4. Хімічні властивості Карбону та Силіцію.

Вуглець у вільному стані є типовим відновником. За нормальних умов вуглець хімічно інертний, але за високих температур дуже активний. Графіт більш здатний до реакцій, ніж інші модифікації.

1. Вуглець та силіцій взаємодіють з киснем:

2С + О₂ → 2СО

C + O₂ → CO₂

Si + O₂ → SiO₂

2. Карбон реагує з воднем:

С + 2Н₂ → СН₄

3. Карбон взаємодіє з вуглекислим газом:

С + СО₂ → 2СО – Q

4. Реагує з водою:

C + H₂O → CO + H₂

5. Карбон реагує з концентрованими Н₂SО₄ та НNО₃:

С + 2Н₂SО₄(конц.) = СО₂↑ + 2SО₂↑ + 2Н₂О

С + 4НNO₃(конц.) = СО₂↑ + 4NO₂↑ + 2Н₂О

6. Реагує з активними металами, утворюючи карбіди:

Ca + 2C → CaC₂

7. Силіцій реагує з хлором:

Si + 2Cl₂ → SiCl₄

8. Силіцій взаємодіє з сіркою:

Si + 2S → SiS₂

9. Силіцій реагує з лугами:

Si + 2NaOH → Na₂SiO₃ + 2H₂↑

4. Фізичні властивості та методи одержання карбон оксидів та силіцій оксиду. Застосування.

Оксид карбону (II) СО — чадний газ.

Добування. В лабораторних умовах оксид карбону (II) добувають, додаючи потрохи мурашину кислоту до нагрітої сірчаної кислоти. Остання віднімає від мурашиної кислоти воду, виділяючи оксид карбону:

HCOOH = СO + H₂O

У промисловості CO добувають, про­пускаючи кисень крізь розжарене вугілля. При цьому відбу­вається спочатку окиснення вугілля до оксиду карбону (IV), який, взаємодіючи з вугіллям, відновлюється до оксиду карбону (II).

С + О₂ = СО₂

СО₂ + С = СО

CO може утворюватися в печах при не­стачі повітря.

Оксид карбону (IV) СО₂ (вуглекислий газ) — за н.у. безбарвний газ із трохи кислуватим запахом та смаком, що застигає в білу снігоподібну масу при сильному охолодженні (сухий лід). Твердий СО₂ має молекулярну кристалічну решітку. Не підтримує горіння та дихання (вміст СО₂ у повітрі більше 10% призводить до смерті).

Добування СО₂. У природі СО₂ утворюється при гнитті різних органічних речовин, а також при диханні тварин та рослин, Хімічні рівняння реакцій, що протікають, співпа­дають із рівняннями горіння. Наприклад, процес окиснення глюкози в організмі:

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ = 6СО₂ + 6Н₂О

В лабораторіях оксид карбону (IV) звичайно добувають, діючи на мармур СаСО₃ соляною кислотою:

СаСО₃ + 2НС1 = СаС1₂ + Н₂О + СО₂

У побуті СО₂ виділяється при згорянні різних видів палива, наприклад вугілля в печах або при­родного газу в газових плитах.

С + О₂ = СО₂

СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О

У промисловості велику кількість СО₂ отримують як бічний продукт при випалюванні вапна:

СаСО₃ = СаО + СО₂

або при відновленні вугіллям металів із їх оксидів:

2СuО + С = 2Сu + СO₂

2Fе₂О₃ + ЗС = 4Fе + 3СО₂

4. Хімічні властивості карбон оксидів та силіцій оксиду.

Хімічні властивості СО

1. Оксид карбону (II) відновлює багато металів із їх оксидів:

2Fе + ЗСО₂ = 2Fe + 3CO₂

2. Горить у кисні:

2СО + О₂ = 2СО₂

3. Взаємодіє з їдкими лугами:

NаОН + СО = НСООNа

4. На сонячному світлі або в присутності каталізатора з'єднується з хлором С1₂, утворюючи дуже отруйний газ фосген:

СО + С1₂ = СОС1₂

5. Реагує з парами води:

СО + Н₂О = СО + Н₂

CO + H₂O = HCOOH (мурашина кислота)

6. Взаємодіє з аміаком:

СО + NH₃ = HCN + Н₂О (ціаніста кислота)

7. Реагує з перехідними металами:

Mo + 6CO = Mo(CO)₆ (карбоніл молібдену)

Хімічні властивості СО₂

СО₂ виступає тільки у ролі окисника. Наприклад, за високих температур він взаємодіє з вугіллям та активними металами.

СО₂ + С → 2СО

2Мg + СО₂ → 2МgO + С

Як кислотний оксид (ангідрид вугільної кислоти) СО₂ взаємодіє з водою, основними оксидами та з розчинами лугів з утворенням солей вугільної кислоти.

CO₂ + Na₂O → Na₂CO₃

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

CO₂ + H₂O ↔ H₂CO₃ + Q

Хімічні властивості силіцію (IV) оксиду.

Оксид силіцію SіО2 — кислотний оксид. Він реагує з основними оксидами, лугами, солями лужних металів, магнієм, вуглецем. З кислотами, крім плавикової, та з водою не взаємодіє.

SіО₂ + СаО = СаSіО₃

SiО₂ + 2КОН = К₂SiO₃ + Н₂О

SiO₂ + К₂СО₃ = К₂SіО₃ + СО₂↑

SiO₂ + 2Mg = Si + 2MgO

SiO₂ + 3C = SiC + 2CO

SіО₂ +2С + 2С1₂ → SіС1₄↑ + 2СО↑

SіО₂ + 4НF = SіF₄↑ + 2Н₂О

Оксид силіцію взаємодіє з вуглецем при нагріванні з отриманням карборунду — безбарвної кристалічної речо­вини, що за твердістю дещо поступається алмазу.

7