Углерод. Оксиды углерода. Угольная кислота. Карбонаты. Жёсткость воды

1.

Углерод.
Оксиды углерода

2.

Строение атома
6
C
12,011
IVA группа

3.

Аллотропные модификации углерода
и применение

4.

Химические свойства углерода

5.

Применение углерода

6.

Круговорот углерода
CO2
CO2
CO2
CO2

7.

Оксиды углерода
Оксид углерода (II)
Оксид углерода (IV)
Формула
СО
СО2
Тривиальное название
Угарный газ
Агрегатное состояние при обычных условиях
Газ
Газ
Tпл., 0С
-295
Цвет и запах
Не имеет
Возгоняется без
плавления
Не имеет
Растворимость в воде
Плохо растворим
Действие на организм человека
Очень ядовит
Углекислый газ
Растворим
В больших количествах
вызывает удушье

8.

Химические свойства оксида углерода (II)
Получение СО
Горение в кислороде
t +2
2С + О2 (нед) = 2СО
+2
2ē
0
t +4 -2
2CO + O2 = 2CO2
Восст-ль Ок-ль
Восстановление металлов из
оксидов
+3
2ē
+2
t
0
+4
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2↑
Ок-ль
Восст-ль

9.

Физические свойства CO2
При давлении около 60 атм. углекислый
газ превращается в бесцветную жидкость.
При испарении этой жидкости получается
снегообразная масса, которую называют
«сухой лёд», используемый для хранения
пищевых продуктов.
сухой лёд
Углекислый газ не горит и
не поддерживает горение.
CO2

10.

Химические свойства CO2
Реакции со щелочами
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O
карбонат
кальция
Качественная реакция на углекислый газ

11.

Химические свойства CO2
Реакции
Реакция
со щелочами
с Mg
t
CO2 + 2Mg
Ca(OH)
= 2MgO
+ C3↓ + H2O
2 = CaCO
карбонат
кальция
Реакции с основными
оксидами
CO2 + MgO = MgCO3
Реакция с водой
CO2 + H2O ↔ H2CO3
t
карбонат
магния
угольная
кислота

12.

Получение CO2
В промышленности
В лаборатории
t
CaCO3 = CaO + CO2↑
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O
HCl
CaCO3
CO2

13.

Применение CO2
1
1. изготовление шипучих напитков
3
2. получение соды
3. создание «дыма» на сцене
2
4
5
4. для хранения мороженого
5. в пенных огнетушителях

14.

Угольная кислота.
Карбонаты.
Жёсткость воды

15.

Угольная кислота
Угольная кислота образуется
при растворении оксида
углерода (IV) в воде.
Эта кислота нестойкая и почти
сразу распадается на исходные
вещества.
СО2 + Н2О ↔ Н2СО3

16.

Получение угольной кислоты и исследование её
свойств
СО2 + Н2О ↔ Н2СО3

17.

Свойства угольной кислоты
Диссоциация
Н2CO3 ↔ H+ + HCO3HCO3- ↔ H+ + CO32-
Соли
Средние
СаСО3 – карбонат кальция
Кислые
Са(НСО3)2 – гидрокарбонат кальция

18.

Соли угольной кислоты
В воде растворимы только карбонаты калия, натрия и
аммония.
Карбонаты других металлов нерастворимы в воде.
При нагревании эти карбонаты разлагаются на оксид металла
и углекислый газ.
t
MgCO3 = MgO + CO2↑
Кислые соли растворимы
t
CaCO3 = CaO + CO2↑
в воде.
t
(NH4)2CO3 = 2NH3↑ + CO2↑ + H2O

19.

Превращение карбонатов в гидрокарбонаты
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O
CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2

20.

Жёсткость воды
Жёсткость воды
Временная
Ca2+ HCO3Mg2+
Постоянная
t
Ca(HCO2)2 = CaCO3↓ + H2O + CO2↑

21.

Образование накипи на стенках котлов,
чайников, труб парового отопления.

22.

Сталактиты и сталагмиты

23.

Жёсткость воды
Жёсткость воды
Временная
Постоянная
Mg2+
Ca2+
SO42-
Cl-
Na2CO3
сода
CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaCl

24.

Качественные реакции на карбонаты и
гидрокарбонаты
CO32- + 2H+ = H2O + CO2↑
HCO3- + H+ = H2O + CO2↑

25.

Применение солей угольной кислоты
Na2CO3 · 10H2O
кристаллическая сода
Na2CO3
кальцинированная сода

26.

Применение солей угольной кислоты
NaHCO3
питьевая сода
K2CO3
поташ

27.

Применение солей угольной кислоты
СаСО3
известняк,
или мрамор

28.

Выводы
Угольная кислота – это двухосновная слабая неустойчивая кислота.
Угольная кислота образуется при растворении в воде углекислого газа.
Она диссоциирует по двум ступеням.
Угольная кислота образует два типа солей – карбонаты и гидрокарбонаты.
Карбонаты многих металлов нерастворимы в воде и при нагревании
разлагаются, а гидрокарбонаты – это растворимые соли.

29.

Выводы
Карбонаты можно перевести в гидрокарбонаты и наоборот: для перевода
карбоната в гидрокарбонат через карбонат пропускают углекислый газ в
воде, а при нагревании гидрокарбонатов образуются карбонаты.
Различают
Качественными
реакциями
на карбонат
и гидрокарбонат-ион является
временную
и постоянную
жёсткость.
действие кислот на эти соли, при этом наблюдается бурное выделение
углекислого газа.
Временная жёсткость обусловлена наличием гидрокарбонатов кальция и
магния и устраняется кипячением, постоянная жёсткость обусловлена
солей кальция
и магния,
а устраняется
добавлением
наличием
Карбонатыдругих
и гидрокарбонаты
многих
металлов
находят широкое
соды.
применение во многих отраслях народного хозяйства.