ЧАСТЬ И

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ

КАРБОН. СИЛИЦИЯ

Оксиды Углерода и Кремния

Карбон(II) оксид

В молекуле карбон мснооксиду (угарного газа) СО атомы Углерода и Кислорода связаны тройной связью: две связи образованы по ковалентным механизмом, а третий - по донорно-акцепторным:

Физические и биологические свойства

Угарный газ представляет собой бесцветный газ с достаточно низкими температурами плавления и кипения: Т_пл = -205 °С, Т_кип = -191 °С. Чистый газ не имеет запаха, но при извлечении его неполным окисненням угля ощущается характерный неприятный запах, который появляется за счет неполного окисления некоторых органических соединений, имеющихся в каменном угле. СО плохо растворяется в воде, только 25 мл газа вич воды. Карбон монооксид - чрезвычайно ядовитое соединение. Его вдыхание вызывает тяжелые отравления вследствие блокировки эритроцитов и прекращение перенос кислорода по организму. Угарный газ не поглощается обычными угольными противогазами. Довольно часто отравления угарным газом происходят из-за неправильную работу газовых и, особенно, угольных печей. В табачном дыме содержится примерно 0,5%, а в выхлопных газах автомобиля около 3% угарного газа.

Добыча карбон монооксида

В промышленных масштабах карбон монооксид добывают взаимодействием углекислого газа СО₂ с раскаленным углем:

Небольшие количества угарного газа в лабораториях добывают путем разложения муравьиной или щавелевой кислоты под действием горячей концентрированной серной кислоты:

Химические свойства карбон моно оксида

СО является хорошим восстановителем. Огромные количества угарного газа применяют в металлургической промышленности для извлечения чистых металлов:

Для карбон монооксида характерны реакции присоединения. Например, при нагревании с хлором, амоніаком и некоторыми другими веществами:

Карбон монооксид есть несолетворним оксидом, он не взаимодействует с водой, кислотами и щелочами. При нагревании смеси карбон(II) оксида с кислородом образуется карбон диоксид:

Применение карбон(II) оксида

Карбон монооксид применяют в металлургии как восстановитель металлических руд. Перспективным есть также применения СО как хорошего газуватого топлива.

Карбон(ИV) оксид

Карбон диоксид при нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с близкими температурами плавления и кипения: Т_пл = -78,5 °С; Т_кип = -56,5 °С. Он умеренно растворим в воде: 1,7 литров углекислого газа растворяются в 1 литре воды при температуре +15 °С.

Добыча карбон диоксида

Углекислый газ обычно добывают сжиганием углерода или какого-либо органического топлива (нефти, газа) в избытке кислорода:

Углекислый газ образуется также в результате дыхания животных и растений.

Химические свойства карбон диоксида

При растворении углекислого газа в воде образуется неустойчивая карбонатная кислота. При попытке выделить ее из раствора карбонатная кислота разлагается на воду и углекислый газ, то есть процесс образования кислоты оборотный:

Карбонатная кислота является слабой двохосновною кислотой (К_а1 =1,3 ∙ 10^-4, К_а2 =5 ∙ 10^-11). Схема ее диссоциации изображена ниже:

По счет образования кислоты при взаимодействии углекислого газа с водой, СО₂ относят к кислотных оксидов, поэтому, карбон диоксид вступает во взаимодействие с щелочами и основными оксидами с образованием карбонатов или гідрогеакарбонатів. Карбонаты и гідрогенкарбонати - это соли карбонатной кислоты (например, Na₂CO₃ - натрий карбонат; KHCO₃ - гідрогенкарбонат калия). Карбонаты добывают так:

Карбон диоксид не поддерживает горения и дыхания.

Для карбон(ИV) оксида не характерны окислительные свойства, но в случае взаимодействия с активными металлами карбон диоксид есть окисником:

Кремний оксид

Силиция оксид при нормальных условиях представляет собой стекловидную твердую вещество с высокими температурами фазовых переходов; Т_пл =+1600 °С; Т_кип =+2600 °С.

Силиция оксид, так же, как и карбон(ИV) оксид, является кислотным оксидом, хотя сам он с водой не реагирует (это знает каждый, поэтому что SiO₂ - это не что иное, как песок, а песок с водой не взаимодействует). Силиция оксида соответствует силикатная кислота - H₂SiO₃. Эта кислота не растворяется в воде.

При сплава оксида силиция со щелочами или основными оксидами образуются силикаты. Силикаты - это соли кремневой кислоты:

Силикатный кислота представляет собой твердое, не растворимое в воде вещество белого цвета, которая при добывании из концентрированных растворов образует творожистый осадок, а из разбавленных растворов выделяется в виде коллоидного раствора. Коллоидный раствор - это промежуточное положение между истинным раствором и суспензией, а размеры частиц в таких растворах порядка 10 100 молекул.

Силикатный кислота - это слабая двохосновна кислота (К_а1 = 2 ∙ 10^-10, К_а2 = 2 ∙ 10^-12). Ее добывают действием на растворимые в воде силикаты хлоридной или серной кислотами: