Параграф 21 Химия 9 класс Габриелян | Конспект

🧪 Оксиды углерода и угольная кислота

☁️ 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, а 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.

💎 База параграфа

• 🧪 Формулы и реакции:

  • C + O2 = CO2 — синтез углекислого газа.

  • 2C + O2 = 2CO — образование угарного газа при дефиците кислорода.

  • 4CO + Fe3O4 = 4CO2 + 3Fe — восстановление железа из руды.

  • CaCO3 = CaO + CO2 — промышленный обжиг известняка.

  • CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O — получение CO2 в аппарате Киппа.

  • CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2 — растворение карбонатов в природе.

• 📖 Определения:

  • Угарный газ — токсичный газ (CO), блокирующий перенос кислорода кровью.

  • Карбонаты — средние соли угольной кислоты (содержат ион CO3 2-).

  • Гидрокарбонаты — кислые соли угольной кислоты (содержат ион HCO3-).

• ⚗️ Опыты и наблюдения:

  • Действие кислоты на мел — бурное выделение газа («вскипание»).

  • Нагревание питьевой соды — выделение паров воды и газа.

  • CO2 в пожаротушении — прекращение доступа кислорода к пламени.

📝 Подведем итоги

• Углерод образует два важнейших оксида: крайне токсичный восстановитель CO и инертный кислотный CO2, являющийся продуктом дыхания и горения.

• Угольная кислота (H2CO3) нестабильна, но её соли — карбонаты и гидрокарбонаты — составляют основу строительных материалов (цемент, стекло) и пищевой химии.

• В природе система карбонат/гидрокарбонат управляет образованием пещерного рельефа (сталактиты) и переносом минералов водой.

• Промышленное значение соединений огромно: от мощных металлургических процессов восстановления металлов до повседневного использования в медицине и быту.