I fri tilstand er karbon kjent i form av diamant, som krystalliserer i det kubiske systemet, og grafitt, som tilhører det sekskantede systemet. Dens former, som kull, koks, sot, har en uordnet struktur.
Ris. 117. Diamantstruktur. Piler viser bindinger mellom atomer i tetraeder.
Karbyne og polycumulen er syntetisk fremstilt - varianter av karbon, bestående av lineære kjedepolymerer av typen... -C?C-C?C... eller...=C=C=C=... Carbyne har halvledende egenskaper. Ved kraftig oppvarming uten tilgang til luft, blir den til grafitt.
Diamant er et fargeløst, gjennomsiktig stoff som bryter lysstråler ekstremt sterkt. Det krystalliserer i et ansiktssentrert kubisk gitter. I dette tilfellet er den ene halvparten av atomene plassert ved toppunktene og sentrene til flatene til en kube, og den andre - ved toppunktene og sentrene til flatene til en annen kube, forskjøvet i forhold til den første i retning av dens romlige diagonal. Karbonatomer i diamant er i en tilstand av sp 3-hybridisering og danner et tredimensjonalt tetraedrisk nettverk der de er forbundet med hverandre med kovalente bindinger*. Avstanden mellom atomene i tetrahedrene er 0,154 nm. Strukturen til diamant er vist i fig. 117.
* Et lignende tetraedrisk arrangement av bindinger dannet av et karbonatom er også karakteristisk for konvertible hydrokarboner og deres derivater (se § 162).
Av alle de enkle stoffene har diamant maksimalt antall atomer per volumenhet - karbonatomer er "pakket" veldig tett i diamant. Dette, samt den høye bindingsstyrken i karbontetraedre, er ansvarlig for at diamant er overlegen i hardhet i forhold til alle kjente stoffer. Derfor er det mye brukt i industrien; Nesten 80 % av utvunne diamanter brukes til tekniske formål. Den brukes til bearbeiding av ulike harde materialer og til boring av bergarter. Selv om den er veldig hard, er diamant også skjør. Pulveret som oppnås ved sliping av en diamant brukes til å polere edelstener og selve diamantene. Riktig polerte klare diamanter kalles briljanter.
På grunn av den store verdien av diamanter er det gjort mange forsøk på å få dem kunstig fra grafitt. Imidlertid endte disse forsøkene i lang tid i fiasko. Først i 1955, ved å bruke svært høyt trykk (ca. 10 10 Pa) og langvarig oppvarming ved en temperatur på ca. 3000°C, klarte amerikanske og samtidig svenske forskere å skaffe syntetiske diamanter. Sovjetunionen utviklet også en metode for å produsere syntetiske diamanter, og i 1961 begynte de industriell produksjon. I tillegg, i 1969, ble trådlignende diamantkrystaller syntetisert i USSR, og de ble oppnådd ved normalt trykk.
Ris. 118. Struktur av grafitt.
værhår, eller værhår, har en struktur som er praktisk talt fri for defekter og har svært høy styrke.
Når den varmes opp i oksygen, brenner diamanten og danner karbondioksid. Varmer du en diamant for mye uten tilgang til luft, blir den til grafitt.
Grafitt er en mørkegrå krystall med en svak metallisk glans. Den har et lagdelt gitter. Alle karbonatomer her er i en tilstand av sp 2-hybridisering: hver av dem danner tre kovalente bindinger med naboatomer, og vinklene mellom bindingsretningene er lik 120°C. Resultatet er et flatt nett sammensatt av vanlige sekskanter, ved toppene som er kjernene til karbonatomer; avstanden mellom tilstøtende kjerner er 0,1415 nm.
Tre elektroner fra hvert karbonatom deltar i dannelsen av α-bindinger. Det fjerde elektronet i det ytre laget okkuperer 2p-orbitalen, som ikke er involvert i hybridisering. Slike ikke-hybride elektronskyer av karbonatomer er orientert vinkelrett på lagets plan og, overlappende hverandre, danner delokaliserte β-bindinger. Strukturen til grafitt er vist i fig. 118.
Tilstøtende lag av karbonatomer i en grafittkrystall er lokalisert i ganske stor avstand fra hverandre (0,335 nm); dette indikerer en lav bindingsstyrke mellom karbonatomer lokalisert i forskjellige lag. Tilstøtende lag er hovedsakelig forbundet med hverandre av van der Waals-krefter, men en del av forbindelsen er av metallisk natur, det vil si på grunn av "deling" av elektroner av alle atomer i krystallen. Dette forklarer den relativt høye elektriske ledningsevnen og termiske ledningsevnen til grafitt ikke bare i retning av lagene, men også i retningen vinkelrett på dem.
Den betraktede strukturen til grafitt forårsaker en sterk anisotropi av egenskapene. Dermed er den termiske ledningsevnen til grafitt i retning av lagplanet 4,0 J/(cm·s·K), og i vinkelrett retning er den 0,79 J/(cm·s·K). Den elektriske motstanden til grafitt i retning av lagene er 10 4 ganger mindre enn i vinkelrett retning.
Individuelle lag med atomer i en grafittkrystall, forbundet med hverandre relativt svakt, skilles lett fra hverandre.
Dette forklarer den lave mekaniske styrken til grafitt. Hvis du kjører et stykke grafitt over papir, fester små grafittkrystaller som ser ut som flak seg til papiret, og etterlater en grå linje på det. Dette er grunnlaget for bruk av grafitt for å lage blyanter.
I luft antennes ikke grafitt selv ved sterk varme, men brenner lett i rent oksygen og blir til karbondioksid.
På grunn av sin elektriske ledningsevne brukes grafitt til å lage elektroder. Brannsikre digler for smelting av metaller er laget av en blanding av grafitt og leire. Grafitt blandet med olje fungerer som et utmerket smøremiddel, siden dets flak, som fyller ujevnhetene i materialet, skaper en jevn overflate som letter glidningen. Grafitt brukes også som nøytronmoderator i atomreaktorer.
I tillegg til naturlig grafitt, brukes også kunstig grafitt i industrien. Det oppnås hovedsakelig fra de beste variantene kull. Transformasjonen skjer ved temperaturer på ca. 3000°C i elektriske ovner uten tilgang til luft. Basert på naturlig og spesielt kunstig grafitt, materialer brukt i kjemisk industri. På grunn av deres høye kjemikaliebestandighet brukes de til foringer, rør, etc.
Grafitt er termodynamisk stabil over et bredt spekter av temperaturer og trykk, spesielt under normale forhold. I denne forbindelse, når man beregner termodynamiske mengder som standard tilstand karbongrafitt er tatt i bruk. Diamant er termodynamisk stabil kun kl høye trykk(over 10 9 Pa). Imidlertid blir omdannelseshastigheten av diamant til grafitt merkbar bare ved temperaturer over 1000°C ved 1750°C, transformasjonen av diamant til grafitt skjer raskt.
"Amorft" karbon (kull). Når karbonholdige forbindelser varmes opp uten tilgang til luft, frigjør de en svart masse kalt "amorft" karbon eller ganske enkelt kull. Slikt karbon består av bittesmå krystaller med en uordnet grafittstruktur. Kull løses opp i mange smeltede metaller, som jern, nikkel og platina. Tettheten av kull varierer fra 1,8 til 2,1 g/cm3.
Kull varierer betydelig i egenskapene deres avhengig av stoffet de er hentet fra og produksjonsmetoden. I tillegg inneholder de alltid urenheter som i stor grad påvirker egenskapene deres. De viktigste tekniske kvalitetene av kull: koks, trekull, benkull og sot.
Koks oppnås ved tørrdestillasjon av kull. Det brukes hovedsakelig i metallurgi for smelting av metaller fra malm.
Ris. 119. Anordning for å demonstrere absorpsjon av ammoniakk med kull.
Kull produseres ved å varme opp ved uten luft. Samtidig fanges verdifulle produkter av tørr destillasjon - metylalkohol, eddiksyre etc. Trekull brukes i metallurgisk industri og i smedarbeid.
På grunn av sin porøse struktur har trekull en høy adsorpsjonskapasitet.
For å observere adsorpsjonen av gasser med kull, vil vi utføre følgende eksperiment. Fyll en glasssylinder med ammoniakk og senk den åpne enden ned i en kopp kvikksølv (fig. 119). Etter å ha varmet opp et kull på brenneren, dypp det i kvikksølv og plasser det under hullet i ammoniakksylinderen. Kullet flyter til overflaten av kvikksølvet i sylinderen, og kvikksølvet begynner umiddelbart å stige på grunn av absorpsjonen av ammoniakk av kullet.
Aktivt karbon absorberer gasser spesielt godt (s. 312). De brukes til å absorbere damper av flyktige væsker fra luft- og gassblandinger, i gassmasker, og også som katalysator i enkelte kjemiske industrier.
Kull har evnen til å adsorbere ikke bare gasser, men også oppløste stoffer. Denne egenskapen hans ble oppdaget i sent XVIIIårhundre russisk akademiker T. E. Lovitz.
Benrøye lages ved å forkulle avfettede bein. Den inneholder fra 7 til 11% karbon, ca. 80% kalsiumfosfat og andre salter. Benkull har svært høy absorpsjonsevne, spesielt i forhold til organiske fargestoffer, og brukes til å fjerne ulike fargestoffer fra løsninger.
Sot er det reneste "amorfe" karbonet. I industrien oppnås det ved termisk dekomponering av metan, samt ved forbrenning av harpiks, terpentin og andre karbonrike stoffer med utilstrekkelig lufttilgang. Carbon black brukes som svart maling (blekk, trykksverte), og også i produksjon av gummi som komponent.
| <<< Назад
|
Videresend >>> |
Karbon er i stand til å danne flere allotropiske modifikasjoner. Disse er diamant (den mest inerte allotropiske modifikasjonen), grafitt, fulleren og karbyn.
Kull og sot er amorft karbon. Karbon i denne tilstanden har ikke en ordnet struktur og består faktisk av små fragmenter av grafittlag. Amorft karbon behandlet med varmtvannsdamp kalles aktivert karbon. 1 gram aktivert karbon, på grunn av tilstedeværelsen av mange porer i det, har et totalt overflateareal på mer enn tre hundre kvadratmeter! På grunn av dens evne til å absorbere ulike stoffer Aktivert karbon er mye brukt som filterfyllstoff, og også som enterosorbent for ulike typer forgiftninger.
Fra et kjemisk synspunkt er amorft karbon dens mest aktive form, grafitt viser moderat aktivitet, og diamant er et ekstremt inert stoff. Av denne grunn bør de kjemiske egenskapene til karbon diskutert nedenfor først og fremst tilskrives amorft karbon.
Reduserende egenskaper av karbon
Som et reduksjonsmiddel reagerer karbon med ikke-metaller som oksygen, halogener og svovel.
Avhengig av overskudd eller mangel på oksygen under kullforbrenning, er dannelsen av karbonmonoksid CO eller karbondioksid CO 2 mulig:
Når karbon reagerer med fluor, dannes karbontetrafluorid:
Når karbon varmes opp med svovel, dannes karbondisulfid CS 2:
Karbon er i stand til å redusere metaller etter aluminium i aktivitetsserien fra deres oksider. For eksempel:
Karbon reagerer også med oksider aktive metaller Men i dette tilfellet er det som regel ikke reduksjonen av metallet som observeres, men dannelsen av karbiden:
Interaksjon av karbon med ikke-metalloksider
Karbon går inn i en koproporsjoneringsreaksjon med karbondioksid CO 2:
En av de viktigste prosessene fra et industrielt synspunkt er den såkalte dampkullkonvertering. Prosessen utføres ved å lede vanndamp gjennom varmt kull. Følgende reaksjon oppstår:
På høy temperatur karbon er i stand til å redusere selv en slik inert forbindelse som silisiumdioksid. I dette tilfellet, avhengig av forholdene, er dannelsen av silisium eller silisiumkarbid mulig ( karborundum):
Dessuten reagerer karbon som reduksjonsmiddel med oksiderende syrer, spesielt konsentrerte svovelsyre og salpetersyre:
Oksidative egenskaper til karbon
Det kjemiske elementet karbon er ikke svært elektronegativt, så de enkle stoffene det danner viser sjelden oksiderende egenskaper i forhold til andre ikke-metaller.
Et eksempel på slike reaksjoner er interaksjonen av amorft karbon med hydrogen når det oppvarmes i nærvær av en katalysator:
og også med silisium ved en temperatur på 1200-1300 o C:
Karbon har oksiderende egenskaper i forhold til metaller. Karbon er i stand til å reagere med aktive metaller og noen metaller med middels aktivitet. Reaksjoner oppstår ved oppvarming:
| Aktive metallkarbider hydrolyseres av vann:
samt løsninger av ikke-oksiderende syrer: I dette tilfellet dannes det hydrokarboner som inneholder karbon i samme oksidasjonstilstand som i det opprinnelige karbidet. |
Kjemiske egenskaper til silisium
Silisium kan eksistere, som karbon, i krystallinsk og amorf tilstand og, akkurat som i tilfellet med karbon, er amorft silisium betydelig mer kjemisk aktivt enn krystallinsk silisium.
Noen ganger kalles amorft og krystallinsk silisium allotropiske modifikasjoner, noe som strengt tatt ikke er helt sant. Amorft silisium er i hovedsak et konglomerat av tilfeldig plassert i forhold til hverandre små partikler krystallinsk silisium.
Interaksjon av silisium med enkle stoffer
ikke-metaller
Under normale forhold reagerer silisium, på grunn av sin treghet, bare med fluor:
Silisium reagerer med klor, brom og jod kun ved oppvarming. Det er karakteristisk at, avhengig av aktiviteten til halogenet, kreves en tilsvarende forskjellig temperatur:
Så med klor skjer reaksjonen ved 340-420 o C:
Med brom – 620-700 o C:
Med jod – 750-810 o C:
Reaksjonen av silisium med oksygen skjer, men krever veldig sterk oppvarming (1200-1300 o C) på grunn av det faktum at den sterke oksidfilmen gjør interaksjonen vanskelig:
Ved en temperatur på 1200-1500 o C interagerer silisium sakte med karbon i form av grafitt for å danne karborundum SiC - et stoff med et atomisk krystallgitter som ligner på diamant og nesten ikke er dårligere enn det i styrke:
Silisium reagerer ikke med hydrogen.
metaller
På grunn av sin lave elektronegativitet kan silisium kun vise oksiderende egenskaper mot metaller. Av metaller reagerer silisium med aktive (alkali- og jordalkalimetaller), samt mange metaller med middels aktivitet. Som et resultat av denne interaksjonen dannes silicider:
Interaksjon av silisium med komplekse stoffer
Silisium reagerer ikke med vann selv når det kokes, men amorft silisium interagerer med overopphetet vanndamp ved en temperatur på ca. 400-500 o C. I dette tilfellet dannes hydrogen og silisiumdioksid:
Av alle syrer reagerer silisium (i amorf tilstand) bare med konsentrert flussyre:
Silisium løses opp i konsentrerte løsninger alkalier. Reaksjonen er ledsaget av frigjøring av hydrogen.
Stat utdanningsinstitusjon omfattende skole nr. 89 Kalininsky-distriktet i St. Petersburg
Kjemilærer: Yulia Vladislavovna Malinovskaya
Leksjonsoppsummering om emnet: «Posisjonen til karbon og silisium i det periodiske systemet kjemiske elementer, sammenlignende egenskaper ved disse elementene. Allotropi av karbon."
Klasse: 9. klasse
Mål: skape forutsetninger for systematisering og utdyping av elevenes kunnskap om strukturen til atomer, forholdet mellom sammensetning - struktur - egenskaper til stoffer
Oppgaver:
Pedagogisk:
Generalisering og utdyping av elevenes kunnskap om strukturen til atomer avhengig av deres plassering i det periodiske systemet; forhold mellom sammensetning – struktur – egenskaper til stoffer ved å bruke eksemplet med allotropiske modifikasjoner av karbon
Utvide den generelle kulturelle horisonten til studenter
Utvikling av ferdigheter til å analysere, sammenligne, trekke konklusjoner, etablere relasjoner
Avsløring av ideologiske ideer om forholdet mellom sammensetning, struktur og egenskaper til stoffer; utdanning intellektuelt utviklet personlighet; å fremme en kommunikasjonskultur
Leksjonstype: Av didaktisk formål– forbedring og anvendelse av kunnskap; ved organiseringsmetoden - anvendelse av kunnskap og kjennskap til nytt materiale
Utdanningsteknologi som brukes:
Informasjon
Teknologi for oppdatering av personlig erfaring
Teknologimålretting kognitiv utvikling personligheter
Form for oppførsel: kombinasjon av samtale, selvstendig aktivitet
Utstyr: datamaskin, projektor, datamaskin presentasjon, samling: "Typer av kull", prøver av krystallgitter av diamant og grafitt.
Leksjon trinn 1
Organisatorisk. Kunngjøring av emnet for leksjonen.
Hallo! I dag i klassen skal vi snakke om to kjemiske elementer.
Navnene på disse elementene kommer fra de latinske ordene "carbo" og "lapis cremans". (Elevene forstår det umiddelbart vi vil snakke om karbon og silisium).
"Carbo" - "karboneum" - betyr "kull" - karbon, og "lapis cremans" - en stein som gir ild - silisium.
I dag i leksjonen må vi gi en komparativ beskrivelse av disse elementene ved å bruke tidligere ervervet kunnskap.
I notatbøker skriver elevene ned emnet for leksjonen: " Sammenlignende egenskaper elementer av karbon og silisium."
Å sammenligne betyr først og fremst å velge sammenligningskriterier. Fortell meg hvilke kriterier du mener vi bør sammenligne. Elevene svarer: posisjon i PS, struktur av atomer, valensmuligheter, oksidasjonstilstand, etc.
Leksjon trinn 2
Ved å bruke kunnskap om strukturen til atomer, egenskaper ved elementer etter posisjon i PS, fyller elevene selvstendig ut sammenligningstabell № 1.
Tabell nr. 1. Sammenlignende egenskaper for grunnstoffene karbon og silisium
|
Sammenligningskriterier |
MED karbon
|
Si silisium
|
|
Stilling i PS |
2. periode, IV-gruppe, hovedundergruppe (A) |
3. periode, IV-gruppe, hovedundergruppe (A) |
|
Atomstruktur |
Z i =+6, p=6, e=6, n=12-6=6, ekstern e=4 |
Z i =+14, p=14, e=14, n=28-14=14, ekstern e=4 |
|
Elektronisk konfigurasjon av atomer |
1s 2 2s 2 2p 2 |
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 |
|
Valens muligheter |
II i stasjonær tilstand IV i en opphisset tilstand |
|
|
Mulige oksidasjonstilstander |
-4 til +4 CH 4, C 2 H 6, C 2 H 4, CaC 2, C, C 2 F 2, CO, C 2 F 6, CO 2 |
-4, 0, +2, +4 Mg 2 Si, Si, SiO, SiO 2 |
|
Atomradius |
øker |
|
|
Elektronegativitet (Pauling-skala) |
2,5 |
1,9 |
|
Formel for høyere oksid, dens natur, navn |
CO 2 – sur, karbonmonoksid (IV), karbondioksid, karbondioksid |
SiO 2 - surt, silisiumoksid (IV) |
|
Formel høyere hydroksid, dens karakter, navn |
H 2 CO 3 – svak ustabil syre (CO 2 + H 2 O), salter - karbonater |
H 2 SiO 3 – svak syre, har en polymerstruktur (SiO 2 nH 2 O), salter er silikater |
|
Hydrogenforbindelse |
CH 4 - metan |
SiН 4 – silan (ustabil) |
|
I naturen |
Essensielt element i organisk materiale |
Det mest tallrike (etter oksygen) elementet jordskorpen |
På slutten selvstendig arbeid Etter å ha fylt ut tabellen fyller alle sammen med læreren ut tabellen som er skrevet på forhånd på tavlen. I prosessen med å fullføre det sammen, noterer og uttaler elevene og læreren noen trekk ved elementene som må tas hensyn til:
I nesten alle deres forbindelser er karbon og silisium fireverdige, dvs. atomene til disse elementene er i en eksitert tilstand. Læreren (eleven) viser dette på tavlen:
Variasjonen av oksidasjonstilstander til karbonatomer skyldes eksistensen av organiske forbindelser i uorganiske stoffer, er dens mest karakteristiske oksidasjonstilstander: -4, 0, +2, +4
En karakteristisk forskjell mellom karbon og silisium er karbons evne til å danne kjeder. Karbonatomer kombineres med hverandre for å danne stabile forbindelser; lignende silisiumforbindelser er ustabile.
Leksjon trinn 3
Fra egenskapene til kjemiske elementer til enkle stoffer.
Arbeide med en datamaskinpresentasjon.
Karbonatomer er preget av allotropi. Studentene husker definisjonen av konseptet - "allotropi". Læreren spør: «Som tidligere studert kjemiske elementer har allotropiske modifikasjoner?».
Elevene gir eksempler: grunnstoffet oksygen (O) – O 2 – oksygen, O 3 – ozon; grunnstoff svovel (S) – krystallinsk og plastisk svovel.
Deretter spør læreren elevene om de kanskje kjenner til allotropiske modifikasjoner av karbon.
Karbon finnes i form av følgende enkle stoffer: diamant, grafitt, karbyn, fulleren. Kull og sot kan betraktes som varianter av grafitt.
Trekull er av interesse.
Jeg var allerede kjent med ham primitiv: han fant den på brannstedene og etter brannene han gjorde opp. Kull er svært porøst og synker ikke. I 1785 sølte vitenskapsmannen og kjemikeren Tovius Lowitz ved et uhell vinsyre (brun i fargen på grunn av urenheter) på en blanding av sand og kull. Lovitz samlet den sølede løsningen og filtrerte den fra sand og kull. Et fargeløst stoff forblir i filteret. Det viste seg at kullet tok opp urenhetene i vinsyre. Slik ble fenomenet kalt adsorpsjon oppdaget.
Adsorpsjon– egenskapene til kull og andre faste stoffer for å holde tilbake gasser og oppløste stoffer på overflaten. Stoffer på overflaten som adsorpsjon skjer kalles adsorbenter.
Adsorpsjonen av kull bestemmes av porøsiteten. Jo flere porer, jo bedre er sorpsjonskapasiteten til kull. Men vanligvis er porene i kullet fylt ulike stoffer. For å rense dem varmes kullet opp i en strøm av vanndamp. Slikt karbon, med rensede porer, kalles aktivert.
Først verdenskrig, har fenomenet adsorpsjon funnet anvendelse i kampen mot kjemiske krigføringsmidler. Klor (kvelende gass) ble brukt i 1915 vestfronten nær byen Ypres mot de anglo-franske troppene. Klorangrepet fratok en hel avdeling av kampeffektivitet (15 tusen mennesker ble satt ut av spill, 5 tusen ble drept).
Den russiske professoren Nikolai Zelinsky (senere akademiker) oppfant og testet i juli 1915 en gassmaske som opererer på grunnlag av adsorpsjonsfenomenet.
Silisium danner et enkelt stoff - krystallinsk silisium. Det er også amorft silisiumpulver hvit.
Deretter stopper læreren og indikerer fysiske egenskaper hvert enkelt stoff dannet av karbonatomer (sklier).
Læreren gjør elevene oppmerksomme på at diamant og grafitt, bestående av karbonatomer, har så forskjellige fysiske egenskaper. Hvorfor? (elevene er ikke alltid i stand til å svare på dette spørsmålet). Læreren gjør oppmerksom på de ulike strukturene til krystallgitteret av diamant og grafitt.
I en diamantkrystall danner hvert karbonatom fire sterke kovalente bindinger, de er rettet mot toppene til tetraederet, alle avstander mellom atomene er like. I grafitt er avstanden mellom atomene i et lag mye mindre enn avstanden mellom lagene (prøver av krystallgitter).
Leksjon trinn 4
Dens mål: utvide den generelle kulturelle horisonten til studenter, etablere tverrfaglige forbindelser kjemi med historie.
I forrige leksjon, som hjemmelekser, inviterte læreren elevene til å finne interessante fakta om diamantens historie og forberede en tale med en datamaskinpresentasjon.
Hvis det er elever som har fullført oppgaven, gir læreren ordet, hvis ikke, så forteller han det og viser presentasjonen sin.
Leksjon trinn 5
Oppsummering. Speilbilde.
Elevene svarer på spørsmålene:
Hvilke nye konsepter ble lært i leksjonen?
Hvilke spørsmål forårsaket vanskeligheter? Og så videre.
Læreren gir karakterer til de elevene som viste gode og gode kunnskaper i timen og var aktive.
Bibliografi:
Levkin A.N. Generelt og uorganisk kjemi: materialer til eksamen. – St. Petersburg: “Paritet”, 2003 – 240 s.
Malinovskaya Yu.V. Kjemi. 6. klasse/propedeutisk kurs. – St. Petersburg: Ikar Firm LLP, 2002, - 76 s.
Taube P.R., Rudenko E.I. Fra hydrogen til Nobelium? – M.: stat. forlag " forskerskolen", 1961 – 330 s.
Kjemi: lærebok for 9. klasse allmennopplæring. uch./ Rudzitis G.E., Feldman F.G. – 11. utg. Pere. – M.: Utdanning, 2010
En kort leksjonsplan i kjemi om emnet "Plasseringen av karbon og silisium i PSCE, strukturen til deres atomer. Karbon, allotropi, fysiske og kjemiske egenskaper" for 9. klasse, studerer etter Rudzitis læremateriell 2 timer i uken.
Nedlasting:
Forhåndsvisning:
Leksjon 27
Plasseringen av karbon og silisium i PSCE, strukturen til deres atomer. Karbon, allotropi, fysiske og kjemiske egenskaper
Leksjonens mål:
1. Karakteriser plasseringen av karbon og silisium i PSCE, strukturen til deres atomer, karakteriser de allotropiske modifikasjonene av karbon, dets fysiske og kjemiske egenskaper(fagresultat).
2. Fortsett å utvikle evnen til å generere ideer, identifisere årsak-virkning-forhold, se etter analogier og jobbe i et team, bruke alternative kilder informasjon(metasubjektresultat).
3. Dannelse av ferdigheter for å administrere din pedagogiske aktiviteter, forberedelse til å forstå valg av videre utdanningsløp(personlig resultat).
I løpet av timene
- Forberedelse til å oppfatte nytt materiale (10 min)
Undersøkelse av elever om lekser.
- Lære nytt materiale (20 min)
Karbon og silisium er i gruppe IV hovedundergruppe Periodiske tabell. Elektronisk og elektrongrafisk formel. Valens, oksidasjonstilstander.
Allotropi av karbon: diamant, grafitt, karbyn, fulleren.
Demonstrasjon “Krystallgitter av diamant og grafitt”, “Introduksjon til forskjellige typer brensel."
Kjemiske egenskaper til karbon:
I.C enkle stoffer:
1. Karbonforbrenning: a) 2C + O 2 (utilstrekkelig) = 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 = Al 4 C 3
II. Med komplekse stoffer:
1. Reduserer Me fra oksidene deres: 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 tilhører R-elementer, siden de blir ferdigstilt R-elektronisk skall av det ytre laget (tabell 15).
|
Element |
Kjerneladning |
Antall elektroner i energinivåer |
Atomradius, Å |
||||||
|
0,77 1,17 1,22 1,40 1,46 |
|||||||||
Når kjerneladningen øker, øker atomets radius og elektronegativiteten avtar merkbart. I denne forbindelse øker metalliske egenskaper merkbart fra karbon til bly. Dermed har det veldefinerte metalliske egenskaper, mens det regnes som et ikke-metall.
Det ytre laget med fire elektroner og små atomradier av karbon og silisium bidrar til dannelsen kovalente bindinger, som er typiske for disse elementene. Et trekk ved både karbon og silisium er evnen til å danne lange kjeder av atomer med samme navn, noe som fører til et bredt utvalg av organiske og organosilisiumstoffer. Karbon og kan danne enten to eller fire valensbindinger. Maksimal grad oksidasjon av elementer i hovedundergruppen til gruppe IV er +4. Dette antyder at det er betinget mulig for atomene deres å gi fra seg 4 elektroner. De er også i stand til å akseptere ikke mer enn elektroner til det ytre laget. I redoksreaksjoner oppfører de seg som reduksjonsmidler.
Den høyeste av disse elementene viser sure egenskaper. De tilsvarer syrer, som er svært svake elektrolytter. Dette antyder at blant hovedundergruppene i gruppene IV-VII, kombinerer karbonundergruppen elementer med de minst uttalte ikke-metalliske egenskapene. Styrken til flyktige hydrider reduseres merkbart fra karbon CH4 til bly PbH4. Det er umulig å ikke legge merke til naturen til egenskapene til oksider der elementer viser en oksidasjonstilstand på +2. Hvis karbon danner det ikke-saltdannende oksidet CO, har blyoksid PbO uttalte amfotere egenskaper.
■ 1. Blant elementene i karbongruppen, angi:
a) elementet med den minste atomradius;
b) et grunnstoff med de mest uttalte metalliske egenskapene;
c) formler for høyere oksider av elementer i karbongruppen;
d) formler med høyere oksygensyrer, tilsvarende de navngitte oksidene;
e) formler for lavere oksider;
f) endring i stabiliteten til flyktige hydrogenforbindelser (skriv en serie formler og bruk en pil for å indikere retningen for reduksjon i stabilitet).
Karbon
Atomvekten til karbon er 12.011. Det ytre elektronlaget til karbonatomet har 4 elektroner, dens elektroniske konfigurasjon er 2s 2 2p 2, fordelingen av elektroner mellom orbitaler.
Blant elementene i undergruppen har karbon høyeste verdi elektronegativitet.
Karbon har tre allotropiske modifikasjoner - og amorft karbon. og finnes i naturen, og amorft karbon kan kun oppnås kunstig.
- hardt krystallinsk substans, ildfast og kjemisk lite aktiv. Ren diamant er fargeløse gjennomsiktige krystaller. Blant mineraler har diamant den høyeste hardheten, lik 10, og dens tetthet er 3,514. En slik høy hardhet forklares av strukturen til krystallgitteret av atomtypen, hvor karbonatomer er plassert i samme avstand fra hverandre (se fig. 11).
På grunn av hardheten er diamant mye brukt til skjæring av glass, boring av harde bergarter, i trådtrekkemaskiner, slipeskiver osv. Til disse formål brukes diamanter forurenset med ulike urenheter.
Rene fargeløse krystaller er kuttet og polert med diamantpulver og omgjort til diamanter. Jo flere fasetter, jo bedre «spiller» diamanten. Diamanter er oftest små, vekten deres måles i karat (1 karat tilsvarer 0,2 g). Men det finnes også store diamanter.
- et finkrystallinsk mineral, i krystallgitteret hvor avstanden mellom atomene er den samme i bare to retninger, og i den tredje er den mye større. Dette gjør grafittkrystaller skjøre og selve mineralet mykt. Hardheten til grafitt er 1, tettheten er 2,22, og smeltepunktet er omtrent 3000°. Grafitt har god elektrisk ledningsevne, så det brukes til fremstilling av elektroder og plater for elektrolysebad. Grafittpulver blandet med mineralolje er et godt smøremiddel. Siden grafitt er mykere enn papir og kan etterlate et merke på det, brukes det til å lage blyanter, blekk, trykksverte og kopipapir. Den høye varmebestandigheten til grafitt gjør at den kan brukes til å lage brannsikre digler. Grafitt kan oppnås kunstig - ved å varme koks til 2500-3000°.
■ 2. Hvilken type krystallgitter har du diamant og grafitt?
3. Forklar i termer elektronisk konfigurasjon elektroniske lag, hvorfor karbon kan danne både to og fire valensbindinger.
Det er en oppfatning at kunstig produsert amorft karbon (sot, trekull) ikke er en uavhengig allotrop modifikasjon, siden dens mikrokrystallinske struktur er den samme som grafitt.
Amorft karbon i form av trekull oppnås ved tørrdestillasjon av tre i form av en veldig lett, sprø, porøs masse. Strukturen til amorft karbon er veldig lik strukturen til grafitt, men krystallene i den er ordnet tilfeldig.
Den enorme overflaten av trekull forårsaker dets karakteristiske adsorpsjonsfenomen. Karbonmolekyler som ligger på overflaten av et kullstykke tiltrekker seg molekyler av stoffer fra miljøet, og overvinner energien til termisk bevegelse av molekylene. Det er klart at jo større overflaten er, jo sterkere går den, slik at den knuste adsorbenten adsorberer bedre. Hvis du maler kull grundig og deretter legger det under en hette som inneholder bromdamp, vil du merke hvordan bromens farge gradvis svekkes og til slutt forsvinner.
Hvis kullpulveret ristes i et reagensrør med en løsning av kaliumpermanganat, fuchsin eller te tinktur, blir disse løsningene snart misfarget. Hvis du koker adsorbenten sammen med stoffet adsorbert på overflaten i rent vann, så vises fargen på løsningen igjen, siden termisk bevegelse molekylene intensiveres og de kommer av overflaten av adsorbenten - desorpsjon oppstår.
Det skal også bemerkes at fenomenet katalyse, som ble diskutert ovenfor, er nært knyttet til fenomenet adsorpsjon.
■ 4. Hvilket fenomen kalles adsorpsjon?
5. Hvor ellers foregår adsorpsjonsfenomenet, foruten prosessene knyttet til trekull?
6. Gi en forklaring på fenomenet desorpsjon og angi årsakene som bidrar til dette fenomenet.
Ved behandling med overopphetet vanndamp fjernes de fremmede urenhetene som noen ganger er tilstede der fra kullets porer, og kullets porøsitet øker. Denne typen karbon kalles aktivert karbon.
Aktivt karbon er veldig mye brukt, spesielt i en gassmaske, først foreslått av akademiker. N. D. Zelinsky for å beskytte luftveiene mot giftige gasser i luften. For første gang ble en slik gassmaske brukt under første verdenskrig (fig. 64). En gassmaske består av en gummimaske eller hjelm som sitter tett rundt ansiktet og hodet, et korrugert gummirør som forbinder masken med en boks som inneholder luftrensende midler.
Ventilsystemet tillater inhalert luft inn i masken kun gjennom boksen, og utåndet luft direkte inn i det omkringliggende rommet. Gassmaskeboksen inneholder et antirøykfilter arrangert i lag som fanger faste partikler og dråpepartikler, en kjemisk absorber som kjemisk binder giftige stoffer som kommer inn i boksen, og aktivt kull.
Aktivert kull gis noen ganger som en suspensjon i vann oralt i tilfelle giftige stoffer kommer inn i magen. Kull brukes også til å lage svart pulver.
Amorft karbon i form av koks brukes i metallurgi. Koks produseres i koksovner av kull. Det er et fast, porøst stoff som er nesten rent karbon. Koks er et utmerket drivstoff og et godt reduksjonsmiddel.
Ris. 64. Gassmaskeanordning av N. D. Zelinsky. 1-hjelm; 2 - korrugert rør; 3 - utåndingsventil; 4 - filterboks; 5 - aktivert karbon; 6 - kjemisk absorber; 7 - antirøykfilter.
Sot produseres ved forbrenning gassformige stoffer Med høy prosentandel karboninnhold. I form av sot er amorft karbon mye brukt i gummiindustrien og i trykkeriindustrien for produksjon av trykksverte. Sot av høyeste kvalitet produseres ved å brenne gassformig brensel som acetylen.
■ 7. Lag og fyll ut følgende tabell:
Kjemiske egenskaper til karbon
Det skal bemerkes at hovedegenskapen til karbon er dens reduserende evne. Karbon er et av de beste reduksjonsmidlene. Det reduserer lett oksidene deres når de varmes opp:
og brenner lett i oksygen for å danne karbonmonoksid eller karbondioksid
2C + O2 = 2СО —
C + O2 = CO2
Når det er legert med metaller, danner karbon karbider, som har en veldig unik molekylstruktur. For eksempel har kalsiumkarbid CaC2, som er spesielt mye brukt i teknologi, følgende struktur:
Karbon kombineres med hydrogen bare ved en temperatur på omtrent 1200°, og danner den organiske forbindelsen metan CH4:
C + 2H2 = CH4
■ 8. Regn ut hvor mye kobber som kan reduseres fra oksidet CuO ved å bruke 24 kg karbon hvis tapet av kobber er 5 %.
Når overopphetet vanndamp føres gjennom varmt kull, reduseres sistnevnte fra vann, noe som resulterer i dannelse av vanngass:
C + H2O = CO + Na
vanngass
Til tross for den høye reduksjonsevnen til karbon, er det ikke alltid hensiktsmessig å bruke det som reduksjonsmiddel, siden det er fast. Det er mye mer praktisk å bruke gassformige reduksjonsmidler. Da blir kontakten mellom reduksjonsmidlet og stoffet som reduseres mer fullstendig. I denne forbindelse er det tilrådelig å konvertere karbon til karbonmonoksid, som bevarer det restaurerende egenskaper og samtidig være et gassformig stoff.
■ 9. Hvilket volum vanngass (normale forhold) kan oppnås ved å lede vanndamp gjennom 5 gram karbonatomer?
10. Kobbernitrat ble kalsinert til utviklingen av brungass stoppet helt, hvoretter det ble blandet med knust kull og kalsinert igjen. Hva skjedde som følge av reaksjonen? Gi svaret ditt, begrunn det med reaksjonsligninger.
Karbonoksider
Det er to kjente karbonoksider som det utviser ulike grader oksidasjon: CO og CO2.
Karbonmonoksid (II) CO, eller som det kalles, karbonmonoksid, representerer fargeløs gass, luktfri. Kokepunkt -191,5º. Den er litt lettere enn luft og ekstremt giftig. Toksisiteten til karbonmonoksid forklares med det faktum at i kombinasjon med hemoglobin i blodet, som det kommer i kontakt med når det kommer inn i lungene, danner det karboksyhemoglobin, som er en sterk forbindelse som ikke har evnen til å reagere med oksygen. . Dermed er hemoglobin i blodet ufør, og ved alvorlig forgiftning kan en person dø av oksygen sult. Karbonmonoksid kan komme inn i et rom oppvarmet av ovner dersom skorsteinen stenger for tidlig og uforbrent kullos kommer inn i stua.
De kjemiske egenskapene til karbonmonoksid er svært forskjellige. Det er en brennbar gass som lett brenner med en blå flamme i oksygen og luft for å danne karbondioksid:
2CO + O2 = 2CO2
Karbon i denne reaksjonen oksideres, beveger seg fra C+2 til C+4, dvs. det viser reduserende egenskaper. Derfor kan karbonmonoksid brukes som reduksjonsmiddel. Faktisk kan karbonmonoksid reduseres fra oksider:
FeO + CO = CO2 + Fe
Det bør også bemerkes at karbonmonoksid er et ikke-saltdannende oksid.
■ 11. Grunnstoffet bly Pb, som også tilhører hovedundergruppen av gruppe IV, kan danne et oksid der det har en oksidasjonstilstand på +2; karbon kan også danne et oksid, der det har samme oksidasjonstilstand. Sammenlign de kjemiske egenskapene til disse to oksidene og illustrer dem med reaksjonsligninger.
Brennbarheten til karbonmonoksid, så vel som dets reduserende egenskaper, gjør det til et svært verdifullt drivstoff og reduksjonsmiddel i mange bruksområder. produksjonsprosesser, spesielt innen metallurgi, er derfor karbonmonoksid spesielt produsert i ovner, som kalles gassgeneratorer (fig. 65).
Ris. 65. Gassgeneratorkrets
Gassgeneratoren er en ovn som koks helles i på toppen. Koksen tennes nedenfra, og luft tilføres nedenfra for å opprettholde forbrenningen av koksen. Når oksygen i luften kommer i kontakt med varmt kull, brenner sistnevnte for å danne karbondioksid:
C + O2 = CO2
Passerer gjennom påfølgende kullsalter, reduseres karbondioksid til karbonmonoksid: CO2 + C = 2CO
Som et resultat kommer generatorgass med følgende sammensetning ut av gassgeneratoren: CO + CO2 + N2 (luft). Denne gassen kalles luft. Luftgass inneholder kun ett brennbart stoff, CO, og karbondioksid, CO2, er ballast. For å sikre at det ikke er ballast i gassen, føres overopphetet vanndamp gjennom generatoren, som reagerer med karbon og danner vanngass:
C + H2O ⇄ CO + H2
Vanngass har ingen ballast, siden karbonmonoksid brenner og er et godt reduksjonsmiddel, men når vanndamp passerer gjennom kull i lang tid, avkjøles sistnevnte og slutter å virke. For å forhindre at dette skjer, føres luft og vanndamp vekselvis gjennom gassgeneratoren, noe som resulterer i en blandet gass.
Produsentgasser er mye brukt i teknologi.
Ris. 66. Ordning for underjordisk kullgassifisering.
■ 12. Hvilket volum vanngass vil bli produsert ved å lede vanndamp gjennom 36 kg kull?
13. Skriv ligningene for reaksjonene som skjer under reduksjonen av jern(III)oksid med vanngass.
14. Hvordan kan du skille gassene som utgjør luftgeneratorgassen?
15. Luftgeneratorgass ble ført gjennom en kalsiumløsning. Hvordan sammensetningen har endret seg gassblanding? Bekreft med reaksjonsligninger.
16. Hvordan skiller blandet gass seg fra luftgass? Angi sammensetningen av komponentene i den blandede gassen.
I 1888 foreslo D.I. Mendeleev en metode for underjordisk gassifisering av kull. Den består av følgende. I kulllaget (fig. 66) bores to brønner fra overflaten og nedover i en avstand på 25-30 m fra hverandre. Ved hjelp av elektriske varmeovner settes kullsømmen under i brann. Når luft føres inn i blåsebrønnen, brennes en kanal mellom den og gassutløpsbrønnen, gjennom hvilken gasser strømmer inn i gassutløpsbrønnen og stiger til overflaten langs den. I den nederste delen av sømmen, som i en gassgenerator, brennes kull til karbondioksid. Noe høyere reduseres karbondioksid til karbonmonoksid, og enda høyere, under påvirkning av varmen fra en oppvarmet kullsøm, utføres tørrdestillasjon, hvis produkter også fjernes gjennom en gassutløpsbrønn. Tørre destillasjonsprodukter er svært verdifulle. Deretter blir den unnslippende gassen separert fra dem, hvoretter den kan brukes til det tiltenkte formålet.
Produsentgass brukes i metallurgi, i produksjon av glass og keramikk, i gassturbiner og motorer intern forbrenning, hjemme.
Karbonmonoksid og mye brukt i industrien organisk syntese- når du mottar ammoniakk, hydrogenklorid, kunstig drivstoff, vaskemidler etc.
■ 17. Beregn kullforbruket i gassgeneratoren hvis resultatet er 112 liter vanngass.
Karbondioksid CO2 er det høyeste karbonoksidet, dets 44 cu. e. (det er mer enn en og en halv gang tyngre enn luft). Kokepunkt (sublimering) -78,5°.
Når det er sterkt avkjølt, blir karbondioksid til en fast snølignende masse - "tørris", som ved normalt trykk ikke forvandles til en væske, men sublimerer, noe som er av stor bekvemmelighet ved lagring av bedervelige produkter: for det første er det ingen fuktighet , og for det andre, atmosfæren Karbondioksid hemmer veksten av bakterier og muggsopp. Karbondioksid er et typisk surt oksid som har alle de karakteristiske egenskapene.
■ 18. Skriv ligninger for kjemiske reaksjoner som karakteriserer egenskapene til karbondioksid som et surt oksid.
Karbondioksid er ganske løselig i vann: ett volum CO2 løses opp i ett volum vann. I dette tilfellet interagerer den med vann og danner svært ustabil karbonsyre: H2O + CO2 ⇄ H2CO3
Når trykket øker, øker karbondioksid kraftig. Dette er grunnlaget for bruk av CO2 i produksjon av brus.
■ 19. Å kjenne mønstrene for likevektsskifter, indikerer i hvilken retning likevekten kan forskyves i en reaksjon
CO2+ H2O ⇄ H2CO3
a) økende blodtrykk; b) øke temperaturen.
Karbondioksid støtter ikke forbrenning eller åndedrett, og i atmosfæren dør dyr ikke av forgiftning, men av mangel på oksygen. Bare brenning ved svært høy temperatur kan brenne inn karbondioksid, spalte det og derved redusere karbon:
2Mg + CO2 = 2MgO + C
Samtidig er karbondioksid nødvendig grønne planter for prosessen med fotosyntese. Å berike atmosfæren med karbondioksid i drivhus øker dannelsen av organisk materiale av planter.
I jordens atmosfære inneholder 0,04 % karbondioksid. En liten mengde karbondioksid i luften stimulerer aktiviteten til respirasjonssenteret.
Karbondioksid oppnås vanligvis ved å reagere karbonsyresalter av noen flere sterk syre:
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2CO3
Denne prosessen utføres i laboratoriet i et Kipp-apparat, og lader det med marmor og saltsyre.
Ris. 67. Skum brannslukningsapparat. 1-tank med en vandig løsning av brus; 2 - ampulle med svovelsyre; 3 - trommeslager; 4 - jernnett; 5 - uttak; b - håndtak
En lignende metode for å produsere karbondioksid brukes i såkalte skumslukningsapparater (fig. 67). Dette brannslukningsapparatet er en stålsylinder fylt med Na2CO3-sodaløsning. Nedsenket i denne løsningen glass ampulle med svovelsyre. En strikker er montert over ampullen, som om nødvendig kan brukes til å knuse ampullen, og deretter vil den begynne å samhandle med brus i henhold til ligningen:
Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2CO3
Karbondioksidet som frigjøres i store mengder danner rikelig skum, som drives ut av gasstrykk gjennom et hull i sideveggen og, som dekker den brennende gjenstanden, stopper tilgangen av luftoksygen til den.
For industrielle formål oppnås karbondioksid fra nedbryting av kalkstein:
CaCO3 = CaO + CO2
Karbondioksid produseres når kull brenner og frigjøres også under fermentering av sukker og andre prosesser.
■ 20. Er det mulig å fylle et skumslukningsapparat med en løsning av et annet karbonat i stedet for en brusløsning? svovelsyre erstatte med en annen syre. Gi eksempler.
21. En blanding av gasser bestående av karbondioksid, hydrogensulfid og svoveldioksid ble ført gjennom jodvann. Hva er sammensetningen av gassblandingen ved utløpet? Hva er i løsningen?
22. Hvilket volum karbondioksid vil bli produsert ved å brenne 112 liter karbonmonoksid?
23. Hvilket volum karbonmonoksid dannes når 4 mol karbon oksideres?
24. Hvor mye karbondioksid kan oppnås ved dekomponering av 250 g kalkstein som inneholder 20 % urenheter, hvis CO2-utbyttet er 80 % av det teoretiske?
25. Hvor mye veier 1 m 3 av en gassblanding bestående av 70 % karbonmonoksid og 30 % karbondioksid?
Karbonsyre og dens salter
Karbondioksid er karbonsyreanhydrid. H2CO3 i seg selv er et veldig skjørt stoff. Det finnes kun i vandige løsninger. Når du prøver å isolere det fra disse løsningene, brytes det lett ned til vann og karbondioksid:
H2CO3 ⇄ H2O + CO2
H2CO3 ⇄ H + + HCO - 3 ⇄ 2H + + CO 2 3 -
er meget svak elektrolytt; men fordi den er dibasisk, danner den to serier med salter: middels - og sure - bikarbonater. Karbondioksidsalter er interessante fordi når de utsettes for syre, frigjøres karbondioksid:
K2CO3 + 2HCl = 2KCl + H2CO3
■ 26. Skriv ligningen ovenfor i ionisk form, og gi også ytterligere to reaksjonsligninger som illustrerer effekten av syrer på.
27. Skriv reaksjonsligningen for virkningen av saltsyre på magnesiumbikarbonat i molekylær og ionisk form.
Når de behandles med karbondioksid og vann, blir de til bikarbonater. Ved oppvarming skjer den omvendte transformasjonen:
normale forhold
CaCO3 + CO2 + H2O ⇄ Ca(HCO3)2
oppvarming
Overgangen av uløselig karbonat til løselig bikarbonat fører til utlekking av karbonat fra jordskorpen, noe som resulterer i dannelse av hulrom - huler. Karbonater for det meste uløselig i vann, med unntak av karbonater alkalimetaller og ammonium. Bikarbonater er mer løselige.
Blant karbonatene spesiell oppmerksomhet fortjener CaCO3, som finnes i tre former: i form av marmor, kalkstein og kritt. I tillegg er det i kombinasjon med magnesiumkarbonat en del av stein dolomitt MgCO3 · CaCO3. Til tross for det samme kjemisk oppbygning, de fysiske egenskapene til disse bergartene er helt forskjellige.
Marmor er en hard, krystallinsk substans av magmatisk opprinnelse. Det krystalliserte seg gradvis inne i det avkjølende magmaet. Marmor er ofte farget med urenheter ulike farger. Marmor er meget godt polert og er derfor mye brukt som etterbehandlingsmateriale for kledning av bygningskonstruksjoner og i skulptur.
Kalkstein - sedimentær bergart organisk opprinnelse. Ofte i kalkstein kan du finne rester av eldgamle dyr, hovedsakelig bløtdyr i kalkholdige skjell. Noen ganger er de ganske store, og noen ganger er de bare synlige under et mikroskop. Over millioner av år har kalkstein komprimert og blitt så hard at den brukes som byggemateriale. Men nå blir den gradvis erstattet av billigere, lettere og mer behagelige kunstige materialer. Kalkstein brukes hovedsakelig til å produsere kalk.
Kritt er en myk, hvit sedimentær bergart. Brukes i konstruksjon for hvitvasking. Ved fremstilling av tannpulver løses kritt først opp i syre og utfelles deretter igjen, siden det naturlige stoffet inneholder det minste svevestøv silika, som kan skrape opp tannemaljen.
Kalsiumbikarbonat Ca(HCO3)2 forekommer i naturen i oppløst tilstand. Dannet ved påvirkning av vann i kombinasjon med karbondioksid på kalkstein. Tilstedeværelsen av dette saltet gir vannet midlertidig (karbonat) hardhet.
Av eksepsjonell interesse er Na2CO3-brus, som noen ganger forekommer naturlig i såkalte sodavann. Men for tiden, utvinning av brus fra naturlige kilder blir erstattet av billigere kunstig produksjon av dette produktet. Hvis brusen inneholder krystallvann, kalles den krystallinsk brus Na2CО3 10Н2О, men hvis den ikke inneholder det, soda. Soda er svært mye brukt i såpe-, tekstil-, papir- og glassindustrien.
Bikarbonat av brus, eller bi natriumkarbonat, eller natron, NaHCO3 brukes i bakevarer som hevemiddel, samt i medisin for høy surhet i magen, halsbrann, diabetes, etc.
Kaliumkarbonat K2CO3, eller kalium, som brus, brukes i såpeindustrien og i produksjon av ildfast glass.
Det skal bemerkes at karbon danner den såkalte organiske forbindelser, hvor antallet og variasjonen langt overstiger forbindelsene til alle andre grunnstoffer tatt sammen. Den detaljerte studien av karbonforbindelser er delt inn i et uavhengig felt kalt organisk kjemi.
■ 28. Hvordan skille natriumkarbonat, presentert i fast form, fra hverandre,
32. 2 kg kalsiumkarbonat ble kalsinert. Vekten av resten etter kalsinering viste seg å være 1 kg 800 g Hvor stor prosentandel av karbonatet ble spaltet?
33. Hvordan bli kvitt kalsiumnitrat-urenheter?
34. Hvordan, med kun saltsyre til rådighet, kan du gjenkjenne bariumkarbonat, bariumsulfitt og bariumsulfat?
35. Jern(III)oksid ble redusert med karbonmonoksid oppnådd fra 5 kg kull. Hvor mye jern ble oppnådd?
Karbon er livsviktig viktig element for dyr og planter. Planter bruker karbondioksid fra luften og energi fra solen for å lage organisk materiale. Planteetere som lever av planter, ved hjelp av disse ferdige stoffene, tjener i sin tur
Ris. 68. Karbonkretsløp i naturen
mat for rovdyr. Planter og dyr, dør, råtner, oksiderer og omdannes delvis til karbondioksid, som igjen konsumeres av planter, og delvis gradvis brytes ned i jorda og dannes forskjellige typer brensel. Når drivstoff brenner frigjøres karbondioksid, som kommer inn i atmosfæren og forbrukes av planter (fig. 68).
KJEMISKE EGENSKAPER FOR RADON Den kjemiske oppførselen til molekylet til enhver radonisotop bestemmes av dets tilhørighet til inerte gasser. Riktignok, blant dem...