Тема: добування карбон (iv) оксиду і вивчення його властивостей.

Взаємоперетворення карбонатів і гідрокарбонатів.

Мета: ДобутиСО₂ та провести перетворення карбонатів в гідрокарбонати.

Теоретичні відомості

Карбон виявляє невисоку хімічну активність: більшість реакцій за його участю відбувається лише за високої температури. Карбон - один із найкращих відновників.

1. Взаємодія з оксидами металів. Під час нагрівання карбон відновлює метали з їхніх оксидів: СuО + С = Сu + СО↑

За наявності вільного доступу повітря при цьому утворюється оксид карбону (IV) СО₂: 2СuО + С = 2Сu + СО₂↑

2. Взаємодія з киснем. Карбон легко горить на повітрі. При цьому виділяється велика кількість теплоти, що свідчить про велику міцність зв’язків у молекулі оксиду карбону (IV), який утворюється:С + О₂ = СО₂↑

Продукт реакції горіння карбону залежить від температури.

За порівняно невисоких температур горіння утворюється діоксин карбону СО₂ , а за високих (понад 1000 ) – поряд з СО₂ утворюється значна кількість оксиду карбону (ІІ)СО.2С + О₂ = 2СО↑ С + СО₂ = 2СО↑

3. Взаємодія з водою. Якщо на розжарений карбон подавати водяну пару, то внаслідок реакції утвориться так званий водяний газ – суміш оксиду карбону (ІІ) і водню:С + Н₂О = СО + Н₂

4. Взаємодія з металами. Під час нагрівання карбон може взаємодіяти з деякими металами, утворюючи карбіди:Са +2 С = СаС₂

Карбіди – тверді і тугоплавкі речовини. У цих реакціях карбон виступає як окисник, що для нього не характерно.

5. Взаємодія з воднем. Вуглець може взаємодіяти з воднем. Реакція відбувається під час нагрівання до 500 за наявності порошку нікелю як каталізатора:

С+2Н₂=СН₄

Утворюється органічна сполука – метан СН₄ (головна складова частина природного газу).

Добування. У лабораторних умовах СО₂ добувають дією хлоридної кислоти на мармур: СаСО₃ +2 НСІ = СаСІ₂ + Н₂О + СО₂ ↑

Застосування: Вуглекислий газ СО₂ застосовують під час виробництва соди, цукру, для газування води, гасіння пожеж (наприклад, содові вогнегасники). Сухий лід використовують для зберігання продуктів, які швидко псуються.

Оксиди карбону (IV), або вуглекислий газ, СО₂ за стандартних умов – безбарвний газ, без запаху, важкий за повітря в 1,5 раза, доволі добре розчиняється у воді, особливо під тиском, легко перетворюється на рідину навіть за кімнатної температури і невеликого тиску (5 МПа). Зріджений СО₂ зберігають у стальних балонах. Якщо його швидко вилити з балона, вуглекислий газ випаровується, внаслідок чого частина газу перетворюється на снігоподібну масу. Твердий вуглекислий газ називають сухим льодом.

Оксид карбону СО, або чадний газ, - безбарвний газ, без запаху, отруйний, погано розчиняється у воді, трохи легший за повітря. Вуглекислий газ СО₂ у великих кількостях шкідливий для людини і тварин, спричиняє запаморочення, може викликати ядуху, тому приміщення, де перебувають люди, треба часто провітрювати.

Чадний газ СО – дуже отруйний. Він утворює стійку сполуку з гемоглобіном крові, внаслідок чого кров втрачає властивість переносити кисень в організм, і настає кисневе голодування.

Реактиви і обладнання: Хлоридна кислота (НCl), крейда (СаСО₃₎, вапняна вода (Са(ОН)₂), кальцинована сода ( Nа₂СО₃), газовідвідна трубка, пробіркодержач, штатив з пробірками.

Хід роботи:

Дослід 1. В пробірку помістіть 1 г СаСО₃ та долийте 1 мл НCl.

Запитання та завдання: Запишіть свої спостереження, рівняння реакцій.

Дослід 2. Якісна реакція на карбонат-іон (СО₃)^2-.

В пробірку всипаємо карбонат натрію ( Nа₂СО₃) та додаємо 1 мл розбавленої хлоридної кислоти(НCl), закриваємо пробірку пробкою з газовідвідною трубкою, кінець якої опускаємо в вапняну воду (Са(ОН)₂).

Запитання та завдання: Запишіть свої спостереження, рівняння реакцій.

 

Запитання до захисту лабораторної роботи:

1. Що відбувається при дії хлоридної кислоти на карбонати?

2. Як пояснити появу каламуті в пробірці з вапняною водою, крізь яку пропускали оксид карбону(IV), і розчинення каламуті?

3. Як карбон взаємодіє з оксидами металів?

 

Техніка безпеки

1. Фізіологічні дії реактивів, що використовуються:

· Кислоти та луги викликають опіки шкіри, подразнюють органи дихання, руйнують тканину одежі.

· Хімічні реактиви при попаданні в шлунок викликають отруєння.

2. Міри безпеки:

· Не допускати попадання кислоти, лугів, солей на руки і одежу.

· Працювати в халатах.

· Не пробувати реактиви на смак.

· Спиртівку гасити тільки ковпачком.

3. Правила першої допомоги:

· Уражені місця промити великою кількістю води.

· При опіках кислотами – уражені місця промити 2% розчином питної соди.

· При опіках лугами – уражені місця промити 1% розчином оцтової кислоти.

Лабораторна робота №4