탄소는 2개의 매우 안정적인 산화물(CO 및 CO 2), 3개의 상당히 덜 안정적인 산화물(C 3 O 2, C 5 O 2 및 C 12 O 9), 불안정하거나 제대로 연구되지 않은 다수의 산화물(C 2 O, C 2)을 형성합니다. O 3 및 기타) 및 비화학량론적 산화흑연. 나열된 산화물 중에서 CO와 CO 2가 특별한 역할을 합니다.

정의

일산화탄소정상적인 조건에서 가연성 가스, 무색 및 무취.

그것은 산소 - 헤모글로빈 복합체보다 약 300 배 더 안정적인 헤모글로빈과 복합체를 형성하는 능력으로 인해 매우 독성이 있습니다.

정의

이산화탄소정상적인 조건에서는 공기보다 약 1.5배 무거운 무색 기체이므로 한 용기에서 다른 용기로 액체처럼 부을 수 있습니다.

정상적인 조건에서 CO 2 1 리터의 질량은 1.98 g이며 물에 대한 이산화탄소의 용해도는 낮습니다.

산소 또는 공기가 부족한 탄소의 직접적인 산화는 CO를 형성하고 충분한 양의 CO 2가 형성됩니다. 이러한 산화물의 일부 특성이 표에 나와 있습니다. 하나.

표 1. 탄소 산화물의 물리적 특성.

일산화탄소 얻기

순수한 CO는 ~ 140 ° C에서 진한 황산으로 포름산 (HCOOH)을 탈수하여 실험실에서 얻을 수 있습니다.

HCOOH = CO + H 2 O.

소량의 이산화탄소는 탄산염에 대한 산의 작용으로 쉽게 얻을 수 있습니다.

CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2.

산업적 규모에서 CO 2 는 주로 암모니아 합성 공정에서 부산물로 얻습니다.

CH 4 + 2H 2 O = CO 2 + 4H 2;

CO + H 2 O = CO 2 + H 2.

석회석을 소성하여 다량의 이산화탄소를 얻습니다.

CaCO 3 = CaO + CO 2.

일산화탄소의 화학적 성질

일산화탄소는 고온에서 반응성이 있습니다. 그는 강력한 회복자로 자신을 나타냅니다. 산소, 염소, 황, 암모니아, 알칼리, 금속과 반응함.

CO + NaOH = Na (HCOO) (t = 120 - 130 ° C, p);

CO + H 2 = CH 4 + H 2 O (t = 150 - 200 o C, kat. Ni);

CO + 2H 2 = CH 3 OH (t = 250 - 300 o C, 카탈로그 CuO / Cr 2 O 3);

2CO + O 2 = 2CO 2 (카트. MnO 2 / CuO);

CO + Cl 2 = CCl 2 O (t = 125 - 150 ° C, 카탈로그 C);

4CO + Ni = (t = 50 - 100 o C);

5CO + Fe = (t = 100 - 200 o C, p).

이산화탄소는 산성 특성을 나타냅니다. 알칼리, 암모니아 수화물과 반응합니다. 활성 금속, 수소, 탄소로 환원됩니다.

CO 2 + NaOH 희석액 = NaHCO 3;

CO 2 + 2NaOH conc = Na 2 CO 3 + H 2 O;

CO 2 + Ba(OH) 2 = BaCO 3 + H 2 O;

CO 2 + BaCO 3 + H 2 O = Ba(HCO 3) 2;

CO 2 + NH 3 × H 2 O = NH 4 HCO 3;

CO 2 + 4H 2 = CH 4 + 2H 2 O (t = 200 o C, kat. Cu 2 O);

CO 2 + C = 2CO (t> 1000 o C);

CO 2 + 2Mg = C + 2MgO;

2CO 2 + 5Ca = CaC 2 + 4CaO (t = 500 o C);

2CO 2 + 2Na 2 O 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2.

일산화탄소의 적용

일산화탄소는 생성 가스 또는 수성 가스의 형태로 연료로 널리 사용되며 석탄과의 환원에 의해 산화물에서 많은 금속을 분리할 때도 형성됩니다. 발전기 가스는 뜨거운 석탄에 공기를 통과시켜 얻습니다. 그것은 약 25% CO, 4% CO2 및 70% N 2와 미량의 H 2 및 CH 4 62를 포함합니다.

이산화탄소의 사용은 대부분 물리적 특성 때문입니다. 냉각제, 탄산 음료, 경량(발포) 플라스틱 생산 및 불활성 분위기를 만드는 가스로 사용됩니다.

문제 해결의 예

실시예 1

실시예 2

연습	일산화탄소(IV) CO 2 가 공기보다 얼마나 무거운지 결정하십시오.
해결책	같은 부피, 같은 온도, 같은 압력에서 주어진 기체의 질량과 다른 기체의 질량의 비율을 두 번째 기체에 대한 첫 번째 기체의 상대 밀도라고 합니다. 이 값은 첫 번째 가스가 두 번째 가스보다 몇 배나 더 무겁거나 가벼운지를 나타냅니다. 공기의 상대 분자량은 29로 간주됩니다(공기 중 질소, 산소 및 기타 가스의 함량 고려). 공기는 기체의 혼합물이기 때문에 "공기의 상대 분자량"이라는 개념이 일반적으로 사용된다는 점에 유의해야 합니다. D 공기 (CO 2) = M r (CO 2) / M r (공기); D 공기(CO2) = 44/29 = 1.517. M r (CO 2) = Ar (C) + 2 × A r (O) = 12 + 2 × 16 = 12 + 32 = 44.
대답	일산화탄소(IV) CO 2 는 공기보다 1.517배 무겁습니다.

4라고도 하는 이산화탄소는 여러 물질과 반응하여 가장 다양한 조성과 화학적 특성의 화합물을 형성합니다. 비극성 분자로 구성되어 분자간 결합이 매우 약하고 온도가 섭씨 31도 이상에서만 발견됩니다. 이산화탄소는 탄소 1개와 산소 원자 2개로 구성된 화합물입니다.

일산화탄소 4: 공식 및 기본 정보

이산화탄소는 지구 대기에 낮은 농도로 존재하며 온실 가스로 작용합니다. 화학식은 CO2입니다. 고온에서는 기체 상태로만 존재할 수 있습니다. 고체 상태에서는 드라이아이스라고 합니다.

이산화탄소는 탄소 순환의 필수 구성 요소입니다. 그것은 무리로부터 온다 천연 소스화산 가스 제거, 유기 물질의 연소 및 살아있는 호기성 유기체의 호흡 과정을 포함합니다. 인위적인 이산화탄소 공급원은 주로 전기 및 운송을 생성하기 위해 다양한 화석 연료를 태우는 것과 관련이 있습니다.

또한 발효 및 세포 호흡에서 다양한 미생물에 의해 생성됩니다. 식물은 탄소와 산소를 모두 사용하여 탄수화물을 형성하는 광합성이라는 과정에서 이산화탄소를 산소로 전환합니다. 또한 식물은 산소를 대기로 방출하여 종속 영양 유기체의 호흡에 사용합니다.

체내 이산화탄소(CO2)

일산화탄소 4는 다음과 반응합니다. 다른 물질그리고 신진대사로 인한 기체 폐기물입니다. 그 중 90% 이상이 중탄산염(HCO 3) 형태로 혈액에 존재합니다. 나머지는 용해된 CO 2 또는 탄산(H2CO 3)입니다. 간 및 신장과 같은 기관은 혈액에서 이러한 화합물의 균형을 유지하는 역할을 합니다. 중탄산염은 화학물질버퍼 역할을 합니다. 혈액 pH 수준을 필요한 수준으로 유지하여 산도 증가를 방지합니다.

이산화탄소의 구조와 성질

이산화탄소(CO 2 )는 상온 이상에서 기체인 화합물입니다. 탄소 원자 1개와 산소 원자 2개로 구성되어 있습니다. 사람과 동물은 숨을 내쉴 때 이산화탄소를 내보냅니다. 또한 유기물을 태울 때 항상 형성됩니다. 식물은 음식을 생산하기 위해 이산화탄소를 사용합니다. 이 과정을 광합성이라고 합니다.

이산화탄소의 성질은 1750년대 스코틀랜드 과학자 Joseph Black에 의해 연구되었습니다. 열 에너지를 포착하고 지구의 기후와 날씨에 영향을 줄 수 있습니다. 지구 온난화와 지구 표면 온도 상승의 원인은 바로 그 사람입니다.

생물학적 역할

일산화탄소 4는 다양한 물질과 반응하며 설탕, 지방 및 아미노산의 분해로부터 에너지를 얻는 유기체의 최종 산물입니다. 이 과정은 모든 식물, 동물, 많은 균류 및 일부 박테리아의 특징으로 알려져 있습니다. 고등 동물의 경우 이산화탄소는 혈액을 타고 신체 조직에서 폐로 이동하여 폐로 이동합니다. 식물은 광합성에 사용하기 위해 대기에서 얻습니다.

드라이 아이스

드라이 아이스 또는 고체 이산화탄소는 온도가 -78.5 ° C인 CO 2 가스의 고체 상태입니다. 자연적인 형태로이 물질은 자연에서 발생하지 않고 사람이 생산합니다. 그것은 무색이며 아이스크림 용기의 냉각 요소로 탄산 음료 준비에 사용할 수 있으며 미용 분야(예: 사마귀 동결)에 사용할 수 있습니다. 드라이아이스 증기는 질식을 유발하고 치명적일 수 있습니다. 드라이아이스를 사용할 때는 주의와 전문성을 발휘해야 합니다.

정상 압력에서는 액체에서 녹지 않고 대신 고체에서 기체로 직접 이동합니다. 이것을 승화라고 합니다. 에서 직접 변경됩니다. 단단한극저온을 초과하는 모든 온도에서 가스에. 드라이아이스는 정상적인 공기 온도에서 승화합니다. 이것은 무색 무취의 이산화탄소를 생성합니다. 이산화탄소는 5.1 atm 이상의 압력에서 액화될 수 있습니다. 드라이아이스에서 나오는 가스는 너무 차가워서 공기와 섞이면 공기 중의 수증기를 짙은 흰 연기처럼 보이는 안개로 식힙니다.

준비, 화학적 특성 및 반응

산업에서 일산화탄소 4는 두 가지 방법으로 얻습니다.

1. 연료 연소(C + O 2 = CO 2).
2. 석회석의 열분해(CaCO 3 = CaO + CO 2).

생성된 일산화탄소 4의 양은 정제, 액화 및 특수 실린더로 펌핑됩니다.

산성이기 때문에 일산화탄소 4는 다음과 같은 물질과 반응합니다.

• 물. 용해는 탄산(H 2 CO 3)을 생성합니다.
• 알칼리성 솔루션. 일산화탄소 4(식 CO 2)는 알칼리와 반응합니다. 이 경우 중간 및 산성 염(NaHCO 3 )이 형성됩니다.
• 이러한 반응은 탄산염(CaCO 3 및 Na 2 CO 3)을 형성합니다.
• 탄소. 일산화탄소 4가 뜨거운 석탄과 반응하면 일산화탄소 2(일산화탄소)가 형성되어 중독을 일으킬 수 있습니다. (CO 2 + C = 2CO).
• 마그네슘. 일반적으로 이산화탄소는 연소를 지원하지 않으며 매우 높은 온도에서만 일부 금속과 반응할 수 있습니다. 예를 들어, 점화된 마그네슘은 산화환원 반응(2Mg + CO 2 = 2MgO + C) 동안 CO 2에서 계속 연소됩니다.

일산화탄소 4의 정성적 반응은 석회석수(Ca(OH) 2 ) 또는 중정석수(Ba(OH) 2 )를 통과할 때 나타납니다. (탄산의 산성 염).

이산화탄소는 메탄(천연 가스), 석유 증류물(가솔린, 디젤, 등유, 프로판), 석탄 또는 목재와 같은 모든 탄소 연료를 태울 때도 생성됩니다. 대부분의 경우 물도 배출됩니다.

이산화탄소(이산화탄소)는 1개의 탄소 원자와 2개의 산소 원자로 구성되며 공유 결합(또는 전자 분열)에 의해 함께 유지됩니다. 순수한 탄소는 매우 드뭅니다. 그것은 광물, 흑연 및 다이아몬드의 형태로만 자연에서 발견됩니다. 그럼에도 불구하고 수소 및 산소와 결합하면 지구상의 모든 것을 구성하는 기본 화합물을 형성하는 생명체의 빌딩 블록입니다.

석탄, 석유 및 천연 가스와 같은 탄화수소는 수소와 탄소로 구성된 화합물입니다. 이 원소는 방해석(CaCo 3), 퇴적암 및 변성암의 광물, 석회암 및 대리석에서 발견됩니다. 화석 연료에서 DNA에 이르기까지 모든 유기물을 포함하는 요소입니다.

탄소 산화물 (II) 및 (IV)

화학 및 생물학 통합 수업

작업:탄소 산화물 (II) 및 (IV)에 대한 지식을 연구하고 체계화합니다. 살아있는 자연과 무생물 사이의 관계를 밝히기 위해; 인체에 대한 탄소 산화물의 영향에 대한 지식을 통합합니다. 실험실 장비로 작업하는 능력의 기술을 통합합니다.

장비: HCl 용액, 리트머스, Ca(OH) 2, CaCO 3, 유리 막대, 집에서 만든 테이블, 휴대용 보드, 볼 앤 스틱 모델.

수업 중

생물학 교사수업의 주제와 목표를 전달합니다.

화학 선생님.공유 결합 이론에 기초하여 탄소 산화물 (II) 및 (IV)의 전자 및 구조식을 작성하십시오.

일산화탄소(II)의 화학식은 CO이며, 탄소 원자는 정상 상태입니다.

짝을 이루지 않은 전자의 쌍으로 인해 두 개의 공유 극성 결합이 형성되고 세 번째 공유 결합은 공여체-수용체 메커니즘에 의해 형성됩니다. 기증자는 산소 원자이기 때문에 그것은 자유 전자 쌍을 제공합니다. 수용체는 탄소 원자이기 때문에 자유 궤도를 제공합니다.

산업계에서 일산화탄소(II)는 고온의 석탄 위로 CO 2 를 통과시켜 얻습니다. 그것은 또한 산소가 부족한 석탄의 연소 중에 형성됩니다. ( 칠판에 반응식을 쓰는 학생)

실험실에서 CO는 포름산에 대한 농축된 H 2 SO 4 작용에 의해 얻어집니다. ( 교사는 반응 방정식을 씁니다..)

생물학 선생님.그래서 일산화탄소 (II)의 생산에 대해 알게되었습니다. 그리고 일산화탄소(II)의 물리적 특성은 무엇입니까?

학생.무색 기체, 유독, 무취, 공기보다 가볍고, 물에 잘 녹지 않으며, 끓는점 -191.5 ° C, -205 ° C에서 응고합니다.

화학 선생님.유해한 양의 일산화탄소 인간의 삶자동차 배기가스에 포함되어 있습니다. 따라서 차고는 특히 엔진을 시동할 때 환기가 잘 되어야 합니다.

생물학 선생님.일산화탄소가 인체에 미치는 영향은 무엇입니까?

학생.일산화탄소는 인간에게 극도로 유독합니다. 이것은 일산화탄소 헤모글로빈을 형성하기 때문입니다. 카르복시헤모글로빈은 매우 강한 화합물입니다. 그 형성의 결과로 혈액 헤모글로빈은 산소와 상호 작용하지 않으며 심한 중독의 경우 사람이 산소 결핍으로 사망 할 수 있습니다.

생물학 선생님.일산화탄소 중독의 경우 사람에게 어떤 응급 처치를 해야 합니까?

재학생.구급차를 불러야하고 희생자를 거리로 데려 가야하며 인공 호흡을해야하며 환기가 잘되어야합니다.

화학 선생님.일산화탄소(IV)의 화학식을 쓰고 공과 막대기 모형을 사용하여 구조를 만드십시오.

탄소 원자는 여기 상태입니다. 4개의 공유 극성 결합은 모두 짝을 이루지 않은 전자가 쌍을 이루어 형성됩니다. 그러나 선형 구조로 인해 분자는 일반적으로 비극성입니다.
산업에서 CO 2는 석회 생산에서 탄산칼슘의 분해에서 얻습니다.
(학생은 반응 방정식을 씁니다..)

실험실에서 CO 2는 산과 백악 또는 대리석의 상호 작용에 의해 얻어집니다.
(학생들이 실험실 실험을 수행합니다.)

생물학 선생님.어떤 과정의 결과로 이산화탄소가 신체에서 형성됩니까?

학생.이산화탄소는 산화 반응의 결과로 체내에서 생성됩니다. 유기물세포를 구성하는 것입니다.

(학생들이 실험실 실험을 수행합니다.)

석회 슬러리가 흐려지기 때문에 탄산칼슘이 생성된다. 호흡 과정 외에도 발효 및 부패의 결과로 CO2가 방출됩니다.

생물학 선생님.신체 활동이 호흡 과정에 영향을 줍니까?

학생.과도한 물리적(근육) 부하로 근육은 혈액이 전달할 수 있는 것보다 더 빨리 산소를 사용하고 발효에 의해 작업에 필요한 ATP를 합성합니다. 근육에서 젖산 C 3 H 6 O 3가 형성되어 혈류로 들어갑니다. 많은 양의 젖산이 축적되면 신체에 해롭습니다. 무거운 육체 노동 후에 우리는 얼마 동안 심하게 숨을 쉬며 "산소 부채"를 지불합니다.

화학 선생님.화석 연료가 연소될 때 많은 양의 일산화탄소(IV)가 대기 중으로 방출됩니다. 가정에서 우리는 천연가스를 연료로 사용하며 거의 90%가 메탄(CH4)입니다. 나는 여러분 중 한 사람이 칠판에 가서 반응식을 쓰고 그것을 산화-환원의 관점에서 분석할 것을 제안합니다.

생물학 선생님.가스 오븐을 사용하여 방을 데울 수 없는 이유는 무엇입니까?

학생.메탄은 필수적인 부분입니다 천연 가스... 연소되면 공기 중의 이산화탄소 함량이 증가하고 산소가 감소합니다. ( "목차" 테이블 작업이산화탄소 공중에".)
공기에 0.3% CO 2 가 포함되어 있으면 사람은 빠른 호흡을 경험합니다. 10%에서 - 의식 상실, 20%에서 - 즉각적인 마비 및 빠른 사망. 성장하는 유기체의 조직에 의한 산소 소비가 성인의 산소 소비보다 많기 때문에 어린이는 특히 깨끗한 공기가 필요합니다. 따라서 정기적으로 방을 환기시켜야합니다. 혈액에 CO 2 가 과도하게 많으면 호흡 중추의 흥분이 증가하고 호흡이 더 빈번하고 깊어집니다.

생물학 선생님.식물 생활에서 일산화탄소(IV)의 역할을 고려하십시오.

학생.식물에서는 빛에 의해 CO 2 와 H 2 O로부터 유기물의 형성이 일어나며, 유기물 외에 산소도 형성된다.

광합성은 대기의 이산화탄소 함량을 조절하여 지구의 온도가 상승하는 것을 방지합니다. 식물은 매년 대기로부터 3000억 톤의 이산화탄소를 흡수합니다. 광합성 과정에서 연간 2000억 톤의 산소가 대기로 방출됩니다. 오존은 뇌우 동안 산소로부터 형성됩니다.

화학 선생님.고려하다 화학적 특성일산화탄소(IV).

생물학 선생님.호흡하는 동안 인체에서 탄산의 중요성은 무엇입니까? ( 필름 스트립 조각.)
혈액의 효소는 이산화탄소를 탄산으로 변환하고, 이는 수소와 중탄산염 이온으로 해리됩니다. 혈액에 과량의 H + 이온이 포함되어 있으면, 즉 혈액의 산도가 증가하면 H + 이온 중 일부가 중탄산염 이온과 결합하여 탄산을 형성하여 혈액에서 과도한 H + 이온을 제거합니다. 혈액에 H + - 이온이 너무 적으면 탄산이 해리되고 혈액 내 H + - 이온 농도가 증가합니다. 37 ° C에서 혈액 pH는 7.36입니다.
몸에서 이산화탄소는 혈액을 통해 다음과 같은 형태로 운반됩니다. 화합물- 중탄산 나트륨 및 칼륨.

재료 확보

테스트

폐와 조직에서 제안된 가스 교환 과정 중 첫 번째 옵션을 수행하는 사람은 왼쪽에서 정답의 암호를 선택하고 오른쪽에서 두 번째 암호를 선택해야 합니다.

(1) 폐에서 혈액으로 O2의 이동. (열셋)
(2) 혈액에서 조직으로 O2의 이동. (14)
(3) 조직에서 혈액으로의 CO 2 이동. (15)
(4) 혈액에서 폐로 CO 2 이동. (열여섯)
(5) 적혈구에 의한 O2의 흡수. (17)
(6) 적혈구에서 O2의 방출. (십팔)
(7) 동맥혈을 정맥혈로 전환. (십구)
(8) 정맥혈을 동맥으로 전환. (이십)
(9) O2와 헤모글로빈의 화학 결합이 끊어짐. (21)
(10) 헤모글로빈에 대한 O2의 화학적 결합. (22)
(11) 조직의 모세혈관. (23)
(12) 폐 모세혈관. (24)

첫 번째 옵션 질문

1. 조직에서의 가스 교환 과정.
2. 가스 교환 중 물리적 프로세스.

두 번째 옵션 질문

1. 폐의 가스 교환 과정.
2. 가스 교환 중 화학 공정

일

탄산칼슘 50g이 분해되는 동안 방출되는 일산화탄소(IV)의 부피를 결정하십시오.

일산화탄소(IV), 탄산 및 그 염

모듈의 복잡한 목적:탄소(IV) 산화물과 수산화물을 생산하는 방법을 안다. 그들을 설명 물리적 특성; 산-염기 특성의 특성을 안다. 산화 환원 특성을 특성화합니다.

탄소 하위 그룹의 모든 요소는 다음과 함께 산화물을 형성합니다. 일반식이오 2. CO 2 와 SiO 2 는 산성 성질을 나타내고, GeO 2 , SnO 2 , PbO 2 는 산성 성질이 우세한 양쪽성 성질을 나타내며, 하위군에서는 위에서 아래로 갈수록 산성 성질이 약해진다.

탄소와 실리콘의 산화 상태(+4)는 매우 안정적이므로 산화 특성연결이 매우 어렵게 표시됩니다. 게르마늄 하위 그룹에서 화합물(+4)의 산화 특성은 불안정화로 인해 향상됩니다. 가장 높은 학위산화.

일산화탄소(IV), 탄산 및 그 염

이산화탄소 CO 2 (이산화탄소) - 정상적인 조건에서 무색, 무취의 가스이며 약간 신맛이 나며 공기보다 약 1.5배 무겁고 물에 용해되며 매우 쉽게 액화됩니다. 실온에서는 압력이 가해지면 액체로 전환될 수 있습니다. 약 60 10 5 Pa. 56.2 ° C로 냉각되면 액체 이산화탄소가 응고되어 눈과 같은 덩어리로 변합니다.

모두에서 집계 상태비극성 선형 분자로 구성됩니다. 화학 구조 CO 2는 중심 탄소 원자의 sp-혼성화 및 추가 p의 형성에 의해 결정됩니다. p-p-연결: 오 = C = 오

의지에 용해된 CO 2 의 일부는 그것과 상호작용하여 탄산을 형성합니다.

CO 2 + H 2 O - CO 2 H 2 O - H 2 CO 3.

이산화탄소는 알칼리 용액에 매우 쉽게 흡수되어 탄산염과 중탄산염을 형성합니다.

CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O;

CO 2 + NaOH = NaHCO 3.

CO2 분자는 열적으로 매우 안정적이며 분해는 2000°С의 온도에서만 시작됩니다. 따라서 이산화탄소는 연소되지 않으며 기존 연료의 연소를 지원하지 않습니다. 그러나 그 분위기에는 약간의 단순 물질, 산소에 대한 친화력이 큰 원자, 예를 들어 마그네슘은 가열되면 CO 2 분위기에서 발화합니다.

탄산 및 그 염

탄산 H 2 CO 3는 깨지기 쉬운 화합물이며 수용액에만 존재합니다. 물에 용해된 대부분의 이산화탄소는 수화된 CO 2 분자의 형태로 존재하고 더 작은 부분은 탄산을 형성합니다.

CO 2 대기와 평형을 이루는 수용액은 산성입니다. = 0.04 M이고 pH는? 4.

탄산은 이염기성이며 약한 전해질에 속하며 단계적으로 해리됩니다(K 1 = 4, 4 10? 7; K 2 = 4, 8 10? 11). 물에 CO 2 를 용해하면 다음과 같은 동적 평형이 설정됩니다.

H 2 O + CO 2 - CO 2 H 2 O - H 2 CO 3 - H + + HCO 3?

가열시 수용액이산화탄소의 경우 기체의 용해도가 감소하고 용액에서 CO 2가 방출되고 평형이 왼쪽으로 이동합니다.

탄산염

이염기성인 탄산은 중간 염(탄산염)과 산성(탄산수소염)의 두 가지 염을 형성합니다. 대부분의 탄산염은 무색입니다. 탄산염 중에서 염만 물에 녹습니다. 알칼리 금속및 암모늄.

물에서 탄산염은 가수 분해를 일으키므로 용액에는 알칼리성 반응이 있습니다.

Na 2 CO 3 + H 2 O - NaHCO 3 + NaOH.

정상적인 조건에서 탄산이 형성되는 추가 가수 분해는 실제로 일어나지 않습니다.

물에 탄화수소를 용해할 때도 가수분해가 동반되지만 그 정도는 훨씬 적으며 매질은 약알칼리성(pH ≈ 8)입니다.

탄산 암모늄(NH 4 ) 2 CO 3 는 높은 온도와 심지어 정상 온도에서도 매우 휘발성이며 특히 수증기가 있는 경우 강한 가수분해를 유발합니다.

강산과 약한 아세트산조차도 탄산염에서 탄산을 대체합니다.

K 2 CO 3 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + H 2 O + CO 2 ^.

대부분의 탄산염과 달리 모든 중탄산염은 물에 용해됩니다. 그들은 동일한 금속의 탄산염보다 덜 안정적이며 가열되면 쉽게 분해되어 해당 탄산염으로 변합니다.

2KHCO 3 = K 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 ^;

Ca (HCO 3) 2 = CaCO 3 + H 2 O + CO 2 ^.

강산은 탄산염과 같은 중탄산염을 분해합니다.

KHCO 3 + H 2 SO 4 = KHSO 4 + H 2 O + CO 2

탄산염에서 가장 큰 가치탄산나트륨(소다), 탄산칼륨(칼륨), 탄산칼슘(분필, 대리석, 석회석), 중탄산나트륨(베이킹 소다) 및 염기성 탄산구리(CuOH) 2 CO 3(공작석)이 있습니다.

물에 있는 탄산염의 염기성 염은 거의 녹지 않으며 가열하면 쉽게 분해됩니다.

(CuOH) 2 CO 3 = 2CuO + CO 2 + H 2 O.

일반적으로 탄산염의 열적 안정성은 탄산염을 구성하는 이온의 분극 특성에 따라 달라집니다. 양이온이 탄산염 이온에 대한 극성화 효과가 많을수록 염의 분해 온도가 낮아집니다. 양이온이 쉽게 변형될 수 있는 경우 탄산염 이온 자체도 양이온에 분극 효과가 있어 염의 분해 온도가 급격히 감소합니다.

탄산나트륨과 탄산칼륨은 분해되지 않고 녹고, 나머지 탄산염은 대부분 가열하면 금속산화물과 이산화탄소로 분해된다.

• 명칭 - C(탄소);
• 기간 - II;
• 그룹 - 14(IVa);
• 원자량 - 12.011;
• 원자 번호 - 6;
• 원자 반경 = 오후 77시;
• 공유 반경 = 77pm;
• 전자 분포 - 1s 2 2s 2 2p 2;
• 융점 = 3550 ° C;
• 끓는점 = 4827 ° C;
• 전기 음성도(Pauling / Alpred 및 Rohov) = 2.55 / 2.50;
• 산화 상태: +4, +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3, -4;
• 밀도(n. At.) = 2.25g/cm3(흑연);
• 몰 부피 = 5.3 cm 3 / mol.

탄소 화합물:

숯 형태의 탄소는 태곳적부터 인간에게 알려져 왔으므로 발견 날짜에 대해 이야기하는 것은 의미가 없습니다. 실제로 "탄소"라는 이름은 "화학 명명법"이라는 책이 출판된 1787년에 얻었습니다. 이 책에는 프랑스어 이름 "순탄"(charbone pur) 대신 "탄소"(탄소)라는 용어가 등장했습니다.

탄소는 길이에 제한이 없는 고분자 사슬을 형성하는 독특한 능력을 가지고 있어 별도의 화학 분야에서 연구되는 엄청난 종류의 화합물을 생성합니다. 유기화학... 유기 탄소 화합물은 지구 생명체의 핵심이므로 탄소의 중요성은 다음과 같습니다. 화학 원소, 말하는 것은 의미가 없습니다. 그는 지구상의 삶의 기초입니다.

이제 무기화학의 관점에서 탄소를 살펴보자.

쌀. 탄소 원자의 구조.

탄소의 전자 구성은 1s 2 2s 2 2p 2입니다(원자의 전자 구조 참조). 외부 에너지 수준에서 탄소에는 4개의 전자가 있습니다. 탄소 원자가 여기 상태(에너지 소비 필요)로 들어갈 때, s-하위 준위의 전자 하나가 쌍을 "떠나" 자유 궤도가 하나 있는 p-하위 준위로 이동합니다. 따라서 들뜬 상태에서 전자 구성탄소 원자는 1s 2 2s 1 2p 3의 형태를 취합니다.

쌀. 탄소 원자가 들뜬 상태로 전이.

이러한 "캐슬링"은 탄소 원자의 원자가 능력을 크게 확장하여 산화 상태를 +4(활성 비금속 화합물의 경우)에서 -4(금속 화합물의 경우)까지 취할 수 있습니다.

들뜨지 않은 상태에서 화합물의 탄소 원자는 2의 원자가를 가지며, 예를 들어 CO(II)는 들뜬 상태에서 4: CO 2(IV)의 원자가를 갖습니다.

탄소 원자의 "고유성"은 외부 에너지 준위에 4개의 전자가 있다는 사실에 있습니다. 따라서 준위를 완성하기 위해(사실상 어떤 화학 원소의 원자라도 이 에너지 준위를 위해 노력합니다), 다음과 같이 할 수 있습니다. 동일한 "성공", 둘 다 공유 결합 형성과 함께 전자를 주고 부착합니다(공유 결합 참조).

탄소를 단순 물질로

단순한 물질로서 탄소는 여러 동소 변형 형태일 수 있습니다.

• 다이아몬드
• 석묵
• 풀러렌
• 카빈

다이아몬드

쌀. 다이아몬드의 결정 격자.

다이아몬드 속성:

• 무색 결정성 물질;
• 자연에서 가장 단단한 물질;
• 강한 굴절 효과가 있습니다.
• 열과 전기를 잘 전도하지 못합니다.

쌀. 다이아몬드 사면체.

다이아몬드의 뛰어난 경도는 사면체 모양의 결정 격자 구조로 설명됩니다. 사면체의 중심에는 꼭짓점을 형성하는 4개의 인접 원자와 동등하게 강한 결합으로 결합된 탄소 원자가 있습니다. 정사면체(위 그림 참조). 이 "구성"은 차례로 인접한 사면체와 연결됩니다.

석묵

쌀. 흑연의 결정 격자.

흑연 속성:

• 층상 구조의 연한 결정질 회색 물질;
• 금속 광택이 있습니다.
• 전기를 잘 통한다.

흑연에서는 탄소 원자가 형성됩니다. 정육각형끝없는 레이어로 구성된 하나의 평면에 누워 있습니다.

흑연에서 인접한 탄소 원자 사이의 화학 결합은 각 원자의 3개의 원자가 전자(아래 그림에서 파란색으로 표시)에 의해 형성되는 반면, 각 탄소 원자의 네 번째 전자(빨간색으로 표시)는 수직으로 놓인 p-오비탈에 위치합니다. 흑연 층의 평면에.는 층의 평면에서 공유 결합의 형성에 참여하지 않습니다. 그 "목적"은 다릅니다. 인접한 층에 있는 "형제"와 상호 작용하고, 흑연 층 사이에 결합을 제공하고, p-전자의 높은 이동도가 흑연의 우수한 전기 전도도를 결정합니다.

쌀. 흑연에서 탄소 원자의 궤도 분포.

풀러렌

쌀. 풀러렌 결정 격자.

풀러렌 속성:

• 풀러렌 분자는 축구공과 같은 속이 빈 구체에 둘러싸인 탄소 원자의 집합입니다.
• 황색-주황색 미세 결정질 물질입니다.
• 융점 = 500-600 ° C;
• 반도체;
• shungite 광물의 일부입니다.

카빈

카빈총 속성:

• 불활성 흑색 물질;
• 원자가 단일 결합과 삼중 결합을 번갈아 가며 연결된 고분자 선형 분자로 구성됩니다.
• 반도체.

탄소의 화학적 성질

정상적인 조건에서 탄소는 불활성 물질이지만 가열되면 다양한 단순 및 복합 물질과 반응할 수 있습니다.

탄소의 외부 에너지 준위에는 4개의 전자가 있다고 위에서 이미 언급했습니다. 따라서 탄소는 전자를 제공하고 받을 수 있으며 일부 화합물에서는 환원 특성을 나타내고 다른 화합물에서는 산화할 수 있습니다.

탄소는 환원제산소 및 전기 음성도가 더 높은 다른 원소와의 반응에서(원소의 전기 음성도 표 참조):

• 공기 중에서 가열하면 연소됩니다 (이산화탄소 형성과 함께 과량의 산소로, 부족하면 - 일산화탄소 (II)) :
  C + O 2 = CO 2;
  2C + O 2 = 2CO.
• 고온에서 황 증기와 반응하고 염소, 불소와 쉽게 상호 작용합니다.
  C + 2S = CS 2
  C + 2Cl 2 = CCl 4
  2F 2 + C = CF 4
• 가열되면 산화물에서 많은 금속 및 비금속을 감소시킵니다.
  C 0 + Cu +2 O = Cu 0 + C +2 O;
  C 0 + C +4 O 2 = 2C +2 O
• 1000 ° C의 온도에서 물과 반응하여 (가스화 과정) 수성 가스가 형성됩니다.
  C + H 2 O = CO + H 2;

탄소는 금속 및 수소와의 반응에서 산화 특성을 나타냅니다.

• 금속과 반응하여 탄화물을 형성합니다.
  칼슘 + 2C = 칼슘 2
• 수소와 상호 작용하여 탄소가 메탄을 형성합니다.
  C + 2H 2 = CH 4

탄소는 화합물의 열분해 또는 메탄의 열분해(고온에서)에 의해 얻습니다.
CH 4 = C + 2H 2.

탄소의 적용

탄소 화합물은 다음에서 널리 사용됩니다. 국가 경제, 모든 항목을 나열할 수는 없으며 몇 가지만 표시합니다.

• 흑연은 연필심, 전극, 용융 도가니의 제조에 중성자 감속재로 사용됩니다. 원자로윤활제로서;
• 다이아몬드는 보석, 절삭 공구, 드릴링 장비, 연마 재료로 사용됩니다.
• 환원제로 탄소는 특정 금속 및 비금속(철, 규소)을 얻는 데 사용됩니다.
• 탄소는 일상 생활(예: 공기 및 용액 정화용 흡착제), 의약(활성탄 정제) 및 산업(촉매 첨가제의 담체)에서 널리 사용되는 활성탄의 대부분을 구성합니다. , 중합 촉매 등).