Химические свойства

Способы получения

Оксид углерода (II)

Углерод в отрицательных степенях окисления

С менее отрицательными, чем он сам, элементами углерод дает карбиды. Карбиды – кристаллические вещества. Природа химической связи в них может быть различной. Поэтому, по типу химической связи можно выделить ковалентные, ионно-ковалентные и металлические карбиды.

В качестве простейшего ковалентного карбида рассмотрим метан CH4. Его молекула имеет тетраэдрическую форму. Метан – бесцветный, не имеющий запаха газ, химически весьма инертен вследствие валентной и координационной насыщенности молекул. На него не действуют кислоты и щелочи. Однако он легко загорается; его смеси с воздухом чрезвычайно взрывоопасны. Метан – основной компонент природного рудничного и болотного газа. В больших количествах образуется при коксовании каменного угля. Богатые метаном газы используются как высококалорийное топливо и сырье для производства водяного газа.

Углерод образует многообразные перкарбиды. Простейшими представителями перкарбидов являются: этан C2H6, этилен C2H4, ацетилен C2H2. Вследствие высокой прочности связи С-С, перкарбиды устойчивы и химически малоактивны.

Наибольшее значение из ионно-ковалентных карбидов имеет ацетилинид кальция CaC2. Это кристаллическое солеподобное вещество. Получают его нагреванием CaO с углем в электропечах:

CaO + 3 C ═ CaC2 + CO

При действии воды или разбавленной кислоты он разрушается с выделением ацетилена.

CaC2 + 2 H2O ═ Ca(OH)2 + C2H2

Металлические карбиды входят в состав чугунов и сталей, придавая им твердость.

Оксид углерода (II), или окись углерода СО – бесцветный, ядовитый газ. В воде оксид углерода растворим очень мало и не вступает с ней в химическое взаимодействие.

При повышенной температуре оксид углерода (II) – хороший восстановитель металлов из их оксидов.

1) Промышленные:

С + H2O = CO + H2

раскаленный пар

СH4 + H2O = CO + 3H2

CH4 + CO2 = 2CO + 2H2

2CH4 + 3O2 = 2CO + 4H2O

недостаток

2C + O2 = 2CO (горение угля в недостатке кислорода)

2) Лабораторные:

HCOOH = CO + H2O

H2C2O4 = CO + CO2 + H2O

СО – несолеобразующий оксид.

При обычных условиях не реагирует с водой, кислотами, щелочами, поэтому относится к типу несолеобразующих оксидов. Однако формально его можно рассматривать как ангидрид муравьиной кислоты. Основанием для этого является его образование при дегидратации НСООН, а также получение формиата натрия при пропускании СО через концентрированный раствор NaOH вод высоким давлением:

CO + NaOH = HCOONa формиат натрия

СO – сильный восстановитель

1) Взаимодействие с кислородом и галогенами:

+2 +4

2СО + O2 2CO2

+2 +4

CO + Cl2 COCl2 фосген

акт.С

2)Восстановление металлов из их оксидов (реакции осуществляются при температуре):

2СO + SnO2 Sn + 2CO2

4CO + Fe3O4 3Fe + 4CO2

3)Восстановление водорода из воды:

СO + H2O = H2 + CO2