Вуглець

 Хімічні властивості

Вуглець виявляє невисоку хімічну активність: більшість реакцій за його участю відбувається лише за високої температури.

Найголовніша хімічна властивість вуглецю – його відновна здатність. Вуглець – чудовий відновник:

взаємодіє з киснем. Вуглець легко горить на повітрі. При цьому виділяється багато теплоти, що свідчить про велику міцність зв’язків у молекулі карбон(IV) оксиду, що утворюється:

Продукт реакції залежить від температури. За порівняно невисоких температур горіння утворюється карбон діоксид (карбон(IV) оксид), а за високих (понад 1000^OC) – поряд із карбон діоксидом утворюється карбон монооксид (карбон(ІІ) оксид):

взаємодіє з водою. Якщо на розжарений вуглець подавати водяну пару, то внаслідок реакції утвориться водяний газ – суміш карбон(ІІ) оксиду і водню:

Водяний газ використовують як сировину для синтезу хімічних продуктів.

відношення до лугів та кислот. Вуглець стійкий до дії лугів і кислот. Лише концентровані сульфатна і нітратна кислоти за температури 100^OC окиснюють його:

взаємодіє з металами з утворенням карбідів:

У реакціях вуглець виступає як окисник, що для нього не характерно.

взаємодіє з воднем за високої температури і наявності каталізатора:

Прозорі   алмази красивого синього, зеленого, червонуватого кольору надто рідкісні й оцінюються дуже високо. Чим більше граней має кристал, тим краще він «грає». Маса діамантів вимірюється каратами (1 карат = 0,2 г).

Найбільший з будь-коли знайдених на Землі алмазів — це алмаз «Куллінан». Його знайшли у 1905 р. Назву він здобув від імені одного із володарів. До огранювання його розмір був з жіночий кулак і маса 3106 каратів, тобто 621 г. Під час обробки алмаз розкололи за напрямом тріщин, що були у ньому, і вирізали 105 діамантів. Найбільший серед них назвали «Зоряна Африка». Він має форму краплі і масу 530 каратів.

Цікаво, що серед індійських алмазів є славнозвісний «Шах» масою 89 каратів, яким перський уряд, щоб «уласкавити білого царя», розплатився за кров відомого російського дипломата і видатного письменника О. С. Грибоєдова, полеглого від рук розлюченого натовпу перських фанатиків у 1829 р. у Тегерані — столиці Персії.

Розроблено штучне добування алмазів (1954 p., США) з графіту в умовах високих тисків і температур. Як правило, утворюються дрібні кристали. Їх використовують для виготовлення різальних інструментів і як опору для підшипників та інших рухливих частин у точних вимірювальних інструментах. Нині виробляються й синтетичні алмази ювелірної якості. Промисловий синтез алмазів — велике досягнення науки і техніки.

*Який ступінь окиснення виявляє атом Карбону в молекулі метану СН₄? Як ви гадаєте, окисником чи відновником у даному разі є вуглець. Чому для нього взаємодія з воднем нехарактерна?

*Здійснити перетворення

СaCI₂

C → CO₂→CO → CO₂ → CaCO₃

CO₂ → H₂CO₃

Фосфор

Можливі ступені окиснення	-3	0	+3	+5
Приклади

Алотропні видозміни Фосфору. Серед алотропнихвидозмін Фосфору найбільш поширені: білий фосфор(молекулярна будова кристалічної ґратки), червоний і чорний фосфор (атомна будова кристалічної ґратки). Усівони — тверді речовини з кольором, зазначеним у назві.Змінюючи температуру, одну алотропну видозміну Фосфору можна за кілька годин перетворити на іншу.

Білий фосфор	Червоний фосфор	Чорний фосфор
безбарвна, з часниковим запахом,воскоподібна речовина, що світиться в темряві, дуже отруйна, самозаймається на повітрі при температурі+50 °С. Унаслідок високої хімічної активності його зберігають під водою і по можливості в темряві	порівняно з білим стійкіший до нагрівання, без запаху, менш реакційно здатний і неотруйний. Його використовують у виробництві сірників (входить до складу намазки сірникової коробки). Пришвидкому проведенні головкою сірника по намазці фосфор окиснюється наявною в головці речовиною калійхлоратом KClO3. Від цього інша речовина головки — сірка — загорається й підпалює дерев’яну частину сірника	має подібну з графі том будову і прово дить елект ричний струм

У природі Фосфор трапляється тільки в сполуках.

Найважливіші мінерали, до складу яких увіходить кальцій фосфат – це фосфорити й апатити.

Ca₃(PO₄)₂

Фосфор – життєво важливий елемент для організму людини, тварин і рослин. В організмі людини він виявлений у складі всіх тканин, особливо нервової і кісткової, входить до складу деяких ферментів, міститься в зубах.

Хімічні властивості.

Фосфор хімічно активніший ніж азот. Його активність залежить від алотропної форми. Найактивніший білий фосфор. Хімічна формула фосфору, умовна для всіх його алотропних форм, - Р.

Взаємодіє з металами:

Фосфіди розкладаються водою – реакція гідролізу – з утворенням фосфінуРН₃(безбарвний газ, дуже токсичний, легко окиснюється на повітрі, має запах гнилої риби):

Взаємодіє з неметалами. З воднем фосфор практично не взаємодіє

*напишіть рівняння реакції взаємодії фосфору з неметалами

Взаємодіє з сильними окисниками:

Добування.

Фосфор добувають із кальцій фосфату (складова фосфориту і апатиту) за допомогою піску і коксу. Суміш прожарюють в електропечах:

Використання.

Білий фосфор широкого використання не має. Його застосовують для добування інших алотропних форм, фосфатних кислот, як бойову запалювальну речовину і для утворення димових завіс. Червоний фосфор:

для виробництва сірників;

у металургії як розкисник під час добування сплавів;

для одержання феромагнітних плівок в елементах пам’яті обчислювальних машин;

для добування напівпровідникових фосфідів;

для добування фосфорорганічних препаратів – засобів знищення комах – шкідників сільськогосподарських рослин.

У 1831 р. французький винахідник сірників Шарль Соріа почав застосовувати білий фосфор для виготовлення сірникових головок. Такі сірники легко займалися піц час тертя об будь-яку поверхню, але були отруйними, шкідливими для здоров'я і вогненебезпечними. Невдовзі від них відмовились.

Сучасні безпечні сірники винайдено у 1855 р. в Швеції. Білий фосфор замінено червоним. Він входить не до складу головки сірника, а до складу намазки, що наноситься на коробку (разом із сульфідом стибію (III) Sb₂S₃, залізним суриком Fe₂0₃, домішкою кварцу SiO₂ і клею). Головки сірників складаються, головним чином, з бертолетової солі КСl0₃, молотого скла, сірки та клею. Під час тертя головки по намазці сірникової коробки червоний фосфор займається, підпалює головку, а від неї загоряється дерево.

Крім виробництва  cірників, фосфор застосовують у металургії. Використовують його і для виготовлення напівпровідників, фосфорорганічних препаратів — засобів знищення комах — шкідників сільськогосподарських рослин.

*Обчисліть, чи вистачить 100 л кисню (н. у.) для спалювання 100 г фосфору. *3 5 т фосфату кальцію, якщо вихід продукту становить 90% від теоретичного, можна добути фосфор масою