Anglis (anglies, franz. Karbone, tai. Kohlensoffas) anglies forma, suodžiai ir suodžiai yra žinomi žmonijai nuo neatmenamų laikų; Prieš 100 tūkstančių metų, kai mūsų protėviai užėmė ugnį, jie buvo kasdien susiję su anglimi ir suodžiais. Tikriausiai labai anksti žmonės susipažino su alotropiniais anglies režimais - deimantų ir grafito, taip pat iškastinio anglies. Nenuostabu, kad anglies turinčių medžiagų deginimas buvo vienas iš pirmųjų cheminių procesų, suinteresuotų asmeniu. Kadangi deganti medžiaga išnyko, užsidegė ugnies, deginimas buvo laikomas medžiagos skilimo procesu, todėl anglis (arba anglies) nebuvo laikomi elementu. Elementas buvo ugnies - fenomenas, pridedamas prie degimo; Pratimuose ant senovės elementų, ugnis paprastai pasirodo kaip vienas iš elementų. XVII - XVIII a. Phlogiston teorija išplėsta ir skydas atsirado. Ši teorija pripažino specialią elementarinę medžiagą kiekvienoje degioje įstaigoje - nesvarbu skysčio - Phlogiston, maitinimas deginant procesą. Kadangi, kai deginant didelį kiekį anglies, tik šiek tiek pelenai lieka, flogistinis manė, kad anglis buvo beveik gryno Phlogiston. Tai buvo paaiškinta, visų pirma, "flizavimo" akmens anglies - jos gebėjimas atkurti metalus nuo "garsaus" ir rūdos. Naujausi Flogistics, Reomyur, Bergman, ir kiti, jau pradėjo suprasti, kad anglis yra pradinė medžiaga. Tačiau pirmą kartą "grynas anglis" buvo pripažinta lavoizier, kuris studijavo degimo procesą anglies ir kitų medžiagų degimo procesą. "Hiton de Morvo", "Lavoisier", "Bertolls" ir "Fourkrua" knygoje "Cheminės nomenklatūros metodas" (1787). Pagal tą patį pavadinimą anglis pasirodo "Paprastųjų kūnų lentelėje" į "Elementary" chemijos vadovėlį "lavoisier". 1791 m. Anglų chemikas buvo pirmą kartą gavo laisvą anglies; Jis praleido fosforo porą per kalcinuotą kreidą, dėl kurio buvo suformuotas kalcio fosfatas ir anglis. Tai, kad deimantas degina stipriu šildymu be pusiausvyros, jis jau seniai žinomas. Atgal į 1751 m. Prancūzijos karalius Franz sutikau duoti deimantų ir rubinui deginti eksperimentus, po kurio šie eksperimentai netgi tapo madingi. Paaiškėjo, kad tik deimantų nudegimai ir rubinas (aliuminio oksidas su chromo priėmimais) atlaisvina ilgalaikį šildymą į fokusavimo objektyvą. "Lavoisier" įdėjo naują deimantų deginimo patirtį su dideliu degimo mašina, padarė išvadą, kad deimantas yra kristalinė anglis. Antrasis altotropas anglies - grafito į sąnaudą buvo laikoma modifikuota švino blizgučiai ir buvo vadinama Plumbago; Tik 1740 m. POTOTE rado švino stoką grafito bet kokia priemaiša. "Shelele" tyrinėjo grafitas (1779) ir yra flociterija rado jam su sieros kūnu specialios rūšies, specialios mineralinės anglis, kuriame yra oro komponavimo rūgštis (CO 2,) ir daug flogiston.
Po dvidešimties metų HYTON DE MORVO atsargiems šildymui pasuko deimantas į grafitą ir tada į koalo rūgštį.
Tarptautinis pavadinimas karbonumas gaunamas iš lat. Carbo (anglis). Žodis yra labai senovės kilmė. Jis lyginamas su Cremare - Burn; Root SAG, CAL, Rusijos Gar, Gal, tikslas, Sanskrito Stowe reiškia verdantį, virkite. Su žodžiu "Carbo", susijęs su anglies pavadinimais ir kitomis Europos kalbomis (anglies, žudynių ir kt.). Vokiečių Kohlensoffas ateina iš Kohle - anglies (Starogerman Kolo, Švedijos Kylla - šildomas). Senovės Rusijos naftos perdirbimo gamykla arba UGRATI (dega, sumuštas) turi Gar arba kalnų šaknį, su galimu pereiti prie tikslo; Anglis senojoje Rusijos Jugyje arba anglies, tos pačios kilmės. Žodis Almaz (Diamante) ateina iš senovės graikų - nepalankus, nepalankus, kietas ir grafitas iš graikų - aš rašau.
Anglies. \\ T (Lotynų karboneum), C, cheminis elementas IV periodinės MENDELEEV sistemos grupė, atominis skaičius 6, atominis svoris 12,011. Yra žinomi du stabilūs izotop: 12 C (98,892%) ir 13 C (1,108%). Nuo radioaktyviųjų izotopų 14 C yra svarbiausias su pusinės eliminacijos trukmę (t \u003d 5,6? 10 3 metų). Mažos sumos 14 C (apie 2 10-10% masės) nuolat formuojasi viršutiniuose atmosferos sluoksniuose pagal kosminės spinduliuotės neutronus azoto izotope 14 n. Pagal specifinę ISOTOPE 14 C aktyvumą biogeninės kilmės liekanose, jų amžius yra nustatomas. 14 C yra plačiai naudojamas kaip .
Istorinė nuoroda . W. yra žinomas su giliai senovėje. Medžio anglis aptarnaujama atkurti metalus iš rūdų, deimantų - kaip perlas. Grafitas už tiglių ir pieštukų gamybai pradėjo naudoti daug vėliau.
1778 K. Shelele, Šildomas grafitas su Selutyrah, atrado, kad, taip pat kai šildymo anglis su salentas, anglies dioksidas išsiskiria. Cheminė sudėtis Deimantas buvo nustatytas kaip eksperimentų A. Lavoistier. (1772) Siekiant studijuoti deimantų deginimą ore ir tyrimuose S. Tennant. (1797), įrodė, kad tokie patys deimantų ir anglies kiekiai pateikiami oksidacijai vienodai anglies dioksido kiekiui. W. buvo pripažintas kaip cheminis elementas 1789 lavanee. Lotynų vardas Carbonum W. Gauta iš karbo - anglies.
Platinimas. Vidutinis turinys U. į Žemė Kore. 2.3? 10 -2% masės (1? 10 -2 ultragarso, 1? 10 -2 - pagrindiniame, 2? 10 -2 - vidutiniškai 3? 10 -2 - IN Rūgštiniai uolos). W. Kaupia viršutinėje Žemės plutos dalyje (biosferoje): gyvenamojoje medžiagoje 18% nuo mūsų mediena yra 50%, akmens kampelis 80%, naftos 85%, antracito 96%. Reikšminga W. litosferos dalis sutelkta kalkakmeniu ir dolomitais.
Nuosavų mineralų skaičius U. - 112; Išskirtinai didelis skaičius organinių junginių U. - angliavandenilių ir jų darinių.
Su W. Kaupimosi žemės pluta yra susijęs su kaupimosi ir daugelio kitų. Elementai, kurių organinė medžiaga ir nusodinama netirpių karbonatų forma ir kt. Didelis geocheminis vaidmuo žemės plutoje žaidžiamas CO 2 ir anglies rūgštimi. Didžiulis CO 2 kiekis išsiskiria ne vulkanizmu - žemės istorijoje, tai buvo pagrindinis šaltinis u. biosferai.
Palyginti su vidutiniu žemės plutos turiniu, žmonija itin dideliais kiekiais Ekstraktai W. Nuo podirvio (anglis, naftos, gamtinių dujų), nes šie iškastiniai yra pagrindinis energijos šaltinis.
Didžioji geocheminė vertė turi U. ciklą
W. taip pat plačiai paplitusioje erdvėje; Saulėje jis užima 4 vietą po vandenilio, helio ir deguonies.
Fizika I. cheminės savybės. Žinomi keturi kristaliniai pakeitimai: grafitas, deimantas, karabinai ir lansdaletas. Grafitas yra pilka-juoda, nepermatoma, riebalai iki liesti, žvynuota, labai minkšta masė su metaliniu blizgučiu. Pastatytas iš šešiakampės struktūros kristalų: a \u003d 2.462 A, C \u003d 6.701 A. Dėl kambario temperatūra ir normalus slėgis (0,1 Mn / m 2, arba 1. kgf / cm 2) grafitas yra termodinamiškai stabilus. Deimantas yra labai kietas, kristalinis. Kristalai turi kubinį grazenarizuotą groteles: a \u003d. 3,560 a. Kambario temperatūros ir normalaus slėgio, deimantų metastable (Išsamesnės informacijos apie deimantų ir grafito struktūrą ir savybes, žr. Atitinkamus straipsnius). Pastebimas deimantų konversija į grafitą stebima temperatūroje virš 1400 ° C vakuume arba inertinėje atmosferoje. Dėl atmosferos slėgis Ir temperatūra yra apie 3700 ° C grafitas pašalinamas. Skystas u. Galima gauti slėgio virš 10.5 Mn / m 2(105 kgf / cm 2) ir temperatūra virš 3700 ° C. Kietai u. ( koksas, suodžiai, anglis) Taip pat būdinga valstybei su netvarkinga struktūra - vadinamasis "amorfinis" u., Kuris neatskiria nepriklausomo pakeitimo; Jo struktūros pagrindas yra mažo kristalinio grafito struktūra. Kai kurių "amorfinio" W. veislių šildymas virš 1500-1600 ° C be oro prieigos sukelia juos transformuoti į grafitą. Fizinės savybės "amorfous" u. Labai stipriai priklauso nuo dalelių sklaidos ir priemaišų buvimo. Tankis, šilumos talpa, šiluminis laidumas ir elektros laidumas "Amorfous" W. visada yra didesnis nei grafitas. Karbinas yra dirbtinai gautas. Tai mažas kristalinis juodas milteliai (1,9-2 tankis g / cm 3) . Pastatytas iš ilgų atomų grandinių su, lygiagrečiai vieni kitiems. Lonsdaleitas rastas meteoritams ir dirbtinai gavo; Jo struktūra ir savybės yra pagaliau įdiegtos.
Konfigūracija iš išorinio elektroninio korpuso atomo U. 2s 2 22. Už W. būdingas keturių kovalentinių obligacijų formavimas dėl išorinio elektronų apvalkalo sužadinimo į 2 val sP 3. Todėl, W. yra pajėgi vienodai pritraukti ir suteikti elektronų. Cheminis ryšys gali būti atliekamas sP 3 -, SP 2 -ir. \\ T sp.-Hybrid Orbitals, kurios atitinka koordinavimo numerius 4, 3 ir 2. Valento elektronų skaičius U. ir valentų orbitinių elementų skaičius yra vienodai; Tai yra viena iš prijungimo tarp atomų tvarumo priežasčių.
Unikalus U. atomų gebėjimas prisijungti prie vienos kitos su patvarus ir ilgų grandinių ir ciklų susidarymu lėmė daug įvairių U., studijavo įvairių junginių. organinė chemija.
Junginiu, W. rodo oksidacijos laipsnį -4; +2; +4. Atominis spindulys 0,77 a, kovalentiniu spinduliu 0,77 a, 0,67 a, 0,60 A, atitinkamai vieninteliais ir trigubomis obligacijomis; Jonų spindulys c 4- 2,60 A, C 4+ 0,20 a. Įprastomis sąlygomis, chemiškai inertine, kada aukšta temperatūra Jis jungia su daugeliu elementų, rodančių stiprias reabilitacijos savybes. Cheminė veikla mažėja iš eilės: "amorfinis", u., Grafitas, deimantas; Sąveika su oro deguonimi (deginimas) įvyksta atitinkamai temperatūroje, viršijant 300-500 ° C, 600-700 ° C ir 850-1000 ° C su anglies dioksido CO 2 ir anglies monoksido CO formavimu.
cO 2 ištirpsta vandenyje kooriaus rūgštis. 1906 O. Dilai.pašalinta W. C 3 O 2. Visos U. formų yra atsparus šarmams ir rūgštims ir lėtai oksiduoja tik labai stipriais oksidatoriais (chromo mišiniu, koncentruoto HNO 3 ir KCLO 3 ir kt.). "Amorfinis" W. reaguoja su fluoru kambario temperatūroje, grafito ir deimantų - kai šildoma. Tiesioginis junginys W. su chloru atsiranda elektriniu lanku; su bromu ir jodomu u. nereaguoja, taip daug anglies halogenidai Sintezuoti netiesioginį būdą. Nuo oksigaloidų bendra formulė. \\ T Cox 2 (kur x - halogenas) garsiausias "Cocl 2" ( phosgene.) . Vandenilis su deimantu nesulaukia; Su grafito ir "Amorfous" W. reaguoja į aukštą temperatūrą, esant katalizatoriams (NI, PT): 600-1000 ° C, jis susidaro daugiausia metano CH4, esant 1500-2000 ° C - acetilenui C 2H 2 , Dr. Angliavandeniliai taip pat gali būti gaminiuose, pvz., Ethan C2 H 6 , Benzole C 6 H 6. Sieros sąveika su "amorfine" ir grafito prasideda nuo 700-800 ° C temperatūroje, su deimantu 900-1000 ° C temperatūroje; Visais atvejais susidaro CS 2 seubo kombainas. Dr. Dr. Junginiai U., kurių sudėtyje yra sieros (CS Tyooca, cianido C 3 s 2, cos ir tiofosgene CSCl 2) yra gaunami netiesioginiu būdu. Kai CS 2 sąveikauja su metalų sulfidais, suformuojami tiokarbonatai - silpnos budgolio druskos. JAV sąveika su azotu gauti cian (CN) 2 įvyksta, kai elektros iškrovimas yra perduodamas tarp anglies elektrodų azoto atmosferoje. Tarp azoto turinčių junginių su W. Svarbi praktinė vertė yra vandenilio HCN cianice ir jo dariniai: cianidai, halogenai, nitrilai ir tt esant temperatūrai virš 1000 ° C. U. sąveikauja su daug metalų, suteikiant daug metalų karbidai. Visos U. Formos, kai šildomos, metalų oksidai atkuriami, kad suformuotų laisvuosius metalus (ZN, CD, CU, PB ir tt) arba karbidai (CAC 2, MO2 C, WO, BLS ir kt.). W. reaguoja esant temperatūrai virš 600- 800 ° C temperatūroje su vandens garais ir anglies dioksidu . Skiriamasis bruožas Grafitas yra sugebėjimas vidutinio šildymo iki 300-400 ° C, kad būtų galima bendrauti su šarminiais metalais ir halogenidais Įtraukimo jungtys C tipo 8 man, C 24 man, C 8 x (kur X - halogenas, man - metalas). Žinomi junginiai, įtraukiami į grafitą su HNO 3, H 2 SO 4, FECL 3 ir kt. (Pavyzdžiui, grafito bisulfate C 24 SO 4 H 2). Visos U. yra netirpios įprastinės neorganinės ir organinės tirpikliai, bet ištirpsta kai kuriuose išlydytuose metaluose (pavyzdžiui, FE, Ni, CO).
Nacionalinę ekonominę reikšmę W. lemia tai, kad daugiau kaip 90% visų pirminių šaltinių suvartojamos pasaulinėje šaltinių patenka į ekologišką kuras, Pagrindinis vaidmuo tęsis ateinančiais dešimtmečiais, nepaisant intensyvaus branduolinės energijos plėtros. Tik apie 10% pagaminto kuro naudojama kaip žaliava pagrindinė organinė sintezė ir. \\ T naftos chemijos sintezė, gauti plastikinės masės ir tt
B. A. Popovin.
W. Į kūną . U. yra svarbiausias biogeninis elementas, kuris sudaro gyvenimo pagrindą žemėje, struktūrinis vienetas, kuriame yra daugybė organinių junginių, dalyvaujančių kuriant organizmus ir užtikrinant jų pragyvenimo šaltinius ( biopolimerai Taip pat daug mažos molekulinės masės biologiškai veikiančios medžiagos - vitaminai, hormonai, tarpininkai ir kt.). Moderniame moksle yra svarbi būtinų energetikos organizmų dalis, susijusi su W. Eksidacijos atsiradimu žemėje kaip sudėtingas anglies junginių evoliucijos procesas .
Unikalus W. Wildlife vaidmuo yra dėl savo savybių, kurios suvestine nėra jokio kito periodinės sistemos elemento. Tarp U., taip pat tarp U. ir kitų elementų, susidaro stiprios cheminės obligacijos, tačiau gali būti pažeistos palyginti minkštos fiziologinėse sąlygose (šios obligacijos gali būti vienos, dvigubos ir triviečiai). Gebėjimas suformuoti 4 lygiavertes valentines ryšius su kitais U. atomais sukuria galimybę statyti įvairių tipų anglies skeletas - linijinius, šakotą, ciklinį. Labai svarbu, kad tik trys elementai yra C, O ir H - sudaro 98% visos gyvų organizmų masės. Tai pasiekia tam tikrą ekonomiką laukinės gamtos: su praktiškai neribotą struktūrinį įvairių įvairių anglies junginių, nedidelis rūšių cheminių obligacijų leidžia daug sumažinti fermentų, reikalingų skirstymui ir sintezei skaičiaus organinės medžiagos. \\ T. U. atomo struktūros ypatybės skirtingos rūšys izomeria Organiniai junginiai (galimybė optinio izomerizmo pasirodė esąs lemiamas biocheminės evoliucijos aminorūgščių, angliavandenių ir kai kurių alkaloidų).
Pagal visuotinai pripažintą hipotezę, A. I. Oparinas, Pirmieji organiniai junginiai žemėje turėjo abiogeninę kilmę. W. šaltiniai su metano (CH4) ir cianido vandeniliu (HCN), esanti pirminėje žemės atmosferoje. Su gyvenimo atsiradimu vienintelis neorganinio W. šaltinis, dėl kurio susidaro visas biosferos organinis klausimas, yra anglies dvideginis(CO 2), esantis atmosferoje, taip pat ištirpinti natūralūs vandenys HCO forma - 3. Galingiausias asimiliacijos mechanizmas (asimiliacija) U. (CO 2 forma) - fotosintezė - Jis atliekamas visuose ekologiškuose augaluose (kasmet prilyginamas apie 100 milijardų. t. CO 2). Žemėje yra evoliucinis senovės būdas įsisavinti CO 2 chemosintezė; Šiuo atveju chemosintetiniai mikroorganizmai nenaudoja saulės spinduliuojančia energija ir neorganinių junginių oksidacijos energija. Dauguma gyvūnų suvartoja u. Su maistu paruoštų organinių junginių pavidalu. Priklausomai nuo organinių junginių absorbcijos metodo, jis yra įpareigotas atskirti autotrofiniai organizmai ir. \\ T heterotrofiniai organizmai. Paraiška baltymų biosintezei ir kitoms mikroorganizmų maistinėms medžiagoms, kurios naudojamos kaip vienintelis W. šaltinis. angliavandeniliai. \\ T Nafta yra viena iš svarbių šiuolaikinių mokslinių ir techninių problemų.
W. Turinys gyvuose organizmuose sausosios medžiagos skaičiavimo yra: 34,5-40% vandeniniais augalais ir gyvūnais, 45,4-46,5% sausumos augaluose ir gyvūnuose ir 54% nuo bakterijų. Organizmų pragyvenimo šaltiniu, daugiausia dėl to audinio kvėpavimas Ekologiškų junginių oksiduojantis skilimas su pabrėžiant išorinė aplinka CO 2. W. taip pat skiriama kaip sudėtingesnio galutiniai produktai metabolizmas. Po gyvūnų ir augalų mirties, dalis U. vėl virsta CO 2 dėl sukimosi procesų, kuriuos atlieka mikroorganizmai. Taigi, yra W. ciklas . Didelė W. mineralizavimo dalis ir formuoja iškastinio iškastinio indėlius iškastinėje: akmens anglis, aliejus, kalkakmenis ir tt Be pagrindinių funkcijų - U-CO 2 šaltinis, ištirpintas natūraliuose vandenyse ir biologiniuose skysčiuose , dalyvauja palaikant optimalius aplinkos rūgštingumo procesus. Kaip dalis CACO 3 U. sudaro daugelio bestuburių išorinį skeletą (pvz., Moliuskai), taip pat esančius koraluose, paukščių kiaušiniuose ir tt tokie junginiai, W., kaip hcn, ccl 4, kuris vyrauja pirminė žemės atmosfera laikotarpis, ateityje, biologinės raidos procese tapo stipriu antimetabolitai metabolizmas.
Be stabilių izotopų, O., pobūdžio, radioaktyvioji 14 C yra skirta (žmogaus organizme yra apie 0,1 iCCURI.) . Naudojant izotopes W. biologiniais ir medicininiais tyrimais, daugelis didelių pasiekimų yra prijungtos prie medžiagų metabolizmo ir ciklo. . Taigi, naudojant radijo gelbėtojo žymą, buvo įrodyta, kad buvo įrodyta galimybė nustatyti H 14 CO - 3 augalus ir gyvūnų audinius, buvo nustatyta fotosintezės reakcijų seka, buvo tiriamas aminorūgščių keitimas, biosintezės keliai buvo atsekti daug biologiškai aktyvių junginių, \\ t ir tt Paraiška 14 C prisidėjo prie molekulinės biologijos sėkmės baltymų biosintezės mechanizmų ir paveldimų informacijos perdavimo sėkmę. Konkrečios 14 c aktyvumo nustatymas anglies organinėms liekanoms leidžia spręsti savo amžių, kuris naudojamas paleontologijoje ir archeologijoje.
N. N. Chernov.
Lit: Shafranovsky I. I., Deimantai, M. - L., 1964 m.; Ubbelyd A. R., Lewis F. A., grafitas ir jo krištolo junginiai. iš anglų, M., 1965 m.; Remy, kursas ne organinė chemija, Už. su juo., 1, M., 1972 m.; Perelman A. I. Elementų geochemija Hypergenesis zonoje, M., 1972 m. Nekrasov B.V., Bendrosios chemijos pagrindai, 3 ED, M., 1973 m.; Akhmetov N. S., neorganinė chemija, 2 red., M., 1975 m.; Vernadsky V. I., Geochemistry esė, 6 Ed., M., 1954; Roginsky S. Z., Schnol S. E., Izotopai biochemijoje, M., 1963 m.; Biochemijos horizontai, juosta. iš anglų, M., 1964; Evoliucinės ir techninės biochemijos problemos, M., 1964 m.; Calvin M., cheminė raida, už. iš anglų, M., 1971 m.; LEO A., SiCiewits F., struktūra ir funkcijos ląstelių, juostos. Iš anglų, 1971 m., CH. 7; Biosferos, už. Iš anglų, M., 1972 m.
Atsisiųsti santrauka
Anglies dioksidas, anglies monoksidas, anglies dioksidas - visi šie medžiagos pavadinimai, žinomi mums kaip anglies dioksidas. Taigi, kokios yra šios dujos, ir kokios yra jos naudojimo sritys?
Anglies dioksidas ir jo fizinės savybės
Anglies dioksidas susideda iš anglies ir deguonies. Anglies dioksido formulė atrodo kaip - CO₂. Gamtoje jis susidaro deginant arba puvant organines medžiagas. Oro ir mineralinių šaltinių dujų kiekis taip pat yra pakankamai didelis. Be to, žmonės ir gyvūnai taip pat išskiria anglies dioksidą, kai iškviečiamas.
Fig. 1. Anglies dioksido molekulė.
Anglies dioksidas yra absoliučiai bespalvis dujos, tai neįmanoma pamatyti. Jis taip pat neturi kvapo. Tačiau jos didelėje koncentracijoje asmuo gali sukurti hiperkupniją, ty uždusimą. Anglies dioksido stoka taip pat gali sukelti sveikatos problemų. Dėl trūkumo šios dujos gali išsivystyti priešingą būseną - trukdo.
Jei į žemos temperatūros sąlygomis įdėjote anglies dioksidą, tada jis kristalizuojasi ir tampa kaip sniegas. Todėl anglies dioksidas kietoje būsenoje vadinamas "sausu sniegu".
Fig. 2. Sausas sniegas - anglies dioksidas.
Anglies dioksidas yra 1,5 karto. Jo tankis yra 1,98 kg / m³ cheminė jungtis anglies dioksido molekulės covalent poliar. Polar tai yra dėl to, kad deguonis yra didesnis už elektroninės reguliavimo vertę.
Svarbi koncepcija studijuojant medžiagas yra molekulinė ir molar Mass.. Anglies dioksido molinė masė yra 44. Šis skaičius yra sudarytas iš santykinių atominių atomų masės, kurios yra molekulės dalis. Santykinės atominės masės vertės yra paimtos iš D.I. Mendeleev ir yra suapvalinti iki sveikųjų skaičių. Atitinkamai, CO₂ \u003d 12 + 2 * 16 molinė masė.
Apskaičiuoti masines frakcijas anglies dioksido elementų, būtina sekti kiekvieno masės frakcijų formulę cheminis elementas iš esmės.
n. - atomų arba molekulių skaičius.
A. r. - cheminio elemento santykinis atominis svoris.
Ponas. - Santykinė medžiagos molekulinė masė.
Apskaičiuokite santykinę anglies dioksido molekulinę masę.
MR (CO₂) \u003d 14 + 16 * 2 \u003d 44 W (c) \u003d 1 * 12/44 \u003d 0,27 arba 27%, nes du deguonies atomai yra įtraukti į anglies dioksido formulę, tada n \u003d 2 w (o) \u003d 2 * 16/44 \u003d 0,73 arba 73%
Atsakymas: W (c) \u003d 0,27 arba 27%; W (o) \u003d 0,73 arba 73%
Anglies dioksido cheminės ir biologinės savybės
Anglies dioksidas turi rūgštines savybes, nes tai yra rūgštus oksidas, ir kai ištirpinama vandens formų koalic rūgšties:
Co₂ + h₂o \u003d h₂co₃
Jis reaguoja su šarmu, todėl karbonatai ir bikarbonatai. Ši dujos nėra jautros deginimui. Jis degina tik kai kuriuos aktyvius metalus, pvz., Magnį.
Kai šildomas, anglies dioksidas nulemia Erino dujų ir deguonies:
2Co \u003d 2Co + O₃.
Kaip ir kiti rūgštiniai oksidai, ši dujos lengvai reaguoja su kitais oksidais:
SAO + CO₃ \u003d CACO₃.
Anglies dioksidas yra visų organinių medžiagų dalis. Šios dujos ciklas gamtoje atliekamas su gamintojų, vartotojų ir priežasčių pagalba. Esant gyvybiškai veiklai, asmuo gamina apie 1 kg anglies dioksido per dieną. Įkvėpus, mes gauname deguonį, tačiau šiuo metu anglies dioksidas susidaro alveoliuose. Šiuo metu yra keitimas: deguonis patenka į kraują, o anglies dioksidas išeina.
Anglies dioksido paruošimas atsiranda alkoholio gamybos metu. Be to, ši dujos yra apeiti produktą gavus azotą, deguonį ir argoną. Anglies dioksido naudojimas yra būtinas maisto pramonėje, kur anglies dioksidas veikia kaip konservantas, taip pat anglies dioksidas skysčio pavidalu yra gesintuvuose.
Fig. 3. Gesintuvas.
Ką mes žinojome?
Anglies dioksidas yra medžiaga, kuri yra normalios sąlygos Nėra spalvos ir kvapo. Be įprastinio vardo - anglies dioksido, jis taip pat vadinamas anglies oksidu arba anglies dioksidu.
Testas temoje
Ataskaitos vertinimas
Vidutinis reitingas: 4.3. Bendras gautas įvertinimus: 116.
Anglies C yra periodiškai lentelėje MENDELEEV skaičiumi 6. Daugiau primityvių žmonių pastebėjo, kad po deginimo medienos, anglis yra suformuotas, kuris gali būti sudarytas ant urvo sienų. Kaip dalis organinių junginių yra anglies. Labiausiai tiriami du allotropiniai anglies modifikacijos: grafitas ir deimantas.
Anglies organinė chemija
Anglis užima ypatingą vietą periodinėje sistemoje. Dėl savo struktūros ji sudaro ilgas grandines linijinės arba ciklinės struktūros. Yra daugiau nei 10 milijonų organinių junginių. Nepaisant jos įvairovės, ore ir pagal temperatūrą, jie visada taps anglies dioksidu ir.
Anglies vaidmuo mūsų kasdieniame gyvenime yra milžiniškas. Be anglies dioksido, fotosintezė nebus - vienas iš pagrindinių biologinių procesų.
Naudojant anglies
Anglis yra plačiai naudojamas medicinoje sukurti įvairius ekologiškus gamtos vaistus. Anglies izotopai leidžia analizuoti radijo anglies diapazoną. Be anglies, metalurgijos pramonės darbas yra neįmanomas. Anglies deginimas kieto kuro pirolizės katiluose tarnauja kaip energijos šaltinis. Naftos perdirbimo pramonėje, benzino ir dyzelinio kuro gaminami iš organinių junginių anglies. Didžiąja dalimi anglies reikia cukraus gamybai. Jis taip pat naudojamas organinių junginių sintezėje, svarbi visoms kasdienio gyvenimo sritims.
Anglis (C) - tipiškas nonmetall; Periodinėje sistemoje IV grupės 2 laikotarpiu pagrindinis pogrupis. Sekos numeris yra 6, ar \u003d 12,011 A.E.m., Core +6 mokestis.Fizinės savybės: Anglies sudaro daug alotropinių pakeitimų: deimantas - viena iš kietųjų medžiagų, grafitas, anglis, suodžiai.
Anglies atomas turi 6 elektronų: 1s 2 2s 2 2P 2 . Paskutiniai du elektronai yra atskirose p-orbitų ir yra nesusijusios. Iš esmės ši pora galėtų užimti vieną orbitą, tačiau šiuo atveju interleektroninis atbaidymas didėja. Dėl šios priežasties viena iš jų užima 2P X, o kitas, arba 2R Y , arba 2R z -orbitali.
Iš išorinio sluoksnio S ir P-Pylonų energijos skirtumas yra mažas, todėl atomas yra gana lengva patekti į sužadintą būseną, kurioje vienas iš dviejų elektronų su 2s orbitomis eina į nemokamą 2p. Įvertinta būsena, turinti konfigūraciją 1s 2 2s 1 2P x 1 2P Y 1 2P Z 1 . Tai yra šios anglies atomo būklė, kuri yra būdinga deimantų grotelėms - hibridinių orbitų tetrahedraliniam erdviniam išdėstymui, tas pats obligacijų ilgis ir energija.
Šis reiškinys yra žinomas, vadinamas sP 3-hibridizacija, Ir naujos funkcijos - SP 3-hibridinis . Keturių SP 3 -Cound švietimą suteikia anglies atomui stabilesnę būseną nei trys p-r- Ir vienas S-S ryšys. Be SP 3-hibridizacijos, SP 2 - ir SP-hibridizacija taip pat stebi į anglies atomą. . Pirmuoju atveju yra abipusis nustatymas s- ir du "P-orbitals". Suformuojami trys lygiaverčiai SP 2 - hibridiniai orbitai, esantys toje pačioje plokštumoje 120 ° kampu. Trečiasis "Orbitinis P nekeičiamas ir siunčiamas statmenai plokštumui sP2.
SP-hibridizacijoje nustatytos S ir P orbitos. Tarp dviejų suformuotų lygiaverčių hibridinių orbrido, 180 ° kampu įvyksta, su dviem P-orbitalų kiekviename iš atomų lieka nepakitę.
Allotrorkia anglis. Deimantas ir grafitas
Grafito kristale anglies atomai yra lygiagrečiose lėktuvuose, atsižvelgiant į dešiniojo šešiakampių viršūnes. Kiekvienas iš anglies atomų yra susijęs su trimis gretimais SP 2-hibridiniais jungtimis. Tarp lygiagrečių lėktuvų ryšys atliekamas Van Der Waals pajėgų sąskaita. Nemokami kiekvieno atomų P-orbitalės yra statmenos kovalentinių obligacijų plokštumoms. Jų sutapimas paaiškina papildomą π obligaciją tarp anglies atomų. Taigi nuo valenumo būsena, kurioje anglies atomai yra iš esmės, šios medžiagos savybės priklauso nuo.
Anglies cheminės savybės
Labiausiai būdingi oksidacijos laipsniai: +4, +2.
Esant žemai temperatūrai, anglies inertiškumas, bet kai šildomas, jo veikla didėja.
Anglis kaip redukcinis agentas:
- su deguonimi
C 0 + O 2 - T ° \u003d CO 2 anglies dioksidas
Su deguonies trūkumu - neišsamūs degimo:
2C 0 + o 2 - t ° \u003d 2C +2 o garbly dujos
- su fluoru
C + 2F 2 \u003d CF 4
- vandens keltas
C 0 + H 2 O - 1200 ° \u003d C +2 O + H 2 Vandens dujos
- su metaliniais oksidais. Taigi mokama metalas nuo rūdos.
C 0 + 2Cuo - t ° \u003d 2cu + c +4 o 2
- su rūgštimis - oksiduojančiais agentais:
C 0 + 2H2 SO 4 (konc.) \u003d C +4 O 2 + 2SO 2 + 2H 2 O
C 0 + 4HNO 3 (SUC.) \u003d C +4 O 2 + 4NO 2 + 2H 2 O
- su pilka formų servo anglies:
C + 2S 2 \u003d CS 2.
Anglies kaip oksidacinis agentas:
- su kai kuriais metalais sudaro karbidai
4AL + 3C 0 \u003d AL 4 C 3
CA + 2C 0 \u003d CAC 2 -4
- su vandeniliu - metanu (taip pat didžiulis organinių junginių kiekis)
C 0 + 2H2 \u003d CH 4
- su siliciu, sudaro CARBARUND (2000 ° C temperatūroje elektrinėje krosnyje):
Rasti anglies gamtoje
Cobrel Carbon randama deimantų ir grafito pavidalu. Junginių pavidalu, anglis yra kaip mineralų dalis: kreida, marmuras, kalkakmenis - saco 3, dolomitas - MGCO 3 * CACO 3; Bikarbonatai - mg (HCO 3) 2 ir CA (HCO 3) 2, CO 2 yra oro dalis; Anglis yra pagrindinis dalis Natūralūs organiniai junginiai - dujos, aliejus, anglis, durpės yra organinių medžiagų, baltymų, riebalų, angliavandenių, aminorūgščių, kurios yra gyvų organizmų dalis.
Neorganiniai anglies junginiai
Nėra 4+ jonų, nei su 4- - ne pagal bet kokius įprastinius cheminius procesus: anglies dvideginio junginyje yra kovalentinės obligacijos įvairaus poliškumo.
Anglies oksidas (II)SO
Smalkės; bespalvis, bekvapis, gyvas vandenyje, tirpsta organiniais tirpikliais, nuodingomis, t ° kip \u003d -192 ° C; T pl. \u003d -205 ° C.
Gauti
1) pramonėje (dujų generatoriuose):
C + O 2 \u003d CO 2
2) laboratorijoje - šiluminis skilimas, skruzdžių ar oksalo rūgšties esant H2 4 (konc.):
Hcooh \u003d h 2 o + co
H2 C2 O 4 \u003d CO + CO2 + H 2 O
Cheminės savybės
Įprastomis sąlygomis CO inertine; Kai šildomas - mažinantis agentas; Ne darbo oksidas.
1) su deguonimi
2C +2 o + o 2 \u003d 2C +4 o 2
2) su metaliniais oksidais
C +2 o + cuo \u003d cu + c +4 o 2
3) su chloru (šviesoje)
Co + Cl 2 - hn \u003d cocl 2 (fosgenas)
4) Reaguoja su šarminiu lydymu (esant slėgiui)
Co + naoh \u003d hcoona (natrio formatas)
5) su pereinamuoju metalais sudaro karbonilus
Ni + 4CO - T ° \u003d Ni (CO) 4
FE + 5CO - T ° \u003d FE (CO) 5
Anglies oksidas (IV) CO2
Anglies dioksidas, bespalvis, bekvapis, tirpumas vandenyje - 1v h 2 o ištirpsta 0,9V CO 2 (įprastomis sąlygomis); sunkesnis oras; t ° pl. \u003d -78,5 ° C (kietas CO 2 vadinamas "sausu ledu"); Nepalaiko degimo.
Gauti
- Šiluminis skilimas anglies rūgšties druskos (karbonatai). Kalkakmenio šaudymas:
CACO 3 - t ° \u003d CAO + CO 2
- Stiprių rūgščių poveikis karbonatams ir bikarbonatams:
CACO 3 + 2HCL \u003d CACL 2 + H 2 O + CO 2
Nahco 3 + HCl \u003d NaCl + H 2 O + CO 2
ChemijasavybėsCo2
Rūgšties oksidas: reaguoja su pagrindiniais oksidais ir bazėmis, formuojant anglies rūgšties druskas
NA 2 O + CO 2 \u003d NA 2 CO 3
2AOH + CO 2 \u003d NA 2 CO 3 + H 2 O
NaOH + CO 2 \u003d NAHCO 3
Esant aukštai temperatūrai, gali rodyti oksidacines savybes
C +4 o 2 + 2mg - t ° \u003d 2mg +2 o + c 0
Kokybės reakcija
Likės vanduo:
CA (OH) 2 + CO 2 \u003d CACO 3 ¯ (baltosios nuosėdos) + h 2 o
Jis išnyksta su ilgalaikiu perdavimo CO 2 per kalkių vandenį, nes Netirpus kalcio karbonatas patenka į tirpią bikarbonatą:
CACO 3 + H 2 O + CO 2 \u003d SA (HCO 3) 2
Kooriaus rūgštis ir jossololi.
H 2.CO 3 -Rūgštis yra silpna, egzistuoja tik vandeniniame tirpale:
CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3
Dviejų minučių:
H2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 - rūgštinės druskos - bikarbonatai, bikarbonatai
HCO 3 - ↔ H + + CO 3 2-srovės druskos - karbonatai
Visos rūgščių savybės būdingos.
Karbonatai ir bikarbonatai gali virsti vieni su kitais:
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
Metaliniai karbonatai (išskyrus šarminius metalus), kai šildomas yra dekarboksionizuotas su oksido formavimu:
CUCO 3 - T ° \u003d CUO + CO 2
Kokybės reakcija - "Virimo" pagal sunkią rūgštį:
NA 2 CO 3 + 2HCL \u003d 2NACL + H 2 O + CO 2
CO 3 2- + 2H + \u003d H 2 O + CO 2
Karbidas
Kalcio karbidas:
CAO + 3 C \u003d CAC 2 + CO
CAC 2 + 2H 2 O \u003d CA (OH) 2 + C 2H 2.
Acetilenas išleidžiamas, kai reakcijos su cinko karbidais, kadmiu, lanthanum ir cerium:
2 lac 2 + 6 h 2 o \u003d 2LA (OH) 3 + 2 C 2H 2 + H 2.
BE 2 C ir AL 4 C3 yra suskaidomi vandeniu, kad susidarytų metanas:
AL 4 C 3 + 12H 2 O \u003d 4 AL (OH) 3 \u003d 3 CH4.
Technika Naudokite TIC titano karbidai, volframas W 2 C (kieto lydiniai), SIC silicis (Carborund - kaip abrazyvinis ir medžiagos šildytuvams).
Cianida.
gaunamas šildant soda amoniako ir anglies monoksido atmosferoje:
NA2 CO 3 + 2 NH 3 + 3 CO \u003d 2 NACN + 2 H 2 O + H 2 + 2 CO 2
HCN sinilo rūgštis yra svarbus chemijos pramonės produktas, plačiai naudojamas organinėje sintezėje. Jos pasaulio gamyba siekia 200 tūkstančių tonų per metus. Elektroninė cianido anijono struktūra yra panaši į anglies monoksidą (II), tokios dalelės vadinamos izoelektroniniu:
C. = O: [: C = N:] -
Cyanides (0,1-0,2% vandeninio tirpalo) naudojami aukso kasybos metu:
2 AU + 4 kcn + h 2 o + 0,5 o 2 \u003d 2 k + 2 Koh.
Virdamas cianido tirpalus su pilka ar sintezės kietųjų medžiagų yra suformuota rodanudy.:
Kcn + s \u003d kscn.
Kai šildant cianidus mažai efektyvių metalų, DITIAN gaunamas: HG (KN) 2 \u003d HG + (CN) 2. Cianido sprendimai yra oksiduoti cianatov.:
2 kcn + o 2 \u003d 2 Kocn.
Cianaic rūgštis egzistuoja dviem formomis:
H-n \u003d c \u003d o; H-o-c = N:
1828 m., Friedrich Völer (1800-1882) gauta iš amonio cianato karbamido: NH 4 OCN \u003d CO (NH 2) 2, kai išgarinamas vandeninio tirpalo.
Šis įvykis paprastai laikomas sintetinės chemijos pergalėmis per "vitalict teoriją".
Yra cianinio rūgšties izomeras - kietos rūgšties
H-O - N \u003d C.
Jo druskos (rotling hg (onc) 2) naudojami šoko uždegimui.
Sintezė karbamidas. \\ t (karbamidas):
CO 2 + 2 NH 3 \u003d CO (NH 2) 2 + H 2 O. 130 0 s ir 100 atm.
Karbamidas yra koorijos rūgšties amido, taip pat yra "azoto analogas" - guanidinas.
Karbonatai
Pagrindiniai neorganiniai anglies junginiai - anglies rūgšties druskos (karbonatai). H2 CO 3 yra silpna rūgštis (k 1 \u003d 1,3 · 10 -4; k 2 \u003d 5 · 10 -11). Karbonato buferiniai atramos anglies dioksido pusiausvyros Atmosferoje. Pasaulio vandenynas turi didžiulį buferio talpą, nes tai yra atvira sistema. Pagrindinė buferinė reakcija yra pusiausvyra, esant koalijos rūgšties disociacijos metu:
H2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 -.
Su mažesniu rūgštingumu, atsiranda papildoma anglies dioksido absorbcija nuo atmosferos rūgšties susidarymu:
CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3.
Didėjant rūgštingumui, karbonato uolienų nutraukimas (kriauklės, kreidos ir kalkakmenio nuosėdos vandenynuose); Tai kompensuoja bikarbonato jonų nuosmukį:
H + + CO 3 2- ↔ HCO 3 -
CACO 3 (televizija) ↔ CA 2+ + CO 3 2-
Kietosios karbonatai perduodami tirpčiuose angliavandeniliuose. Būtent šis cheminės anglies dioksido nutraukimo procesas prieštarauja "šiltnamio efektai" - pasaulinis atšilimas Dėl žemės šiluminės spinduliuotės absorbcijos su anglies dioksidu. Maždaug trečdalis pasaulinės sodos gamybai (natrio karbonatas NA 2 CO 3) naudojamas stiklo gamybai.