一氧化碳高温可以煮吗
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发布时间:2023-02-23 02:19
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时间:2024-12-03 14:21
一氧化碳[69](carbon monoxide[69]),一种碳氧化合物,化学式为CO[69],分子量为28.0101[69],通常状况下为是无色、无臭、无味的气体。物理性质上,一氧化碳的熔点为-205℃[69],沸点为-191.5℃[69],难溶于水(20℃时在水中的溶解度为0.002838g[1]),不易液化和固化。化学性质上,一氧化碳既有还原性,又有氧化性,能发生氧化反应(燃烧反应)、歧化反应等;同时具有毒性,较高浓度时能使人出现不同程度中毒症状,危害人体的脑、心、肝、肾、肺及其他组织,甚至电击样死亡,人吸入最低致死浓度为5000ppm(5分钟)。工业上,一氧化碳是一碳化学的基础,可由焦炭氧气法等方法制得,主要用于生产甲醇和光气以及有机合成等。
中文名
一氧化碳
外文名
carbon monoxide[2]
化学式
CO[2]
分子量
28.0101[3]
CAS登录号
630-08-0[2]
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研究简史
在古希腊时代,哲学家亚里士多德(Aristotle,前384年-前322年)曾记录了燃烧的煤炭散发有毒烟气(toxic fumes)的现象。当时有这样一种执行死刑的方法:将罪犯关在一间浴室,并在浴室内放置文火燃烧的煤炭(smouldering coals)。对此,古希腊医生盖伦(Galen,129年-199年)推测,由于浴室内空气的组成(composition)发生了变化,因此呼入后会对人体造成伤害。[5]
之后,比利时化学家海尔蒙特(即扬·巴普蒂斯塔·范·海尔蒙特,Jan Baptista van Helmont,1580年-1644年)曾在实验中研究燃烧木炭和其他可燃物生成的碳气(gas carbonum),发现由文火燃烧的木炭(smouldering charcoal)产生的一种有毒气体能危及自己的生命,并记述了自己被燃烧的木炭的烟熏时的症状——一氧化碳中毒的症状。[5]
1776年,法国化学家拉索纳(即约瑟夫·玛丽·弗朗索瓦·拉索纳,Joseph Marie François de Lassone,1717年7月3日-1788年12月6日或8日,又译“J.M.F.德拉松”[6]“拉索内”[7]“赖森”[8]“列桑”[9]和“拉逊”[10]等)通过加热锌白和木炭而制得了一氧化碳气体。但由于一氧化碳燃烧时产生了与氢气类似的蓝色火焰,拉索纳在《皇家科学院备忘录》(Mém. de l 'Acad. Roy des Sciences)(Vol. XC)中错误地把制得的一氧化碳气体描述为“一种性质极怪异的可燃空气”——氢气。[11][12]之后,普里斯特利(即约瑟夫·普里斯特利,Joseph Priestley,1733年-1804年)在1785年利用木炭加热铸皮(氧化铁)制备了一氧化碳,但由于信奉“燃素说”,他也误以为制得的是“可燃空气”。[5]
1801年,《尼克森杂志》(Nicholson’s Journal)上发表了苏格兰化学家克鲁克尚克(即威廉·康伯兰·克鲁克尚克,William Cumberland Cruikshank,1745年-1800年6月27日,又译“威廉·克鲁克香克”[6]等)的2篇报告,证明了普里斯特利所谓的“可燃空气”是由碳元素和氧元素组成的化合物。[5][13][14]
1846年,法国生理学家克劳德·伯纳德(Claude Bernard,1813年-1878年)让狗吸入一氧化碳气体,发现狗的血液“变得比任何动脉中的血都要鲜红”,这是最早对一氧化碳毒性进行的研究(血液变成“樱桃红色”的现象后来被证实为是一氧化碳中毒的特有的临床症状)。[12]
分子结构
CO分子是由一个C原子和一个O原子结合成的异核双原子分子,分子形状为直线形。[15][16]
根据电子配对法(价键理论),C原子(1s22s22px2py)和O原子(1s22s22px22py2pz)各含两个未成对的电子,由此可以构成两个共价键:一个是2px沿x轴偶合构成的σ键,另一个是2py电子沿x轴“肩并肩”构成π键。其结构应该是一般的双键结构:
。与此相应的,其双键的特性应该与一般的碳氧双键(羰基)一样,即键长为121 pm、键能为724 kJ/mol〔约173千卡/克键,克键指1克分子(gram-atom)物质所含键的数量,即1mol键[17][18]〕、偶极矩为7.7×10-30C·m(约2.3德拜)。但实际测得CO的键长为113 pm,比一般碳氧双键的短;键能为1071.1kJ/mol(约256千卡/克键),比一般碳氧双键的大;偶极矩为3.3×10-31 C·m(约0.1德拜),约为一般碳氧双键的
。由于以上矛盾,有学者提出了三重键的结构式:
,即在CO分子中,除有一个σ键和一个π键外,还有一个配位键(用“←”表示)。[15][19][20]
而按照分子轨道法(分子轨道理论),可以自然地得到CO分子具有三重键的结构。按照分子轨道法,CO分子轨道是由C原子轨道和O原子轨道组合而成的,CO分子轨道形成式为
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