Друкувати цей розділДрукувати цей розділ

19. ЕЛЕМЕНТИ IVА ГРУПИ. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА

19. ЕЛЕМЕНТИ IVА ГРУПИ. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА

19.2. Оксиди Карбону

Карбон утворює два оксиди: карбон (II) та (IV) оксиди.

Карбон (II) оксид (карбон монооксид, чадний газ) СО – отруйний безбарвний газ без запаху, легший за повітря, не розчиняється у воді і не реагує з нею.

У промисловості утворюється при спалюванні вуглецю або його органічних сполук за нестачі кисню:

2C + O2 = 2CO,

відновленням СО2 розпеченим вугіллям:

CO2 + C = 2CO,

або при конверсії метану чи вугілля з водяною парою:

CH4 + H2O = CO + 3H2,                   C + H2O = CO + H2.

У лабораторії СО одержують дією сульфатної кислоти на НСООН при 100 0С:

HCOOH = CO + H2O.

За будовою молекули СО нагадує азот, оскільки у ній існує потрійний зв’язок:

Завдяки йому СО хімічно малоактивний.

Хімічні властивості.

1. За н.у. СО – індиферентний оксид. При 200 0С і тиску 15 мПа реагує з NaOH з утворенням натрій форміату HCOONa:

NaOH + CO = HCOONa.

Це показує, що СО формально є ангідридом мурашиної кислоти НСООН.

2. На повітрі СО горить блакитним полум’ям:

2CO + O2 = 2CO2.

3. На світлі реагує з хлором з утворенням фосгену COCl2 (гр. народжений світлом):

CO + Cl2  COCl2.

Це – дихлорангідрид вугільної кислоти H2CO3:

COCl2 + 2H2O = H2CO3 + 2HCl.

Фосген колись використовували як отруйний газ, зараз застосовують у синтезі органічних сполук.

4. При нагріванні відновлює оксиди металів:

4CO + Fe3O4 = 4CO2 + 3Fe.

5. З деякими d-металами (Fe, Co, Ni) утворює карбоніли:

4CO + Ni  = [Ni(CO)4].

нікель тетракарбоніл

Карбоніли – комплексні сполуки з нейтральною внутрішньою сферою.

Карбон (IV) оксид (вуглекислий газ, карбонатний ангідрид) СО2 – безбарвний газ, без смаку і запаху, важчий за повітря. Малорозчинний у воді. Твердий СО2 називають “сухий лід”.

Утворюється в природі при окисненні органічних речовин (гнитті, горінні), виділяється при виверженні вулканів. Карбон (IV) оксид під назвою “лісовий газ” (gas silvestre) вперше описав Ван Гельмонт (Бельгія) у VІ ст., добувши його спалюванням дерева.

У лабораторії СО2 добувають дією кислот на СаСО3 в апараті Кіппа:

CaCO3 + 2HCl = CO2 + CaCl2 + H2O.

У промисловості СО2 добувають термічним розкладом СаСО3:

CaCO3 = CaO + CO2.

Молекула СО2 лінійна неполярна, тому вуглекислий газ погано розчинний у воді і полярних розчинниках.

Хімічні властивості.

1.Розчиняється у воді з утворенням слабкої вугільної кислоти:

H2O + CO2 D H2CO3.

2. Реагує з основними оксидами з утворенням карбонатів:

CaO + CO2 = CaCO3.

3. З лугами утворює карбонати і/або гідрогенкарбонати:

2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O,                NaOH + CO2 = NaHCO3.

Остання реакція відбувається при надлишку СО2:

Na2CO3 + H2O + CO2 = 2NaHCO3.

4. Не підтримує горіння. На цьому ґрунтується його якісне виявлення. Лише активні речовини віднімають Оксиген від вуглекислого газу:

2Mg + CO2 = 2MgO + C.

5. Бере участь у фотосинтезі:

6CO2 + 6H2O  C6H12O6 + 6O2.