有毒有害气体

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二氧化硫
关于SO2,我们介绍它:
结构特点
SO2分子是弯曲形的,倒档器S原子sp2杂化,其中两个杂化轨道与氧成键,另一杂化轨道中有一对孤电子对。,键长143pm
物理性质
SO2是一种无有刺激臭味的气体,比空气重2.26倍,它是一种大气污染物。SO2的职业性慢性中毒会引起食欲丧失,大便不通和气管炎症。空气中SO2的含量不得超过。
SO2是极性分子,常压下,263K就能液化,易溶于水,常况下每立方分米水能溶解的SO2,相当于质量分数为10%的溶液。SO2是造成酸雨的主要因素之一。
化学性质
SO2S的氧化数为+4,所以SO2既有氧化性又有还原性,但还原性是主要的。只有遇到强还原剂时,SO2才表现出氧化性。
I. 还原性
3SO2 (过量) + KIO3 +3H2O = 3H2SO4 + KI
SO2 + Br2 + 2H2O = H2SO4 + 2HBr
催化剂
2SO2 + O2 ======= 2SO3
II. 氧化性
SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O
773K
SO2 + 2CO ======= S + 2CO2
铝矾土
III. SO2可做配体,以不同的方式与过渡金属生成配合物。
SO2能和一些有机素结合成为无化合物,因此可用作纸张、草帽等的漂白剂。SO2主要用于制造硫酸和亚硫酸盐,还大量用于制造合成洗涤剂、食物和果品的防腐剂、住所和用具的消毒剂。
制备方法
硫在空气中燃烧生成SO2
S + O2 = SO2
自动扶梯装饰
金属硫化物矿灼烧时生成氧化物,同时放出SO2
3FeS2 + 8O2 = Fe3O4 + 6SO2↑
2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2↑
二氧化硫是无气体,具有刺激性气味,是大气中几种主要的污染物质之一。 大气中的二氧化硫主要是人类活动产生的,大部分来自煤和石油的燃烧以及石油炼制等。北京市的二氧化硫主要是燃煤排放的。在采暖期,编布全市的采暖用小煤炉及锅炉等排放出大量的二氧化硫,使得市区大气环境中的二氧化硫浓度相当高。在非采暖期,由于没有采暖用煤,而且市区居民炊事气化率高,因此二氧化硫浓度比较低。1996年全市(含工业、农业、居民生活)煤炭消耗量为2763万吨,二氧化硫排放量为35.31万吨。 大气中的二氧化硫会刺激人们的呼吸道,减弱呼吸功能,并导致呼吸道抵抗力下降,诱发呼吸道的各种炎症,危害人体健康。二氧化硫还回对许多植物造成危害。二氧化硫及其生成的硫酸雾会腐蚀金属表面,对纸制品、纺织品、皮革制品等造成损伤。二氧化硫的污染还可能形成酸雨,从而给生态系统以及农业、森林、水产资源等带来严重危害。 为了有效防治二氧化硫等的污染,改善大气环境质量,一要改变燃料构成,推广使用天然气及优质煤;二要继续发展集中供热;三要大力推广节能、脱硫及高效除尘措施。
三氧化硫
三氧化硫的结构
特点气态SO3分子构型为平面三角形,S原子SP2杂化,键角为120S—O键长143pm,具有双键特征(S—O单键长约为155pm)
固态的SO3主要以两种形式存在。一种(SO3)n是石棉形的,结构与石棉相似,是由许多mum-147SO3基团通过氧原子互相连结起来的长链,在链中S—O键长为161pm,端梢的OS的键长为141pm。在这种结构形式中S原子SP3杂化,除生成4σ键外,还生成了2π键。
另一种固态SO3是冰状结构的三聚体(SO3)3。三个S原子通过O原子以单键连结成环状,在这种结构中S原子也是SP3杂化。
三氧化硫的物理性质
纯净的SO3是无易挥发的固体,熔点289.9K,沸点317.8K263K时密度为,293K时为。
三氧化硫的化学性质
SO3S原子处于最高氧化态+6,所以SO3是一种强氧化剂,特别在高温时它能氧化磷、碘化物和铁、锌等金属:
5SO3 + 2P = 5SO2 + P2O5
SO3 + 2KI = K2SO3 + I2
SO3极易吸收水分,在空气中强烈冒烟,溶于水即生成硫酸并放出大量热。
三氧化硫的制备方法
SO3是通过SO2的催化氧化来制备的,工业上常用的催化剂是V2O5
V2O5
2SO2 + O2 ===== 2SO3
723K
氮氧化物 (nitrogen oxides)包括多种化合物,如一氧化二氮(N2O)、一氧化氮 (N0)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮 (N203)、四氧化二氮(N204)和五氧化二氮(N205)等。除二氧化氮以外,其他氮氧化物均极不稳定,遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮,一氧化氮又变为二氧化氮。因此,职业环境中接触的是几种气体混合物常称为硝烟 (),主要为一氧化氮和二氧化氮,并以二氧化氮为主。
一氧化氮 (N0)为无气体,分子量30.01,熔点-163.6,沸点-151.5,蒸气压101.3lkPa(-151.7)。溶于乙醇、二硫化碳,微溶于水和硫酸,水中溶解度4.7% (20)
性质不稳定,在空气中易氧化成二氧化氮 (2N0+02→2N02)
二氧化氮 (NO2)21.1温度时为红棕刺鼻气体;21.1以下时呈暗褐液体。在-ll以下温度时为无固体,加压液体为四氧化二氮。分子量46.01,熔点-11.2卤素管℃,沸点 21.2,蒸气压101.3lkPa(2l),溶于碱、二硫化碳和氯仿,微溶于水。性质较稳定。
氮氧化物(NOX)种类很多,造成大气污染的主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),因此环境学中的氮氧化物一般就指这二者的总称。
就全球来看,空气中的氮氧化物主要来源于天然源,但城市大气中的氮氧化物大多来自于燃料燃烧,即人为源,如汽车等流动源,工业窑炉等固定源。
据计算,各种燃料燃烧产生的氮氧化物量为:
1吨天然气,6.35公斤
1吨石油, 9.1-12.3公斤
1吨煤, 8-9公斤
而以汽油、柴油为燃料的汽车,尾气中氮氧化物的浓度相当高。在非采暖期,北京市一半以上的氮氧化物来自机动车排放。
氮氧化物与空气中的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐,随着降水和降尘从空气中去除。
硝酸是酸雨的原因之一;它与其它污染物在一定条件下能产生光化学烟雾污染。
北京市目前从防止机动车尾气污染入手,防治措施有强制安装机外净化器;严格控制新车污染;推广使用清洁燃料等等。
室内空气中的氮氧化物污染主要来自室外空气污染。
性质 主要包括一氧化氮、二氧化氮和硝酸雾,以二氧化氮为主。一氧化氮是无、无刺激气味的不活泼气体,可被氧化成二氧化氮。二氧化氮是棕红有刺激性臭味的气体。
危害 氮氧化物可刺激肺部,使人较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病,呼吸系统有问题的人士如哮喘病患者,会较易受二氧化氮影响。对儿童来说,氮氧化物可能会造成肺部发育受损。研究指出长期吸入氮氧化物可能会导致肺部构造改变,但目前仍未可确定导致这种后果的氮氧化物含量及吸入气体时间。
以一氧化氮和二氧化氮为主的氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因.汽车尾气中的氮氧化物与氮氢化合物经紫外线照射发生反应形成的有毒烟雾,称为光化学烟雾.光化学烟雾具有特殊气味,刺激眼睛,伤害植物,并能使大气能见度降低.另外,氮氧化物与空气中的水反应生成的硝酸和亚硝酸是酸雨的成分.大气中的氮氧化物主要源于化石燃料的燃烧和植物体的焚烧,以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化.
工业中主要适用氨气与氮氧化物发生化学反映中和掉氮氧化物,氨气与氮氧化物分解反应后产生氮气与水,从而达到无污染排放。现在主要应用到取暖,供电等等行业。但在轮船等行业中,还没有较好的解决办法(主要是氨气制造比较困难而携带氨气罐又比较危险)。
化学品中文名称: 二氧化氮
化学品英文名称:无纺布挂历 nitrogen dioxide
分子式: NO2
分子量: 46.01
危险性类别:
侵入途径:
健康危害: 氮氧化物主要损害呼吸道。吸入气体初期仅有轻微的眼及上呼吸道刺激症状,如咽部不适、干咳等。常经数小时至十几小时或更长时间潜伏期后发生迟发性肺水肿、成人呼吸窘迫综合征,出现胸闷、呼吸窘迫、咳嗽、咯泡沫痰、紫绀等。可并发气胸及纵隔气肿。肺水肿消退后两周左右可出现迟发性阻塞性细支气管炎。慢性作用:主要表现为神经衷弱综合征及慢性呼吸道炎症。个别病例出现肺纤维化。可引起牙齿酸蚀症。
环境危害: 对环境有危害,对水体、土壤和大气可造成污染。
燃爆危险: 本品助燃,有毒,具刺激性。
氧化碳(carbon monoxide)co
一氧化碳的物理性质
在通常状况下,一氧化碳是无、无臭、无味、有毒的气体,熔点—199,沸点—191.5。标准状况下气体密度为l.25g/L,和空气密度(标准状况下1.293g/L相差很小,这也是容易发生煤气中毒的因素之一。它为中性气体。
分子结构:一氧化碳分子为极性分子,分子形状为直线形。
一氧化碳的化学性质
一氧化碳分子中碳元素的化合价是十2,能进一步被氧比成+4价,从而使一氧化碳具有可燃性和还原性,一氧化碳能够在空气中或氧气中燃烧,生成二氧化碳:
2COO2=2CO2
燃烧时发出蓝的火焰,放出大量的热。因此一氧化碳可以作为气体燃料。
一氧化碳作为还原剂,高温时能将许多金属氧化物还原成金属单质,因此常用于金属的冶
炼。如:将黑的氧化铜还原成红的金属铜,将氧化锌还原成金属锌:
COCuO=CuCO2
COZnO=ZnCO2
在炼铁炉中可发生多步还原反应:
CO3 Fe2O3= 2 Fe3O4CO2
Fe3O4CO= 3 FeOCO2
FeOCO=FeCO2
一氧化碳还有一个重要性质:
在加热和加压的条件下,它能和一些金属单质发生反应,主成分子化合物。如Ni(CO)4(四羰基镍)、Fe(CO)5(五羰基铁)等,这些物质都不稳定,加热时立即分解成相应的金属和一氧化碳,这是提纯金属和制得纯一氧化碳的方法之一。
一氧化碳中毒(carbon monoxide poisoning),亦称煤气中毒。
一氧化碳是无、无臭、无味的气体,故易于忽略而致中毒。一氧化碳中毒的原因是因为一氧化碳进入人体之后会和血液中的血红蛋白结合,进而排血红蛋白与氧气的结合,从面出现缺氧,这就是一氧中毒。常见于家庭居室通风差的情况下,煤炉产生的煤气或液化气
管道漏气或工业生产煤气以及矿井中的一氧化碳吸入而致中毒。
 一氧化碳中毒症状表现在以下几个方面:
一是轻度中毒 患者可出现头痛、头晕、失眠、视物模糊、耳鸣、恶心、呕吐、全身乏力、心动过速、短暂昏厥。血中碳氧血红蛋白含量达10%-20%
二是中度中毒。除上述症状加重外,口唇、指甲、皮肤粘膜出现樱桃红,多汗,血压先升高后降低,心率加速,心律失常,烦躁,一时性感觉和运动分离(即尚有思维,但不能行动)。症状继续加重,可出现嗜睡、昏迷。血中碳氧血红蛋白约在30%-40%。经及时抢救,可较快清醒,一般无并发症和后遗症。
三是重度中毒。患者迅速进入昏迷状态。初期四肢肌张力增加,或有阵发性强直性痉挛;晚期肌张力显著降低,患者面苍白或青紫,血压下降,瞳孔散大,最后因呼吸麻痹而死亡。经抢救存活者可有严重合并症及后遗症。
一氧化碳的后遗症。
中、重度中毒病人有神经衰弱、震颤麻痹、偏瘫、偏盲、失语、吞咽困难、智力障碍、中毒性精神病或去大脑强直。部分患者可发生继发性脑病。
一氧化碳的生成机理
一氧化碳是大气中分布最广和数量最多的污染物,也是燃烧过程中生成的重要污染物之一。大气中的CO主要来源是内燃机排气,其次是锅炉中化石燃料的燃烧。
CO是含碳燃料燃烧过程中生成的一种中间产物,最初存在于燃料中的所有碳都将形成COCO的形成和破坏过程都是受化学反应动力学机理所控制,是碳氢燃料燃烧过程中基本反应之一,它的生成机理为:
RH → R → RO2 → RCHO → RCO → CO
式中R为碳氢自由基团。反应中的RCO原子团主要通过热分解生成CO,也可以氧化碳氢基团R后生成CO。燃烧过程中CO氧化成CO2的速率要比CO生成速率低,因此在碳氢化物火焰中CO的基本氧化反应为:
CO + OH → CO2 + H2
CO是不完全燃烧的产物之一。若能组织良好的燃烧过程,即具备充足的氧气、充分的混合,足够高的温度和较长的滞留时间,中间产物CO最终会燃烧完毕,生成CO2H2O。因此,控制CO的排放不是企图抑制它的形成,而是努力使之完全燃烧。灸绳
研究表明,碳氢燃料和空气的预混燃烧火焰中,由于CO的生成速率很快,在火焰区CO浓度迅速上升到最大值,该最大值通常比反应混合物在绝热燃烧时的平衡值要高,随后CO
度缓慢地下降到平衡值。因此,从燃烧设备的排气中检测的CO含量要比在燃烧室中最大值低,但明显地大于排气状态下平衡值。这表明化学反应动力学控制着CO的生成和破坏。

本文发布于:2023-05-20 00:16:31,感谢您对本站的认可!

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