Углерод и его соединения
🧪 Химия · 9 класс
Аллотропия углерода, оксиды углерода, угольная кислота и карбонаты в школьной программе 9 класса.
Углерод как химический элемент
Углерод — элемент четвёртой группы главной подгруппы, неметалл. Это основа всех органических веществ. В соединениях углерод проявляет степени окисления от минус четырёх до плюс четырёх. Для простого вещества характерна аллотропия — существование в нескольких формах.
Аллотропные формы
Главные аллотропные формы углерода — алмаз и графит. Они состоят из одних и тех же атомов, но по-разному связаны, поэтому резко отличаются по свойствам.
| Свойство | Алмаз | Графит |
|---|---|---|
| Твёрдость | Самый твёрдый | Мягкий, слоистый |
| Прозрачность | Прозрачный | Непрозрачный, серый |
| Электропроводность | Не проводит ток | Проводит ток |
Химические свойства
Углерод — восстановитель. При высокой температуре он восстанавливает металлы из их оксидов, поэтому используется в металлургии:
2CuO + C = 2Cu + CO2
Оксиды углерода
Углерод образует два оксида с разными свойствами.
Угарный газ CO — ядовитый газ без цвета и запаха, несолеобразующий оксид, сильный восстановитель. Образуется при неполном сгорании топлива.
Углекислый газ CO2 — кислотный оксид, тяжелее воздуха, не поддерживает горение. При его пропускании через известковую воду она мутнеет — это качественная реакция:
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 (осадок) + H2O
Угольная кислота и карбонаты
Углекислый газ растворяется в воде с образованием слабой угольной кислоты H2CO3, которая легко разлагается. Её соли — карбонаты и гидрокарбонаты. Карбонаты распознают по выделению углекислого газа при действии сильной кислоты:
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2
Карбонаты в природе
Карбонат кальция очень распространён в природе: из него состоят мел, мрамор и известняк. При нагревании (обжиге) карбонат кальция разлагается на негашёную известь и углекислый газ:
CaCO3 = CaO + CO2
Гидрокарбонаты, в отличие от карбонатов, растворимы в воде. Превращение карбонатов в гидрокарбонаты и обратно объясняет образование сталактитов в пещерах и накипи в чайнике.
Круговорот углерода
Углерод постоянно переходит из одних веществ в другие. Растения поглощают углекислый газ при фотосинтезе, животные выдыхают его при дыхании, топливо выделяет его при горении. Так в природе поддерживается круговорот углерода.
Частые ошибки. Не путайте угарный газCO(несолеобразующий, ядовитый) и углекислый газCO2(кислотный оксид). Угольная кислота неустойчива и в чистом виде не выделяется. Углекислый газ не поддерживает горение, поэтому его применяют в огнетушителях.
Кратко о главном
- Углерод — неметалл, для него характерна аллотропия (алмаз и графит).
- Углерод — восстановитель, применяется в металлургии.
- Угарный газ ядовит и несолеобразующий, углекислый газ — кислотный оксид.
- Углекислый газ распознают по помутнению известковой воды, карбонаты — по выделению газа с кислотой.