أعمال محفز الأكسدة ذو درجة الحرارة المنخفضة. I. الخواص الفيزيائية والكيميائية والسامة لحمض الهيدروسيانيك والسيانيد وأول أكسيد الكربون
صفحة - 14 -
مقدمة
تصنف المواد السامة (TS) ذات الفعل السام العام عادة على أنها مجموعة كبيرة من المركبات الكيميائية المتحدة تحت الاسم العام - السيانيد. سلف هذه المجموعة هو حمض الهيدروسيانيك، الذي تم الحصول عليه لأول مرة في شكل نقي في الثمانينات من القرن الثامن عشر من قبل الكيميائي والصيدلي السويدي كارل شيم من اللون الأزرق البروسي. يعرف التاريخ حالات استخدام السيانيد للتدمير الشامل للبشر. على سبيل المثال، خلال الحرب العالمية الأولى، استخدم الجيش الفرنسي تركيبات تحتوي على حمض الهيدروسيانيك كعوامل حرب كيميائية. في معسكرات الموت التابعة لهتلر، استخدم النازيون غازات الأعاصير السامة، وهي عبارة عن استرات حمض السيانوفورميك. استخدمت القوات الأمريكية في فيتنام الجنوبية السيانيد العضوي السام (غازات من النوع C) ضد المدنيين.
لا يمكن استبعاد احتمال التسمم بالسيانيد في وقت السلم، حيث يتم استخدام حمض الهيدروسيانيك وعدد كبير من مشتقاته في مجالات مختلفة من الاقتصاد الوطني لجميع البلدان تقريبا التي لديها صناعة كيميائية. نحن نتحدث عن استخدام السيانيد في إنتاج البلاستيك والمبيدات الحشرية والمطاط والمواد العطرية ومنشطات النمو. تعتبر مركبات السيانيد ضرورية لاستخراج المعادن الثمينة أثناء الطلاء الكهربائي والتذهيب والفضة. وبعبارة أخرى، فإن مجال التطبيق الصناعي للسيانيد واسع للغاية. في الحياة اليومية يحدث التسمم بالمواد التي تحتوي على مجموعة السيانوجين بسبب استهلاك كميات كبيرة من بذور اللوز والخوخ والمشمش والكرز والخوخ وغيرها من نباتات عائلة الوردية أو صبغات من ثمارها. اتضح أنها تحتوي جميعًا على جليكوسيد أميغدالين ، والذي يتحلل في الجسم تحت تأثير إنزيم المستحلب ليشكل حمض الهيدروسيانيك. في عالم الحيوان، يوجد حمض الهيدروسيانيك في الإفراز السام للغدد الجلدية لدى الديدان الألفية.
أما بالنسبة أول أكسيد الكربونوالذي له أيضًا تأثير سام عام على الجسم، في الوقت الحالي، لا يوجد سبب لتصنيفه كعامل حربي كيميائي، وذلك بسبب استحالة خلق تركيزات قتالية لهذا الغاز على الأرض. غالبًا ما يحدث التسمم بأول أكسيد الكربون في المباني، والمرائب، والكابونيرز، والأنفاق، وما إلى ذلك. تشكل الانفجارات والحرائق داخل المباني ومحركات المكربن \u200b\u200bالخاملة خطراً كبيراً في ظروف عدم كفاية حركة الهواء. لذلك، يتم تناول التسمم بأول أكسيد الكربون وقضايا الوقاية من التسمم وعلاجه إلى حد كبير في أقسام علم السموم الصناعية والبلدية. وبالإضافة إلى ذلك، يتم عرض هذه القضايا بشكل كامل في الأدبيات المتاحة.
I. الفيزيائية والكيميائية و خصائص سامةحمض الهيدروسيانيك، السيانيد، أول أكسيد الكربون.
حمض الهيدروسيانيك- سائل شفاف عديم اللون برائحة اللوز المر (بتركيزات منخفضة). يتم الشعور بالرائحة المميزة بتركيز في الهواء قدره 0.0009 ملغم / لتر. نقطة الغليان +25 درجة مئوية، كثافة البخار النسبية في الهواء 0.93. يتم امتصاص أبخرة حمض الهيدروسيانيك بشكل سيئ بواسطة الكربون المنشط.
حمض الهيدروسيانيك هو حمض ضعيف، حيث يمكن إزاحته من أملاحه بواسطة الأحماض الأضعف (على سبيل المثال، حمض الكربونيك). ولذلك، يتم تخزين أملاح حمض الهيدروسيانيك في حاويات محكمة الغلق.
عند التفاعل مع القلويات، يشكل حمض الهيدروسيانيك أملاحًا ليست أقل سمية من حمض الهيدروسيانيك نفسه (سيانيد البوتاسيوم، سيانيد الصوديوم، وهي مواد صلبة بلورية). يتفاعل حمض الهيدروسيانيك وأملاحه مع الكبريت الغروي أو المواد التي تطلقه لتشكل الثيوسيانات - وهي منتجات غير سامة.
من خلال التفاعل مع الألدهيدات والكيتونات، يشكل حمض الهيدروسيانيك وأملاحه سيانوهيدرينات منخفضة السمية.
تفاعلات أكسدة حمض الهيدروسيانيك وتفاعله مع الكبريت والألدهيدات والكيتونات تكمن وراء إزالة السموم من السم. يدخل السيانيد بسهولة في تفاعلات معقدة مع أملاح المعادن الثقيلة، على سبيل المثال، مع كبريتات الحديد والنحاس، والتي تستخدم في صناعة مادة ماصة كيميائية في أقنعة الغاز المرشحة.
عندما يتم استبدال ذرة الهيدروجين بالهالوجينات، يتم تشكيل السيانيد المهلجنة السامة (سيانوكلوريد، بروميد السيانوجين، يودوسيانيوم).
الطريق الرئيسي لاختراق بخار حمض الهيدروسيانيك إلى الجسم هو الاستنشاق. لا يمكن استبعاد اختراق السم من خلال الجلد عندما يتم إنشاء تركيزات عالية (7-12 ملغم / لتر) من بخار حمض الهيدروسيانيك في الغلاف الجوي. من الممكن التسمم بحمض الهيدروسيانيك وأملاحه عند دخولها مع الماء أو الطعام الملوث. التركيز القاتل 2 ملجم/دقيقة/لتر.
عند تناوله عن طريق الفم، تكون الجرعات المميتة للإنسان هي: حمض الهيدروسيانيك - 1 ملغم / كغم، سيانيد الصوديوم - 2 ملغم / كغم، سيانيد البوتاسيوم - 3 ملغم / كغم.
أول أكسيد الكربون- غاز عديم اللون والرائحة. لديه كثافة هواء منخفضة (6.97)، ويسيل عند درجة حرارة - 191 درجة مئوية ويتجمد عند درجة حرارة - 204 درجة مئوية. وهو قابل للذوبان بشكل طفيف في الماء، ويفضل أن يكون ذلك في المذيبات العضوية. يتم امتصاص أول أكسيد الكربون بشكل سيء بواسطة أقنعة غاز مرشح الكربون، ولا تحمي جسم الإنسان من التسمم.
يحترق أول أكسيد الكربون بلهب أزرق مكونًا ثاني أكسيد الكربون. عند معالجة أول أكسيد الكربون بالكلور في الضوء أو في وجود الكربون المنشط، يتكون غاز الفوسجين. لا يمكن لأول أكسيد الكربون أن يدخل الجسم إلا من خلال الجهاز التنفسي. تختلف السمية وعلامات التسمم بشكل كبير من شخص لآخر؛ ويمكن أن يعزى ذلك إلى عوامل مثل الاختلافات في تبادل الغازات، والخصائص الفردية (العمر، والصحة، والحالة الجسدية والعقلية)، وما إلى ذلك.
نظرًا للعوامل العديدة التي تؤثر على التسمم بأول أكسيد الكربون، تتم مقارنة السمية وأعراض التسمم بمحتوى كربوكسي هيموغلوبين في الدم: تركيز أول أكسيد الكربون بمقدار 5 ملغم/لتر مع التعرض لمدة 5-10 دقائق يكون مميتًا (محتوى كربوكسي هيموغلوبين 70). %)، فإن التعرض لتركيز 2 ملغم/لتر لمدة ساعة واحدة يعد أمرًا خطيرًا.
مقدمة
التسمم بالكربون أول أكسيد الكربون السمية
أول أكسيد الكربون غدرا للغاية وليس له رائحة على الإطلاق. ويمكن أن يتشكل في أي مكان توجد فيه عملية احتراق، حتى في الفرن. السبب الرئيسي لتكوينه هو نقص الأكسجين في منطقة الاحتراق. وبعد ذلك، بدلاً من ثاني أكسيد الكربون غير الضار تمامًا - وهو نتاج الاحتراق الكامل للوقود - يتم تشكيل نفس أول أكسيد الكربون.
يمكن أن يحدث التسمم بأول أكسيد الكربون بهدوء شديد. لا يمكن معرفة وجود الغاز إلا بعد الشعور بالإعياء، وكمية قليلة منه تكفي للتسبب بالتسمم.
يمكن أن يحدث التسمم الحاد بثاني أكسيد الكربون في الإنتاج، خاصة في الصناعة الكيميائية، أثناء فحم الكوك، في تعدين الفحم، والمسابك، عندما تتشكل كمية كبيرة من أول أكسيد الكربون أثناء عملية الإنتاج. لذلك، على سبيل المثال، يحتوي غاز الفحم المضيء على 4-11٪ من ثاني أكسيد الكربون، وغاز فحم الكوك - 70٪، والغاز الصخري - 17٪، وغاز المولدات من الفحم وفحم الكوك - 27٪، وغاز الفرن العالي - ما يصل إلى 30٪. تحتوي غازات عادم السيارات على نسبة 6.3% في المتوسط، وفي بعض الأحيان تصل إلى 13.5% من ثاني أكسيد الكربون. في كبائن السيارات، يمكن أن يصل تركيز ثاني أكسيد الكربون إلى 0.05 ملجم لكل 1 لتر من الهواء أو أكثر، وفي شوارع المدينة، اعتمادًا على الحمل المروري، من 0.004 إلى 0.21 ملجم / لتر، وبالقرب من السيارات - 1.5-7.1 ملجم / لتر . إن خطر التسمم بأول أكسيد الكربون في الكراجات كبير إذا لم يتم اتباع الاحتياطات (التهوية). لذلك، المحرك هو 20 حصان. مع. يمكن أن يطلق ما يصل إلى 28 لترًا من ثاني أكسيد الكربون في الدقيقة، مما يخلق تركيزًا قاتلاً للغاز في الهواء بعد 5 دقائق.
الخصائص الفيزيائية والكيميائيةوالأهمية السمية لأول أكسيد الكربون (II)
أول أكسيد الكربون (II) - أول أكسيد الكربون، أول أكسيد الكربون. وهو غاز عديم اللون والرائحة يحترق بلهب أزرق وينتج ثاني أكسيد الكربون. عند امتزاجه بالهواء، ينفجر عند اشتعاله. يتم تشكيله أثناء الاحتراق غير الكامل للوقود أثناء صهر ومعالجة المعادن الحديدية وغير الحديدية. يوجد أول أكسيد الكربون (II) في غازات عادم محركات الاحتراق الداخلي ويتشكل أثناء عمليات التفجير والحرائق.
يتميز أول أكسيد الكربون بخصائص اختزالية واضحة؛ ويحتوي جزيئه على تكافؤين غير مشبعين () وبالتالي يمكنه إضافة سلسلة العناصر الكيميائية. وينبغي الإشارة في هذا الصدد إلى مركبات الكربونيل المعدنية السامة، مثل مركبات أول أكسيد الكربون مع النيكل والحديد، والتي تستخدم في الصناعة الكيميائية. عند دخول الكربونيل إلى الجسم، تطلق أول أكسيد الكربون:
ني(СО)4> ني + 4CO.
النيكل رباعي الكربونيل
يمكن أن يحدث تفاعل مماثل أيضًا عند تسخين مركبات الكربونيل، خاصة على الكربون المنشط والمواد المسامية الأخرى، وكذلك عند تعرضها لعوامل مؤكسدة قوية، مثل الكلور:
Fe(CO)5 + Cl2 > 5CO + FeCl2.
خماسي كربونيل الحديد
على الرغم من أن الأمر قد يبدو متناقضًا للوهلة الأولى، إلا أن أحد مصادر أول أكسيد الكربون هو الشخص نفسه، الذي ينتج جسمه ويطلق حوالي 10 مل من ثاني أكسيد الكربون في البيئة الخارجية (مع هواء الزفير) يوميًا. وهذا ما يسمى بأول أكسيد الكربون الداخلي، أي الذي يتشكل في البيئات الداخلية للجسم. وقد أظهر العديد من الباحثين أنه ينفصل عن جزيئات الهيموجلوبين عندما يتحول إلى البيليروبين الصباغ الصفراوي. البيليروبين له بنية خطية، والتي تتشكل بسبب انقسام رابطة الميثين بين حلقتين بيرول الهيم المتجاورتين. في هذه الحالة، يتم إطلاق جزيء ثاني أكسيد الكربون. نظرًا لأن البيليروبين يتكون ليس فقط من الهيموجلوبين، ولكن أيضًا من البروتينات المعدنية الأخرى (السيتوكروم، والميوجلوبين، والبورفيرين، وما إلى ذلك)، فإن الأخير يمكن أيضًا أن يكون مصدرًا لثاني أكسيد الكربون الداخلي. وبالتالي، فإن أول أكسيد الكربون هو نتاج عملية التمثيل الغذائي الطبيعي وإطلاقه من قبل البشر بيئةيشبه إزالة ثاني أكسيد الكربون والأمونيا والمركبات الكيميائية الأخرى التي تتشكل أثناء عملية التمثيل الغذائي من الجسم.
على الرغم من أن المعلومات الأولى عن وجود ثاني أكسيد الكربون الداخلي ظهرت في الأدبيات منذ حوالي 85 عامًا، إلا أنه في العقود الأخيرة فقط بدأت هذه الحقيقة تحظى بأهمية كبيرة، وهو ما يرجع في المقام الأول إلى الحاجة إلى توفير بيئة هوائية طبيعية للمتخصصين الذين يقضون لفترة طويلة في غرف مغلقة (كبائن الطائرات والمركبات الفضائية)، والغواصات، وما إلى ذلك). في مثل هذه الظروف يضطر الشخص إلى استنشاق الهواء الذي يتراكم فيه أول أكسيد الكربون الداخلي، وهذا يمكن أن يسبب التسمم الذاتي. ولمنع مثل هذه الظاهرة الخطيرة، من الضروري استخدام أجهزة خاصة لامتصاص أول أكسيد الكربون.
يمثل التسمم بأول أكسيد الكربون أكثر من 17% من إجمالي حالات التسمم. أنواعها الرئيسية هي:
التسمم بأول أكسيد الكربون (II) الموجود في غازات عادم السيارات والمركبات الأخرى. يتم ملاحظتها عند الأشخاص الذين يقيمون في المرائب المغلقة والسيارات ذات المحرك قيد التشغيل لفترة طويلة (غالبًا في فصل الشتاء).
التسمم الناتج عن الحرق في المنزل في غرف ذات تدفئة خاطئة وفي غرف الغلايات بالمباني المنزلية والصناعية.
التسمم أثناء حرائق الأشخاص في المباني والمباني المليئة بالدخان (الغرف المغلقة والشقق) وفي سيارات النقل والمصاعد.
تختلف حساسية الأشخاص من مختلف الفئات العمرية تجاه أول أكسيد الكربون. يكون الأطفال حديثي الولادة أكثر مرونة ويمكنهم تحمل مستويات أول أكسيد الكربون (II) في الهواء والتي تعتبر مميتة للبالغين.
آلية العمل السام لأول أكسيد الكربون (II)
يخترق أول أكسيد الكربون الرئتين بالهواء الجوي، ويتغلب بسرعة على الغشاء الشعري السنخي، ويذوب في بلازما الدم، وينتشر في خلايا الدم الحمراء ويدخل في تفاعل كيميائي عكسي مع كل من الهيموجلوبين المؤكسد والمخفض وفقًا للمخطط التالي:
Hb2 + CO HbCO + O2
أو Hb + CO HbCO .
إن مركب كربوكسي هيموغلوبين المعقد المرضي (HbCO) غير قادر على ربط الأكسجين بنفسه. في هذه الحالة، في جزيء الهيموجلوبين، يتحد ثاني أكسيد الكربون مع ذرات الحديد (الكربونيل)، مما يؤدي إلى إزاحة الأكسجين. من الواضح أن جزيء هيموغلوبين واحد (بتعبير أدق، 4 من هيمه) يمكنه ربط ما يصل إلى 4 جزيئات من ثاني أكسيد الكربون.
يمتص الدم أول أكسيد الكربون بشكل مكثف للغاية بسبب ارتباطه الكيميائي العالي بالهيموجلوبين. اتضح أن أول أكسيد الكربون يرتبط بالهيموجلوبين بشكل أكثر نشاطًا بحوالي 250 مرة من الأكسجين. بمعنى آخر، في المنافسة على الهيموجلوبين، يتمتع أول أكسيد الكربون بميزة واضحة على الأكسجين. تظهر الحسابات أنه عندما يحتوي الهواء على 0.07% CO و21% O2، فإن كمية HbO2 المتكونة في الدم تصبح مساوية لكمية HbCO. يمكن إنشاء مثل هذا التوازن إذا تم الحفاظ على تركيز أول أكسيد الكربون في الهواء الذي يستنشقه الشخص بالقرب من 0.07٪ لعدة ساعات (وفقًا لبعض المصادر، لعدة أيام). ولهذا السبب فإن الكميات الصغيرة من أول أكسيد الكربون، بما في ذلك أول أكسيد الكربون الداخلي، يمكن أن تكون خطيرة إذا تعرضت للجسم لفترات طويلة من الزمن في أماكن ضيقة. ويجب أن نضع في اعتبارنا أيضًا أن تفكك الكربوكسي هيموجلوبين يحدث ببطء شديد (أبطأ بـ 3500 مرة من تفكك الأوكسي هيموجلوبين)، وهذا يساهم أيضًا في تراكمه في الدم.
كلما زاد تركيز ثاني أكسيد الكربون في الهواء، تم الوصول بشكل أسرع إلى محتوى الكربوكسي هيموجلوبين الذي يهدد الحياة في الدم، والذي يبلغ 50٪ أو أكثر بالنسبة لجميع الهيموجلوبين (الشكل 1). يتم عادةً تقييم العلاقة بين كمية HbCO وHbO2 في الدم، من ناحية، وتركيزات CO وO2 في الهواء المستنشق، من ناحية أخرى، باستخدام ثابت دوغلاس:
وتبين هذه القيمة، والتي تسمى أيضًا معامل التسمم، أن كمية الكربوكسي هيموجلوبين المتكونة تتناسب طرديًا مع الضغط الجزئي لأول أكسيد الكربون وتتناسب عكسيًا مع الضغط الجزئي للأكسجين. من ناحية أخرى، كلما زاد الأكسجين في الهواء المستنشق (وبالتالي في مجرى الدم)، قل تكوين HbCO وأصبح تفككه أسرع.
أرز. 1. مخطط سمية أول أكسيد الكربون (فرانك، 1973). الإحداثي هو محتوى HbCO في الدم، المجلد. %; المحور س - الوقت، ح
وفقًا لمؤلفين مختلفين، تتراوح قيمة K لدم الإنسان من 204 إلى 279، أي أن معدل تكوين HbCO أكبر بعدة مرات من معدل تكوين أوكسي هيموجلوبين HbO2 Tiunov L. A., Kustov V, V. علم سموم أول أكسيد الكربون . م: الطب، 1980. ومع ذلك، بالإضافة إلى الضغط الجزئي، فإن شدة امتصاص أول أكسيد الكربون عن طريق الدم تعتمد أيضًا على مدة تأثيره على الجسم وكمية التهوية الرئوية (حجم التنفس الدقيق). وفي هذا الصدد، فإن الصيغة التي اقترحها ليلينتال (1946) ذات أهمية خاصة:
% НbСО = PCO*t*v*0.05,
حيث pCO هو الضغط الجزئي لأول أكسيد الكربون بوحدة mmHg. فن.؛ ر - وقت التعرض بالدقائق؛ v هو الحجم الدقيق للتنفس، أي حاصل ضرب عمق الشهيق باللتر في عدد الأنفاس في الدقيقة الواحدة.
يتباطأ Hb + O2) وبالتالي يتناقص إمداد الأكسجين إلى الخلايا بشكل أكبر. هذا هو السبب في أن HbCO، بينما يقلل من امتصاص الأكسجين في الرئتين عن طريق الدم، فإنه في نفس الوقت يجعل من الصعب تفريغ HbO2 في الأنسجة. على ما يبدو، هذا تفسير لحالات التسمم الشديد بكمية صغيرة نسبيًا من HbCO في الدم (تصل إلى 30٪).
وبما أن الألفة الكيميائية للحديدوز هي السبب الرئيسي لتفاعل أول أكسيد الكربون مع الهيموجلوبين، فيمكن الافتراض أن الكروموبروتينات الأخرى التي تحتوي على أيونات Fe2+ في جزيئاتها يجب أن تتفاعل مع هذا السم. الآن لم يعد هناك شك في أن هذا النوع من التفاعل يمكن أن يؤثر بشكل كبير على مسار التسمم. هناك الكثير من البيانات التجريبية التي تبين أن التسمم الحاد بأول أكسيد الكربون يصاحبه اضطراب في عمليات استهلاك الخلايا للأكسجين. أساس هذه الاضطرابات هو في المقام الأول منع الإنزيمات المحتوية على الحديد - السيتوكروم وأكسيداز السيتوكروم - بالسم. وبالتالي، عند التعرض لثاني أكسيد الكربون، يضاف نقص الأكسجة في الأنسجة إلى نقص الأكسجة في فصيلة الدم، مما يزيد من تفاقم مسار التسمم بأول أكسيد الكربون. لدى الشخص المسموم علامات على زيادة الضرر الذي يلحق بالجهاز العصبي المركزي: الصداع، والدوخة، وضعف التنسيق بين الحركات والمجال المنعكس، بالإضافة إلى عدد من التغييرات في النشاط العقلي، التي تذكرنا بتسمم الكحول (النشوة، وفقدان ضبط النفس، والغضب غير المناسب). الأفعال، الخ). احمرار الجلد المصاب هو سمة. عندما تتجاوز كمية HbCO في الدم 50-60٪، تحدث تشنجات، ويفقد الوعي، وإذا لم يتم اتخاذ تدابير الطوارئ، فقد يموت الشخص بسبب توقف التنفس والقلب.
تظهر أعراض التسمم بتركيزات مختلفة من كربوكسي هيموجلوبين (HbCO) في الدم في الجدول 1.
الجدول 1
يتأثر مسار التسمم بأول أكسيد الكربون بالعوامل التالية:
يمنع الكحول الإيثيلي تشبع الدم بأول أكسيد الكربون (II)، وكلما زادت نسبة الكحول في الدم، انخفضت نسبة تكوين HbCO.
يمكن أن يعزز حمض الهيدروسيانيك التأثير السام لأول أكسيد الكربون (II). يتم إطلاق حمض الهيدروسيانيك أثناء احتراق الصوف والبوليمرات والمواد الاصطناعية (في الحرائق).
تعمل أكاسيد النيتروجين (II و IV) على تعزيز التأثير السام لأول أكسيد الكربون (II).
في حالة التسمم، توجد أكبر كميات من أول أكسيد الكربون (II) في الجيوب الأنفية للسحايا وأوعية الفخذ والكتف. يتم التخلص من أول أكسيد الكربون (II) من الجسم عبر الجهاز التنفسي بنسبة 60-70% خلال ساعة واحدة، وبنسبة 90-96% خلال 4 ساعات.
أهداف البحث: الدم والعضلات (نادرا).
كشف وتحديد أول أكسيد الكربون (II)
يتم الكشف وتحديد أول أكسيد الكربون (II) مباشرة في الدم. لهذا الغرض، يتم استخدام طرق التحليل الكروماتوغرافي الغازي والكيميائي والطيفي والطيفي.
طريقة الكروماتوغرافيا الغازية
تعتمد هذه الطريقة على تقدير أول أكسيد الكربون (II) باستخدام تحليل مساحة الرأس. ويتم الكشف مباشرة في الطور الغازي أو بعد الاختزال إلى الميثان أو الأكسدة إلى أول أكسيد الكربون (IV).
النسخة الأولى من الطريقة. تتم إضافة كربونات الصوديوم أو بيكربونات الصوديوم إلى الدم. يدخل أول أكسيد الكربون (II) إلى الطور الغازي. يتم إخراجها بحقنة وحقنها في جهاز الكروماتوجراف. يتم استخدام كاشف التوصيل الحراري (katarometer). ويستند الكشف على وقت الاحتفاظ. يتم حساب تركيز أول أكسيد الكربون (II) من رسم بياني للمعايرة يعبر عن اعتماد منطقة الذروة على تركيز أول أكسيد الكربون (II). في هذا النموذج، يمكن تحديد أول أكسيد الكربون (II) في الدم عندما يكون محتواه 30-100%. خطأ الطريقة هو 10٪.
خيار الطريقة الثانية. يتم استخلاص أول أكسيد الكربون (II) من الدم كما في الخيار الأول. يتم إدخال مرحلة الغاز في موزع الجهاز. يوصى باستخدام الهيليوم كغاز حامل، والذي يزيح ثاني أكسيد الكربون من الموزع وينقله إلى عمود كروماتوغرافي مع محفز النيكل في INZ-600. تحت تأثير الهيدروجين، يتم تقليل ثاني أكسيد الكربون إلى غاز الميثان (CH4)، والذي يتم تسجيل ظهوره في النظام بواسطة كاشف تأين اللهب (FID). وميزة هذه الطريقة هي حساسيتها العالية وقدرتها على إجراء التحليل بعينات صغيرة من الدم (0.1 مل).
يعتمد الإصدار الثالث من الطريقة أيضًا على استخدام تحليل مساحة الرأس. تحتوي مرحلة الغاز البخاري على خليط من ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون من أصل داخلي. يُستخدم عمود هلام السيليكا لفصل أول أكسيد الكربون (IV) وأول أكسيد الكربون (II). يتم تسجيل هذا الفصل بواسطة الكاشف. يتم بعد ذلك أكسدة أكسيد الكربون (II) في خلية خاصة بواسطة أكسيد اليود (V) إلى أكسيد الكربون (IV)، ويتم تسجيل الكمية الإجمالية لثاني أكسيد الكربون. يتم تحديد تركيز أول أكسيد الكربون (II) من خلال الفرق بين القمم التي تم الحصول عليها لثاني أكسيد الكربون الداخلي والكمية الإجمالية لثاني أكسيد الكربون.
طريقة الانتشار الدقيق
تتم إضافة 1 مل من الدم و1 مل من محلول حمض الكبريتيك 10% إلى الحجرة الخارجية للجهاز. يتم وضع 2 مل من محلول 0.1٪ من كلوريد البلاديوم في محلول 0.1 م من حمض الهيدروكلوريك في الغرفة الداخلية. يتم إغلاق الجهاز بغطاء ويترك لمدة ساعة واحدة درجة حرارة الغرفة. عند وجود أول أكسيد الكربون (II) في الدم، تظهر طبقة فضية من معدن البلاديوم في الغرفة الداخلية.
الطريقة الكيميائية
تعتمد هذه الطريقة على حقيقة أن أول أكسيد الكربون (II) يشكل مادة قوية إلى حد ما مركب كيميائيالذي يتفاعل بشكل سيئ مع الكواشف الأخرى.
الكشف عن كربوكسي هيموجلوبين الطريقة الكيميائيةفي حالة التسمم، يتم تنفيذه مباشرة في الدم باستخدام الكواشف المختلفة. للمقارنة، استخدم دم الحيوانات أو الجهات المانحة (عينة المراقبة)، والتي يتم إجراء نفس الاختبارات عليها (الجدول 2).
الجدول 2
يتم ملاحظة تغير اللون من خلال مقارنة عينات التحكم والاختبار بعد إضافة الكواشف المختلفة. الدم المحتوي على كربوكسي هيموجلوبين لا يتغير أو يتغير لونه قليلاً بسبب إضافة الكواشف الكيميائية.
يتم إعطاء استنتاج حول اكتشاف كربوكسي هيموجلوبين في الدم إذا تم الحصول على النتائج الموضحة في الجدول باستخدام غالبية الكواشف.
يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه مع درجة خفيفة من التسمم ومحتوى منخفض من الكربوكسي هيموغلوبين، قد يتم الحصول على نتيجة سلبية.
الطريقة الطيفية
طريقة أخرى تستخدم للكشف عن الكربوكسي هيموجلوبين في الدم أثناء التسمم بأول أكسيد الكربون. في ممارسة التحليل السمي الكيميائي لهذه الأغراض، يتم استخدام المجهر المجهري - وهو مطياف متصل بالعدسة العينية. تعتمد الطريقة على قدرة الهيموجلوبين ومشتقاته على امتصاص الإشعاع الضوئي بطول موجي معين. إذا مر شعاع من الضوء عبر محلول يحتوي على الهيموجلوبين ومشتقاته، تظهر حزم امتصاص داكنة في الطيف.
يكشف الدم المخفف الذي لا يحتوي على كربوكسي هيموجلوبين، عند ملاحظته بالمنظار الطيفي، عن نطاقي امتصاص. وهي تقع بين خطوط فراونهوفر D وE في الأجزاء الصفراء والخضراء من الطيف، والتي تتوافق مع أوكسي هيموغلوبين. إذا تمت إضافة عامل الاختزال (NH4)2S إلى الدم، فسيتم تقليل الأوكسي هيموغلوبين إلى الهيموجلوبين. في هذه الحالة، بدلاً من نطاقي الامتصاص، سيتم ملاحظة نطاق عريض واحد في نفس المنطقة الطيفية. في الدم المخفف المرسل للتحليل السمي الكيميائي مع التسمم بأول أكسيد الكربون المشتبه فيه، سيتم أيضًا ملاحظة نطاقي امتصاص داكنين (الشكل 2).
أرز. 2. الكشف عن كربوكسي هيموجلوبين بواسطة التحليل الطيفي
عند إضافة (NH4)2S إلى هذا الدم، لا يحدث أي اختزال. لا تختفي نطاقات الامتصاص. وهذا يدل على المقاومة الكيميائية العالية للكربوكسي هيموجلوبين. ومع ذلك، بين هذه النطاقات المحددة بوضوح غالبًا ما يكون هناك سواد طفيف بسبب حقيقة أن أوكسي هيموغلوبين غير المرتبط بأول أكسيد الكربون يتحول إلى هيموجلوبين.
أول أكسيد الكربون، أو أول أكسيد الكربون (CO)، هو غاز عديم اللون والرائحة والمذاق. يحترق بلهب أزرق مثل الهيدروجين. ولهذا السبب، خلط الكيميائيون بينه وبين الهيدروجين في عام 1776 عندما أنتجوا أول أكسيد الكربون لأول مرة عن طريق تسخين أكسيد الزنك مع الكربون. ولجزيء هذا الغاز رابطة ثلاثية قوية، مثل جزيء النيتروجين. ولهذا السبب توجد بعض أوجه التشابه بينهما: فدرجات الانصهار والغليان متماثلة تقريبًا. يتمتع جزيء أول أكسيد الكربون بقدرة تأين عالية.
عندما يتأكسد أول أكسيد الكربون، فإنه يشكل ثاني أكسيد الكربون. يطلق هذا التفاعل كمية كبيرة من الطاقة الحرارية. ولهذا السبب يتم استخدام أول أكسيد الكربون في أنظمة التدفئة.
أول أكسيد الكربون في درجات الحرارة المنخفضة لا يتفاعل تقريبًا مع المواد الأخرى؛ أما في درجات الحرارة المرتفعة فإن الوضع مختلف. تتم تفاعلات الإضافة للمواد العضوية المختلفة بسرعة كبيرة. يعتبر خليط ثاني أكسيد الكربون والأكسجين بنسب معينة خطيراً جداً لاحتمالية انفجاره.
إنتاج أول أكسيد الكربون
في الظروف المختبرية، يتم إنتاج أول أكسيد الكربون عن طريق تحلل حمض الفورميك. ويحدث تحت تأثير حامض الكبريتيك المركز الساخن، أو عند مروره عبر أكسيد الفوسفور. هناك طريقة أخرى وهي تسخين خليط من أحماض الفورميك والأكساليك إلى درجة حرارة معينة. يمكن إزالة ثاني أكسيد الكربون المتطور من هذا الخليط عن طريق تمريره عبر ماء الباريت (محلول مشبع من هيدروكسيد الباريوم).
خطر أول أكسيد الكربون
أول أكسيد الكربون خطير للغاية على البشر. يسبب تسممًا شديدًا ويمكن أن يؤدي في كثير من الأحيان إلى الوفاة. والحقيقة هي أن أول أكسيد الكربون لديه القدرة على التفاعل مع الهيموجلوبين في الدم، الذي يحمل الأكسجين إلى جميع خلايا الجسم. ونتيجة لهذا التفاعل يتكون الكاربوهيموجلوبين. بسبب نقص الأكسجين، تعاني الخلايا من المجاعة.
ويمكن التعرف على أعراض التسمم التالية: الغثيان والقيء والصداع وفقدان رؤية الألوان وضيق التنفس وغيرها. يجب على الشخص الذي يعاني من التسمم بأول أكسيد الكربون أن يتلقى الإسعافات الأولية في أسرع وقت ممكن. أولاً عليك إخراجه إلى الهواء الطلق ووضع قطعة قطن مبللة بالأمونيا على أنفه. بعد ذلك، قم بفرك صدر الضحية ووضع كمادات التدفئة على ساقيه. وينصح بتناول الكثير من السوائل الدافئة. يجب عليك الاتصال بالطبيب مباشرة بعد اكتشاف الأعراض.
أول أكسيد الكربون (II). – ثاني أكسيد الكربون
(أول أكسيد الكربون, أول أكسيد الكربون, أول أكسيد الكربون)
الخصائص الفيزيائية: غاز عديم اللون وسام، لا طعم له ولا رائحة، يحترق بلهب مزرق، أخف من الهواء، قليل الذوبان في الماء. تركيز أول أكسيد الكربون في الهواء هو 12.5-74% متفجر.
هيكل الجزيء:
لا تعكس حالة الأكسدة الرسمية للكربون +2 بنية جزيء ثاني أكسيد الكربون، حيث، بالإضافة إلى الرابطة المزدوجة التي تتكون من مشاركة الإلكترونات C وO، هناك رابطة إضافية تتكون من آلية المانح والمتلقي بسبب إلى الزوج الوحيد من إلكترونات الأكسجين (الموضح بالسهم):
وفي هذا الصدد، فإن جزيء ثاني أكسيد الكربون قوي جدًا ولا يمكنه الدخول في تفاعلات الأكسدة والاختزال إلا عند درجات حرارة عالية. في الظروف العاديةلا يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الماء أو القلويات أو الأحماض.
إيصال:
المصدر البشري الرئيسي لأول أكسيد الكربون CO هو حاليا غازات العادم لمحركات الاحتراق الداخلي. يتشكل أول أكسيد الكربون عندما يتم حرق الوقود في محركات الاحتراق الداخلي عند درجات حرارة غير كافية أو عندما يكون نظام إمداد الهواء مضبوطًا بشكل سيئ (لا يتم توفير كمية كافية من الأكسجين لأكسدة أول أكسيد الكربون CO إلى ثاني أكسيد الكربون CO2). في ظل الظروف الطبيعية، يتشكل أول أكسيد الكربون على سطح الأرض أثناء التحلل اللاهوائي غير الكامل للمركبات العضوية وأثناء احتراق الكتلة الحيوية، خاصة أثناء حرائق الغابات والسهوب.
1) في الصناعة (في مولدات الغاز):
فيديو- تجربة "توليد أول أكسيد الكربون"
C + O 2 = CO 2 + 402 كيلوجول
CO 2 + C = 2CO – 175 كيلوجول
في مولدات الغاز، يتم أحيانًا نفخ بخار الماء عبر الفحم الساخن:
ج + ح 2 يا = CO + ح 2 –س،
يُسمى خليط CO + H 2 بالغاز الاصطناعي .
2) في المختبر- التحلل الحراري لحمض الفورميك أو الأكساليك في وجود H 2 SO 4 (conc.):
HCOH t˚C، H2SO4 → H2O+CO
H2C2O4 t˚C، H2SO4 → ثاني أكسيد الكربون + ثاني أكسيد الكربون 2 + H2O
الخصائص الكيميائية:
في ظل الظروف العادية، يكون ثاني أكسيد الكربون خاملًا؛عند تسخينه - عامل الاختزال
ثاني أكسيد الكربون - أكسيد غير ملح .
1) بالأكسجين
2 C +2 O + O 2 t˚ C →2 C +4 O 2
2) مع أكاسيد المعادن شركة + أنا × أوي = شركة 2 + أنا
C +2 O + CuO t˚ C →Сu + C +4 O 2
3) بالكلور (في الضوء)
ضوء CO + Cl2 → COCl 2 (فوسجين – غاز سام)
4)* يتفاعل مع ذوبان القلويات (تحت الضغط)
ثاني أكسيد الكربون + هيدروكسيد الصوديوم → HCOONa (فورمات الصوديوم)
تأثير أول أكسيد الكربون على الكائنات الحية:
يعد أول أكسيد الكربون خطيرًا لأنه يمنع الدم من حمل الأكسجين إلى الأعضاء الحيوية مثل القلب والدماغ. يتحد أول أكسيد الكربون مع الهيموجلوبين الذي يحمل الأكسجين إلى خلايا الجسم، مما يجعل الجسم غير مناسب لنقل الأكسجين. اعتمادا على الكمية التي يتم استنشاقها، فإن أول أكسيد الكربون يضعف التنسيق، ويؤدي إلى تفاقم أمراض القلب والأوعية الدموية ويسبب التعب والصداع والضعف. ويعتمد تأثير أول أكسيد الكربون على صحة الإنسان على تركيزه ووقت تعرضه للجسم. يؤدي تركيز أول أكسيد الكربون في الهواء أكثر من 0.1% إلى الوفاة خلال ساعة واحدة، وتركيز أكثر من 1.2% خلال ثلاث دقائق.
تطبيقات أول أكسيد الكربون :
يستخدم أول أكسيد الكربون بشكل رئيسي كغاز قابل للاشتعال ممزوج بالنيتروجين، أو ما يسمى بالمولد أو غاز الهواء، أو غاز الماء الممزوج بالهيدروجين. في علم المعادن لاستعادة المعادن من خاماتها. الحصول على معادن عالية النقاء من تحلل الكربونيلات.
تحديد
رقم 1. إكمال معادلات التفاعل، وعمل ميزان إلكتروني لكل تفاعل، وبيان عمليتي الأكسدة والاختزال. عامل مؤكسد وعامل اختزال:
ثاني أكسيد الكربون+ج=
ج+ح2س=
ج س + يا 2 =
CO + آل 2 يا 3 =رقم 2. احسب كمية الطاقة اللازمة لإنتاج 448 لترًا من أول أكسيد الكربون وفقًا للمعادلة الكيميائية الحرارية