Углерод в карбиде — Справочник химика 21
Находим массовую долю углерода в карбиде. [c.7]Атомы водорода в гидриде палладия, углерода в карбиде железа могут находиться в состоянии ионизации и при пропускании электрического тока перемещаются в направлении к катоду. Доля участия различных типов связи меняется в зависимости от степени заполнения дефектных оболочек переходных металлов. Не случайно, например, карбиды и нитриды ( -металлов с сильно дефектными оболочками (Т1Ы, НГМ, Т1С, УС, ЫЬС) характеризуются максимальными температурами плавления, высокой твердостью, химической инертностью, что указывает на значительную долю ковалентного взаимодействия в этих фазах. Металлизация атомов неметалла способствует увеличению электронной концентрации в матричной решетке переходного металла, деформированной в процессе внедрения, что приводит к заполнению вакантных состояний в й-зоие ме- [c.383]
Углерод непосредственно соединяется со многими металлами, образуя карбиды — соединения, в которых углерод электроотрицателен. Степень окисления углерода в карбидах различна. Различны и химические свойства карбидов. С активными металлами — щелочными и щелочноземельными — углерод образует солеподобные карбиды, в которых атомы углерода связаны между собой тройной связью в группировку — С С —, как, например, в СаС . Степень окисления углерода в них —1. При взаимодействии этих карбидов с водой они подвергаются гидролизу с образованием гидроксида металла и ацетилена
Карбидами называют соединения элементов с углеродом, в которых последний играет роль электроотрицательного элемента. Степень окисления углерода в карбидах может быть различной. В нормальных карбидах, в которых атомы углерода непосредственно связаны с атомами электроположительного элемента (т. е. в большинстве случаев металла) и не связаны друг с другом, окислительное число углерода должно быть —4. Однако такие карбиды известны лишь у немногих сравнительно активных легких металлов, а именно у бериллия и алюминия. Они представляют собой кристаллические вещества, по виду напоминающие обычные соли. Эти карбиды отличаются тем, что легко разлагаются водой и кислотами с выделением метана [c.194]
Вычислите массовую долю углерода в карбиде кальция СаСг- [c.9]
И. Н. Богачев установил, что ванадий может раствориться в цементите в количестве до 0,5%. Следовательно, легирование ванадием приводит к связыванию части углерода в карбиды и обеднению углеродом жидкой фазы. При этом карбидообразование осложнено из-за появления твердых растворов карбида ванадия в цементите, более устойчивых и прочных по сравнению с обычным цементитом. В процессе первичной кристаллизации ванадий должен вызывать перераспределение углерода аналогично титану, отличаясь от последнего меньшей устойчивостью карбида и большей растворимостью в аустените и цементите.
Повышение температуры закалки стабилизированных титаном коррозионно-стойких сталей увеличивает растворимость карбидов титана и приводит к переходу титана и связанного с ним углерода в твердый раствор. При последу-юш,их нагревах в зоне опасных температур титан из-за низкой скорости диффузии не успевает связать углерод в карбиды титана. [c.49]
Другими словами, неорганизованный или плохо кристаллизованный углерод более растворим в фазе карбида, чем в фафите. Если хорошо кристаллизованный углерод зарождается на поверхности кристалла, то по отношению к нему фаза карбида будет пресыщена углеродом. В результате углерод в виде фафита будет расти за счет углерода, растворенного в карбидной решетке. Скорость роста затем регулируется диффузией атомов углерода в карбиде при температурах, обеспечивающих относительную подвижность атомов углерода. [c.58]
Затем он соединяется с углеродом в карбид. УС — темно-серое вещество с металлическим блеском, т. пл. 2750°. Вода и НС1 на карбид не действуют даже при красном калении. При нагревании в кислороде он сгорает в У Оз, а при нагревании в азоте переходит в нитрид. [c.15]
Электронография позволяет проще, чем нейтронография, определить положение легких атомов в присутствии более тяжелых (водород в присутствии бора, углерода, азота и т. д. азот в при сутствии железа, углерода, вольфрама углерод в карбидах металлов). Вследствие более слабой зависимости амплитуды рассеяния электронов от атомного номера пики легких атомов в присутствии тяжелых в электронографии выявляются лучше, чем при дифракции рентгеновских лучей. [c.204]
Однако их твердость и хрупкость обычно меньше, чем у соответствующих карбидов, так как в структурных элементах из атомов бора в боридах комбинируются обычно зр — и образующие менее прочные связи 5р2-гибридные орбитали, в то время как для атомов углерода в карбидах характерна преимущественно зр -гибридизация.
Существующая технология производства указанных сплавов не обеспечивает получения однородных по содержанию углерода двухфазных твердых сплавов. Это связано, с одной стороны, с тем, что практически невозможно получать двухкомпонентные смеси со стехиометрическим содержанием углерода в карбиде вольфрама С, без примесей ШгС, Ш, сажи и окислов кобальта и с другой — с тем, что невозможно (при спекании смеси в графитовых контейнерах и в среде водорода) устранить самопроизвольное, неравномерное науглероживание изделий даже в том случае, когда они представляют собой идеальные стехиометрические смеси. [c.145]
Для установления соотношения ниобия и углерода в карбидах ниобия было проведено определение ниобия в сухом анодном осадке. Как видно из табл. 2, атомное отношение ниобия к углероду примерно равно 2 1., [c.97]
Для предотвращения выпадения карбидов хрома содержание углерода в стали снижают до значения меньшего, чем 0,015 %. При легировании аустенитной хромоникелевой стали карбидообразующими элементами (титаном, ниобием, танталом) эти элементы связывают углерод в карбиды. Легирование аустенитной стали такими элементами называют иногда процессом стабилизации углерода. Значение термодинамического потенциала А2, кДж, карбидов хрома и стабилизирующих элементов может быть оценено по формулам [c.482]
Для карбидов IV и V групп, имеющих довольно широкие области гомогенности, различие в свойствах синтетических и изолированных фаз может быть также следствием того,, что в сплавах в зависимости от условий выплавки и режима термообработки содержание углерода в карбидах меняется, и, кроме того, происходит частичное замещение вакантных мест в углеродной подрешетке, например, азотом или кислородом. Последнее, естественно, сильнее скажется на химическом составе карбидных фаз сплавов, выплавленных в открытых печах [30]. [c.18]
Химия углерода и его соединений
1. Положение углерода в периодической системе химических элементов
2. Электронное строение углерода
3. Физические свойства и нахождение в природе
4. Качественные реакции
7. Химические свойства
7.1. Взаимодействие с простыми веществами
7.1.1. Взаимодействие с галогенами
7.1.2. Взаимодействие с серой и кремнием
7.1.3. Взаимодействие с водородом и фосфором
7.1.4. Взаимодействие с азотом
7.1.5. Взаимодействие с активными металлами
7.1.6. Горение
7.2. Взаимодействие со сложными веществами
7.2.1. Взаимодействие с водой
7.2.2. Взаимодействие с оксидами металлов
7.2.3. Взаимодействие с серной кислотой
7.2.4. Взаимодействие с азотной кислотой
7.2.5. Взаимодействие с солями
Бинарные соединения углерода — карбиды
Оксид углерода (II)
1. Строение молекулы и физические свойства
2. Способы получения
3. Химические свойства
3.1. Взаимодействие с кислородом
3.2. Взаимодействие с хлором
3.3. Взаимодействие с водородом
3.4. Взаимодействие с щелочами
3.5. Взаимодействие с оксидами металлов
3.6. Взаимодействие с прочими окислителями
Оксид углерода (IV)
1. Строение молекулы и физические свойства
2. Способы получения
3. Химические свойства
3.1. Взаимодействие с основными оксидами и основаниями
2.3. Взаимодействие с карбонатами и гидрокарбонатами
2.4. Взаимодействие с восстановителями
Карбонаты и гидрокарбонаты
Углерод
Положение в периодической системе химических элементов
Углерод расположен в главной подгруппе IV группы (или в 14 группе в современной форме ПСХЭ) и во втором периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.
Электронное строение углерода
Электронная конфигурация
+6С 1s22s22p2 1s 2s 2p
Электронная конфигурация углерода в возбужденном состоянии:
+6С* 1s22s12p3 1s 2s 2p
Атом углерода содержит на внешнем энергетическом уровне 2 неспаренных электрона и 1 неподеленную электронную пару в основном энергетическом состоянии и 4 неспаренных электрона в возбужденном энергетическом состоянии.
Степени окисления атома углерода — от -4 до +4. Характерные степени окисления -4, 0, +2, +4.
Физические свойства
Углерод в природе существует в виде нескольких аллотропных модификаций: алмаз, графит, карбин, фуллерен.
Алмаз — это модификация углерода с атомной кристаллической решеткой. Алмаз — самое твердое минеральное кристаллическое вещество, прозрачное, плохо проводит электрический ток и тепло. Атомы углерода в алмазе находятся в состоянии sp 3-гибридизации.
Графит — это аллотропная модификация, в которой атомы углерода находятся в состоянии sp2-гибридизации. При этом атомы связаны в плоские слои, состоящие из шестиугольников, как пчелиные соты. Слои удерживаются между собой слабыми связями. Это наиболее устойчивая при нормальных условиях аллотропная модификация углерода.
Графит — мягкое вещество серо-стального цвета, с металлическим блеском. Хорошо проводит электрический ток. Жирный на ощупь.
Карбин — вещество, в составе которого атомы углерода находятся в sp-гибридизации. Состоит из цепочек и циклов, в которых атомы углерода соединены двойными и тройными связями. Карбин — мелкокристаллический порошок серого цвета.
[=C=C=C=C=C=C=]n или [–C≡C–C≡C–C≡C–]n
Фуллерен — это искусственно полученная модицикация углерода. Молекулы фуллерена — выпуклые многогранники С60, С70 и др. Многогранники образованы пяти- и шестиугольниками, в вершинах которых расположены атомы углерода.
Фуллерены — черные вещества с металлическим блеском, обладающие свойствами полупроводников.
В природе углерод встречается как в виде простых веществ (алмаз, графит), так и в виде сложных соединений (органические вещества — нефть, природные газ, каменный уголь, карбонаты).
Качественные реакции
Качественная реакция на карбонат-ионы CO32- — взаимодействие солей-карбонатов с сильными кислотами. Более сильные ксилоты вытесняют угольную кислоту из солей. При этом выделяется бесцветный газ, не поддерживающий горение – углекислый газ.
Например, карбонат кальция растворяется в соляной кислоте:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
Видеоопыт взаимодействия карбоната кальция с соляной кислотой можно посмотреть здесь.
Качественная реакция на углекислый газ CO2 – помутнение известковой воды при пропускании через нее углекислого газа:
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
При дальнейшем пропускании углекислого газа осадок растворяется, т.к. карбонат кальция под действием избытка углекислого газа переходит в растворимый гидрокарбонат кальция:
CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2
Видеоопыт взаимодействия гидроксида кальция с углекислым газом (качественная реакция на углекислый газ) можно посмотреть здесь.
Углекислый газ СО2не поддерживает горение. Угарный газ CO горит голубым пламенем.
Соединения углерода
Основные степени окисления углерода — +4, +2, 0, -1 и -4.
Наиболее типичные соединения углерода:
| Степень окисления | Типичные соединения |
| +4 | оксид углерода (IV) CO2 угольная кислота H2CO3 карбонаты MeCO3 гидрокарбонаты MeHCO3 |
| +2 | оксид углерода (II) СО муравьиная кислота HCOOH |
| -4 | метан CH4 карбиды металлов (карбид алюминия Al4C3) бинарные соединения с неметеллами (карбид кремния SiC) |
Химические свойства
При нормальных условиях углерод существует, как правило, в виде атомных кристаллов (алмаз, графит), поэтому химическая активность углерода — невысокая.
1. Углерод проявляет свойства окислителя (с элементами, которые расположены ниже и левее в Периодической системе) и свойства восстановителя (с элементами, расположенными выше и правее). Поэтому углерод реагирует и с металлами, и с неметаллами.
1.1. Из галогенов углерод при комнатной температуре реагирует с фтором с образованием фторида углерода:
C + 2F2 → CF4
При нагревании аморфный углерод реагирует с хлором:
С + 2Cl2 → CCl4
1.2. При сильном нагревании углерод реагирует с серой и кремнием с образованием бинарного соединения сероуглерода и карбида кремния соответственно:
C + 2S → CS2
C + Si → SiC
1.3. Углерод не взаимодействет с фосфором.
При взаимодействии углерода с водородом образуется метан. Реакция идет в присутствии катализатора (никель) и при нагревании:
С + 2Н2 → СН4
1.4. С азотом углерод реагирует при действии электрического разряда, образуя дициан:
2С + N2 → N≡C–C≡N
1.5. В реакциях с активными металлами углерод проявляет свойства окислителя. При этом образуются карбиды:
4C + 3Al → Al4C3
2C + Ca → CaC2
1.6. При нагревании с избытком воздуха графит горит, образуя оксид углерода (IV):
C + O2 → CO2
при недостатке кислорода образуется угарный газ СО:
2C + O2 → 2CO
2. Углерод взаимодействует со сложными веществами:
2.1. Раскаленный уголь взаимодействует с водяным паром с образованием угарного газа и водорода:
C0 + H2+O → C+2O + H20
2.2. Углерод восстанавливает многие металлы из основных и амфотерных оксидов. При этом образуются металл и угарный газ. Получение металлов из оксидов с помощью углерода и его соединений называют пирометаллургией.
Например, углерод взаимодействует с оксидом цинка с образованием металлического цинка и угарного газа:
2ZnO + C → 2Zn + CO
Также углерод восстанавливает железо из железной окалины:
4С + Fe3O4 → 3Fe + 4CO
При взаимодействии с оксидами активных металлов углерод образует карбиды.
Например, углерод взаимодействует с оксидом кальция с оразованием карбида кальция и угарного газа. Таким образом, углерод диспропорционирует в данной реакции:
3С + СаО → СаС2 + СО
9С + 2Al2O3 → Al4C3 + 6CO
2.3. Концентрированная серная кислота окисляет углерод при нагревании. При этом образуются оксид серы (IV), оксид углерода (IV) и вода:
C +2H2SO4(конц) → CO2 + 2SO2 + 2H2O
2.4. Концентрированная азотная кислотой окисляет углерод также при нагревании. При этом образуются оксид азота (IV), оксид углерода (IV) и вода:
C +4HNO3(конц) → CO2 + 4NO2 + 2H2O
2.5. Углерод проявляет свойства восстановителя и при сплавлении с некоторыми солями, в которых содержатся неметаллы с высокой степенью окисления.
Например, углерод восстанавливает сульфат натрия до сульфида натрия:
2C + Na2SO4 → Na2S + CO2
Карбиды
Карбиды – это соединения элементов с углеродом. Карбиды разделяют на ковалентные и ионные в зависимости от типа химической связи между атомами.
| Ковалентные карбиды | Ионные карбиды | ||
| Метаниды | Ацетилениды | Пропиниды | |
| Это соединения углерода с неметаллами Например: SiC, B4C | Это соединения с металлами, в которых с.о. углерода равна -4 Например: Al4C3, Be2C | Это соединения с металлами, в которых с.о. углерода равна -1 Например: Na2C2, CaC2 | Это соединения с металлами, при гидролизе которых образуется пропин Например: Mg2C3 |
| Частицы связаны ковалентными связями и образуют атомные кристаллы. Поэтому ковалентные карбиды химически стойкие. Окисляются только сильными окислителями | Метаниды разлагаются водой или кислотами с образованием метана и гидроксида или соли: Например: Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4 | Ацетилениды разлагаются водой или кислотами с образованием ацетилена и гидроксида или соли: Например: СаС2+2Н2O → Са(OH)2+С2Н2 | Пропиниды разлагаются водой или кислотами с образованием пропина и гидроксида или солиНапример: Mg2C3+ 4HCl → 2MgCl2+С3Н4 |
Все карбиды проявляют свойства восстановителей и могут быть окислены сильными окислителями.
Например, карбид кремния окисляется концентрированной азотной кислотой при нагревании до углекислого газа, оксида кремния (IV) и оксида азота (II):
SiC + 8HNO3→ 3SiO2 + 3CO2 + 8NO + 4H2O
Оксид углерода (II)
Строение молекулы и физические свойства
Оксид углерода (II) («угарный газ») – это газ без цвета и запаха. Сильный яд. Небольшая концентрация угарного газа в воздухе может вызвать сонливость и головокружение. Большие концентрации угарного газа вызывают удушье.
Строение молекулы оксида углерода (II) – линейное. Между атомами углерода и кислорода образуется тройная связь, за счет дополнительной донорно-акцепторной связи:
Способы получения
В лаборатории угарный газ можно получить действием концентрированной серной кислоты на муравьиную или щавелевую кислоты:
НСООН → CO + H2O
H2C2O4 → CO + CO2 + H2O
В промышленности угарный газ получают в газогенераторах при пропускании воздуха через раскаленный уголь:
C + O2 → CO2
CO2 + C → 2CO
Еще один важный промышленный способ получения угарного газа — паровая конверсия метана. При взаимодействии перегретого водяного пара с метаном образуется угарный газ и водород:
СН4 + Н2O → СО + 3Н2
Также возможна паровая конверсия угля:
C0 + H2+O → C+2O + H20
Угарный газ в промышленности также можно получать неполным окислением метана:
2СН4+О2 → 2СО + 4Н2
Химические свойства
Оксид углерода (II) – несолеобразующий оксид. За счет углерода со степенью окисления +2 проявляет восстановительные свойства.
1. Угарный газ горит в атмосфере кислорода. Пламя окрашено в синий цвет:
2СO + O2 → 2CO2
2. Оксид углерода (II) окисляется хлором в присутствии катализатора или под действием света с образованием фосгена. Фосген – ядовитый газ.
CO + Cl2 → COCl2
3. Угарный газ взаимодействует с водородом при повышенном давлении. Смесь угарного газа и водорода называется синтез-газ. В зависимости от условий из синтез-газа можно получить метанол, метан, или другие углеводороды.
Например, под давлением больше 20 атмосфер, при температуре 350°C и под действием катализатора угарный газ реагирует с водородом с образованием метанола:
СО + 2Н2 → СН3ОН
4. Под давлением оксид углерода (II) реагирует с щелочами. При этом образуется формиат – соль муравьиной кислоты.
Например, угарный газ реагирует с гидроксидом натрия с образованием формиата натрия:
CO + NaOH → HCOONa
5. Оксид углерода (II) восстанавливает металлы из оксидов.
Например, оксид углерода (II) реагирует с оксидом железа (III) с образованием железа и углекислого газа:
3CO + Fe2O3 → 2Fe + 3CO2
Оксиды меди (II) и никеля (II) также восстанавливаются угарным газом:
СО + CuO → Cu + CO2
СО + NiO → Ni + CO2
6. Угарный газ окисляется и другими сильными окислителями до углекислого газа или карбонатов.
Например, пероксидом натрия:
CO + Na2O2 → Na2CO3
Оксид углерода (IV)
Строение молекулы и физические свойства
Оксид углерода (IV) (углекислый газ) — газ без цвета и запаха. Тяжелее воздуха.
Молекула углекислого газа линейная, атом углерода находится в состоянии sp-гибридизации, образует две двойных связи с атомами кислорода:
Обратите внимание! Молекула углекислого газа не полярна. Каждая химическая связь С=О по отдельности полярна, а вся молекула не будет полярна. Объяснить это очень легко. Обозначим направление смещения электронной плотности в полярных связях стрелочками (векторами):
Теперь давайте сложим эти векторы. Сделать это очень легко. Представьте, что атом углерода — это покупатель в магазине. А атомы кислорода — это консультанты, которые тянут его в разные стороны. В данном опыте консультанты одинаковые, и тянут покупателя в разные стороны с одинаковыми силами. Несложно увидеть, что покупатель двигаться не будет ни влево, ни вправо. Следовательно, сумма этих векторов равна нулю. Следовательно, полярность молекулы углекислого газа равна нулю.
Способы получения
В лаборатории углекислый газ можно получить разными способами:
1. Углекислый газ образуется при действии сильных кислот на карбонаты и гидрокарбонаты металлов. При этом взаимодействуют с кислотами и нерастворимые карбонаты, и растворимые.
Например, карбонат кальция растворяется в соляной кислоте:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
Видеоопыт взаимодействия карбоната кальция с соляной кислотой можно посмотреть здесь.
Еще один пример: гидрокарбонат натрия реагирует с бромоводородной кислотой:
NaHCO3 + HBr → NaBr +H2O +CO2
2. Растворимые карбонаты реагируют с растворимыми солями алюминия, железа (III) и хрома (III). Карбонаты трехвалентных металлов необратимо гидролизуются в водном растворе.
Например: хлорид алюминия реагирует с карбонатом калия. При этом выпадает осадок гидроксида алюминия, выделяется углекислый газ и образуется хлорид калия:
2AlCl3 + 3K2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3↓ + CO2↑ + 6KCl
3. Углекислый газ также образуется при термическом разложении нерастворимых карбонатов и при разложении растворимых гидрокарбонатов.
Например, карбонат кальция разлагается при нагревании на оксид кальция и углекислый газ:
CaCO3 → CaO + CO2
Химические свойства
Углекислый газ — типичный кислотный оксид. За счет углерода со степенью окисления +4 проявляет слабые окислительные свойства.
1. Как кислотный оксид, углекислый газ взаимодействует с водой. Реакция очень сильно обратима, поэтому мы считаем, что в реакциях угольная кислота распадается почти полностью при образовании.
CO2 + H2O ↔ H2CO3
2. Как кислотный оксид, углексилый газ взаимодействует с основными оксидами и основаниями. При этом углекислый газ реагирует только с сильными основаниями (щелочами) и их оксидами. При взаимодействии углекислого газа с щелочами возможно образование как кислых, так и средних солей.
Например, гидроксид калия взаимодействует с углекислым газом. В избытке углекислого газа образуется кислая соль, гидрокарбонат калия:
KOH + CO2 → KHCO3
При избытке щелочи образуется средняя соль, карбонат калия:
2KOH + CO2 → K2CO3 + H2O
Помутнение известковой воды — качественная реакция на углекислый газ:
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
Видеоопыт взаимодействия гидроксида кальция (известковая вода) с углекислым газом можно посмотреть здесь.
3. Углекислый газ взаимодействует с карбонатами. При пропускании СО2 через раствор карбонатов образуются гидрокарбонаты.
Например, карбонат натрия взаимодействует с углекислым газом. В избытке углекислого газа образуется кислая соль, гидрокарбонат натрия:
Na2CO3 + CO2 + H2O → 2NaHCO3
4. Как слабый окислитель, углекислый газ взаимодействует с некоторыми восстановителями.
Например, углекислый газ взаимодействует с углеродом с образованием угарного газа:
CO2 + C → 2CO
Магний горит в атмосфере углекислого газа:
2Мg + CO2 → C + 2MgO
Видеоопыт взаимодействия магния с углекислым газом можно посмотреть здесь.
Углекислый газ взаимодействует с пероксидом натрия. При этом пероксид натрия диспропорционирует:
2CO2 + 2Na2O2 → 2Na2CO3 + O2
Карбонаты и гидрокарбонаты
При нагревании карбонаты (все, кроме карбонатов щелочных металлов и аммония) разлагаются до оксида металла и оксида углерода (IV).
CaCO3 → CaO + CO2
Карбонат аммония при нагревании разлагается на аммиак, воду и углекислый газ:
(NH4)2CO3 → 2NH3 + 2H2O + CO2
Гидрокарбонаты при нагревании переходят в карбонаты:
2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O
Качественной реакцией на ионы СО32─ и НСО3− является их взаимодействие с более сильными кислотами, последние вытесняют угольную кислоту из солей, а та разлагается с выделением СО2
Например, карбонат натрия взаимодействет с соляной кислотой:
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 ↑ + H2O
Гидрокарбонат натрия также взаимодействует с соляной кислотой:
NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 ↑ + H2O
Гидролиз карбонатов и гидрокарбонатов
Растворимые карбонаты и гидрокарбонаты гидролизуются по аниону. Гидролиз протекает ступенчато и обратимо, т.е. чуть-чуть:
I ступень: CO32- + H2O = HCO3— + OH—
II ступень: HCO3— + H2O = H2CO3 + OH—
Однако карбонаты и гидрокарбонаты алюминия, хрома (III) и железа (III) гидролизуются необратимо, полностью, т.е. в водном растворе не существуют, а разлагаются водой:
Al2(SO4)3 + 6NaHCO3 → 2Al(OH)3 + 6CO2 + 3Na2SO4
2AlBr3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3↓ + CO2↑ + 6NaBr
Al2(SO4)3 + 3K2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3K2SO4
Более подробно про гидролиз можно прочитать в соответствующей статье.
Поделиться ссылкой:
chemege.ru
Какие степени окисления проявляет углерод в соединениях?…
Углерод проявляет степени окисления от -4 до +4 включительно.
Степень окисления -4.
Метан Ch5 — органическое соединение, связи ковалентные полярные, степень полярности невысока, поскольку невысока разница электроотрицательностей водорода и углерода. В связи с этим невысока и его реакционная способность. Метан реагирует с небольшим числом элементов — с галогенами (реакции замещения), кислородом (реакция горения). При этом для начала реакции нужно сообщить энергию (световую hv, тепловую Q), хотя в итоге реакции идут с выделением значительного количества теплоты:
hv
Ch5 + Cl2 = Ch4Cl + HCl + Q
hv
Ch5 + 4 Cl2 = CCl4 + 4 HCl + Q
q
Ch5 + 2 O2 = CO2 + 2 h3O + Q;
Карбид алюминия Al4C3 — неорганическое соединение углерода, связи близки к ионным. Подвергается гидролизу как соль катиона Al³⁺и аниона C⁴⁻:
Al4C3 + 12 h3O = 4 Al(OH)3↓ + 3 Ch5 ↑
С кислотами реагирует подобно солям слабых кислот — с вытеснением «слабой кислоты» Ch5:
Al4C3 + 12 HCl = 4 AlCl3 + 3 Ch5↑
Степень окисления -3 и -2 во многих органических соединениях.
Степень окисления -2 в метиленовой группе — Сh3 —. Как видно, в этой группе две связи углерод образует с соседними атомами углерода, то есть они не вносят вклад в степень окисления, две другие связи углерод образует с атомами водорода (как в метане), что дает в сумме степень окисления -2. Из метиленовых групп образуются цепи углеводородов и их производных: Ch4 — Ch3 — Ch3 — Ch3 — …- Ch3 — Ch4
Степень окисления -3 в метильной группе -Сh4.
Углерод образует 3 связи с атомами водорода и одну связь с атомом углерода. Степень окисления в сумме -3. Метильными группами оканчиваются цепи углеводородов и их производных:
Ch4 — Ch4 (этан), Ch4 — Ch3 — Ch4 (пропан), (Ch4)₄С (2,2-диметилпропан)
*Примечание. Если углерод в метильных и метиленовых группах соединяется не с атомами углерода, а с другими атомами, то степень окисления будет другой, в зависимости от природы этих атомов. Например, в Ch4-Cl (хлорметан) степень окисления углерода -2, в Cl-Ch3-Cl (метиленхлорид, дихлорметан) степень окисления 0.
Степень окисления -1 в этине (ацетилене) H-С≡C-H и его однозамещенных гомологах.
Этин вступает во многие реакции, в отличие от этана и других алканов.
Связь водород-углерод в этине намного более полярна, чем в этане. Она близка к ионной, поэтому водород замещается на атомы металлов с образованием солеобразных продуктов:
C2h3 + 2 CuCl = Cu2C2 ↓ + 2 HCl
C2h3 + Ag2O = Ag2C2 ↓ + h3O
Ацетилен получают из карбида кальция CaC2, в котором углерод также имеет степень окисления -1. Связи в карбиде кальция близки к ионным.
С водой он реагирует с выделением ацетилена:
CaC2 + 2 h3O = h3C2 ↑ + Ca(OH)2
Степень окисления 0 встречается в простых веществах, образованных углеродом — в графите, алмазе, графене.
Кроме того, степень окисления 0 может быть и в сложных веществах, если атом углерода соединяется с 4 другими атомами углерода:
Ch4
|
Ch4 — С — Сh4 (2,2-диметилпропан)
|
Ch4
Или, как уже упоминалось, в случае метиленхлорида (дихлорметана) Ch3Cl2
Степень окисления +1, встречается, например, в галогеналканах, в частности, в трет-бутилхлориде (CH₃)₃С — Сl. Три метильные группы не влияют на степень окисления, один атом хлора дает для углерода степень окисления +1. Хлоралканы более реакционноспособны по сравнению с соответствующими алканами. В частности, атом хлора может замещаться на другие группы, в частности на гидроксильную. В нашем случае из трет-бутилхлорида образуется трет-бутиловый спирт. В полученном спирте степень окисления атома углерода, связанного с кислородом, будет также +1:
(CH₃)₃С — Cl + KOH = (CH₃)₃С — OH + KCl
Степень окисления +2 встречается в монооксиде углерода CO и в органических соединениях, где присутствует
метиленовая группа — Ch3 — .
CO не реагирует ни с кислотами и щелочами, ни с водой. Однако способен реагировать с металлами с образованием карбонильных комплексов:
Fe + 5 CO = Fe(CO)5
СO cгорает с образованием CO2:
2 CO + O2 = 2 CO2
Степень окисления +3 встречается в тригалогеналканах, например, в трихлорэтане h4C — CCl3. (Соответствующие спирты -С(OH)3 или альдегидоспирты -CO(OH) — довольно экзотические вещества, как правило, легко превращающиеся в другие, более стабильные вещества)
Степень окисления +4 в диоксиде углерода CO2 и его производных или в тетрахлорметане CCl4
Оба вещества не горят, не реагируют с водой и кислотами. Но CO2 реагирует с щелочами и основными оксидами с образованием солей:
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + h3O
CO2 + K2O = K2CO3
Оцени ответ
napyaterku.com
Степень окисления углерода (C), формула и примеры
Общие сведения о степени окисления углерода
В свободном состоянии углерод известен в виде алмаза, кристаллизующегося в кубической и гексагональной (лонсдейлит) системе, и графита, принадлежащего к гексагональной системе. Такие формы углерода, как древесный уголь, кокс или сажа имеют неупорядоченную структуру. Также есть аллотропные модификации, полученные синтетическим путем – это карбин и поликумулен – разновидности углерода, построенные из линейных цепных полимеров типа …-C≡ C-C≡C-… или .. = C = C = C = C = ….
Известны также аллотропные модификации углерода, имеющие следующие названия: графен, фуллерен, нанотрубки, нановолокна, астрален, стеклоуглерож, колоссальные нанотрубки; аморфный углерод, углеродные нанопочки и углеродная нанопена.
В природе углерод находится в виде двух стабильных изотопов 12С (98,892%) и 13С (1,108%).
Степень окисления углерода в соединениях
Углерод существует в виде нескольких простых веществ – аллотропных модификаций (см. выше), в которых его степень окисления равна нулю.
С менее электроотрицательными, чем он сам, элементами углерод дает карбиды. Поскольку для углерода характерно образовывать гомоцепи, состав большинства карбидов не отвечает степени окисления углерода (-4): Si+4C-4, B4C-4, CaC-42, Al4C-43. В качестве простейшего карбида можно рассматривать метан C-4H4.
Углерод проявляет степени окисления (+2) и (+4), в соединениях с более электроотрицательными, чем он сам, неметаллическими элементами, например C+2O-2, C+2S-2, H+1C-2N+1, C+4O-22, C+4F-14, C+4O-2S-2, C+4O-2Cl-12, C+4Cl-14 и т.д.
Примеры решения задач
ru.solverbook.com
| 1 | Найти число нейтронов | H | |
| 2 | Найти массу одного моля | H_2O | |
| 3 | Определить кислотность pH | 0.76M(HCl)(solution) | |
| 4 | Найти массу одного моля | H_2O | |
| 5 | Баланс | H_2(SO_4)+K(OH)→K_2(SO_4)+H(OH) | |
| 6 | Найти массу одного моля | H | |
| 7 | Найти число нейтронов | Fe | |
| 8 | Найти число нейтронов | Tc | |
| 9 | Найти конфигурацию электронов | H | |
| 10 | Найти число нейтронов | Ca | |
| 11 | Баланс | CH_4+O_2→H_2O+CO_2 | |
| 12 | Найти число нейтронов | C | |
| 13 | Найти число протонов | H | |
| 14 | Найти число нейтронов | O | |
| 15 | Найти массу одного моля | CO_2 | |
| 16 | Баланс | (a+b/c)(d-e)=f | |
| 17 | Баланс | CH_4+O_2→H_2O+CO_2 | |
| 18 | Баланс | C_8H_18+O_2→CO_2+H_2O | |
| 19 | Найти атомную массу | H | |
| 20 | Определить, растворима ли смесь в воде | H_2O | |
| 21 | Найти конфигурацию электронов | Na | |
| 22 | Найти массу одного атома | H | |
| 23 | Найти число нейтронов | Nb | |
| 24 | Найти число нейтронов | Au | |
| 25 | Найти число нейтронов | Mn | |
| 26 | Найти число нейтронов | Ru | |
| 27 | Найти конфигурацию электронов | O | |
| 28 | Найти массовую долю | H_2O | |
| 29 | Упростить | корень пятой степени 243 | |
| 30 | Определить, растворима ли смесь в воде | NaCl | |
| 31 | Найти эмпирическую/простейшую формулу | H_2O | |
| 32 | Найти степень окисления | H_2O | |
| 33 | Найти конфигурацию электронов | K | |
| 34 | Найти конфигурацию электронов | Mg | |
| 35 | Найти конфигурацию электронов | Ca | |
| 36 | Найти число нейтронов | Rh | |
| 37 | Найти число нейтронов | Na | |
| 38 | Найти число нейтронов | Pt | |
| 39 | Найти число нейтронов | Be | Be |
| 40 | Найти число нейтронов | Cr | |
| 41 | Найти массу одного моля | H_2SO_4 | |
| 42 | Найти массу одного моля | HCl | |
| 43 | Найти массу одного моля | Fe | |
| 44 | Найти массу одного моля | C | |
| 45 | Найти число нейтронов | Cu | |
| 46 | Найти число нейтронов | S | |
| 47 | Найти степень окисления | H | |
| 48 | Баланс | CH_4+O_2→CO_2+H_2O | |
| 49 | Найти атомную массу | O | |
| 50 | Найти атомное число | H | |
| 51 | Найти число нейтронов | Mo | |
| 52 | Найти число нейтронов | Os | |
| 53 | Найти массу одного моля | NaOH | |
| 54 | Найти массу одного моля | O | |
| 55 | Найти конфигурацию электронов | H | |
| 56 | Найти конфигурацию электронов | Fe | |
| 57 | Найти конфигурацию электронов | C | |
| 58 | Найти массовую долю | NaCl | |
| 59 | Найти массу одного моля | K | |
| 60 | Найти массу одного атома | Na | |
| 61 | Найти число нейтронов | N | |
| 62 | Найти число нейтронов | Li | |
| 63 | Найти число нейтронов | V | |
| 64 | Найти число протонов | N | |
| 65 | Вычислить | 2+2 | |
| 66 | Упростить | H^2O | |
| 67 | Упростить | h*2o | |
| 68 | Определить, растворима ли смесь в воде | H | |
| 69 | Найти плотность при стандартной температуре и давлении | H_2O | |
| 70 | Найти степень окисления | NaCl | |
| 71 | Найти степень окисления | H_2O | |
| 72 | Найти атомную массу | He | He |
| 73 | Найти атомную массу | Mg | |
| 74 | Вычислить | (1.0*10^-15)/(4.2*10^-7) | |
| 75 | Найти число электронов | H | |
| 76 | Найти число электронов | O | |
| 77 | Найти число электронов | S | |
| 78 | Найти число нейтронов | Pd | |
| 79 | Найти число нейтронов | Hg | |
| 80 | Найти число нейтронов | B | |
| 81 | Найти массу одного атома | Li | |
| 82 | Найти массу одного моля | H_2O | |
| 83 | Найти эмпирическую формулу | H=12% , C=54% , N=20 | , , |
| 84 | Найти число протонов | Be | Be |
| 85 | Найти массу одного моля | Na | |
| 86 | Найти конфигурацию электронов | Co | |
| 87 | Найти конфигурацию электронов | S | |
| 88 | Баланс | C_2H_6+O_2→CO_2+H_2O | |
| 89 | Баланс | H_2+O_2→H_2O | |
| 90 | Баланс | C_2H_6+O_2→CO_2+H_2O | |
| 91 | Найти конфигурацию электронов | P | |
| 92 | Найти конфигурацию электронов | Pb | |
| 93 | Найти конфигурацию электронов | Al | |
| 94 | Найти конфигурацию электронов | Ar | |
| 95 | Найти массу одного моля | O_2 | |
| 96 | Найти массу одного моля | H_2 | |
| 97 | Баланс | CH_4+O_2→CO_2+H_2O | |
| 98 | Найти число нейтронов | K | |
| 99 | Найти число нейтронов | P | |
| 100 | Найти число нейтронов | Mg |
www.mathway.com
Карбид кальция объясните почему CaC2 ?
Потому что 2 атома углерода образовывают между собой тройную связь, следовательно, чтобы соединиться с кальцием у них остается по 1 связи, то есть: Ca—C≡С — Ca
<img src=»//otvet.imgsmail.ru/download/26044_542d1740ea10112abb94ed0628d44c85_800.png» alt=»» data-lsrc=»//otvet.imgsmail.ru/download/26044_542d1740ea10112abb94ed0628d44c85_120x120.png» data-big=»1″>
Ну, иногда и в википедии не очень аккуратно рисуют и поясняют формулы. Это показан вариант 100% ионной связи, каковой реально в данной молекуле нет. Я не знаю, на сколько процентов электроны кальция, образовав две электронные пары ушли к иону ацетелинида, но явно не полностью. Правильней стоило провести наклонные черточки вверх от кальция к каждому из атомов углерода. Бывает. Википедия — конечно кладезь информации, но и неточности тоже бывают.
из-за смещения электронной плотности связи С-Н в сторону тройной связи в ацетилене, водород становится более подвижным. поэтому ацетилен обладает слабыми кислотными свойствами и может образовывать соединения с ионного характера с металлами, как это делают неорганические кислоты. по сути дела карбид кальция является ацетиленидом этого металла
touch.otvet.mail.ru
Cac2 название вещества — Помогите. какова степень окисления углерода в CaC2? — 22 ответа
В разделе Естественные науки на вопрос Помогите. какова степень окисления углерода в CaC2? заданный автором Вровень лучший ответ это У кальция степень окисления может быть только (+2), разумеется в чистом металле (0). Следовательно, в карбиде кальция на 2 атома углерода приходится (-2), оба атома углерода равноценны, отсюда следует, что степень окисления каждого атома углерода равна (-1).
Ответ от 22 ответа[гуру]Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: Помогите. какова степень окисления углерода в CaC2?
Ответ от Молокосос[новичек]
в СН4(метан) ст.ок. -4
в СН3ОН (метилоый спирт) ст.ок. -2
в СН3ОСН3 (ацетон) ст.ок. -2
в Н2ОСО (муравьиная кислота) ст.ок. +2
1. Роль углеродов в живой природе
Углерод (лат. Carboneum), С — химический элемент IV группы периодической системы Менделеева. Известны два стабильных изотопа 12С (98,892 %) и 13С (1,108 %).
Углерод известен с глубокой древности. Древесный уголь служил для восстановления металлов из руд, алмаз — как драгоценный камень. Значительно позднее стали применяться графит для изготовления тиглей и карандашей.
В 1778 К. Шееле, нагревая графит с селитрой, обнаружил, что при этом, как и при нагревании угля с селитрой, выделяется углекислый газ. Химический состав алмаза был установлен в результате опытов А.Лавуазье (1772) по изучения горения алмаза на воздухе и исследований С.Теннанта (1797), доказавшего, что одинаковые количества алмаза и угля дают при окислении равные количества углекислого газа. Углерод как химический элемент был признан только в 1789 А.Лавуазье. Латинское название сarboneum углерод получил от сarbo — уголь.
2.Распространение в природе.
Среднее содержание углерода в земной коре 2,3*10-2 % по массе (1*10 –2 в ультраосновных, 1*10 –2 в основных, 2*10 –2 в средних, 3*10 –2 в кислых горных породах). Углерода накапливается в верхней части земной коры (биосфере): в живом веществе 18 % углерода, в древесине 50 %, в каменном угле 80 %, в нефти 85 %, антраците 96 %. Значит часть углерода литосферы сосредоточена в известняках и доломитах.
Число собственных минералов углерода — 112; исключительно велико число органических соединений углерода — углеводородов и их производных.
С накоплением углерода в земной коре связано накопление и многих других элементов, сорбируемых органическим веществом и осаждающихся в виде нерастворимых карбонатов и т.д.
По сравнению со средним содержанием в земной коре человечество в исключительно больших количествах извлекает углерод из недр (уголь, нефть, природный газ), т.к. эти ископаемые — основные источники энергии.
Углерод широко распространён также в космосе; на Солнце он занимает 4-е место после водорода, гелия и кислорода.
3. Физические и химические свойства.
Известны четыре кристаллические модификации углерода: графит, алмаз, карбин и лонсдейлит. Графит — серо-черная, непрозрачная, жирная на ощупь, чешуйчатая, очень мягкая масса с металлическим блеском. При комнатной температуре и нормальном давлении (0,1 Мн/м2, или 1кгс/см2) графит термодинамически стабилен. Алмаз — очень твердое, кристаллическое вещество. Кристаллы имеют кубическую гранецентрированную решетку: а=3,560Б. При комнатной температуре и нормальном давлении алмаз метастабилен. Заметное превращение алмаза в графит наблюдается при температурах выше 1400°С в вакууме или в инертной атмосфере. При атмосферном давлении и температуре около 3700°С графит возгоняется. Жидкий углерод может быть получен при давлении выше 10,5 Мн/м2 (1051 кгс/см2) и температурах выше 3700°С. Для твердого углерода (кокс, сажа, древесный уголь) характерно также состояние с неупорядоченной структурой “аморфный” углерод, который не представляет собой самостоятельной модификации; в основе его строения лежит структура мелкокристаллического графита. Нагревание некоторых разновидностей “аморфного” углерода выше 1500-1600°С без доступа воздуха вызывает их превращение в графит. Физические свойства “аморфный” углерода очень сильно зависят от дисперсности частиц и наличия примесей. Плотность, теплоемкость, теплопроводность и электропроводность “аморфный” углерода всегда выше, чем графита. Карбин получен искусственно. Он представляет собой мелкокристаллический порошок черного цвета (плотность 1,9 — 2 г/см3). Построен из длинных цепочек атомов С, уложенных параллельно друг другу. Лонсдейлит найден в метеоритах и получен искусственно; его структура и свойства окончательно не установлены.
Конфигурация внешней оболочки атома углерода 2s22p2. Для углерода характерно образование четырех ковалентных связей, обусловленное в
Ответ от Michael Kirshyn[гуру]
минус один
Ответ от эльвина нурмухаметова[мастер]
у кальция 2+, а у углерода 2- . Это точно так)
Ответ от Просыхать[активный]
Оо
Карбид кальция на Википедии
Посмотрите статью на википедии про Карбид кальция
22oa.ru