Карбон (II) оксид - co

Чадний газ; безкольоровий, без запаху, малорозчинний у воді, розчинний в органічних розчинниках, токсичний, tкип = -192C; t пл. = -205C.

Ступінь окислювання вуглецю в СО +2, але валентність дорівнює 3. два ковалентних зв'язки утворюються за обмінним механізмом і один зв'язок по донорно-акцепторному (вільна орбіталь належить збудженому атому вуглецю, а пара електронів - кисню).

Добування

1) В промисловості (в газогенераторах):

C + O₂  CO₂

CO₂ + C  2CO

2) В лабораторії - термічним розкладом мурашиної або щавелевої кислот в присутності H₂SO₄(конц.):

HCOOH  H₂O + CO

H₂C₂O₄  CO + CO₂­ + H₂O

Хімічні властивості. При звичайних умовах CO інертний; при нагріванні – виявляє відновні властивості; несолетвірний оксид. Вступає в реакції з:

1) киснем: 2C⁺²O + O₂  2C⁺⁴O₂

2) оксидами металів: C⁺²O + CuO  Сu + C⁺⁴O₂

3) хлором (на світлі): CO + Cl₂  –^h  COCl₂(фосген)

4) розплавом лугу (під тиском) :CO + NaOH  HCOONa (форміат натрію)

5) перехідними металами утворює карбоніли: Ni + 4CO –^tNi(CO)₄, Fe + 5CO –^tFe(CO)₅

Карбон (IV) оксид - сo2 (вуглекислий газ)

Молекула СО₂ має лінійну будову (О = С = О) і малополярна. Тому діоксид вуглецю погано розчинний у воді. Він важчий за повітря і накопичується в колодязях, погребах, витісняючи кисень і може бути причиною задухи. Вуглекислий газ, безбарвний, без запаху; t пл. = -78,5ºC (твердий CO₂ називається "сухий лід"); не підтримує горіння.

Добування

1. Термічний розклад карбонатів: CaCO₃–^t  CaO + CO₂­

2. Дією сильних кислот на карбонати та гідрогенкарбонати: CaCO₃ + 2HCl  CaCl₂ + H₂O + CO₂

NaHCO₃ + HCl  NaCl + H₂O + CO₂

Способи збирання

Витісненням повітря

Хімічні властивості

Виявляє кислотні властивості та реагує з основними оксидами, основами, утворюючи карбонати.

Na₂O + CO₂  Na₂CO₃

2NaOH + CO₂  Na₂CO₃ + H₂O

NaOH + CO₂  NaHCO₃

При підвищеній температурі може виявляти окисні властивості:С⁺⁴O₂ + 2Mg –^t 2Mg⁺²O + C⁰

Якісна реакція: помутніння вапняної води - Ca(OH)₂ + CO₂  CaCO₃(белый осадок) + H₂O

Воно зникає при тривалому пропусканні CO₂ через вапняну воду, тому що нерозчинний карбонат кальцію переходить в розчинний гідрокарбонат: CaCO₃ + H₂O + CO₂  Сa(HCO₃)₂

Карбонатна кислота та її солі (h2co3)

Кислота слабка, існує лише у водному розчині:

CO₂ + H₂O  H₂CO₃

Двохосновна:

H₂CO₃  H⁺ + HCO₃^-

HCO₃^-  H⁺ + CO₃^2-

Характерні кислотні властивості та реагує з основними оксидами, основами, утворюючи карбонати.

Na₂O + H₂CO₃  Na₂CO₃ + H₂O

2NaOH + H₂CO₃  Na₂CO₃ + 2H₂O

NaOH + CO₂  NaHCO₃.

Карбонатна кислота утворює 2 типи солей: середні солі - карбонати (СO₃^2-) та кислі солі гідрокарбонати (HCO₃^-).

Карбонати та гідрокарбонати можуть перетворюватись один в одного:

2NaHCO₃ –^t Na₂CO₃ + H₂O + CO₂

Na₂CO₃ + H₂O + CO₂  2NaHCO₃

Карбонати металів (крім лужних) при нагріванні декарбоксилуються з утворенням оксидів:

CuCO₃ –^t CuO + CO₂

Якісна реакція - "скипання" при дії сильної кислоти:

Na₂CO₃ + 2HCl  2NaCl + H₂O + CO₂

Застосування карбонатів

1. Na₂CO₃·10H₂O - кристалічна сода, Na₂CO₃ - кальцинована сода - миючий засіб, виробництво скла, мила, паперу.

2. NaHCO₃ - гідрокарбонат натрію - питна сода.

3. K₂CO₃ - карбонат калію, поташ - виробництво мила, скла.

4. СaCO₃ - вапняк, крейда, мармур - будматеріали.