Оксиды углерода
Углерод в химических связях с кислородом может образовывать два оксида: углекислый газ (CO₂) и угарный газ (CO).
При горении углерода в достаточном количестве кислорода образуется углекислый газ: C+O2→CO2.
В условиях недостатка кислорода образуется угарный газ: 2C+O2→2CO.
Углекислый газ не имеет запаха, угарный газ — ядовитый, его называют «угарным» из-за токсичного воздействия на организм.
Оксиды углерода отличаются химическими свойствами: угарный газ — сильный восстановитель, углекислый газ имеет слабые окислительные свойства.
Оксид углерода(II) (угарный газ)
Угарный газ CO — бесцветный и без запаха, опасный для человека.
Он способен образовывать комплексы с гемоглобином, что препятствует переносу кислорода в крови.
Является сильным восстановителем, применяется в металлургии для восстановления металлов из их оксидов.
Основная реакция восстановления железа в доменной печи: 4CO+Fe3O4→4CO2+3Fe.
Используется в химической промышленности как восстановитель.
Оксид углерода(IV) (углекислый газ)
Углекислый газ (CO2) — типичный кислотный оксид, образующий слабую угольную кислоту при растворении в воде.
В промышленности его получают термическим разложением карбонатов: CaCO3→CaO+CO2.
В лаборатории углекислый газ можно получить воздействием кислоты на карбонаты: CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2+H2O.
Он не поддерживает горение, используется в пожаротушении.
Химически взаимодействует с основаниями, образуя карбонаты: NaOH+CO2→NaHCO3.
Угольная кислота и её соли
Угольная кислота (H2CO3) — слабая двухосновная кислота, образует два ряда солей: карбонаты и гидрокарбонаты.
Примеры солей: Na2CO3 (карбонат натрия) и NaHCO3 (гидрокарбонат натрия).
Гидрокарбонаты при нагревании разлагаются до карбонатов, воды и углекислого газа.
Природное образование гидрокарбонатов происходит под воздействием воды и углекислого газа на карбонаты.
В лаборатории угольная кислота используется в реакциях нейтрализации и для выделения углекислого газа.
Применение карбонатов и гидрокарбонатов
Карбонаты широко применяются в промышленности для получения стекла, цемента и бумаги.
Гидрокарбонаты используются как антациды, средства для выпечки и очистки.
В природных условиях карбонаты образуют сталактиты и сталагмиты в пещерах.
Пример реакции: CaCO3+CO2+H2O↔︎Ca(HCO3)2.
Разложение гидрокарбонатов происходит при нагревании, выделяя CO2 и воду.