Угарный газ – физические и химические свойства, превращения в организме

Всем привет!

Перечитывала недавно одну из своих любимых книг – «Я – робот» Айзека Азимова. Просто обожаю эти рассказы – с необычными, изящными сюжетами, легким юмором, оставляющие после прочтения столько мыслей, сколько не после каждого романа бывает. Именно поэтому, на мой взгляд, высшим пилотажем писательского мастерства являются именно рассказы – попробуй в небольшой объем текста вложи столько мыслей и эмоций! Поэтому очень люблю и часто перечитываю рассказы Азимова, Саймака, Бредбери, из современных российских – Евгения Лукина и Сергея Лукьяненко (сборник «Проводник отсюда»).

Но вернемся к Азимову. В рассказе «Хоровод» робот на Меркурии сошел с ума, и, если бы не знание химии, испытателям пришлось бы очень плохо. С поверхности Меркурия выделялась окись углерода, реагирующая с железом, из которого был сделан робот, это его и повредило.

Этот рассказ натолкнул меня на мысль рассказать об окиси углерода (угарном газе) – довольно интересном веществе, тем более, что сталкиваемся мы с ним ежедневно.

Химические свойства угарного газа, его источники в атмосфере, влияние на организм человека – все это будет в сегодняшней статье.

Что это такое

Это вещество, молекула которого состоит всего из двух атомов – углерода и кислорода. Соответственно, химическая формула угарного газа – СО.
Имеет несколько названий:

Физические свойства – это газ, чуть легче воздуха. Особенная опасность – не имеет цвета и запаха, поэтому человек не ощущает, когда он поступает в легкие. Если же вы где-то слышали или самим приходилось сталкиваться с так называемым «запахом угарного газа», то это не он пахнет, а органические примеси, которые в нем есть, чистый газ запаха не имеет.

По химическим свойствам это довольно активное вещество, например, его используют для восстановления железа из железной руды, получения карбонилов металлов, получения чистого никеля и т.д.

При содержании в воздухе от 12,5 до 74,2% СО воспламеняется с температурой пламени до 2100 градусов. Это свойство позволило в 19 веке использовать его как один из компонентов светильного и генераторного газов для освещения улиц и отопления помещений.

Нахождение в природе

Этот газ – естественный и постоянный компонент для земной атмосферы, его концентрация колеблется в интервале от 0,01 до 0,9 мг на кубический метр воздуха. Если вам трудно представить, сколько это, много или мало, сравните: кубометр воздуха весит приблизительно 1293 грамма, а если угарного газа в нем 0,9 миллиграмм, то в процентах это будет около 0,00007% (для сравнения, водорода в воздухе 0,00008% по массе). При такой концентрации никакого вреда организму не будет.

Откуда монооксид углерода берется в атмосфере? Есть природные и антропогенные (то есть связанные с деятельностью человека) источники.

Природные это:

• растения,
• животные (в том числе и человек),
• микроорганизмы,
• вулканические газы,
• болотный газ,
• естественные лесные пожары
• и т.д.

Например, в результате жизнедеятельности планктона и водорослей, с поверхности океана выделяется в атмосферу около 220 000 000 тонн СО в год.

В организме человека в результате биохимических реакций также выделяется окись углерода – около 10 мл в сутки.

Основной источник антропогенного угарного газа в атмосферу – это выхлопные газы автомобилей. Они дают около 60%. Содержание угарного газа в выхлопных газах автомобиля не должно превышать 3%, но, положа руку на сердце, скажите, как часто соблюдается эта цифра? Из-за неисправности двигателя она может достигать 10-12%.

Как СО ведет себя в организме

Для начала, откуда окись углерода берется в организме, те самые 10 мл, о которых я говорила выше? В самых общих чертах, он является одним из продуктов реакции превращения гемоглобина в билирубин. Затем он связывается гемоглобином крови и вместе с углекислым газом транспортируется в легкие, чтобы выйти из них при выдохе.

Теперь чуть подробнее про гемоглобин. В его состав входят ионы двухвалентного железа, с помощью которых происходит перенос кислорода, попавшего в организм с воздухом. Именно гемоглобин крови разносит кислород по тканям организма, чтобы они могли нормально функционировать.

Но проблема в том, что монооксид углерода присоединяется к гемоглобину во много раз легче кислорода. Так что, если в воздухе появляется избыток окиси углерода, то она составит успешную конкуренцию кислороду и будет захватывать гемоглобин, не давая кислороду присоединиться к нему. При этом образуется вещество под названием карбоксигемоглобин. Оно достаточно прочное, поэтому при длительном вдыхании СО будет накапливаться в крови, вытесняя кислород.

Карбоксигемоглобин имеет ярко-красную окраску, именно поэтому кожа человека краснеет, кровь и внутренние ткани организма становятся вишнево-красного цвета. Таким образом, при вскрытии (если дойдет до смертельного исхода) сразу становится ясно, от чего умер человек.
Это я, что называется, «на пальцах», рассказала, как происходит накопление в организме угарного газа и постепенное удушье. Надеюсь, получилось более-менее понятно

Кроме того, монооксид углерода действует не только на гемоглобин. В мышечном белке миоглобине также содержатся ионы железа. С ними угарный газ соединяется, образуя карбоксимиоглобин. Правда, не так легко, как с гемоглобином крови, но, тем не менее, этого хватает, чтобы человек почувствовал мышечную слабость, которая является одним из признаков отравления.

Еще пару слов скажу о курении. Не знаю, знаете ли вы или нет, но в табачном дыме содержится до 1% угарного газа. Так что, если вы курите, то автоматически каждый день подвергаете себя хроническому отравлению этим веществом. В случае, если вы окажетесь в ситуации, когда в воздухе превышено содержание окиси углерода (например, на пожаре), то у вас гораздо больше шансов умереть, чем у некурящего человека, так как отравление наступит гораздо быстрее.

Отравлению угарным газом подвергаются также люди, которые не курят, но находятся в помещении, заполненным табачным дымом.

Пожалуй, на этом сегодня и закончу. Кому интересна дискуссия, присоединяйтесь в комментариях.

Наталья Брянцева

P.S. Поздравляю всех с сегодняшним Днем эколога и защиты окружающей среды, а себя – с Днем рождения моего сына. 8 лет вредности и ехидства, непоседливости и растяпства, доброты и сострадательности. Жаль, нет моего упрямства и целеустремленности, но, может, со временем появятся?

KidsChemistry теперь есть и в социальных сетях. Присоединяйтесь прямо сейчас! Одноклассники, В контакте, Facebook, Twitter.