Как из углекислого газа получить угарный газ уравнение реакции

Видео:Получение угарного газаСкачать

Получение угарного газа

Оксид углерода (II)

Как из углекислого газа получить угарный газ уравнение реакции

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:

Как из углекислого газа получить угарный газ уравнение реакции

Способы получения

В лаборатории угарный газ можно получить действием концентрированной серной кислоты на муравьиную или щавелевую кислоты:

НСООН → CO + H2O

В промышленности угарный газ получают в газогенераторах при пропускании воздуха через раскаленный уголь:

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:

Также возможна паровая конверсия угля:

C 0 + H2 + O → C +2 O + H2 0

Угарный газ в промышленности также можно получать неполным окислением метана:

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:

2. Оксид углерода (II) окисляется хлором в присутствии катализатора или под действием света с образованием фосгена. Фосген – ядовитый газ.

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:

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:

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:

Видео:Химия 9 класс (Урок№18 - Угарный газ. Углекислый газ.)Скачать

Химия 9 класс (Урок№18 - Угарный газ. Углекислый газ.)

Соединения углерода

Видео:Качественная реакция на углекислый газСкачать

Качественная реакция на углекислый газ

Монооксид углерода (угарный газ)

Способы получения угарного газа

В промышленности угарный газ получают:

  • при пропускании воздуха через раскаленный уголь:
  • паровая конверсия метана – взаимодействие перегретого водяного пара (температура – 800-900ºС) с метаном. В качестве катализаторов используют Ni, MgO, Al2O3:
  • взаимодействие метана с углекислым газом (температура – 800-900ºС, кат. – Ni, MgO, Al2O3):
  • горение углерода в недостатке кислорода (неполное окисление углерода):
  • неполное окислениеметана:

В лаборатории угарный газ можно получить:

  • Нагреванием муравьиной кислоты в присутствии концентрированной серной кислоты:
  • Нагреванием щавелевой кислоты в присутствии концентрированной серной кислоты:

Химические свойства угарного газа

СО – несолеобразующий оксид

  • Формально СО можно рассматривать как ангидрид муравьиной кислоты, т.к. он образуется при дегидратации муравьиной кислоты:

А также образование формиата натрия в реакции с гидроксидом натрия при высоком давлении:

CO + NaOH → HCOONa

Однако при обычных условиях он не вступает в реакции с водой, кислотами и щелочами, поэтому относится к типу несолеобразующих оксидов.

Является сильным восстановителем, поэтому реагирует с окислителями:

  • Горит синим пламенем в атмосфере кислорода:
  • Окисляется хлором в присутствии катализатора или под действием света с образованием ядовитого газа фосгена:
  • Окисляется другими сильными окислителями до углекислого газа или карбонатов:

    Восстанавливает металлы из оксидов (при Т

СО + CuO → Cu + CO2

СО + NiO → Ni + CO2

  • Восстановление водорода из воды в присутствии катализатора Fe, Cr при температуре 400-500 ºС:
  • Восстановление некоторых благородных металлов из солей:
  • Взаимодействие с водородом при повышенном давлении. Из синтез-газа (смеси угарного газа и водорода) при определенных условиях (P, T, kt) можно получить метанол, метан, или другие углеводороды:
  • Образование карбонилов металлов при нагревании:
  • Образование карбоксигемоглобина при связывании угарного газа с гемоглобином крови подобно кислороду:

Этим свойством СО и объясняется его высокая токсичность для организма человека.

Видео:Галилео. Эксперимент. Опыт с углекислым газомСкачать

Галилео. Эксперимент. Опыт с углекислым газом

Диоксид углерода (углекислый газ)

Способы получения углекислого газа

  • CO2 Конечный продукт окисления органических веществ в клетках аэробных организмов
  • Образуется при действии сильных кислот на карбонаты (растворимые и нерастворимые)и гидрокарбонаты металлов:
  • При взаимодействии растворимых карбонатов с растворимыми солями алюминия, железа (III) и хрома (III), которые необратимо гидролизуются в водном растворе:
  • При термическом разложении нерастворимых карбонатов и при разложении растворимых гидрокарбонатов:
  • При сжигании всех видов топлив:
  • При спиртовом брожении глюкозы под действием ферментов:

Химические свойства углекислого газа

Углекислый газ — типичный кислотный оксид. Проявляет слабые окислительные свойства

  • Качественная реакция на углекислый газ — помутнение известковой воды:
  • Взаимодействует с водой, но реакция сильно обратима, и с водой соединяется лишь 1% молекул угольной кислоты:
  • С основными оксидами и сильными основаниями (щелочами), с образованием карбонатов или гидрокарбонатов. При этом возможно образование как кислых, так и средних солей:
  • С карбонатами, с образованием гидрокарбонатов:
  • С водными растворами солей, образованными кислотами, слабее угольной (очень слабые кислоты):
  • С некоторыми восстановителями:

2Мg + CO2 C + 2MgO

Внимание! Магний горит в атмосфере углекислого газа, поэтому горящий магний нельзя тушить углекислотными огнетушителями.

  • В листьях растений на свету из CO2 и H2O образуются углеводы и кислород:
  • С пероксидом натрия, с образованием карбоната натрия:
  • Синтез карбамида (мочевины):
  • Получение питьевой соды по методу Сольвэ:

Видео:Угарный и углекислый газ. Это знать обязательно.Скачать

Угарный и углекислый газ. Это знать обязательно.

Угольная кислота и карбонаты

Химические свойства угольной кислоты и карбонатов

Угольная кислота – слабая двухосновная кислота

Угольная кислота существует только в водном растворе, где количество ее молекул и анионов в сотни раз меньше, чем количество растворенных молекул углекислого газа CO2

  • Диссоциирует по 2-м ступеням с образованием гидрокарбонат- и карбонат ионов:

H2CO3 как индивидуальное соединение неустойчиво и не имеет практического значения, но ее соли устойчивы и нашли широкое применение.

    Растворимыми являются карбонаты щелочных металлов. Высокая степень гидролиза является причиной щелочной реакции их водных растворов рН(0,1 М р-ра)

  • Все карбонаты, кроме карбонатов щелочных металлов и аммония при нагревании (более 900ºС) разлагаются до оксида металла и оксида углерода (IV):

Карбонат аммония при нагревании разлагается иначе:

  • Качественной реакцией является взаимодействие с кислотами является на ионы СО3 2─ и НСО3 − в результате которой происходит выделение СО2:
  • при взаимодействии с разбавленными растворами соляной или серной кислот происходит выделение углекислого газа, который затем пропускают через раствор известковой воды. При этом наблюдается помутнение раствора:

При дальнейшем пропускании раствор вновь становится прозрачным, помутнение исчезает:

  • Переход в гидрокарбонаты при пропускании CO2 через растворы карбонатов или постепенном добавлении кислот:
  • Гидрокарбонаты все, кроме NaНCO3 легко растворяются в воде. Водные растворы также имеют щелочную реакцию вследствие гидролиза:
  • при нагревании гидрокарбонаты переходят в карбонаты или гидроксиды:

Видео:Качественная реакция на углекислый газ.Скачать

Качественная реакция на углекислый газ.

Углерод

Углерод

Углерод — неметаллический элемент IV группы периодической таблицы Д.И. Менделеева, является важнейшей частью всех органических веществ в природе.

Как из углекислого газа получить угарный газ уравнение реакции

Общая характеристика элементов IVa группы

От C к Pb (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств. Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизация, сродство к электрону.

Из элементов IVа группы углерод и кремний относятся к неметаллам, германий, олово и свинец — металлы.

Как из углекислого газа получить угарный газ уравнение реакции

Электронные конфигурации у данных элементов схожи, так как они находятся в одной группе (главной подгруппе!), общая формула ns 2 np 2 :

  • C — 2s 2 2p 2
  • Si — 3s 2 3p 2
  • Ge — 4s 2 4p 2
  • Sn — 5s 2 5p 2
  • Pb — 6s 2 6p 2

Как из углекислого газа получить угарный газ уравнение реакции

Природные соединения

В природе углерод встречается в виде следующих соединений:

  • Аллотропных модификаций — графит, алмаз, фуллерен
  • MgCO3 — магнезит
  • CaCO3 — кальцит (мел, мрамор)
  • CaCO3*MgCO3 — доломит

Как из углекислого газа получить угарный газ уравнение реакции

Получение

Углерод получают в ходе пиролиза углеводородов (пиролиз — нагревание без доступа кислорода). Также применяется получение углеродистых соединений: древесины и каменного угля.

Как из углекислого газа получить угарный газ уравнение реакции

Химические свойства
  • Реакции с неметаллами

При нагревании углерод реагирует со многими неметаллами: водородом, кислородом, фтором.

2С + O2 → (t) 2CO (угарный газ — продукт неполного окисления углерода, образуется при недостатке кислорода)

С + O2 → (t) CO2 (углекислый газ — продукт полного окисления углерода, образуется при достаточном количестве кислорода)

Реакции с металлами

При нагревании углерод реагирует с металлами, проявляя свои окислительные свойства. Напомню, что металлы могут принимать только положительные степени окисления.

Ca + C → CaC2 (карбид кальция, СО углерода = -1)

Al + C → Al4C3 (карбид алюминий, СО углерода -4)

Очевидно, что степень окисления углерода в соединении с различными металлами может отличаться.

Как из углекислого газа получить угарный газ уравнение реакции

Углерод — хороший восстановитель. С помощью него металлургическая промышленность справляется с задачей получения чистых металлов из их оксидов:

Углерод восстанавливает не только металлы из их оксидов, но и неметаллы подобным образом:

SiO2 + C → (t) Si + CO

Может восстановить и собственный оксид:

Как из углекислого газа получить угарный газ уравнение реакции

Известная реакция взаимодействия угля с водяным паром, называемая также газификацией угля, торфа, сланца — крайне важна в промышленности:

Реакции с кислотами

В реакциях с кислотами углерод проявляет себя как восстановитель:

Как из углекислого газа получить угарный газ уравнение реакции

Оксид углерода II — СO

Оксид углерода II — продукт неполного окисления углерода. Несолеобразующий оксид. Это чрезвычайно опасное вещество часто образуется при пожарах в замкнутых помещениях, при прогревании машины в гараже.

Растворяясь в крови угарный газ (имеющий в 300 раз большее сродство к гемоглобину, чем кислород) легко выигрывает конкуренцию у кислорода и занимает его место в эритроцитах. Отравление угарным газом нередко заканчивается летальным исходом.

В промышленности угарный газ получают восстановлением оксида углерода IV или газификацией угля (t = 1000 °С).

В лаборатории угарный газ получают при разложении муравьиной кислоты в присутствии серной:

Полностью окисляется до углекислого газа в реакции с кислородом, восстанавливает оксиды металлов.

FeO + CO → Fe + CO2

Образование карбонилов — чрезвычайно токсичных веществ.

Как из углекислого газа получить угарный газ уравнение реакции

Оксид углерода IV — CO2

Продукт полного окисления углерода. Относится к кислотным оксидам, соответствует угольной кислоте H2CO3. Бесцветный газ, без запаха.

В промышленности углекислый газ получают при разложении известняка, в ходе производства алкоголя, при спиртовом брожении глюкозы.

В лабораторных условиях используют реакцию мела (мрамора) с соляной кислотой.

Углекислый газ образуется при горении органических веществ:

Как из углекислого газа получить угарный газ уравнение реакции

    Реакция с водой

В результате реакции с водой образуется нестойкая угольная кислота, которая сразу же распадается на воду и углекислый газ.

Реакции с основными оксидами и основаниями

В ходе реакций с основаниями и основными оксидами углекислый газ образует соли угольной кислоты: средние — карбонаты (при избытке основания), кислые — гидрокарбонаты (при избытке кислотного оксида).

2KOH + CO2 → K2CO3 + H2O (соотношение основание — кислотный оксид 2:1)

KOH + CO2 → KHCO3 (соотношение основание — кислотный оксид 1:1)

При нагревании способен окислять металлы до их оксидов.

Zn + CO2 → (t) ZnO + CO

Как из углекислого газа получить угарный газ уравнение реакции

Угольная кислота

Слабая двухосновная кислота, существующая только в растворах, разлагается на воду и углекислый газ.

Как из углекислого газа получить угарный газ уравнение реакции

Определить наличие карбонат-иона можно с помощью кислоты: такая реакция сопровождается «закипанием» — появлением пузырьков бесцветного газа без запаха.

Я не раз встречал описание реакций, связанных с этой кислотой, которое заслуживает нашего внимания. В задании было сказано, что при добавлении к раствору гидроксида кальция углекислого газа осадок появлялся, при дальнейшем пропускании углекислого газа — помутнение исчезало.

Это можно легко объяснить, вспомнив про способность угольной кислоты образовывать кислые соли, которые растворимы.

Как из углекислого газа получить угарный газ уравнение реакции

Чтобы сделать из средней соли (карбоната) — кислую соль (гидрокарбонат) нужно добавить угольную кислоту. Однако написать ее формулу H2CO3 — ошибка. Ее следует записать в виде воды и углекислого газа.

Li2CO3 + CO2 + H2O → LiHCO3 (средняя соль + кислота = кислая соль)

Чтобы вернуть среднюю соль, следует добавить к кислой соли щелочь.

Нагревание солей угольной кислоты

При нагревании карбонаты распадаются на соответствующий оксид металла и углекислый газ, гидрокарбонаты — на карбонат металла, углекислый газ и воду.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

💥 Видео

Угарный газ. Углекислый газ.Скачать

Угарный газ. Углекислый газ.

Получение углекислого газа и тест на его обнаружениеСкачать

Получение углекислого газа и тест на его обнаружение

Оксид углерода(II). Угарный газ. Состав. Строение. Получение. СвойстваСкачать

Оксид углерода(II). Угарный газ. Состав. Строение. Получение. Свойства

Получение углекислого газа дома.Скачать

Получение углекислого газа дома.

Получение углекислого газа и изучение его свойствСкачать

Получение углекислого газа и изучение его свойств

Решаем два варианта Добротина за 2 часаСкачать

Решаем два варианта Добротина за 2 часа

6 Получение угарного газа РСкачать

6 Получение угарного газа Р

Неметаллы. Тема 24. Оксиды углерода. Видеоопыт «Качественная реакция на углекислый газ»Скачать

Неметаллы. Тема 24. Оксиды углерода. Видеоопыт «Качественная реакция на углекислый газ»

Что такое угарный газ?Скачать

Что такое угарный газ?

Горение угарного газа 2CO + O2 = CO2 #егэ #химия #турбоегэСкачать

Горение угарного газа 2CO + O2 = CO2 #егэ #химия #турбоегэ

Оксид углерода II. Способы получения и химические свойства | ХимияСкачать

Оксид углерода II. Способы получения и химические свойства | Химия

Углекислый газСкачать

Углекислый газ

Угарный газ. Жизненно важная информация.Скачать

Угарный газ. Жизненно важная информация.

Оксид углерода(IV). Углекислый газ. Состав и строение молекулы. Получение. Свойства и применениеСкачать

Оксид углерода(IV). Углекислый газ. Состав и строение молекулы. Получение. Свойства и применение
Поделиться или сохранить к себе: