Как образуется угарный газ в печи
Как образуется угарный газ в печи
Оксид углерода(II) – СО
(угарный газ, окись углерода, монооксид углерода)
Физические свойства: бесцветный ядовитый газ без вкуса и запаха, горит голубоватым пламенем, легче воздуха, плохо растворим в воде. Концентрация угарного газа в воздухе 12,5—74 % взрывоопасна.
Формальная степень окисления углерода +2 не отражает строение молекулы СО, в которой помимо двойной связи, образованной обобществлением электронов С и О, имеется дополнительная, образованная по донорно-акцепторному механизму за счет неподеленной пары электронов кислорода (изображена стрелкой):
В связи с этим молекула СО очень прочна и способна вступать в реакции окисления-восстановления только при высоких температурах. При обычных условиях СО не взаимодействует с водой, щелочами или кислотами.
Основным антропогенным источником угарного газа CO в настоящее время служат выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания. Угарный газ образуется при сгорании топлива в двигателях внутреннего сгорания при недостаточных температурах или плохой настройке системы подачи воздуха (подается недостаточное количество кислорода для окисления угарного газа CO в углекислый газ CO2). В естественных условиях, на поверхности Земли, угарный газ CO образуется при неполном анаэробном разложении органических соединений и при сгорании биомассы, в основном в ходе лесных и степных пожаров.
1) В промышленности (в газогенераторах):
CO2 + C = 2CO – 175 кДж
В газогенераторах иногда через раскалённый уголь продувают водяной пар:
смесь СО + Н2 – называется синтез – газом .
2) В лаборатории — термическим разложением муравьиной или щавелевой кислоты в присутствии H2SO4(конц.):
При обычных условиях CO инертен; при нагревании – восстановитель;
CO — несолеобразующий оксид .
2 C +2 O + O 2 t ˚ C → 2 C +4 O 2 ↑
C +2 O + CuO t ˚ C → Сu + C +4 O2↑
3) с хлором (на свету)
CO + Cl2 свет → COCl2 (фосген – ядовитый газ)
4)* реагирует с расплавами щелочей (под давлением)
CO + NaOH P → HCOONa (формиат натрия)
Влияние угарного газа на живые организмы:
Угарный газ опасен, потому что он лишает возможности кровь нести кислород к жизненно важным органам, таким как сердце и мозг. Угарный газ объединяется с гемоглобином, который переносит кислород к клеткам организма, в следствии чего тот становится непригодным для транспортировки кислорода. В зависимости от вдыхаемого количества, угарный газ ухудшает координацию, обостряет сердечно-сосудистые заболевания и вызывает усталость, головную боль, слабость, Влияние угарного газа на здоровье человека зависит от его концентрации и времени воздействия на организм. Концентрация угарного газа в воздухе более 0,1% приводит к смерти в течение одного часа, а концентрация более 1,2% в течении трех минут.
Главным образом угарный газ применяют, как горючий газ в смеси с азотом, так называемый генераторный или воздушный газ, или же в смеси с водородом водяной газ. В металлургии для восстановления металлов из их руд. Для получения металлов высокой чистоты при разложении карбонилов.
№1. Закончите уравнения реакций, составьте электронный баланс для каждой из реакций, укажите процессы окисления и восстановления; окислитель и восстановитель:
№2. Вычислите количество энергии, которое необходимо для получения 448 л угарного газа согласно термохимическому уравнению
Как образуется угарный газ в печи
Угарный газ и печное отопление
Образование угарного газа в печи
Угарный газ образуется при горении углерода в условиях недостатка кислорода. Сгорание топлива в печах идёт в несколько стадий: углерод сгорает с выделением углекислого газа CO 2 (неполное сгорание дымовых газов); затем углекислый газ взаимодействует с раскаленными коксовыми остатками топлива или угля, образуя угарный газ; угарный газ сгорает (синие языки пламени) с образованием углекислого газа, который удаляется через дымоход.
При отсутствии тяги в печи (забит дымоход, преждевременно закрыта заслонка, нет приточного воздуха для горения), угли продолжают тлеть в условиях недостаточной подачи кислорода, угарный газ не сгорает и может распространиться по отапливаемому помещению, вызвав токсичное действие на организм человека и отравление (угар).
Угарный газ CO и углекислый газ CO 2
Процессы образования углекислого газа в угарный газ и обратно, во время горения топлива в печи, происходят непрерывно. Когда топливо почти прогорело, хорошо видно сгорание угарного газа синим пламенем и образование углекислого газа (составная часть дымовых газов). При нормальных условиях горения весь угарный газ сгорает в топливнике печи практически без остатка.
Углекислый газ CO 2 — бесцветный газ со слабым кисловатым запахом. Углекислый газ, как более тяжёлый по сравнению с воздухом, скапливается в углублениях (подвалы, колодцы, штольни, катакомбы, пещеры). При задымлении помещения при обратной тяге в дымоходе, как раз много углекислого газа.
Угарный газ CO — продукт неполного сгорания и сильнейший яд. Отравление углекислым газом оказывает менее токсичное воздействие.
Причины отравления угарным газом
Отсутствие у ядовитого угарного газа цвета и запаха, делают угарный газ особенно опасным. Причиной отравления угарным газом является:
- Нарушение правил эксплуатации печного отопления (несвоевременное закрытие печной заслонки, недостаточный доступ свежего воздуха в топливник, плохая тяга).
- Неисправная работа печи и дымохода (трещины в конструкции печи, забитый дымоход).
- Нахождение человека в очаге пожара.
- Техническое обслуживание автомобиля в гараже или помещении с плохой вентиляцией.
- Сон в автомобиле с включенным двигателем.
- Использование некачественного воздуха в аквалангах и дыхательных аппаратах
- Использование гриля на древесном угле в беседке барбекю с плохой вентиляцией.
Симптомы и признаки отравления угарным газом
Симптомы отравления распознать вначале очень трудно, поэтому Вы можете и не догадываться, что причиной недомогания является угарный газ. Проявление одинаковых симптомов у всех людей, находящихся в одном помещении, позволяет распознать момент отравления угарным газом.
При небольшой концентрации окиси углерода могут появиться первые признаки токсичного действия и отравления: слезоточение, головная боль и головокружение, слабость и тошнота, сухой кашель, спутанность сознания, возможны зрительные и слуховые галлюцинации. Почувствовав симптомы отравления, как можно быстрее покинуть помещение, выйдя на свежий воздух. На открытом пространстве опасность отравления минимальна.
При большом времени нахождения в помещении с небольшой концентрацией угарного газа, наблюдаются симптомы отравления: нарушение дыхания, тахикардия, расстройство координации движений, зрительные галлюцинации, сонливость, посинение слизистых оболочек и кожи лица, рвота, возможны судороги, потеря сознания.
При повышенной концентрации угарного газа в воздухе помещения, возникает потеря сознания и коматозное состояние с судорогами. Без оказания первой медицинской помощи пострадавшему от отравления угарным газом, может наступить смерть.
Влияние угарного газа на организм
Угарный газ поступает через легкие, связывается с гемоглобином в крови пострадавшего и блокирует передачу кислорода тканям и органам. От кислородного голодания нарушается работа нервной системы и головного мозга. Чем выше концентрация угарного газа и больше время нахождения в помещении, тем сильнее отравление и выше вероятность летального исхода.
После отравления необходимо медицинское наблюдение в течении нескольких дней, так как часто наблюдаются осложнения. Больные с тяжёлым отравлением подлежат госпитализации. Проблемы с легкими и нервной системой возможны даже через несколько недель после отравления угарным газом. Интересно но факт: на женщин угарный газ действует меньше, чем на мужчин.
Первая помощь при отравлении
Надо помнить, что во время выведения пострадавшего из помещения с опасной концентрацией угарного газа, в первую очередь необходимо обезопасить себя, во избежание отравления также. Основным «противоядием» при отравлении угарным газом, служит кислород. Первая помощь при отравлении угарным газом:
- Вынести пострадавшего на свежий воздух.
- Устранить поступление угарного газа. Проветрить помещение (открыть окна и двери) и покинуть помещение.
- Если пострадавший в сознании, обеспечить непрерывный доступ свежего воздуха и кратковременное вдыхание нашатырного спирта, растереть тело. Вызвать «скорую помощь».
- Если пострадавший без сознания, необходимо немедленно начать искусственное дыхание до прихода в сознание или до приезда скорой помощи.
- Сообщить врачу скорой помощи, о подозрении в отравлении угарным газом.
Если пострадавший от угарного газа пришёл в себя, но длительное время находился в бессознательном состоянии, то он срочно подлежит транспортировке в медицинское учреждение и лечении. Отравление угарным газом определяют на основании анализа крови.
Детектор или сигнализатор угарного газа
Отравления или угара легче избежать, используя в доме автономный сигнализатор или датчик угарного газа. Если концентрация угарного газа в жилом доме или техническом помещении превысит допустимый уровень, датчик сигнализирует, предупреждая об опасности. Сигнализаторы обнаружения угарного газа — электрохимические датчики, предназначенные для непрерывного контроля уровня содержания CO в воздухе помещения и реагирующие звуковыми и световыми сигналами на повышенный уровень концентрации угарного газа.
При выборе датчика-сигнализатора, следует обратить внимание на особенности приборов (при внешнем сходстве): дымовые сигнализаторы и датчики открытого огня, датчики угарного газа CO и датчики углекислого газа CO 2 реагируют на разные компоненты в воздухе помещения. Датчики угарного газа монтируются на высоте 1,5 метра от пола (некоторые компании производители рекомендуют 15-20 см от потолка), дымовой датчик должен висеть на потолке, прибор обнаружения углекислого газа CO 2 рекомендован к установке на уровне пола или на уровне панели приборов (углекислый газ тяжелее воздуха).
Во многих странах использование вышеперечисленных датчиков регламентировано законодательством для обеспечения здоровья и безопасности населения. В Европе — обязательное наличие только дымового датчика. Установка в домах с печным отоплением или камином датчика угарного газа у нас является пока делом добровольным. Датчики угарного газа относительно недорогие, хотя измерять деньгами цену человеческой жизни некорректно.
Предупреждение отравления угарным газом
При соблюдении правил безопасности можно избежать отравления угарным газом:
- Не использовать устройства, сжигающие топливо, без достаточных знаний, навыков и инструментов.
- Убедитесь в исправности работе печи, дымохода, приточной и вытяжной вентиляции.
- Не сжигать древесный уголь в помещении с плохой вентиляцией.
- На дымовых каналах печей, работающих на дровах, следует предусматривать установку последовательно двух плотных задвижек, а на каналах печей, работающих на угле или торфе, — одной задвижки с отверстием в ней диаметром 15 мм. (пункт 3.72 СНиП 2.04.05-91*)
- Не оставлять в гараже машину с включённым двигателем.
Датчики, сигнализирующие о повышении концентрации угарного газа в помещении, могут предоставить дополнительную защиту от отравления, но не должны заменять другие профилактические действия.
Угарный газ при эксплуатации печного отопления
Печь или камин с закрытой задвижкой и недогоревшим топливом — источник угарного газа и незаметный отравитель. Считая, что топливо полностью прогорело, владельцы печи закрывают заслонку дымохода для сохранения тепла. Тлеющие угли при недостатке воздуха образуют угарный газ, который проникает в помещение через негерметичные участки печной конструкции.
При слабой тяге в дымоходе и без подачи воздуха имеет место химический недожиг топлива, и как следствие образование и накопление угарного газа. Притока воздуха должно хватить как на поддержание процесса горения, так и на оптимальную тягу в конструкции печи или камина. Герметичные помещения и отсутствие приточного воздуха — проблемы естественной вентиляции и причины плохой тяги в камине.
Для хорошего сгорания топлива в топливник печи следует подавать необходимое количество приточного воздуха, особенно при топке углём. Если в топке камина или печи остались несколько недогоревших головешек, лучше их затушить или дать время полностью прогореть. Когда угли потемнеют и над ними нет огоньков пламени, минут через десять задвижку можно закрыть. Завершить эксплуатацию камина или топку печи следует за 2 часа до сна.
Если печь или камин правильно эксплуатировать и поддерживать в рабочем состоянии, то количество произведённого угарного газа во время сгорания топлива обычно не представляет опасности. Осторожность — залог предотвращения отравления угарным газом.
Угарный газ. В чем опасность?
Каждый год сотни людей умирают в своих домах результате несчастных случаев от отравления угарным газом из-за неправильного использования или неисправной работы отопительных приборов. Как избежать опасности? Что нужно знать про угарный газ?
Угарный газ, или монооксид углерода, или окись углерода (CO), часто называют «молчаливым убийцей». Основная проблема состоит в том, что он не имеет ни цвета, ни вкуса, ни запаха, не вызывает вообще никаких ощущений (пока не станет слишком поздно). При этом распространяется газ быстро, смешиваясь с воздухом без потери своих отравляющих свойств.
Что такое угарный газ?
Угарный или, как его еще иногда называют, чадный газ – это отравляющий газ без запаха, который нельзя увидеть или обнаружить по запаху и который может убить человека в течение нескольких минут.
Влияние на здоровье
Отравление угарным газом — острое патологическое состояние, развивающееся в результате попадания угарного газа в организм человека, является опасным для жизни и здоровья, и без квалифицированной медицинской помощи может привести к летальному исходу.
Угарный газ попадает в кровь через легкие и соединяется с гемоглобином. Гемоглобин — это красная часть крови, которая несет кислород. Хотя окись углерода попадает в кровь точно так же, как и кислород, ядовитый газ соединяется с гемоглобином в 210 раз быстрее, чем кислород. Это означает, что, хотя в окружающей атмосфере может быть много кислорода, окись углерода первой попадет в кровоток. Высокие концентрации оксида углерода в крови будут препятствовать проникновению достаточного количества кислорода в сердце и мозг. Это может привести к удушью, кровоизлиянию в капилляры, необратимому повреждению нервных тканей и клеток головного мозга и даже смерти.
- При содержании 0,08 % СО во вдыхаемом воздухе человек чувствует головную боль и удушье.
- При повышении концентрации СО до 0,32 % возникает паралич и потеря сознания (смерть наступает через 30 минут).
- При концентрации выше 1,2 % сознание теряется после двух—трёх вдохов, человек умирает менее чем через 3 минуты. Именно это часто случается при пожарах.
Симптомы отравления угарным газом
Первоначальные симптомы отравления угарным газом трудно отличить от других возможных причин. Слабое воздействие может вызвать головную боль, головокружение, сонливость или тошноту. Более сильное воздействие усугубит предварительные симптомы и может сопровождаться учащенным пульсом, спутанностью сознания, потерей координации или коллапсом. Наконец, высокая экспозиция может привести к судорогам, коме или смерти. Выжившая жертва, которая выздоравливает, может страдать от постоянного повреждения головного мозга или нервной ткани, оставаясь инвалидом на всю жизнь.
Внезапное воздействие высоких уровней может убить всего за несколько минут. Во время Второй мировой войны в Италии более 500 человек были убиты почти мгновенно, когда их перегруженный поезд застрял в крутом, ледяном туннеле, и токсичный газ от горящего угля задушил их.
Долгосрочные последствия воздействия низкого уровня неопределенны. Беременные женщины могут столкнуться с особой опасностью — пороками нервной системы у новорожденных детей.
Люди, имеющие проблемы с сердцем, анемию, астму или респираторные заболевания могут сильнее, чем другие, пострадать при воздействии угарного газа.
При лёгком отравлении появляются:
- головная боль,
- стук в висках,
- головокружение,
- боли в груди,
- сухой кашель,
- слезотечение,
- тошнота, рвота,
- возможны зрительные и слуховые галлюцинации,
- покраснение кожных покровов, карминно-красная окраска слизистых оболочек,
- тахикардия,
- повышение артериального давления.
при отравлении средней тяжести:
- сильный шум в ушах
- сонливость,
- возможен двигательный паралич при сохранённом сознании
при тяжёлом отравлении:
- потеря сознания, коматозное состояние
- судороги,
- нарушение дыхания, которое становится непрерывным, иногда типа Чейна — Стокса,
- расширение зрачков с ослабленной реакцией на свет,
- резкий цианоз (посинение) слизистых оболочек и кожи лица. Смерть обычно наступает на месте происшествия в результате остановки дыхания и падения сердечной деятельности.
Откуда берется угарный газ?
Угарный газ попадает в атмосферный воздух при любых видах горения. При сжигании любого топлива, например, газа, нефти, керосина, дров или угля выделяется угарный газ. В «лидерах» по количеству выделяемой при сгорании окиси углерода числится каменный уголь. Обычно опасный газ выводится наружу через дымоход или трубу газового котла и не представляет опасности для людей. Но только при правильной работе отопительной системы. Случаи отравления угарным газом в квартирах, где стоят газовые колонки, увы, тоже фиксируются.
Отравление может произойти и от выхлопных газов из двигателей внутреннего сгорания в автомобилях. Опасно оставлять работающий двигатель в гараже или спать в салоне при работающем моторе.
Почему случаются отравления в современных квартирах?
В старину печное отопление использовали повсеместно. Люди «угорали» в своих домах нередко. В основном от того, что печи или дымоходы были с трещинами, или потому, что для сохранения тепла заслонку в дымоходе закрывали слишком рано, когда дрова еще не прогорели полностью. Но тогда всем, от мала до велика, было известно, как пользоваться печью. Несчастья случались из-за собственной неосторожности.
В наше время очень часто трагедии происходят от элементарного незнания. Камин в доме хочется – пожалуйста, сделаем! Традиционную дедовскую печку на даче или каменку в бане захотели – не проблема, в сети много ценных инструкций как построить самостоятельно! Но далеко не всегда люди понимают природу работы такого отопления, не имеют понятия о физико-химических процессах, происходящих в печи. А что угарный газ не имеет запаха и цвета, — об этом даже не догадываются. Дым в комнату не валит – значит все в порядке!
Газовые колонки, особенно старых конструкций, тоже могут пропускать угарный газ в помещение. Иногда его совсем немного, но в крошечной ванной, например, концентрация может повыситься до опасной величины. Уровень угарного газа может подняться с такой скоростью, что жертва потеряет сознание, не успев получить помощь. А потерять сознание в наполненной водой ванне – это смертельно опасно.
В городских квартирах отравления случаются как раз в период межсезонья: центральное отопление не включено, от сырости и холода жильцы спасаются, используя газовые плиты или духовки. При недостаточной вентиляции даже такие «безопасные» приборы иной раз становятся причиной трагедий.
Еще сложнее ситуация в многоквартирных домах с общими вентиляционными колодцами. Угарный газ из одной квартиры может попадать по вентиляции к соседям. Известны случаи, когда «умельцы» в процессе ремонта своей собственной квартиры перекрывали вентиляционные шахты всего блока. Кто-то из жильцов включал для обогрева плиту или газовую духовку на всю ночь – угарный газ был во всех квартирах по соседству.
Другая проблема – неправильно установленная кухонная вытяжка в сочетании со старой газовой колонкой. Иногда вытяжка над плитой настолько мощная, что при ее работе образуется обратная тяга – продукты сгорания от колонки не выводятся наружу, а затягиваются внутрь. Современные газовые котлы вполне безопасны.
Лечение отравления угарным газом
Независимо от уровня воздействия, практически весь угарный газ выводится из кровотока в течение 8-10 часов после окончания воздействия.
Острое отравление можно вылечить, восстановив дыхание с помощью искусственного дыхания или реанимационного оборудования. Удаление оксида углерода из гемоглобина ускоряется при вдыхании кислорода. Необходимо обеспечить дыхание чистым кислородом под повышенным парциальным давлением 1,5-2 атм. Пострадавший должен лежать в теплом месте. Последствия отравления угарным газом должны лечиться врачом, а пострадавшему может потребоваться госпитализация.
Отравление окисью углерода часто осложняется развитием воспалительных процессов дыхательных путей и лёгких (бронхиты, пневмонии), поэтому с профилактической целью назначаются антибиотики.
Первая помощь оказывается прямо на месте – проветрить помещение, устранить источник угарного газа. Если пострадавшие без сознания – немедленно вызвать скорую помощь и указать предполагаемую причину.
Как предотвратить отравление угарным газом?
Самое главное – содержать отопительные приборы в исправном состоянии. Хорошо изучить правила их эксплуатации и применять правильно. Вовремя проводить профилактическое обслуживание и проверку.
Обеспечить в доме правильную приточно-вытяжную вентиляцию. Герметичные пластиковые окна сохраняют тепло, но затрудняют приток свежего воздуха. Вентиляционные вытяжные отверстия не справляются с задачей выведения загрязненного воздуха без притока свежего.
В многоквартирных домах нужно регулярно проверять состояние встроенной вентиляции.
В том случае, если при длительном пребывании в помещении замечены определенные симптомы – головная боль, тошнота, головокружение – то лучше всего установить специальный датчик, определяющий наличие угарного газа в воздухе. Особенно актуальны такие датчики СО в домах, где есть печное отопление или используются газовые котлы старых моделей.
Для многоквартирных зданий их использование актуально, если в доме выполнялись ремонтные работы с нарушениями правил строительства и ремонта. Особенно полезен такой датчик контроля угарного газа, если в одном строении с квартирами расположен ресторан с кухней, а также происходят какие-то производственные процессы, проконтролировать которые невозможно.
Стоимость такого датчика не слишком высокая, но он поможет контролировать ситуацию -практически все виды таких датчиков подают звуковой сигнал, если концентрация угарного газа превышает безопасный уровень.
Печное отопление и угарный газ.
| 1 | Техника безопасности на даче |
| 2 | Падения с высоты |
| 3 | Печное отопление |
| 4 | Пожары и поражения электрическим током |
| 5 | Сжиженный балонный газ |
| 6 | Аптечка для дачи |
| 7 | Рабочая одежда и безопасность |
В западных странах стараются уйти от печного отопления как неэкологичного и вредного для здоровья (печной дым является веороятным канцерогеном (группа 2А) по классификации Международного агентства ООН по исследованию рака, а бытовая сажа явлется канцерогеном (группа 1)). В экологически чистой Калифорнии запрещены даже дровяные камины. Однако в России за отсутствием недорогих альтернатив отопления (коррупционно-бюрократические трудности с подключением электричества, ограничения мощности и высокая стоимость элктроэнергии) кирпичные печи до сих пор применяются для отопления дачных домов.
