Вуглець і його сполуки, підготовка до ЦТ і ЄДІ з хімії

Вуглець зустрічається в природі, як у вільному вигляді, так і в з'єднаннях. У вільному вигляді зустрічається в вигляді аллотропних видозмін - алмаз, графіт, карбін, фулерен.

Кристалічна речовина, прозоре, сильно переломлює промені світла, дуже тверде, не проводить електричний струм, погано проводить тепло, ρ = 3,5 г / см 3; t ° пл. = 3730 ° C; t ° кип. = 4830 ° C.

Можна отримати з графіту при p> 50 тис. Атм; t ° = 1200 ° C.

Шліфувальний порошок, бури, склорізи, після ограновування - діаманти.

Кристалічна речовина, шаруваті, непрозоре, темно-сіре, володіє металевим блиском, м'яке, проводить електричний струм; ρ = 2,5 г / см 3.

Електроди, олівцеві грифелі, сповільнювач нейтронів в ядерних реакторах, входить до складу деяких мастильних матеріалів.

Чорний порошок; ρ = 2 г / см 3; напівпровідник.

Складається з лінійних ланцюжків -C≡C-C≡C- і = С = С = С = С =.

При нагріванні переходить в графіт.

В кінці 80-х років XX століття було виявлено ще одне алотропна видозміна - фуллерит. Він, на відміну від алмазу і графіту, має не атомну, а молекулярну кристалічну решітку.

Атоми вуглецю можуть утворювати також порожнисті трубки - так звані нанотрубки. В даний час фулерени і нанотрубки розглядаються в якості основи для технологій майбутнього.

З'єднання вуглецю дуже поширені: всі живі організми, кам'яне вугілля, торф, нафта та ін. Містять вуглець. Вуглець входить до складу багатьох неорганічних речовин (вапняк, крейда, мармур та ін).

Хімічні властивості ВУГЛЕЦЮ

Вуглець - малоактивний, на холоді реагує тільки з фтором; хімічна активність проявляється при високих температурах.

З 0 - 4 е - → З +4 або С 0 - 2 е - → З +2

Оксид вуглецю (II) - СО

(Чадний газ. Окис вуглецю. Монооксид вуглецю)

Фізичні властивості: безбарвний отруйний газ без смаку і запаху, горить блакитним полум'ям, легший за повітря, погано розчинний у воді. Концентрація чадного газу в повітрі 12,5-74% вибухонебезпечна.

Формальна ступінь окислення вуглецю +2 не відображає будову молекули СО, в якій крім подвійного зв'язку, обра-зовано обобществлением електронів С і О, є додаткова, утворена за донорно-акцепторного механізму за рахунок неподіленої пари електронів кисню (зображена стрілкою):

У зв'язку з цим молекула СО дуже міцна і здатна вступати в реакції окислення-відновлення тільки при високих темпера-турах. При звичайних умовах СО не взаємодіє з водою, лугами або кислотами.

Основним антропогенним джерелом чадного газу CO в даний час служать вихлопні гази двигунів внутрішнього згоряння. Чадний газ утворюється при згорянні палива в двигунах внутрішнього згоряння при недостатніх температурах або поганий налаштування системи подачі повітря (подається недостатня кількість кисню для окислення чадного газу CO в вуглекислий газ CO2). У природних умовах, на поверхні Землі, чадний газ CO утворюється при неповному анаеробному розкладанні органічних сполук і при згорянні біомаси, в основному в ході лісових і степових пожеж.

1) У промисловості (в газогенераторах)

CO2 + C = 2CO - 175 кДж

В генераторах іноді через розпечений вугілля продувають водяний пар:

суміш СО + Н2 - називається синтез - газом.

2) В лабораторії - термічним розкладанням мурашиної або щавлевої кислоти в присутності H2 SO4 (конц.):

При звичайних умовах CO інертний; при нагріванні - відновник;

CO - несолеобразующіе оксид.

C +2 O + CuO t ˚ C → Сu + C +4 O2 ↑

3) з хлором (на світлі)

CO + Cl2 світло → COCl2 (фосген - отруйний газ)

4) * реагує з розплавами лугів (під тиском)

CO + NaOH P → HCOONa (форміат натрію)

Вплив чадного газу на живі організми:

Чадний газ небезпечний, тому що він позбавляє можливості кров нести кисень до життєво важливих органів, таким як серце і мозок. Чадний газ об'єднується з гемоглобіном, який переносить кисень до клітин організму, в результаті чого той стає непридатним для транспортування кисню. Залежно від вдихуваного кількості, чадний газ погіршує координацію, загострює серцево-судинні захворювання і викликає втому, головний біль, слабкість, Вплив чадного газу на здоров'я людини залежить від його концентрації і часу впливу на організм. Концентрація чадного газу в повітрі більше 0,1% призводить до смерті протягом однієї години, а концентрація більше 1,2% протягом трьох хвилин.

Застосування оксиду вуглецю:

Головним чином чадний газ застосовують, як горючий газ в суміші з азотом, так званий генераторний або повітряний газ, або ж в суміші з воднем водяний газ. У металургії для відновлення металів з їх руд. Для отримання металів високої чистоти при розкладанні карбонилов.

Оксид вуглецю (IV) СО2 - вуглекислий газ

Фізичні властивості: Вуглекислий газ, безбарвний, без запаху, розчинність в воді - в 1V H2 O розчиняється 0,9V CO2 (при нормальних умовах); важчий за повітря; t ° пл. = -78,5 ° C (твердий CO2 називається «сухий лід»); не підтримує горіння.

Вуглекислий газ має такі електронну і структурну формули -