一氧化碳是什么氧化物
一氧化碳,无机化合物,由碳元素和氧元素组成。化学式为CO,摩尔质量为28.010g/mol,密度为0.97g/cm3。一氧化碳是一种无色无味的气体,呈弱酸性,微溶于水,溶于苯、乙醇、醋酸和氯化亚铜。
一氧化碳是什么氧化物?
一氧化碳不是酸性氧化物也不是碱性氧化物。一氧化碳属于不成盐氧化物。一氧化碳能跟氢氧化钠起反应,生成甲酸的钠盐。但是在生成盐时没有生成水,所以一氧化碳仍属于不成盐氧化物。
一氧化碳的来源:
1、自然与人为
所有含碳燃料的不完全燃烧都会产生一氧化碳。在自然条件下,植物代谢或海洋和野火产生的一氧化碳释放进入大气。在自然条件下或人为情况下,甲烷和非甲烷碳氢化合物与轻自由基和臭氧产生氧化反应,也是大气中一氧化碳的一种来源。人类活动产生一氧化碳的主要来源于内燃机、天然气、石油、木材和固体废弃物。吸烟和排气炉不完全燃烧也可导致密闭空间内一氧化碳的聚积。
2、人体产生
人体内存在着多个合成并释放CO的生理代谢途径,其中依赖于还原型辅酶-Ⅱ(NADPH)的血红素加氧酶所催化的亚铁血红素分解生成CO是最主要的途径。血红素加氧酶存在三种同工酶:血红素加氧酶-1(HO-1)属于诱导型,可被内毒素、低氧和氧化剂等诱导。
HO-1广泛分布于脾脏、肝脏和骨髓等代谢活跃的器官,对诱导刺激都十分敏感。血红素加氧酶-2(HO-2)和血红素加氧酶-3(HO-3)为结构型,是细胞生理状态下的主要存在形式。HO-2主要分布于脑内,在血管平滑肌和内皮细胞中也有表达,肾上腺糖皮质激素可上调HO-2的表达。
HO-3主要分布于脾脏和肝脏等,其作用可能是调节依赖血红素的基因表达,但活性较低。生理条件下,人体每小时生成的CO接近20mmol,体内生成的CO大部分通过呼吸作用排出体外。
一氧化碳的生理作用:
1、人体
一氧化碳过去一直被认为是对生物体有毒性的气体,但20世纪80年代以来的科学研究发现,生物体内的血红素在血红素氧合酶的作用下,能被氧化分解出极微量的一氧化碳。这种内源性的一氧化碳具有神经信息传递功能,能介导某些生理和病理活动。并在发挥生物效应后经血红蛋白运输,由肺部排出体外。它与血压调控、肌肉松弛、激素的释放、痛觉与嗅觉的发生等有关,且在维持血管能力和心肌保护中也起作用。
2、微生物
在空气传播的细菌在高浓度的一氧化碳下可以存活,细菌培养物可以用一氧化碳鼓泡,毒性很小。还有相关研究称一氧化碳由宿主巨噬细胞“迫使细菌产生三磷酸腺苷”,这是一种危险相关的分子模式对于巨噬细胞。细菌衍生的ATP与巨噬细胞上的嘌呤能受体结合,导致激活炎症体以驱动病原体清除。
一氧化碳的理化性质:
1、物理性质
一氧化碳是一种无色无味的气体,不容易被液化和固化。一氧化碳微溶于水,20℃时为2.3ml/100ml,溶于苯、乙醇、醋酸和氯化亚铜。其摩尔质量为28.010g/mol,密度为0.97g/cm3,熔点为-205℃,沸点为-191℃,25℃时蒸汽压为1.55×108毫米汞柱,自燃温度为605℃。
2、化学性质
在高温的条件下,一氧化碳可以从很多金属氧化物中夺取氧,使金属还原。在常温下,一氧化碳还可以使一些化合物中的金属离子还原。例如:一氧化碳能使二氯化钯溶液、银氨溶液变黑,反应非常灵敏,因此可以用于检测微量一氧化碳的存在。在高温下,一氧化碳可以与氧气发生剧烈反应,生成二氧化碳。
一氧化碳的应用领域:
1、燃气
一氧化碳可以在空气或氧气中燃烧,释放出大量热,与燃煤相比,一氧化碳具有热值高、清洁卫生、污染少和使用方便等优点。所以一氧化碳是很好的工业燃气和民用生活燃气。
燃料电池不但能用氢气作燃料,还可利用一氧化碳等作燃料。如在工作温度为650℃的熔融碳酸盐燃料电池(MCFS),是用煤气作负极燃气,空气与二氧化碳的混合气为正极助燃气,用一定比例的碳酸锂和碳酸钠,低熔点混合物作电解质,以金属镍(燃料极)为催化剂制成的。
2、化工
一氧化碳是重要的碳基合成有机化工产品原料,如从一氧化碳出发可合成出甲醇、甲酸、醋酸、醋酸酐、二甲基甲酰胺、碳酸二甲酯、聚碳酸酯、光气、聚氨酯、草酸酯和金属羰基化合物等多种高附加值产品。
3、食品包装
CO对脱氧肌红蛋白的亲和力远远大于O2,故生成比氧合肌红蛋白更加稳定的碳氧肌红蛋白,使肉产生吸引人的樱桃色。在无氧混合气体中充入少量CO(≤0.4%)形成的CO气调(CO-MAP)有非常好的护色效果但是当碳氧肌红蛋白暴露在无CO的气氛中,CO将会从肌红蛋白中分解出来,成为游离状态。CO的毒性及所生成的碳氧肌红蛋白的稳定性导致其在食品包装的运用过程中存在争议。