محتويات
أول أكسيد الكربون
ما هو رمز أول أكسيد الكربون؟
أول أكسيد الكربون Carbon Monoxide ويشار إليه أيضََا باسم أحادي أكسيد الكربون، يُرمز له كيميائيَََا بالرمز CO، وهو عبارة عن غاز سام ومستقر كيميائيََا، عديم اللون والرائحة، وينتج عن عمليات الاحتراق غير الكاملة للمواد العضوية المحتوية على الكربون، ويسهم أول أكسيد الكربون بشكل ثانوي في التفاعلات الضوئية التي تشكل الأوزون، كما ينتج عن أكسدة CH4 أو الأيزوبرين، ويتواجد في الطبيعة نتيجةََ لاحتراق الوقود العضوي وحرائق الغابات.[١]
يمكن تحضير غاز أول أكسيد الكربون عن طريق تمرير الهواء عبر طبقة من الفحم الفحم المتوهج، أو عن طريق تفاعل الغاز الطبيعي مع الأكسجين عند درجات حرارة عالية عند وجود محفز.[٢]
يعد أول أكسيد الكربون غازًا سامًا، وهو غاز مستقر كيميائيََا عديم اللون والرائحة ينتج عن عمليات الاحتراق غير الكاملة للمواد العضوية المحتوية على الكربون.
خصائص أول أكسيد الكربون
ما هي سمات أول أكسيد الكربون الكيميائية والفيزيائية؟
يعد غاز أول أكسيد الكربون غازََا ذو سمية عالية، وهو سريع الاشتعال، كما أنه يستخدم في تصنيع العديد من المنتجات الكيميائية العضوية وغير العضوية، وينتج عن عملية احتراق غير كاملة للكربون بحيث لا يتحول إلى ثاني أكسيد الكربون كما يجب فينتج غاز أول أكسيد الكربون[٣]، وفيما يأتي توضيح خصائص غاز أول أكسيد الكربون الكيميائية والفيزيائية:
الخصائص الفيزيائية لأول أكسيد الكربون
يمتلك غاز أول أكسيد الكربون العديد من الخصائص الفيزيائية التي تميزه عن غيره من الغازات في الطبيعة، ومن هذه الخصائص ما يأتي:[٤]
- الحالة الفيزيائية: يعد غاز أول أكسيد الكربون غازََا عديم اللون وعديم الرائحة والطعم.
- الوزن: غاز أول أكسيد الكربون غاز أخف منالهواء.، حيث إن وزن أول أكسيد الكربون الجزيئي 28.01 غ/مول.
- الغليان: نقطة الغليان 191.5- درجة مئوية.
- الانصهار: نقطة الانصهار 198.8- درجة مئوية.
الخصائص الكيميائية لأول أكسيد الكربون
لغاز أول أكسيد الكربون خصائص كيميائية كما له خصائص فيزيائية وهي كالآتي:
- يعد غاز أول أكسيد الكربون مركبََا أحادي الكربون، إذ يرتبط فيه الكربون بذرة أكسجين واحدة.
- يتفاعل أول أكسيد الكربون مع الهيدروجين ليشكلان موادََا أولية في تصنيع الميثانول.[٢]
- يتفاعل أول أكسيد الكربون مع بخار الماء عند درجات حرارة عالية ليكوّن ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين وتعد هذه العملية مصدرََا للهيدروجين.[٢]
يتميز أول أكسيد الكربون بأنه غاز عديم اللون والرائحة، كما أنه أخف من الهواء، وهو مادة أولية يتم مزجها مع العديد من المواد الكيميائية المختلفة لتحضير مركبات كيميائية هامة.
أبرز مصادر أول أكسيد الكربون
هل ينتج أول أكسيد الكربون من الثلاجات؟
هناك العديد من المصادر المٌنتجة لغاز أول أكسيد الكربون سواء أكان هذه المصادر داخل المنزل أم خارجه، وفيما يأتي أهم مصادر أول أكسيد الكربون والتي قد يتعامل معها البشر بشكل يومي:[٥]
- سخانات الغاز: يجب الحذر عند استخدام سخانات الغاز في عملية التدفئة، كما يجب عدم تشغيل سخانات الغاز المحمولة داخل الأماكن المغلقة لأن هذا يؤدي إلى تراكم أول أكسيد الكربون .
- المداخن: في حال وجود انسداد داخل المداخن فإن غاز أول أكسيد الكربون سيتراكم داخل المنزل مسببََا التسمم، ولتجنب هذا فإنه يجب تنظيف المداخن كل عام قبل استخدامها.
- أنابيب التهوية: يجب أن تكون أنابيب التهوية أفقية مع ميلانها للأعلى، وذلك لتسهيل إخراج الهواء المحتوي على أول أكسيد الكربون من المنزل أو المكان المغلق، كما يجب تثبيت الوصلات والأنابيب بإحكام لتجنب التسريب وعودة الغاز إلى المنزل.
- السخانات الكيميائية عديمة اللهب: يجب عدم استخدام أو الحرص عند استخدام مثل هذه السخانات داخل المنازل بسبب انبعاث غاز أول أكسيد الكربون منها.
- نظام التدفئة وسخان المياه: يجب فحص خدمة التدفئة وسخان المياه وأي أجهزة تعمل بالغاز أو الفحم من قبل فني متخصص كل عام.
- الثلاجة: قد ينتج عن الثلاجة تسريب في غاز أول أكسيد الكربون إذا حدث ثقب في أحد أنابيب الغاز، لذا يجب تفحّصها باستمرار.
- المولدات: من الضروري عند استخدام هذه المعدات البحث عن مكان قريب من التهوية بحيث لا يبعد عن النافذة أو الباب أكثر من 6 أمتار.
يوجد العديد من المصادر المنتجة لغاز أول أكسيد الكربون والتي يجب مراقبتها، ومن هذه المصادر سخانات الغاز، الأفران والمداخن، السخانات الكيميائية عديمة اللهب، خطوط التهوية، مواقد الغاز، والمولدات.
مجالات استخدام أول أكسيد الكربون
كيف يتم الاستفادة من غاز أول أكسيد الكربون في الصناعة؟
يستخدم أول أكسيد الكربون في العديد من المجالات، وهذا المقال يأتي على توضيح هذه الاستخدامات:
استخدامات أول أكسيد الكربون في الصناعة
يتم استخدام غاز أول أكسيد الكربون في تصنيع العديد من المواد والمنتجات الصناعية منها:[٦]
- عامل اختزال: يعد غاز أول أكسيد الكربون عامل اختزال بحيث يتم تمرير أول أكسيد الكربون فوق أكاسيد الحديد الساخنة فتتحول إلى حديد معدني، بينما يتأكسد أول أكسيد الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون.
- وقود في التصنيع: يعد أول أكسيد الكربون مركبََا صناعيََا مهمََا للغاية إذ يعد غازََا مٌنتجََا أو غازََا مائيََا، إذ يستخدم على نطاق واسع كوقود في العمليات الصناعية.
- فصل النيكل: يستخدم أول أكسيد الكربون في عملية فصل النيكل عن المعادن الأخرى يتم تسخين خليط من الخامات المعدنية بدرجة حرارة تتراوح ما بين 50 إلى 80 درجة مئوية في وجود الغاز المُنتج بحيث يتماختزال جميع أكاسيد المعادن إلى حالتها المعدنية عدا النيكل.
- تصنيع الهيدروكربونات: يدخل أول أكسيد الكربون في تصنيع الهيدروكربونات ومشتقاتها عن طريق مزجه مع الأكسجين والهيدروجين.
- تصنيع الكربونيل: يتفاعل أول أكسيد الكربون أيضًا مع معادن معينة، خاصة الحديد والكوبالت والنيكل، لتكوين مركبات تعرف باسم الكربونيل، ومن الأمثلة على استخدامات مثل هذه المركبات رباعي كربونات النيكل عالي السمية لإنتاج طلاءات ومساحيق نيكل عالية النقاوة.
استخدامات أول أكسيد الكربون في الكيمياء
يستخدم غاز أول أكسيد الكربون في تحضير وإنتاج العديد من المواد الكيميائية، وفيما يأتي توضيح لاستخدامات هذا الغاز في الكيمياء:[٧]
- إنتاج المواد الوسيطة الكيميائية: يستخدم أول أكسيد الكربون بشكل كبير في إنتاج المواد الوسيطة الكيميائية، إذ يستخدم أول أكسيد الكربون في إنتاج الهيدروجين، حمض الخليك، الخل غير المهدرج، حمض الفورميك، فورمات الميثيل، حمض الأكريليك وحمض البروبانويك.
- تحضير المركبات الكيميائية: يدخل غاز أول أكسيد الكربون في تحضير العديد من المركبات الكيميائية مثل تحضير المحفزات غير المتجانسة، المعادن النقية، الفوسجين، كلوريد الألومنيوم.
استخدامات أول أكسيد الكربون في الطب
هناك العديد من الدراسات المتعلقة بمدى فائدة أول أكسيد الكربون في العديد من الأمراض، إلا أنه يتم إعطاء هذا الغاز تحت الرقابة الطبية وبكمية محدّدة يتم استنشاقها من قبل المريض، ومن أهم إسهامات هذا الغاز في المجال الطبي ما يأتي:[٨]
- يساعد في علاج تسمم الدم ومرض الأنيميا المنجلية ومضاعفات زرع الأعضاء وتليف الرئة والتهاب القولون التقرحي والسرطان وأمراض القلب.
- يمكن أن يهدئ الالتهاب، ويحمي الأنسجة من الإجهاد التأكسدي ومن الممكن أيضََا أن يمنع موت الخلايا.
- يعد أول أكسيد الكربون من الغازات التي يمكن أن تعمل كإشارات كيميائية في الجسم عند تراكيز قليلة.
استخدامات أول أكسيد الكربون في الإلكترونيات
على الرغم من أن غاز أول أكسيد الكربون يعد منتجََا ثانويََا ضارََا وغير مرغوب فيه حيث ينتج عن احتراق غير تام للمواد العضوية المحتوية على الكربون مسببََا الاختناق لدى البشر ومؤثرََا على النظام البيئي ككل، إلا أن غاز أول أكسيد الكربون له أهمية كبيرة في العديد من المجالات المختلفة لا سيما التطبيقات الخاصة بالإلكترونيات، بحيث يتم استخدام غاز أول أكسيد الكربون في عالم الإلكترونيات، بحيث يستخدم في عملية تصنيع الإلكترونيات وأشباه الموصلات خاصةً.[٩]
يستخدم غاز أول أكسيد الكربون في العديد من المجالات، بحيث إنه يستخدم في العديد من التطبيقات الصناعية، كما يستخدم في تحضير العديد من المركبات الكيميائية المهمة، وهو مفيد طبيََا أيضََا بتراكيز معينه وتحت الإشراف الطبي، كما أنه يستخدم في تصنيع المواد الإلكترونية وأشباه الموصلات.
أبرز أضرار أول أكسيد الكربون على الصحة والبيئة
هل يؤدي أول أكسيد الكربون إلى الموت؟
أضرار أول أكسيد الكربون على صحة الإنسان
يؤدي التعرّض لأول أكسيد الكربون واستنشاقه إلى حالات مرضية خطيرة، وقد يؤدي إلى الموت وذلك بحسب التركيز الذي تم استنشاقه والمدة الزمنية التي تعرّض لها الشخص المستنشِق، وعند استنشاق الإنسان لغاز أول أكسيد الكربون فإن جزيء أول أكسيد الكربون يدخل إلى الدم ويرتبط بجزيء الهيم بدلََا من الأكسجين، ليحل أول أكسيد الكربون محل الأكسجين في الدم مسبّبََا الدوار، الغثيان، القيء والتعب الشديد.[١٠]
وتبلغ الجاذبية بين جزيء الهيم وأول أكسيد الكربون 250 ضعف الجاذبية بين جزيء الهيم والأكسجين لذلك فهو خطير جدََا لأنه من السهل جدََا أن يحل محل الأكسجين لذا فإنه من الممكن أن يتسبب التعرض المستمر لأول أكسيد الكربون في تلف دائم فيالدماغ أو الأعصاب أو القلب التي من الصعب التعافي منها وقد تحتاج إلى سنوات.[١٠]
أضرار أول أكسيد الكربون على البيئة
على المستوى العالمي، فإن أول أكسيد الكربون لا يؤثر بشكل كبير على النظام البيئي، إلا أنه وبالقرب من موقع انبعاثه، فإنه من الممكن أن يتفاعل مع المواد الأخرى التي تسبب تلوث الهواء ونتيجة لهذا التفاعل فإنه من الممكن تكوين كميات ضارة من الغازات التي تزيد من ثقب الأوزون، ومن ناحية أخرى فإنه من المؤثرات على الكائنات الحية، بحيث إنه يعتبر قاتلََا لها بسبب تفاعله بشدة مع أجهزتها التنفسية وهذا أيضََا يعد من المؤثرات على النظام البيئي.[١١]
من الأضرار التي يسببها غاز أول أكسيد الكربون على صحة الإنسان أن استنشاقه قد يؤدي إلى الموت وذلك بسبب ارتباطه بالهيم داخل الدم بدلََا من الأكسجين مسببََا موت الأنسجة وتلفها، كما أنه يتفاعل مع ملوِّثات الهواء المختلفة مما يؤدي إلى تكون كميات من الأوزون تضر بالنظام البيئي.
علامات التسمم بأول أكسيد الكربون وكيفية الإسعاف
قد يحدث التسمم بأول أكسيد الكربون مما يؤثر على صحة الإنسان، وهنا لا بد من إسعاف الشخص المصاب بسرعة وذلك اعتمادًا على علامات التسمم التي ستظهر عليه.[١٢]
علامات التسمم بأول أكسيد الكربون
قد تظهر الأعراض الآتية على الشخص المصاب بتسمم أول أكسيد الكربون:[١٢]
- الصداع الخفيف.
- الدوخة والتعب.
- الغثيان أو القيء.
- ضيق في التنفس.
- الرؤية المشوّشة والإلتباس.
- فقدان الوعي، وقد يموت الشخص دون أن يشعر بهذه الأعراض وخاصة إذا كان نائمََا.
الإسعافات الأولية عند التسمم بأول أكسيد الكربون
عند وجود شخص متعرِّض لأول أكسيد الكربون، فإن إسعافه المبكر يعد سببََا في نجاته، ومن أهم الإسعافات الأولية التي تقدّم له ما يأتي:[١٣]
- تعريض الشخص المصاب للهواء النقي وإبعاده عن مصدر التسمم، وإغلاق مصدر الانبعاث بطريقة آمنة إن أمكن.
- الاتصال برقم الطوارئ الخاص بمنطقة الشخص المصاب.
- عملإنعاش قلبي رئوي له في حال كان الشخص غير مستجيب أو لا يتنفس.
- عمل الإنعاش القلبي باستمرار إلى حين وصول الإسعاف في حال كان المصاب طفلََا.
عند وصول الإسعاف وفي المستشفى يتم معالجة المريض بتقديم الأكسجين له بنسبة 100% ولمدد مختلفة بالاعتماد على نسبة التعرّض للغاز السام.
كيفية الوقاية من التسمم بأول أكسيد الكربون
هناك العديد من الأمور الهامة والتي يجب مراعاتها عند استخدام أجهزة الاحتراق أو التدفئة داخل الأماكن المغلقة، وذلك للحفاظ على السلامة العامة، ومن الأمور الواجب مراعاتها ما يأتي:[١٤]
- التأكد من التهوية السليمة وأن أنابيب التهوية الخاصة بالأفران والغازات موصولة بشكل أفقي مائل للأعلى والتأكد من عدم وجود أي تسريبات.
- عدم حرق الفحم داخل المنشآت نهائيََا لأنها تطلق كميات كبيرة من أول أكسيد الكربون.
- فحص أنظمة التدفئة والمداخن سنويََا ومن قبل فني مختص.
- القيام بتثبيت جهاز كاشف لأول أكسيد الكربون.
عند تسمم الشخص بأول أكسيد الكربون فإنه قد يشعر بالصداع والتعب، وقد يغيب عن الوعي، ولذلك من الضروري إبعاده عن مصدر التسمم والاتصال بالإسعاف والقيام بالإسعافات الأولية اللازمة له، كما يجب تفقد المنزل باستمرار للحفاظ عليه خاليََا من أول أكسيد الكربون .
المراجع
- ↑ "Carbon Monoxide", www.sciencedirect.com, Retrieved 2020-12-02. Edited.
- ^ أ ب ت "Carbon monoxide", www.britannica.com, Retrieved 2020-12-03. Edited.
- ↑ "Carbon monoxide", www.britannica.com, Retrieved 2020-12-02. Edited.
- ↑ "Carbon monoxide", pubchem.ncbi.nlm.nih.gov, Retrieved 10/12/2020. Edited.
- ↑ "Carbon Monoxide Poisoningg", www.cdc.gov, Retrieved 2020-12-06. Edited.
- ↑ "Carbon Monoxide Uses", science.jrank.org, Retrieved 2020-12-03. Edited.
- ↑ "Carbon monoxide", pubchem.ncbi.nlm.nih.gov, Retrieved 2020-12-03. Edited.
- ↑ "Carbon monoxide can be deadly. But researchers want to use it for good", cen.acs.org, Retrieved 2020-12-03. Edited.
- ↑ "CARBON MONOXIDE VS. CARBON DIOXIDE: LET’S COMPARE", www.indsci.com, Retrieved 10/12/2020. Edited.
- ^ أ ب "Carbon Monoxide Poisoning: Health Effects (AEN-166)", www.abe.iastate.edu, Retrieved 2020-12-04. Edited.
- ↑ "Carbon monoxide", energyeducation.ca, Retrieved 2020-12-04. Edited.
- ^ أ ب "Carbon monoxide poisoning", www.mayoclinic.org, Retrieved 2020-12-04. Edited.
- ↑ "Carbon Monoxide Poisoning Treatment", www.webmd.com, Retrieved 2020-12-04. Edited.
- ↑ "What is Carbon Monoxide?", www.cdc.gov, Retrieved 2020-12-04. Edited.
