Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Соединения углерода






Соединения углерода с водородом (углеводороды) составляют основу органических соединений и рассматриваются в курсе органической химии.

Карбиды металлов стехиометрического состава можно рассматривать как производные углеводородов. Большинство из них относятся к ряду метанидов (производных метана) или ацетиленидов (производных ацетилена). Это солеподобные кристаллические вещества, гидролиз которых приводит к образованию соответствующего углеводорода:

 

Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3 + 3CH4

метан

CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2

ацетилен

Карбиды переходных металлов - бертолиды, например, TiC, ZrC, Mo2C, Fe3C. Многие из них проявляют металлические свойства, имеют характерный металлический блеск, высокую тепло- и электропроводность. Большинство из них имеют высокую твердость, жаропрочность, тугоплавкость и коррозионную устойчивость.

Оксид углерода(II) - СО - бесцветный газ без вкуса и запаха, малорастворим в воде, чрезвычайно токсичен (угарный газ). Механизм токсичного действия угарного газа основан на необратимом связывании гемоглобина крови. Строение молекулы передается следующей схемой:

В промышленности оксид углерода(II) получают восстановлением оксида углерода(IV) раскаленным коксом:

t

CO2 + C = 2CO

Лабораторный метод получения СО основан на разложении муравьиной или щавелевой кислоты в присутствии концентрированной серной кислоты:

t

HCOOH ® CO + H2O

H2SO4

СО - несолеообразующий оксид, в обычных условиях не взаимодействует с водой, кислотами или щелочами. Однако в жестких условиях реагирует со щелочами, образуя соли муравьиной кислоты - формиаты:

t, p

NaOH + CO = HCOONa

Оксид углерода(II) - сильный восстановитель, легко окисляется кислородом и галогенами:

t t

2CO + O2 = 2CO2; CO + Cl2 = COCl2

t

CO + FeO = Fe + CO2

Непосредственно реагирует с никелем и железом, образуя карбонилы - координационные соединения, в которых СО выступает в роли лиганда.

60 °С t

Ni + 4CO = Ni(CO)4; Fe + 5CO = Fe(CO)5

тетракарбонил пентакарбонил

никеля железа

Цианистый водород – HCN - легкокипящая жидкость (т.кип. 27 °С) с характерным запахом горького миндаля. Сильнейший яд, смертельная доза около 50 мг. В промышленности получают взаимодействием оксида углерода(II) с аммиаком в автоклаве под давлением:

t

CO + NH3 = HCN + H2O

p

Cуществует в двух таутомерных формах с явной преобладанием первой из них:

Цианистый водород неограниченно растворим в воде, в растворе ведет себя как слабая кислота (циановодородная или синильная кислота, К = 8× 10-10). Соли - цианиды известны практически для всех металлов. Цианиды щелочных и щелочноземельных металлов хорошо растворимы и сильно гидролизованы, на воздухе медленно превращаются в карбонаты:

 

2KCN + CO2 + H2O = K2CO3 + 2HCN­

Цианиды d-металлов в воде нерастворимы, но растворимы в растворах цианидов щелочных металлов:

Mn(CN)2¯ + 4KCN = K4[Mn(CN)6]

Цианиды очень сильные комплексообразующие реагенты, в присутствии окислителей растворяют серебро, золото и платину:

 

4Au + 8KCN + O2 + 2H2O = 4K[Au(CN)2] + 4KOH

Цианид-анион - сильный восстановитель:

2KCN + O2 = 2KCNO; KCN + S = KSNC

цианат калия тиоцианат калия

2Cu+2Cl2 + 4KCN = 2Cu+1CN + (CN)2­ + 4KCl

дициан

Оксид углерода(IV) - CO2 - бесцветный газ, без вкуса и запаха. При давлении 6 атм переходит в жидкость, при быстром испарении которой образует кристаллическое вещество - сухой лед (сублимируется при -78 °С). Не поддерживает дыхание и горение, но вещества с большим сродством к кислороду горят в атмосфере диоксида углерода, например:

t

2Mg + CO2 = 2MgO + C

При повышенном давлении реагирует с водным раствором аммиака, образуя карбамид (мочевину):

 

t

CO2 + 2NH3 = OC(NH2)2 + H2O

p

Оксид углерода(IV) плохо растворим в воде, в которой ведет себя как слабая двухосновная кислота:

CO2 + H2O CO2× H2O H+ + HCO3-

В чистом виде угольная кислота не выделена и существует только в растворах, образуя два ряда солей.

CO2 + 2NaOH = Na2CO3; CO2 + NaOH = NaHCO3

карбонат натрия гидрокарбонат натрия

Карбонаты аммония и щелочных металлов (кроме лития) хорошо растворимы в воде и сильно гидролизованы:

CO32- + H2O HCO3- + H+

Карбонаты остальных металлов малорастворимы и термически нестойки:

t

CaCO3 = CaO + CO2­

Карбонат кальция растворяется в воде в присутствии избытка СО2 с образованием гидрокарбоната:

CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2

Гидрокарбонаты в воде растворимы лучше, термически менее устойчивы, разрушаются уже при кипячении водного раствора:

t

Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2O

Карбонаты взаимодействуют с растворами сильных кислот с вытеснением угольной кислоты:

CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2­ + H2O

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.