Hogyan bányászják a szenet. Műszaki szén, előállítása

Munkaterv:

Bevezetés

A szénatom szerkezete.

eloszlás a természetben.

Szén beszerzése.

Fizikai és kémiai tulajdonságok.

nemzetgazdasági jelentősége.

szén a szervezetben.

Bibliográfia.

Bevezetés

Szén (lat. Carboneum), C - a periódus IV csoportjának kémiai eleme
Mengyelejev rendszerei. Két stabil izotóp ismert: 12С (98,892%) és 13С
(1,108 %).

A szén ősidők óta ismert. Faszén részére szolgált
fémek kinyerése ércekből, gyémánt - mint egy drágakő.
Jóval később a grafitot tégelyek gyártására kezdték használni és
ceruzák.

1778-ban K. Scheele, a grafitot salétromolással hevítve, felfedezte, hogy ugyanakkor
mint a szén salétromos hevítésekor szén-dioxid szabadul fel.
A gyémánt kémiai összetételét A. Lavoisier kísérletei eredményeként állapították meg
(1772) a gyémánt levegőben történő égésének tanulmányozásáról és S. Tennant kutatásairól
(1797), aki bebizonyította, hogy ugyanannyi gyémánt és szén ad
oxidáció egyenlő mennyiségű szén-dioxiddal. A szén mint vegyi anyag
az elemet csak 1789-ben ismerte fel A. Lavoisier. Latin név
carboneum kapott szenet szén - szén.

A szénatom szerkezete.

A legstabilabb, 12-es tömegű szénizotóp magja (a bőség
98,9%-ban 6 proton és 6 neutron (12 nukleon) van három részre rendezve
kvartettek, amelyek mindegyike 2 protont és két neutront tartalmaz, hasonlóan egy atommaghoz
hélium. A szén másik stabil izotópja a 13C (kb. 1,1%), és nyomokban
mennyiségben, létezik a természetben egy instabil 14C izotóp periódussal
felezési ideje 5730 év, ?-sugárzás birtokában. Normál szénben
Az élő anyag körforgásában mindhárom izotóp részt vesz CO2 formájában. A halál után
élő szervezet, a szénfogyasztás leáll és keltezhető
C-tartalmú objektumok a 14C radioaktivitás szintjének mérésével. hanyatlás
A 14CO2 β-sugárzása arányos a halál óta eltelt idővel.
1960-ban W. Libby díjat kapott a radioaktív szénnel végzett kutatásért
Nóbel díj.

Alapállapotban a szén 6 elektronja alkot elektront
konfiguráció 1s22s22px12py12pz0. A második szint négy elektronja
vegyérték, ami megfelel a szén pozíciójának az IVA csoportban
periodikus rendszer. Mivel egy elektronnak egy gázban lévő atomról való leválasztására
fázis sok energiát igényel (kb. 1070 kJ/mol), szén nem képződik
ionos kötések más elemekkel, mivel ez megkövetelné
az elektron leválása pozitív ion képződéséhez. Miután
elektronegativitása egyenlő 2,5, a szén nem mutat erős
elektronaffinitás, illetve nem aktív akceptor
elektronok. Ezért nem hajlamos negatívval rendelkező részecske kialakulására
díj. De a kötés részben ionos természetével néhány vegyület
szén létezik, például karbidok. A vegyületekben a szén kimutatható
oxidációs állapot 4. Hogy négy elektron tudjon részt venni benne
kötések kialakulásához szükséges a 2s elektronok deparálása és ugrás
ezen elektronok egyike a 2pz-es pályára; ebben az esetben 4
tetraéderes kötések, amelyek szöge közöttük 109°. Vegyületekben vegyérték
a szén elektronjai csak részben húzódnak el tőle, tehát a szén
erős kovalens kötéseket hoz létre a szomszédos C–C atomok között
megosztott elektronpár segítségével. Egy ilyen kötés megszakításának energiája 335
kJ/mol, míg a Si–Si kötésnél csak 210 kJ/mol,
ezért a hosszú –Si–Si– láncok instabilak. A kötés kovalens természete
még a nagyon reaktív halogén vegyületekben is megmarad
szén, CF4 és CCl4. A szénatomok képesek biztosítani
minden szénatomról egynél több elektront kötnek; Így
kettős С=С és hármas С?С kötések jönnek létre. Egyéb elemek is
kötéseket alakítanak ki atomjaik között, de erre csak a szén képes
hosszú láncokat alkotnak. Ezért ezrek ismertek a szénről
szénhidrogéneknek nevezett vegyületek, amelyekben a szén kötődik
hidrogén és más szénatomok, hosszú láncokat képezve ill
gyűrűs szerkezetek.

Ezekben a vegyületekben lehetőség van a hidrogén helyettesítésére más atomokkal, a legtöbb
gyakran oxigénre, nitrogénre és halogénekre, sok szerves vegyület képződésével
kapcsolatokat. Fontosság köztük a fluor-szénhidrogének -
szénhidrogének, amelyekben a hidrogént fluorral helyettesítették. Az ilyen kapcsolatok
rendkívül közömbösek, műanyagként és kenőanyagként használják őket
anyagok (fluor-szénhidrogének, azaz olyan szénhidrogének, amelyekben minden hidrogénatom van
fluoratomokkal helyettesítve) és alacsony hőmérsékletű hűtőközegként (freonok,
vagy freonok, - fluor-klór-szénhidrogének).

Elterjedés a természetben:

Egy szénatom négy elektronja van a külső négy AO-ján.
Ezért mind a négy AO részt vesz a kémiai kötések kialakításában.
Ez magyarázza a szénvegyületek sokféleségét és bőségét.

A szénvegyületek túlnyomó többsége az ún
szerves anyagok. Ebben a részben a tulajdonságokkal fogunk foglalkozni
szén alkotta szervetlen anyagok - egyszerű anyagok, annak
oxidok, szénsav és egyes sói.

A szén több egyszerű anyagot képez. Közülük a legfontosabb
gyémánt és grafit tekinthető. Ezek az allotróp módosulatok atomi
kristályrácsok, amelyek szerkezetükben különböznek egymástól. Innen
különbség a fizikai és kémiai tulajdonságok.

A gyémántban minden szénatom négy másik atomhoz kapcsolódik. BAN BEN
térben ezek az atomok a tetraéder közepén és sarkaiban helyezkednek el,
csúcsaikkal összekötve. Ez egy nagyon szimmetrikus és erős rács.
A gyémánt a legkeményebb anyag a Földön.

A grafitban minden atom három másik atomhoz kapcsolódik
repülőgépek. Ezeknek a kötéseknek a kialakulása három AO-t igényel hárommal
elektronok. A 2p-AO egy elektronnal rendelkező negyedik pályája található
merőleges a síkra. Az egész rácsnak ezek a megmaradt atomi pályái
átfedik egymást, és molekulapályák zónáját alkotják. Ezt a zónát
nincs teljesen elfoglalva, hanem félig, ami fémet biztosít
a grafit elektromos vezetőképessége (a gyémánttal ellentétben).

Az elektromos vezetőképesség mellett a grafitnak még három gyakorlati jelentősége van
tulajdonságait.

Először is a keménység. A grafit olvadáspontja 3500 felett van? VAL VEL -
ez a legtűzállóbb egyszerű anyag a Földön.

Másodszor, a felületén nincs semmilyen termék
kölcsönhatások környezet(a fémeken ezek oxidok),
növekvő elektromos ellenállás.

Harmadszor, az a képesség, hogy kenő hatást fejtsen ki a dörzsölésnél
felületek. A grafitkristályban a szénatomok szorosan kapcsolódnak egymáshoz
lapos rácsokban van, és a rácsok közötti kapcsolat gyenge, megvan
intermolekuláris természet, mint a molekularácsos anyagoknál.
Ezért a már kis mechanikai erők a rácsok elmozdulását okozzák
egymáshoz képest, ami meghatározza a grafit kenőanyagként való hatását.

A szénatomok közötti kötési energia egyszerű és összetett anyagokban, in
beleértve a gyémántot és a grafitot. Nagyon nagy. A gyémánt keménységéről
beszéltem. A kötés az atomok között és a grafithálózatban erős. Így,
a grafitszál szakítószilárdsága messze meghaladja a
vas és műszaki acél.

A grafit bázisán úgynevezett kompozit anyagokat készítenek.
különösen a szénszál-erősítésű műanyagok, amelyekben a grafitszálak egy mátrixon helyezkednek el
tól től epoxi gyantával. A kompozit anyagokat egyre gyakrabban használják
repülés- és űrtechnológia (elvégre az erőn kívül könnyűek is;
Hasonlítsa össze a grafit sűrűségét, p=2,3 g/cm3, a "könnyű" alumínium sűrűségével,
p=2,7g/cm3, különösen a vas, p=7,9g/cm3), valamint a hajógyártásban, ahol
a korrózióállóság különösen értékes.

Szén A szén vegyületei

Szén-monoxid (IV) Szénsav

Allotróp módosulatai vannak: gyémánt, grafit, karabély, fullerén stb.

Helyreállító tulajdonságokat mutat

Oxigénben ég: С+О2=СО2+Q

Kölcsönhatásba lép szén-monoxiddal (1U): С+СО2=2СО

Visszaállítja a fémeket oxidjaikból: 3С+Fe2O3=3CO2+4Fe

Nyugta

A metán nem teljes égése: CH4 + O2 \u003d C + 2H2O szagtalan gáz, szín és íz,
nehezebb a levegőnél

savas oxid

Feloldva kölcsönhatásba lép a vízzel: CO2 + H2O \u003d H2CO3

Reagál bázisokkal:

CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O

5. Reagál bázikus oxidokkal:

6. Reakciókban keletkezik

A) szén elégetése oxigénben:

B) szén-monoxid oxidációja (II):

C) metán elégetése:

CH4+O2=CO2+2H2O

D) savak kölcsönhatása karbonátokkal:

CaCO3+2HCI=CaCI2+CO2+H2O

E) karbonátok, szénhidrogének hőbomlása:

2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O

E) a légzés biokémiai folyamatainak oxidációja, bomlás.

1. Gyenge molekula. Gyenge kétbázisú sav. vizes oldatban
egyensúlyok vannak.

2. Lúgos oldatokkal kölcsönhatásba lép szén-dioxid oldataként
víz savas sók (szénhidrogének) képződésével és közeg
(karbonátok):

CO2+NaOH=NaHCO3

CO2+2NaOH=Na2CO3+

3. A sókból erősebb savak szorítják ki

CaCO3+2HCI=CaCI2+CO2+H2O

4. A szénsav sói hidrolízisen mennek keresztül

A szén kémiailag csak akkor inert, ha viszonylagos alacsony hőmérsékletek, A
magas szinten az egyik legerősebb redukálószer. Fő vegyszer
szén felhasználása - fémek, elsősorban vas redukciója,
ércekből.

A szén oxidjai.

Négy elektronnal a külső energiaszintjében, szénnel
az oxigénnel rendelkező vegyületek a körülményektől függően vegyértékeket mutatnak
+2 és +4.

Széntartalmú anyagok (fa, szén, földgáz) elégetésekor
metán, alkohol stb.) közönséges láng hőmérsékletén a következő reakció megy végbe:

C + O2 = CO2

De ha feltételeket teremt a hőmérséklet növeléséhez (például csökkentse
hőelvonás, amely egy vastag égő szénréteg belsejében fordulhat elő
nagyolvasztóban is), akkor a reakciók folytatódnak:

C + O2 = 2CO

CO2 + C = 2CO

A szén és anyagai teljes égésének terméke az
szén-monoxid (1U) CO2 - szén-dioxid. Légzés közben is keletkezik.
élő szervezetek és maradványaik bomlása. Ugyanakkor a szén-dioxid
(vízzel együtt) a növények által fogyasztott fő anyag
növekedésük folyamata.

Növekvő nyomással, már szobahőmérsékleten, szén-dioxid
cseppfolyósodik. Egyes típusú tűzoltó készülékek folyékony CO2-val vannak feltöltve.

A nyomás csökkentésével a folyékony szén-monoxid felforr. Ugyanakkor az övé
a hőmérséklet meredeken csökken, mivel, mint ismeretes, pórusképződés
A fizikából nagy mennyiségű hő költ el. Ennek eredményeként a CO2
megkeményedik. Szilárd formában (az úgynevezett "szárazjég") használják
hűtőfolyadékként. Nál nél légköri nyomás"szárazjég"
megolvad, és a jódhoz, a foszforhoz, a szénhez hasonlóan csak akkor szublimál
lényegesen alacsonyabb hőmérséklet (-75? C).

A földkéreg átlagos széntartalma 2,3 * 10-2 tömeg% (1 * 10 -2 hüvelyk
ultrabázikus, 1 * 10 -2 bázikus, 2 * 10 -2 közepes, 3 * 10 -2 savas
sziklák). A szén a földkéreg tetején halmozódik fel
(bioszféra): élő anyagban 18% szén, fában 50%, kőben
szén 80%, olaj 85%, antracit 96%. Tehát a szén egy része
A litoszféra mészkövekben és dolomitokban koncentrálódik.

A saját szénásványok száma - 112; kivételesen nagy számban
szerves vegyületek szén - szénhidrogének és származékaik.

A szén felhalmozódásával a földkéregben, sok más felhalmozódásával
a szerves anyagok által szorbeált és formában lerakódott elemek
oldhatatlan karbonátok stb.

A földkéreg átlagos tartalmához képest az emberiség benn
kizárólagosan Nagy mennyiségű kivonja a szenet a belekből (szén,
olaj, földgáz), mert ezek a kövületek a fő energiaforrások.

A szén az űrben is széles körben elterjedt; a Napon a 4. helyen áll
hely a hidrogén, hélium és oxigén után.

Szén beszerzése

Száraz desztilláció

faipari
kemény szén

Faszén
koksz

Aktív szén

A legtisztább szén a korom

Kémiai tulajdonságok

Inaktív, hidegben - csak F2-vel (CF4

Redukálószer (Gyengén kifejeződő (oxidatív

1) O2 + C (CO2 500 (C) alatt

(fények fel

CO2 + C (CO 900 felett (C(

2) H2O + C (CO + H2 1200 °C felett

2H2O + C (CO2 + CO2 + H2 1000 felett (C

3) CuO + C (Cu + CO at (t

Cu + 2 + 2e (A Cu0 oxidálószer, redukálódik

C0 -2e (C + 2 - redukálószer, oxidált

4) HNO3 + 3C (3 CO2 + 4 NO + 2 H2O

H2SO4 hígítással

Cu + 2 + 2e (A Cu0 oxidálószer, redukálódik

C0 -2e (C + 2 - redukálószer, oxidált

1) Ca + 2C (Ca ((kalcium-karbid

C + Si (CSi karborundum

Egy másik módja:

CaO + C (CaC2 + CO

2) 2H2 + C (C-4H+4

Tekintsük az ökörvörös szemszögéből:

4H0 -4e (4H+ - redukálószer, oxidált

C0 +4e (C-4 oxidálószer, redukálódik

A szén lehet oxidálószer és redukálószer is.

Szén-monoxid (IV)

Színtelen és szagtalan, vízben oldódik; -76 (C - szárazjég; kinyerés: in
mészkő égető ipar

CaCO3 (CaO + CO2(

A laboratóriumban erős savkiszorítású CaCO3 + 2HCl (CaCl2+

Az oxidáló tulajdonságok gyengén kifejeződnek: csak magas hőmérsékleten,
fémekkel az oxigén iránti affinitás, amely nagyobb, mint a C-é (Mg, K)

2Mg + CO2 (2MgO + C

Vízben oldva kis mennyiségben savas oxid képződik
szénsav

1. 2NaOH + CO2 (

Na2CO3 + H2O + CO2 (

Ezzel a módszerrel szénsav sóit lehet előállítani. Egy másik módja:

2. Csere reakció

BaCl2 + Na2CO3 (

(BaCO3(+ 2NaCl

Sók: 1) karbonátok, vízben oldódnak - csak lúgos és NH + 4 erős
hidrolízis.

Amikor a Ca(HCO3)2 (CaCO3 +

CaCO3 (CO2 + CaO

Az alkálifém-karbonátok bomlás nélkül megolvadnak.

Minőségi reakció

a pezsgés erős sav

CaCO3 + 2HCl (CaCl2+

A CO2 hatására a mész és a barit víz zavarossá válik Ca(OH)2 +

CO2 (CaCO3 + H2O

A régi meszes hegyek pusztulásához vezető feloszlás.

CaCO3 + H2O + CO2 ((Ca(HCO3)2 Szén-monoxid (II)

CO (szén-monoxid)

Színtelen gáz, szagtalan, mérgező, mert kötődik a hemoglobinhoz
vér. Vízben rosszul oldódik. Megszerzése: égés O2 hiányával

2CH4 + 3O2 (2CO(+

Laboratóriumban: a hatás koncentrált. H2SO4

HCOOH (CO(+ H2O

Oxálsav H2C2O4 (CO(+ CO2(+

Redukálószer Fe2O3 +

3CO (2Fe + 3CO2(

O2 + 2CO (2CO2(

Nem sóképző, de t = 200 (C, 20 atm

O - Na Szerves vegyületek CH4-karbidok - keletkeznek
fémekkel közvetlenül érintkezve.

2 csoport.

I. Fémes karbidok. Átmeneti Me + C. Elektronikus
vezetőképesség, fémes csillogás.

II. Az ionos karbidok elektropozitívabbak, színtelenek, átlátszóak,
ne vezessenek áramot.

1) Al4C3 + 12H2O (

(4Al(OH)3 + 3CH4(

C Be2C - ugyanaz a reakció

2) CaC2 + 2H2O (

(Ca(OH)2 + C2H2(

Na2C2; K2C2; SrC2; BaC2; Cu2C2

A hidrolízis során - acetilén és telítetlen szénhidrogének Mg2C2-ből; Fe3C,
lantanidok.

Fizikai és kémiai tulajdonságok:

A szén négy kristályos módosulata ismert: grafit, gyémánt,
karabély és lonsdaleite. Grafit - szürke-fekete, átlátszatlan, zsíros rá
tapintású, pikkelyes, nagyon puha, fémes fényű massza. Nál nél
szobahőmérséklet és normál nyomás (0,1 MN/m2 vagy 1kgf/cm2)
A grafit termodinamikailag stabil. Gyémánt - nagyon kemény, kristályos
anyag. A kristályoknak van egy köbös arc-központú rácsuk:
a \u003d 3,560 (. Szobahőmérsékleten és normál nyomáson gyémánt
metastabil. A gyémánt észrevehető átalakulása grafittá figyelhető meg
1400 feletti hőmérsékleten (C vákuumban vagy inert atmoszférában. At
atmoszférikus nyomás és körülbelül 3700 (C) hőmérsékletű grafit szublimál.
A folyékony szenet 10,5 MN/m2 feletti nyomáson lehet előállítani (1051
kgf / cm2) és 3700 (C) feletti hőmérsékleten. Szilárd szénhez (koksz, korom,
faszén) szintén rendezetlen szerkezetű állapot jellemzi
"amorf" szén, amely nem képvisel független
módosítások; szerkezete a finomkristályos szerkezeten alapul
grafit. Az "amorf" szén egyes fajtáinak melegítése magasabb
1500-1600 (levegő hozzáférés nélkül grafittá alakulnak.
Az „amorf” szén fizikai tulajdonságai nagyon erősen függnek attól
a részecskék diszperziója és a szennyeződések jelenléte. Sűrűség, hőkapacitás,
az "amorf" szén hővezető képessége és elektromos vezetőképessége mindig magasabb,
mint a grafit. Karbin mesterségesen nyert. Ő van
fekete színű finomkristályos por (sűrűsége 1,9-2 g/cm3).
C atomok hosszú, egymással párhuzamos láncaiból épül fel.
A lonsdaleitet meteoritokban találják, és mesterségesen állítják elő; felépítése és
ingatlanok még nem véglegesítettek.

A szénatom külső héjának konfigurációja 2s22p2. A szén számára
miatt négy kovalens kötés képződik
a külső elektronhéj gerjesztése 2sp3 állapotba. Ezért
a szén egyformán képes vonzani és adni
elektronok. A kémiai kötés az sp3-, sp2- ill
sp-hibrid pályák, amelyek megfelelnek a koordinációs számoknak 4.3
és 2. A szén vegyértékelektronjainak száma és a vegyértékpályák száma
egyaránt; ez az egyik oka a szénatomok közötti kötés stabilitásának.

A szénatomok egyedülálló képessége, hogy egyesüljenek egymással
erős és hosszú láncok, ciklusok kialakulása vezetett a kialakulásához
rengeteg különféle szénvegyületet tanulmányoztak
szerves kémia.

A vegyületekben a szén oxidációs foka -4; +2; +4. Atom
sugár 0.77(, kovalens sugarak 0.77(, 0.67(, 0.60(ill.
egyszeres, kettős és hármas kötések; ionos sugár С4- 2,60(, С4+ 0,20(.
Normál körülmények között a szén kémiailag inert, magas hőmérsékleten
sok elemmel kombinálódik, erős helyreállító hatást mutatva
tulajdonságait.

A szén minden formája ellenáll a lúgoknak és savaknak, és lassan oxidálódik.
csak nagyon erős oxidálószerekkel (króm keverék, tömény
HNO3 és KCIO3 stb.). Az „amorf” szén szobahőmérsékleten reagál a fluorral.
hőmérséklet, grafit és gyémánt - hevítéskor. Közvetlen kapcsolat
szén klórral elektromos ívben fordul elő; brómmal és jóddal
a szén nem reagál, ezért számos szén-halogenid
indirekt módon szintetizálódik. A COX2 általános képletű oxihalogenidek közül (ahol
X - halogén) a leghíresebb klóroxid COCI2 (foszgén).

1000°C feletti hőmérsékleten a szén sokakkal kölcsönhatásba lép
fémek, így karbidok. A szén minden formája hevítés közben
redukálja a fémoxidokat szabad fémek képződésével (Zn,
Cd, Cu, Pb stb.) vagy karbidok (CaC2, Mo2C, WC, TaC stb.). Szén
600-800 (C) feletti hőmérsékleten reagál vízgőzzel és szén-dioxiddal
gáz.

A szén minden formája oldhatatlan a szokásos szervetlen és szerves anyagokban
oldószerek, de oldódnak néhány olvadt fémben
(pl. Fe, Ni, Co).

Nemzetgazdasági érték:

A szén-dioxidot az a tény határozza meg, hogy az összes elsődleges forrás több mint 90%-a
a világ energiafogyasztása fosszilis tüzelőanyagokból származik,
amelynek meghatározó szerepe a következő évtizedekben is megmarad,
az intenzív fejlesztés ellenére atomenergia. csak körülbelül 10%
kitermelt tüzelőanyagot használnak nyersanyagként a fő
szerves szintézis és petrolkémiai szintézis
műanyag masszák stb.

Szén a szervezetben:

A szén a legfontosabb biogén elem, amely az élet alapját képezi
A Föld, számos szerves vegyület szerkezeti egysége,
az élőlények felépítésében való részvétel és létfontosságú tevékenységük biztosítása
(biopolimerek, valamint számos biológiailag alacsony molekulatömegű
hatóanyagok - vitaminok, hormonok, mediátorok stb.). Jelentős
az élőlények számára szükséges energia egy része a sejtekben termelődik miatt
szénoxidáció. Az élet megjelenését a Földön ben tartják számon
a modern tudomány mint a szénvegyületek evolúciójának összetett folyamata.

A szén vadon élő állatokban betöltött egyedülálló szerepe tulajdonságainak köszönhető,
amely összességében nem más eleme a periodikumnak
rendszerek. A szénatomok között, valamint a szén és a többi között
Az elemek erős kémiai kötéseket alkotnak, amelyek azonban képesek
viszonylag enyhe fiziológiai körülmények között megszakad (ezek a kötések
lehet egy-, két- vagy háromágyas). A szén képessége
4 ekvivalens vegyértékkötést képeznek más atomokkal. Szén
szénvázak építését teszi lehetővé különféle típusok -
lineáris, elágazó, ciklikus. Lényeges, hogy csak három van
elemek - C, O, H - az élő szervezetek össztömegének 98%-át teszik ki. Ez
a vadvilágban bizonyos gazdaságosság érhető el: gyakorlatilag azzal
a szénvegyületek korlátlan szerkezeti sokfélesége, egy kicsi
a kémiai kötések típusainak száma nagymértékben csökkentheti a számát
a szerves anyagok lebontásához és szintéziséhez szükséges enzimek.
Ennek hátterében a szénatom szerkezetének sajátosságai állnak különféle fajták
szerves vegyületek izomériája (optikai izoméria képessége
meghatározónak bizonyult az aminosavak, szénhidrátok és a biokémiai evolúcióban
néhány alkaloid).

A. I. Oparin hipotézise szerint az első szerves vegyületek a Földön
abiogén eredetűek voltak. A szénforrások (CH4) és
hidrogén-cianid (HCN), amely a Föld elsődleges légkörében található. VAL VEL
az élet, mint a szervetlen szén egyetlen forrásának megjelenése,
amelyen keresztül minden kialakul szerves anyag bioszféra az
szén-dioxid (CO2) a légkörben és abban is feloldódik
természetes vizek HCO3 formájában. A legerősebb abszorpciós mechanizmus
A szén (CO2 formájában) asszimilációja - fotoszintézis - történik
mindenütt előforduló zöld növények. A Földön evolúciós szempontból is több van
a CO2 kemoszintézis útján történő asszimilációjának ősi módja; ebben az esetben
A mikroorganizmusok - kemoszintetikus anyagok nem a Nap sugárzó energiáját használják fel, hanem
oxidációs energia szervetlen vegyületek. A legtöbb állat
kész szerves vegyületek formájában fogyasszon szenet étellel. BAN BEN
a szerves vegyületek asszimilációs módszerétől függően elfogadott
különbséget tenni az autotróf és a heterotróf szervezetek között. Alkalmazás
fehérjék és más mikrobiális tápanyagok bioszintéziséhez,
szénhidrogéneket használnak egyedüli szénforrásként
Az olaj az egyik fontos modern tudományos és műszaki probléma.

A szén stabil izotópjain kívül gyakori a természetben
radioaktív 14C (az emberi szervezetben körülbelül 0,1 mikrocurie-t tartalmaz).
A szénizotópok felhasználása a biológiai és az orvostudományban
kutatások sok jelentős előrelépést kapcsoltak össze az anyagcsere tanulmányozásában
anyagok és a szén körforgása a természetben. Tehát radiokarbon segítségével
címkéken igazolták a H14CO3 növények és szövetek általi megkötésének lehetőségét
állatoknál megállapították, tanulmányozták a fotoszintézis reakciójának sorrendjét
aminosav-anyagcsere, a bioszintézis útja sok biológiailag
hatóanyagok stb. A 14C használata hozzájárult a sikerhez
molekuláris biológia a fehérje bioszintézis és transzmisszió mechanizmusainak vizsgálatában
örökletes információk. 14C fajlagos aktivitásának meghatározása in
a széntartalmú szerves maradványok lehetővé teszik életkoruk megítélését,
amelyet a paleontológiában és a régészetben használnak.

Bibliográfia.

1. Akhmetov N.S. Szervetlen kémia. Proc. évfolyamos tanulók pótléka 8–9.
iskola mélyvel a kémia tanulmányozása. 2 részben - 1. rész, 2. rész, - 2. kiadás. -
M.: Felvilágosodás, 1990 - 208 p.

2. Akhmetov N.S. Általános és szervetlen kémia. Proc. egyetemi juttatás,
M.: elvégezni az iskolát, 1988-470 p.

3. Babich L.V., Balezin S.A., Glikina F.B., Zak E.G. Műhelymunka indul
szervetlen kémia. Proc. egyetemi pótlék, M .: Felsőiskola, 1989 -
300 s.

4. Bashlak A.T. "Mi képes meggyújtani a szén-dioxidot", w. "Kémia az iskolában"
1991, 5. szám, p. 58.

A korom (GOST 7885-86) az ipari széntermékek egy fajtája, amelyet főként a gumi gyártásánál használnak töltőanyagként, amely javítja annak hasznos tulajdonságait. A koksztól és a szuroktól eltérően csaknem egy szénből áll, koromnak tűnik.

Alkalmazási terület

A megtermelt korom körülbelül 70%-át gumiabroncsok gyártására, 20%-át gumitermékek gyártására használják fel. Ezenkívül a műszaki szenet a festék- és lakkgyártásban, valamint a nyomdafestékek gyártásában használják fel, ahol fekete pigmentként működik.

Egy másik alkalmazási terület a műanyagok és kábelköpenyek gyártása. Itt a terméket töltőanyagként adják hozzá, és különleges tulajdonságokat adnak a termékeknek. A kormot kis mennyiségben más iparágakban is használják.

Jellegzetes

A korom egy olyan eljárás terméke, amely a legújabb mérnöki technológiákat alkalmazza, és tisztasága, valamint jól meghatározott fizikai és kémiai tulajdonságai miatt semmi köze a koromhoz, amely a szén elégetése során szennyezett melléktermékként képződik. és fűtőolajból, vagy szabályozatlan belső égésű motorok működéséből. Az általánosan elfogadott nemzetközi osztályozás A kormot Carbon Black-nek nevezik (a fekete szén fordítása angolul), korom angolul - soot. Vagyis ezek a fogalmak jelenleg semmiképpen sem keverednek.

A gumik koromtöltéséből adódó erősítés hatása nem kevésbé volt fontos a gumiipar fejlődése szempontjából, mint a kén jelenségének felfedezése. A gumikeverékekben a nagyszámú, tömeg szerint felhasznált összetevőből származó szén a gumi után a második helyet foglalja el. A korom minőségi mutatóinak hatása a gumitermékek tulajdonságaira sokkal nagyobb, mint a fő összetevő - gumi - minőségi mutatói.

Megerősítő tulajdonságok

Javulás fizikai tulajdonságok a töltőanyag bevezetése miatti anyagot erősítésnek (megerősítésnek), az ilyen töltőanyagokat pedig erősítőknek (korom, kicsapott szilícium-oxid) nevezzük. Az összes erősítő közül a műszaki szénnek valóban egyedi jellemzői vannak. Már a vulkanizálás előtt megköti a gumit, és ezt a keveréket nem lehet oldószerekkel teljesen szétválasztani koromra és gumira.

A legfontosabb elasztomerek alapján nyert gumik szilárdsága:

A táblázat bemutatja a különböző típusú gumiból töltés nélkül nyert és koromgal töltött vulkanizátumok tulajdonságait. A bemutatott adatokból jól látható, hogy a -karbon töltet milyen jelentősen befolyásolja a gumik szakítószilárdságát. By the way, más diszpergált porok, amelyeket gumikeverékekben használnak a kívánt szín eléréséhez vagy a keverék költségeinek csökkentéséhez - kréta, kaolin, talkum, vas-oxid és mások - nem rendelkeznek megerősítő tulajdonságokkal.

Szerkezet

A tiszta természetes szén a gyémánt és a grafit. Kristályszerkezetük jelentősen eltér egymástól. A természetes grafit és a mesterséges anyag korom szerkezetének hasonlóságát röntgendiffrakcióval állapították meg. A grafit szénatomjai kondenzált aromás gyűrűszerű rendszerek nagy rétegeit alkotják, atomközi távolságuk 0,142 nm. Ezeket a kondenzált aromás rendszerek grafitrétegeit általában alapsíknak nevezik. A síkok közötti távolság szigorúan meghatározott és 0,335 nm. Minden réteg párhuzamosan helyezkedik el egymással. A grafit sűrűsége 2,26 g/cm 3 .

A grafittal ellentétben, amelynek háromdimenziós rendje van, a műszaki szénre csak a kétdimenziós rend jellemző. Jól kidolgozott grafitsíkokból áll, amelyek körülbelül egymással párhuzamosan helyezkednek el, de a szomszédos rétegekhez képest eltolva - vagyis a síkok tetszőlegesen vannak orientálva a normálhoz képest.

Képletesen a grafit szerkezetét egy szépen összehajtott kártyapaklival, a korom szerkezetét pedig egy olyan kártyapaklival hasonlítják össze, amelyben a kártyák el vannak tolva. Ebben a síkközi távolság nagyobb, mint a grafité, és 0,350-0,365 nm. Ezért a korom sűrűsége alacsonyabb, és a márkától függően 1,76-1,9 g / cm 3 tartományba esik (leggyakrabban 1,8 g / cm 3).

Színezés

Pigment (színező) bélyegek korom nyomdafestékek, bevonatok, műanyagok, rostok, papír és építőanyagok. A következőkre oszthatók:

• erősen színező korom (HC);
• közepes szín (MS);
• normál festés (RC);
• alacsony szín (LC).

A harmadik betű a gyártási módot jelöli - kemence (F) vagy csatorna (C). Megnevezési példa: HCF - magas színű kemencefekete (Hiqh Color Furnace).

Egy termék színezőereje a részecskemérettől függ. A műszaki szén méretüktől függően csoportokra oszlik:

Osztályozás

Az erősítő hatás mértéke szerint a gumi műszaki karbonja a következőkre oszlik:

• Erősen erősítő (futófelület, kemény). Megnövelt tartóssággal és kopással szembeni ellenálló képességgel rendelkezik. A részecskeméret kicsi (18-30 nm). Használt szállítószalagokban, gumiabroncs futófelületekben.
• Félig megerősített (vázas, puha). A részecskeméret átlagos (40-60 nm). Különféle gumitermékekben, gumiabroncs-vázban használják.
• Alacsony nyereség. A részecske mérete nagy (60 nm felett). Korlátozott felhasználás az abroncsiparban. Biztosítja a szükséges szilárdságot, miközben megőrzi a gumitermékek nagy rugalmasságát.

A korom teljes besorolását az ASTM D1765-03 szabvány tartalmazza, amelyet az összes globális termékgyártó és felhasználó elfogad. Ebben az osztályozást különösen a részecskék fajlagos felületének tartománya szerint végzik:

Korom gyártása

Három technológia létezik az ipari korom előállítására, amelyek a szénhidrogének tökéletlen égésének ciklusát alkalmazzák:

• kemence;
• csatorna;
• lámpa;
• vérplazma.

Létezik olyan termikus módszer is, amelyben magas hőmérsékleten az acetilén bomlása ill földgáz.

Számos, különböző technológiával előállított minőségnek sokféle jellemzője van.

Gyártási technológia

Elméletileg a fenti módszerek mindegyikével lehetséges a korom előállítása, azonban az előállított termék több mint 96%-a kemencés módszerrel folyékony nyersanyagból származik. Az eljárás lehetővé teszi különböző minőségű korom előállítását bizonyos tulajdonságokkal. Például több mint 20 koromfajtát állítanak elő ezzel a koromtechnológiával.

Az általános technológia ez. A rendkívül tűzálló anyagokkal bélelt reaktorba 800 °C-ra melegített levegőt is szállítanak. A földgáz égése következtében 1820-1900 ° C hőmérsékletű teljes égéstermékek keletkeznek, amelyek bizonyos mennyiségű szabad oxigént tartalmaznak. A folyékony szénhidrogén nyersanyagokat a teljes égés magas hőmérsékletű termékeibe fecskendezik, előzetesen alaposan összekeverik és 200-300 °C-ra melegítik. A nyersanyagok pirolízise szigorúan ellenőrzött hőmérsékleten történik, amely az előállított korom minőségétől függően 1400 és 1750 °C között változik.

A nyersanyagellátás helyétől bizonyos távolságban a termikus-oxidatív reakciót víz befecskendezésével leállítják. A pirolízis eredményeként keletkező korom és reakciógázok a légfűtőbe jutnak, amelyben hőjük egy részét a folyamatban használt levegőnek adják le, miközben a szén-gáz keverék hőmérséklete 950-1000 °C-ról csökken. 500-600 °C-ra.

A további vízbefecskendezés következtében 260-280 °C-ra történő lehűlés után a korom és gázok keveréke zsákos szűrőbe kerül, ahol a korom elválik a gázoktól és a szűrőgaratba kerül. A szűrőgaratból leválasztott kormot gázvezetéken keresztül egy ventilátor (turbóventilátor) vezeti a granuláló szakaszba.

Korom gyártói

A világ koromtermelése meghaladja a 10 millió tonnát. A termék iránti ekkora igény elsősorban egyedi erősítő tulajdonságainak köszönhető. Az ipar mozdonyai a következők:

• Aditya Birla Group (India) - a piac körülbelül 15% -a.
• Cabot Corporation (USA) - a piac 14%-a.
• Orion Engineered Carbons (Luxemburg) - 9%.

A legnagyobb orosz szén-dioxid-termelők:

• Omsktehuglerod LLC – 40% orosz piac. Gyárak Omszkban, Volgogradban, Mogilevben.
• OAO Yaroslavl műszaki szén - 32%.
• OAO Nizhnekamsktehuglerod - 17%.

§ 4.1. A szén-alcsoport elemeinek általános jellemzői

A IV. csoport fő alcsoportjának kémiai elemei közé tartozik szén c, szilícium Si, germánium Ge, ón sn és vezet Pb. A C - Si - Ge - Sn - Pb sorozatban az elemek eltérő kémiai jellege miatt két alcsoportra oszthatók: szén és szilícium alkotja. szén alcsoportja, germánium, ón, ólom - alcsoport germánium.

Az elemek atomjainak külső rétegének elektronikus konfigurációi ns 2 np 2, vegyületekben –4 és +4 közötti oxidációs állapotot mutathatnak. Az V. csoport fő alcsoportjához hasonlóan az elemek kémiai tulajdonságaiban változás figyelhető meg: a szén és a szilícium a tipikus nemfémek tulajdonságait, a germániumot átmeneti tulajdonságok jellemzik, az ón és az ólom pedig a tipikus fémek. Egy alcsoport atomszámának növekedésével az elemek elektronegativitása csökken. A kovalens vegyületek a szénre és a szilíciumra, míg az ionos vegyületek az ónra és az ólomra jellemzőek.

A IV. csoport fő alcsoportjának elemeinek néhány tulajdonságát a táblázat mutatja be. 4.1.

asztal 4.1

Elem tulajdonságai
szén és egyszerű anyagok alcsoportjai

Táblázat adatai. 4.1 erősítse meg, hogy a C - Si - Ge - Sn - Pb sorozatban a tulajdonságok monoton változása figyelhető meg nemfémesről fémesre. Ez a legmagasabb +4 oxidációs állapotú elemek vegyületeinek stabilitásának csökkenésében és az alacsony oxidációs állapotú elemek vegyületeinek stabilitásának növekedésében nyilvánul meg, +2. A C, Si és Ge esetében a szabad kationok képződése nem jellemző, az Sn és a Pb könnyen képez Sn 2+ és Pb 2+ kationokat.

A fémes tulajdonságok növekedését bizonyítja a +4 oxidációs állapotú elemek oxidjainak és hidroxidjainak sav-bázis tulajdonságainak változása, amikor szénről ólomra váltanak át:

A megfelelő hidroxidok savas tulajdonságai hasonlóan változnak.

A széntől az ólomig terjedő sorozatban az elem-oxidok stabilitása +2 oxidációs állapotban megnő.

A szén a természetben két stabil izotóp formájában létezik: 12 C (98,9%) és 13 C (1,1%).

A b-radioaktív szén-izotóp 14 C nagy jelentőséggel bír. radiokarbon A széntartalmú kőzetek korának meghatározására szolgáló módszer a szén stabil és radioaktív izotópjainak arányának kiszámítása.

A szén a 11. helyen áll a Föld bőségében. A légkörben CO 2 formájában található, sok ásvány és kőzet keletkezik belőle, például kréta, mészkő, márvány (amelynek kémiai képlete CaCO 3), dolomit (MgCO 3 CaCO 3), malachit (CuCO 3 Cu (OH) 2). A szén a fehérjék, nukleinsavak, szénhidrátok része - olyan anyagok, amelyek nélkül az élet lehetetlen.

Szinte minden vegyületben (a CO és a SiO kivételével) a szén és a szilícium négy vegyértékű. A szénatomok sok vegyületben –C–C– láncot alkotnak. A szilíciumvegyületekre is jellemző a polimer szerkezet, de a szénatomoktól eltérően a szilícium atomok elágazó láncokat alkotnak, nem egymással, hanem oxigénen –Si–O–Si– keresztül kapcsolódnak.

A szén több egyszerű anyagot képez: gyémánt, grafit, karabin, fullerén és amorf szén.

GYÉMÁNTegy színtelen átlátszó, erősen törő kristály, amelynek sűrűsége 3,52 g/cm 3 . A külső szerkezete energia szint A gerjesztetlen állapotban lévő szénatom az elektronikus konfigurációt írja le 2 s 2 2p 2. Amikor egy szénatomban kémiai kötések jönnek létre, az elektronok a s-alszintet, és megkapja a 2-es konfigurációt s 1 2p 3. A négy párosítatlan elektron pályája megy keresztül sp 3-hibridizáció, amely négy egyenértékű hibrid pálya kialakulásához vezet, amelyek között a szög egyenlő a tetraéderes pályával. A benne lévő atomok sp 3-hibrid állapotú, és gyémánt szerkezetet alkotnak. A gyémánt egy nagy szilárdságú anyag, egyedülálló keménységgel és kiváló törőképességgel, ami fontos a koptató anyagok, vágószerszámok és ékszerek készítéséhez.

GRAFITegy szürke, átlátszatlan tapintású zsíros massza, sűrűsége 2,27 g/cm 3 . A grafitban a szénatomok benne vannak sp 2-hibrid állapot, amely a grafit réteges szerkezetét okozza, amely lapos hatszögekből áll. A különböző rétegekben elhelyezkedő szénatomok közötti távolság meghaladja a rétegen belüli atomok közötti távolságokat. A grafit réteges szerkezete magyarázza elektromos és hővezető képességét, valamint azt, hogy nyomot hagyhat a szilárd felületen. A gyémánt grafittá alakításához levegő nélkül 1800–1850 ° C-ra kell melegíteni. A fordított folyamat 3000 ° C hőmérsékleten és 10 6 - 10 7 kPa nyomáson megy végbe.

A grafitot széles körben használják elektródaanyagként az elektrokémiában; a kenőanyagok része, atomreaktorokban neutronmoderátorként használják.

CARBINegy fekete kristályos por, amelynek sűrűsége 1,9 g/cm 3 . Ennek előállításához acetilén dehidrogénezési reakciót alkalmaznak 1000 ° C-on, amelynek eredményeként n C 2 H 2 molekulákból –C º C–C º C–C º C– lineáris szerkezetű polimert kapunk. Ebben a módosításban a szénatomok benne vannak sp- hibrid állapot.

FULLÉRENESgrafitgőzök kondenzációs termékeiben találtak. A C 60 fullerén molekula összekapcsolt öt- és hattagú ciklusokat képvisel, amelyek sp 2 és sp 3 hibrid állapotú szenet tartalmaznak. A C 60 mellett a C 70 és C 76 összetételű fullerének is elkülönülnek.

AMORF SZÉN - a szén leggyakoribb allotróp módosulata . Leggyakrabban különféle szerves anyagok bomlásával nyerik. Ezt a formát néha szénnek vagy aktív szénnek is nevezik.

SZILÍCIUM- az oxigén után a leggyakoribb elem a földkéregben (27,6 tömeg%). Három stabil izotópja van: 28Si (92,27%), 29Si (4,68%) és 30Si (3,05%). A szilícium természetesen formában fordul elő szilícium-dioxid- szilícium-oxid (IV) SiO 2 (néha nevezik kvarc vagy homok), szilikátokÉs alumínium-szilikátok például csillám KAl 3 (OH, F) 2, azbeszt (Mg, Fe) 6 (OH) 6, talkum Mg 3 (OH) 2. A redukció során a SiO 2 részecskeméretétől és szennyezőanyag-tartalmától függően a szilícium különféle módosulatai érhetők el.

Amorf szilícium egy barna por kristály- világosszürke kemény rideg kristályok fémes megjelenés. A kristályrácsban minden szilíciumatom olyan állapotban van sp 3 hibridizáció, és négy másik atom veszi körül, amelyekhez kovalens kötéssel kapcsolódik – a kristályos szilícium hasonló a gyémánthoz.

A szilíciumot széles körben használják a mikroelektronikában mikrochipek félvezető anyagaként és a kohászatban tiszta fémek előállítására.

§ 4.2. A szén és a szilícium kémiai tulajdonságai

1. A több elektronegatív elem (oxigén, halogének, nitrogén, kén) alkotta egyszerű anyagokkal való reakciók során szén és szilícium tulajdonságait redukálószerek. Ha a grafitot és a szilíciumot oxigénfelesleggel hevítjük, magasabb oxidok képződnek, oxigénhiány esetén pedig CO és SiO-monoxidok képződnek:

E + O 2 \u003d EO 2 (többlet oxigén);

2E + O 2 \u003d 2EO (oxigénhiány).

A szén és a szilícium normál körülmények között fluorral reagálva CF 4 és SiF 4 tetrafluoridokat képez, a CCl 4 és SiCl 4 tetrakloridok előállításához a reaktánsok melegítése szükséges. A kén és a nitrogén csak erős hevítés esetén lép reakcióba szénnel és szilíciummal:

C+2S CS2;

2C + N 2 C 2 N 2;

Si + 2S SiS 2 .

Amikor a keverék felmelegszik kvarchomokés kb. 2000 °C hőmérsékleten kokszol, szilícium-karbid képződik, ill karborundum- tűzálló anyag, keménysége közel a gyémánthoz:

SiO 2 + 3C \u003d SiC + 2CO.

A szenet gyakran használják az alacsony aktivitású fémek oxidjaiból való redukálására és a fém-szulfátok szulfidokká történő átalakítására:

CuO + C Cu + CO

BaSO4 + 4C BaS + 4CO.

2. Reakciók savakkal. A szén és a szilícium ellenáll a közönséges savak hatásának. A szenet tömény kénsavval és salétromsavval oxidálják:

C + 2H 2SO 4 \u003d CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O;

3C + 4HNO 3 \u003d 3CO 2 + 4NO + 2H 2 O.

A tömény kénsavban és salétromsavban lévő szilíciumot passziválják és tömény salétromsav és hidrogén-fluorid, valamint tömény salétromsav és sósav keverékében oldják

3Si + 4HNO 3 + 18HF = 3H 2 SiF 6 + 4NO + 8H 2 O.

Ebben a reakcióban a salétromsav oxidálószer, a hidrogén-fluorid vagy sósav pedig komplexképző szerepet tölt be.

3. Reakciók lúgokkal. A szilícium lúgok vizes oldatában hidrogén felszabadulásával oldódik:

Si + 2NaOH + H 2 O \u003d Na 2 SiO 3 + 2 H 2.

4. Kölcsönhatás vízzel. Normál körülmények között a szilícium nem kölcsönhatásba lép a vízzel, hanem az alatt magas hőmérsékletű reagál a vízgőzzel:

Si + \u003d H 2 SiO 3 + 2H 2.

5. Oxidatív tulajdonságait szén és szilícium az aktív fémekkel való reakciókban nyilvánul meg, a képződéssel karbidokÉs szilicidek:

Ca + 2C \u003d CaC 2;

2Mg + Si = Mg2Si.

6. Szén- és szilíciumképes aránytalan aktív fémek oxidjaival hevítve oxidokat, karbidokat és szilicideket képezve:

CaO + 3C \u003d CaC 2 + CO;

2Al 2 O 3 + 9C \u003d Al 4 C 3 + 6CO;

2MgO + 3Si = Mg 2Si + 2SiO.

§ 4.3. Szén és szilícium oxigénvegyületei

SZÉN(II)-OXID A CO vagy szén-monoxid normál körülmények között színtelen és szagtalan gáz, t pl = -205 °C, t kip \u003d -191,5 ° C. Erősen mérgező, kékes lánggal ég, a levegőnél könnyebb, vízben rosszul oldódik (2,3 térfogat CO 100 térfogat H 2 O-ra 293 K-on).

Szén-monoxid képződik, amikor szén elégetik oxigénhiányban, emellett CO nyerhető forró szén és vízgőz vagy szén-dioxid reakciójával:

C + H 2O CO + H 2;

CO2 + C2CO.

Nyugta.A laboratóriumbanA CO-t hangya- vagy oxálsav dehidratálásával nyerik kénsav, mint vízeltávolító szer jelenlétében:

HCOOH CO + H 2 O;

H 2 C 2 O 4 CO + CO 2 + H 2 O.

Kémiai tulajdonságok. 1. Amikor szén-monoxidot (II) nagy nyomáson lúgos olvadékba vezetünk, hangyasav só képződik:

CO + KOH = HCOOK.

Ez a reakció, valamint a CO hangyasav dehidratálásával történő előállításának laboratóriumi módszere lehetővé teszi számunkra, hogy formálisan feltételezzük, hogy a CO - hangyasavanhidrid. Ez az állítás azonban csak formális, mivel a hangyasav fordított eljárása a szén-monoxid hidratálása során nem hajtható végre.

A szén-monoxidban lévő szén oxidációs állapota - +2 - nem felel meg a CO-molekula szerkezetének, amelyben a szén és oxigén elektronok párosításával létrejövő két kötésen kívül van még egy donor- akceptor mechanizmus az egyedüli oxigén elektronpár miatt (nyíl ábrázolva):

A hármas kötés jelenléte magyarázza a CO-molekula erősségét és alacsony reakcióképességét normál hőmérsékleten. Normál körülmények között szén-monoxid nem lép interakcióba vízzel, lúgokkal és savakkal.

2. Magasabb hőmérsékleten a CO kölcsönhatásba lép oxigénnel és fém-oxidokkal:

2CO + O 2 \u003d 2CO 2;

FeO + CO \u003d Fe + CO 2.

3. Ha szén-monoxid és klór keverékét vezetjük át egy rétegen aktív szén mérgező anyagot kaphat – mérgező gázt foszgén légúti bénulást okoz:

CO + Cl 2 \u003d COCl 2.

4. Ha a szén-monoxidot hidrogénnel emelt nyomáson hevítjük, metil-alkohol képződik:

CO + 2H 2 → CH 3OH.

Karbonilok.A szén-monoxid (II) számos átmeneti fémmel kölcsönhatásba lép, és illékony vegyületeket képez. karbonilok:

Ni + 4CO = Ni(CO) 4 .

A CO-molekulában a szénatomnak van egy megosztott elektronpárja, amely meghatározza ennek a molekulának a donor tulajdonságait. A nikkel-karbonil-molekulában a Ni-C kovalens kötés a donor-akceptor mechanizmussal jön létre, az elektronsűrűség a szénatomról a nikkelatomra tolódik el. A fématom negatív töltésének növekedését a fématom részvétele kompenzálja d-elektronok a kötésképzésben, így a karbonilben lévő fém oxidációs állapota nulla.

A fém-karbonilok nem poláris oldószerekben oldódnak, illékonyak. Tiszta fémek előállítására használják őket, mivel hevítéskor fémre és szén-monoxidra (II) bomlanak. A karbonilok összetételének meghatározására az ún szabály 18 elektron: a fém és a CO molekulák által biztosított elektronok összes vegyértékelektronjainak száma (mindegyikből 2 db) legyen 18. A páratlan rendszámú fémek így nem tudnak 18 elektronból álló héjat alkotni, ezért jellemzik őket polimer ( többnyire dimer) karbonilok, például 2 . A dimer karbonilokban fém-fém kötés jön létre, és a CO-molekulák áthidalják a kötést.

A szén-monoxid CO jó redukálószer az ezüstsók sóinak ammóniás oldataiból:

2OH + CO \u003d 2Ag ↓ + (NH 4) 2 CO 3 + 2 NH 3

SZILÍKON(II)-OXIDA SiO-t SiO 2 és Si keverékének vákuumban, 1100–1300 °C hőmérsékleten történő együttes bepárlásával nyerik. A SiO 2-oxid SiO-monoxiddá redukálásához hidrogént vagy szenet is lehet használni, a folyamatokat a következő helyen kell végrehajtani: 1000°C hőmérsékleten.

SiO 2 + H 2 \u003d SiO + H 2 O;

SiO 2 + C \u003d SiO + CO.

A szilícium(II)-oxid barna por, amely levegőn gyorsan oxidálódik. Lúgokban és fluorsavban a SiO könnyen oldódik.

Ezt a vegyületet elsősorban pigmentként használják olajfestményekés polírozószer.

SZÉN(IV)-OXID (szén-dioxid, szén-dioxid, szénsavanhidrid) CO 2 - színtelen és szagtalan gáz, amely nem támogatja a légzést és az égést, nehezebb a levegőnél, t olvadáspont = -57 ° C 5 atm nyomáson, vízben oldódik (88 térfogat CO 2 100 térfogat vízben 20 ° C-on). Normál nyomáson a szilárd szén-dioxid gáz halmazállapotúvá válik, megkerülve a folyadékot ( szublimált). Normál hőmérsékleten, 60 atm nyomáson a gáz folyadékká alakul. A CO 2 molekula lineáris, két kettős kötéssel:

O=C=O

Az iparban szén-monoxid (IV) előállításához a márvány magas hőmérsékletű bomlását használják:

CaCO 3 CaO + CO 2 .

A laboratóriumbannagy mennyiségű szén-dioxid előállításához a márványt sósavval kezelik:

CaCO 3 + 2HCl \u003d CaCl 2 + H 2 O + CO 2.

A felszabaduló CO 2 kimutatására mészvízen vezetik át, és fehér kalcium-karbonát csapadék válik ki:

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ¯ + H 2 O.

Emlékeztetni kell arra, hogy CO 2 atmoszférában a meggyújtott magnézium nem alszik ki, hanem tovább ég:

2Mg + CO 2 \u003d 2MgO + C

SZÉNSAV H 2 CO 3 kis mennyiségben képződik szén-dioxid vízben való oldásakor, miközben az oldatban a következő egyensúlyok állnak fenn:

H 2 O + CO 2 ↔ H 2 CO 3 ↔ H + + ↔ 2H + +.

25°C-on K 1 \u003d 4 × 10 -7, K 2 \u003d 5 × 10 -11.A szénsav szabad formában nagyon gyenge és instabil. A következő szerkezettel rendelkezik:

Kétbázisú savként közepes sókat képez ¾ karbonátokés savanyú ¾ bikarbonátok. Amikor erős savak hatnak a szénsav sóira, szén-dioxid szabadul fel, amelyet úgy használnak fel kvalitatív reakció ezekre a sókra:

NaHCO 3 + HCl \u003d NaCl + CO 2 + H 2 O;

BaCO 3 + 2HCl \u003d BaCl 2 + CO 2 + H 2 O.

Az összes karbonát közül csak az alkálifém-karbonátok oldódnak vízben (a Li 2 CO 3 a legrosszabbul) és az ammóniumban. A legtöbb fém hidrogén-karbonátja jól oldódik vízben.

Feleslegben lévő szén-monoxid (IV) hatására a vízben oldhatatlan karbonátok oldható szénhidrogénekké alakulnak:

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 \u003d Ca (HCO 3) 2.

Hevítéskor a szénhidrogének karbonátokra, szén-dioxidra és vízre bomlanak:

2NaHCO 3 Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2.

Minden karbonát, kivéve a termikusan stabil alkálifém-karbonátokat, hevítés hatására fém-oxiddá és szén-dioxiddá bomlik:

CaCO 3 CaO + CO 2 .

A közepes és savas karbonátok mellett ismertek fő- karbonátok. Közepes karbonátok alacsony aktivitású fémek sóin történő hatására keletkeznek:

2CuSO 4 + 3Na 2CO 3 + 2H 2 O =
\u003d Cu (OH) 2 CuCO 3 + 2NaHCO 3 + 2Na 2 SO 4.

A bázikus rézkarbonát Cu(OH) 2 CuCO 3 a természetben "malachit" néven ismert.

A szénsav sói közül a szóda Na 2 CO 3 és különféle kristályos hidrátjai a legnagyobb gyakorlati jelentőséggel bírnak: Na 2 CO 3 × 10H 2 O (kristályos szóda), Na 2 CO 3 × 7H 2 O és Na 2 CO 3 × H 2 O, valamint hamuzsír K 2 CO 3, kréta, mészkő és CaCO 3 összetételű márvány.

SZILÍKON(IV)-OXID, vagy szilícium-dioxid, SiO 2 ¾ szilárd, nagyon tűzálló anyag (olvadáspont 1700 °C felett), a természetben ásványok formájában fordul elő kvarc, krisztobalitÉs tridimit.

Normál hőmérsékleten a kvarc stabil módosulás, a hőmérséklet növekedésével polimorf átalakulások figyelhetők meg:

kvarctridimit krisztobalit olvadék.

Szerkezet.A szilícium-dioxid minden változatában mindig polimer (SiO 2) nés tetraéderből épült, nagyon erős atomrács. Minden egyes szilícium atom kristályokban (SiO 2) n négy oxigénatom veszi körül, amelyek áthidalóak és különböző szögekben kapcsolódnak a tetraéderekhez. Ennek eredményeként egy háromdimenziós kristályrács képződik, amelyben a tetraéderek kölcsönös térbeli elrendezése határozza meg a szilícium-dioxid egyik vagy másik módosulását.

Kvarca természetben jól képződött színtelen kristályok formájában fordul elő, ún hegyikristály. Vannak színes kvarcfajták is: rózsakvarc, lila ( ametiszt), sötétbarna (füstös topáz), zöld ( krizopráz). A kvarc finomkristályos módosítását más anyagok szennyeződéseivel nevezik kalcedon. A kalcedon fajtái az achát, jáspis stb. A hegyikristályt és a színes kvarcfajtákat drága- és féldrágakövekként használják.

A kvarcot széles körben használják a tudomány, a technológia és a mikroelektronika különböző területein, és ez utóbbiak igényeire gyakran termesztenek bizonyos paraméterekkel rendelkező mesterséges kristályokat. kristályrács.

Egyes kvarckristályok képesek forgatni a fény polarizációs síkját, és lehetnek jobb- és balkezesek is. Ezek és más kristályok tárgyként különböznek egymástól a tükörképétől. Ilyen kristályok optikai izomerek.

Tridimitkis mennyiségben megtalálható a vulkáni eredetű kőzetekben. Ismert tridimit és meteor eredetű. krisztobalit A tridimithez hasonlóan néha lávába ágyazott kis kristályok formájában fordul elő. A tridimit és a krisztobalit szerkezete lazább, mint a kvarc. Így a krisztobalit, a tridimit és a kvarc sűrűsége 2,32; 2,26 és 2,65 g/cm3.

Amikor a szilícium-dioxid olvadék lassan lehűl, amorf kvarcüveg. A szilícium-dioxid üveg formájában is megtalálható a természetben. Az amorf üveg sűrűsége 2,20 g/cm 3 - kisebb, mint az összes kristálymódosulaté. 1000°C feletti hőmérsékleten a kvarcüveg "devitrifikálódik" és krisztobalittá alakul, ezért csak 1000°C alatti hőmérsékleten lehet kísérleteket végezni kvarc laboratóriumi üvegedényekben.

Kémiai tulajdonságok. 1. A SiO 2 minden formája gyakorlatilag nem oldódik vízben, normál körülmények között csak lúgos oldatok, fluor, gázhalmazállapotú hidrogén-fluoridÉs hidrogén-fluorsav:

SiO 2 + 2KOH = K 2 SiO 3 + H 2 O;

SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2O;

SiO 2 + 6HF = H 2 + 2H 2 O.

Ez utóbbi reakciót üvegmaratáshoz használják.

2. Szilícium-dioxid - jellemző savas oxid ezért összeolvadva bázikus oxidokkal, lúgokkal és karbonátokkal reagál, szilikátokat képezve:

SiO 2 + CaO \u003d CaSiO 3;

SiO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 SiO 3 + H 2 O;

SiO 2 + Na 2 CO 3 \u003d Na 2 SiO 3 + CO 2.

A szilícium-dioxid fenti reakciói oxidokkal és sókkal a különböző ipari termelés alapját képezik szemüveg, és cement.

Üveg.A Na 2 O × CaO × 6SiO 2 összetételű közönséges üveget szóda, homok és mészkő keverékének olvasztásával állítják elő körülbelül 1400 ° C hőmérsékleten, amíg a gázok teljesen el nem távolodnak:

Na 2 CO 3 + CaCO 3 + 6SiO 2 \u003d Na 2 O × CaO × 6SiO 2 + 2CO 2.

Bárium-, ólom- és bór-oxidok hozzáadásával speciális üvegtípusok keletkeznek, például tűzálló, törhetetlen. Színes üvegek előállításához különféle átmeneti fém-oxidokat használnak, például kobalt(III)-oxid Co 2 O 3 hozzáadásával Kék szín, króm-oxid (III) Cr 2 O 3 ¾ zöld, mangán-dioxid MnO 2 ¾ rózsaszín.

cementek.A szilikátokat széles körben használják a gyártásban cement- kötőanyag, amely vízzel keverve megkeményedik. A kötés elve alapján kétféle cementet különböztethetünk meg ¾ rendes cement és portlandcement. A közönséges cement kötési folyamata a kalcium-karbonát képződése miatt következik be a levegőben lévő szén-dioxid és a kalcium-szilikát kölcsönhatása során:

CaSiO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d CaCO 3 ¯ + H 2 SiO 3 ¯.

A portlandcement megkötése a szilikátok hidrolízisének eredményeként következik be, majd ezt követően oldhatatlan kristályos hidrátok képződnek:

Ca 3 SiO 5 + H 2 O \u003d Ca 2 SiO 4 + Ca (OH) 2;

Ca 2 SiO 4 + 4H 2 O \u003d Ca 2 SiO 4 × 4H 2 O ¯.

Kovasavak ásványi savak szilikátoldatokra történő hatására vagy szilícium-halogenidek és -szulfidok hidrolízisével nyerik, mivel a szilícium-dioxid és a víz közvetlen kölcsönhatása lehetetlen.

A kovasavak összetétele kifejezhető általános képlet x SiO 2 × y H 2 O, hol xÉs y¾ egész számok. Nál nél x = 1, y= 1: SiO 2 × H 2 O-t kapunk, azaz H 2 SiO 3 ¾ metaszilícium sav; nál nél x = 1, y\u003d 2 - SiO 2 × 2H 2 O, azaz H 4 SiO 4 ¾ orto kovasav; nál nél x = 2, y\u003d 1 - 2SiO 2 × H 2 O, azaz H 2 Si 2 O 5 ¾ két-metoszilícium sav.

Ha y> 2, akkor a savak hozzá vannak rendelve poliszilícium.

szilikátok -metakovasav sói, vagy egyszerűen kovasav H 2 SiO 3 . Ezek közül csak a nátrium- és kálium-szilikátok, az úgynevezett folyékony üvegek oldódnak vízben. A folyékony üveget szennyeződések megerősítésére, szilikátragasztók és tűzálló szövetek gyártására használják. A fennmaradó szilikátok ¾ tűzálló, vízben oldhatatlan anyagok. Melegítéskor a kovasav lebomlik:

H 2 SiO 3 SiO 2 + H 2 O.

Levegőn tárolva a szilikátoldatok zavarossá válnak a kovasav kiszorítása miatt. szén-dioxid levegőben található: a kovasav gyengébb, mint a szén; a H ​​2 SiO 3 disszociációs állandója az első lépésben 2,2 × 10–10.

A szilikátok reakciója szén-dioxiddal az minőség szilikát ionok kimutatására:

Na 2 SiO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Na 2 CO 3 + H 2 SiO 3 ¯.

Az oldható szilikátok vizes oldataiban a közeg erősen lúgos reakcióba lép a hidrolízis következtében:

K 2 SiO 3 + H 2 O 2KOH + H 2 SiO 3 ¯.

§ 4.4. Karbidok és szilicidek

A szén és a szilícium kevésbé elektronegatív elemekkel (leggyakrabban fémekkel) rendelkező vegyületeit nevezzük karbidokÉs szilicidek. A fenti egyenletek mellett (lásd 13.2. pont) a szilicideket fém-hidridek szilíciummal való olvasztásával állítják elő:

2CaH2 + Si \u003d Ca2Si + 2H2;

fémek redukciója oxidjaikból szilíciummal vagy szénnel szilícium-oxid jelenlétében:

2CaO + 3Si \u003d 2CaSi + SiO 2;

CaO + SiO 2 + 3C = CaSi + 3CO;

fémek és SiCl 4 kölcsönhatása hidrogénatmoszférában:

Ba + SiCl 4 + 2H 2 = BaSi + 4HCl.

Mindezek a reakciók magas hőmérsékleten és néha megemelt nyomáson mennek végbe.

Az ionos karbidok közül az ún. metanidok és acetilenidok különböztethetők meg. Metanidák–4 oxidációs állapotú szenet tartalmazó metánszármazékoknak tekinthetők: Be 2 C, Al 4 C 3 . A víz intenzíven lebontja őket metán felszabadulásával:

Al 4 C 3 + 12H 2 O \u003d 4Al (OH) 3 ¯ + 3CH 4.

Acetilidok- acetilénszármazékok, amelyekben a szén oxidációs foka -1: Li 2 C 2, Ag 2 C 2, Cu 2 C 2, CaC 2, Al 2 (C 2) 3, Fe 2 (C 2) 3. Az ezüstöt és a réz(I)-acetilenideket úgy állítják elő, hogy acetilént vezetnek át ezüst-oxid vagy réz(I)-klorid ammóniás oldatán. Az acetilidok erősen robbanásveszélyesek, és víz és savak hatására intenzíven lebomlanak acetilén felszabadulásával:

CaC 2 + 2H 2 O = Ca (OH) 2 + C 2 H 2;

CuC 2 + 2HCl \u003d CuCl 2 + C 2 H 2.

§ 4.5. A negyedik csoport elemeinek hidrogénvegyületei

Tekintsük csak a szilícium (szilánok), germánium (germánok), ón (sztanánok) és ólom (plumbánok) hidrogénvegyületeit, mivel a szén hidrogénvegyületeinek kémiáját a szerves kémia írja le.

Nyugta.Amikor az aktív fém-szilicidek (Mg, Ca, Li) kölcsönhatásba lépnek vízzel és savakkal, a szilícium legegyszerűbb hidrogénvegyülete szabadul fel. monoszilán SiH 4 , amelyet leggyakrabban egyszerűen emlegetnek szilán:

Ca 2 Si + 4HCl \u003d 2CaCl 2 + SiH 4.

A negyedik csoport elemeinek hidrogéntartalmú vegyületeinek előállításának leggyakoribb módja az elemek tetrakloridjainak kölcsönhatása lítium-tetrahidroalumináttal:

GeCl 4 + Li [ AlH 4 ] \u003d GeH 4 + LiCl + AlCl 3

Szerkezet és tulajdonságok. A szilícium-hidrogének szerkezetileg hasonlóak a szénhidrogénekhez. A szilán molekula szabályos tetraéder alakú, amelynek közepén szilíciumatom található. A szilán egy dohos szagú, színtelen gáz, amely levegőben spontán meggyullad. t pl = -185 °C, t fp = -112 °C A szilán erősen mérgező.

A metántól eltérően a szilán kölcsönhatásba lép a lúgos oldatokkal:

SiH 4 + 2KOH + H 2 O \u003d K 2 SiO 3 + 4H 2.

A víz a szilánt is hidrolizálja, de sokkal lassabban:

SiH 4 + 2H 2 O \u003d SiO 2 + 4H 2.

400 ° C fölé melegítve a szilán szilíciumra és hidrogénre bomlik, ezt a tulajdonságot használják fel tiszta szilícium előállítására:

SiH 4 \u003d Si + 2H 2.

A szénhidrogénekhez hasonlóan a szilánok is homológ Si sorozatot alkotnak n H2 n+2. BAN BEN egyéni forma n = 14-ig terjedő szilánok kerülnek kiválasztásra. Az alkánokhoz hasonlóan a szilánok is színtelenek, a homológ sorozat első tagjai normál körülmények között gáz halmazállapotúak, a következő ¾ folyadék. A szilánok reakcióképessége sokkal nagyobb, mint a szénhidrogéneké. Ennek oka a szilíciumnak a szénhez képest kisebb affinitása a hidrogénhez és a szilícium nagyon nagy affinitása az oxigénhez, valamint a Si-Si kötés kisebb erőssége a C-C kötéshez képest. A Si-Si alacsony szilárdsága A kötés a szilánok korlátozott homológ sorozatának is köszönhető.

A szilán, a Herman és a stannan erős redukálószerek:

SiH 4 + 2AgCl \u003d SiH 3 Cl + HCl + 2Ag

§ 4.6. Szilíciumvegyületek halogénekkel

A halogénatomokat tartalmazó szilíciumvegyületek olyan szilánszármazékoknak tekinthetők, amelyekben a hidrogénatomokat teljesen vagy részben halogénatom helyettesíti. A szilícium-tetrahalogenideket közvetlenül egyszerű anyagokból nyerik. A szilícium reakciója fluorral már közönséges hőmérsékleten, klórral, brómmal és jóddal - melegítéskor - megy végbe. Amikor az áram SiF 4 áthalad a vízen, fluor-kovasav sav H 2 SiF 6:

3SiF 4 + 2H 2 O \u003d SiO 2 + 2H 2 SiF 6.

Vízmentes fluor-kovasavat nem izoláltak. Vizes oldata az egyik legerősebb szervetlen savak. A hígított oldatokat fertőtlenítőszerként használják az élelmiszeriparban. A kalciumtartalmú építőanyagokból épült épületek falainak impregnálására a fluor-kovasav oldható sóit használják:

2CaCO 3 + MgSiF 6 \u003d SiO 2 + 2CaF 2 + MgF 2 + 2CO 2.

A reakció eredményeként finom SiO 2 por képződik, amely minden pórust bezár, vízállóvá, ellenállóvá teszi a falakat.

§ 4.7. A germánium alcsoport elemeinek néhány jellemzője

Germániumsok ásványban megtalálható, de nagyon kis mennyiségben, így hívják szórt elem. A germánium legfontosabb ásványai: germanit Cu 2 S × CuS × GeS 2, argyrodita Ag 8 GeS 6, rennyrit Cu 3 (Fe, Ge)S 4 .

Alapvető ásványi anyagok ón - kasszirit SnO 2 ( ónkő), vezet - galenit PbS( galenit). Az urán radioaktív bomlásának végtermékeként az ólom megtalálható az urán ásványokban.

A Ge - Sn - Pb sorozatban az anyagok oxigénhez viszonyított aktivitása nő. Normál körülmények között a Ge és az Sn stabilak a levegőben, míg az ólom PbO oxiddá oxidálódik.

Az ón és az ólom híg sósavval és kénsavval reagálva hidrogént szabadít fel, míg a germánium nem lép reakcióba nem oxidáló savakkal.

A germániumot koncentrált salétromsavval, kénsavval és hidrogén-fluoriddal oxidálják:

Ge + 4H 2SO 4 Ge(SO 4) 2 + 2SO 2 + 4H 2O;

Ge + 6HF \u003d H 2 GeF 6 + 2H 2;

Ge + 4HNO 3 \u003d GeO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O.

A germánium „királyi vodkában” oldódik:

3Ge + 4HNO 3 + 12HCl = 3GeCl 4 + 4NO + 8H 2 O

és lúgos oldatokban oxidálószerek jelenlétében:

Ge + 2NaOH + 2H 2 O 2 \u003d Na 2.

Amikor az ón kölcsönhatásba lép tömény salétromsavval, H 2 SnO 3 ónsav képződik:

Sn + 4HNO 3 \u003d H 2 SnO 3 + 4NO 2 + H 2 O.

A híg HNO 3-ban az ón fémként viselkedik, és ón(II)-nitrátot képez:

3Sn + 8HNO 3 \u003d 3Sn (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.

Az ólom bármilyen koncentrációjú salétromsavval reagálva fémként működik, és ólom(II)-nitrátot képez, Pb(NO 3) 2 .

A germánium alcsoport oxidációs állapotú (IV) vegyületei közül az ólom-oxidot oxidáló tulajdonságok jellemzik, vizet képes oxigénné oxidálni, a Mn +2 iont MnO 4 -dá -:

2MnSO 4 + 5PbO 2 + H 2 SO 4 = 5PbSO 4 ↓ + 2HMnO 4 + 2H 2 O.

A Ge (II) - Sn (II) - Pb (II) vegyületek sorozatában a redukáló tulajdonságok gyengülnek, a legerősebb redukálószerek a germánium és ón származékai:

Na + 2Bi(NO 3) 3 9NaOH = 2Bi↓+ 3 Na 2 ]Sn(OH) 6 ] + 6NaNO 3

A szén nem fémes tulajdonságokkal rendelkező kémiai elem. C betűvel van jelölve, és figyelembe kell venni kémiai elem a második periódus negyedik csoportja Mengyelejev periódusos rendszerében. Sorozatszáma 6, és atomtömeg ez 12,0107. Ma a szénmódosítások többféle típusa ismert. A gyémánt, a grafit szén, míg a kristályrács szerkezetében különböznek. Van még fullerén, karabély és a kevésbé ismert lonsdaleit, amelyet a földre hullott meteoritokban találtak. A szén is nagyon nagy mennyiségben található benne bitumenes szenek amelyeket üzemanyagként használnak. Használják szénelektródák gyártására is ipari kemencékhez stb.

Ipari módszerek a szén előállítására

A korom beszerzésének manapság négy leggyakoribb módja van. A gáz halmazállapotú és folyékony szénhidrogének termikus-oxidatív lebontásán alapulnak. A felhasznált nyersanyagoktól függően azonban vannak: kemence, lámpa, termikus és csatornás módszerek. Az ipari módszerek mellett többféle módon is lehet szén kinyerni.

Egy nagyszerű módja annak, hogy otthoni szént kapjunk, ha szénvegyületet készítünk cukorból. Ehhez a kísérlethez kénsavkoncentrátumra, kesztyűre, cukorra, vízre és kénsavra lesz szüksége.

• Mielőtt szénhez jutna, vegyen egy lombikot.
• Ezután adjunk hozzá egy kis cukrot.
• Ezután öntsön vizet ugyanabba a lombikba. A víz mennyiségének két centiméterrel magasabbnak kell lennie a cukorszintnél.
• Ezután nagyon óvatosnak kell lennie, mivel kénsavval kell számolnia.
• Vegyünk tömény kénsavat, majd óvatosan adagoljuk kis cseppekben ugyanabba a lombikba cukorral. Egy idő után tiszta szén képződik a lombikban.

Van egy másik módja is a gumi használatának:

• Vegyünk egy fém edényt, amely emellett szorosan záródó fedéllel és gázkivezető csővel rendelkezik.
• Ezután merítsen egy darab gumit ebbe a tartályba.
• Ezt követően a tartályt a gázégőre kell helyezni.
• A gázkivezető cső végét le kell engedni az edénybe. Levegő nélküli melegítés során a gumi nem ég le, lebomlik, a gázkivezető csőből gázok (metán, folyékony szénhidrogének) távoznak.
• Egy idő után szénnek kell maradnia a tartály alján. Ennek a vegyületnek a képlete nagy mennyiségű C-t, azaz szenet tartalmaz.

Több egyszerű módon szén-monoxidnak tekinthető. Vegye figyelembe, hogy mielőtt szén-monoxidot kapna, egyszerű etilénre van szüksége. Amikor ég (C 2 H 4 + 3O 2 \u003d 2CO 2 + 2H 2 O), szén-monoxidot és vizet kap.

Figyelem: Ha savval dolgozik, óvintézkedéseket kell tennie (viseljen kesztyűt és védőszemüveget). A gumi termikus bomlása során ezt a kísérletet csak a szabadban vagy szellőztetett helyen.