Угарный газ получение. Что такое окись углерода. Примеры решения задач

Вот, давно лежит у меня "руководство по топке печей"

Поправьте, коллеги, если что неправильно...

Топка печей
Нагревание печей зависит от состояния печи, топлива, умения правильно топить печь. За печью следует систематически ухаживать, т. е. чистить, замазывать даже самые незначительные трещины, которые могут привести к образованию конденсата. Например, через 2-миллиметровую трещину вокруг периметра рамки задвижки в течение часа просачивается до 15 м3 воздуха, который, нагреваясь до 80...100°С, будет уносить тепло, а это составляет 10% его потерь.
При подаче излишнего воздуха через поддувало потери тепла составляют 15-25%, а если горение происходит с открытой топочной дверкой, то потери тепла достигают 40%. Печь чистят и ремонтируют один-два раза в году в летнее время. Дымовые трубы чистят два-три раза в отопительный сезон.
Нагрев стенок печи прежде всего зависит от того, в каком состоянии они находятся. Если на стенках печи или в дымоходах много сажи и золы, то они нагреваются слабо и на топку приходится затрачивать гораздо больше топлива и времени. Толщина слоя 1-2 мм значительно ухудшает восприятие тепла стенками.
Перед топкой очищают колосниковую решетку, удаляют всю золу. Это обеспечивает свободное прохождение воздуха к горящему топливу. Топливо заготавливают заблаговременно, чтобы оно было сухим. Колотые дрова считаются сухими только через год после того, как они были уложены в клетку и находились на улице под навесом.
Следует применять только сухое топливо. При сгорании сырого топлива имеющаяся в нем влага превращается в пар, который, проходя по каналам печи, остужает их, а попадая на холодные стенки трубы, оседает на них, превращаясь в капли, которые, стекая, смешиваются с сажей, образуя конденсат.
Теплотворная способность топлива разная. Возьмем, к примеру, сухие дрова разных пород. Например, 3/4 м3 дубовых дров равноценны 1 м3 березовых, 1,2 - ольховых, 1,2 - сосновых, 1,3 - еловых, 1,5 - осиновых. Дрова должны быть наколоты на поленья средней толщиной 8-10 см. Для топки следует отбирать поленья одинаковой толщины, что важно для равномерного нагревания печи.
Торф может гореть практически в любых печах, но для этого надо усилить тягу. Для торфа лучше всего класть печи с соответствующим топливником.
Длительность топки печей составляет в среднем 1-1,5 ч. После топки поверхность печи должна быть нагрета до температуры 70...80°С, в редких случаях до 90°С. При более высокой температуре пыль на поверхности печи пригорает, выделяя неприятный запах. Поэтому лицевые стенки печи следует систематически очищать, вытирая сухой тряпкой собравшуюся пыль. Особенно тщательно это надо делать в начале отопительного сезона. Перегревать печь не следует. Это может привести к образованию трещин и расстройству печной кладки. Большие печи, которые топят через 1-2 дня, не всегда хороши: во-первых, они занимают много места в помещении, во-вторых, из-за сильного нагревания помещения приходится часто открывать форточки для проветривания, что приводит к перерасходу топлива.
В топку сразу закладывают то количество дров, которое необходимо для нормального нагревания печи. Кладут дрова клеткой или рядами с зазорами между поленьями до 10 мм, чтобы все поленья начинали загораться сразу со всех сторон, создавая как можно больше жара. При этом дровяная кладка не должна доходить до верха топливника минимум на 20 см. При таких условиях мелкие частицы топлива и различные горючие вещества сгорают в топливнике до того, как они попадут в дымоходы. Во-первых, это повышает температуру печи. Во-вторых, попадая в дымоходы, несгоревшие частицы засоряют их, и они меньше поглощают тепла. Для растопки под нижний ряд кладут самые сухие поленья, а под них сухие щепки, лучины, бумагу. Категорически запрещается применять керосин, бензин, ацетон и тому подобные взрывоопасные вещества.
Для того чтобы печь не дымила, сначала сжигают бумагу, тонкие лучины, стружку, заполняя дымоходы теплым воздухом, а затем растапливают печь. Дрова (или торф) укладывают так, чтобы они ровным слоем лежали на колосниковой решетке или на поду печи, ближе к топочной дверке.
Растапливая печь, топочную дверку, заслонки, задвижку и вьюшку открывают полностью. После растопки, как только дрова разгорятся, топочную дверку закрывают, а поддувальную открывают. Тягу в печи регулируют поддувальной дверкой, задвижкой или вьюшкой.
Обычно силу тяги определяют по цвету пламени: если пламя красное с темными полосами, а из трубы идет бурый или черный дым, значит воздуха не хватает и его подачу надо увеличить; если пламя золотисто-желтое, подача воздуха считается нормальной; если ярко-белого цвета, а в каналах печи слышится гудение, это говорит о том, что воздуха поступает в избытке и подачу его нужно уменьшить.
В процессе горения топлива открывать топочные дверки нельзя, так как поступающий в топку холодный воздух охлаждает каналы печи.

Итак, исходя из изложенного можно сформулировать следующие правила.
1. По мере прогорания топлива надо прикрывать не только дверку топливника, но и частично вьюшку или задвижку.
2. Перемешивать (шевелить) дрова можно только после того, как они хорошо прогорят и между поленьями образуются большие пустоты, сквозь которые в избытке начинает поступать воздух, охлаждая печь.
3. Если остаются головешки, то их собирают в центре топливника (пода печи) или колосниковой решетки и обкладывают ярко горящими углями. Выгорающие угли и головешки должны лежать на пути движения воздуха к топливнику. Приток лишнего воздуха нежелателен.
4. Когда угли прогорят (т. е. исчезнет синее пламя, говорящее о том, что выделяется угарный газ), их надо разровнять по решетке или поду топливника, поближе к дверке, и плотно ее прикрыть. Трубу рекомендуется оставить открытой еще на 5-10 мин, чтобы остатки угарного газа не проникли в помещение, что может привести к отравлению и даже гибели людей. (с)

Всё гениальное - просто!

Броться просто. Наберите полведра воды и выгребите угли из топки в ведро, пока чисто в топке не станет. Если там есть оставшаяся недогоревшая упрямая головешка, то и её тоже. Тоже самое сделайте с поддувалом. И спокойно закрывайте задвижку.

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.

ОКСИД УГЛЕРОДА (УГАРНЫЙ ГАЗ). Углерода(II) оксид (угарный газ) СО, несолеообразующий оксид углерода. Это означает, что не существует кислоты, соответствующей этому оксиду. Оксид углерода(II) – газ без цвета и запаха, сжижающийся при атмосферном давлении при температуре –191,5о С и затвердевающий при –205о С. Молекула СО по своему строению аналогична молекуле N2: обе содержит равное число электронов (такие молекулы называются изоэлектронными), атомы в них соединены тройной связью (две связи в молекуле СО образованы за счет 2р-электронов атомов углерода и кислорода, а третья – по донорно-акцепторному механизму с участием неподеленной электронной пары кислорода и свободной 2р-орбитали углерода). В результате физические свойства СО и N2 (температуры плавления и кипения, растворимость в воде и т.д.) очень близки.

Оксид углерода(II) образуется при сгорании углеродсодержащих соединений при недостаточном доступе кислорода, а также при соприкосновении раскаленного угля с продуктом полного сгорания – углекислым газом: С + СО2 → 2СО. В лаборатории СО получают дегидратацией муравьиной кислоты действием концентрированной серной кислоты на жидкую муравьиную кислоту при нагревании, либо пропусканием паров муравьиной кислоты над Р2О5: НСООН → СО + Н2О. Получают СО и разложением щавелевой кислоты: Н2С2О4 → СО + СО2 + Н2О. От других газов СО легко отделить пропусканием через раствор щелочи.
При обычных условиях СО, как и азот, химически довольно инертен. Лишь при повышенных температурах проявляется склонность СО к реакциям окисления, присоединения и восстановления. Так, при повышенных температурах он реагирует со щелочами: CO + NaOH → HCOONa, CO + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2. Эти реакции используются для удаления СО из технических газов.

Оксид углерода(II) – высококалорийное топливо: горение сопровождается выделением значительного количества теплоты (283 кДж на 1 моль СО). Смеси СО с воздухом взрываются при его содержании от 12 до 74%; к счастью, на практике такие смеси встречаются исключительно редко. В промышленности для получения СО проводят газификацию твердого топлива. Например, продувание водяного пара через слой раскаленного до 1000o С угля приводит к образованию водяного газа: С + Н2О → СО + Н2, обладающего очень высокой теплотворной способностью. Однако сжигание – далеко не самое выгодное использование водяного газа. Из него, например, можно получить (в присутствии различных катализаторов под давлением) смесь твердых, жидких и газообразных углеводородов – ценное сырье для химической промышленности (Реакция Фишера – Тропша). Из той же смеси, обогатив ее водородом и применив нужные катализаторы, можно получить спирты, альдегиды, кислоты. Особое значение имеет синтез метанола: СО + 2Н2 → СН3ОН – важнейшего сырья для органического синтеза, поэтому эту реакцию проводят в промышленности в больших масштабах.

Реакции, в которых СО является восстановителем, можно продемонстрировать на примере восстановления железа из руды в ходе доменного процесса: Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2. Восстановление оксидов металлов оксидом углерода(II) имеет большое значение в металлургических процессах.

Для молекул СО характерны реакции присоединения к переходным металлам и их соединениям с образованием комплексных соединений – карбонилов. Примерами могут служить жидкие или твердые карбонилы металлов Fe(CO)4, Fe(CO)5, Fe2(CO)9, Ni(CO)4, Cr(CO)6 и др. Это очень ядовитые вещества, при нагревании вновь распадающиеся на металл и СО. Так можно получить порошкообразные металлы высокой чистоты. Иногда на конфорке газовой плиты видны «подтеки» металла, это – следствие образования и распада карбонила железа. В настоящее время синтезированы тысячи разнообразных карбонилов металлов, содержащих, помимо СО, неорганические и органические лиганды, например, PtCl2(CO), K3, Cr(C6H5Cl)(CO)3.

Для СО характерна также реакция соединения с хлором, которая на свету идет уже при комнатной температуре с образованием исключительно ядовитого фосгена: CO + Cl2 → COCl2. Реакция эта цепная, она идет по радикальному механизму с участием атомов хлора и свободных радикалов COCl. Несмотря на ядовитость, фосген широко применяется для синтеза многих органических соединений.

Оксид углерода(II) – сильный яд, так как образует с металлсодержащими биологически активными молекулами прочные комплексы; при этом нарушается тканевое дыхание. Особенно страдают клетки центральной нервной системы. Связывание СО с атомами Fe(II) в гемоглобине крови препятствует образованию оксигемоглоблина, который и переносит кислород из легких к тканям. Уже при содержании в воздухе 0,1% СО этот газ вытесняет из оксигемоглобина половину кислорода. В присутствии СО может наступить смерть от удушья даже при наличии большого количества кислорода. Поэтому СО получил название угарного газа. У «угоревшего» человека в первую очередь страдают головной мозг и нервная система. Для спасения необходим прежде всего чистый воздух, не содержащий СО (а еще лучше – чистый кислород), при этом связанный с гемоглобином СО постепенно замещается молекулами О2 и удушье проходит. Предельно допустимая среднесуточная концентрация СО в атмосферном воздухе составляет 3 мг/м3 (около 3.10–5%), в воздухе рабочей зоны – 20 мг/м3.

Обычно в атмосфере содержание СО не превышает 10–5%. Этот газ попадает в воздух в составе вулканических и болотных газов, с выделениями планктона и других микроорганизмов. Так, из поверхностных слоев океана в атмосферу ежегодно выделяется 220 млн тонн СО. Высока концентрация СО в угольных шахтах. Много угарного газа образуется при лесных пожарах. Выплавка каждого миллиона тонн стали сопровождается образованием 300 – 400 т СО. В сумме техногенное выделение СО в воздух достигает 600 млн тонн в год, из них более половины приходится на автотранспорт. При неотрегулированном карбюраторе в выхлопных газах может содержаться до 12% СО! Поэтому в большинстве стран введены жесткие нормы на содержание СО в выхлопе автомобилей.

Образование СО всегда происходит при сгорании углеродсодержащих соединений, в том числе древесины, при недостаточном доступе кислорода, а также при соприкосновении раскаленного угля с углекислым газом: С + СО2 → 2СО. Такие процессы происходят и деревенских печах. Поэтому преждевременное закрывание дымохода печи для сохранения тепла часто приводит к отравлению угарным газом. Не следует думать что горожане, которые не топят печи, застрахованы от отравления СО; им, например, легко отравиться в плохо проветриваемом гараже, где стоит автомобиль с работающим мотором. Содержится СО и в продуктах сгорания природного газа на кухне. Многие авиационные катастрофы в прошлом произошли из-за износа двигателей или плохой их регулировки: в кабину пилотов проникал СО и отравлял экипаж. Опасность усугубляется тем, что СО невозможно обнаружить по запаху; в этом отношении угарный газ опаснее хлора!

Оксид углерода(II) практически не сорбируется активным углем и потому обычный противогаз не спасает от этого газа; для его поглощения необходим дополнительный гопкалитовый патрон, содержащий катализатор, который «дожигает» СО до СО2 с помощью кислорода воздуха. Катализаторами дожигания снабжается сейчас все больше легковых автомобилей, несмотря на высокую стоимость этих катализаторов на основе платиновых металлов.

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

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

Свойства монооксида углерода

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

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

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

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

Токсичность и симптомы отравления

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

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

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

Получить интоксикацию угарным газом можно в таких ситуациях:

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

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

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

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

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

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

Симптомы тяжёлой интоксикации:

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

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

Первая помощь и лечение

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

Первая помощь состоит из таких действий:

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

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

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

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

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

Рассмотрены физические свойства угарного газа (окиси углерода CO) при нормальном атмосферном давлении в зависимости от температуры при отрицательных и положительных ее значениях.

В таблицах представлены следующие физические свойства CO: плотность угарного газа ρ , удельная теплоемкость при постоянном давлении C p , коэффициенты теплопроводности λ и динамической вязкости μ .

В первой таблице приведены значения плотности и удельной теплоемкости окиси углерода CO в диапазоне температуры от -73 до 2727°С.

Во второй таблице даны значения таких физических свойств угарного газа, как теплопроводность и его динамическая вязкость в интервале температуры от минус 200 до 1000°С.

Плотность угарного газа, как и , существенно зависит от температуры — при нагревании оксида углерода CO его плотность снижается. Например, при комнатной температуре плотность угарного газа имеет значение 1,129 кг/м 3 , но в процессе нагрева до температуры 1000°С, плотность этого газа уменьшается в 4,2 раза — до величины 0,268 кг/м 3 .

При нормальных условиях (температура 0°С) угарный газ имеет плотность 1,25 кг/м 3 . Если же сравнить его плотность с или другими распространенными газами, то плотность угарного газа относительно воздуха имеет меньшее значение — угарный газ легче воздуха. Он также легче и аргона, но тяжелее азота, водорода, гелия и других легких газов.

Удельная теплоемкость угарного газа при нормальных условиях равна 1040 Дж/(кг·град). В процессе роста температуры этого газа его удельная теплоемкость увеличивается. Например, при 2727°С ее значение составляет 1329 Дж/(кг·град).

Теплопроводность угарного газа при нормальных условиях имеет значение 0,02326 Вт/(м·град). Она увеличивается с ростом его температуры и при 1000°С становится равной 0,0806 Вт/(м·град). Следует отметить, что величина теплопроводности угарного газа немногим меньше этой величины у .

Динамическая вязкость угарного газа при комнатной температуре равна 0,0246·10 -7 Па·с. При нагревании окиси углерода, ее вязкость увеличивается. Такой характер зависимости динамической вязкости от температуры наблюдается у . Необходимо отметить, что угарный газ более вязкий чем водяной пар и диоксид углерода CO 2 , однако имеет меньшую вязкость по сравнению с окисью азота NO и воздухом.