คาร์บอนทำปฏิกิริยากับอะไร? คาร์บอน - คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพ
CARBON, C (a. carbon; n. Kohlenstoff; f. carbone; i. carbono) เป็นองค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม IV ของระบบธาตุของ Mendeleev เลขอะตอม 6 มวลอะตอม 12.041 คาร์บอนธรรมชาติประกอบด้วยส่วนผสมของไอโซโทปเสถียร 2 ไอโซโทป: 12 C (98.892%) และ 13 C (1.108%) นอกจากนี้ยังมีไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีของคาร์บอนอีก 6 ไอโซโทป โดยไอโซโทปที่สำคัญที่สุดคือไอโซโทป 14 C ซึ่งมีครึ่งชีวิต 5.73.10 3 ปี (ไอโซโทปนี้ก่อตัวอย่างต่อเนื่องในปริมาณเล็กน้อยในชั้นบนของชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจาก การฉายรังสีนิวเคลียส 14 นิวตันโดยนิวตรอนจากรังสีคอสมิก)
คาร์บอนเป็นที่รู้จักมาตั้งแต่สมัยโบราณ ไม้ถูกใช้เพื่อนำโลหะออกจากแร่ และเพชรถูกใช้เป็น... การรับรู้คาร์บอนเป็น องค์ประกอบทางเคมีเกี่ยวข้องกับชื่อของนักเคมีชาวฝรั่งเศส A. Lavoisier (1789)
การดัดแปลงและคุณสมบัติของคาร์บอน
มีการดัดแปลงผลึกคาร์บอนที่ทราบกันอยู่ 4 แบบ ได้แก่ กราไฟต์ เพชร คาร์ไบน์ และลอนสดาไลต์ ซึ่งมีคุณสมบัติแตกต่างกันอย่างมาก Carbyne เป็นคาร์บอนที่ผลิตขึ้นโดยเทียมซึ่งเป็นผงสีดำที่เป็นผลึกละเอียดซึ่งมีโครงสร้างผลึกที่โดดเด่นด้วยการปรากฏตัวของอะตอมคาร์บอนสายยาวที่วางขนานกัน ความหนาแน่น 3230-3300 กก./ลบ.ม. ความจุความร้อน 11.52 J/mol.K Lonsdaleite พบได้ในอุกกาบาตและได้มาจากการประดิษฐ์ โครงสร้างและคุณสมบัติทางกายภาพยังไม่ได้รับการยอมรับอย่างสมบูรณ์ คาร์บอนยังมีลักษณะเป็นสถานะที่มีโครงสร้างที่ไม่เป็นระเบียบซึ่งเรียกว่า คาร์บอนอสัณฐาน (เขม่า, โค้ก, ถ่าน) คุณสมบัติทางกายภาพของคาร์บอน "อสัณฐาน" ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการกระจายตัวของอนุภาคและการมีอยู่ของสิ่งสกปรก
คุณสมบัติทางเคมีของคาร์บอน
ในสารประกอบ คาร์บอนมีสถานะออกซิเดชัน +4 (พบมากที่สุด), +2 และ +3 ภายใต้สภาวะปกติ คาร์บอนมีความเฉื่อยทางเคมี ที่อุณหภูมิสูง คาร์บอนจะรวมตัวกับองค์ประกอบต่างๆ มากมาย ซึ่งมีฤทธิ์รุนแรง คุณสมบัติการบูรณะ- กิจกรรมทางเคมีของคาร์บอนลดลงในชุดคาร์บอน "อสัณฐาน" กราไฟต์ เพชร อันตรกิริยากับออกซิเจนในบรรยากาศในคาร์บอนประเภทนี้เกิดขึ้นตามลำดับที่อุณหภูมิ 300-500°C, 600-700°C และ 850-1,000°C โดยมีการก่อตัวของคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2) และคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ไดออกไซด์ละลายในน้ำจนเกิดเป็น กรดคาร์บอนิก- คาร์บอนทุกรูปแบบทนทานต่อด่างและกรด ในทางปฏิบัติแล้วคาร์บอนไม่มีปฏิกิริยากับฮาโลเจน (ยกเว้นกราไฟท์ซึ่งทำปฏิกิริยากับ F2 สูงกว่า 900°C) ดังนั้นเฮไลด์จึงได้มาทางอ้อม ในบรรดาสารประกอบที่มีไนโตรเจนที่สำคัญ ความสำคัญในทางปฏิบัติมีไฮโดรเจนไซยาไนด์ HCN (กรดไฮโดรไซยานิก) และอนุพันธ์มากมาย ที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,000°C คาร์บอนจะทำปฏิกิริยากับโลหะหลายชนิดจนเกิดเป็นคาร์ไบด์ คาร์บอนทุกรูปแบบไม่ละลายในตัวทำละลายอนินทรีย์และอินทรีย์ทั่วไป
คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของคาร์บอนคือความสามารถของอะตอมในการสร้างความแข็งแรง พันธะเคมีในหมู่พวกเขาเองตลอดจนระหว่างพวกเขากับองค์ประกอบอื่น ๆ ความสามารถของคาร์บอนในการสร้าง 4 เทียบเท่า พันธบัตรวาเลนซ์กับอะตอมของคาร์บอนอื่นๆ ทำให้เกิดการสร้างโครงกระดูกคาร์บอนได้ ประเภทต่างๆ(เชิงเส้น, กิ่งก้าน, วงจร); คุณสมบัติเหล่านี้เองที่อธิบายบทบาทพิเศษของคาร์บอนในโครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์ทั้งหมด และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสิ่งมีชีวิตทั้งหมด
คาร์บอนในธรรมชาติ
ปริมาณคาร์บอนเฉลี่ยในเปลือกโลกอยู่ที่ 2.3.10% (โดยมวล) นอกจากนี้ คาร์บอนจำนวนมากยังกระจุกตัวอยู่ในหินตะกอน (1%) ในขณะที่หินอื่นๆ มีความเข้มข้นขององค์ประกอบนี้ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญและเท่ากันโดยประมาณ (1-3.10%) คาร์บอนสะสมในส่วนบนโดยเกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตเป็นหลัก (18%) ไม้ (50%) ถ่านหิน (80%) น้ำมัน (85%) แอนทราไซต์ (96%) รวมถึงโดโลไมต์และ หินปูน รู้จักแร่ธาตุคาร์บอนมากกว่า 100 ชนิด โดยที่พบมากที่สุดคือแคลเซียม แมกนีเซียม และเหล็กคาร์บอเนต (แคลไซต์ CaCO 3 โดโลไมต์ (Ca, Mg)CO 3 และไซเดอไรต์ FeCO 3) การสะสมของคาร์บอนในเปลือกโลกมักเกี่ยวข้องกับการสะสมขององค์ประกอบอื่น ๆ ที่ถูกดูดซับโดยอินทรียวัตถุและตกตะกอนหลังจากการฝังไว้ที่ด้านล่างของอ่างเก็บน้ำในรูปแบบของสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำ CO 2 ไดออกไซด์ปริมาณมากจะถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศจากโลกระหว่างการระเบิดของภูเขาไฟและระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงอินทรีย์ จากชั้นบรรยากาศ CO 2 จะถูกพืชดูดซับไว้ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงและละลายในน้ำทะเล จึงก่อให้เกิดการเชื่อมโยงที่สำคัญที่สุดในวัฏจักรคาร์บอนโดยรวมบนโลก คาร์บอนยังมีบทบาทสำคัญในอวกาศ บนดวงอาทิตย์ คาร์บอนมีปริมาณมากเป็นอันดับ 4 รองจากไฮโดรเจน ฮีเลียม และออกซิเจน ซึ่งมีส่วนร่วมในกระบวนการนิวเคลียร์
การประยุกต์ใช้และการใช้งาน
ความสำคัญทางเศรษฐกิจที่สำคัญที่สุดของประเทศของคาร์บอนนั้นพิจารณาจากข้อเท็จจริงที่ว่าประมาณ 90% ของแหล่งพลังงานหลักที่มนุษย์ใช้มาจากเชื้อเพลิงฟอสซิล มีแนวโน้มที่จะใช้น้ำมันไม่ใช่เชื้อเพลิง แต่เป็นวัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมเคมีต่างๆ คาร์บอนมีบทบาทที่เล็กกว่า แต่มีความสำคัญมากต่อเศรษฐกิจของประเทศซึ่งขุดได้ในรูปของคาร์บอเนต (โลหะวิทยา การก่อสร้าง การผลิตสารเคมี) เพชร (เครื่องประดับ เทคโนโลยี) และกราไฟท์ (เทคโนโลยีนิวเคลียร์ ถ้วยใส่ตัวอย่างทนความร้อน ดินสอ น้ำมันหล่อลื่นบางชนิด เป็นต้น) ขึ้นอยู่กับกิจกรรมจำเพาะของไอโซโทป 14 C ในสารตกค้างจากแหล่งกำเนิดทางชีวภาพ อายุของพวกมันจะถูกกำหนด ( การหาคู่ของเรดิโอคาร์บอนออกเดท) 14 C ถูกใช้อย่างกว้างขวางเป็นตัวติดตามกัมมันตภาพรังสี ไอโซโทปที่พบมากที่สุด 12 C มีความสำคัญ - หนึ่งในสิบสองของมวลของอะตอมของไอโซโทปนี้ถือเป็นหน่วยของมวลอะตอมขององค์ประกอบทางเคมี
สถาบันการศึกษาเทศบาล "Nikiforovskaya รอง โรงเรียนมัธยมศึกษาหมายเลข 1"
คาร์บอนและพื้นฐานของมัน ไม่ สารประกอบอินทรีย์
เชิงนามธรรม
เสร็จสิ้นโดย: นักเรียนเกรด 9B
ซิโดรอฟ อเล็กซานเดอร์
ครู: Sakharova L.N.
มิทรีเยฟกา 2009
การแนะนำ
บทที่ 1 ทุกอย่างเกี่ยวกับคาร์บอน
1.1. คาร์บอนในธรรมชาติ
1.2. การดัดแปลงคาร์บอนแบบ Allotropic
1.3. คุณสมบัติทางเคมีของคาร์บอน
1.4. การประยุกต์ใช้คาร์บอน
บทที่สอง สารประกอบคาร์บอนอนินทรีย์
บทสรุป
วรรณกรรม
การแนะนำ
คาร์บอน (lat. Carboneum) C เป็นองค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม IV ของระบบธาตุของ Mendeleev: เลขอะตอม 6, มวลอะตอม 12.011(1) พิจารณาโครงสร้างของอะตอมคาร์บอน ระดับพลังงานภายนอกของอะตอมคาร์บอนประกอบด้วยอิเล็กตรอนสี่ตัว ลองพรรณนามันแบบกราฟิก:
คาร์บอนเป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่สมัยโบราณและไม่เป็นที่รู้จักของผู้ค้นพบธาตุนี้
ใน ปลาย XVIIวี. นักวิทยาศาสตร์ชาวฟลอเรนซ์ Averani และ Tardgioni พยายามหลอมเพชรเม็ดเล็กหลายเม็ดให้เป็นเพชรเม็ดใหญ่เม็ดเดียว แล้วอุ่นเพชรด้วยกระจกที่ลุกไหม้โดยใช้แสงแดด เพชรหายไปและลุกไหม้อยู่ในอากาศ ในปี ค.ศ. 1772 นักเคมีชาวฝรั่งเศส A. Lavoisier แสดงให้เห็นว่าเมื่อเพชรเผาไหม้ CO 2 จะก่อตัวขึ้น เฉพาะในปี พ.ศ. 2340 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ S. Tennant ได้พิสูจน์เอกลักษณ์ของธรรมชาติของกราไฟท์และถ่านหิน หลังจากการเผาไหม้ ปริมาณที่เท่ากันถ่านหินและเพชร ปริมาตรของก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (IV) ก็เท่ากัน
ความหลากหลายของสารประกอบคาร์บอน อธิบายได้จากความสามารถของอะตอมในการรวมตัวกันและอะตอมของธาตุอื่นๆ ในรูปแบบต่างๆกำหนดตำแหน่งพิเศษของคาร์บอนเหนือองค์ประกอบอื่นๆ
บทที่ ฉัน - ทุกอย่างเกี่ยวกับคาร์บอน
1.1. คาร์บอนในธรรมชาติ
คาร์บอนพบได้ในธรรมชาติ ทั้งในสถานะอิสระและในรูปของสารประกอบ
คาร์บอนอิสระเกิดขึ้นในรูปของเพชร กราไฟท์ และคาร์ไบน์
เพชรนั้นหายากมาก เพชร Cullinan เพชรที่ใหญ่ที่สุดที่รู้จัก ถูกค้นพบในปี 1905 แอฟริกาใต้หนัก 621.2 กรัม และมีขนาด 10 × 6.5 × 5 ซม. กองทุนเพชรในมอสโกเป็นที่ตั้งของเพชรที่ใหญ่ที่สุดและสวยที่สุดแห่งหนึ่งของโลก - “Orlov” (37.92 กรัม)
เพชรได้ชื่อมาจากภาษากรีก "adamas" - อยู่ยงคงกระพันทำลายไม่ได้ แหล่งสะสมเพชรที่สำคัญที่สุดอยู่ในแอฟริกาใต้ บราซิล และยาคุเตีย
กราไฟท์จำนวนมากตั้งอยู่ในเยอรมนี ศรีลังกา ไซบีเรีย และอัลไต
แร่ธาตุหลักที่มีคาร์บอน ได้แก่ แมกนีไซต์ MgCO 3 แคลไซต์ (สปาร์ปูนขาว หินปูน หินอ่อน ชอล์ก) CaCO 3 โดโลไมต์ CaMg(CO 3) 2 เป็นต้น
เชื้อเพลิงฟอสซิลทั้งหมด เช่น น้ำมัน ก๊าซ พีท ถ่านหิน ถ่านหินสีน้ำตาล หินดินดาน ถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของคาร์บอน ถ่านหินฟอสซิลบางชนิดที่มี C สูงถึง 99% มีองค์ประกอบใกล้เคียงกับคาร์บอน
คาร์บอนคิดเป็น 0.1% เปลือกโลก.
ในรูปของคาร์บอนมอนอกไซด์ (IV) CO 2 คาร์บอนจะเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ CO 2 จำนวนมากถูกละลายในไฮโดรสเฟียร์
1.2. การดัดแปลงคาร์บอนแบบ Allotropic
คาร์บอนเบื้องต้นทำให้เกิดการดัดแปลงแบบ allotropic สามแบบ: เพชร กราไฟท์ และคาร์ไบน์
1. เพชรเป็นสารผลึกใสไม่มีสีที่หักเหรังสีแสงได้แรงมาก อะตอมของคาร์บอนในเพชรอยู่ในสถานะการผสมพันธุ์ sp 3 ในสภาวะตื่นเต้น เวเลนซ์อิเล็กตรอนในอะตอมของคาร์บอนจะถูกจับคู่กัน และเกิดอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่สี่ตัว เมื่อเกิดพันธะเคมี เมฆอิเล็กตรอนจะมีรูปร่างยาวเหมือนกันและตั้งอยู่ในอวกาศเพื่อให้แกนของพวกมันหันไปทางจุดยอดของจัตุรมุข เมื่อยอดเมฆเหล่านี้ซ้อนทับกับเมฆของอะตอมคาร์บอนอื่นๆ พันธะโควาเลนต์จะเกิดขึ้นที่มุม 109°28" และเกิดตาข่ายผลึกอะตอมขึ้น ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของเพชร
อะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอมในเพชรถูกล้อมรอบด้วยอะตอมอีกสี่อะตอม ซึ่งอยู่ห่างจากศูนย์กลางของจัตุรมุขไปจนถึงจุดยอด ระยะห่างระหว่างอะตอมในจัตุรมุขคือ 0.154 นาโนเมตร ความเข้มแข็งของการเชื่อมต่อทั้งหมดจะเหมือนกัน ดังนั้นอะตอมในเพชรจึง "อัดแน่น" อย่างแน่นหนา ที่อุณหภูมิ 20°C ความหนาแน่นของเพชรคือ 3.515 g/cm3 สิ่งนี้อธิบายถึงความแข็งที่ยอดเยี่ยมของมัน เพชรประพฤติตัวไม่ดี กระแสไฟฟ้า.
ในปีพ.ศ. 2504 สหภาพโซเวียตเริ่มผลิตเพชรสังเคราะห์จากกราไฟท์เชิงอุตสาหกรรม
การสังเคราะห์เพชรทางอุตสาหกรรมใช้แรงกดดันหลายพัน MPa และอุณหภูมิตั้งแต่ 1,500 ถึง 3,000°C กระบวนการนี้ดำเนินการต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งอาจเป็นโลหะบางชนิด เช่น Ni เพชรที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่เป็นผลึกขนาดเล็กและฝุ่นเพชร
เมื่อได้รับความร้อนโดยไม่ต้องเข้าถึงอากาศที่สูงกว่า 1,000°C เพชรจะกลายเป็นกราไฟท์ ที่อุณหภูมิ 1,750°C การเปลี่ยนรูปเพชรเป็นกราไฟท์จะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว
โครงสร้างเพชร
2. กราไฟท์เป็นสารผลึกสีเทา-ดำที่มีความมันวาวของโลหะ เมื่อสัมผัสจะมันเยิ้ม และมีความแข็งต่ำกว่ากระดาษด้วยซ้ำ
อะตอมของคาร์บอนในผลึกกราไฟท์อยู่ในสถานะการผสมพันธุ์ sp 2 โดยแต่ละอะตอมจะสร้างพันธะโควาเลนต์ σ สามพันธะกับอะตอมข้างเคียง มุมระหว่างทิศทางของการเชื่อมต่อคือ 120° ผลลัพธ์ที่ได้คือตารางที่ประกอบด้วยรูปหกเหลี่ยมปกติ ระยะห่างระหว่างนิวเคลียสที่อยู่ติดกันของอะตอมคาร์บอนภายในชั้นคือ 0.142 นาโนเมตร อิเล็กตรอนตัวที่สี่ในชั้นนอกสุดของอะตอมคาร์บอนแต่ละตัวในกราไฟต์ครอบครอง p ออร์บิทัลที่ไม่มีส่วนร่วมในการผสมพันธุ์
เมฆอิเล็กตรอนที่ไม่ใช่ไฮบริดของอะตอมคาร์บอนนั้นตั้งฉากกับระนาบของชั้น และซ้อนทับกัน ทำให้เกิดพันธะ σ แบบแยกส่วน ชั้นที่อยู่ติดกันในผลึกกราไฟท์อยู่ห่างจากกัน 0.335 นาโนเมตรและมีการเชื่อมต่อกันอย่างอ่อน โดยส่วนใหญ่ใช้แรงแวนเดอร์วาลส์ ดังนั้นกราไฟท์จึงมีความแข็งแรงเชิงกลต่ำและแตกตัวเป็นสะเก็ดได้ง่ายซึ่งมีความแข็งแรงมาก พันธะระหว่างชั้นของอะตอมคาร์บอนในกราไฟท์มีลักษณะเป็นโลหะบางส่วน สิ่งนี้อธิบายความจริงที่ว่ากราไฟท์นำไฟฟ้าได้ดี แต่ก็ไม่ดีเท่ากับโลหะ
โครงสร้างกราไฟท์
คุณสมบัติทางกายภาพของกราไฟท์มีความแตกต่างกันอย่างมากในทิศทาง - ตั้งฉากและขนานกับชั้นของอะตอมคาร์บอน
เมื่อได้รับความร้อนโดยไม่มีอากาศเข้าถึง กราไฟท์จะไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงใดๆ สูงถึง 3700°C ที่อุณหภูมิที่กำหนด ซับไลม์ได้โดยไม่ละลาย
กราไฟท์เทียมผลิตจากถ่านหินเกรดดีที่สุดที่อุณหภูมิ 3000°C ในเตาเผาไฟฟ้าที่ไม่มีอากาศเข้าถึง
กราไฟต์มีความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์ในช่วงอุณหภูมิและความดันที่หลากหลาย ดังนั้นจึงเป็นที่ยอมรับว่าเป็นสถานะมาตรฐานของคาร์บอน ความหนาแน่นของกราไฟท์คือ 2.265 g/cm3
3. Carbin เป็นผงสีดำผลึกละเอียด ในโครงสร้างผลึก อะตอมของคาร์บอนเชื่อมต่อกันโดยการสลับพันธะเดี่ยวและพันธะสามในสายโซ่เชิงเส้น:
−С≡С−С≡С−С≡С−
สารนี้ได้รับครั้งแรกโดย V.V. Korshak, A.M. สลาดคอฟ, V.I. Kasatochkin, Y.P. Kudryavtsev ในช่วงต้นทศวรรษที่ 60 ของศตวรรษที่ XX
ต่อมาแสดงให้เห็นว่าคาร์ไบน์สามารถมีอยู่ได้ในรูปแบบที่แตกต่างกันและมีทั้งสายโพลีอะเซทิลีนและโพลีคิวมูลีน ซึ่งอะตอมของคาร์บอนเชื่อมโยงกันด้วยพันธะคู่:
ค=ซี=ซี=ซี=ซี=ซี=
ต่อมาพบคาร์ไบน์ในธรรมชาติ - ในสสารอุกกาบาต
Carbyne มีคุณสมบัติเป็นสารกึ่งตัวนำ เมื่อสัมผัสกับแสง ค่าการนำไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก เนื่องจากการมีอยู่ของการสื่อสารประเภทต่างๆและ วิธีการที่แตกต่างกันเนื่องจากการจัดเรียงสายโซ่ของอะตอมคาร์บอนในโครงตาข่ายคริสตัล คุณสมบัติทางกายภาพของคาร์ไบน์จึงอาจแตกต่างกันไปในขอบเขตที่กว้าง เมื่อได้รับความร้อนโดยไม่ต้องเข้าถึงอากาศที่สูงกว่า 2000°C คาร์ไบน์จะคงตัว ที่อุณหภูมิประมาณ 2300°C จะสังเกตเห็นการเปลี่ยนไปใช้กราไฟท์
คาร์บอนธรรมชาติประกอบด้วยสองไอโซโทป
(98.892%) และ (1.108%) นอกจากนี้ ยังพบส่วนผสมเล็กน้อยของไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีซึ่งผลิตขึ้นเองในชั้นบรรยากาศก่อนหน้านี้เชื่อกันว่าถ่าน เขม่า และโค้กมีองค์ประกอบคล้ายคลึงกับคาร์บอนบริสุทธิ์ และมีคุณสมบัติแตกต่างกันตั้งแต่เพชรและกราไฟต์ ซึ่งแสดงถึงการดัดแปลงคาร์บอนแบบ allotropic อย่างอิสระ ("คาร์บอนอสัณฐาน") อย่างไรก็ตาม พบว่าสารเหล่านี้ประกอบด้วยอนุภาคผลึกเล็กๆ ซึ่งอะตอมของคาร์บอนถูกพันธะในลักษณะเดียวกับในกราไฟท์
4. ถ่านหิน – กราไฟท์บดละเอียด มันเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวด้วยความร้อนของสารประกอบที่มีคาร์บอนโดยไม่มีอากาศเข้าถึง ถ่านหินมีคุณสมบัติแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญขึ้นอยู่กับสารที่ได้รับและวิธีการผลิต มักมีสิ่งเจือปนที่ส่งผลต่อคุณสมบัติอยู่เสมอ ถ่านหินประเภทที่สำคัญที่สุดคือ โค้ก ถ่านไม้ และเขม่า
โค้กผลิตโดยการให้ความร้อนถ่านหินโดยไม่ต้องเข้าถึงอากาศ
ถ่านเกิดขึ้นเมื่อไม้ถูกทำให้ร้อนโดยไม่มีอากาศเข้าไป
เขม่าเป็นผงผลึกกราไฟท์ที่ละเอียดมาก เกิดจากการเผาไหม้ของไฮโดรคาร์บอน (ก๊าซธรรมชาติ อะเซทิลีน น้ำมันสน ฯลฯ) ด้วย การเข้าถึงที่จำกัดอากาศ.
ถ่านกัมมันต์เป็นตัวดูดซับทางอุตสาหกรรมที่มีรูพรุนซึ่งประกอบด้วยคาร์บอนเป็นส่วนใหญ่ การดูดซับคือการดูดซับก๊าซและสารที่ละลายโดยพื้นผิวของของแข็ง ถ่านกัมมันต์ได้มาจากเชื้อเพลิงแข็ง (พีท สีน้ำตาลและถ่านหินแข็ง แอนทราไซต์) ไม้และผลิตภัณฑ์จากมัน (ถ่าน ขี้เลื่อย ขยะจากการผลิตกระดาษ) ของเสีย อุตสาหกรรมเครื่องหนัง,วัสดุจากสัตว์ เช่น กระดูก ถ่านหินซึ่งมีความแข็งแรงเชิงกลสูงผลิตจากเปลือกมะพร้าวและถั่วอื่นๆ และจากเมล็ดผลไม้ โครงสร้างของถ่านหินแสดงด้วยรูพรุนทุกขนาด อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการดูดซับและอัตราการดูดซับถูกกำหนดโดยปริมาณของไมโครพอร์ต่อหน่วยมวลหรือปริมาตรของเม็ด เมื่อผลิตถ่านกัมมันต์ วัสดุตั้งต้นจะถูกนำไปผ่านการบำบัดความร้อนก่อนโดยไม่ต้องเข้าถึงอากาศ ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ความชื้นและเรซินบางส่วนถูกกำจัดออกไป ในกรณีนี้จะเกิดโครงสร้างถ่านหินที่มีรูพรุนขนาดใหญ่ เพื่อให้ได้โครงสร้างที่มีรูพรุนขนาดเล็ก การกระตุ้นจะดำเนินการโดยการเกิดออกซิเดชันกับก๊าซหรือไอน้ำ หรือโดยการบำบัดด้วยรีเอเจนต์เคมี
- การกำหนด - C (คาร์บอน);
- ระยะเวลา - II;
- กลุ่ม - 14 (IVa);
- มวลอะตอม - 12.011;
- เลขอะตอม - 6;
- รัศมีอะตอม = 19.00 น.
- รัศมีโควาเลนต์ = 197 น.;
- การกระจายอิเล็กตรอน - 1s 2 2s 2 2p 2 ;
- อุณหภูมิหลอมเหลว = 3550°C;
- จุดเดือด = 4827°C;
- อิเล็กโทรเนกาติวีตี้ (อ้างอิงจาก Pauling/อ้างอิงจาก Alpred และ Rochow) = 2.55/2.50;
- สถานะออกซิเดชัน: +4, +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3, -4;
- ความหนาแน่น (หมายเลข) = 2.25 g/cm 3 (แกรไฟต์);
- ปริมาตรฟันกราม = 5.3 ซม. 3 /โมล
มนุษย์รู้จักคาร์บอนในรูปถ่านมาตั้งแต่สมัยโบราณดังนั้นจึงไม่มีเหตุผลที่จะพูดถึงวันที่ค้นพบ จริงๆ แล้ว “คาร์บอน” ได้ชื่อมาในปี พ.ศ. 2330 เมื่อมีหนังสือ “Method of ระบบการตั้งชื่อทางเคมี" ซึ่งแทนที่จะใช้ชื่อภาษาฝรั่งเศสว่า "ถ่านหินสะอาด" (charbone pur) คำว่า "คาร์บอน" (คาร์บอน) ก็ปรากฏขึ้น
คาร์บอนมีความสามารถพิเศษในการสร้างสายพอลิเมอร์ที่มีความยาวไม่จำกัด ซึ่งทำให้เกิดสารประกอบจำนวนมาก ซึ่งการศึกษานี้เป็นวิชาเคมีสาขาที่แยกจากกัน - เคมีอินทรีย์- สารประกอบคาร์บอนอินทรีย์เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตบนโลก ดังนั้นจึงไม่มีเหตุผลที่จะพูดถึงความสำคัญของคาร์บอนในฐานะองค์ประกอบทางเคมี - มันเป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตบนโลก
ตอนนี้เรามาดูคาร์บอนจากมุมมองของเคมีอนินทรีย์
ข้าว. โครงสร้างของอะตอมคาร์บอน.
การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของคาร์บอนคือ 1s 2 2s 2 2p 2 (ดูโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม) ที่ระดับพลังงานภายนอก คาร์บอนมีอิเล็กตรอน 4 ตัว โดย 2 ตัวจับคู่กันในระดับย่อย s + 2 ตัวไม่จับคู่กันใน p-ออร์บิทัล เมื่ออะตอมของคาร์บอนเปลี่ยนไปสู่สถานะตื่นเต้น (ต้องใช้พลังงานมาก) อิเล็กตรอนหนึ่งตัวจากระดับย่อย s “ออกจาก” คู่ของมันและเคลื่อนไปยังระดับย่อย p ซึ่งมีวงโคจรอิสระหนึ่งวง ดังนั้นในสภาวะตื่นเต้น การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมคาร์บอนจึงอยู่ในรูปแบบต่อไปนี้: 1s 2 2s 1 2p 3
ข้าว. การเปลี่ยนอะตอมของคาร์บอนไปสู่สถานะตื่นเต้น
“การหล่อ” นี้ขยายขีดความสามารถความจุของอะตอมคาร์บอนอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งสามารถรับสถานะออกซิเดชันจาก +4 (ในสารประกอบที่มีสารที่ไม่ใช่โลหะที่ใช้งานอยู่) เป็น -4 (ในสารประกอบที่มีโลหะ)
ในสภาวะที่ไม่ได้รับการกระตุ้น อะตอมของคาร์บอนในสารประกอบจะมีความจุเท่ากับ 2 เช่น CO(II) และในสภาวะที่ตื่นเต้นจะมีความจุเท่ากับ 4: CO 2 (IV)
"เอกลักษณ์" ของอะตอมคาร์บอนอยู่ที่ระดับพลังงานภายนอกมีอิเล็กตรอน 4 ตัวดังนั้นในการผ่านระดับให้สำเร็จ (ซึ่งอันที่จริงแล้วอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีใด ๆ ที่มุ่งมั่นเพื่อ) ก็สามารถทำได้โดยเท่าเทียมกัน “ความสำเร็จ” ทั้งให้และเพิ่มอิเล็กตรอนด้วยการก่อตัว พันธะโควาเลนต์(ดูพันธะโควาเลนต์)
คาร์บอนเป็นสารธรรมดา
คาร์บอนสามารถอยู่ในรูปของสารหลายชนิดได้ เนื่องจากเป็นสารธรรมดา การปรับเปลี่ยนแบบ allotropic:
- เพชร
- กราไฟท์
- ฟูลเลอรีน
- คาร์บิน
เพชร
ข้าว. ตาข่ายคริสตัลเพชร
คุณสมบัติของเพชร:
- สารผลึกไม่มีสี
- สารที่แข็งที่สุดในธรรมชาติ
- มีผลการหักเหของแสงสูง
- นำความร้อนและไฟฟ้าได้ไม่ดี
ข้าว. จัตุรมุขเพชร
ความแข็งพิเศษของเพชรนั้นอธิบายได้ด้วยโครงสร้างของโครงตาข่ายคริสตัลซึ่งมีรูปร่างของจัตุรมุข - ตรงกลางของจัตุรมุขมีอะตอมของคาร์บอนซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยพันธะที่แข็งแกร่งพอ ๆ กันกับอะตอมที่อยู่ใกล้เคียงสี่อะตอมที่ก่อตัวเป็นจุดยอด ของจัตุรมุข (ดูรูปด้านบน) ในทางกลับกัน "การก่อสร้าง" นี้เชื่อมโยงกับจัตุรมุขที่อยู่ใกล้เคียง
กราไฟท์
ข้าว. ตาข่ายคริสตัลกราไฟท์
คุณสมบัติของกราไฟท์:
- สารผลึกอ่อน สีเทาโครงสร้างชั้น
- มีความแวววาวของโลหะ
- นำไฟฟ้าได้ดี
ในกราไฟท์ อะตอมของคาร์บอนจะก่อตัวเป็นรูปหกเหลี่ยมปกติที่วางอยู่ในระนาบเดียวกันและจัดเรียงเป็นชั้นที่ไม่มีที่สิ้นสุด
ในแกรไฟต์ พันธะเคมีระหว่างอะตอมของคาร์บอนที่อยู่ติดกันนั้นก่อตัวขึ้นโดยเวเลนซ์อิเล็กตรอน 3 ตัวของแต่ละอะตอม (แสดงเป็นสีน้ำเงินในรูปด้านล่าง) โดยที่อิเล็กตรอนตัวที่ 4 (แสดงด้วยสีแดง) ของอะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอมจะอยู่ใน p-ออร์บิทัลที่ตั้งฉากกัน ไปยังระนาบของชั้นกราไฟท์ ไม่มีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์ในระนาบของชั้น “จุดประสงค์” ของมันแตกต่างออกไป โดยทำปฏิกิริยากับ “น้องชาย” ของมันที่อยู่ในชั้นที่อยู่ติดกัน ซึ่งทำให้เกิดการเชื่อมต่อระหว่างชั้นของกราไฟท์ และ p-อิเล็กตรอนที่มีการเคลื่อนที่สูงจะเป็นตัวกำหนดค่าการนำไฟฟ้าที่ดีของกราไฟท์
ข้าว. การกระจายตัวของออร์บิทัลอะตอมคาร์บอนในกราไฟท์
ฟูลเลอรีน
ข้าว. โครงตาข่ายคริสตัลฟูลเลอรีน
คุณสมบัติของฟูลเลอรีน:
- โมเลกุลฟูลเลอรีนคือกลุ่มของอะตอมคาร์บอนที่ปิดตัวอยู่ในทรงกลมกลวงเหมือนลูกฟุตบอล
- เป็นสารผลึกละเอียดสีเหลืองส้ม
- จุดหลอมเหลว = 500-600°C;
- เซมิคอนดักเตอร์;
- เป็นส่วนหนึ่งของแร่ซันไนต์
คาร์บิน
คุณสมบัติของคาร์ไบน์:
- สารเฉื่อยสีดำ
- ประกอบด้วยโมเลกุลเชิงเส้นโพลีเมอร์ซึ่งอะตอมเชื่อมต่อกันโดยการสลับพันธะเดี่ยวและพันธะสาม
- เซมิคอนดักเตอร์
คุณสมบัติทางเคมีของคาร์บอน
ภายใต้สภาวะปกติ คาร์บอนเป็นสารเฉื่อย แต่เมื่อถูกความร้อนคาร์บอนสามารถทำปฏิกิริยากับสารเชิงเดี่ยวและซับซ้อนหลากหลายชนิดได้
ได้มีการกล่าวไปแล้วข้างต้นว่าที่ระดับพลังงานภายนอกของคาร์บอนมีอิเล็กตรอน 4 ตัว (ไม่ว่าที่นี่หรือที่นั่น) ดังนั้นคาร์บอนจึงสามารถให้อิเล็กตรอนและยอมรับพวกมันได้ โดยแสดงคุณสมบัติการรีดิวซ์ในสารประกอบบางชนิด และคุณสมบัติการออกซิไดซ์ในสารประกอบอื่นๆ
คาร์บอนก็คือ สารรีดิวซ์ในปฏิกิริยากับออกซิเจนและองค์ประกอบอื่น ๆ ที่มีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้สูงกว่า (ดูตารางอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ขององค์ประกอบ):
- เมื่อถูกความร้อนในอากาศมันจะไหม้ (มีออกซิเจนส่วนเกินพร้อมกับการก่อตัวของคาร์บอนไดออกไซด์โดยมีการขาด - คาร์บอนมอนอกไซด์ (II)):
C + O 2 = CO 2;
2C + O 2 = 2CO - ทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูงกับไอกำมะถัน, ทำปฏิกิริยากับคลอรีน, ฟลูออรีนได้ง่าย:
C + 2S = ซีเอส 2
C + 2Cl 2 = CCl 4
2F 2 + C = CF 4 - เมื่อถูกความร้อนจะลดออกไซด์ของโลหะและอโลหะหลายชนิด:
C0 + Cu +2 O = Cu 0 + C +2 O;
C 0 +C +4 O 2 = 2C +2 O - ที่อุณหภูมิ 1,000°C ทำปฏิกิริยากับน้ำ (กระบวนการแปรสภาพเป็นแก๊ส) ทำให้เกิดก๊าซน้ำ:
C + H 2 O = CO + H 2;
นิทรรศการคาร์บอน คุณสมบัติออกซิไดซ์เมื่อทำปฏิกิริยากับโลหะและไฮโดรเจน:
- ทำปฏิกิริยากับโลหะเกิดเป็นคาร์ไบด์:
Ca + 2C = CaC 2 - ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน คาร์บอนเกิดมีเทน:
ค + 2H 2 = CH 4
คาร์บอนได้มาจากการสลายตัวด้วยความร้อนของสารประกอบหรือไพโรไลซิสของมีเทน (ด้วย อุณหภูมิสูง):
CH 4 = C + 2H 2
การประยุกต์ใช้คาร์บอน
สารประกอบคาร์บอนพบว่ามีการนำไปใช้อย่างกว้างขวางที่สุดในเศรษฐกิจของประเทศ ไม่สามารถแสดงรายการทั้งหมดได้ เราจะระบุเพียงบางส่วนเท่านั้น:
- กราไฟท์ใช้ทำไส้ดินสอ อิเล็กโทรด ถ้วยใส่ตัวอย่างหลอม เป็นตัวหน่วงนิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ และเป็นสารหล่อลื่น
- เพชรถูกนำมาใช้ในเครื่องประดับ เป็นเครื่องมือตัด ในอุปกรณ์ขุดเจาะ และเป็นวัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
- คาร์บอนถูกใช้เป็นตัวรีดิวซ์เพื่อผลิตโลหะบางชนิดและอโลหะ (เหล็ก ซิลิคอน)
- คาร์บอนประกอบด้วยถ่านกัมมันต์จำนวนมาก ซึ่งพบการใช้งานอย่างกว้างขวาง ทั้งในชีวิตประจำวัน (เช่น เป็นตัวดูดซับสำหรับฟอกอากาศและสารละลาย) และในทางการแพทย์ (เม็ดถ่านกัมมันต์) และในอุตสาหกรรม (เป็นตัวพาสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยา สารเติมแต่ง ตัวเร่งปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชัน ฯลฯ)
คุณสมบัติทางกายภาพ:คาร์บอนทำให้เกิดการดัดแปลงแบบ allotropic มากมาย: เพชร- หนึ่งในสารที่แข็งที่สุด กราไฟท์, ถ่านหิน, เขม่า.
อะตอมของคาร์บอนมี 6 อิเล็กตรอน: 1s 2 2s 2 2p 2 . อิเล็กตรอนสองตัวสุดท้ายอยู่ใน p-ออร์บิทัลที่แยกจากกันและไม่มีคู่กัน โดยหลักการแล้ว คู่นี้สามารถครอบครองวงโคจรเดียวกันได้ แต่ในกรณีนี้ แรงผลักของอินเตอร์อิเล็กตรอนจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ด้วยเหตุนี้ หนึ่งในนั้นใช้เวลา 2p x และอีกอันคือ 2p y , หรือ 2p z ออร์บิทัล
ความแตกต่างในพลังงานของระดับย่อย s- และ p ของชั้นนอกนั้นมีขนาดเล็กดังนั้นอะตอมจึงเข้าสู่สภาวะตื่นเต้นได้ง่ายซึ่งหนึ่งในสองอิเล็กตรอนจากวงโคจร 2s ผ่านไปยังอิเล็กตรอนอิสระ 2 ถูสถานะวาเลนซ์ปรากฏขึ้นพร้อมกับการกำหนดค่า 1s 2 2s 1 2p x 1 2p y 1 2p z 1 . สถานะของอะตอมคาร์บอนนี้เองที่เป็นลักษณะเฉพาะของโครงตาข่ายเพชร—การจัดเรียงเชิงพื้นที่แบบจัตุรมุขของออร์บิทัลลูกผสม ความยาวพันธะและพลังงานเท่ากัน
ปรากฏการณ์นี้เรียกได้ว่าเป็น sp 3 -ไฮบริดและฟังก์ชันที่เกิดขึ้นใหม่คือ sp 3 -hybrid . การก่อตัวของพันธะ sp 3 สี่พันธะทำให้อะตอมของคาร์บอนมีสถานะเสถียรมากกว่าสามพันธะ rr-และการเชื่อมต่อแบบ s-s-หนึ่งรายการ นอกเหนือจากการผสมพันธุ์ sp 3 แล้ว sp 2 และ sp การผสมพันธุ์ยังถูกสังเกตที่อะตอมคาร์บอนอีกด้วย . ในกรณีแรกเกิดการทับซ้อนกัน ส-และ p-ออร์บิทัล 2 อัน ออร์บิทัลลูกผสม sp 2 ที่เทียบเท่ากัน 3 วงถูกสร้างขึ้น โดยอยู่ในระนาบเดียวกันที่มุม 120° ซึ่งกันและกัน p วงโคจรที่สามไม่มีการเปลี่ยนแปลงและตั้งฉากกับระนาบ เอสพี2.
ในระหว่างการผสมพันธุ์ sp วงโคจร s และ p จะทับซ้อนกัน มุม 180° เกิดขึ้นระหว่างออร์บิทัลลูกผสมสองอันที่เท่ากันซึ่งก่อตัวขึ้น ในขณะที่ p-ออร์บิทัลทั้งสองของแต่ละอะตอมยังคงไม่เปลี่ยนแปลง
การจัดสรรคาร์บอน เพชรและกราไฟท์
ในผลึกกราไฟต์ อะตอมของคาร์บอนจะอยู่ในระนาบขนานกัน ซึ่งครอบครองจุดยอดของรูปหกเหลี่ยมปกติ อะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอมเชื่อมต่อกับพันธะไฮบริด sp 2 ที่อยู่ใกล้เคียงสามพันธะ ระหว่าง ระนาบขนานการสื่อสารเกิดขึ้นเนื่องจากกองกำลังของ Van der Waals p-ออร์บิทัลอิสระของแต่ละอะตอมตั้งฉากกับระนาบของพันธะโควาเลนต์ การทับซ้อนกันของพวกมันอธิบายพันธะ π เพิ่มเติมระหว่างอะตอมของคาร์บอน ดังนั้นจาก สถานะวาเลนซ์ซึ่งมีอะตอมของคาร์บอนในสารตั้งอยู่จะเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติของสารนี้.
คุณสมบัติทางเคมีของคาร์บอน
สถานะออกซิเดชันที่มีลักษณะเฉพาะมากที่สุดคือ: +4, +2
ที่อุณหภูมิต่ำ คาร์บอนจะเฉื่อย แต่เมื่อถูกความร้อนจะมีกิจกรรมเพิ่มขึ้น
คาร์บอนเป็นตัวรีดิวซ์:
- มีออกซิเจน
C 0 + O 2 – t° = CO 2 คาร์บอนไดออกไซด์
เมื่อขาดออกซิเจน - การเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์:
2C 0 + O 2 – t° = 2C +2 O คาร์บอนมอนอกไซด์
- มีฟลูออรีน
ค + 2F 2 = CF 4
- มีไอน้ำ
C 0 + H 2 O – 1200° = C +2 O + H 2 ก๊าซน้ำ
- ด้วยโลหะออกไซด์ นี่คือวิธีการถลุงโลหะจากแร่
C 0 + 2CuO – เสื้อ° = 2Cu + C +4 O 2
- มีกรด - ตัวออกซิไดซ์:
C 0 + 2H 2 SO 4 (เข้มข้น) = C +4 O 2 + 2SO 2 + 2H 2 O
C 0 + 4HNO 3 (เข้มข้น) = C +4 O 2 + 4NO 2 + 2H 2 O
- เกิดคาร์บอนไดซัลไฟด์ด้วยซัลเฟอร์:
C + 2S 2 = ซีเอส 2
คาร์บอนเป็นตัวออกซิไดซ์:
- เกิดเป็นคาร์ไบด์กับโลหะบางชนิด
4Al + 3C 0 = อัล 4 C 3
Ca + 2C 0 = CaC 2 -4
- มีไฮโดรเจน-มีเทน (รวมถึงสารประกอบอินทรีย์จำนวนมาก)
C0 + 2H2 = CH4
— ด้วยซิลิกอนทำให้เกิดคาร์บอรันดัม (ที่ 2000 °C ในเตาไฟฟ้า):
การค้นหาคาร์บอนในธรรมชาติ
คาร์บอนอิสระเกิดขึ้นในรูปของเพชรและกราไฟท์ ในรูปของสารประกอบคาร์บอนจะพบได้ในแร่ธาตุ: ชอล์ก, หินอ่อน, หินปูน - CaCO 3, โดโลไมต์ - MgCO 3 *CaCO 3; ไฮโดรคาร์บอเนต - Mg(HCO 3) 2 และ Ca(HCO 3) 2, CO 2 เป็นส่วนหนึ่งของอากาศ คาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลักของสารประกอบอินทรีย์ตามธรรมชาติ ได้แก่ ก๊าซ น้ำมัน ถ่านหิน พีท และเป็นส่วนหนึ่งของสารอินทรีย์ โปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต กรดอะมิโนที่ประกอบเป็นสิ่งมีชีวิต
สารประกอบคาร์บอนอนินทรีย์
ทั้งไอออน C 4+ หรือ C 4- - ภายใต้สภาวะปกติใดๆ กระบวนการทางเคมีไม่ได้เกิดขึ้น: สารประกอบคาร์บอนประกอบด้วยพันธะโควาเลนต์ที่มีขั้วต่างกัน
คาร์บอนมอนอกไซด์บจก
คาร์บอนมอนอกไซด์; ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ละลายได้ในน้ำเล็กน้อย ละลายได้ในตัวทำละลายอินทรีย์ เป็นพิษ จุดเดือด = -192°C; กรุณา = -205°ซ.
ใบเสร็จ
1) ในอุตสาหกรรม (ในเครื่องกำเนิดก๊าซ):
C + O 2 = CO 2
2) ในห้องปฏิบัติการ - การสลายตัวทางความร้อนของกรดฟอร์มิกหรือออกซาลิกเมื่อมี H 2 SO 4 (เข้มข้น):
HCOOH = H2O + CO
H 2 C 2 O 4 = CO + CO 2 + H 2 O
คุณสมบัติทางเคมี
ภายใต้สภาวะปกติ CO จะเฉื่อย เมื่อถูกความร้อน - ตัวรีดิวซ์; ออกไซด์ที่ไม่ก่อรูปเกลือ
1) ด้วยออกซิเจน
2C +2 O + O 2 = 2C +4 O 2
2) ด้วยออกไซด์ของโลหะ
C +2 O + CuO = Cu + C +4 O 2
3)มีคลอรีน(ในที่มีแสง)
CO + Cl 2 – hn = COCl 2 (ฟอสจีน)
4) ทำปฏิกิริยากับการหลอมของอัลคาไล (ภายใต้ความกดดัน)
CO + NaOH = HCOONa (รูปแบบโซเดียม)
5) เกิดคาร์บอนิลกับโลหะทรานซิชัน
พรรณี + 4CO – เสื้อ° = พรรณี(CO) 4
เฟ + 5CO – เสื้อ° = เฟ(CO) 5
คาร์บอนมอนอกไซด์ (IV) CO2
คาร์บอนไดออกไซด์ไม่มีสีไม่มีกลิ่นความสามารถในการละลายในน้ำ - 0.9V CO 2 ละลายใน 1V H 2 O (ภายใต้สภาวะปกติ) หนักกว่าอากาศ t°pl. = -78.5°C (ของแข็ง CO 2 เรียกว่า "น้ำแข็งแห้ง") ไม่สนับสนุนการเผาไหม้
ใบเสร็จ
- การสลายตัวด้วยความร้อนของเกลือของกรดคาร์บอนิก (คาร์บอเนต) การเผาหินปูน:
CaCO 3 – t° = CaO + CO 2
- การกระทำของกรดแก่ต่อคาร์บอเนตและไบคาร์บอเนต:
CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2
NaHCO 3 + HCl = NaCl + H 2 O + CO 2
เคมีคุณสมบัติบจก2
กรดออกไซด์: ทำปฏิกิริยากับออกไซด์และเบสพื้นฐานเพื่อสร้างเกลือของกรดคาร์บอนิก
นา 2 O + CO 2 = นา 2 CO 3
2NaOH + CO 2 = นา 2 CO 3 + H 2 O
NaOH + CO 2 = NaHCO 3
ที่อุณหภูมิสูงอาจแสดงคุณสมบัติออกซิไดซ์
C +4 O 2 + 2Mg – เสื้อ° = 2Mg +2 O + C 0
ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพ
ความขุ่นของน้ำมะนาว:
Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 Â (ตะกอนสีขาว) + H 2 O
มันจะหายไปเมื่อ CO 2 ถูกส่งผ่านน้ำปูนเป็นเวลานานเพราะว่า แคลเซียมคาร์บอเนตที่ไม่ละลายน้ำจะกลายเป็นไบคาร์บอเนตที่ละลายน้ำได้:
CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca(HCO 3) 2
กรดคาร์บอนิกและมันเกลือ
เอช 2คาร์บอนไดออกไซด์ 3 -กรดอ่อน มีอยู่ในสารละลายที่เป็นน้ำเท่านั้น:
CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3
พื้นฐาน:
เอช 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 — เกลือของกรด- ไบคาร์บอเนต, ไฮโดรคาร์บอเนต
HCO 3 - ↔ H + + CO 3 2- เกลือปานกลาง - คาร์บอเนต
คุณสมบัติทั้งหมดของกรดมีลักษณะเฉพาะ
คาร์บอเนตและไบคาร์บอเนตสามารถแปลงร่างเป็นกัน:
2NaHCO 3 – t° = นา 2 CO 3 + H 2 O + CO 2
นา 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 = 2NaHCO 3
โลหะคาร์บอเนต (ยกเว้นโลหะอัลคาไล) ดีคาร์บอกซิเลตเมื่อถูกความร้อนจนเกิดออกไซด์:
CuCO 3 – t° = CuO + CO 2
ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพ- “การเดือด” ภายใต้อิทธิพลของกรดแก่:
นา 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + CO 2
CO 3 2- + 2H + = H 2 O + CO 2
คาร์ไบด์
แคลเซียมคาร์ไบด์:
CaO + 3 C = CaC 2 + CO
CaC 2 + 2 H 2 O = Ca(OH) 2 + C 2 H 2
อะเซทิลีนจะถูกปล่อยออกมาเมื่อสังกะสี แคดเมียม แลนทานัม และซีเรียมคาร์ไบด์ทำปฏิกิริยากับน้ำ:
2 LaC 2 + 6 H 2 O = 2La(OH) 3 + 2 C 2 H 2 + H 2
เป็น 2 C และ Al 4 C 3 สลายตัวด้วยน้ำให้เกิดมีเทน:
อัล 4 C 3 + 12 H 2 O = 4 อัล(OH) 3 = 3 CH 4
ในเทคโนโลยีจะใช้ไททาเนียมคาร์ไบด์ TiC, ทังสเตน W 2 C (โลหะผสมแข็ง), ซิลิคอน SiC (คาร์บอรันดัม - เป็นสารกัดกร่อนและวัสดุสำหรับเครื่องทำความร้อน)
ไซยาไนด์
ได้จากการให้ความร้อนโซดาในบรรยากาศของแอมโมเนียและคาร์บอนมอนอกไซด์:
นา 2 CO 3 + 2 NH 3 + 3 CO = 2 NaCN + 2 H 2 O + H 2 + 2 CO 2
กรดไฮโดรไซยานิก HCN เป็นผลิตภัณฑ์ที่สำคัญ อุตสาหกรรมเคมีมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ การผลิตทั่วโลกมีมูลค่าถึง 200,000 ตันต่อปี โครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของไอออนไซยาไนด์คล้ายกับคาร์บอนมอนอกไซด์ (II) อนุภาคดังกล่าวเรียกว่าไอโซอิเล็กทรอนิกส์:
ค = อ: [:ค = น:] –
ไซยาไนด์ (สารละลายน้ำ 0.1-0.2%) ใช้ในการขุดทอง:
2 Au + 4 KCN + H 2 O + 0.5 O 2 = 2 K + 2 KOH
เมื่อเดือดสารละลายไซยาไนด์ด้วยกำมะถันหรือของแข็งที่ละลายจะก่อตัวขึ้น ไทโอไซยาเนต:
KCN + S = KSCN
เมื่อให้ความร้อนไซยาไนด์ของโลหะออกฤทธิ์ต่ำ จะได้ไซยาไนด์: Hg(CN) 2 = Hg + (CN) 2 สารละลายไซยาไนด์จะถูกออกซิไดซ์เป็น ไซยาเนต:
2 KCN + O 2 = 2 KCN
กรดไซยานิกมีอยู่สองรูปแบบ:
H-N=C=O; เอช-โอ-ซี = ยังไม่มีข้อความ:
ในปี 1828 ฟรีดริช เวอเลอร์ (1800-1882) ได้รับยูเรียจากแอมโมเนียมไซยาเนต: NH 4 OCN = CO(NH 2) 2 โดยการระเหยสารละลายที่เป็นน้ำ
เหตุการณ์นี้มักจะถือเป็นชัยชนะของเคมีสังเคราะห์เหนือ "ทฤษฎีไวทัลลิสติก"
มีไอโซเมอร์ของกรดไซยานิก - กรดระเบิด
H-O-N=C
เกลือของมัน (เมอร์คิวริก fulminate Hg(ONC) 2) ถูกใช้ในเครื่องจุดไฟแบบกระแทก
สังเคราะห์ ยูเรีย(ยูเรีย):
CO 2 + 2 NH 3 = CO(NH 2) 2 + H 2 O ที่ 130 0 C และ 100 atm
ยูเรียเป็นกรดคาร์บอนิกเอไมด์ นอกจากนี้ยังมี "อะนาล็อกไนโตรเจน" - กัวนิดีน
คาร์บอเนต
สารประกอบคาร์บอนอนินทรีย์ที่สำคัญที่สุดคือเกลือของกรดคาร์บอนิก (คาร์บอเนต) H 2 CO 3 เป็นกรดอ่อน (K 1 = 1.3 10 -4; K 2 = 5 10 -11) รองรับบัฟเฟอร์คาร์บอเนต ความสมดุลของคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ มหาสมุทรของโลกมีความจุกันชนขนาดใหญ่เพราะเป็นเช่นนั้น ระบบเปิด- ปฏิกิริยาบัฟเฟอร์หลักคือความสมดุลระหว่างการแยกตัวของกรดคาร์บอนิก:
เอช 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 - .
เมื่อความเป็นกรดลดลง การดูดซึมคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศเพิ่มเติมจะเกิดขึ้นพร้อมกับการก่อตัวของกรด:
CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3 .
เมื่อความเป็นกรดเพิ่มขึ้น หินคาร์บอเนต (เปลือกหอย ชอล์ก และตะกอนหินปูนในมหาสมุทร) จะละลาย; สิ่งนี้จะชดเชยการสูญเสียไอออนของไฮโดรคาร์บอเนต:
H + + CO 3 2- ↔ HCO 3 —
CaCO 3 (แข็ง) ↔ Ca 2+ + CO 3 2-
คาร์บอเนตที่เป็นของแข็งจะกลายเป็นไบคาร์บอเนตที่ละลายน้ำได้ มันเป็นกระบวนการละลายคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกินทางเคมีที่ต่อต้าน “ผลกระทบเรือนกระจก” - ภาวะโลกร้อนเนื่องจากการดูดซับรังสีความร้อนจากโลกด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ ประมาณหนึ่งในสามของการผลิตโซดาของโลก (โซเดียมคาร์บอเนต Na 2 CO 3) ใช้ในการผลิตแก้ว
ป.ล. ทั้งหมดเป็นของ ร-องค์ประกอบเนื่องจากพวกเขากำลังเสร็จสมบูรณ์ ร-เปลือกอิเล็กทรอนิกส์ของชั้นนอก (ตารางที่ 15)
|
องค์ประกอบ |
ค่าใช้จ่ายหลัก |
จำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงาน |
รัศมีอะตอม, Å |
||||||
|
0,77 1,17 1,22 1,40 1,46 |
|||||||||
เมื่อประจุนิวเคลียร์เพิ่มขึ้น รัศมีของอะตอมจะเพิ่มขึ้นและอิเล็กโตรเนกาติวีตี้จะลดลงอย่างเห็นได้ชัด ในเรื่องนี้คุณสมบัติของโลหะเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดจากคาร์บอนเป็นตะกั่ว ดังนั้นจึงมีคุณสมบัติเป็นโลหะที่ชัดเจนในขณะที่ถือว่าไม่ใช่โลหะ
ชั้นนอกสี่อิเล็กตรอนและรัศมีอะตอมขนาดเล็กของคาร์บอนและซิลิคอนส่งเสริมการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์ซึ่งเป็นปกติขององค์ประกอบเหล่านี้ คุณลักษณะของทั้งคาร์บอนและซิลิคอนคือความสามารถในการสร้างอะตอมที่มีชื่อเดียวกันเป็นโซ่ยาวซึ่งนำไปสู่สารอินทรีย์และออร์กาโนซิลิคอนที่หลากหลาย คาร์บอนและสามารถสร้างพันธะเวเลนซ์ได้สองหรือสี่พันธะ สถานะออกซิเดชันสูงสุดขององค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม IV คือ +4 นี่แสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ตามเงื่อนไขที่อะตอมของพวกมันจะยอมให้อิเล็กตรอน 4 ตัว พวกเขายังสามารถรับอิเล็กตรอนไปยังชั้นนอกได้ไม่เกิน ในปฏิกิริยารีดอกซ์พวกมันทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์
องค์ประกอบที่สูงกว่าเหล่านี้มีคุณสมบัติเป็นกรด พวกมันสอดคล้องกับกรดซึ่งเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอมาก สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าในกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม IV-VII กลุ่มย่อยคาร์บอนจะรวมองค์ประกอบที่มีคุณสมบัติอโลหะที่เด่นชัดน้อยที่สุด ความแข็งแรงของไฮไดรด์ที่ระเหยได้ลดลงอย่างเห็นได้ชัดจากคาร์บอน CH4 ไปเป็นตะกั่ว PbH4 เป็นไปไม่ได้ที่จะไม่สังเกตธรรมชาติของคุณสมบัติของออกไซด์ซึ่งองค์ประกอบมีสถานะออกซิเดชันที่ +2 หากคาร์บอนก่อตัวเป็น CO ออกไซด์ที่ไม่ก่อให้เกิดเกลือ ตะกั่วออกไซด์ PbO จะมีคุณสมบัติแอมโฟเทริกที่เด่นชัด
■ 1. ในบรรดาองค์ประกอบของกลุ่มคาร์บอน ให้ระบุ:
ก) องค์ประกอบที่มีรัศมีอะตอมน้อยที่สุด
b) องค์ประกอบที่มีคุณสมบัติเป็นโลหะเด่นชัดที่สุด
c) สูตรของออกไซด์ที่สูงกว่าขององค์ประกอบของกลุ่มคาร์บอน
d) สูตรของกรดออกซิเจนที่สูงขึ้นซึ่งสอดคล้องกับออกไซด์ที่มีชื่อ
e) สูตรของออกไซด์ที่ต่ำกว่า;
f) การเปลี่ยนแปลงความเสถียรของสารระเหย สารประกอบไฮโดรเจน(เขียนชุดสูตรและใช้ลูกศรเพื่อระบุทิศทางความเสถียรที่ลดลง)
คาร์บอน
น้ำหนักอะตอมของคาร์บอนคือ 12.011 ชั้นอิเล็กตรอนด้านนอกของอะตอมคาร์บอนมีอิเล็กตรอน 4 ตัวการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์คือ 2s 2 2p 2 ซึ่งเป็นการกระจายตัวของอิเล็กตรอนระหว่างออร์บิทัล
ในบรรดาองค์ประกอบของกลุ่มย่อยคาร์บอนมี มูลค่าสูงสุดอิเลคโตรเนกาติวีตี้
คาร์บอนมีการดัดแปลงแบบ allotropic สามแบบ - และคาร์บอนอสัณฐาน และพบได้ในธรรมชาติ และคาร์บอนอสัณฐานสามารถหาได้จากการประดิษฐ์เท่านั้น
- สารผลึกแข็ง ทนไฟและไม่มีการใช้งานทางเคมี เพชรบริสุทธิ์เป็นคริสตัลใสไม่มีสี ในบรรดาแร่ธาตุต่างๆ เพชรมีความแข็งสูงสุดเท่ากับ 10 และมีความหนาแน่น 3.514 ความแข็งสูงดังกล่าวอธิบายได้จากโครงสร้างของโครงตาข่ายคริสตัลชนิดอะตอม ซึ่งอะตอมของคาร์บอนอยู่ห่างจากกันเท่ากัน (ดูรูปที่ 11)
เนื่องจากความแข็ง เพชรจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการตัดกระจก เจาะหินแข็ง ในเครื่องวาดลวด แผ่นเจียร ฯลฯ เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ จึงมีการใช้เพชรที่ปนเปื้อนกับสิ่งเจือปนต่างๆ
ทำความสะอาด คริสตัลไม่มีสีเจียระไนและขัดด้วยผงเพชรแล้วกลายเป็นเพชร ยิ่งมีแง่มุมมาก เพชรก็จะยิ่ง "เล่น" ได้ดียิ่งขึ้น เพชรส่วนใหญ่มักมีขนาดเล็ก น้ำหนักมีหน่วยเป็นกะรัต (1 กะรัตเท่ากับ 0.2 กรัม) แต่ก็มีเพชรเม็ดใหญ่อยู่ด้วย
- แร่ผลึกละเอียดในตาข่ายคริสตัลซึ่งมีระยะห่างระหว่างอะตอมเท่ากันในสองทิศทางเท่านั้นและในทิศทางที่สามนั้นยิ่งใหญ่กว่ามาก ทำให้ผลึกกราไฟต์เปราะบางและแร่ธาตุเองก็อ่อนตัว ความแข็งของกราไฟท์คือ 1 ความหนาแน่น 2.22 และจุดหลอมเหลวประมาณ 3000° กราไฟท์มีค่าการนำไฟฟ้าที่ดี ดังนั้นจึงใช้ในการผลิตอิเล็กโทรดและเพลตสำหรับอ่างอิเล็กโทรไลต์ ผงกราไฟท์ผสมกับน้ำมันแร่เป็นสารหล่อลื่นที่ดี เนื่องจากกราไฟท์มีความอ่อนกว่ากระดาษและสามารถทิ้งรอยไว้ได้ จึงใช้ทำไส้ดินสอ หมึก หมึกพิมพ์ และกระดาษถ่ายเอกสาร กราไฟท์ทนความร้อนสูงทำให้สามารถใช้ทำถ้วยใส่ตัวอย่างทนไฟได้ กราไฟท์สามารถผลิตได้โดยการให้ความร้อนโค้กที่อุณหภูมิ 2,500-3,000°
■ 2. เพชรและกราไฟต์มีโครงผลึกแบบใด?
3. อธิบายในแง่ของการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของชั้นอิเล็กตรอนว่าเหตุใดคาร์บอนจึงสามารถสร้างพันธะเวเลนซ์ได้สองหรือสี่พันธะ
มีความเห็นว่าคาร์บอนอสัณฐานที่ผลิตขึ้นมาอย่างเทียม (เขม่า, ถ่าน) ไม่ใช่การดัดแปลงแบบ allotropic ที่เป็นอิสระ เนื่องจากโครงสร้างไมโครคริสตัลไลน์ของมันเหมือนกับของกราไฟท์
คาร์บอนอสัณฐานในรูปของถ่านได้มาจากการกลั่นไม้แบบแห้งในรูปของมวลที่เบามากเปราะและมีรูพรุน โครงสร้างของคาร์บอนอสัณฐานนั้นคล้ายกับโครงสร้างของกราไฟท์มาก แต่คริสตัลในนั้นจะถูกจัดเรียงแบบสุ่ม
พื้นผิวถ่านขนาดใหญ่ทำให้เกิดปรากฏการณ์การดูดซับที่มีลักษณะเฉพาะ โมเลกุลของคาร์บอนที่อยู่บนพื้นผิวของถ่านหินจะดึงดูดโมเลกุลของสสารจากสิ่งแวดล้อม เพื่อเอาชนะพลังงานของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของโมเลกุล เห็นได้ชัดว่ายิ่งพื้นผิวมีขนาดใหญ่เท่าไรก็ยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น ดังนั้นตัวดูดซับที่ถูกบดจะดูดซับได้ดีขึ้น หากคุณบดถ่านให้ละเอียดแล้ววางไว้ใต้ฝากระโปรงที่มีไอโบรมีน คุณจะสังเกตเห็นว่าสีของโบรมีนค่อยๆ อ่อนลงและหายไปในที่สุด
หากผงถ่านหินถูกเขย่าในหลอดทดลองด้วยสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต ฟูชซิน หรือทิงเจอร์ชา สารละลายเหล่านี้จะเปลี่ยนสีในไม่ช้า หากคุณต้มตัวดูดซับร่วมกับสารที่ถูกดูดซับบนพื้นผิวเข้าไป น้ำสะอาดจากนั้นสีของสารละลายจะปรากฏขึ้นอีกครั้งเนื่องจากการเคลื่อนตัวทางความร้อนของโมเลกุลเพิ่มขึ้นและพวกมันจะแตกออกจากพื้นผิวของตัวดูดซับ - การดูดซับจะเกิดขึ้น
ควรสังเกตด้วยว่าปรากฏการณ์ของการเร่งปฏิกิริยาซึ่งกล่าวไว้ข้างต้นนั้นมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับปรากฏการณ์การดูดซับ
■ 4. ปรากฏการณ์ใดที่เรียกว่าการดูดซับ?
5. ปรากฏการณ์การดูดซับเกิดขึ้นที่ใดนอกเหนือจากกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับถ่าน?
6. ให้คำอธิบายปรากฏการณ์การสลายและระบุสาเหตุที่ทำให้เกิดปรากฏการณ์นี้
เมื่อบำบัดด้วยไอน้ำร้อนยวดยิ่ง สิ่งเจือปนแปลกปลอมที่บางครั้งมีอยู่จะถูกกำจัดออกจากรูขุมขนของถ่านหิน และความพรุนของถ่านหินจะเพิ่มขึ้น คาร์บอนประเภทนี้เรียกว่าถ่านกัมมันต์
ถ่านกัมมันต์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในหน้ากากป้องกันแก๊สพิษ ซึ่งเสนอครั้งแรกโดยนักวิชาการ N.D. Zelinsky เพื่อปกป้องระบบทางเดินหายใจจากก๊าซพิษในอากาศ เป็นครั้งแรกที่ใช้หน้ากากป้องกันแก๊สพิษในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง (รูปที่ 64) หน้ากากป้องกันแก๊สพิษประกอบด้วยหน้ากากยางหรือหมวกกันน็อคที่กระชับพอดีกับใบหน้าและศีรษะ ท่อยางลูกฟูกที่เชื่อมต่อหน้ากากกับกล่องที่บรรจุสารฟอกอากาศ
ระบบวาล์วอนุญาตให้อากาศที่หายใจเข้าเข้าไปในหน้ากากผ่านทางกล่องเท่านั้น และเป่าลมออกสู่พื้นที่โดยรอบได้โดยตรง กล่องหน้ากากป้องกันแก๊สพิษประกอบด้วยแผ่นกรองป้องกันควันแบบหลายชั้นซึ่งดักจับอนุภาคของแข็งและหยด ตัวดูดซับสารเคมีที่ผูกกับสารพิษทางเคมีที่เข้าไปในกล่อง และถ่านกัมมันต์
บางครั้งถ่านกัมมันต์จะถูกใช้เป็นสารแขวนลอยในน้ำทางปาก ในกรณีที่มีสารพิษเข้าสู่กระเพาะ ถ่านยังใช้ทำผงสีดำอีกด้วย
คาร์บอนอสัณฐานในรูปของโค้กถูกนำมาใช้ในโลหะวิทยา โค้กผลิตในเตาอบโค้กจากถ่านหิน เป็นสารที่เป็นของแข็งและมีรูพรุนซึ่งเกือบจะเป็นคาร์บอนบริสุทธิ์ โค้กเป็นเชื้อเพลิงที่ดีเยี่ยมและเป็นสารรีดิวซ์ที่ดี
ข้าว. 64.อุปกรณ์หน้ากากป้องกันแก๊สพิษโดย N.D. Zelinsky หมวกกันน็อค 1 อัน; 2 - ท่อลูกฟูก; 3 - วาล์วหายใจออก; 4 - กล่องกรอง; 5 - ถ่านกัมมันต์; 6 - ตัวดูดซับสารเคมี; 7 - ตัวกรองป้องกันควัน
เขม่าเกิดจากการเผาสารก๊าซที่มีปริมาณคาร์บอนสูง คาร์บอนอสัณฐานในรูปของเขม่าถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยางและในอุตสาหกรรมการพิมพ์เพื่อผลิตหมึกพิมพ์ เขม่ามากที่สุด คุณภาพสูงได้จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่เป็นก๊าซ เช่น อะเซทิลีน
■ 7. จัดทำและกรอกตารางต่อไปนี้:
คุณสมบัติทางเคมีของคาร์บอน
ควรสังเกตว่าคุณสมบัติหลักของคาร์บอนคือความสามารถในการรีดิวซ์ คาร์บอนเป็นหนึ่งในสารรีดิวซ์ที่ดีที่สุด ออกไซด์จะลดลงได้ง่ายเมื่อถูกความร้อน:
และเผาไหม้ได้ง่ายในออกซิเจนทำให้เกิดคาร์บอนมอนอกไซด์หรือคาร์บอนไดออกไซด์
2C + O2 = 2СО —
C + O2 = คาร์บอนไดออกไซด์
เมื่อผสมกับโลหะ คาร์บอนจะเกิดเป็นคาร์ไบด์ซึ่งมีโครงสร้างโมเลกุลที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวมาก ตัวอย่างเช่น แคลเซียมคาร์ไบด์ CaC2 ซึ่งมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีโดยเฉพาะ มีโครงสร้างดังต่อไปนี้:
คาร์บอนรวมตัวกับไฮโดรเจนที่อุณหภูมิประมาณ 1,200° เท่านั้น ทำให้เกิดสารประกอบอินทรีย์มีเทน CH4:
ค + 2H2 = CH4
■ 8. คำนวณปริมาณทองแดงที่สามารถลดลงจากออกไซด์ CuO โดยใช้คาร์บอน 24 กิโลกรัม หากการสูญเสียทองแดงเท่ากับ 5%
เมื่อไอน้ำร้อนยวดยิ่งถูกส่งผ่านถ่านหินร้อน ไอน้ำส่วนหลังจะลดลงจากน้ำ ส่งผลให้เกิดก๊าซน้ำ:
C + H2O = CO + นา
ก๊าซน้ำ
แม้ว่าคาร์บอนจะมีความสามารถในการรีดิวซ์สูง แต่การใช้คาร์บอนเป็นสารรีดิวซ์ก็ไม่สะดวกเสมอไป เนื่องจากเป็นสารที่เป็นของแข็ง การใช้สารรีดิวซ์ก๊าซสะดวกกว่ามาก จากนั้นการสัมผัสระหว่างสารรีดิวซ์กับสารที่ถูกรีดิวซ์จะสมบูรณ์ยิ่งขึ้น ในเรื่องนี้ขอแนะนำให้เปลี่ยนคาร์บอนเป็นคาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งยังคงคุณสมบัติการลดและในขณะเดียวกันก็เป็นสารก๊าซ
■ 9. ก๊าซน้ำ (สภาวะปกติ) สามารถหาได้จากการส่งไอน้ำผ่านอะตอมคาร์บอน 5 กรัม โดยปริมาตรเท่าใด
10. คอปเปอร์ไนเตรตถูกเผาเป็น การหยุดโดยสมบูรณ์ปล่อยก๊าซสีน้ำตาลแล้วผสมกับถ่านหินที่บดแล้วเผาอีกครั้ง เกิดอะไรขึ้นเป็นผลมาจากปฏิกิริยา? ให้คำตอบโดยให้เหตุผลด้วยสมการปฏิกิริยา
คาร์บอนออกไซด์
มีคาร์บอนออกไซด์ที่ทราบอยู่สองชนิดซึ่งมีสถานะออกซิเดชันต่างกัน: CO และ CO2
คาร์บอนมอนอกไซด์ (II) CO หรือที่เรียกว่าคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นก๊าซไม่มีสีไม่มีกลิ่น จุดเดือด -191.5°. มันเบากว่าอากาศเล็กน้อยและมีพิษร้ายแรง ความเป็นพิษของคาร์บอนมอนอกไซด์อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อรวมกับฮีโมโกลบินในเลือดซึ่งมันจะสัมผัสกันเมื่อเข้าไปในปอดจะเกิดเป็นคาร์บอกซีเฮโมโกลบินซึ่งเป็นสารประกอบที่แข็งแกร่งซึ่งไม่มีความสามารถในการทำปฏิกิริยากับออกซิเจน . ดังนั้นฮีโมโกลบินในเลือดจึงถูกทำลายและในกรณีที่เป็นพิษร้ายแรงบุคคลอาจเสียชีวิตจากการขาดออกซิเจน คาร์บอนมอนอกไซด์สามารถเข้าไปในห้องที่ได้รับความร้อนจากเตาได้หากปล่องไฟปิดเร็วเกินไปและคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ไม่มีเวลาเผาไหม้จะเข้าสู่ห้องนั่งเล่น
คุณสมบัติทางเคมีของคาร์บอนมอนอกไซด์มีความหลากหลายมาก เป็นก๊าซไวไฟที่ลุกไหม้ได้ง่ายด้วยเปลวไฟสีน้ำเงินในออกซิเจนและอากาศทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์:
2CO + O2 = 2CO2
คาร์บอนในปฏิกิริยานี้จะถูกออกซิไดซ์ โดยย้ายจาก C +2 เป็น C +4 กล่าวคือ มันแสดงคุณสมบัติการลด ดังนั้นคาร์บอนมอนอกไซด์จึงสามารถใช้เป็นตัวรีดิวซ์ได้ แท้จริงแล้วคาร์บอนมอนอกไซด์สามารถลดลงได้จากออกไซด์:
เฟ2O + CO = CO2 + เฟ
ควรสังเกตด้วยว่าคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นออกไซด์ที่ไม่ก่อให้เกิดเกลือ
■ 11. ธาตุตะกั่ว Pb ซึ่งอยู่ในกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม IV สามารถสร้างออกไซด์ได้โดยมีสถานะออกซิเดชันที่ +2; คาร์บอนยังสามารถก่อตัวเป็นออกไซด์ได้ โดยจะมีสถานะออกซิเดชันเหมือนกัน เปรียบเทียบ คุณสมบัติทางเคมีออกไซด์ทั้งสองนี้และแสดงตัวอย่างด้วยสมการปฏิกิริยา
ความสามารถในการติดไฟของคาร์บอนมอนอกไซด์ตลอดจนคุณสมบัติรีดิวซ์ทำให้คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นเชื้อเพลิงและตัวรีดิวซ์ที่มีคุณค่ามากในกระบวนการทางอุตสาหกรรมหลายประเภท โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโลหะวิทยา ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมคาร์บอนมอนอกไซด์จึงถูกผลิตขึ้นเป็นพิเศษในเตาเผาที่เรียกว่าเครื่องกำเนิดก๊าซ (รูปที่ 65)
ข้าว. 65. วงจรเครื่องกำเนิดแก๊ส
เครื่องกำเนิดแก๊สเป็นเตาเผาที่เทโค้กไว้ด้านบน โค้กจะถูกจุดไฟจากด้านล่าง และอากาศจะถูกจ่ายจากด้านล่างเพื่อรักษาการเผาไหม้ของโค้ก เมื่อออกซิเจนในอากาศสัมผัสกับถ่านหินร้อน ถ่านหินร้อนจะเผาไหม้เป็นคาร์บอนไดออกไซด์:
C + O2 = คาร์บอนไดออกไซด์
เมื่อผ่านเกลือถ่านหินตามมา คาร์บอนไดออกไซด์จะลดลงเป็นคาร์บอนมอนอกไซด์: CO2 + C = 2CO
เป็นผลให้ก๊าซของเครื่องกำเนิดที่มีองค์ประกอบต่อไปนี้ออกมาจากเครื่องกำเนิดก๊าซ: CO + CO2 + N2 (อากาศ) ก๊าซนี้เรียกว่าอากาศ ก๊าซอากาศประกอบด้วยสารไวไฟเพียงชนิดเดียวคือ CO และคาร์บอนไดออกไซด์ CO2 คือบัลลาสต์ เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีบัลลาสต์ในแก๊ส ไอน้ำร้อนยวดยิ่งจะถูกส่งผ่านเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งเมื่อทำปฏิกิริยากับคาร์บอนจะเกิดก๊าซน้ำ:
C + H2O ⇄ CO + H2
ก๊าซน้ำไม่มีบัลลาสต์เนื่องจากคาร์บอนมอนอกไซด์เผาไหม้และเป็นสารรีดิวซ์ที่ดี แต่เมื่อไอน้ำถูกส่งผ่านถ่านหินเป็นเวลานานไอน้ำจะเย็นลงและหยุดทำงาน เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น อากาศและไอน้ำจะถูกส่งผ่านเครื่องกำเนิดก๊าซสลับกัน ส่งผลให้เกิดก๊าซผสม
ก๊าซของผู้ผลิตมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยี
ข้าว. 66. โครงการแปรสภาพเป็นแก๊สถ่านหินใต้ดิน
■ 12. ไอน้ำจำนวน 36 กิโลกรัมจะผลิตก๊าซน้ำได้อย่างไร?
13. เขียนสมการของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างรีดิวซ์ของเหล็ก (III) ออกไซด์ด้วยก๊าซน้ำ
14. คุณจะแยกก๊าซที่ประกอบเป็นก๊าซกำเนิดอากาศได้อย่างไร?
15. ก๊าซกำเนิดอากาศถูกส่งผ่านสารละลายแคลเซียม องค์ประกอบของส่วนผสมของก๊าซมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร? ยืนยันด้วยสมการปฏิกิริยา
16. ก๊าซผสมแตกต่างจากก๊าซอากาศอย่างไร? ระบุองค์ประกอบของส่วนประกอบของก๊าซผสม
ในปี พ.ศ. 2431 D.I. Mendeleev เสนอวิธีการทำให้ถ่านหินเป็นแก๊สใต้ดิน ประกอบด้วยดังต่อไปนี้ ในตะเข็บถ่านหิน (รูปที่ 66) มีการเจาะหลุมสองหลุมจากพื้นผิวลงไปที่ระยะห่าง 25-30 ม. จากกัน เมื่อใช้เครื่องทำความร้อนไฟฟ้า ตะเข็บถ่านหินด้านล่างจะติดไฟ เมื่ออากาศถูกส่งผ่านเข้าไปในบ่อเป่า ช่องจะถูกเผาระหว่างมันกับช่องจ่ายก๊าซ ซึ่งก๊าซจะไหลเข้าไปในช่องจ่ายก๊าซและลอยขึ้นสู่พื้นผิวตามนั้น ในส่วนล่างสุดของตะเข็บ เช่นเดียวกับในเครื่องกำเนิดแก๊ส ถ่านหินจะถูกเผาเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ สูงกว่าเล็กน้อยคาร์บอนไดออกไซด์จะลดลงเป็นคาร์บอนมอนอกไซด์และยิ่งสูงกว่านั้นภายใต้อิทธิพลของความร้อนของตะเข็บถ่านหินที่ให้ความร้อนจะมีการกลั่นแบบแห้งซึ่งผลิตภัณฑ์จะถูกกำจัดออกผ่านบ่อก๊าซด้วย ผลิตภัณฑ์กลั่นแบบแห้งมีคุณค่ามาก ต่อจากนั้นก๊าซที่หลบหนีจะถูกแยกออกจากพวกมันหลังจากนั้นจึงสามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่ต้องการได้
ผู้ผลิตก๊าซถูกนำมาใช้ในโลหะวิทยา ในการผลิตแก้วและเซรามิก ในกังหันก๊าซและเครื่องยนต์สันดาปภายใน และในชีวิตประจำวัน
คาร์บอนมอนอกไซด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการสังเคราะห์สารอินทรีย์ - ในการผลิตแอมโมเนีย ไฮโดรเจนคลอไรด์ เชื้อเพลิงเทียม ผงซักฟอก ฯลฯ
■ 17. คำนวณปริมาณการใช้ถ่านหินในเครื่องกำเนิดก๊าซ หากผลลัพธ์คือก๊าซน้ำ 112 ลิตร
คาร์บอนไดออกไซด์ CO2 มีปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์สูงสุดคือ 44 ลูกบาศก์เมตร จ. (หนักกว่าอากาศมากกว่าหนึ่งเท่าครึ่ง) จุดเดือด (ระเหิด) -78.5°.
เมื่อเย็นลงอย่างมาก คาร์บอนไดออกไซด์จะกลายเป็นมวลแข็งคล้ายหิมะ - "น้ำแข็งแห้ง" ซึ่งที่ความดันปกติจะไม่เปลี่ยนเป็นของเหลว แต่จะระเหยได้ซึ่งสะดวกมากเมื่อจัดเก็บผลิตภัณฑ์ที่เน่าเสียง่าย: ประการแรกไม่มีความชื้น และประการที่สอง บรรยากาศ คาร์บอนไดออกไซด์ ยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียและเชื้อรา คาร์บอนไดออกไซด์เป็นออกไซด์ที่เป็นกรดทั่วไปที่มีคุณสมบัติเฉพาะทั้งหมด
■ 18. เขียนสมการ ปฏิกิริยาเคมีโดยแสดงคุณสมบัติของคาร์บอนไดออกไซด์ว่าเป็นออกไซด์ที่เป็นกรด
คาร์บอนไดออกไซด์ค่อนข้างละลายได้ในน้ำ โดย CO2 หนึ่งปริมาตรจะละลายในน้ำหนึ่งปริมาตร ในกรณีนี้ มันจะทำปฏิกิริยากับน้ำจนเกิดกรดคาร์บอนิกที่ไม่เสถียรอย่างมาก: H2O + CO2 ⇄ H2CO3
เมื่อความดันเพิ่มขึ้น คาร์บอนไดออกไซด์ก็จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว นี่เป็นพื้นฐานสำหรับการใช้ CO2 ในการผลิตเครื่องดื่มน้ำอัดลม
■ 19. การทราบรูปแบบของการเปลี่ยนแปลงสมดุล บ่งชี้ว่าสมดุลในปฏิกิริยาจะเปลี่ยนไปในทิศทางใด
CO2+ H2O ⇄ H2CO3
ก) เพิ่มความดันโลหิต; b) การเพิ่มอุณหภูมิ
คาร์บอนไดออกไซด์ไม่สนับสนุนการเผาไหม้หรือการหายใจ และในบรรยากาศของมัน สัตว์ต่างๆ ไม่ได้ตายจากพิษ แต่มาจากการขาดออกซิเจน มีเพียงการเผาไหม้ที่อุณหภูมิสูงมากเท่านั้นที่สามารถเผาไหม้ในคาร์บอนไดออกไซด์ และสลายตัวและลดคาร์บอนลง:
2Mg + CO2 = 2MgO + C
ในขณะเดียวกันก็จำเป็นต้องมีคาร์บอนไดออกไซด์ พืชสีเขียวสำหรับกระบวนการสังเคราะห์แสง การเพิ่มบรรยากาศด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ในเรือนกระจกจะช่วยเพิ่มการก่อตัวของอินทรียวัตถุโดยพืช
ชั้นบรรยากาศโลกมีคาร์บอนไดออกไซด์ 0.04% คาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศจำนวนเล็กน้อยจะช่วยกระตุ้นการทำงานของศูนย์ทางเดินหายใจ
โดยปกติก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะได้มาจากการทำปฏิกิริยากับเกลือของกรดคาร์บอนิกอีกจำนวนหนึ่ง กรดแก่:
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2CO3
กระบวนการนี้ดำเนินการในห้องปฏิบัติการในอุปกรณ์ Kipp โดยชาร์จด้วยหินอ่อนและกรดไฮโดรคลอริก
ข้าว. 67. เครื่องดับเพลิงโฟม. 1 ถังพร้อมสารละลายโซดา 2 - หลอดบรรจุด้วยกรดซัลฟิวริก 3 - มือกลอง; 4 - ตาข่ายเหล็ก; 5 - ทางออก; ข - จัดการ
วิธีการที่คล้ายกันในการผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์นั้นใช้ในสิ่งที่เรียกว่าเครื่องดับเพลิงแบบโฟม (รูปที่ 67) ถังดับเพลิงนี้เป็นถังเหล็กบรรจุสารละลายโซดา Na2CO3 หลอดแก้วที่มีกรดซัลฟิวริกวางอยู่ในสารละลายนี้ กองหน้าถูกติดตั้งเหนือหลอดบรรจุซึ่งหากจำเป็นก็สามารถใช้เพื่อทำลายหลอดบรรจุแล้วจึงเริ่มโต้ตอบกับโซดาตามสมการ:
Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2CO3
คาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาในปริมาณมากจะก่อให้เกิดโฟมจำนวนมากซึ่งถูกไล่ออกโดยแรงดันแก๊สผ่านรูที่ผนังด้านข้างและปิดไม่ให้ออกซิเจนในอากาศเข้าไปปกคลุมวัตถุที่ถูกเผาไหม้
เพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรม คาร์บอนไดออกไซด์ได้มาจากการสลายตัวของหินปูน:
CaCO3 = CaO + CO2
คาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้นเมื่อถ่านหินเผาไหม้ และถูกปล่อยออกมาในระหว่างการหมักน้ำตาลและกระบวนการอื่นๆ อีกด้วย
■ 20. เป็นไปได้ไหมที่จะเติมสารละลายคาร์บอเนตอื่นลงในถังดับเพลิงโฟมแทนสารละลายโซดา? กรดซัลฟิวริกแทนที่ด้วยกรดอื่น ยกตัวอย่าง.
21. ส่วนผสมของก๊าซที่ประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์- ส่วนผสมของก๊าซที่ทางออกมีส่วนผสมอะไรบ้าง? อะไรอยู่ในโซลูชั่น?
22. การเผาไหม้คาร์บอนมอนอกไซด์จำนวน 112 ลิตร จะทำให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้เป็นเท่าใด
23. คาร์บอนมอนอกไซด์ที่เกิดขึ้นมีปริมาตรเท่าใดในระหว่างการออกซิเดชันของคาร์บอน 4 โมล?
24. จะได้คาร์บอนไดออกไซด์จากการย่อยสลายหินปูน 250 กรัมที่มีสิ่งสกปรก 20% ได้เท่าใด หากผลผลิต CO2 เท่ากับ 80% ของทางทฤษฎี?
25. ส่วนผสมของก๊าซ 1 ลบ.ม. ที่ประกอบด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์ 70% และคาร์บอนไดออกไซด์ 30% มีน้ำหนักเท่าใด
กรดคาร์บอนิกและเกลือของมัน
คาร์บอนไดออกไซด์คือคาร์บอนิกแอนไฮไดรด์ H2CO3 นั้นเป็นสารที่เปราะบางมาก มันมีอยู่ในสารละลายที่เป็นน้ำเท่านั้น เมื่อคุณพยายามแยกมันออกจากสารละลายเหล่านี้ มันจะแตกตัวเป็นน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ได้ง่าย:
H2CO3 ⇄ H2O + CO2
H2CO3 ⇄ H + + HCO - 3 ⇄ 2H + + CO 2 3 -
เป็นอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอมาก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมีความเป็นเบส จึงเกิดเป็นเกลือสองชุด: ไบคาร์บอเนตปานกลางและที่เป็นกรด เกลือคาร์บอนไดออกไซด์มีความน่าสนใจเพราะเมื่อสัมผัสกับกรด คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกปล่อยออกมา:
K2CO3 + 2HCl = 2KCl + H2CO3
■ 26. เขียนสมการข้างต้นในรูปแบบไอออนิก และให้สมการปฏิกิริยาอีกสองสมการที่แสดงให้เห็นถึงผลกระทบของกรดต่อ
27. เขียนสมการปฏิกิริยาสำหรับการกระทำของกรดไฮโดรคลอริกกับแมกนีเซียมไบคาร์บอเนตในรูปแบบโมเลกุลและไอออนิก
เมื่อบำบัดด้วยคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ พวกมันจะกลายเป็นไบคาร์บอเนต เมื่อถูกความร้อนจะเกิดการเปลี่ยนแปลงแบบย้อนกลับ:
สภาวะปกติ
CaCO3 + CO2 + H2O ⇄ Ca(HCO3)2
เครื่องทำความร้อน
การเปลี่ยนคาร์บอเนตที่ไม่ละลายน้ำไปเป็นไบคาร์บอเนตที่ละลายน้ำได้ทำให้เกิดการชะล้างคาร์บอเนตออกจากเปลือกโลก ส่งผลให้เกิดช่องว่าง - ถ้ำ คาร์บอเนตส่วนใหญ่ไม่ละลายในน้ำ ยกเว้นโลหะอัลคาไลและแอมโมเนียมคาร์บอเนต ไบคาร์บอเนตละลายน้ำได้มากกว่า
ในบรรดาคาร์บอเนต CaCO3 สมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ โดยเกิดขึ้นใน 3 รูปแบบ ได้แก่ หินอ่อน หินปูน และชอล์ก นอกจากนี้ เมื่อใช้ร่วมกับแมกนีเซียมคาร์บอเนต ยังเป็นส่วนหนึ่งของหินโดโลไมต์ MgCO3 · CaCO3 ทั้งๆ ที่เหมือนกัน องค์ประกอบทางเคมีคุณสมบัติทางกายภาพของหินเหล่านี้แตกต่างอย่างสิ้นเชิง
หินอ่อนเป็นสารผลึกแข็งที่มีต้นกำเนิดจากหินอัคนี มันค่อยๆ ตกผลึกภายในแม็กม่าที่เย็นตัวลง หินอ่อนมักมีสีเจือปนในสีที่ต่างกัน หินอ่อนได้รับการขัดเงาอย่างดีมากและจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นวัสดุตกแต่งสำหรับการหุ้มโครงสร้างอาคารและในงานประติมากรรม
หินปูนเป็นหินตะกอนที่มีต้นกำเนิดจากสารอินทรีย์ บ่อยครั้งพบซากสัตว์โบราณในหินปูน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นหอยในเปลือกปูน บางครั้งมันก็ค่อนข้างใหญ่ และบางครั้งก็มองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์เท่านั้น เป็นเวลาหลายล้านปีมาแล้วที่หินปูนมีการอัดแน่นจนแข็งจนถูกนำมาใช้เป็นส่วนประกอบ วัสดุก่อสร้าง- แต่ตอนนี้มันค่อยๆถูกแทนที่ด้วยวัสดุเทียมที่ถูกกว่า เบากว่า และสบายกว่า หินปูนใช้ในการผลิตมะนาวเป็นหลัก
ชอล์กเป็นหินตะกอนอ่อน สีขาว- ใช้ในการก่อสร้างเพื่อล้างบาป เมื่อทำผงเคลือบฟัน ชอล์กจะละลายในกรดก่อนแล้วจึงตกตะกอนอีกครั้ง เนื่องจากสารธรรมชาติประกอบด้วยอนุภาคของแข็งเล็กๆ ของซิลิกาที่อาจทำให้เคลือบฟันเกิดรอยขีดข่วนได้
แคลเซียมไบคาร์บอเนต Ca(HCO3)2 เกิดขึ้นในธรรมชาติในสถานะละลาย เกิดจากการกระทำของน้ำร่วมกับคาร์บอนไดออกไซด์บนหินปูน การมีเกลือนี้จะทำให้น้ำมีความกระด้างชั่วคราว (คาร์บอเนต)
สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือโซดา Na2CO3 ซึ่งบางครั้งเกิดขึ้นตามธรรมชาติในสิ่งที่เรียกว่าทะเลสาบโซดา แต่ปัจจุบันการสกัดโซดาจากแหล่งธรรมชาติถูกแทนที่ด้วยการผลิตผลิตภัณฑ์นี้ที่ถูกกว่า หากโซดามีน้ำที่ตกผลึกจะเรียกว่าโซดาผลึก Na2CО3 · 10Н2О แต่ถ้าไม่มีก็จะเรียกว่าโซดาแอช โซดามีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมสบู่ สิ่งทอ กระดาษ และแก้ว
โซดาไบคาร์บอเนต หรือโซเดียมไบคาร์บอเนต หรือเบกกิ้งโซดา NaHCO3 ใช้ในการอบผลิตภัณฑ์ขนมเป็นหัวเชื้อ เช่นเดียวกับในยาสำหรับความเป็นกรดสูงของกระเพาะอาหาร อิจฉาริษยา เบาหวาน ฯลฯ
โพแทสเซียมคาร์บอเนต K2CO3 หรือโปแตช เช่นโซดา ใช้ในอุตสาหกรรมสบู่และในการผลิตแก้วทนไฟ
ควรสังเกตว่าคาร์บอนก่อตัวที่เรียกว่าสารประกอบอินทรีย์ ซึ่งมีจำนวนและความหลากหลายของสารประกอบมากกว่าสารประกอบของธาตุอื่นๆ ทั้งหมดรวมกันมาก การศึกษารายละเอียดของสารประกอบคาร์บอนแบ่งออกเป็นสาขาอิสระที่เรียกว่าเคมีอินทรีย์
■ 28. จะแยกแยะโซเดียมคาร์บอเนตที่อยู่ในรูปของแข็งออกจากกันได้อย่างไร?
29. พวกเขาใส่โพแทสเซียมไนเตรตลงในถ้วยพอร์ซเลนใบหนึ่ง และโพแทสเซียมไนเตรตในอีกถ้วยหนึ่ง และเริ่มเผาในถ้วยที่สาม โดยลืมสังเกตว่าถ้วยใดบรรจุเกลือ คุณจะจดจำเกลือที่ได้รับจากการสังเกตกระบวนการเผาและศึกษาผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาได้อย่างไร
30. วิธีดำเนินการเปลี่ยนแปลงหลายชุด:
31. การเปลี่ยนแคลเซียมคาร์บอเนตไปเป็นไบคาร์บอเนตเกิดขึ้นตามธรรมชาติได้อย่างไร?
32. เผาแคลเซียมคาร์บอเนต 2 กิโลกรัม น้ำหนักของสารตกค้างหลังการเผาเป็น 1 กิโลกรัม 800 กรัม คาร์บอเนตสลายตัวได้กี่เปอร์เซ็นต์
33. จะกำจัดสิ่งเจือปนแคลเซียมไนเตรตได้อย่างไร?
34. เมื่อมีกรดไฮโดรคลอริกเพียงอย่างเดียว คุณจะจดจำแบเรียมคาร์บอเนต แบเรียมซัลไฟต์ และแบเรียมซัลเฟตได้อย่างไร
35. เหล็ก (III) ออกไซด์ลดลงด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ได้จากถ่านหิน 5 กิโลกรัม ได้ธาตุเหล็กมาเท่าไร?
คาร์บอนเป็นองค์ประกอบสำคัญสำหรับสัตว์และพืช พืชใช้คาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศและพลังงานจากดวงอาทิตย์เพื่อสร้าง สารอินทรีย์- สัตว์กินพืชที่กินพืชโดยใช้สารสำเร็จรูปเหล่านี้จะทำหน้าที่แทน
ข้าว. 68. วัฏจักรคาร์บอนในธรรมชาติ
อาหารสำหรับผู้ล่า พืชและสัตว์ กำลังจะตาย เน่าเปื่อย ออกซิไดซ์ และบางส่วนเปลี่ยนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งพืชจะบริโภคอีกครั้ง และบางส่วนจะค่อยๆ สลายตัวในดิน ก่อตัวเป็น ประเภทต่างๆเชื้อเพลิง. เมื่อเชื้อเพลิงเผาไหม้ คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกปล่อยออกมาซึ่งเข้าสู่ชั้นบรรยากาศและพืชใช้ไป (รูปที่ 68)
วงจรนี้สามารถเกิดขึ้นได้ผ่านกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเท่านั้น
