nekrasovI (1114433), страница 170
Текст из файла (страница 170)
Гидролиз ее при обычных условиях иезиачитслси (рсакция раствора иа лакмус почти нейтральна). При нагревании ои заметно увеличивается, а около 60 С углекислый газ иачпиаст частично выделяться из раствора. Сильными кислотами бикарбоиаты разлагаются аналогично карбоиатам.м-а' Характерным для С окислом является также окись угле)>ода (СО). Оиа образуется в тех случаях, когда сгорание углерода или его соединений идет при недостатке кислорода.
Чаше всего опа получается в результате взаимодействия углекислого газа с раскалсииым углем: СО»+ С+ 41 кнал = 2СО Реакция эта обратима, причем равповесис ес ивисе 400'С практичсски нацело смсщеио влево, а выше 1000'С вЂ” вправо (рис. Х-2). Однако с заметной скоростью оно устанавливается лишь при высоких температурах. Поэтому в обычных условиях СО вполне устойчивал» и й /.,Уг регрод 495 Небольшие количества окиси углерода удобно получать разложением муравьиной кислоты; НСООН=Н О+СО ср М бр ф'ъ ф нв Сопровождающее эту реакцию значительное выделение тепла делает окись углерода ценным газообразным топливом. Однако наиболсс широкое применение она находит как исходный продукт для синтеза различных органических веществ. Из изложенного выше следует, что сгорание толстых слоев угля в печах идет по существу в трн стадии, как это схематически показано иа рнс.
Х-3. При преждевременном закрывании трубы в печи создается недостаток кислорода, что может вызвать распространение СО по отапливаемому помещению и повести к отравлениям (т. и. угар), Следует отметить, что запах «угарного газа» обусловлен не самой окисью углерода, а примесями некоторых органическихвеществ.м-бв Взаимодействие СО с хлором по уравнснао Рис. Х-3. Обрвзовнрррре н сгорвнне СО в сечи. СО+ С!з ~== СОС!в+ 27 ккал в присутствии катализатора ~актнвировапного угля) довольно быстро идет уже нри комнатной температуре.
Получа|ощнйся фоггерб представляет собой бесцветный. очень ядовитый газ с характерным запахом, малорастворимый в воде, но постепенно разлагающийся ею по схеме: СОС)з+ 2Н,О = НзСОз+ 2НС! Реакция эта легко протекает при взаимодействии НСООН с горячей крепкой серной кислотой." Окись углерода представляет собой бесцвет- ный и не имеющий запаха газ, малорастворнмый де в воле и химически с ней не взаимодействующий. Нс реагирует СО также со щелочами и 8 кислотами.
Окись углерода чрезвычайно ядовита м-ы С химической стороны окись углерода харак- тернзуется главным образом склонностью к бб рр реа к дням пр исоедн пения и своими восстановительными свойствамн, Однако ~ б . б р ..»р повышенных температурах. В этих условиях СО Рис. Х-и. Рввиовесне соединяется с кислородом, хлором, серой, неко- сО +с дсО горыми металлами и т. д. Вместе с тем окись углерода при нагревании восстанавливает до металлов многие окислы, что весьма важно для металлургии.
Наряду с нагреванием повышение химической активности окиси углерода часто вызывастся се растворением. Так, в растворе оиа способна восстанавливать соли Аи, Р1 и некоторых других элементов до свободных металлов уже прн обычных температурах." "' На воздухе СО загорается около ?00'С и сгорает синим пламенем до СОгд 2СО+Оз=2СОв+)35 ккал Х.
Четвертпи груиии периодической системм Он является, следовательно, хлорангидридом угольной кислоты. Ввиду большой реакционной способности фосген находит широкое использованне при органических синтезах."-" Окись углерода способна непосредственно присоединяться к некоторым м е талл а м (как правило, лишь при повышенной температуре и под давлением). В результате образуются карбомилы металлов (ге(СО)ь Н1(СО)ь Мо(СО)в и др), которые следует рассматривать как комплексные соединения. Карбоиилы металлов представляют собой летучие жидкие или твердые вещества, нерастворимые в воде, но хорошо растворяющиеся во многих органических растворителях.
Все они весьма ядовиты, а при нагревании легко распадаются на соответствующий металл и окись углерода.м " В противоположность сильно экзотермическому процессу образования СОт из элементов реакция соединения углерода с серой является эндотермической: С+ 2Б + 2! ккал = СБт В технике сероуглерод (СБ,) получают пропусканием паров серы сквозь с.иой раскаленного угля. Чистый сероуглерод представляет собой весьма летучую бесцветную и идкость с довольно приятным запахом, но обычно он содержит незначительные примеси продуктов частичного разложения, сообщающие ему желтый цвет н отвратительный запах. В воде сероуглерод почти нерастворим и при обычных условиях с ней не взаимодействует. Пары его ядовиты и очень легко воспламеняются.
Сгорание их идет по уравнению СБт + 3 От = СОт + 2БОт + 264 ккал Сероуглерод является прекрасным растворителем жиров, масел, смол и т. п. На этом основано его применение для экстрагирования (извлечения) подобных веществ из различных природных материалов. Он имеет большое значение для промышленности искусственных волокон и используется также для борьбы с вредителями сельского хозяйства ев-~вв Реакция соединения углерода с азотом сильно эндотермична и частично протекает только при очень высоких температурах. Из простейших азотистых производных углерода наиболее важен цианистый водород (НСМ).
Он может быть получен из СО и аммиака по реакции СО+)х(Н, + )! ккал= Н,О+ НСВТ в присутствии Т)зОз (как катализатора), достаточно быстро идущей уже около 500'С. Цианистый водород (иначе, си н ил ь н а я кислота) представляет собой очень летучую бесцветную жидкость со слабым своеобразным запахом и вкусом (горького миндаля). С водой НСЯ смешивается в любых соотношениях, образуя ци ан и с т о в од о р о д н у ю (синильную) кислоту. Ее кислотные свойства вь1ражеиы крайне слабо, н поэтому она легко выделяется из своих солей (ц и а н и с т ы х, или ц н а н и д о в) действием более сильных кислот.
Синильная кислота применяется главным образом для синтезов органических веществ, а ее соли (ЯаСМ, КС(з() — при добыче золота. И кислота, и ее соли чрезвычайно ядовиты. Подобно самому иону С(з)-, большинство цианидов бесцветно. Производные наиболее активных металлов хорошо растворимы в воде, а менее активных, как правило, малорастворимы.'"-'" Э д углерод Для иона С1ч- чрезвычайно характерна вхождение во внутреннюю сферу комплексных соединений. Общим методом получения к а м ил е к с н ы х ц и а н и д о в является действие избытка КСМ на соли соответствующих металлов. Первоначальна выпадающие при этом осадки простых цианидов растворяются затем в избытке асадителя вследствие образования растворимых комплексных цианидов. Реакции идут, например, по схемам: СгС!з + ЭКЮ = Сг(СЫ)з(, + ЗКС! и Сг(СМ)з + ЗКСь) = К,[Сг(СЫ)с! Большинство комплексных ппанидов хорошо кристаллизуется нз растворов. Устойчивость нх сильно зависит от природы комплексообразователя и, как правило, велпка.'"-'" При нагревании цианистого серебра до 350'С по реакции 2АдСХ = (Сь(), + 2АК выделяется цион (г(=С вЂ” С=)ч).
Оп представляет собой бесцветный ядовитый газ со слабым своеобразным запахом. Па ряду химических свойств циан обнаруживает большое сходство с галоидвмп, причем роль атома галоида играет однавалентный радикал С1).'м-мв Кипячение раствора цианистого калия с серой (или сплавление обоих веществ) сопровождается образованием сали роданистоеодороднай кислоты (Н вЂ И=С) по схеме КСХ + 5 = КМС5 + 22 икал Свободная НМС5 бесцветна и устойчива лишь прн очень низких температурах или в разбавленном водном растворе (ниже 5%). Лиссацпирована ана давольно сильно. Большинства ее солей (называемых р о д а н и с т ы м и или р а д а н и д а м и) бесцветно, хорошо раствор пмо в воде и при обычных условиях устойчиво. Наиболее обычны соли аммония и калнялм м' Простейшие голоидные соединения углерода отвечают общей формуле Сри Взаимодействиями элементов может быть получено только фтаристое производное, а остальные получают косвенным путем, Наиболее практически важен четьсрекхлористый углерод (СС1с).
Он представляет собой тяжелую бесцветную жидкость со слабым характерным запахам. В воде СС!, почти нерастворим. С химической стороны он характеризуется главным образом своей инертностью, Так, при обычных условиях СС1, не вступает во взаимодействие ни с кислотами, ни со щелочами. Четыреххлористый углерод прекрасно растворяет жиры, масла, смолы, многие краски и т. п. и мажет поэтому служить хорошим средством для вывода пятен. Твк как он не гарюч, при работе с иим устраняется пожарная опасность, что дает СС1с значительное преимущество перед более дешевым растворителем перечисленных выше веществ— ссрауглеродом.'м ив В обычных условиях непосредственное взаимодействие углерода (аморфного) и водо род а с образованием,иетоно (СНс) по реакции С+ 2Нз --=~ СН4+ 18 икал практически не происходит.
При нагревании н в присутствии катализатора (мелкараздроблениый БВ) устанавливается равновесие, положение которого сильно зависит ат температуры (рис. Х-4). Помимо этого синтетического пути, метан может быть получен рядом других методов Л '!гтпгртпч гррппп пер»спи»т'тггпп»» гпттг.пч из более сложных соединений углерода. В природе ои постоянно образуется при разложении органических веществ без доступа воздуха (например, в болотах) .
Он часто содержится в природных газах и обычно входит в состав искусственно получаемого светильнаго газа. Метан является простейшим представителем многочисленных соединений углерода с водородом, называемых игле»»одородаз»и и изучаемых «е тр»» в органической химии. Сам он представляет собой бесцветный и не имеющий запаха газ, малорастваримый в воде. С химической сто- Ъ роны метан характеризуется своей большой х йс» инертностью. В частности, на него не действуют ни щелочи, ни кислоты.
С кислородом ои в обычных условиях не реагирует, но при поджигаипи сгорает по реакции: СН» + 20» = СО, + 2Н.О зр Горение метана сопровождается ачспь большим выделением тепла (192 ккалЛ»»от»ь). '"-'" ес»»» з»»р зри таас»"г С металл ал» и углерод вступает во взаир х 4 р» и о.»ей стане л»» ш ь п Р»» высок»» х ч е и не Р а т 1 Р ах Из образующихся соединений (называемых карбис)ал»и) наибольшее практическое значение имеет к а р б н д к а л ь и и я (СаСз).
Весьма важны также производные вольфрама (%»С и %С). Большинство карбидов удобнее получать накаливанием с углем нс самих металлов, а их окислов. При высоких температурах происходит восстановление окислов, причем металл соединяется с углеродам. Накаливанием в электрической печи смеси угля с окисью кальция получают и карбид кальция: СаО+ЗС+ 11! ккпл= СО(+ СаС, Технический продукт окрашен в серый пнет примесью свободного углерода. Чистьш СаС» представляет собой бесцветные кр»ссталлы, образованные ионами Са и С» (рнс. Х-5). »тэ — спз С водой (даже ее следами) карбид кальция энер- ~Ф~~1= ~сг гичио реагирует, образуя ацетилен (Н вЂ” С вЂ” С вЂ” Н) по уравнению с п,ч-чн 0=« спн»,-~ «н,-~-зп «фрич»$,-~Ф( Ф' Получаемый из технического СаСз ацетилен имеет неприятный запах вследствие наличия в нем ряда ' ~х)=~+~ -' ~с» примесей (гчН»п РНз, Н»5 и др.).
В чистом виде он представляет собой бесцветный газ со слабым харак р К терпый запахом, довольно хорошо растворимый в воде. СаС». Лцетилен служит исходным продуктом для синтеза очень многих более сложных органических соединений. Эта область его использования и является самой обширной. Другое важное применение ацетилена основано на протекающей с большим выделением тепла реакции его сгорания: 2С,11» + 50, = 4СО, + 2Н»О + 600 ккпл Развивающейся при горении ацетилена в смеси ".. кислородом высокой »сл»пературой (около 3000'С) пользуются для «автоген»»ой» сварки и резки металлов. На воздухе ацетилен горит белым»»лал»енем, сильно коптящим вследствие неполного сгорания углерода.'"-'"и 6 7.
Углерод Из рассмотренного выше материала вытекает, что во всех своих более или менее устойчивых соединениях углерод ч е т ы р е х в а л е нт! н. Единственным исключением является окись углерода, но и оиа, как уже отмечалось, склонна к реакциям присоединения, сопровождаю- и!из!си переходом углерода в четырсхвалентное состояние. Кроме СО известно лишь очень немного производных углерода с валентностыо его иной, чек! четыре (а именно 2 и 3), но подобные соединения при обычных условиях малоустойчивы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
