Урок №39. Химические свойства углерода. Адсорбция

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УГЛЕРОДА

Углерод - малоактивен, на холоде реагирует только со фтором; химическая активность проявляется при высоких температурах.

С – окислитель

С⁰ + 4 е^-→ С^-4

1) С некоторыми металлами образует карбиды

4Al + 3C⁰ =^t˚C= Al₄C₃^-4

Ca + 2C⁰ =^t˚C= CaC₂^-1

2) С водородом

C⁰ + 2H₂ =^t˚C= CH₄

С – восстановитель

С⁰ – 4 е^-→ С⁺⁴ или С⁰ – 2 е^-→ С⁺²

1) С кислородом

C⁰ + O_{2 (избыток)} =^t˚C= CO₂ (углекислый газ)

Опыт

2C⁰ + O_{2 (недостаток)} =^t˚C= 2C⁺²O (угарный газ)

4) С оксидами металлов

С + Me_xO_y =^t˚C= CO₂ + Me

C⁰ + 2CuO =^t˚C= 2Cu + C⁺⁴O₂

5) С кислотами – окислителями:

C⁰ + 2H₂SO_4(конц.) = С⁺⁴O₂­ + 2SO₂­ + 2H₂O

С⁰ + 4HNO_3(конц.) = С⁺⁴O₂­ + 4NO₂­ + 2H₂O

АДСОРБЦИЯ

Адсорбция - поглощение газообразных или растворённых веществ поверхностью твёрдого вещества.

Опыт

Обратный процесс - выделение этих поглощённых веществ - десорбция.

ПРИМЕНЕНИЕ АДСОРБЦИИ

Очистка от примесей (в производстве сахара и др.), для защиты органов дыхания (противогазы), в медицине (таблетки "Карболен") и др.

ПРИМЕНЕНИЕ УГЛЕРОДА

Алмазы широко применяются для резки горных пород и шлифования особо твердых материалов. Из алмазов при огранке делают ювелирные украшения. Графит применяют для изготовления инертных электродов и грифелей карандашей. В смеси с техническими маслами в качестве смазочного материала. Из смеси графита с глиной изготавливают плавильные тигли. Графит используют в ядерной промышленности, как поглотитель нейтронов.

Кокс применяют в металлургии, как восстановитель. Древесный уголь – в кузнечных горнах, для получения пороха (75%KNO₃ + 13%C + 12%S), для поглощения газов (адсорбция), а также в быту. Сажу применяют, как наполнитель резины, для изготовления черных красок – типографская краска и тушь, а также в сухих гальванических элементах. Стеклоуглерод применяют для изготовления аппаратуры для сильно агрессивных сред, а также в авиации и космонавтике.

Активированный уголь поглощает вредные вещества из газов и жидкостей: им заполняют противогазы, очистительные системы, его применяют в медицине при отравлениях.

ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ

Древесный уголь — микропористый высокоуглеродистый продукт, образующийся при разложении древесины без доступа воздуха. Применяется в производстве кристаллического кремния, сероуглерода, чёрных и цветных металлов, активированного угля и т. д., а также как бытовое топливо (удельная теплота сгорания 31,5—34 МДж/кг).

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ

№1. Закончите уравнения реакций, составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель для каждой реакции:

С+О_{2 (изб)} =

С+О_{2 (недост)} =

С + H₂ =

C + Ca =

C + Al =

№2. Составьте уравнения реакций, протекающих при нагревании угля со следующими оксидами: оксидом железа (III) и оксидом олова (IV). Составьте электронный баланс для каждой реакции, укажите процессы окисления и восстановления; окислитель и восстановитель.