일산화탄소(IV), 탄산 및 그 염. 일산화탄소(IV), 탄산 및 그 염 일산화탄소 4가

(IV) (이산화탄소, 이산화탄소, 이산화탄소)무색, 무미, 무취의 기체로 공기보다 무겁고 물에 잘 녹는다.

정상적인 조건에서 고체 이산화탄소는 액체 상태를 우회하여 즉시 기체 상태로 전환됩니다.

많은 양의 일산화탄소로 사람들은 질식하기 시작합니다. 농도가 3% 이상이면 호흡이 가빠지고 10% 이상이면 의식을 잃고 사망한다.

일산화탄소의 화학적 성질.

일산화탄소 - 그것은 탄산 무수물 H2CO3.

일산화탄소를 수산화칼슘(석회수)에 통과시키면 흰색 침전물이 관찰됩니다.

캘리포니아(오) 2 + CO 2 = CaCO3 3 ↓ + 시간 2 영형

이산화탄소를 과도하게 섭취하면 물에 용해되는 탄화수소의 형성이 관찰됩니다.

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

가열되면 분해됩니다.

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

일산화탄소 사용.

이산화탄소는 다양한 산업에서 사용됩니다. 화학 생산에서 - 냉매로.

식품 산업에서는 방부제 E290으로 사용됩니다. 그는 "조건부 안전"으로 지정되었지만 실제로는 그렇지 않습니다. 의사들은 E290을 자주 섭취하면 독성 독성 화합물이 축적된다는 사실을 입증했습니다. 따라서 제품의 라벨을 주의 깊게 읽어야 합니다.

명칭 - C(탄소);
기간 - II;
그룹 - 14(IVa);
원자 질량 - 12.011;
원자 번호 - 6;
원자 반지름 = 77 pm;
공유 반경 = 77pm;
전자 분포 - 1s 2 2s 2 2p 2;
융점 = 3550℃;
끓는점 = 4827°C;
전기음성도(폴링에 따르면 / 알프레드와 로초프에 따르면) = 2.55 / 2.50;
산화 상태: +4, +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3, -4;
밀도 (n.a.) \u003d 2.25g / cm 3 (흑연);
몰 부피 = 5.3 cm 3 / mol.

탄소 화합물:

숯 형태의 탄소는 옛날부터 인간에게 알려져 왔기 때문에 발견 날짜에 대해 이야기하는 것은 의미가 없습니다. 실제로 탄소라는 이름은 1787년에 "화학 명명법"이라는 책이 출간되었을 때 프랑스 이름인 "순수한 석탄"(charbone pur) 대신 "탄소"(carbone)라는 용어가 등장하면서 그 이름이 붙여졌습니다.

탄소는 무제한 길이의 고분자 사슬을 형성할 수 있는 고유한 능력을 가지고 있어 별도의 화학 분야인 유기 화학에서 연구하는 거대한 종류의 화합물을 생성합니다. 유기 탄소 화합물은 지구상의 생명체의 기초이므로 화학 원소로서 탄소의 중요성에 대해 이야기하는 것은 의미가 없습니다. 탄소는 지구상의 생명체의 기초입니다.

이제 무기 화학의 관점에서 탄소를 고려하십시오.

쌀. 탄소 원자의 구조.

탄소의 전자 배열은 1s 2 2s 2 2p 2입니다(원자의 전자 구조 참조). 외부 에너지 준위에서 탄소는 4개의 전자를 가집니다. 탄소 원자가 들뜬 상태(에너지 비용 필요)가 되면 s 하위 수준의 전자 하나가 쌍을 "떠나" 자유 궤도가 하나 있는 p 하위 수준으로 이동합니다. 따라서 여기 상태에서 탄소 원자의 전자 구성은 다음과 같은 형식을 취합니다. 1s 2 2s 1 2p 3 .

쌀. 탄소 원자가 들뜬 상태로 전이하는 것.

이 "캐슬링"은 산화 상태를 +4(활성 비금속이 있는 화합물)에서 -4(금속이 있는 화합물)로 취할 수 있는 탄소 원자의 원자가 가능성을 크게 확장합니다.

여기되지 않은 상태에서 화합물의 탄소 원자는 예를 들어 CO(II)와 같이 2의 원자가를 가지며 여기 상태에서는 4: CO 2(IV)를 갖습니다.

탄소 원자의 "고유성"은 외부 에너지 수준에 4개의 전자가 있다는 사실에 있습니다. 따라서 수준을 완성하기 위해(실제로 모든 화학 원소의 원자가 노력하는) 동일한 "성공" 전자와 결합하여 공유 결합을 형성합니다(공유 결합 참조).

단순 물질로서의 탄소

단순한 물질로서 탄소는 몇 가지 동소체 변형 형태일 수 있습니다.

다이아몬드
석묵
풀러렌
카빈총

다이아몬드

쌀. 다이아몬드의 결정 격자.

다이아몬드 속성:

무색의 결정체;
자연에서 가장 단단한 물질;
강한 굴절 효과가 있습니다.
열과 전기의 나쁜 지휘자.

쌀. 다이아몬드 사면체.

다이아몬드의 탁월한 경도는 사면체 모양의 결정 격자 구조로 설명됩니다. 사면체의 중심에는 꼭지점을 형성하는 4개의 이웃 원자와 똑같이 강한 결합으로 연결된 탄소 원자가 있습니다. 사면체의 (위 그림 참조). 이러한 "구성"은 차례로 인접한 사면체와 연결됩니다.

석묵

쌀. 흑연 결정 격자.

흑연 속성:

층상 구조의 회색 연질 결정체;
금속 광택이 있다;
전기를 잘 통한다.

흑연에서 탄소 원자는 동일한 평면에 있는 정육각형을 형성하고 무한 층으로 구성됩니다.

흑연에서 인접한 탄소 원자 사이의 화학 결합은 각 원자의 3개의 원자가 전자(아래 그림에서 파란색으로 표시됨)와 p-오비탈에 위치한 각 탄소 원자의 4번째 전자(빨간색으로 표시됨)에 의해 형성됩니다. 흑연 층의 평면에 수직으로 놓여 있고 층의 평면에서 공유 결합 형성에 참여하지 않습니다. 그 "목적"은 다릅니다. 인접 층에있는 "형제"와 상호 작용하여 흑연 층 사이를 연결하고 p 전자의 높은 이동성이 흑연의 우수한 전기 전도도를 결정합니다.

쌀. 흑연에서 탄소 원자의 오비탈 분포.

풀러렌

쌀. 풀러렌 결정 격자.

풀러렌 특성:

풀러렌 분자는 축구공과 같은 속이 빈 구체에 닫힌 탄소 원자의 집합체입니다.
황색-오렌지색의 미세 결정질 물질입니다.
융점 = 500-600℃;
반도체;
미네랄 shungite의 일부입니다.

카빈총

카빈 속성:

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

탄소의 화학적 성질

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

탄소의 외부 에너지 준위에는 4개의 전자가 있으므로(거기도 여기도 아님) 탄소는 전자를 주고 받을 수 있으며 일부 화합물에서는 환원 특성을 나타내고 다른 화합물에서는 산화 특성을 나타낼 수 있습니다.

탄소는 환원제전기 음성도가 더 높은 산소 및 기타 원소와의 반응에서(원소의 전기 음성도 표 참조):

공기 중에서 가열하면 연소됩니다 (이산화탄소 형성과 함께 과도한 산소, 부족-일산화탄소 (II)).
C + O 2 \u003d CO 2;
2C + O 2 \u003d 2CO.
고온에서 유황 증기와 반응하고 염소, 불소와 쉽게 상호 작용합니다.
C+2S=CS2
C + 2Cl2 = CCl4
2F2+C=CF4
가열되면 산화물로부터 많은 금속과 비금속을 복원합니다.
C 0 + Cu +2 O \u003d Cu 0 + C +2 O;
C 0 + C +4 O 2 \u003d 2C +2 O
1000°C의 온도에서 물과 반응(가스화 공정)하여 수성 가스를 형성합니다.
C + H2O \u003d CO + H2;

탄소는 금속 및 수소와의 반응에서 산화 특성을 나타냅니다.

금속과 반응하여 탄화물을 형성합니다.
Ca + 2C = CaC 2
수소와 상호 작용하는 탄소는 메탄을 형성합니다.
C + 2H2 = CH4

탄소는 화합물의 열분해 또는 메탄의 열분해(고온에서)에 의해 얻어진다:
CH 4 \u003d C + 2H 2.

탄소의 응용

탄소 화합물은 국가 경제에서 가장 널리 사용되는 것으로 나타났습니다. 모두 나열할 수는 없으며 몇 가지만 표시하겠습니다.

흑연은 연필 심, 전극, 용융 도가니, 원자로의 중성자 감속재, 윤활제 제조에 사용됩니다.
다이아몬드는 보석, 절삭 공구, 드릴링 장비, 연마재로 사용됩니다.
환원제로서 탄소는 특정 금속 및 비금속(철, 실리콘)을 얻기 위해 사용됩니다.
탄소는 활성탄의 대부분을 구성하며 일상 생활(예: 공기 및 용액 정화를 위한 흡착제)과 의약(활성탄 정제) 및 산업(촉매 첨가제의 운반체) 모두에서 널리 사용됩니다. , 중합 촉매 등).

일산화탄소(IV), 탄산 및 그 염

모듈의 복잡한 목적:탄소(IV)의 산화물과 수산화물을 얻는 방법을 안다. 그들의 물리적 특성을 설명하십시오. 산-염기 특성의 특성을 안다. 산화환원 특성을 특성화합니다.

탄소 하위 그룹의 모든 원소는 일반 공식 EO 2를 갖는 산화물을 형성합니다. CO 2 및 SiO 2 는 산성 특성을 나타내고, GeO 2 , SnO 2 , PbO 2 는 산성 특성이 우세한 양쪽성 특성을 나타내며 하위 그룹에서 위에서 아래로 산성 특성이 약해집니다.

탄소와 규소의 산화 상태(+4)는 매우 안정적이어서 화합물의 산화 특성이 매우 어렵게 나타납니다. 게르마늄 하위 그룹에서 가장 높은 산화 상태의 불안정화로 인해 화합물(+4)의 산화 특성이 향상됩니다.

일산화탄소(IV), 탄산 및 그 염

이산화탄소 CO 2 (이산화탄소) - 정상적인 조건에서 무색 무취의 가스이며 맛이 약간 시큼하고 공기보다 약 1.5 배 무겁고 물에 용해되며 아주 쉽게 액화됩니다. 실온에서 그것을 약 60 10 5 Pa의 압력에서 액체. 56.2 ° C로 냉각되면 액체 이산화탄소가 응고되어 눈덩이로 변합니다.

모든 응집 상태에서 비극성 선형 분자로 구성됩니다. CO 2의 화학 구조는 중심 탄소 원자의 sp-혼성화와 추가 p p-p 결합의 형성에 의해 결정됩니다. O \u003d C \u003d O

의지에 용해된 CO 2 중 일부는 탄산의 형성에 의해 의지와 상호 작용합니다.

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

이산화탄소는 탄산염과 중탄산염의 형성과 함께 알칼리 용액에 매우 쉽게 흡수됩니다.

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

CO 2 + NaOH \u003d NaHCO 3.

CO 2 분자는 열적으로 매우 안정적이며 분해는 2000ºC의 온도에서만 시작됩니다. 따라서 이산화탄소는 연소되지 않으며 기존 연료의 연소를 지원하지 않습니다. 그러나 일부 단순한 물질은 대기에서 연소되며 그 원자는 예를 들어 마그네슘과 같이 산소에 대해 큰 친화력을 보이며 가열되면 CO 2 대기에서 발화합니다.

탄산과 그 염

탄산 H 2 CO 3 - 연결이 약하고 수용액에만 존재합니다. 물에 용해된 대부분의 이산화탄소는 수화된 CO 2 분자 형태이며, 더 작은 부분은 탄산을 형성합니다.

대기 CO 2와 평형을 이루는 수용액은 산성입니다: = 0.04 M 및 pH? 네.

탄산은 이염기성이며 약한 전해질에 속하며 단계적으로 해리됩니다 (K 1 \u003d 4.4 10 -7; K 2 \u003d 4.8 10 -11). CO2가 물에 용해되면 다음과 같은 동적 평형이 성립됩니다.

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

이산화탄소 수용액을 가열하면 기체의 용해도가 감소하고 용액에서 CO2가 방출되어 평형이 왼쪽으로 이동합니다.

탄산 염

이염기성인 탄산은 중간 염(탄산염)과 산성(탄화수소산염)의 두 가지 염 계열을 형성합니다. 대부분의 탄산 염은 무색입니다. 탄산염 중에서 알칼리 금속과 암모늄염만이 물에 용해됩니다.

물에서 탄산염은 가수분해를 거치므로 용액은 알칼리성 반응을 보입니다.

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

정상 조건에서는 실질적으로 탄산 형성으로 인한 추가 가수분해가 발생하지 않습니다.

중탄산염이 물에 용해되면 가수분해도 동반되지만 그 정도는 훨씬 적고 매질은 약알칼리성(pH 8)입니다.

탄산 암모늄(NH 4) 2 CO 3는 고온 및 상온에서 특히 강한 가수분해를 일으키는 수증기가 있는 경우 휘발성이 높습니다.

강산과 심지어 약한 아세트산도 탄산염에서 탄산을 대체합니다.

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

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

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

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

강산은 탄산염과 같이 중탄산염을 분해합니다.

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

탄산염 중에서 가장 중요한 것은 탄산나트륨(소다), 탄산칼륨(칼륨), 탄산칼슘(백악, 대리석, 석회석), 중탄산나트륨(베이킹소다) 및 염기성 탄산구리(CuOH) 2 CO 3입니다. (공작석).

탄산의 염기성 염은 실질적으로 물에 녹지 않으며 가열하면 쉽게 분해됩니다.

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

일반적으로 탄산염의 열적 안정성은 탄산염을 구성하는 이온의 분극 특성에 따라 달라집니다. 탄산 이온에 대한 양이온의 분극 효과가 클수록 염의 분해 온도는 낮아집니다. 양이온이 쉽게 변형될 수 있으면 탄산염 이온 자체도 양이온에 대한 분극 효과를 갖게 되어 염 분해 온도가 급격히 감소합니다.

탄산나트륨과 탄산칼륨은 분해되지 않고 녹는 반면, 나머지 탄산염의 대부분은 가열되면 금속 산화물과 이산화탄소로 분해됩니다.

카본(C)전형적인 비금속이다; 주기율표에서 는 주요 하위 그룹인 IV 그룹의 2주기에 있습니다. 서수 6, Ar = 12.011 amu, 핵 전하 +6.

물리적 특성:탄소는 많은 동소체 변형을 형성합니다. 다이아몬드가장 단단한 물질 중 하나 흑연, 석탄, 그을음.

탄소 원자에는 6개의 전자가 있습니다: 1s 2 2s 2 2p 2 . 마지막 두 전자는 별도의 p-오비탈에 위치하며 짝을 이루지 않습니다. 원칙적으로 이 쌍은 하나의 오비탈을 차지할 수 있지만 이 경우 전자간 반발력이 크게 증가합니다. 이러한 이유로 그들 중 하나는 2p x를 취하고 다른 하나는 2p y를 취합니다. , 또는 2p z-오비탈.

외부 층의 s- 및 p- 하위 수준의 에너지 차이는 작기 때문에 원자는 2s 궤도의 두 전자 중 하나가 자유 전자로 전달되는 여기 상태로 쉽게 넘어갑니다. 2r. 1s 2 2s 1 2p x 1 2p y 1 2p z 1 구성을 갖는 원자가 상태가 발생합니다. . 다이아몬드 격자의 특징 인 탄소 원자의 상태입니다. 하이브리드 오비탈의 사면체 공간 배열, 동일한 결합 길이 및 에너지입니다.

라고 하는 현상으로 알려져 있습니다. sp 3 -혼성화,결과 함수는 sp 3 -hybrid . 4개의 sp 3 결합의 형성은 탄소 원자에 3개보다 더 안정적인 상태를 제공합니다. 으-그리고 하나의 s-s-bond. sp 3 혼성화 외에도 탄소 원자에서 sp 2 및 sp 혼성화도 관찰됩니다. . 첫 번째 경우에는 상호 중복이 있습니다. 에스-그리고 2개의 p-오비탈. 서로 120 °의 각도로 동일한 평면에 위치한 3 개의 등가 sp 2-하이브리드 궤도가 형성됩니다. 세 번째 궤도 p는 변경되지 않고 평면에 수직으로 향합니다. sp2.

sp 혼성화에서 s 및 p 오비탈은 겹칩니다. 180°의 각도는 형성된 두 개의 등가 하이브리드 오비탈 사이에서 발생하는 반면, 각 원자의 두 p-오비탈은 변경되지 않은 상태로 유지됩니다.

탄소의 동소체. 다이아몬드와 흑연

흑연 결정에서 탄소 원자는 평행한 평면에 위치하여 정육각형의 꼭지점을 차지합니다. 각 탄소 원자는 3개의 인접한 sp 2 하이브리드 결합에 연결됩니다. 평행한 평면 사이의 연결은 반 데르 발스 힘으로 인해 수행됩니다. 각 원자의 자유 p 궤도는 공유 결합 평면에 수직으로 향합니다. 그들의 중복은 탄소 원자 사이의 추가적인 π 결합을 설명합니다. 그래서 부터 탄소 원자가 물질에 있는 원자가 상태, 이 물질의 특성은.

탄소의 화학적 성질

가장 특징적인 산화 상태: +4, +2.

저온에서 탄소는 불활성이지만 가열하면 활성이 증가합니다.

환원제로서의 탄소:

- 산소와 함께
C 0 + O 2 - t ° \u003d CO 2 이산화탄소
산소 부족 - 불완전 연소:
2C 0 + O 2 - t° = 2C +2 O 일산화탄소

- 불소 함유
C + 2F 2 = CF 4

- 증기로
C 0 + H 2 O-1200 ° \u003d C + 2 O + H 2 수성 가스

- 금속 산화물로. 이런 식으로 금속은 광석에서 제련됩니다.
C 0 + 2CuO - t ° \u003d 2Cu + C +4 O 2

- 산과 함께 - 산화제:
C 0 + 2H 2 SO 4 (농축) \u003d C +4 O 2 + 2SO 2 + 2H 2 O
С 0 + 4HNO 3 (농축) = С +4 O 2 + 4NO 2 + 2H 2 O

- 황과 함께 이황화탄소 형성:
C + 2S 2 \u003d CS 2.

산화제로서의 탄소:

- 일부 금속과 탄화물 형성

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

Ca + 2C 0 \u003d CaC 2 -4

- 수소 포함 - 메탄(및 엄청난 양의 유기 화합물)

C 0 + 2H 2 \u003d CH 4

- 실리콘으로 카보런덤을 형성합니다(전기로에서 2000 °C에서):

자연에서 탄소 찾기

유리 탄소는 다이아몬드와 흑연으로 발생합니다. 화합물의 형태로 탄소는 백악, 대리석, 석회석 - CaCO 3, 백운석 - MgCO 3 * CaCO 3와 같은 광물에서 발견됩니다. 중탄산염 - Mg (HCO 3) 2 및 Ca (HCO 3) 2, CO 2는 공기의 일부입니다. 탄소는 가스, 기름, 석탄, 이탄과 같은 천연 유기 화합물의 주성분이며 살아있는 유기체의 일부인 유기 물질, 단백질, 지방, 탄수화물, 아미노산의 일부입니다.

무기탄소화합물

C 4+ 또는 C 4- 이온은 기존의 화학 공정에서 형성되지 않습니다. 탄소 화합물에는 서로 다른 극성의 공유 결합이 있습니다.

일산화탄소(II)그래서

일산화탄소; 무색, 무취, 물에 난용성, 유기 용제에 용해, 독성, bp = -192°C; 제곱미터 = -205°C.

영수증
1) 산업(가스 발생기):
C + O2 = CO2

2) 실험실에서 - H 2 SO 4 존재 하에서 포름산 또는 옥살산의 열분해(농축):
HCOOH = H2O + CO

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

화학적 특성

일반적인 조건에서 CO는 불활성입니다. 가열시 - 환원제; 비 염 형성 산화물.

1) 산소와 함께

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

2) 금속 산화물로

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

3) 염소 사용(광에서)

CO + Cl 2 - hn \u003d COCl 2 (포스겐)

4) 알칼리 용융물과 반응(압력 하에서)

CO + NaOH = HCOONa(포름산나트륨)

5) 전이 금속으로 카르보닐을 형성함

Ni + 4CO - t° = Ni(CO) 4

Fe + 5CO - t° = Fe(CO) 5

일산화탄소(IV) CO2

이산화탄소, 무색, 무취, 물에 대한 용해도 - 0.9V CO 2는 1V H 2 O에 용해됩니다 (정상 조건에서). 공기보다 무겁다. t°pl.= -78.5°C(고체 CO2는 "드라이아이스"라고 함); 연소를 지원하지 않습니다.

영수증

탄산염(탄산염)의 열분해. 석회석 소성:

CaCO 3 - t ° \u003d CaO + CO 2

탄산염과 중탄산염에 대한 강산의 작용:

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

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

화학적인속성CO2
산성 산화물: 염기성 산화물 및 염기와 반응하여 탄산염을 형성합니다.

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

고온에서 산화 특성을 나타낼 수 있음

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

정성적 반응

석회수의 탁도:

Ca (OH) 2 + CO 2 \u003d CaCO 3 ¯ (흰색 침전물) + H 2 O

CO 2 가 석회수를 오랫동안 통과하면 사라지기 때문입니다. 불용성 탄산칼슘은 수용성 중탄산염으로 전환됩니다.

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

탄산과 그소금

H2CO3 —약산, 수용액에만 존재:

CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3

듀얼 베이스:
H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 - 산성 염 - 중탄산염, 중탄산염
HCO 3 - ↔ H + + CO 3 2- 중간 염 - 탄산염

산의 모든 특성은 특징적입니다.

탄산염과 중탄산염은 서로 전환될 수 있습니다.

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

금속 탄산염(알칼리 금속 제외)은 가열하면 탈카르복실화되어 산화물을 형성합니다.

CuCO 3 - t ° \u003d CuO + CO 2

정성적 반응- 강산의 작용으로 "비등":

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

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

탄화물

탄화칼슘:

CaO + 3C = CaC 2 + CO

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

아세틸렌은 아연, 카드뮴, 란탄 및 탄화세륨이 물과 반응할 때 방출됩니다.

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

Be 2 C 및 Al 4 C 3는 물에 의해 분해되어 메탄을 형성합니다.

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

티타늄 카바이드 TiC, 텅스텐 W 2 C(경질 합금), 실리콘 SiC(카보런덤 - 히터용 연마재 및 재료)가 기술에 사용됩니다.

시안화물

암모니아와 일산화탄소 분위기에서 소다를 가열하여 얻음:

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

시안화 수소산 HCN은 유기 합성에 널리 사용되는 중요한 화학 산업 제품입니다. 세계 생산량은 연간 200,000톤에 이릅니다. 시안화물 음이온의 전자 구조는 일산화탄소(II)와 유사하며 이러한 입자를 등전자라고 합니다.

씨 = 오:[:기 = N:]-

시안화물(0.1-0.2% 수용액)은 금 채굴에 사용됩니다.

2 Au + 4 KCN + H 2 O + 0.5 O 2 \u003d 2 K + 2 KOH.

시안화물 용액을 유황과 함께 끓이거나 고체를 녹일 때, 티오시안산염:
KCN + S = KSCN.

저 활성 금속의 시안화물을 가열하면 Hg (CN) 2 \u003d Hg + (CN) 2와 같은 시안화물이 생성됩니다. 시안화물 용액은 시안산염:

2KCN + O2 = 2KOCN.

시안산은 두 가지 형태로 존재합니다.

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

1828 년 Friedrich Wöhler (1800-1882)는 수용액을 증발시켜 시안산 암모늄 : NH 4 OCN \u003d CO (NH 2) 2에서 요소를 얻었습니다.

이 사건은 일반적으로 "생명 이론"에 대한 합성 화학의 승리로 간주됩니다.

시안산의 이성질체가 있습니다 - 풀민산

H-O-N=C.
그것의 염(mercury fulminate Hg(ONC) 2)은 충격 점화기에 사용됩니다.

합성 요소(카르바미드):

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

요소는 탄산의 아미드이며 "질소 유사체"인 구아니딘도 있습니다.

탄산염

탄소의 가장 중요한 무기 화합물은 탄산염(탄산염)입니다. H 2 CO 3는 약산입니다 (K 1 \u003d 1.3 10 -4; K 2 \u003d 5 10 -11). 탄산염 버퍼 지원 이산화탄소 균형분위기에서. 바다는 열린 시스템이기 때문에 거대한 완충 능력을 가지고 있습니다. 주요 완충 반응은 탄산이 해리되는 동안의 평형입니다.

H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 -.

산도가 감소하면 대기에서 이산화탄소가 추가로 흡수되어 산이 형성됩니다.
CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3.

산도가 증가함에 따라 탄산염 암석(해양의 껍질, 백악 및 석회암 퇴적물)이 용해됩니다. 이는 탄화수소 이온의 손실을 보상합니다.

H + + CO 3 2- ↔ HCO 3 -

CaCO3(tv.) ↔ Ca2+ + CO32-

고체 탄산염은 가용성 탄화수소로 전환됩니다. 이산화탄소에 의한 지구의 열복사 흡수로 인한 지구 온난화인 "온실 효과"에 대응하는 것은 과도한 이산화탄소의 화학적 용해 과정입니다. 세계 소다 생산량의 약 1/3(탄산나트륨 Na 2 CO 3)이 유리 제조에 사용됩니다.

탄소(II) 및 (IV)의 산화물

화학 및 생물학 통합 수업

작업:탄소 산화물 (II) 및 (IV)에 대한 지식을 연구하고 체계화합니다. 생물과 무생물 사이의 관계를 밝힙니다. 이산화탄소가 인체에 미치는 영향에 대한 지식을 통합합니다. 실험실 장비 작업 기술을 통합합니다.

장비: Hcl 용액, 리트머스, Ca(OH)2, CaCO3, 유리 막대, 수제 테이블, 휴대용 보드, 볼 스틱 모델.

수업 중

생물학 교사수업의 주제와 목표를 전달합니다.

화학 교사.공유 결합의 이론에 기초하여 탄소 산화물 (II)와 (IV)의 전자 및 구조식을 구성하십시오.

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 도너-억셉터 메커니즘에 따라 형성됩니다. 기증자는 산소 원자입니다. 자유 전자쌍을 제공합니다. 수용체는 탄소 원자이기 때문에 무료 궤도를 제공합니다.

산업계에서 일산화탄소(II)는 고온에서 뜨거운 석탄 위에 CO2를 통과시켜 얻습니다. 또한 산소 부족으로 석탄 연소 중에 형성됩니다. ( 학생은 칠판에 반응 방정식을 씁니다.)

실험실에서 CO는 포름산에 농축된 H 2 SO 4 작용에 의해 생성됩니다. ( 반응 방정식은 교사가 작성합니다..)

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

학생.무색의 기체로 유독하고 무취이며 공기보다 가볍고 물에 잘 녹지 않으며 끓는점 -191.5 °C, -205 °C에서 응고됩니다.

화학 교사.자동차의 배기 가스에는 인명에 위험한 양의 일산화탄소가 포함되어 있습니다. 따라서 차고는 특히 엔진을 시동할 때 환기가 잘 되어야 합니다.

생물학 교사.일산화탄소는 인체에 어떤 영향을 미칩니 까?

학생.일산화탄소는 인간에게 매우 유독합니다. 이것은 일산화탄소 헤모글로빈을 형성하기 때문입니다. 일산화탄소헤모글로빈은 매우 강한 화합물입니다. 형성 결과 혈액 헤모글로빈은 산소와 상호 작용하지 않으며 심한 중독의 경우 산소 결핍으로 사망 할 수 있습니다.

생물학 교사.일산화탄소 중독 환자에게 어떤 응급 처치를 해야 합니까?

재학생.구급차를 불러야하고 피해자를 거리로 데리고 나가 인공 호흡을하고 방을 잘 환기시켜야합니다.

화학 교사.일산화탄소(IV)의 화학식을 쓰고 볼 스틱 모델을 사용하여 그 구조를 구축하십시오.

탄소 원자는 여기 상태에 있습니다. 짝을 이루지 않은 전자의 쌍으로 인해 4개의 공유 극성 결합이 모두 형성되었습니다. 그러나 선형 구조로 인해 분자는 일반적으로 비극성입니다.
산업계에서 CO2는 석회 생산에서 탄산칼슘의 분해로 얻습니다.
(학생은 반응식을 적습니다..)

실험실에서 CO2는 산과 분필 또는 대리석을 반응시켜 얻습니다.
(학생들은 실험실 실험을 수행합니다.)

생물학 교사.체내에서 이산화탄소를 생성하는 과정은 무엇입니까?

학생.이산화탄소는 세포를 구성하는 유기 물질의 산화 반응의 결과로 체내에서 형성됩니다.

(학생들은 실험실 실험을 수행합니다.)

석회 모르타르가 흐려졌기 때문에 탄산칼슘이 형성된다. 호흡 과정 외에도 발효, 부패의 결과로 CO2가 방출됩니다.

생물학 교사.신체 활동이 호흡에 영향을 줍니까?

학생.과도한 신체적(근육) 스트레스로 근육은 혈액이 전달할 수 있는 것보다 더 빨리 산소를 사용하고 발효를 통해 작업에 필요한 ATP를 합성합니다. 젖산 C 3 H 6 O 3는 혈류로 들어가는 근육에서 형성됩니다. 다량의 젖산 축적은 신체에 해롭습니다. 격렬한 육체 노동 후에도 우리는 여전히 한동안 심호흡을합니다. 우리는 "산소 부채"를 갚습니다.

화학 교사.화석 연료가 연소되는 동안 많은 양의 일산화탄소(IV)가 대기 중으로 방출됩니다. 집에서 우리는 천연 가스를 연료로 사용하며 거의 90%가 메탄(CH 4)으로 구성되어 있습니다. 나는 여러분 중 한 명이 칠판에 와서 반응에 대한 방정식을 쓰고 그것을 산화환원의 관점에서 분해할 것을 제안합니다.

생물학 교사.왜 가스레인지는 공간 난방에 사용할 수 없나요?

학생.메탄은 천연 가스의 필수적인 부분입니다. 연소되면 공기 중의 이산화탄소 함량이 증가하고 산소 함량이 감소합니다. ( 목차 작업이산화탄소 공중에".)
공기 중의 내용물이 0.3% CO 2 일 때 사람은 빠른 호흡을 합니다. 10% - 의식 상실, 20% - 즉각적인 마비 및 빠른 사망. 성장하는 유기체의 조직에서 산소 소비량이 성인보다 많기 때문에 어린이에게는 특히 깨끗한 공기가 필요합니다. 따라서 정기적으로 방을 환기시켜야 합니다. 혈액에 CO 2가 초과되면 호흡 중추의 흥분성이 증가하고 호흡이 더 빈번하고 깊어집니다.

생물학 교사.식물 생활에서 일산화탄소(IV)의 역할을 고려하십시오.

학생.식물에서 유기 물질의 형성은 빛의 CO 2 및 H 2 O에서 발생하며 유기 물질 외에도 산소가 형성됩니다.

광합성은 대기 중의 이산화탄소 양을 조절하여 지구의 온도가 상승하는 것을 방지합니다. 매년 식물은 대기에서 3000억 톤의 이산화탄소를 흡수합니다. 광합성 과정에서 매년 2,000억 톤의 산소가 대기 중으로 방출됩니다. 오존은 뇌우 동안 산소에서 형성됩니다.

화학 교사.일산화탄소(IV)의 화학적 특성을 고려하십시오.

생물학 교사.호흡 과정에서 인체에서 탄산의 중요성은 무엇입니까? ( 필름 스트립 조각.)
혈액에 포함된 효소는 이산화탄소를 탄산으로 전환하여 수소와 중탄산염 이온으로 분해합니다. 혈액에 과량의 H + 이온이 포함되어 있는 경우, 즉 혈액의 산도가 증가하면 H + 이온의 일부가 중탄산염 이온과 결합하여 탄산을 형성하여 과도한 H + 이온으로부터 혈액을 제거합니다. 혈액에 H+-이온이 너무 적으면 탄산이 해리되고 혈액 내 H+-이온 농도가 상승합니다. 37 ° C의 온도에서 혈액의 pH는 7.36입니다.
체내에서 이산화탄소는 중탄산나트륨 및 중탄산칼륨과 같은 화합물의 형태로 혈액을 통해 운반됩니다.

재료 고정

테스트

제안 된 폐 및 조직의 가스 교환 과정 중 첫 번째 옵션을 수행하는 사람들은 왼쪽에서 정답 코드를 선택하고 오른쪽에서 두 번째 코드를 선택해야합니다.

(1) 폐에서 혈액으로의 O 2 전환. (13)
(2) 혈액에서 조직으로의 O 2 전이. (십사)
(3) 조직에서 혈액으로 CO 2 이동. (열 다섯)
(4) 혈액에서 폐로 CO 2 이동. (16)
(5) 적혈구에 의한 O2흡수. (17)
(6) 적혈구에서 O 2 방출. (십팔)
(7) 동맥혈을 정맥혈로 변환. (19)
(8) 정맥혈을 동맥으로 변환. (이십)
(9) 헤모글로빈과 O 2 의 화학 결합을 끊음. (21)
(10) 헤모글로빈에 대한 O2의 화학적 결합. (22)
(11) 조직의 모세혈관. (23)
(12) 폐 모세혈관. (24)

첫 번째 옵션에 대한 질문

1. 조직에서의 가스 교환 과정.
2. 가스 교환 중 물리적 과정.

두 번째 옵션에 대한 질문

1. 폐에서의 가스 교환 과정.
2. 가스 교환 중 화학 공정

작업

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