I fri tilstand kendes kulstof i form af diamant, der krystalliserer i det kubiske system, og grafit, der hører til det sekskantede system. Dens former, såsom trækul, koks, sod, har en uordnet struktur.
Ris. 117. Diamantstruktur. Pile viser bindinger mellem atomer i tetraedre.
Carbyne og polycumulen er syntetisk fremstillet - varianter af kulstof, bestående af lineære kædepolymerer af typen... -C?C-C?C... eller...=C=C=C=... Carbyne har halvledende egenskaber. Når det opvarmes kraftigt uden adgang til luft, bliver det til grafit.
Diamant er et farveløst, gennemsigtigt stof, der bryder lysstråler ekstremt kraftigt. Det krystalliserer i et ansigtscentreret kubisk gitter. I dette tilfælde er den ene halvdel af atomerne placeret ved hjørnerne og centrene af flader af en terning, og den anden - ved spidser og centre af flader af en anden terning, forskudt i forhold til den første i retning af dens rumlige diagonal. Kulstofatomer i diamant er i en tilstand af sp 3-hybridisering og danner et tredimensionelt tetraedrisk netværk, hvor de er forbundet med hinanden ved hjælp af kovalente bindinger*. Afstanden mellem atomer i tetraedre er 0,154 nm. Strukturen af diamant er vist i fig. 117.
* Et lignende tetraedrisk arrangement af bindinger dannet af et carbonatom er også karakteristisk for konvertible carbonhydrider og deres derivater (se § 162).
Af alle de simple stoffer har diamant maksimalt antal atomer pr. volumenenhed - kulstofatomer "pakkes" meget tæt i diamant. Dette, såvel som den høje bindingsstyrke i carbontetraedre, er ansvarlig for, at diamant er overlegen i hårdhed i forhold til alle kendte stoffer. Derfor er det meget brugt i industrien; Næsten 80% af udvundne diamanter bruges til tekniske formål. Det bruges til forarbejdning af forskellige hårde materialer og til boring af sten. Selvom den er meget hård, er diamant også skrøbelig. Pulveret opnået ved at slibe en diamant bruges til at polere ædelstene og selve diamanterne. Korrekt polerede klare diamanter kaldes brillanter.
På grund af diamanternes store værdi er der gjort mange forsøg på at opnå dem kunstigt fra grafit. Men i lang tid endte disse forsøg i fiasko. Først i 1955, ved hjælp af meget højt tryk (ca. 10 10 Pa) og langvarig opvarmning ved en temperatur på omkring 3000°C, lykkedes det amerikanske og samtidig svenske videnskabsmænd at opnå syntetiske diamanter. Sovjetunionen udviklede også en metode til fremstilling af syntetiske diamanter, og i 1961 begyndte de industriel produktion. Derudover blev der i 1969 syntetiseret trådlignende diamantkrystaller i USSR, og de blev opnået ved normalt tryk.
Ris. 118. Struktur af grafit.
Whiskers, eller whiskers, har en struktur, der er praktisk talt fri for defekter og har meget høj styrke.
Når den opvarmes i ilt, brænder diamant og danner kuldioxid. Opvarmer man en diamant for meget uden adgang til luft, bliver den til grafit.
Grafit er en mørkegrå krystal med en svag metallisk glans. Den har et lagdelt gitter. Alle carbonatomer her er i en tilstand af sp 2 hybridisering: hver af dem danner tre kovalente bindinger med naboatomer, og vinklerne mellem bindingsretningerne er lig med 120°C. Resultatet er et fladt net sammensat af regulære sekskanter, i hvis toppunkter er kernerne af carbonatomer; afstanden mellem tilstødende kerner er 0,1415 nm.
Tre elektroner fra hvert kulstofatom deltager i dannelsen af α-bindinger. Den fjerde elektron i det ydre lag optager 2p orbital, som ikke er involveret i hybridisering. Sådanne ikke-hybride elektronskyer af carbonatomer er orienteret vinkelret på lagets plan og danner overlappende hinanden delokaliserede β-bindinger. Strukturen af grafit er vist i fig. 118.
Tilstødende lag af carbonatomer i en grafitkrystal er placeret i ret stor afstand fra hinanden (0,335 nm); dette indikerer en lav bindingsstyrke mellem carbonatomer placeret i forskellige lag. Tilstødende lag er hovedsageligt forbundet med hinanden af van der Waals-kræfter, men en del af forbindelsen er af metallisk karakter, dvs. på grund af "deling" af elektroner af alle atomer i krystallen. Dette forklarer den relativt høje elektriske ledningsevne og termiske ledningsevne af grafit ikke kun i retning af lagene, men også i retningen vinkelret på dem.
Den overvejede struktur af grafit forårsager en stærk anisotropi af dets egenskaber. Således er den termiske ledningsevne af grafit i retning af lagplanet 4,0 J/(cm·s·K), og i den vinkelrette retning er den 0,79 J/(cm·s·K). Den elektriske modstand af grafit i retning af lagene er 10 4 gange mindre end i den vinkelrette retning.
Individuelle lag af atomer i en grafitkrystal, forbundet med hinanden relativt svagt, er let adskilt fra hinanden.
Dette forklarer den lave mekaniske styrke af grafit. Hvis du kører et stykke grafit over papir, klæber små grafitkrystaller, der ligner flager, til papiret og efterlader en grå streg på det. Dette er grundlaget for brugen af grafit til fremstilling af blyanter.
I luft antændes grafit ikke selv ved stærk varme, men brænder let i ren ilt og bliver til kuldioxid.
På grund af sin elektriske ledningsevne bruges grafit til at lave elektroder. Brandsikre digler til smeltning af metaller er lavet af en blanding af grafit og ler. Grafit blandet med olie fungerer som et fremragende smøremiddel, da dets flager, der udfylder materialets ujævnheder, skaber en glat overflade, der letter glidning. Grafit bruges også som neutronmoderator i atomreaktorer.
Udover naturlig grafit bruges kunstig grafit også i industrien. Det fås hovedsageligt fra de bedste sorter kul. Omdannelsen sker ved temperaturer på omkring 3000°C i elektriske ovne uden adgang til luft. Baseret på naturlig og især kunstig grafit, materialer anvendt i kemisk industri. På grund af deres høje kemikalieresistens bruges de til foringer, rør mv.
Grafit er termodynamisk stabil over en lang række temperaturer og tryk, især under normale forhold. I denne forbindelse, når man beregner termodynamiske mængder som standard stand kulstofgrafit er vedtaget. Diamant er termodynamisk stabil kun kl høje tryk(over 10 9 Pa). Omdannelseshastigheden af diamant til grafit bliver dog kun mærkbar ved temperaturer over 1000°C ved 1750°C, omdannelsen af diamant til grafit sker hurtigt.
"Amorft" kulstof (kul). Når kulstofholdige forbindelser opvarmes uden adgang til luft, frigiver de en sort masse kaldet "amorft" kulstof eller blot kul. Sådant kulstof består af bittesmå krystaller med en uordnet grafitstruktur. Kul opløses i mange smeltede metaller, såsom jern, nikkel og platin. Densiteten af kul varierer fra 1,8 til 2,1 g/cm3.
Kul varierer betydeligt i deres egenskaber afhængigt af stoffet, hvorfra de er opnået, og produktionsmetoden. Derudover indeholder de altid urenheder, som i høj grad påvirker deres egenskaber. De vigtigste tekniske kvaliteter af kul: koks, trækul, benkul og sod.
Koks fremstilles ved tør destillation af kul. Det bruges hovedsageligt i metallurgi til smeltning af metaller fra malme.
Ris. 119. Anordning til påvisning af absorption af ammoniak med kul.
Trækul fremstilles ved opvarmning af træ uden luft. Samtidig fanges værdifulde produkter af tør destillation - methylalkohol, eddikesyre osv. Trækul bruges i metalindustrien og i smedearbejde.
På grund af sin porøse struktur har trækul en høj adsorptionskapacitet.
For at observere adsorptionen af gasser med kul, vil vi udføre følgende eksperiment. Fyld en glascylinder med ammoniak og sænk dens åbne ende ned i en kop kviksølv (fig. 119). Efter at have opvarmet et stykke trækul på brænderen, nedsænk det i kviksølv og læg det under hullet i ammoniakcylinderen. Kullet flyder til overfladen af kviksølvet i cylinderen, og kviksølvet begynder straks at stige på grund af kullets optagelse af ammoniak.
Aktivt kul absorberer gasser særligt godt (s. 312). De bruges til at absorbere dampe af flygtige væsker fra luft- og gasblandinger, i gasmasker og også som katalysator i nogle kemiske industrier.
Kul har evnen til at adsorbere ikke kun gasser, men også opløste stoffer. Denne egenskab af hans blev opdaget i sent XVIIIårhundredes russiske akademiker T. E. Lovitz.
Knogleforkulning fremstilles ved forkulning af affedtede knogler. Det indeholder fra 7 til 11% kulstof, omkring 80% calciumphosphat og andre salte. Knoglekul har en meget høj absorptionsevne, især i forhold til organiske farvestoffer, og bruges til at fjerne forskellige farvestoffer fra opløsninger.
Sod er det reneste "amorfe" kulstof. I industrien opnås det ved termisk nedbrydning af metan samt ved forbrænding af harpiks, terpentin og andre kulstofrige stoffer med utilstrækkelig luftadgang. Carbon black bruges som sort maling (blæk, trykfarve) og også i produktionen af gummi som dets komponent.
| <<< Назад
|
Frem >>> |
Kulstof er i stand til at danne flere allotropiske modifikationer. Disse er diamant (den mest inerte allotropiske modifikation), grafit, fulleren og carbyn.
Trækul og sod er amorft kulstof. Kulstof i denne tilstand har ikke en ordnet struktur og består faktisk af små fragmenter af grafitlag. Amorft kulstof behandlet med varmtvandsdamp kaldes aktivt kul. 1 gram aktivt kul, på grund af tilstedeværelsen af mange porer i det, har et samlet overfladeareal på mere end tre hundrede kvadratmeter! På grund af dets evne til at absorbere forskellige stoffer Aktivt kul anvendes i vid udstrækning som filterfyldstof, og også som enterosorbent til forskellige former for forgiftning.
Fra et kemisk synspunkt er amorft kulstof dens mest aktive form, grafit udviser moderat aktivitet, og diamant er et ekstremt inert stof. Af denne grund bør de kemiske egenskaber af carbon, der diskuteres nedenfor, primært tilskrives amorft carbon.
Reducerende egenskaber af kulstof
Som et reduktionsmiddel reagerer carbon med ikke-metaller som ilt, halogener og svovl.
Afhængig af overskud eller mangel på ilt under kulforbrænding er dannelsen af kulilte CO eller kuldioxid CO 2 mulig:
Når kulstof reagerer med fluor, dannes kulstoftetrafluorid:
Når kulstof opvarmes med svovl, dannes kulstofdisulfid CS 2:
Kulstof er i stand til at reducere metaller efter aluminium i aktivitetsserien fra deres oxider. For eksempel:
Kulstof reagerer også med oxider aktive metaller Men i dette tilfælde er det som regel ikke reduktionen af metallet, der observeres, men dannelsen af dets karbid:
Interaktion mellem kulstof og ikke-metaloxider
Kulstof indgår i en koproportioneringsreaktion med kuldioxid CO 2:
En af de vigtigste processer set fra et industrielt synspunkt er den såkaldte dampkulkonvertering. Processen udføres ved at lede vanddamp gennem varmt kul. Følgende reaktion opstår:
På høj temperatur kulstof er i stand til at reducere selv en sådan inert forbindelse som siliciumdioxid. I dette tilfælde, afhængigt af forholdene, er dannelsen af silicium eller siliciumcarbid mulig ( carborundum):
Kulstof som reduktionsmiddel reagerer også med oxiderende syrer, især koncentrerede svovlsyre og salpetersyre:
Kulstofs oxidative egenskaber
Det kemiske grundstof kulstof er ikke meget elektronegativt, så de simple stoffer det danner udviser sjældent oxiderende egenskaber i forhold til andre ikke-metaller.
Et eksempel på sådanne reaktioner er interaktionen af amorft kulstof med brint, når det opvarmes i nærvær af en katalysator:
og også med silicium ved en temperatur på 1200-1300 o C:
Kulstof udviser oxiderende egenskaber i forhold til metaller. Kulstof er i stand til at reagere med aktive metaller og nogle mellemaktive metaller. Reaktioner opstår ved opvarmning:
| Aktive metalcarbider hydrolyseres af vand:
samt opløsninger af ikke-oxiderende syrer: I dette tilfælde dannes carbonhydrider indeholdende carbon i samme oxidationstilstand som i det oprindelige carbid. |
Kemiske egenskaber af silicium
Silicium kan eksistere, ligesom kulstof, i krystallinsk og amorf tilstand og ligesom i tilfældet med kulstof er amorft silicium væsentligt mere kemisk aktivt end krystallinsk silicium.
Nogle gange kaldes amorft og krystallinsk silicium allotropiske modifikationer, hvilket strengt taget ikke er helt sandt. Amorft silicium er i det væsentlige et konglomerat af tilfældigt placeret i forhold til hinanden små partikler krystallinsk silicium.
Interaktion mellem silicium og simple stoffer
ikke-metaller
Under normale forhold reagerer silicium på grund af sin inerthed kun med fluor:
Silicium reagerer kun med klor, brom og jod ved opvarmning. Det er karakteristisk, at der afhængigt af halogenets aktivitet kræves en tilsvarende forskellig temperatur:
Så med klor sker reaktionen ved 340-420 o C:
Med brom – 620-700 o C:
Med jod – 750-810 o C:
Reaktionen af silicium med oxygen opstår, men kræver meget kraftig opvarmning (1200-1300 o C) på grund af det faktum, at den stærke oxidfilm gør interaktionen vanskelig:
Ved en temperatur på 1200-1500 o C interagerer silicium langsomt med kulstof i form af grafit for at danne carborundum SiC - et stof med et atomisk krystalgitter, der ligner diamant og næsten ikke er ringere end det i styrke:
Silicium reagerer ikke med brint.
metaller
På grund af sin lave elektronegativitet kan silicium kun udvise oxiderende egenskaber over for metaller. Af metallerne reagerer silicium med aktive (alkali- og jordalkalimetal) metaller, samt mange metaller med mellemaktivitet. Som et resultat af denne interaktion dannes silicider:
Interaktion mellem silicium og komplekse stoffer
Silicium reagerer ikke med vand, selv når det koges, dog interagerer amorft silicium med overophedet vanddamp ved en temperatur på omkring 400-500 o C. I dette tilfælde dannes brint og siliciumdioxid:
Af alle syrer reagerer silicium (i amorf tilstand) kun med koncentreret flussyre:
Silicium opløses i koncentrerede opløsninger alkalier. Reaktionen ledsages af frigivelse af brint.
Stat uddannelsesinstitution helhedsskole Nr. 89 Kalininsky-distriktet i St. Petersborg
Kemilærer: Yulia Vladislavovna Malinovskaya
Lektionsopsummering om emnet: "Placeringen af kulstof og silicium i det periodiske system kemiske elementer, sammenlignende karakteristika for disse elementer. Allotropi af kulstof."
Klasse: 9. klasse
Mål: skabe betingelser for systematisering og uddybning af elevernes viden om atomers struktur, forholdet mellem stoffers sammensætning - struktur - egenskaber
Opgaver:
Uddannelsesmæssigt:
Generalisering og uddybning af elevernes viden om strukturen af atomer afhængigt af deres placering i det periodiske system; forhold mellem sammensætning – struktur – egenskaber af stoffer ved hjælp af eksemplet med allotropiske modifikationer af kulstof
Udvidelse af studerendes generelle kulturelle horisont
Udvikling af færdigheder til at analysere, sammenligne, drage konklusioner, etablere relationer
Afsløring af ideologiske ideer om forholdet mellem stoffers sammensætning, struktur og egenskaber; uddannelse intellektuelt udviklet personlighed; fremme en kommunikationskultur
Lektionstype: Ved didaktisk formål– forbedring og anvendelse af viden; ved organisationsmetoden - anvendelse af viden og fortrolighed med nyt materiale
Anvendte pædagogiske teknologier:
Information
Teknologi til opdatering af personlig oplevelse
Teknologimålretning Kognitiv udvikling personligheder
Form for adfærd: kombination af samtale, selvstændig aktivitet
Udstyr: computer, projektor, computer præsentation, samling: "Typer af kul", prøver af krystallinske gitter af diamant og grafit.
Lektion trin 1
Organisatorisk. Annoncering af emnet for lektionen.
Hej! I dag i klassen vil vi tale om to kemiske grundstoffer.
Navnene på disse elementer kommer fra de latinske ord "carbo" og "lapis cremans". (Eleverne forstår det straks vi taler om kulstof og silicium).
"Carbo" - "carboneum" - betyder "kul" - kulstof, og "lapis cremans" - en sten, der giver ild - silicium.
I dag i lektionen bliver vi nødt til at give en sammenlignende beskrivelse af disse elementer ved hjælp af tidligere erhvervet viden.
I notesbøger skriver eleverne emnet for lektionen ned: " Sammenlignende egenskaber elementer af kulstof og silicium."
At sammenligne betyder først og fremmest at vælge sammenligningskriterier. Fortæl mig venligst, hvilke kriterier du mener, vi skal sammenligne. Eleverne svarer: position i PS, struktur af atomer, valens muligheder oxidationstilstand osv.
Lektion trin 2
Ved at bruge viden om atomers opbygning, karakteristika ved grundstoffer efter placering i PS udfylder eleverne selvstændigt sammenligningstabel № 1.
Tabel nr. 1. Sammenlignende egenskaber for grundstofferne kulstof og silicium
|
Sammenligningskriterier |
MED kulstof
|
Si silicium
|
|
Stilling i PS |
2. periode, IV-gruppe, hovedundergruppe (A) |
3. periode, IV-gruppe, hovedundergruppe (A) |
|
Atomstruktur |
Zi =+6, p=6, e=6, n=12-6=6, ekstern e=4 |
Zi =+14, p=14, e=14, n=28-14=14, ekstern e=4 |
|
Elektronisk konfiguration af atomer |
1s 2 2s 2 2p 2 |
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 |
|
Valens muligheder |
II i stationær tilstand IV i en ophidset tilstand |
|
|
Mulige oxidationstilstande |
-4 til +4 CH 4, C 2 H 6, C 2 H 4, CaS 2, C, C 2 F 2, CO, C 2 F 6, CO 2 |
-4, 0, +2, +4 Mg2Si, Si, SiO, SiO2 |
|
Atomradius |
stiger |
|
|
Elektronegativitet (Pauling-skala) |
2,5 |
1,9 |
|
Formel for højere oxid, dens natur, navn |
CO 2 – sur, kulilte (IV), carbondioxid, carbondioxid |
SiO 2 - surt, siliciumoxid (IV) |
|
Formel højere hydroxid, dens karakter, navn |
H 2 CO 3 - svag ustabil syre (CO 2 + H 2 O), salte - carbonater |
H 2 SiO 3 - svag syre, har en polymerstruktur (SiO 2 nH 2 O), salte er silikater |
|
Brintforbindelse |
CH4 - methan |
SiН 4 – silan (ustabil) |
|
I naturen |
Væsentligt element af organisk stof |
Det mest rigelige (efter ilt) grundstof jordskorpen |
I slutningen selvstændigt arbejde Efter at have udfyldt tabellen udfylder alle sammen med læreren den på forhånd skrevet på tavlen. I processen med at udfylde sammen noterer og udtaler eleverne sammen med læreren nogle træk ved de elementer, der skal lægges vægt på:
I næsten alle deres forbindelser er kulstof og silicium tetravalente, dvs. disse grundstoffers atomer er i en exciteret tilstand. Læreren (eleven) viser dette på tavlen:
Forskellige oxidationstilstande for carbonatomer skyldes eksistensen af organiske forbindelser i uorganiske stoffer, er dens mest karakteristiske oxidationstilstande: -4, 0, +2, +4
En karakteristisk forskel mellem carbon og silicium er carbons evne til at danne kæder. Kulstofatomer kombineres med hinanden for at danne stabile forbindelser, der ligner siliciumforbindelser, er ustabile.
Lektion trin 3
Fra kemiske grundstoffers egenskaber til simple stoffer.
Arbejde med en computerpræsentation.
Kulstofatomer er karakteriseret ved allotropi. Eleverne husker definitionen af begrebet - "allotropi". Læreren spørger: ”Hvilke tidligere undersøgte kemiske grundstoffer har allotropiske modifikationer?».
Eleverne giver eksempler: grundstoffet oxygen (O) – O 2 – oxygen, O 3 – ozon; grundstof svovl (S) – krystallinsk og plastisk svovl.
Dernæst spørger læreren eleverne, om de måske kender allotropiske modifikationer af kulstof.
Kulstof findes i form af følgende simple stoffer: diamant, grafit, carbyne, fulleren. Kul og sod kan betragtes som sorter af grafit.
Trækul er af interesse.
Jeg var allerede bekendt med ham primitiv: han fandt den på brandstederne og efter de brande, han lavede. Trækul er meget porøst og synker ikke. I 1785 spildte videnskabsmanden og kemikeren Tovius Lowitz ved et uheld vinsyre (brun i farven på grund af urenheder) på en blanding af sand og kul. Lovitz opsamlede den spildte opløsning og filtrerede den fra sand og kul. Et farveløst stof forbliver i filteret. Det viste sig, at kullet optog urenhederne i vinsyre. Sådan blev fænomenet kaldet adsorption opdaget.
Adsorption– kuls og andre faste stoffers egenskaber til at tilbageholde gasser og opløste stoffer på deres overflade. Stoffer på overfladen, hvoraf adsorption sker, kaldes adsorbenter.
Adsorptionen af kul bestemmes af dets porøsitet. Jo flere porer, jo bedre er kuls sorptionskapacitet. Men normalt er kulets porer fyldt forskellige stoffer. For at rense dem opvarmes kullet i en strøm af vanddamp. Sådan kulstof, med rensede porer, kaldes aktiveret.
Først Verdenskrig, fænomenet adsorption har fundet anvendelse i kampen mod kemiske krigsførelsesmidler. Klor (kvælende gas) blev brugt i 1915 vestfronten nær byen Ypres mod de engelsk-franske tropper. Klorangrebet fratog en hel division af kampeffektivitet (15 tusinde mennesker blev sat ud af aktion, 5 tusinde blev dræbt).
Den russiske professor Nikolai Zelinsky (senere akademiker) opfandt og testede i juli 1915 en gasmaske, der opererede på grundlag af adsorptionsfænomenet.
Silicium danner et simpelt stof - krystallinsk silicium. Der er også amorft siliciumpulver hvid.
Dernæst stopper læreren og indikerer fysiske egenskaber hvert enkelt stof dannet af kulstofatomer (slider).
Læreren gør eleverne opmærksomme på, at diamant og grafit, der består af kulstofatomer, har så forskellige fysiske egenskaber. Hvorfor? (studerende er ikke altid i stand til at besvare dette spørgsmål). Læreren gør opmærksom på de forskellige strukturer af krystalgitre af diamant og grafit.
I en diamantkrystal danner hvert kulstofatom fire stærke kovalente bindinger, de er rettet mod tetraederens hjørner, alle afstande mellem atomerne er ens. I grafit er afstanden mellem atomer i et lag meget mindre end afstanden mellem lag (prøver af krystalgitre).
Lektion trin 4
Dens mål: at udvide den generelle kulturelle horisont for studerende, etablere tværfaglige forbindelser kemi med historie.
I forrige lektion, som lektier, inviterede læreren eleverne til at finde interessante fakta om diamanternes historie og forberede en tale med en computerpræsentation.
Hvis der er elever, der har løst opgaven, giver læreren dem ordet, hvis ikke, så fortæller han det og viser sit oplæg.
Lektion trin 5
Opsummerende. Afspejling.
Eleverne svarer på spørgsmålene:
Hvilke nye begreber blev lært i lektionen?
Hvilke spørgsmål voldte vanskeligheder? Og så videre.
Læreren giver karakterer til de elever, der viste god og fremragende viden i lektionen og var aktive.
Bibliografi:
Levkin A.N. Generelt og uorganisk kemi: materialer til eksamen. – Sankt Petersborg: “Paritet”, 2003 – 240 s.
Malinovskaya Yu.V. Kemi. 6. klasse/Propædeutisk kursus. – St. Petersborg: Ikar Firm LLP, 2002, - 76 s.
Taube P. R., Rudenko E. I. Fra brint til nobelium? – M.: stat. Forlag " kandidatskolen", 1961 – 330 s.
Kemi: lærebog for 9. klasses almenundervisning. uch./ Rudzitis G.E., Feldman F.G. – 11. udg. Pere. – M.: Uddannelse, 2010
En kort lektionsplan i kemi om emnet "Placeringen af kulstof og silicium i PSCE, strukturen af deres atomer. Kulstof, allotropi, fysiske og kemiske egenskaber" for 9. klasse, der studerer efter Rudzitis' undervisningsmateriale 2 timer om ugen.
Hent:
Eksempel:
Lektion 27
Placeringen af kulstof og silicium i PSCE, strukturen af deres atomer. Kulstof, allotropi, fysiske og kemiske egenskaber
Lektionens mål:
1. Karakteriser kulstof og siliciums position i PSCE, strukturen af deres atomer, karakteriser de allotrope modifikationer af kulstof, dets fysiske og kemiske egenskaber(fagresultat).
2. Fortsæt med at udvikle evnen til at generere ideer, identificere årsag-og-virkning sammenhænge, se efter analogier og arbejde i et team, bruge alternative kilder Information(metasubjektresultat).
3. Dannelse af færdigheder til at styre din pædagogiske aktiviteter, forberedelse til forståelse af valg af videre uddannelsesforløb(personligt resultat).
Under timerne
- Forberedelse til at opfatte nyt materiale (10 min)
Undersøgelse af elever om lektier.
- Lær nyt materiale (20 min)
Kulstof og silicium er i gruppe IV hovedundergruppe Periodiske system. Elektronisk og elektrongrafisk formel. Valens, oxidationstilstande.
Allotropi af kulstof: diamant, grafit, carbyn, fulleren.
Demonstration "Krystalgitter af diamant og grafit", "Introduktion til forskellige typer brændstof."
Kulstofs kemiske egenskaber:
I.C simple stoffer:
1. Kulstofforbrænding: a) 2C + O 2 (utilstrækkelig) = 2СО, b) C + O 2 (g) = CO 2
2. Med ikke-metaller: a) C + 2F 2 = CF 4, b) C + S = CS 2, c) C + H 2 = CH 4
3. Med metaller: a) Ca + 2C = CaC 2, b) 4Fe + 3C = Al4C3
II. Med komplekse stoffer:
1. Reducerer Me fra deres oxider: 2СuO + C = 2Cu + CO 2
2. Med damp: C + H 2 O = CO + H 2 (over 1200 0 C)
C + 2H 2 O = CO 2 + 2H 2 (ca. 1000 0 C)
Pb. Alle hører til R-elementer, da de er ved at blive færdiggjort R-elektronisk skal af det ydre lag (tabel 15).
|
Element |
Kerneladning |
Antal elektroner i energiniveauer |
Atomradius, Å |
||||||
|
0,77 1,17 1,22 1,40 1,46 |
|||||||||
Når kerneladningen stiger, øges atomets radius, og elektronegativiteten falder mærkbart. I denne henseende øges metalliske egenskaber mærkbart fra kulstof til bly. Det har således veldefinerede metalliske egenskaber, mens det betragtes som et ikke-metal.
Det ydre lag med fire elektroner og små atomradier af kulstof og silicium bidrager til dannelsen kovalente bindinger, som er typiske for disse elementer. Et træk ved både kulstof og silicium er evnen til at danne lange kæder af atomer af samme navn, hvilket fører til en lang række organiske og siliciumorganiske stoffer. Kulstof og kan danne enten to eller fire valensbindinger. Maksimal grad oxidation af elementer i hovedundergruppen af gruppe IV er +4. Dette tyder på, at det er betinget muligt for deres atomer at afgive 4 elektroner. De er også i stand til ikke at acceptere mere end elektroner til det ydre lag. I redoxreaktioner opfører de sig som reduktionsmidler.
Det højeste af disse elementer udviser sure egenskaber. De svarer til syrer, som er meget svage elektrolytter. Dette tyder på, at blandt hovedundergrupperne i gruppe IV-VII kombinerer kulstofundergruppen elementer med de mindst udtalte ikke-metalliske egenskaber. Styrken af flygtige hydrider falder mærkbart fra kulstof CH4 til bly PbH4. Det er umuligt ikke at bemærke arten af egenskaberne af oxider, hvor grundstoffer udviser en oxidationstilstand på +2. Hvis kulstof danner det ikke-saltdannende oxid CO, har blyoxid PbO udtalte amfotere egenskaber.
■ 1. Blandt elementerne i carbongruppen, angiv:
a) elementet med det mindste atomradius;
b) et grundstof med de mest udtalte metalliske egenskaber;
c) formler for højere oxider af elementer i carbongruppen;
d) formler af højere iltsyrer, svarende til de nævnte oxider;
e) formler for lavere oxider;
f) ændring i stabiliteten af flygtige brintforbindelser (skriv en række formler og brug en pil til at angive retningen for faldet i stabilitet).
Kulstof
Atomvægten af kulstof er 12,011. Det ydre elektronlag af carbonatomet har 4 elektroner, dets elektroniske konfiguration er 2s 2 2p 2, fordelingen af elektroner blandt orbitaler.
Blandt undergruppens elementer har kulstof højeste værdi elektronegativitet.
Kulstof har tre allotropiske modifikationer - og amorft kulstof. og findes i naturen, og amorft kulstof kan kun opnås kunstigt.
- hårdt krystallinsk stof, ildfast og kemisk lidt aktiv. Ren diamant er farveløse gennemsigtige krystaller. Blandt mineraler har diamant den højeste hårdhed, lig med 10, og dens massefylde er 3,514. En sådan høj hårdhed forklares af strukturen af dets atomartede krystalgitter, hvor carbonatomer er placeret i samme afstand fra hinanden (se fig. 11).
Diamant er på grund af sin hårdhed meget udbredt til at skære glas, bore hårde sten, i trådtrækmaskiner, slibeskiver osv. Til disse formål anvendes diamanter forurenet med forskellige urenheder.
Rene farveløse krystaller er skåret og poleret med diamantpulver og forvandlet til diamanter. Jo flere facetter, jo bedre "spiller diamanten". Diamanter er oftest små, deres vægt måles i karat (1 karat er lig med 0,2 g). Men der er også store diamanter.
- et fint krystallinsk mineral, i hvis krystalgitter afstanden mellem atomerne er den samme i kun to retninger, og i den tredje er den meget større. Dette gør grafitkrystaller skrøbelige og selve mineralet blødt. Hårdheden af grafit er 1, densiteten er 2,22, og smeltepunktet er omkring 3000°. Grafit har god elektrisk ledningsevne, så det bruges til fremstilling af elektroder og plader til elektrolytiske bade. Grafitpulver blandet med mineralolie er et godt smøremiddel. Da grafit er blødere end papir og kan efterlade et mærke på det, bruges det til at lave blyant, blæk, trykfarve og kopipapir. Den høje varmebestandighed af grafit gør, at den kan bruges til at lave brandsikre digler. Grafit kan fås kunstigt - ved at opvarme koks til 2500-3000°.
■ 2. Hvilken type krystalgitre har diamant og grafit?
3. Forklar i termer elektronisk konfiguration elektroniske lag, hvorfor kulstof kan danne både to og fire valensbindinger.
Der er en opfattelse af, at kunstigt fremstillet amorft kulstof (sod, trækul) ikke er en uafhængig allotrop modifikation, da dens mikrokrystallinske struktur er den samme som grafit.
Amorft kulstof i form af trækul opnås ved tør destillation af træ i form af en meget let, skør, porøs masse. Strukturen af amorft kulstof minder meget om strukturen af grafit, men krystallerne i det er arrangeret tilfældigt.
Den enorme overflade af trækul forårsager dets karakteristiske adsorptionsfænomen. Kulstofmolekyler placeret på overfladen af et stykke kul tiltrækker molekyler af stoffer fra dets miljø og overvinder energien fra termisk bevægelse af molekylerne. Det er klart, at jo større overfladen er, jo stærkere går den, så den knuste adsorbent adsorberer bedre. Hvis du kværner trækul grundigt og derefter placerer det under en hætte, der indeholder bromdamp, vil du bemærke, hvordan bromens farve gradvist svækkes og til sidst forsvinder.
Hvis kulpulveret rystes i et reagensglas med en opløsning af kaliumpermanganat, fuchsin eller te-tinktur, bliver disse opløsninger hurtigt misfarvede. Hvis du koger adsorbenten sammen med stoffet adsorberet på overfladen i rent vand, så vises farven på opløsningen igen, siden termisk bevægelse molekyler intensiveres, og de kommer fra overfladen af adsorbenten - der sker desorption.
Det skal også bemærkes, at fænomenet katalyse, som blev diskuteret ovenfor, er tæt forbundet med fænomenet adsorption.
■ 4. Hvilket fænomen kaldes adsorption?
5. Hvor ellers finder fænomenet adsorption sted, udover de processer, der er forbundet med trækul?
6. Giv en forklaring på fænomenet desorption og angiv årsagerne til dette fænomen.
Ved behandling med overophedet vanddamp fjernes de fremmede urenheder, der nogle gange er til stede der, fra kullets porer, og kullets porøsitet øges. Denne type kul kaldes aktivt kul.
Aktivt kul er meget udbredt, især i en gasmaske, først foreslået af akademiker. N. D. Zelinsky for at beskytte luftvejene mod giftige gasser i luften. For første gang blev en sådan gasmaske brugt under Første Verdenskrig (Fig. 64). En gasmaske består af en gummimaske eller -hjelm, der sidder tæt omkring ansigtet og hovedet, et korrugeret gummirør, der forbinder masken med en boks, der indeholder luftrensende midler.
Ventilsystemet tillader kun inhaleret luft ind i masken gennem boksen og udåndingsluft direkte ind i det omgivende rum. Gasmaskeboksen indeholder et antirøgfilter arrangeret i lag, der fanger faste partikler og dråbepartikler, en kemisk absorber, der kemisk binder giftige stoffer, der kommer ind i kassen, og aktivt kul.
Aktivt kul gives nogle gange som en suspension i vand oralt i tilfælde af at giftige stoffer trænger ind i maven. Trækul bruges også til at lave sort pulver.
Amorft kulstof i form af koks bruges i metallurgi. Koks fremstilles i koksovne af kul. Det er et fast, porøst stof, der næsten er rent kulstof. Koks er et fremragende brændstof og et godt reduktionsmiddel.
Ris. 64. Gasmaske af N. D. Zelinsky. 1-hjelm; 2 - korrugeret rør; 3 - udåndingsventil; 4 - filterboks; 5 - aktivt kul; 6 - kemisk absorber; 7 - anti-røg filter.
Sod dannes ved forbrænding gasformige stoffer Med høj procentdel kulstofindhold. I form af sod er amorft kulstof meget udbredt i gummiindustrien og i trykkeriet til fremstilling af trykfarve. Sod af højeste kvalitet produceres ved afbrænding af gasformige brændstoffer såsom acetylen.
■ 7. Lav og udfyld følgende tabel:
Kulstofs kemiske egenskaber
Det skal bemærkes, at den vigtigste egenskab ved kulstof er dets reducerende evne. Kulstof er et af de bedste reduktionsmidler. Det reducerer let deres oxider, når de opvarmes:
og brænder let i ilt for at danne carbonmonoxid eller carbondioxid
2C + O2 = 2СО —
C + O2 = CO2
Når det er legeret med metaller, danner kulstof carbider, som har en meget unik molekylær struktur. For eksempel har calciumcarbid CaC2, som er særligt udbredt i teknologi, følgende struktur:
Kulstof kombineres kun med brint ved en temperatur på omkring 1200° og danner den organiske forbindelse metan CH4:
C + 2H2 = CH4
■ 8. Beregn, hvor meget kobber der kan reduceres fra dets oxid CuO ved hjælp af 24 kg kulstof, hvis tabet af kobber er 5 %.
Når overophedet vanddamp ledes gennem varmt kul, reduceres sidstnævnte fra vand, hvilket resulterer i dannelsen af vandgas:
C + H2O = CO + Na
vand gas
På trods af kulstoffets høje reduktionsevne er det ikke altid bekvemt at bruge det som reduktionsmiddel, da det er solid. Det er meget mere bekvemt at bruge gasformige reduktionsmidler. Så bliver kontakten mellem reduktionsmidlet og stoffet, der reduceres, mere fuldstændig. I denne forbindelse er det tilrådeligt at omdanne kulstof til kulilte, som bevarer det genoprettende egenskaber og samtidig være et gasformigt stof.
■ 9. Hvilken mængde vandgas (normale forhold) kan opnås ved at lede vanddamp gennem 5 gram carbonatomer?
10. Kobbernitrat blev brændt, indtil udviklingen af brun gas helt stoppede, hvorefter det blev blandet med knust kul og brændt igen. Hvad skete der som følge af reaktionen? Giv dit svar, begrund det med reaktionsligninger.
Kuloxider
Der er to kendte carbonoxider, som det udviser forskellige grader oxidation: CO og CO2.
Kulilte (II) CO, eller som det kaldes, carbonmonoxid, repræsenterer farveløs gas, lugtfri. Kogepunkt -191,5º. Den er lidt lettere end luft og ekstremt giftig. Toksiciteten af kulilte forklares ved, at det i kombination med hæmoglobin i blodet, som det kommer i kontakt med, når det kommer ind i lungerne, danner carboxyhæmoglobin, som er en stærk forbindelse, der ikke har evnen til at reagere med ilt . Hæmoglobin i blodet er således uarbejdsdygtigt, og i tilfælde af alvorlig forgiftning kan en person dø af iltsult. Kulilte kan trænge ind i et rum opvarmet af brændeovne, hvis skorstenen lukker for tidligt, og der kommer uforbrændt kulilte ind i stuen.
De kemiske egenskaber af kulilte er meget forskellige. Det er en brandfarlig gas, der let brænder med en blå flamme i ilt og luft for at danne kuldioxid:
2CO + O2 = 2CO2
Kulstof i denne reaktion oxideres og bevæger sig fra C+2 til C+4, dvs. det udviser reducerende egenskaber. Derfor kan kulilte bruges som et reduktionsmiddel. Faktisk kan kulilte reduceres fra oxider:
FeO + CO = CO2 + Fe
Det skal også bemærkes, at carbonmonoxid er et ikke-saltdannende oxid.
■ 11. Grundstoffet bly Pb, som også hører til hovedundergruppen af gruppe IV, kan danne et oxid, hvor det udviser en oxidationstilstand på +2; kulstof kan også danne et oxid, hvor det udviser samme oxidationstilstand. Sammenlign de kemiske egenskaber af disse to oxider og illustrer dem med reaktionsligninger.
Kulmonoxids brændbarhed, såvel som dets reducerende egenskaber, gør det til et meget værdifuldt brændstof og reduktionsmiddel i mange anvendelser. produktionsprocesser, især inden for metallurgi, derfor fremstilles kulilte specielt i ovne, som kaldes gasgeneratorer (fig. 65).
Ris. 65. Gasgeneratorkredsløb
Gasgeneratoren er en ovn, hvori der hældes koks på toppen. Koksen antændes nedefra, og der tilføres luft nedefra for at opretholde forbrændingen af koksen. Når ilt i luften kommer i kontakt med varmt kul, brænder sidstnævnte og danner kuldioxid:
C + O2 = CO2
Ved at passere gennem efterfølgende kulsalte reduceres kuldioxid til kulilte: CO2 + C = 2CO
Som et resultat kommer generatorgas af følgende sammensætning ud af gasgeneratoren: CO + CO2 + N2 (luft). Denne gas kaldes luft. Luftgas indeholder kun ét brandfarligt stof, CO, og kuldioxid, CO2, er ballast. For at sikre, at der ikke er ballast i gassen, ledes overophedet vanddamp gennem generatoren, som reagerer med kulstof og danner vandgas:
C + H2O ⇄ CO + H2
Vandgas har ingen ballast, da kulilte brænder og er et godt reduktionsmiddel, men når vanddamp ledes gennem kul i lang tid, afkøles sidstnævnte og holder op med at virke. For at forhindre dette i at ske, ledes luft og vanddamp skiftevis gennem gasgeneratoren, hvilket resulterer i en blandet gas.
Producentgasser er meget udbredt inden for teknologi.
Ris. 66. Ordning for underjordisk kulforgasning.
■ 12. Hvilken mængde vandgas vil blive produceret ved at lede vanddamp gennem 36 kg kul?
13. Skriv ligningerne for de reaktioner, der sker under reduktionen af jern(III)oxid med vandgas.
14. Hvordan kan du adskille de gasser, der udgør luftgeneratorgassen?
15. Luftgeneratorgas blev ledt gennem en calciumopløsning. Hvordan sammensætningen har ændret sig gasblanding? Bekræft med reaktionsligninger.
16. Hvordan adskiller blandet gas sig fra luftgas? Angiv sammensætningen af komponenterne i den blandede gas.
I 1888 foreslog D.I. Mendeleev en metode til underjordisk forgasning af kul. Den består i det følgende. I kullaget (fig. 66) bores to brønde fra overfladen og nedad i en afstand af 25-30 m fra hinanden. Ved hjælp af elektriske varmelegemer antændes kullaget nedenfor. Når luft ledes ind i blæsebrønden, brændes en kanal mellem den og gasudløbsbrønden, gennem hvilken gasser strømmer ind i gasudløbsbrønden og stiger til overfladen langs den. I den nederste del af sømmen, som i en gasgenerator, brændes kul til kuldioxid. Noget højere reduceres carbondioxid til carbonmonoxid, og endnu højere, under påvirkning af varmen fra en opvarmet kullag, udføres tør destillation, hvis produkter også fjernes gennem en gasudløbsbrønd. Tørre destillationsprodukter er meget værdifulde. Efterfølgende adskilles den udstrømmende gas fra dem, hvorefter den kan bruges til det tilsigtede formål.
Producentgas bruges i metallurgi, til fremstilling af glas og keramik, i gasturbiner og motorer intern forbrænding, hjemme.
Kulilte og meget udbredt i industrien organisk syntese- når du modtager ammoniak, hydrogenchlorid, kunstigt brændstof, rengøringsmidler etc.
■ 17. Beregn forbruget af kul i gasgeneratoren, hvis resultatet er 112 liter vandgas.
Kuldioxid CO2 er den højeste kuloxid, dens 44 cu. e. (det er mere end halvanden gang tungere end luft). Kogepunkt (sublimation) -78,5°.
Ved kraftig afkøling bliver kuldioxid til en fast snelignende masse - "tøris", som ved normalt tryk ikke omdannes til en væske, men sublimerer, hvilket er af stor bekvemmelighed ved opbevaring af letfordærvelige produkter: for det første er der ingen fugt , og for det andet hæmmer atmosfæren kuldioxid væksten af bakterier og skimmelsvampe. Kuldioxid er et typisk surt oxid, der har alle de karakteristiske egenskaber.
■ 18. Skriv ligninger for kemiske reaktioner, der karakteriserer kuldioxidens egenskaber som et surt oxid.
Kuldioxid er ret opløseligt i vand: et volumen CO2 opløses i et volumen vand. I dette tilfælde interagerer det med vand og danner meget ustabil kulsyre: H2O + CO2 ⇄ H2CO3
Når trykket stiger, stiger kuldioxid kraftigt. Dette er grundlaget for brugen af CO2 i produktionen af sodavand.
■ 19. At kende mønstrene for ligevægtsskift, angive i hvilken retning ligevægten kan forskydes i en reaktion
CO2+ H2O ⇄ H2CO3
a) stigende blodtryk; b) at øge temperaturen.
Kuldioxid understøtter ikke forbrænding eller respiration, og i dens atmosfære dør dyr ikke af forgiftning, men af mangel på ilt. Kun afbrænding ved en meget høj temperatur kan forbrænde kuldioxid, nedbryde det og derved reducere kulstof:
2Mg + CO2 = 2MgO + C
Samtidig er kuldioxid nødvendigt grønne planter til fotosynteseprocessen. Berigelse af atmosfæren med kuldioxid i drivhuse øger planternes dannelse af organisk materiale.
I jordens atmosfære indeholder 0,04% kuldioxid. En lille mængde kuldioxid i luften stimulerer aktiviteten af åndedrætscentret.
Kuldioxid opnås normalt ved at reagere kulsyresalte af nogle flere stærk syre:
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2CO3
Denne proces udføres i laboratoriet i et Kipp-apparat, hvor det fyldes med marmor og saltsyre.
Ris. 67. Skumbrandslukker. 1-tank med en vandig opløsning af sodavand; 2 - ampul med svovlsyre; 3 - trommeslager; 4 - jernnet; 5 - stikkontakt; b - håndtag
En lignende metode til fremstilling af kuldioxid anvendes i såkaldte skumildslukkere (fig. 67). Denne ildslukker er en stålcylinder fyldt med Na2CO3 sodaopløsning. Fordybet i denne løsning glas ampul med svovlsyre. Over ampullen er monteret en angriber, som om nødvendigt kan bruges til at knække ampullen, og så begynder den at interagere med sodavand ifølge ligningen:
Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2CO3
Kuldioxiden, der frigives i store mængder, danner rigeligt skum, som udstødes af gastryk gennem et hul i sidevæggen og, som dækker den brændende genstand, stopper adgangen af luftilt til det.
Til industrielle formål opnås kuldioxid fra nedbrydning af kalksten:
CaCO3 = CaO + CO2
Kuldioxid dannes, når kul brænder og frigives også under gæringen af sukkerarter og andre processer.
■ 20. Er det muligt at fylde en skumildslukker med en opløsning af et andet karbonat i stedet for en sodavandsopløsning? svovlsyre erstatte med en anden syre. Giv eksempler.
21. En blanding af gasser bestående af kuldioxid, svovlbrinte og svovldioxid blev ført gennem jodvand. Hvad er sammensætningen af gasblandingen ved udløbet? Hvad er der i løsningen?
22. Hvilken mængde kuldioxid vil der blive produceret ved afbrænding af 112 liter kulilte?
23. Hvilken mængde kulilte dannes ved oxidation af 4 mol kulstof?
24. Hvor meget kuldioxid kan opnås ved nedbrydning af 250 g kalksten indeholdende 20 % urenheder, hvis CO2-udbyttet er 80 % af det teoretiske?
25. Hvor meget vejer 1 m 3 af en gasblanding bestående af 70 % kulilte og 30 % kuldioxid?
Kulsyre og dens salte
Kuldioxid er kulsyreanhydrid. H2CO3 i sig selv er et meget skrøbeligt stof. Det findes kun i vandige opløsninger. Når du forsøger at isolere det fra disse opløsninger, nedbrydes det let til vand og kuldioxid:
H2CO3 ⇄ H2O + CO2
H2CO3 ⇄ H + + HCO - 3 ⇄ 2H + + CO 2 3 -
er meget svag elektrolyt; men da den er dibasisk, danner den to serier af salte: medium - og sure - bicarbonater. Kuldioxidsalte er interessante, fordi når de udsættes for syre, frigives kuldioxid:
K2CO3 + 2HCl = 2KCl + H2CO3
■ 26. Skriv ovenstående ligning i ionform, og giv også yderligere to reaktionsligninger, der illustrerer syres virkning på.
27. Skriv reaktionsligningen for saltsyres virkning på magnesiumbicarbonat i molekylær og ionisk form.
Når de behandles med kuldioxid og vand, bliver de til bikarbonater. Ved opvarmning sker den omvendte transformation:
normale forhold
CaCO3 + CO2 + H2O ⇄ Ca(HCO3)2
opvarmning
Overgangen af uopløseligt carbonat til opløseligt bicarbonat fører til udvaskning af karbonat fra jordskorpen, hvilket resulterer i dannelsen af hulrum - huler. Karbonater for det meste uopløseligt i vand, med undtagelse af carbonater alkalimetaller og ammonium. Bikarbonater er mere opløselige.
Blandt karbonater særlig opmærksomhed fortjener CaCO3, som findes i tre former: i form af marmor, kalksten og kridt. Derudover er det i kombination med magnesiumcarbonat en del af klippe dolomit MgCO3 · CaCO3. På trods af det samme kemisk sammensætning, de fysiske egenskaber af disse klipper er helt anderledes.
Marmor er et hårdt, krystallinsk stof af magmatisk oprindelse. Det krystalliserede gradvist inde i den afkølende magma. Ofte er marmor farvet med urenheder i forskellige farver. Marmor er meget velpoleret og er derfor meget brugt som efterbehandlingsmateriale til beklædning af bygningskonstruktioner og i skulptur.
Kalksten - sedimentær bjergart organisk oprindelse. Ofte i kalksten kan du finde rester af gamle dyr, hovedsageligt bløddyr i kalkholdige skaller. Nogle gange er de ret store, og nogle gange er de kun synlige under et mikroskop. I løbet af millioner af år er kalksten komprimeret og blevet så hård, at den bruges som byggemateriale. Men nu bliver det så småt erstattet af billigere, lettere og mere behagelige kunstige materialer. Kalksten bruges hovedsageligt til at fremstille kalk.
Kridt er en blød, hvid sedimentær bjergart. Anvendes i byggeri til kalkning. Ved fremstilling af tandpulver opløses kridtet først i syre og udfældes derefter igen, da det naturlige stof indeholder det mindste partikler silica, som kan ridse tandemaljen.
Calciumbicarbonat Ca(HCO3)2 forekommer i naturen i opløst tilstand. Dannet ved indvirkning af vand i kombination med kuldioxid på kalksten. Tilstedeværelsen af dette salt giver vandet midlertidig (karbonat) hårdhed.
Af ekstraordinær interesse er Na2CO3-sodavand, som nogle gange forekommer naturligt i såkaldte sodavandssøer. Men i øjeblikket, udvinding af sodavand fra naturlige kilder bliver erstattet af billigere kunstig produktion af dette produkt. Hvis sodavandet indeholder krystallisationsvand, kaldes det krystallinsk sodavand Na2CО3 10Н2О, men hvis det ikke indeholder det, så sodavand. Sodavand er meget udbredt i sæbe-, tekstil-, papir- og glasindustrien.
Bicarbonat af sodavand, eller bi natriumcarbonat, eller bagepulver, NaHCO3 bruges i bagning af konfektureprodukter som hævemiddel, samt i medicin mod høj surhedsgrad i maven, halsbrand, diabetes mv.
Kaliumkarbonat K2CO3, eller kaliumchlorid, som sodavand, bruges i sæbeindustrien og til fremstilling af ildfast glas.
Det skal bemærkes, at kulstof danner den såkaldte organiske forbindelser, hvis antal og variation langt overstiger forbindelserne af alle andre grundstoffer tilsammen. Den detaljerede undersøgelse af kulstofforbindelser er opdelt i et uafhængigt felt kaldet organisk kemi.
■ 28. Hvordan man skelner natriumcarbonat, præsenteret i fast form, fra hinanden,
32. 2 kg calciumcarbonat blev kalcineret. Vægten af remanensen efter calcinering viste sig at være 1 kg 800 g. Hvor stor en procentdel af karbonatet blev nedbrudt?
33. Hvordan slipper man af med calciumnitraturenheder?
34. Hvordan kan du, med kun saltsyre til din rådighed, genkende bariumcarbonat, bariumsulfit og bariumsulfat?
35. Jern(III)oxid blev reduceret med carbonmonoxid opnået fra 5 kg kul. Hvor meget jern blev der opnået?
Kulstof er livsvigtigt vigtigt element til dyr og planter. Planter bruger kuldioxid fra luften og energi fra solen til at skabe organisk stof. Planteædere, der lever af planter, ved hjælp af disse færdiglavede stoffer, tjener til gengæld
Ris. 68. Kulstofkredsløb i naturen
mad til rovdyr. Planter og dyr, der dør, rådner, oxiderer og omdannes delvist til kuldioxid, som igen forbruges af planter, og delvist gradvist nedbrydes i jorden og dannes forskellige typer brændstof. Når brændstof brænder, frigives kuldioxid, som kommer ud i atmosfæren og forbruges af planter (fig. 68).
RADON-KEMISKE EGENSKABER Den kemiske opførsel af molekylet af enhver radonisotop bestemmes af dets tilhørsforhold til inerte gasser. Sandt nok, blandt dem...