен дисплеем с подсветкой и системой звуковой тревоги. Если обнаружится утечка газа, сенсор незамедлительно подаст четкий отрывистый писк, при этом монитор устройства начнет мигать.

#3: Каталитические газовые детекторы

Главным отличие электрохимических сенсоров является довольно небольшой уровень энергопотребления. Связано это в первую очередь с тем, что в конструкции устройства нет нагревательного элемента, а роль чувствительно вещества выполняет жидкий электролит.

Поэтому оборудование вполне может обойтись без подключения к сети, а работать на батарейках аккумуляторного типа. Строение сенсора таково, что анализ состояния воздуха производится путем определения уровня окисления вещества внутри капсулы прибора. Как правило, средой электрохимических реакций является гальваническая ячейка, заполненная жидким щелочным раствором (преимущественно калиевым).

Как показывает практика, щелочи присущи некоторые недостатки, среди которых небольшая сопротивляемость монооксиду углерода и низкий срок годности.

Тем не менее некоторые производители предпочитают создавать электролитическую среду с применением смеси кислотных растворов. Такая ячейка гораздо более устойчива к воздействию сторонних молекул и как следствие – более долговечна.

Молекулы газа (в данном случае CO) соприкасаются с электродом устройства, вследствие чего происходит химическая реакция окисления. Электролит фиксирует уровень возникшего напряжения и переводит этот показатель в уровень содержания газа. Чем выше процент угара, тем сильнее электролиз.

Процесс контроля тревоги осуществляет небольшая микросхема, в которой прописан удельный уровень наличия угара. Поэтому, по уже знакомому принципу, в случае превышения нормы – датчик сигнализирует об опасности.

Микрокомпьютер внутри корпуса с высокой точностью следит за изменением напряжения, вследствие увеличения химических реакций на CO

Для сохранения чистоты активной среды на ряду с полупроводниковыми сенсорами, в корпус часто помещают угольный фильтр, который задерживает нежелательные молекулы, смешанные с угарным газом. Таким образом эффективность прибора подкрепляется системой хим. защиты, что уменьшает вероятность ложной активации.

Некоторые модели позволяют осуществлять замену испортившегося электролита и повторно заправлять гальваническую капсулу.

Преимущества каталитических датчиков и принцип их работы продемонстрированы в ролике:

Особенности датчиков наличия газа

Форм-фактор некоторых устройств предполагает наличие так называемого электромагнитного реле, посредством которого можно связать датчик с системой заглушки клапана газопровода.

Назначение системы главным образом заключается в том, что такой сенсор, при срабатывании тревоги, моментально перекрывает подачу газа в трубе, тем самым обеспечивая полную безопасность.

Реле может быть подключено как отдельный элемент для управления заслонкой. В некоторых устройствах уже предусмотрено наличие данной системы

Современное оборудование также предоставляет ряд функций для оповещения о возникновении аварийной ситуации при помощи обычного мобильного телефона. В большинстве случаев системы такого рода характерны для импортных устройств и среди отечественных аналогов их встретить довольно проблематично.

Тем не менее некоторые производители позаботились о возможности подключения дополнительной GSM периферии для уведомления хозяина дома посредством СМС.

Передатчик мобильного сигнала выглядит как обычная микросхема. Подключение производится по инструкции, идущей в комплекте детектора CO

Процесс установки сигнализатора

В комплектацию большинства детекторов входит специальный крепежный элемент, на который в дальнейшем будет совершаться посадка устройства. Рекомендуется осуществлять крепление на стене ближе к потолку.

Следует заметить, что в европейских странах крепление датчика угарного газа на стене рядом с или камином является грубым нарушением. Монтаж там разрешено проводить только на потолке, в отличие от СНГ, где установка сенсора зачастую происходит на расстоянии не менее 1,5 м от пола.

Так как датчики фиксируют не только монооксид углерода, но также и природный газ, нужно понимать некоторые особенности монтажа. При обустройстве системы газовой сигнализации, крепление прибора стоит проводить на разной высоте.

Если дом подключен к трубопроводу с природным газом, сенсор нужно располагать ближе к потолку. В случае с газом баллонным – ближе к полу. Объясняется это разной плотностью газообразных горючих веществ.

Природный легче сжиженного баллонного варианта. При утечке он поднимается вверх, в то время как баллонный наоборот первым делом заполняет нижние уровни помещения.

Выбор места и высоты для установки датчика наличия газа в воздушной среде зависит от вида газообразного топлива. Для выявления утечки природного газа устройство крепят вверху, для определения пропан-бутановой смеси ставят в нижней части помещения (+)

При организации системы предупреждения утечки газа не стоит стопроцентно полагаться на функции сенсора. Прибор выполняет только мониторинговую задачу и не сможет обезопасить жизнь людей в случае возникновения аварийной ситуации.

Перед установкой в необходимом порядке следует проверить . Если она исправна – производить установку.

Для самостоятельной проверки тяги можно поднести к люку вентиляции зажженную зажигалку либо свечу. Также можно использовать лист бумаги

Процесс подключения датчика к электросети должен осуществлять исключительно компетентный специалист, иначе могут возникнуть неполадки при неправильной организации питания. Не стоит пренебрегать данным правилом, и лучше обратиться к профессионалу, т.к. от успешности предприятия зависит чья-то жизнь.

Выбирая место расположения модуля, позаботьтесь о том, чтобы по крайней мере один из сенсоров располагался в спальне. Это важно учесть. Ведь большинство несчастных случаев, связанных с утечкой угарного газа, происходит во время сна.

Если дом состоит из нескольких этажей, необходимо обеспечить противоугарной системой каждый этаж помещения, через которое проходят компоненты .

Монтируя сенсор в одной комнате с источником огня, следует соблюдать минимальное расстояние между очагом и датчиком. Как правило, для объективного анализа воздуха, нужно соблюсти расстояние в 4-5 м.

Некоторые модели сенсоров срабатывают при повышении температуры воздуха выше 50 градусов. Такой феномен имеет место быть, когда в помещении начался пожар и источник пламени находится в непосредственной близости от устройства. При этом количество выделяемого угара еще может не достигнуть тревожной отметки.

Прибор должен располагаться в таком месте, чтобы ничто не мешало потоку воздуха. Это характерно для тех случаев, когда крепление детектора находится за шторой. Циркуляция воздуха вокруг сенсора – это главный момент, на который нужно обращать внимание. Потому что некоторые объекты интерьера могут блокировать впускное отверстие прибора и в итоге система не обеспечит 100% защиты.

Проверить работоспособность анализатора можно разными способами. Самый легкий – это купить специальный баллончик с CO. Распылив его около детектора, можно убедится в правильности операции монтажа.

Баллончик с углекислым газом можно найти в любом хозяйственном магазине. При использовании нужно быть осторожным, т.к. вещество находится под давлением

Стоит соблюдать некоторые моменты при осуществлении данного процесса. Во-первых, ни в коем случае не нужно направлять струю аэрозоля непосредственно на прибор. Это важно, потому как прямая концентрация вещества в десятки раз превышает фактическое количество, необходимое для срабатывания датчика.

Такое предприятие может либо негативно отразится на функциональности сенсора, либо попросту вывести его из строя. Большинство производителей настаивают на специализированной проверке оборудования у квалифицированных техников. Естественно, процедура платная, но таким образом можно быть уверенным в исправной работе детектора CO.

Во избежание поломок, нужно следить за чистотой в помещении, в первую очередь стараться не допускать скопление пыли на корпусе датчика.

Выводы и полезное видео по теме

Основные нарушения техники безопасности при монтаже газового оборудования и рекомендации о том, как избежать отравления угарным газом:

Угарный газ опасен тем, что при высокой концентрации он может убить в считанные минуты. Детекторы позаботятся о безопасности жилища, организовав круглосуточный мониторинг состава воздуха. Выбор устройства зависит только от личных предпочтений и цены прибора.

Пожалуйста, пишите комментарии: делитесь опытом выбора и использования газоанализаторов, задавайте вопросы. Мы и посетители сайта готовы поучаствовать в беседе и осветить неясные моменты.

Признаки того, что угарный газ (оксид углерода(II), окись углерода, монооксид углерода) образовался в воздухе в опасной концентрации, определить сложно – невидимый, может не пахнуть, скапливается в помещении постепенно, незаметно. Для жизни человека чрезвычайно опасен: имеет высокую токсичность, излишнее содержание в легких приводит к тяжелым отравлениям и смертельным исходам. Ежегодно фиксируется высокий уровень смертности от отравления газом. Снизить угрозу отравления можно соблюдением простых правил и использованием специальных датчиков угарного вещества.

Что такое угарный газ

Природный газ образуется при горении любой биомассы, в промышленности является продуктом горения любых соединений на основе углерода. И в том, и в другом случае обязательным условием выделения газа является недостаток кислорода. Большие объемы его поступают в атмосферу в результате лесных пожаров, в виде выхлопных газов, образующихся при сгорании топлива в двигателях автомобилей. В промышленных целях используется при производстве органического спирта, сахара, обработке мяса животных и рыбы. Небольшое количество монооксида вырабатывают и клетки организма человека.

Свойства

С точки зрения химии monoxide – неорганическое соединение с единственным атомом кислорода в молекуле, химическая формула – СО. Это химическое вещество, которое не имеет характерного цвета, вкуса и запаха, оно легче воздуха, но тяжелее водорода, при комнатных температурах неактивно. Человек, ощущающий запах, чувствует лишь присутствие находящихся в воздухе органических примесей. Относится к разряду токсичных продуктов, смерть при концентрации в воздухе 0,1% наступает в течение одного часа. Характеристика предельно допустимой концентрации равна 20 мг/куб.м.

Действие угарного газа на организм человека

Для человека монооксид углерода представляет смертельную опасность. Его токсическое действие объясняется образованием в клетках крови карбоксигемоглобина – продукта присоединения оксида углерода(II) к гемоглобину крови. Высокий уровень содержания карбоксигемоглобина вызывает кислородное голодание, недостаточное поступление кислорода к головному мозгу и другим тканям организма. При слабой интоксикации содержание его в крови низкое, разрушение естественным путем возможно в течение 4-6 часов. При высоких концентрациях действуют только медицинские препараты.

Отравление угарным газом

Окись углерода – одно из самых опасных веществ. При отравлении происходит интоксикация организма, сопровождающаяся ухудшением общего состояния человека. Очень важно вовремя распознать признаки отравления угарным газом. Результат лечения зависит от уровня вещества в организме и от того, как скоро подоспела помощь. В этом деле счет идет на минуты – пострадавший может или вылечиться окончательно, или остаться больным навсегда (все зависит от скорости реагирования спасателей).

Симптомы

В зависимости от степени отравления могут наблюдаться головные боли, головокружения, шум в ушах, учащенное сердцебиение, тошнота, одышка, мерцание в глазах, общая слабость. Часто наблюдается сонливость, что особенно опасно, когда человек находится в загазованном помещении. При попадании в органы дыхания большого количества ядовитых веществ наблюдаются судороги, потеря сознания, в особо тяжелых случаях – кома.

Первая помощь при отравлении угарным газом

Пострадавшему на месте должна быть оказана доврачебная помощь при отравлении угарным газом. Надо незамедлительно переместить его на свежий воздух и вызвать врача. Следует помнить и о своей безопасности: заходить в помещение с источником этого вещества надо только глубоко вдохнув, внутри не дышать. Пока не приехал врач надо облегчить доступ кислорода к легким: расстегнуть пуговицы, снять или ослабить одежду. Если потерпевший потерял сознание и перестал дышать, необходима искусственная вентиляция легких.

Антидот при отравлении

Специальное противоядие (антидот) при отравлении окисью углерода – это медикаментозный препарат, который активно препятствует образованию карбоксигемоглобина. Действие антидота приводит к снижению потребности организма в кислороде, поддержке органов, чувствительных к недостатку кислорода: головного мозга, печени и др. Вводится внутримышечно дозировкой 1 мл сразу после извлечения больного из зоны с высокой концентрацией ядовитых веществ. Повторно можно вводить антидот не ранее чем через час после первого введения. Допускается его использование для профилактики.

Лечение

В случае легкого воздействия окисью углерода лечение проводится амбулаторно, в тяжелых случаях больной госпитализируется. Уже в карете скорой помощи ему дается кислородная подушка или маска. В тяжелых случаях, чтобы дать организму большую дозу кислорода, пациента помещают в барокамеру. Внутримышечно вводится антидот. Уровень газа в крови постоянно контролируется. Дальнейшая реабилитация медикаментозная, действия врачей направлены на восстановление работы головного мозга, сердечно-сосудистой системы, легких.

Последствия

Воздействие угарным углеродом на организм может стать причиной серьезных заболеваний: изменяются работоспособность мозга, поведение, сознание человека, появляются необъяснимые головные боли. Особенно влиянию вредных веществ подвержена память – та часть головного мозга, которая отвечает за переход кратковременной памяти в долговременную. Последствия отравления угарным газом больной может почувствовать только спустя несколько недель. Большинство пострадавших полностью восстанавливаются после периода реабилитации, но некоторые ощущают последствия всю жизнь.

Как определить угарный газ в помещении

Отравиться окисью углерода легко в домашних условиях, и это случается не только во время пожара. Концентрация угарного углерода образуется при неаккуратном обращении с заслонкой печи, при эксплуатации неисправной газовой колонки или вентиляции. Источником угарного вещества может быть газовая плита. Если в помещении стоит дым – это уже повод бить тревогу. Для постоянного контроля за уровнем газа существуют специальные датчики. Они контролируют уровень концентрации газа и сообщают о превышении нормы. Наличие такого прибора снижает риск отравления.

Видео

Угарный газ, окись углерода (СО) представляет собой бесцветный газ без запаха и вкуса, который является немного менее плотным, чем воздух. Он токсичен для гемоглобинных животных (включая человека), если его концентрации выше примерно 35 частей на миллион, хотя он также производится в обычном метаболизме животных в небольших количествах, и, как полагают, имеет некоторые нормальные биологические функции. В атмосфере, он пространственно переменный и быстрораспадающийся, и имеет определенную роль в формировании озона на уровне земли. Окись углерода состоит из одного атома углерода и одного атома кислорода, связанных тройной связью, которая состоит из двух ковалентных связей, а также одной дативной ковалентной связи. Это самый простой оксид углерода. Он является изоэлектроном с цианидом аниона, нитрозоний катионом и молекулярным азотом. В координационных комплексах, лиганд монооксида углерода называется карбонилом.

История

Аристотель (384-322 до н.э.) впервые описал процесс сжигания углей, который приводит к образованию токсичных паров. В древности существовал способ казни – закрывать преступника в ванной комнате с тлеющими углями. Однако, на тот момент механизм смерти был непонятен. Греческий врач Гален (129-199 гг. н.э.) предположил, что имело место изменение состава воздуха, который причинял человеку вред при вдыхании. В 1776 году французский химик де Лассон произвел СО путем нагревания оксида цинка с коксом, однако ученый пришел к ошибочному выводу, что газообразный продукт был водородом, поскольку он горел синим пламенем. Газ был идентифицирован как соединение, содержащее углерод и кислород, шотландским химиком Уильямом Камберлендом Круикшанком в 1800 году. Его токсичность на собаках была тщательно исследована Клодом Бернаром около 1846 года. Во время Второй мировой войны, газовая смесь, включающая окись углерода, использовалась для поддержания механических транспортных средств, работающих в некоторых частях мира, где было мало бензина и дизельного топлива. Внешний (с некоторыми исключениями) древесный уголь или газогенераторы газа, полученного из древесины, были установлены, и смесь атмосферного азота, окиси углерода и небольших количеств других газов, образующихся при газификации, поступала в газовый смеситель. Газовая смесь, полученная в результате этого процесса, известна как древесный газ. Окись углерода также использовалась в больших масштабах во время Холокоста в некоторых немецких нацистских лагерях смерти, наиболее явно – в газовых фургонах в Хелмно и в программе умерщвления Т4 «эвтаназия».

Источники

Окись углерода образуется в ходе частичного окисления углеродсодержащих соединений; она образуется, когда не хватает кислорода для образования двуокиси углерода (CO2), например, при работе с плитой или двигателем внутреннего сгорания, в замкнутом пространстве. В присутствии кислорода, включая его концентрации в атмосфере, монооксид углерода горит голубым пламенем, производя углекислый газ. Каменноугольный газ, который широко использовался до 1960-х годов для внутреннего освещения, приготовления пищи и нагревания, содержал окись углерода как значительное топливное составляющее. Некоторые процессы в современной технологии, такие как выплавка чугуна, до сих пор производят окись углерода в качестве побочного продукта. Во всем мире наиболее крупными источниками окиси углерода являются естественные источники, из-за фотохимических реакций в тропосфере, которые генерируют около 5 × 1012 кг окиси углерода в год. Другие природные источники СО включают вулканы, лесные пожары и другие формы сгорания. В биологии, окись углерода естественным образом вырабатывается под действием гемоксигеназы 1 и 2 на гем от распада гемоглобина. Этот процесс производит определенное количество карбоксигемоглобина у нормальных людей, даже если они не вдыхают окись углерода. После первого доклада о том, что окись углерода является нормальным нейромедиатором в 1993 году, а также одним из трех газов, которые естественным образом модулируют воспалительные реакции в организме (два других – оксид азота и сероводород), окись углерода получила большое внимание ученых в качестве биологического регулятора. Во многих тканях, все три газа, действуют как противовоспалительные средства, вазодилататоры и промоторы неоваскулярного роста. Продолжаются клинические испытания небольших количеств окиси углерода в качестве лекарственного средства. Тем не менее, чрезмерное количества монооксида углерода вызывает отравление угарным газом.

Молекулярные свойства

Окись углерода имеет молекулярную массу 28,0, что делает его немного легче, чем воздух, чья средняя молекулярная масса составляет 28,8. Согласно закону идеального газа, СО, следовательно, имеет меньшую плотность, чем воздух. Длина связи между атомом углерода и атомом кислорода составляет 112,8 пм. Эта длина связи согласуется с тройной связью, как в молекулярном азоте (N2), который имеет аналогичную длину связи и почти такую же молекулярную массу. Двойные связи углерод-кислород значительно длиннее, например, 120,8 м у формальдегида. Точка кипения (82 К) и температура плавления (68 K) очень похожи на N2 (77 К и 63 К, соответственно). Энергия диссоциации связи 1072 кДж / моль сильнее, чем у N2 (942 кДж / моль) и представляет собой наиболее сильную из известных химическую связь. Основное состояние электрона окиси углерода является синглетным , так как здесь нет неспаренных электронов.

Связующий и дипольный момент

Углерод и кислород вместе имеют, в общей сложности, 10 электронов в валентной оболочке. Следуя правилу октета для углерода и кислорода, два атома образуют тройную связь, с шестью общими электронами в трех связывающих молекулярных орбиталях, а не обычную двойную связь, как у органических карбонильных соединений. Так как четыре из общих электронов поступают из атома кислорода и только два из углерода, одна связующая орбиталь занята двумя электронами из атомов кислорода, образуя дативную или дипольную связь. Это приводит к C ← O поляризации молекулы, с небольшим отрицательным зарядом на углероде и небольшим положительным зарядом на кислороде. Две других связывающих орбитали занимают каждая один электрон из углерода и один из кислорода, образуя (полярные) ковалентные связи с обратной C → O поляризацией, так как кислород является более электроотрицательным, чем углерод. В свободной окиси углерода, чистый отрицательный заряд δ- остается в конце углерода, и молекула имеет небольшой дипольный момент 0,122 D. Таким образом, молекула асимметрична: кислород имеет больше плотности электронов, чем углерод, а также небольшой положительный заряд, по сравнению с углеродом, который является отрицательным. В противоположность этому, изоэлектронная молекула диазота не имеет дипольного момента. Если окись углерода действует в качестве лиганда, полярность диполя может меняться с чистым отрицательным зарядом на конце кислорода, в зависимости от структуры координационного комплекса.

Полярность связи и состояние окисления

Теоретические и экспериментальные исследования показывают, что, несмотря на большую электроотрицательность кислорода, дипольный момент исходит из более отрицательного конца углерода к более положительному концу кислорода. Эти три связи представляют собой фактически полярные ковалентные связи, которые сильно поляризованы. Рассчитанная поляризация к атому кислорода составляет 71% для σ-связи и 77% для обоих π -связей. Степень окисления углерода в окись углерода в каждой из этих структур составляет +2. Она рассчитывается так: все связующие электроны считаются принадлежащими к более электроотрицательным атомам кислорода. Только два несвязывающих электрона на углероде относятся к углероду. При таком подсчете, углерод имеет только два валентных электрона в молекуле по сравнению с четырьмя в свободном атоме.

Биологические и физиологические свойства

Токсичность

Отравление угарным газом является наиболее распространенным типом смертельного отравления воздуха во многих странах. Окись углерода представляет собой бесцветное вещество, не имеющее запаха и вкуса, но очень токсичное. Оно соединяется с гемоглобином с получением карбоксигемоглобина, который «узурпирует» участок в гемоглобине, который обычно переносит кислород, но неэффективен для доставки кислорода к тканям организма. Столь низкие концентрации, как 667 частей на миллион, могут вызвать преобразования до 50% гемоглобина в организме в карбоксигемоглобин. 50% уровень карбоксигемоглобина может привести к судорогам, коме и смерти. В Соединенных Штатах, Министерство труда ограничивает долгосрочные уровни воздействия окиси углерода на рабочем месте до 50 частей на миллион. В течение короткого периода времени, поглощение окиси углерода является накопительным, так как период его полувыведения составляет около 5 часов на свежем воздухе. Наиболее распространенные симптомы отравления угарным газом могут быть похожи на другие виды отравлений и инфекций, и включают такие симптомы, как головная боль, тошнота, рвота, головокружение, усталость и чувство слабости. Пострадавшие семьи часто считают, что они являются жертвами пищевого отравления. Младенцы могут быть раздражительными и плохо питаться. Неврологические симптомы включают спутанность сознания, дезориентацию, нарушение зрения, обмороки (потерю сознания) и судороги. Некоторые описания отравления угарным газом включают геморрагию сетчатки глаза, а также аномальный вишнево-красный оттенок крови. В большинстве клинических диагнозов, эти признаки наблюдаются редко. Одна из трудностей, связанных с полезностью этого «вишневого» эффекта, связана с тем, что она корректирует, или маскирует, в обратном случае нездоровый внешний вид, так как главный эффект удаления венозного гемоглобина связан с тем, что задушенный человек кажется более нормальным, или мертвый человек кажется живым, подобно эффекту красных красителей в составе для бальзамирования. Такой эффект окрашивания в бескислородной CO-отравленной ткани связан с коммерческим использованием монооксида углерода при окрашивании мяса. Оксид углерода также связывается с другими молекулами, такими как миоглобин и митохондриальная цитохромоксидаза. Воздействие окиси углерода может привести к значительному повреждению сердца и центральной нервной системы, особенно в бледном шаре, часто это связано с длительными хроническими патологическими состояниями. Окись углерода может иметь серьезные неблагоприятные последствия для плода беременной женщины.

Нормальная физиология человека

Окись углерода вырабатывается естественным образом в организме человека в качестве сигнальной молекулы. Таким образом, окись углерода может иметь физиологическую роль в организме в качестве нейротрансмиттера или релаксанта кровеносных сосудов. Из-за роли окиси углерода в организме, нарушения в её метаболизме связаны с различными заболеваниями, в том числе нейродегенерацией, гипертонией, сердечной недостаточностью и воспалениями.

CO функционирует в качестве эндогенной сигнальной молекулы.

СО модулирует функции сердечно-сосудистой системы

CO ингибирует агрегацию и адгезию тромбоцитов

CO может играть определенную роль в качестве потенциального терапевтического средства

Микробиология

Окись углерода является питательной средой для метаногенных архей, строительным блоком для ацетилкофермента А. Это тема для новой области биоорганометаллической химии. Экстремофильные микроорганизмы могут, таким образом, метаболизировать окись углерода в таких местах, как тепловые жерла вулканов. У бактерий, окись углерода производится путем восстановления двуокиси углерода ферментом дегидрогеназы монооксида углерода, Fe-Ni-S-содержащего белка. CooA представляет собой рецепторный белок окиси углерода. Сфера его биологической активности до сих пор неизвестна. Он может быть частью сигнального пути у бактерий и архей. Его распространенность у млекопитающих не установлена.

Распространенность

Окись углерода встречается в различных природных и искусственных средах.

Окись углерода присутствует в небольших количествах в атмосфере, главным образом, как продукт вулканической активности, но также является продуктом естественных и техногенных пожаров (например, лесные пожары, сжигание растительных остатков, а также сжигание сахарного тростника). Сжигание ископаемого топлива также способствует образованию окиси углерода. Окись углерода встречается в растворенном виде в расплавленных вулканических породах при высоких давлениях в мантии Земли. Поскольку природные источники окиси углерода переменны, чрезвычайно трудно точно измерить природные выбросы газа. Окись углерода является быстрораспадающимся парниковым газом, а также проявляет косвенное радиационное воздействие путем повышения концентрации метана и тропосферного озона в результате химических реакций с другими компонентами атмосферы (например, гидроксильный радикал, ОН), что, в противном случае, разрушило бы их. В результате естественных процессов в атмосфере, он, в конечном счете, окисляется до двуокиси углерода. Окись углерода является одновременно недолговечной в атмосфере (сохраняется в среднем около двух месяцев) и имеет пространственно переменную концентрацию. В атмосфере Венеры, окись углерода создается в результате фотодиссоциации двуокиси углерода электромагнитным излучением с длиной волны короче 169 нм. Из-за своей длительной жизнеспособности в средней тропосфере, окись углерода также используется в качестве трассера транспорта для струй вредных веществ.

Загрязнение городов

Окись углерода является временным загрязняющим веществом в атмосфере в некоторых городских районах, главным образом, из выхлопных труб двигателей внутреннего сгорания (в том числе транспортных средств, портативных и резервных генераторов, газонокосилок, моечных машин и т.д.), а также от неполного сгорания различных других видов топлива (включая дрова, уголь, древесный уголь, нефть, парафин, пропан, природный газ и мусор). Большие загрязнения CO могут наблюдаться из космоса над городами.

Роль в формировании приземного озона

Окись углерода, наряду с альдегидами, является частью серии циклов химических реакций, которые образуют фотохимический смог. Он вступает в реакцию с гидроксильным радикалом ( ОН) с получением радикального интермедиата HOCO, который быстро передает радикальный водород О2 с образованием перекисного радикала (НО2 ) и диоксида углерода (CO2). Перекисной радикал затем вступает в реакцию с оксидом азота (NO) с образованием диоксида азота (NO2) и гидроксильного радикала. NO 2 дает O (3P) через фотолиз, тем самым образуя O3 после реакции с O2. Так как гидроксильный радикал образуется в процессе образования NO2, баланс последовательности химических реакций, начиная с окиси углерода, приводит к образованию озона: CO + 2O2 + hν → CO2 + O3 (Где hν относится к фотону света, поглощаемому молекулой NO2 в последовательности) Хотя создание NO2 является важным шагом, приводящим к образованию озона низкого уровня, это также увеличивает количество озона другим, несколько взаимоисключающим, образом, за счет уменьшения количества NO, которое доступно для реакции с озоном.

Загрязнение воздуха внутри помещений

В закрытых средах, концентрация окиси углерода может легко увеличиться до летального уровня. В среднем, в Соединенных Штатах ежегодно от неавтомобильных потребительских товаров, производящих окись углерода, умирает 170 человек. Тем не менее, в соответствии с данными Департамента здравоохранения Флориды, «ежегодно более 500 американцев умирают от случайного воздействия окиси углерода и еще тысячи человек в США требуют неотложной медицинской помощи при несмертельном отравлении угарным газом». Эти продукты включают в себя неисправные топливные приборы сжигания, такие как печи, кухонные плиты, водонагреватели и газовые и керосиновые комнатные обогреватели; оборудование с механическим приводом, такое как портативные генераторы; камины; и древесный уголь, который сжигается в домах и других закрытых помещениях. Американская ассоциация центров контроля отравлений (AAPCC) сообщила о 15769 случаях отравления угарным газом, которые привели к 39 смертям в 2007 году. В 2005 году, CPSC сообщила о 94 смертях, связанных с отравлением моноксидом углерода от генератора. Сорок семь из этих смертей имели место во время перебоев в подаче электроэнергии из-за суровых погодных условий, в том числе, из-за урагана Катрина. Тем не менее, люди умирают от отравления угарным газом, производимым непродовольственными товарами, такими как автомобили, оставленные работающими в гаражах, прилегающих к дому. Центры по контролю и профилактике заболеваний сообщают, что ежегодно несколько тысяч человек обращаются в больницу скорой помощи при отравлении угарным газом.

Наличие в крови

Окись углерода поглощается через дыхание и попадает в кровоток через газообмен в легких. Она также производится в ходе метаболизма гемоглобина и поступает в кровь из тканей, и, таким образом, присутствует во всех нормальных тканях, даже если она не попадает в организм при дыхании. Нормальные уровни окиси углерода, циркулирующие в крови, составляют от 0% до 3%, и выше у курильщиков. Уровни окиси углерода нельзя оценить с помощью физического осмотра. Лабораторные испытания требуют наличия образца крови (артериальной или венозной) и лабораторного анализа на СО-оксиметр. Кроме того, неинвазивный карбоксигемоглобин (SPCO) с импульсной СО-оксиметрией является более эффективным по сравнению с инвазивными методами.

Астрофизика

За пределами Земли, окись углерода является второй наиболее распространенной молекулой в межзвездной среде, после молекулярного водорода. Из-за своей асимметрии, молекула окиси углерода производит гораздо более яркие спектральные линии, чем молекула водорода, благодаря чему СО гораздо легче обнаружить. Межзвёздный CO был впервые обнаружен с помощью радиотелескопов в 1970 году. В настоящее время он является наиболее часто используемым индикатором молекулярного газа в межзвездной среде галактик, а молекулярный водород может быть обнаружен только с помощью ультрафиолетового света, что требует наличия космических телескопов. Наблюдения за окисью углерода обеспечивают большую часть информации о молекулярных облаках, в которых образуется большинство звезд. Beta Pictoris, вторая по яркости звезда в созвездии Pictor, демонстрирует избыток инфракрасного излучения по сравнению с нормальными звездами ее типа, что обусловлено большим количеством пыли и газа (в том числе окиси углерода) вблизи звезды.

Производство

Было разработано множество методов для производства окиси углерода.

Промышленное производство

Основным промышленным источником CO является генераторный газ, смесь, содержащая, в основном, окись углерода и азот, образовавшийся при сгорании углерода в воздухе при высокой температуре, когда имеется избыток углерода. В печи, воздух пропускают через слой кокса. Первоначально произведенный СО2 уравновешивается с оставшимся горячим углем с получением СО. Реакция СО2 с углеродом с получением CO описывается как реакция Будуара. При температуре выше 800°C, CO является преобладающим продуктом:

СО2 + С → 2 CO (ΔH = 170 кДж / моль)

Другой источник «водяной газ», смесь водорода и монооксида углерода, полученного с помощью эндотермической реакции пара и углерода:

H2O + C → Н2 + СО (ΔH = +131 кДж / моль)

Другие подобные «синтетические газы» могут быть получены из природного газа и других видов топлива. Оксид углерода также является побочным продуктом восстановления руд оксида металла с углеродом:

MO + C → M + CO

Окись углерода также получают путем прямого окисления углерода в ограниченном количестве кислорода или воздуха.

2C (s) + O 2 → 2СО (g)

Поскольку СО представляет собой газ, восстановительный процесс может управляться путем нагревания, используя положительную (благоприятную) энтропию реакции. Диаграмма Эллингама показывает, что образованию СО отдается предпочтение по сравнению с СО2 при высоких температурах.

Подготовка в лаборатории

Окись углерода удобно получать в лаборатории путем дегидратации муравьиной кислоты или щавелевой кислоты, например, с помощью концентрированной серной кислоты. Еще одним способом является нагревание однородной смеси порошкообразного металлического цинка и карбоната кальция, который высвобождает CO и оставляет оксид цинка и оксид кальция:

Zn + CaCO3 → ZnO + CaO + CO

Нитрат серебра и иодоформ также дают окись углерода:

CHI3 + 3AgNO3 + H2O → 3HNO3 + CO + 3AgI

Координационная химия

Большинство металлов образуют координационные комплексы, содержащие ковалентно присоединенную окись углерода. Только металлы в низших степенях окисления будут соединяться с лигандами окиси углерода. Это связано с тем, что необходима достаточная плотность электронов, чтобы облегчить обратное пожертвование от металлической DXZ-орбитали, к π * молекулярной орбитали из СО. Неподеленная пара на атоме углерода в СО также жертвует электронную плотность в dx²-y² на металле для формирования сигма-связи. Это пожертвование электрона также проявляется цис-эффектом, или лабилизацией СО лигандов в цис-положении. Карбонил никеля, например, образуется путем прямого сочетания окиси углерода и металлического никеля:

Ni + 4 CO → Ni (CO) 4 (1 бар, 55 ° C)

По этой причине, никель в трубке или ее части не должен вступать в длительный контакт с окисью углерода. Карбонил никеля легко разлагается обратно до Ni и СО при контакте с горячими поверхностями, и этот метод используется для промышленной очистки никеля в процессе Монда. В карбониле никеля и других карбонилах, электронная пара на углероде взаимодействует с металлом; окись углерода жертвует электронную пару металлу. В таких ситуациях, окись углерода называется карбонильным лигандом. Одним из наиболее важных карбонил металлов является пентакарбонил железа, Fe (CO) 5. Многие комплексы металл-CO получают путем декарбонилирования органических растворителей, а не из СО. Например, трихлорид иридия и трифенилфосфин реагируют в кипящем 2-метоксиэтаноле или ДМФ, с получением IrCl (CO) (PPh3) 2. Карбонилы металлов в координационной химии обычно изучаются с помощью инфракрасной спектроскопии.

Органическая химия и химия основных групп элементов

В присутствии сильных кислот и воды, окись углерода вступает в реакцию с алкенами с образованием карбоновых кислот в процессе, известном как реакции Коха-Хаафа. В реакции Гаттермана-Коха, арены преобразуются в бензальдегидные производные в присутствии AlCl3 и HCl. Литийорганические соединения (например, бутиллитий) вступают в реакцию с окисью углерода, но эти реакции мало научно применимы. Несмотря на то, что CO реагирует с карбокатионами и карбанионами, он относительно нереакционноспособен к органическим соединениям без вмешательства металлических катализаторов. С реагентами из основной группы, СО проходит несколько примечательных реакций. Хлорирование СО является промышленным процессом, приводящим к образованию важного соединения фосгена. С бораном, СО образует аддукт, H3BCO, который является изоэлектронным с катионом ацилия +. СО вступает в реакцию с натрием, создавая продукты, полученные из связи С-С. Соединения циклогексагегексон или триквиноил (C6O6) и циклопентанепентон или лейконовая кислота (C5O5), которые до сих пор получали лишь в следовых количествах, можно рассматривать как полимеры окиси углерода. При давлении более 5 ГПа, окись углерода превращается в твердый полимер углерода и кислорода. Это метастабильное вещество при атмосферном давлении, но оно является мощным взрывчатым веществом.

Использование

Химическая промышленность

Окись углерода представляет собой промышленный газ, который имеет множество применений в производстве сыпучих химических веществ. Большие количества альдегидов получают путем реакции гидроформилирования алкенов, окиси углерода и Н2. Гидроформилирование в процессе Шелла дает возможность создавать предшественники моющих средств. Фосген, пригодный для получения изоцианатов, поликарбонатов и полиуретанов, производится путем пропускания очищенного монооксида углерода и газообразного хлора через слой пористого активированного угля, который служит в качестве катализатора. Мировое производство этого соединения в 1989 году оценивалось в 2,74 млн тонн.

CO + Cl2 → COCl2

Метанол получают путем гидрогенизации окиси углерода. В родственной реакции, гидрирование окиси углерода связано с образованием связи С-С, как в процессе Фишера-Тропша, где окись углерода гидрогенизируется до жидких углеводородных топлив. Эта технология позволяет преобразовывать уголь или биомассы в дизельное топливо. В процессе Монсанто, окись углерода и метанол реагируют в присутствии катализатора на основе родия и однородной иодистоводородной кислоты с образованием уксусной кислоты. Этот процесс отвечает за большую часть промышленного производства уксусной кислоты. В промышленных масштабах, чистая окись углерода используется для очистки никеля в процессе Монда.

Окраска мяса

Окись углерода используется в модифицированных атмосферных системах упаковки в США, в основном, при упаковке свежих мясных продуктов, таких как говядина, свинина и рыба, чтобы сохранять их свежий внешний вид. Окись углерода соединяется с миоглобином с образованием карбоксимиоглобина, ярко-вишнево-красного пигмента. Карбоксимиоглобин является более стабильным, чем окисленная форма миоглобина, оксимиоглобин, который может окислиться до коричневого пигмента метмиоглобина. Этот стабильный красный цвет может сохраняться гораздо дольше, чем обычное упакованное мясо. Типичные уровни окиси углерода, используемые в установках, использующих этот процесс, составляют от 0,4% до 0,5%. Эта технология впервые признана «в целом безопасной» (GRAS) Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) в 2002 году для использования в качестве вторичной упаковочной системы, и не требует маркировки. В 2004 году FDA одобрило CO в качестве основного метода упаковки, заявив, что CO не скрывает запаха порчи. Несмотря на это постановление, остается спорным вопрос о том, маскирует ли этот метод порчу продуктов. В 2007 году, в Палате представителей США был предложен законопроект, предлагающий называть модифицированный процесс упаковки с использованием окиси углерода цветовой добавкой, но законопроект не был принят. Такой процесс упаковки запрещен во многих других странах, включая Японию, Сингапур и страны Европейского Союза.

Медицина

В биологии, окись углерода естественным образом вырабатывается под действием гемоксигеназы 1 и 2 на гем от распада гемоглобина. Этот процесс производит определенное количество карбоксигемоглобина у нормальных людей, даже если они не вдыхают окись углерода. После первого доклада о том, что окись углерода является нормальным нейромедиатором в 1993 году, а также одним из трех газов, которые естественным образом модулируют воспалительные реакции в организме (два других – оксид азота и сероводород), окись углерода получила большое клиническое внимание как биологический регулятор. Во многих тканях, все три газа, как известно, действуют как противовоспалительные средства, вазодилататоры и усилители неоваскулярного роста. Тем не менее, эти вопросы являются сложными, поскольку неоваскулярный рост не всегда полезен, так как он играет определенную роль в росте опухоли, а также в развитии влажной макулодистрофии, заболевания, риск которого увеличивается от 4 до 6 раз при курении (главный источник окиси углерода в крови, в несколько раз больше, чем естественное производство). Существует теория, что в некоторых синапсах нервных клеток, когда откладываются долгосрочные воспоминания, принимающая клетка вырабатывает окись углерода, которая обратно передается к передающей камере, заставляющей её передаваться более легко в будущем. Некоторые такие нервные клетки, как было показано, содержат гуанилатциклазу, фермент, который активируется окисью углерода. Во многих лабораториях по всему миру были проведены исследования с участием монооксида углерода относительно его противовоспалительных и цитопротекторных свойств. Эти свойства могут быть использованы для предотвращения развития ряда патологических состояний, в том числе, ишемического реперфузионного повреждения, отторжения трансплантата, атеросклероза, тяжелого сепсиса, тяжелой малярии или аутоиммунных заболеваний. Были проведены клинические испытания с участием людей, однако их результаты еще не были выпущены.