ნახშირბადის მონოქსიდი (IV), ნახშირმჟავა და მათი მარილები. ნახშირბადის მონოქსიდი (IV), ნახშირბადის მჟავა და მათი მარილები ნახშირბადის მონოქსიდი 4 ვალენტიანი

(IV) (CO 2, ნახშირორჟანგი, ნახშირორჟანგი)ეს არის უფერო, უგემოვნო, უსუნო აირი, რომელიც ჰაერზე მძიმეა და წყალში ხსნადია.

ნორმალურ პირობებში, მყარი ნახშირორჟანგი დაუყოვნებლივ გადადის აირისებრ მდგომარეობაში, გვერდის ავლით თხევადი მდგომარეობას.

ნახშირბადის მონოქსიდის დიდი რაოდენობით, ადამიანები იწყებენ დახრჩობას. 3%-ზე მეტი კონცენტრაცია იწვევს სწრაფ სუნთქვას, 10%-ზე მეტს კი გონების დაკარგვა და სიკვდილი.

ნახშირბადის მონოქსიდის ქიმიური თვისებები.

ნახშირბადის მონოქსიდი - ეს არის ნახშირბადის ანჰიდრიდი H 2 CO 3.

როდესაც ნახშირბადის მონოქსიდი გადადის კალციუმის ჰიდროქსიდში (ცაცხვის წყალი), შეინიშნება თეთრი ნალექი:

დაახ(ოჰ) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + ჰ 2 ო

თუ ნახშირორჟანგი ჭარბად მიიღება, მაშინ შეინიშნება ჰიდროკარბონატების წარმოქმნა, რომლებიც წყალში იხსნება:

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 \u003d Ca (HCO 3) 2,

რომლებიც შემდეგ გაცხელებისას იშლება.

2KNCO 3 \u003d K 2 CO 3 + H 2 O + CO 2

ნახშირბადის მონოქსიდის გამოყენება.

ნახშირორჟანგი გამოიყენება სხვადასხვა ინდუსტრიაში. ქიმიურ წარმოებაში - როგორც გამაგრილებელი.

კვების მრეწველობაში გამოიყენება როგორც კონსერვანტი E290. მიუხედავად იმისა, რომ მას მიენიჭა „პირობითად უსაფრთხო“, სინამდვილეში ეს ასე არ არის. ექიმებმა დაამტკიცეს, რომ E290-ის ხშირი მიღება იწვევს ტოქსიკური შხამიანი ნაერთის დაგროვებას. ამიტომ, თქვენ უნდა ყურადღებით წაიკითხოთ ეტიკეტები პროდუქტებზე.

• აღნიშვნა - C (Carbon);
• პერიოდი - II;
• ჯგუფი - 14 (IVa);
• ატომური მასა - 12,011;
• ატომური ნომერი - 6;
• ატომის რადიუსი = 77 pm;
• კოვალენტური რადიუსი = 77 pm;
• ელექტრონების განაწილება - 1s 2 2s 2 2p 2;
• დნობის წერტილი = 3550°C;
• დუღილის წერტილი = 4827°C;
• ელექტრონეგატიურობა (პოლინგის მიხედვით / ალპრედისა და როხოვის მიხედვით) = 2,55 / 2,50;
• ჟანგვის მდგომარეობა: +4, +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3, -4;
• სიმკვრივე (n.a.) \u003d 2.25 გ / სმ 3 (გრაფიტი);
• მოლური მოცულობა = 5.3 სმ 3 / მოლ.

ნახშირის სახით ნახშირბადი ადამიანისთვის ცნობილი იყო უხსოვარი დროიდან, ამიტომ მისი აღმოჩენის თარიღზე საუბარი აზრი არ აქვს. სინამდვილეში, ნახშირბადმა მიიღო სახელი 1787 წელს, როდესაც გამოიცა წიგნი "ქიმიური ნომენკლატურის მეთოდი", რომელშიც ფრანგული სახელის ნაცვლად "სუფთა ქვანახშირი" (charbone pur) გამოჩნდა ტერმინი "carbon" (carbone).

ნახშირბადს აქვს უნიკალური უნარი შექმნას შეუზღუდავი სიგრძის პოლიმერული ჯაჭვები, რითაც წარმოიქმნება ნაერთების უზარმაზარი კლასი, რომელსაც სწავლობს ქიმიის ცალკეული ფილიალი - ორგანული ქიმია. ნახშირბადის ორგანული ნაერთები საფუძვლად უდევს სიცოცხლეს დედამიწაზე, შესაბამისად, აზრი არ აქვს ნახშირბადის, როგორც ქიმიური ელემენტის მნიშვნელობაზე ლაპარაკს - ის არის დედამიწაზე სიცოცხლის საფუძველი.

ახლა განვიხილოთ ნახშირბადი არაორგანული ქიმიის თვალსაზრისით.

ბრინჯი. ნახშირბადის ატომის სტრუქტურა.

ნახშირბადის ელექტრონული კონფიგურაცია არის 1s 2 2s 2 2p 2 (იხ. ატომების ელექტრონული სტრუქტურა). გარე ენერგიის დონეზე ნახშირბადს აქვს 4 ელექტრონი: 2 დაწყვილებული s-ქვედონეზე + 2 დაუწყვილებელი p-ორბიტალებზე. როდესაც ნახშირბადის ატომი გადადის აღგზნებულ მდგომარეობაში (მოითხოვს ენერგიის ხარჯებს), s-ქვედონედან ერთი ელექტრონი „ტოვებს“ თავის წყვილს და მიდის p-ქვედონეზე, სადაც არის ერთი თავისუფალი ორბიტალი. ამრიგად, აღგზნებულ მდგომარეობაში ნახშირბადის ატომის ელექტრონული კონფიგურაცია იღებს შემდეგ ფორმას: 1s 2 2s 1 2p 3 .

ბრინჯი. ნახშირბადის ატომის გადასვლა აღგზნებულ მდგომარეობაში.

ეს „ჩასხმა“ საგრძნობლად აფართოებს ნახშირბადის ატომების ვალენტურ შესაძლებლობებს, რომლებსაც შეუძლიათ ჟანგვის მდგომარეობა +4-დან (აქტიური არალითონების ნაერთებში) -4-მდე (ლითონებთან ნაერთებში).

აუღელვებელ მდგომარეობაში ნაერთებში ნახშირბადის ატომს აქვს 2 ვალენტობა, მაგალითად, CO (II), ხოლო აღგზნებულ მდგომარეობაში მას აქვს 4: CO 2 (IV).

ნახშირბადის ატომის "უნიკალურობა" მდგომარეობს იმაში, რომ მის გარე ენერგეტიკულ დონეზე არის 4 ელექტრონი, შესაბამისად, დონის დასასრულებლად (რომლისკენაც, ფაქტობრივად, ნებისმიერი ქიმიური ელემენტის ატომები ისწრაფვიან), მას შეუძლია მისცეს და დაამაგრეთ იგივე „წარმატებით“ ელექტრონები კოვალენტური ბმის შესაქმნელად (იხ. კოვალენტური ბმა).

ნახშირბადი, როგორც მარტივი ნივთიერება

როგორც მარტივი ნივთიერება, ნახშირბადი შეიძლება იყოს რამდენიმე ალოტროპული მოდიფიკაციის სახით:

• ბრილიანტი
• გრაფიტი
• ფულერენი
• კარაბინი

ბრილიანტი

ბრინჯი. ალმასის ბროლის გისოსი.

ალმასის თვისებები:

• უფერო კრისტალური ნივთიერება;
• ყველაზე მძიმე ნივთიერება ბუნებაში;
• აქვს ძლიერი რეფრაქციული ეფექტი;
• სითბოს და ელექტროენერგიის ცუდი გამტარი.

ბრინჯი. ბრილიანტის ტეტრაედონი.

ალმასის განსაკუთრებული სიმტკიცე აიხსნება მისი კრისტალური მედის სტრუქტურით, რომელსაც აქვს ტეტრაედრის ფორმა - ტეტრაედრის ცენტრში არის ნახშირბადის ატომი, რომელიც დაკავშირებულია თანაბრად ძლიერი ბმებით ოთხ მეზობელ ატომთან, რომლებიც ქმნიან წვეროებს. ტეტრაედრის (იხ. სურათი ზემოთ). ასეთი "კონსტრუქცია", თავის მხრივ, დაკავშირებულია მეზობელ ტეტრაედრებთან.

გრაფიტი

ბრინჯი. გრაფიტის კრისტალური გისოსი.

გრაფიტის თვისებები:

• ფენოვანი სტრუქტურის ნაცრისფერი ფერის რბილი კრისტალური ნივთიერება;
• აქვს მეტალის ბზინვარება;
• კარგად ატარებს ელექტროენერგიას.

გრაფიტში ნახშირბადის ატომები ქმნიან რეგულარულ ექვსკუთხედებს, რომლებიც დევს იმავე სიბრტყეში, რომლებიც ორგანიზებულნი არიან უსასრულო ფენებად.

გრაფიტში მეზობელ ნახშირბადის ატომებს შორის ქიმიურ კავშირებს წარმოქმნის თითოეული ატომის სამი ვალენტური ელექტრონი (ლურჯად ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში), ხოლო მეოთხე ელექტრონი (წითლად ნაჩვენები) თითოეული ნახშირბადის ატომის, რომელიც მდებარეობს p-ორბიტალში, რომელიც დევს გრაფიტის ფენის სიბრტყის პერპენდიკულარულად, არ მონაწილეობს ფენის სიბრტყეში კოვალენტური ბმების წარმოქმნაში. მისი "დანიშნულება" განსხვავებულია - ურთიერთქმედება მიმდებარე ფენაში მწოლიარე "ძმასთან", ის უზრუნველყოფს კავშირს გრაფიტის ფენებს შორის, ხოლო p-ელექტრონების მაღალი მობილურობა განსაზღვრავს გრაფიტის კარგ ელექტროგამტარობას.

ბრინჯი. ნახშირბადის ატომის ორბიტალების განაწილება გრაფიტში.

ფულერენი

ბრინჯი. ფულერენის კრისტალური გისოსი.

ფულერენის თვისებები:

• ფულერენის მოლეკულა არის ნახშირბადის ატომების ერთობლიობა, რომელიც ფეხბურთის ბურთის მსგავსად დახურულია ღრუ სფეროებში;
• ეს არის ყვითელ-ნარინჯისფერი ფერის წვრილი კრისტალური ნივთიერება;
• დნობის წერტილი = 500-600°C;
• ნახევარგამტარი;
• მინერალური შუნგიტის ნაწილია.

კარაბინი

კარაბინის თვისებები:

• ინერტული შავი ნივთიერება;
• შედგება პოლიმერული წრფივი მოლეკულებისგან, რომლებშიც ატომები დაკავშირებულია მონაცვლეობით ერთჯერადი და სამმაგი ბმებით;
• ნახევარგამტარი.

ნახშირბადის ქიმიური თვისებები

ნორმალურ პირობებში ნახშირბადი ინერტული ნივთიერებაა, მაგრამ გაცხელებისას მას შეუძლია რეაგირება სხვადასხვა მარტივ და რთულ ნივთიერებებთან.

ზემოთ უკვე ითქვა, რომ ნახშირბადის გარე ენერგეტიკულ დონეზე არის 4 ელექტრონი (არც იქ და არც აქ), ამიტომ ნახშირბადს შეუძლია ელექტრონების შეწირვაც და მათი მიღებაც, ზოგიერთ ნაერთში შემცირების თვისებების გამოვლენა, ზოგიერთში კი ჟანგვის თვისებებზე.

ნახშირბადი არის შემცირების აგენტირეაქციებში ჟანგბადთან და სხვა ელემენტებთან, რომლებსაც აქვთ უფრო მაღალი ელექტრონეგატიურობა (იხილეთ ელემენტების ელექტრონეგატიურობის ცხრილი):

• ჰაერში გაცხელებისას იწვის (ჟანგბადის ჭარბი რაოდენობით ნახშირორჟანგის წარმოქმნით; მისი ნაკლებობით - ნახშირბადის მონოქსიდი (II)):
  C + O 2 \u003d CO 2;
  2C + O 2 \u003d 2CO.
• მაღალ ტემპერატურაზე რეაგირებს გოგირდის ორთქლთან, ადვილად ურთიერთქმედებს ქლორთან, ფტორთან:
  C+2S=CS2
  C + 2Cl 2 = CCl 4
  2F2+C=CF4
• როდესაც თბება, ის აღადგენს ბევრ ლითონს და არალითონს ოქსიდებისგან:
  C 0 + Cu +2 O \u003d Cu 0 + C +2 O;
  C 0 + C +4 O 2 \u003d 2C +2 O
• რეაგირებს წყალთან 1000°C ტემპერატურაზე (გაზიფიკაციის პროცესი) წყლის გაზის წარმოქმნით:
  C + H 2 O \u003d CO + H 2;

ნახშირბადი ავლენს ჟანგვის თვისებებს ლითონებთან და წყალბადთან რეაქციებში:

• რეაგირებს ლითონებთან კარბიდების წარმოქმნით:
  Ca + 2C = CaC 2
• წყალბადთან ურთიერთქმედებისას ნახშირბადი წარმოქმნის მეთანს:
  C + 2H 2 = CH 4

ნახშირბადი მიიღება მისი ნაერთების თერმული დაშლით ან მეთანის პიროლიზით (მაღალ ტემპერატურაზე):
CH 4 \u003d C + 2H 2.

ნახშირბადის გამოყენება

ნახშირბადის ნაერთებმა ყველაზე ფართო გამოყენება ჰპოვეს ეროვნულ ეკონომიკაში, ყველა მათგანის ჩამოთვლა შეუძლებელია, ჩვენ მხოლოდ რამდენიმეს მივუთითებთ:

• გრაფიტი გამოიყენება ფანქრის მილების, ელექტროდების, დნობის ჭურჭლის დასამზადებლად, როგორც ნეიტრონის მოდერატორი ბირთვულ რეაქტორებში, როგორც ლუბრიკანტი;
• ბრილიანტები გამოიყენება სამკაულებში, როგორც საჭრელი იარაღები, საბურღი მოწყობილობები, როგორც აბრაზიული მასალა;
• როგორც შემცირების საშუალება, ნახშირბადი გამოიყენება გარკვეული ლითონებისა და არალითონების (რკინა, სილიციუმის) მისაღებად;
• ნახშირბადი შეადგენს გააქტიურებული ნახშირბადის ძირითად ნაწილს, რომელიც ფართოდ გამოიყენება როგორც ყოველდღიურ ცხოვრებაში (მაგალითად, როგორც ადსორბენტი ჰაერისა და ხსნარების გასაწმენდად), ასევე მედიცინაში (გააქტიურებული ნახშირბადის ტაბლეტები) და ინდუსტრიაში (როგორც კატალიზური დანამატების მატარებელი). პოლიმერიზაციის კატალიზატორი და ა.შ.).

ნახშირბადის მონოქსიდი (IV), ნახშირმჟავა და მათი მარილები

მოდულის რთული მიზანი:იცოდეს ნახშირბადის ოქსიდისა და ჰიდროქსიდის მიღების მეთოდები (IV); აღწერეთ მათი ფიზიკური თვისებები; იცოდეს მჟავა-ტუტოვანი თვისებების მახასიათებლები; ახასიათებს რედოქს თვისებებს.

ნახშირბადის ქვეჯგუფის ყველა ელემენტი ქმნის ოქსიდებს ზოგადი ფორმულით EO 2 . CO 2 და SiO 2 ავლენენ მჟავე თვისებებს, GeO 2, SnO 2, PbO 2 ავლენენ ამფოტერულ თვისებებს მჟავეების უპირატესობით, ხოლო ქვეჯგუფში ზემოდან ქვემოდან მჟავე თვისებები სუსტდება.

ნახშირბადისა და სილიციუმის ჟანგვის მდგომარეობა (+4) ძალიან სტაბილურია, ამიტომ ნაერთის ჟანგვის თვისებები დიდი სირთულეებით ვლინდება. გერმანიუმის ქვეჯგუფში ნაერთების ჟანგვის თვისებები (+4) გაძლიერებულია უმაღლესი ჟანგვის მდგომარეობის დესტაბილიზაციის გამო.

ნახშირბადის მონოქსიდი (IV), ნახშირმჟავა და მათი მარილები

Ნახშირორჟანგი CO 2 (ნახშირორჟანგი) - ნორმალურ პირობებში, ეს არის უფერო და უსუნო გაზი, ოდნავ მჟავე გემოთი, ჰაერზე დაახლოებით 1,5-ჯერ მძიმე, წყალში ხსნადი, საკმაოდ ადვილად თხევადდება - ოთახის ტემპერატურაზე მოდურია მისი გადაქცევა. სითხე დაახლოებით 60 10 5 Pa წნევის ქვეშ. 56,2°C-მდე გაგრილებისას თხევადი ნახშირორჟანგი მყარდება და თოვლიან მასად იქცევა.

აგრეგაციის ყველა მდგომარეობაში იგი შედგება არაპოლარული ხაზოვანი მოლეკულებისგან. CO 2-ის ქიმიური სტრუქტურა განისაზღვრება ნახშირბადის ცენტრალური ატომის sp-ჰიბრიდიზაციით და დამატებითი p p-p ბმების წარმოქმნით: O \u003d C \u003d O

ნებაში გახსნილი CO 2-ის ნაწილი ურთიერთქმედებს მასთან ნახშირმჟავას წარმოქმნით

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

ნახშირორჟანგი ძალიან ადვილად შეიწოვება ტუტე ხსნარებით კარბონატებისა და ბიკარბონატების წარმოქმნით:

CO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O;

CO 2 + NaOH \u003d NaHCO 3.

CO 2 მოლეკულები ძალიან სტაბილურია თერმულად, დაშლა იწყება მხოლოდ 2000ºC ტემპერატურაზე. ამრიგად, ნახშირორჟანგი არ იწვის და არ უწყობს ხელს ჩვეულებრივი საწვავის წვას. მაგრამ ზოგიერთი მარტივი ნივთიერება იწვის მის ატმოსფეროში, რომელთა ატომები აჩვენებენ დიდ მიდრეკილებას ჟანგბადთან, მაგალითად, მაგნიუმი, გაცხელებისას, ანთებს CO 2-ის ატმოსფეროში.

ნახშირბადის მჟავა და მისი მარილები

ნახშირბადის მჟავა H 2 CO 3 - კავშირი მყიფეა, არსებობს მხოლოდ წყალხსნარებში. წყალში გახსნილი ნახშირორჟანგის უმეტესი ნაწილი არის ჰიდრატირებული CO 2 მოლეკულების სახით, მცირე ნაწილი ქმნის ნახშირმჟავას.

ატმოსფერულ CO 2-თან წონასწორობაში მყოფი წყალხსნარები მჟავეა: = 0,04 M და pH? ოთხი.

ნახშირბადის მჟავა ორფუძიანია, მიეკუთვნება სუსტ ელექტროლიტებს, იშლება ეტაპობრივად (K 1 \u003d 4.4 10 -7; K 2 \u003d 4.8 10 -11). როდესაც CO 2 იხსნება წყალში, მყარდება შემდეგი დინამიური წონასწორობა:

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

როდესაც ნახშირორჟანგის წყალხსნარი თბება, აირის ხსნადობა მცირდება, CO 2 გამოიყოფა ხსნარიდან და წონასწორობა გადადის მარცხნივ.

ნახშირმჟავას მარილები

როგორც ორფუძიანი, ნახშირბადის მჟავა ქმნის მარილების ორ სერიას: საშუალო მარილები (კარბონატები) და მჟავე (ჰიდროკარბონატები). ნახშირმჟავას მარილების უმეტესობა უფეროა. კარბონატებიდან წყალში ხსნადია მხოლოდ ტუტე ლითონისა და ამონიუმის მარილები.

წყალში კარბონატები განიცდიან ჰიდროლიზს და, შესაბამისად, მათ ხსნარებს აქვთ ტუტე რეაქცია:

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

შემდგომი ჰიდროლიზი ნახშირმჟავას წარმოქმნით პრაქტიკულად არ ხდება ნორმალურ პირობებში.

წყალში ბიკარბონატების დაშლას ასევე თან ახლავს ჰიდროლიზი, მაგრამ გაცილებით ნაკლებად, ხოლო გარემო ოდნავ ტუტეა (pH? 8).

ამონიუმის კარბონატი (NH 4) 2 CO 3 ძალიან აქროლადია ამაღლებულ და ნორმალურ ტემპერატურაზე, განსაკუთრებით წყლის ორთქლის არსებობისას, რაც იწვევს ძლიერ ჰიდროლიზს.

ძლიერი მჟავები და თუნდაც სუსტი ძმარმჟავა ანაცვლებს ნახშირმჟავას კარბონატებისგან:

K 2 CO 3 + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + H 2 O + CO 2 ^.

კარბონატების უმეტესობისგან განსხვავებით, ყველა ნახშირწყალბადი წყალში ხსნადია. ისინი ნაკლებად სტაბილურია, ვიდრე იგივე ლითონების კარბონატები და ადვილად იშლება გაცხელებისას, გადაიქცევა შესაბამის კარბონატებად:

2KHCO 3 \u003d K 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 ^;

Ca (HCO 3) 2 \u003d CaCO 3 + H 2 O + CO 2 ^.

ძლიერი მჟავები ანადგურებენ ბიკარბონატებს, კარბონატების მსგავსად:

KHCO 3 + H 2 SO 4 \u003d KHSO 4 + H 2 O + CO 2

ნახშირმჟავას მარილებიდან ყველაზე მნიშვნელოვანია: ნატრიუმის კარბონატი (სოდა), კალიუმის კარბონატი (კალიუმის), კალციუმის კარბონატი (ცარცი, მარმარილო, კირქვა), ნატრიუმის ბიკარბონატი (საჭმელი სოდა) და ძირითადი სპილენძის კარბონატი (CuOH) 2 CO 3. (მალაქიტი).

ნახშირმჟავას ძირითადი მარილები პრაქტიკულად არ იხსნება წყალში და ადვილად იშლება გაცხელებისას:

(CuOH) 2 CO 3 \u003d 2CuO + CO 2 + H 2 O.

ზოგადად, კარბონატების თერმული სტაბილურობა დამოკიდებულია იონების პოლარიზაციის თვისებებზე, რომლებიც ქმნიან კარბონატს. რაც უფრო დიდია კათიონის პოლარიზებული ეფექტი კარბონატულ იონზე, მით უფრო დაბალია მარილის დაშლის ტემპერატურა. თუ კატიონი ადვილად დეფორმირდება, მაშინ თავად კარბონატულ იონსაც ექნება პოლარიზებული ეფექტი კატიონზე, რაც გამოიწვევს მარილის დაშლის ტემპერატურის მკვეთრ შემცირებას.

ნატრიუმის და კალიუმის კარბონატები დნება დაშლის გარეშე, ხოლო დარჩენილი კარბონატების უმეტესობა გაცხელებისას იშლება ლითონის ოქსიდად და ნახშირორჟანგად.

ფიზიკური თვისებები:ნახშირბადი აყალიბებს მრავალ ალოტროპულ მოდიფიკაციას: ბრილიანტიერთ-ერთი უმძიმესი ნივთიერება გრაფიტი, ქვანახშირი, ჭვარტლი.

ნახშირბადის ატომს აქვს 6 ელექტრონი: 1s 2 2s 2 2p 2 . ბოლო ორი ელექტრონი განლაგებულია ცალკეულ p-ორბიტალებში და დაუწყვილებელია. პრინციპში, ამ წყვილს შეუძლია დაიკავოს ერთი ორბიტალი, მაგრამ ამ შემთხვევაში ინტერელექტრონის მოგერიება მკვეთრად იზრდება. ამ მიზეზით, ერთი მათგანი იღებს 2p x, ხოლო მეორე, ან 2p y , ან 2p z-ორბიტალი.

გარე შრის s- და p-ქვედონეების ენერგიებს შორის განსხვავება მცირეა, შესაბამისად, ატომი საკმაოდ ადვილად გადადის აღგზნებულ მდგომარეობაში, რომელშიც 2s-ორბიტალიდან ორი ელექტრონიდან ერთი გადადის თავისუფალზე. 2r.წარმოიქმნება ვალენტური მდგომარეობა, რომელსაც აქვს კონფიგურაცია 1s 2 2s 1 2p x 1 2p y 1 2p z 1 . სწორედ ნახშირბადის ატომის ეს მდგომარეობაა დამახასიათებელი ალმასის გისოსისთვის - ჰიბრიდული ორბიტალების ტეტრაედრული სივრცითი განლაგება, იგივე ბმის სიგრძე და ენერგია.

ამ ფენომენს ცნობილია ე.წ sp 3 - ჰიბრიდიზაცია,და შედეგად მიღებული ფუნქციები არის sp 3 -ჰიბრიდი . ოთხი sp 3 ბმის ფორმირება ნახშირბადის ატომს სამზე სტაბილურ მდგომარეობას აძლევს rr-და ერთი s-s-bond. sp 3 ჰიბრიდიზაციის გარდა, sp 2 და sp ჰიბრიდიზაცია ასევე შეინიშნება ნახშირბადის ატომში. . პირველ შემთხვევაში, არსებობს ურთიერთგადახურვა s-და ორი p-ორბიტალი. იქმნება სამი ეკვივალენტი sp 2 - ჰიბრიდული ორბიტალი, რომლებიც განლაგებულია იმავე სიბრტყეში, ერთმანეთის მიმართ 120 ° კუთხით. მესამე ორბიტალი p უცვლელია და მიმართულია სიბრტყის პერპენდიკულარულად sp2.

sp ჰიბრიდიზაციისას s და p ორბიტალები ერთმანეთს ემთხვევა. წარმოქმნილ ორ ეკვივალენტურ ჰიბრიდულ ორბიტალს შორის წარმოიქმნება 180° კუთხე, ხოლო თითოეული ატომის ორი p-ორბიტალი უცვლელი რჩება.

ნახშირბადის ალოტროპია. ბრილიანტი და გრაფიტი

გრაფიტის კრისტალში ნახშირბადის ატომები განლაგებულია პარალელურ სიბრტყეში, მათში რეგულარული ექვსკუთხედების წვეროებს იკავებენ. ნახშირბადის თითოეული ატომი დაკავშირებულია სამ მიმდებარე sp 2 ჰიბრიდულ ბმასთან. პარალელურ სიბრტყეებს შორის კავშირი ხორციელდება ვან დერ ვაალის ძალების გამო. თითოეული ატომის თავისუფალი p-ორბიტალები მიმართულია კოვალენტური ბმების სიბრტყეზე პერპენდიკულურად. მათი გადახურვა ხსნის დამატებით π-ბმას ნახშირბადის ატომებს შორის. ასე რომ, საწყისი ვალენტურ მდგომარეობაზე, რომელშიც ნახშირბადის ატომები იმყოფება ნივთიერებაში, ამ ნივთიერების თვისებები დამოკიდებულია.

ნახშირბადის ქიმიური თვისებები

ყველაზე დამახასიათებელი დაჟანგვის მდგომარეობები: +4, +2.

დაბალ ტემპერატურაზე ნახშირბადი ინერტულია, მაგრამ გაცხელებისას მისი აქტივობა იზრდება.

ნახშირბადი, როგორც შემცირების აგენტი:

- ჟანგბადით
C 0 + O 2 - t ° \u003d CO 2 ნახშირორჟანგი
ჟანგბადის ნაკლებობით - არასრული წვა:
2C 0 + O 2 - t° = 2C +2 O ნახშირბადის მონოქსიდი

- ფტორთან ერთად
C + 2F 2 = CF 4

- ორთქლით
C 0 + H 2 O - 1200 ° \u003d C + 2 O + H 2 წყლის გაზი

- ლითონის ოქსიდებით. ამ გზით ლითონის დნობა ხდება მადნიდან.
C 0 + 2CuO - t ° \u003d 2Cu + C +4 O 2

- მჟავებით - ჟანგვითი აგენტებით:
C 0 + 2H 2 SO 4 (კონს.) \u003d C +4 O 2 + 2SO 2 + 2H 2 O
С 0 + 4HNO 3 (კონს.) = С +4 O 2 + 4NO 2 + 2H 2 O

- გოგირდთან ერთად ქმნის ნახშირბადის დისულფიდს:
C + 2S 2 \u003d CS 2.

ნახშირბადი, როგორც ჟანგვის აგენტი:

- ზოგიერთ მეტალთან ერთად ქმნის კარბიდებს

4Al + 3C 0 \u003d Al 4 C 3

Ca + 2C 0 \u003d CaC 2 -4

- წყალბადით - მეთანით (ისევე როგორც ორგანული ნაერთების უზარმაზარი რაოდენობა)

C 0 + 2H 2 \u003d CH 4

- სილიკონით, აყალიბებს კარბორუნდს (ელექტრო ღუმელში 2000 ° C ტემპერატურაზე):

ნახშირბადის აღმოჩენა ბუნებაში

თავისუფალი ნახშირბადი გვხვდება ალმასის და გრაფიტის სახით. ნაერთების სახით ნახშირბადი გვხვდება მინერალებში: ცარცი, მარმარილო, კირქვა - CaCO 3, დოლომიტი - MgCO 3 * CaCO 3; ბიკარბონატები - Mg (HCO 3) 2 და Ca (HCO 3) 2, CO 2 არის ჰაერის ნაწილი; ნახშირბადი არის ბუნებრივი ორგანული ნაერთების მთავარი კომპონენტი - გაზი, ზეთი, ქვანახშირი, ტორფი, არის ორგანული ნივთიერებების, ცილების, ცხიმების, ნახშირწყლების, ამინომჟავების ნაწილი, რომლებიც ცოცხალი ორგანიზმების ნაწილია.

არაორგანული ნახშირბადის ნაერთები

არც C 4+ და არც C 4- იონები არ წარმოიქმნება რაიმე ჩვეულებრივი ქიმიური პროცესის დროს: ნახშირბადის ნაერთებში არსებობს სხვადასხვა პოლარობის კოვალენტური ბმები.

ნახშირბადის მონოქსიდი (II)ᲘᲡᲔ

ნახშირბადის მონოქსიდი; უფერო, უსუნო, წყალში ნაკლებად ხსნადი, ორგანულ გამხსნელებში ხსნადი, შხამიანი, bp = -192°C; ტ კვ. = -205°C.

ქვითარი
1) ინდუსტრიაში (გაზის გენერატორებში):
C + O 2 = CO 2

2) ლაბორატორიაში - ფორმულის ან ოქსილის მჟავას თერმული დაშლა H 2 SO 4-ის თანდასწრებით (კონს.):
HCOOH = H2O + CO

H 2 C 2 O 4 \u003d CO + CO 2 + H 2 O

ქიმიური თვისებები

ჩვეულებრივ პირობებში CO ინერტულია; გაცხელებისას - შემცირების აგენტი; მარილწარმომქმნელი ოქსიდი.

1) ჟანგბადით

2C +2 O + O 2 \u003d 2C +4 O 2

2) ლითონის ოქსიდებით

C +2 O + CuO \u003d Cu + C +4 O 2

3) ქლორთან ერთად (შუქზე)

CO + Cl 2 - hn \u003d COCl 2 (ფოსგენი)

4) რეაგირებს ტუტე დნობასთან (წნევის ქვეშ)

CO + NaOH = HCOONa (ნატრიუმის ფორმატი)

5) გარდამავალი ლითონებით ქმნის კარბონილებს

Ni + 4CO - t° = Ni(CO) 4

Fe + 5CO - t° = Fe(CO) 5

ნახშირბადის მონოქსიდი (IV) CO2

ნახშირორჟანგი, უფერო, უსუნო, წყალში ხსნადობა - 0,9V CO 2 იხსნება 1V H 2 O (ნორმალურ პირობებში); ჰაერზე მძიმე; t°pl.= -78,5°C (მყარ CO 2-ს ეწოდება "მშრალი ყინული"); არ უჭერს მხარს წვას.

ქვითარი

1. ნახშირმჟავას (კარბონატების) მარილების თერმული დაშლა. კირქვის სროლა:

CaCO 3 - t ° \u003d CaO + CO 2

1. ძლიერი მჟავების მოქმედება კარბონატებზე და ბიკარბონატებზე:

CaCO 3 + 2HCl \u003d CaCl 2 + H 2 O + CO 2

NaHCO 3 + HCl \u003d NaCl + H 2 O + CO 2

ქიმიურითვისებებიCO2
მჟავა ოქსიდი: რეაგირებს ძირითად ოქსიდებთან და ფუძეებთან ნახშირმჟავას მარილების წარმოქმნით

Na 2 O + CO 2 \u003d Na 2 CO 3

2NaOH + CO 2 \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O

NaOH + CO 2 \u003d NaHCO 3

შეიძლება გამოავლინოს ჟანგვის თვისებები მაღალ ტემპერატურაზე

C +4 O 2 + 2Mg - t ° \u003d 2Mg +2 O + C 0

ხარისხობრივი რეაქცია

კირის წყლის სიბნელე:

Ca (OH) 2 + CO 2 \u003d CaCO 3 ¯ (თეთრი ნალექი) + H 2 O

ის ქრება, როდესაც CO 2 გადის კირწყალში დიდი ხნის განმავლობაში, რადგან. უხსნადი კალციუმის კარბონატი გარდაიქმნება ხსნად ბიკარბონატად:

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 \u003d Ca (HCO 3) 2

ნახშირმჟავა და მისიმარილი

H2CO3 -სუსტი მჟავა, არსებობს მხოლოდ წყალხსნარში:

CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3

ორმაგი ბაზა:
H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 - მჟავა მარილები - ბიკარბონატები, ბიკარბონატები
HCO 3 - ↔ H + + CO 3 2- საშუალო მარილები - კარბონატები

მჟავების ყველა თვისება დამახასიათებელია.

კარბონატები და ბიკარბონატები შეიძლება გარდაიქმნას ერთმანეთში:

2NaHCO 3 - t ° \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2

Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 \u003d 2NaHCO 3

ლითონის კარბონატები (გარდა ტუტე ლითონებისა) დეკარბოქსილატდება გაცხელებისას ოქსიდის წარმოქმნით:

CuCO 3 - t ° \u003d CuO + CO 2

ხარისხობრივი რეაქცია- "ადუღება" ძლიერი მჟავის მოქმედებით:

Na 2 CO 3 + 2HCl \u003d 2NaCl + H 2 O + CO 2

CO 3 2- + 2H + = H 2 O + CO 2

კარბიდები

კალციუმის კარბიდი:

CaO + 3 C = CaC 2 + CO

CaC 2 + 2 H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + C 2 H 2.

აცეტილენი გამოიყოფა თუთიის, კადმიუმის, ლანთანისა და ცერიუმის კარბიდების წყალთან ურთიერთქმედებისას:

2 LaC 2 + 6 H 2 O \u003d 2La (OH) 3 + 2 C 2 H 2 + H 2.

Be 2 C და Al 4 C 3 იშლება წყლის მიერ მეთანის წარმოქმნით:

Al 4 C 3 + 12 H 2 O \u003d 4 Al (OH) 3 \u003d 3 CH 4.

ტექნოლოგიაში გამოიყენება ტიტანის კარბიდები TiC, ვოლფრამი W 2 C (მყარი შენადნობები), სილიციუმის SiC (კარბორუნდი - როგორც აბრაზიული და გამათბობლების მასალა).

ციანიდები

მიღებული სოდის გაცხელებით ამიაკის და ნახშირბადის მონოქსიდის ატმოსფეროში:

Na 2 CO 3 + 2 NH 3 + 3 CO \u003d 2 NaCN + 2 H 2 O + H 2 + 2 CO 2

ჰიდროციანმჟავა HCN არის მნიშვნელოვანი ქიმიური ინდუსტრიის პროდუქტი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ორგანულ სინთეზში. მისი მსოფლიო წარმოება წელიწადში 200 ათას ტონას აღწევს. ციანიდის ანიონის ელექტრონული სტრუქტურა ნახშირბადის მონოქსიდის (II) მსგავსია, ასეთ ნაწილაკებს იზოელექტრონული ეწოდება:

C = O:[:C = N:]-

ციანიდები (0,1-0,2% წყალხსნარი) გამოიყენება ოქროს მოპოვებაში:

2 Au + 4 KCN + H 2 O + 0,5 O 2 \u003d 2 K + 2 KOH.

ციანიდის ხსნარებს გოგირდთან ერთად ხარშვისას ან მყარი ნივთიერებების შერწყმისას, თიოციანატები:
KCN + S = KSCN.

დაბალაქტიური ლითონების ციანიდების გაცხელებისას მიიღება ციანიდი: Hg (CN) 2 \u003d Hg + (CN) 2. ციანიდის ხსნარები იჟანგება ციანატები:

2KCN + O2 = 2KOCN.

ციანის მჟავა არსებობს ორი ფორმით:

H-N=C=O; H-O-C = N:

1828 წელს ფრიდრიხ ვოლერმა (1800-1882) მიიღო შარდოვანა ამონიუმის ციანატიდან: NH 4 OCN \u003d CO (NH 2) 2 წყალხსნარის აორთქლებით.

ეს მოვლენა ჩვეულებრივ განიხილება, როგორც სინთეზური ქიმიის გამარჯვება „ვიტალისტურ თეორიაზე“.

არსებობს ციანიუმის მჟავას იზომერი - ფულმინის მჟავა

H-O-N=C.
მისი მარილები (ვერცხლისწყლის ფულმინატი Hg(ONC) 2) გამოიყენება ზემოქმედების ანთებით.

სინთეზი შარდოვანა(კარბამიდი):

CO 2 + 2 NH 3 \u003d CO (NH 2) 2 + H 2 O. 130 0 C და 100 ატმ.

შარდოვანა ნახშირმჟავას ამიდია, ასევე არის მისი "აზოტის ანალოგი" - გუანიდინი.

კარბონატები

ნახშირბადის ყველაზე მნიშვნელოვანი არაორგანული ნაერთებია ნახშირმჟავას მარილები (კარბონატები). H 2 CO 3 არის სუსტი მჟავა (K 1 \u003d 1.3 10 -4; K 2 \u003d 5 10 -11). კარბონატული ბუფერული საყრდენი ნახშირორჟანგის ბალანსიატმოსფეროში. ოკეანეებს აქვთ უზარმაზარი ბუფერული სიმძლავრე, რადგან ისინი ღია სისტემაა. ძირითადი ბუფერული რეაქცია არის წონასწორობა ნახშირმჟავას დისოციაციის დროს:

H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 -.

მჟავიანობის დაქვეითებით, ატმოსფეროდან ნახშირორჟანგის დამატებითი შეწოვა ხდება მჟავის წარმოქმნით:
CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3.

მჟავიანობის მატებასთან ერთად იხსნება კარბონატული ქანები (ჭურვები, ცარცი და კირქვის საბადოები ოკეანეში); ეს ანაზღაურებს ჰიდროკარბონატის იონების დაკარგვას:

H + + CO 3 2- ↔ HCO 3 -

CaCO 3 (ტელევიზია) ↔ Ca 2+ + CO 3 2-

მყარი კარბონატები გარდაიქმნება ხსნად ნახშირწყალბადებად. სწორედ ჭარბი ნახშირორჟანგის ქიმიური დაშლის პროცესი ეწინააღმდეგება „სათბურის ეფექტს“ – გლობალურ დათბობას ნახშირორჟანგის მიერ დედამიწის თერმული გამოსხივების შთანთქმის გამო. მსოფლიოში სოდაის წარმოების დაახლოებით მესამედი (ნატრიუმის კარბონატი Na 2 CO 3) გამოიყენება მინის წარმოებაში.

ნახშირბადის ოქსიდები (II) და (IV)

ინტეგრირებული გაკვეთილი ქიმიაში და ბიოლოგიაში

Დავალებები:ნახშირბადის ოქსიდების (II) და (IV) შესახებ ცოდნის შესწავლა და სისტემატიზაცია; გამოავლინოს ურთიერთობა ცოცხალ და უსულო ბუნებას შორის; ადამიანის სხეულზე ნახშირბადის ოქსიდების გავლენის შესახებ ცოდნის კონსოლიდაცია; ლაბორატორიულ აღჭურვილობასთან მუშაობის უნარ-ჩვევების კონსოლიდაცია.

აღჭურვილობა: Hcl ხსნარი, ლაკმუსი, Ca (OH) 2, CaCO 3, მინის ღერო, ხელნაკეთი მაგიდები, პორტატული დაფა, ბურთულა და ჯოხის მოდელი.

გაკვეთილების დროს

ბიოლოგიის მასწავლებელიგადმოსცემს გაკვეთილის თემასა და მიზნებს.

ქიმიის მასწავლებელი.კოვალენტური ბმის დოქტრინაზე დაყრდნობით შეადგინეთ ნახშირბადის ოქსიდების (II) და (IV) ელექტრონული და სტრუქტურული ფორმულები.

ნახშირბადის მონოქსიდის (II) ქიმიური ფორმულა არის CO, ნახშირბადის ატომი ნორმალურ მდგომარეობაშია.

დაუწყვილებელი ელექტრონების დაწყვილების გამო წარმოიქმნება ორი კოვალენტური პოლარული ბმა, ხოლო მესამე კოვალენტური ბმა წარმოიქმნება დონორ-მიმღები მექანიზმის მიხედვით. დონორი არის ჟანგბადის ატომი, რადგან ის უზრუნველყოფს ელექტრონების თავისუფალ წყვილს; მიმღები არის ნახშირბადის ატომი, რადგან უზრუნველყოფს უფასო ორბიტალს.

მრეწველობაში ნახშირბადის მონოქსიდი (II) მიიღება CO 2-ის ცხელ ნახშირზე მაღალ ტემპერატურაზე გადაცემით. ის ასევე წარმოიქმნება ნახშირის წვის დროს ჟანგბადის ნაკლებობით. ( მოსწავლე წერს რეაქციის განტოლებას დაფაზე)

ლაბორატორიაში CO წარმოიქმნება ჭიანჭველა მჟავაზე კონცენტრირებული H 2 SO 4 მოქმედებით. ( რეაქციის განტოლებას მასწავლებელი წერს.)

ბიოლოგიის მასწავლებელი.ასე რომ, თქვენ გაეცანით ნახშირბადის მონოქსიდის წარმოებას (II). და რა ფიზიკური თვისებები აქვს ნახშირბადის მონოქსიდს (II)?

Სტუდენტი.ეს არის უფერო გაზი, შხამიანი, უსუნო, ჰაერზე მსუბუქი, წყალში ცუდად ხსნადი, დუღილის წერტილი -191,5 °C, მყარდება -205 °C-ზე.

ქიმიის მასწავლებელი.ნახშირბადის მონოქსიდი ადამიანის სიცოცხლისთვის საშიში რაოდენობით შეიცავს მანქანების გამონაბოლქვი აირებს. ამიტომ, ავტოფარეხები კარგად უნდა იყოს ვენტილირებადი, განსაკუთრებით ძრავის გაშვებისას.

ბიოლოგიის მასწავლებელი.რა გავლენას ახდენს ნახშირბადის მონოქსიდი ადამიანის სხეულზე?

Სტუდენტი.ნახშირბადის მონოქსიდი უკიდურესად ტოქსიკურია ადამიანისთვის - ეს გამოწვეულია იმით, რომ ის ქმნის კარბოქსიჰემოგლობინს. კარბოქსიჰემოგლობინი ძალიან ძლიერი ნაერთია. მისი წარმოქმნის შედეგად სისხლში ჰემოგლობინი არ ურთიერთქმედებს ჟანგბადთან და მძიმე მოწამვლის შემთხვევაში ადამიანი შეიძლება მოკვდეს ჟანგბადის შიმშილით.

ბიოლოგიის მასწავლებელი.რა პირველადი დახმარება უნდა გაუწიოს ნახშირორჟანგით მოწამლულ ადამიანს?

სტუდენტები.აუცილებელია სასწრაფოს გამოძახება, დაზარალებული ქუჩაში უნდა გამოიყვანონ, ჩაუტარდეს ხელოვნური სუნთქვა, ოთახი კარგად იყოს ვენტილირებადი.

ქიმიის მასწავლებელი.დაწერეთ ნახშირბადის მონოქსიდის ქიმიური ფორმულა (IV) და ბურთი-ჯოხის მოდელის გამოყენებით ააგეთ მისი სტრუქტურა.

ნახშირბადის ატომი აღგზნებულ მდგომარეობაშია. ოთხივე კოვალენტური პოლარული ბმა წარმოიქმნა დაუწყვილებელი ელექტრონების დაწყვილების გამო. თუმცა, მისი ხაზოვანი სტრუქტურის გამო, მისი მოლეკულა ზოგადად არაპოლარულია.
ინდუსტრიაში CO 2 მიიღება კირის წარმოებაში კალციუმის კარბონატის დაშლის შედეგად.
(მოსწავლე წერს რეაქციის განტოლებას.)

ლაბორატორიაში CO 2 მიიღება მჟავების ცარცით ან მარმარილოს რეაქციით.
(მოსწავლეები ატარებენ ლაბორატორიულ ექსპერიმენტებს.)

ბიოლოგიის მასწავლებელი.რა პროცესები წარმოქმნის ნახშირორჟანგს ორგანიზმში?

Სტუდენტი.ნახშირორჟანგი ორგანიზმში წარმოიქმნება უჯრედის შემადგენელი ორგანული ნივთიერებების ჟანგვის რეაქციების შედეგად.

(მოსწავლეები ატარებენ ლაბორატორიულ ექსპერიმენტებს.)

კირის ხსნარი მოღრუბლული გახდა იმიტომ წარმოიქმნება კალციუმის კარბონატი. გარდა სუნთქვის პროცესისა, CO2 გამოიყოფა დუღილის, დაშლის შედეგად.

ბიოლოგიის მასწავლებელი.მოქმედებს თუ არა ფიზიკური აქტივობა სუნთქვაზე?

Სტუდენტი.გადაჭარბებული ფიზიკური (კუნთების) სტრესის დროს, კუნთები ჟანგბადს უფრო სწრაფად იყენებენ, ვიდრე სისხლს შეუძლია მისი მიწოდება, შემდეგ კი ისინი ასინთეზირებენ მათი მუშაობისთვის აუცილებელ ATP-ს დუღილის გზით. კუნთებში წარმოიქმნება რძემჟავა C 3 H 6 O 3, რომელიც შედის სისხლში. რძის მჟავას დიდი რაოდენობით დაგროვება საზიანოა ორგანიზმისთვის. მძიმე ფიზიკური დატვირთვის შემდეგ, ჩვენ კვლავ მძიმედ ვსუნთქავთ გარკვეული პერიოდის განმავლობაში - ვიხდით "ჟანგბადის ვალს".

ქიმიის მასწავლებელი.ნახშირბადის მონოქსიდი (IV) დიდი რაოდენობით გამოიყოფა ატმოსფეროში წიაღისეული საწვავის წვის დროს. სახლში ჩვენ ვიყენებთ ბუნებრივ აირს საწვავად და ის თითქმის 90% მეთანისგან შედგება (CH 4). მე ვთავაზობ, რომ ერთ-ერთი თქვენგანი მივიდეს დაფაზე, დაწეროს რეაქციის განტოლება და დაშალოს იგი რედოქსის თვალსაზრისით.

ბიოლოგიის მასწავლებელი.რატომ არ შეიძლება გაზქურების გამოყენება სივრცის გასათბობად?

Სტუდენტი.მეთანი ბუნებრივი აირის განუყოფელი ნაწილია. როდესაც ის იწვის, ჰაერში ნახშირორჟანგის შემცველობა იზრდება და ჟანგბადის შემცველობა მცირდება. ( სარჩევთან მუშაობა CO 2 ჰაერში".)
როდესაც ჰაერში შემცველობა არის 0,3% CO 2, ადამიანს აქვს სწრაფი სუნთქვა; 10%-ში - გონების დაკარგვა, 20%-ში - მყისიერი დამბლა და სწრაფი სიკვდილი. ბავშვს განსაკუთრებით სჭირდება სუფთა ჰაერი, რადგან მზარდი ორგანიზმის ქსოვილების მიერ ჟანგბადის მოხმარება უფრო დიდია, ვიდრე ზრდასრული. ამიტომ აუცილებელია ოთახის რეგულარულად ვენტილაცია. თუ სისხლში CO 2-ის ჭარბი რაოდენობაა, სასუნთქი ცენტრის აგზნებადობა იზრდება და სუნთქვა უფრო ხშირი და ღრმა ხდება.

ბიოლოგიის მასწავლებელი.განვიხილოთ ნახშირბადის მონოქსიდის (IV) როლი მცენარეთა ცხოვრებაში.

Სტუდენტი.მცენარეებში ორგანული ნივთიერებების წარმოქმნა ხდება CO 2-დან და H 2 O-დან შუქზე, გარდა ორგანული ნივთიერებებისა, წარმოიქმნება ჟანგბადი.

ფოტოსინთეზი არეგულირებს ნახშირორჟანგის რაოდენობას ატმოსფეროში, რაც ხელს უშლის პლანეტის ტემპერატურის აწევას. ყოველწლიურად მცენარეები შთანთქავენ 300 მილიარდ ტონა ნახშირორჟანგს ატმოსფეროდან. ფოტოსინთეზის პროცესში ყოველწლიურად 200 მილიარდი ტონა ჟანგბადი გამოიყოფა ატმოსფეროში. ოზონი წარმოიქმნება ჟანგბადისგან ჭექა-ქუხილის დროს.

ქიმიის მასწავლებელი.განვიხილოთ ნახშირბადის მონოქსიდის ქიმიური თვისებები (IV).

ბიოლოგიის მასწავლებელი.რა მნიშვნელობა აქვს ნახშირმჟავას ადამიანის ორგანიზმში სუნთქვის პროცესში? ( ფილმის ზოლის ფრაგმენტი.)
სისხლში შემავალი ფერმენტები გარდაქმნის ნახშირორჟანგს ნახშირმჟავად, რომელიც იშლება წყალბადის და ბიკარბონატის იონებად. თუ სისხლი შეიცავს H + იონების ჭარბი რაოდენობას, ე.ი. თუ სისხლის მჟავიანობა გაიზარდა, მაშინ H + იონების ნაწილი ერწყმის ბიკარბონატულ იონებს, წარმოქმნის ნახშირმჟავას და ამით ათავისუფლებს სისხლს ჭარბი H + -იონებისგან. თუ სისხლში H + -იონები ძალიან ცოტაა, მაშინ ნახშირმჟავა იშლება და სისხლში H + -იონების კონცენტრაცია იზრდება. 37 ° C ტემპერატურაზე სისხლის pH არის 7,36.
ორგანიზმში ნახშირორჟანგი სისხლში გადადის ქიმიური ნაერთების – ნატრიუმის და კალიუმის ბიკარბონატების სახით.

მასალის დაფიქსირება

ტესტი

ფილტვებში და ქსოვილებში გაზის გაცვლის შემოთავაზებული პროცესებიდან, მათ, ვინც პირველ ვარიანტს ასრულებენ, უნდა აირჩიონ სწორი პასუხების კოდები მარცხნივ, ხოლო მეორე მარჯვნივ.

(1) O 2-ის გადასვლა ფილტვებიდან სისხლში. (13)
(2) O 2-ის გადასვლა სისხლიდან ქსოვილებზე. (თოთხმეტი)
(3) CO 2-ის გადატანა ქსოვილებიდან სისხლში. (თხუთმეტი)
(4) CO 2-ის გადატანა სისხლიდან ფილტვებში. (16)
(5) O 2 ათვისება ერითროციტების მიერ. (17)
(6) O 2-ის გამოყოფა ერითროციტებიდან. (თვრამეტი)
(7) არტერიული სისხლის ტრანსფორმაცია ვენურად. (19)
(8) ვენური სისხლის ტრანსფორმაცია არტერიულად. (ოცი)
(9) O 2-ის ქიმიური კავშირის გაწყვეტა ჰემოგლობინთან. (21)
(10) O 2-ის ქიმიური შეკავშირება ჰემოგლობინთან. (22)
(11) კაპილარები ქსოვილებში. (23)
(12) ფილტვის კაპილარები. (24)

პირველი ვარიანტის კითხვები

1. ქსოვილებში გაზის გაცვლის პროცესები.
2. ფიზიკური პროცესები გაზის გაცვლის დროს.

მეორე ვარიანტის კითხვები

1. ფილტვებში გაზის გაცვლის პროცესები.
2. ქიმიური პროცესები გაზის გაცვლის დროს

Დავალება

განსაზღვრეთ ნახშირბადის მონოქსიდის (IV) მოცულობა, რომელიც გამოიყოფა 50 გ კალციუმის კარბონატის დაშლის დროს.