Получение

В промышленности получают:

1. обжигом известняка:

В лабораторных условиях оксид углерода (IV) получают при проведении следующей химической реакции:

Химические свойства

Оксид углерода (IV) – кислотный оксид, при взаимодей­ствии с водой образует угольную кислоту :

Химическое равновесие смещено влево, поэтому большая часть раство­ренного Оксид углерода (IV) находится в виде СО₂, а не . Угольная кислота при небольшом нагревании разлагается:

Оксид углерода (IV) взаимодействует с основными гидроксидами, образуя соли: карбонаты и гид­рокарбонаты.

Оксид углерода (IV) восстанавливается магнием до углерода:

Угольная кислота – слабая кислота, как двухосновная диссоциирует сту­пенчато:

Соли угольной кислоты называются карбонатами. Суще­ствуют средние карбонаты и кислые – гид­рокарбонаты. Соли угольной кислоты устойчивы, хотя сама она неустойчива. Большинство карбонатов не раст­воримо в воде. Растворимы карбонаты щелочных металлов и , Tl₂CO₃. Гидрокарбонаты в воде растворяются.

При нагревании гидрокарбонаты легко переходят в карбо­наты:

При пропускании СО₂ через известковую воду происходит по­мутнение раствора вследствие образования карбоната кальция:

При длительном пропускании углекислого газа раствор становится прозрачным вследствие образования кислой соли гидрокарбоната кальция:

Способ обнаружения карбонатов основан на обработке их сильной кислотой и пропускании отходящего газа через баритовую воду Ba(OH)₂.

Соединения углерода

Водородные соединения – углеводороды изучаются в курсе органической химии. При взаимодействии углерода с водородом образуется метан:

В лабораторных условиях метан получают нагреванием безводного ацетата натрия со щелочью:

Основным промышленным источником метана является природный газ.

Дисульфид углерода (сероуглерод) CS₂ – бесцветная жидкость с запахом редьки, очень быстро улетучивается уже при комнатной температуре. Нерастворим в воде. Растворяет жиры, смолы, каучук, серу, фосфор, йод. Ядовит.

Сероуглерод CS₂ получают из метана обработкой парами серы при 600 °С с участием катализатора:

или при взаимодействии углерода с серой при повышенных температурах:

Сероуглерод огнеопасен; при поджигании на воздухе сго­рает с образованием соответствующих оксидов:

Карбамид (мочевина) – диамид угольной кис­лоты. Карбамид был обнаружен в моче, впервые синтезиро­ван в 1828 г. Его получают по реакции:

Карбамид – конечный продукт белкового обмена у людей и млекопитающих. Человек ежедневно выделает 20 – 30 г моче­вины. Карбамид применяется в качестве удобрения и как до­бавка в корма, а также используется в органической химии.

Дициан ( ) – бесцветный газ, ядовит. Сгорает в кислороде; при нормальном давлении температура пламени достигает 4500 °С:

Циановодород HCN – бесцветная жидкость с характерным запахом горького миндаля. Очень ядовит. Смертельная доза – 50 мг HCN, продолжительность действия несколько секунд, циановодород блокирует дыхание и вызывает удушье. Хорошо раство­рим в воде. Водный раствор HCN называется циановодородной (синильной) кислотой. Циановодородная кислота – слабая кислота.

Цианиды – соли циановодорода. Например, цианид натрия NaCN и цианид калия KCN хорошо растворимы в воде. Очень ядовиты (смертельная доза 150 мг); при хранении во влажном воздухе переходят в карбонаты с выделением циановодорода (отравляя атмосферу помещений).

В гальванотехнике используются комплексные цианиды: Na₃[Cu(CN)₄] – тетрацианокупрат (I) натрия, Na₂[Zn(CN)₄] – тетрацианоцинкат (II) натрия, Na₂[Cd(CN)₄] – тетрацианокадмат (II) натрия, K[Ag(CN)₂] – дицианоаргентат (I) калия, K[Au(CN)₂] – дицианоаурат (I) калия.

Тиоционат водорода HCNS (устаревшее название – роданистоводородная кислота) и его соли получают кипячением растворов цианидов с серой:

KCNS – тиоцианат калия.