Оксид углерода (СО) образуется при сгорании углеродистых материалов при не­достаточном притоке кислорода. Это бесцветный, без запаха и очень ядовитый газ, который горит с синеватым пламенем. Он используется для промышленного изготовления многих материалов, например пластмасс и растворителей.

Диоксид углерода (С02) образуется при сгорании углеродистых материалов. Это не горючий, без запаха, бесцветный и неядовитый газ. Так как он примерно

1,5 раз тяжелее, чем воздух, то накапливается в более низко расположенных мес­тах, например в подвалах и шахтах. Из-за этого там возникает опасность удушья!

Углекислота (Н2СОз) образуется, если диоксид углерода растворяется в воде. Соли углекислоты являются карбонатами (см. 14.1.9).

Карбиды — это соединения углерода с металлами, например карбид железа (Fe3C), карбид вольфрама (WC), карбид титана (TiC), карбид кальция (СаС2), кар­бид кремния (SiC) и карбид бора (В4С3). Некоторые карбиды имеют высокую твер­дость и поэтому используются как шлифовальные материалы и материалы для изготовления режущих кромок.

ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ УГЛЕРОДА

Важные органические соединения углерода — это углеводороды. По их молекуляр­ному строению различают цепные и циклические, а также разветвленные свобод­ные углеводороды. В цепных углеводородах атомы углерода образуют ряды, а вален­тные связи атомов углерода исполь­зуются для присоединения атомов водорода (рис. 14.32). Цепочки угле­водорода, содержащие до 5 атомов углерода С, являются газообразны­ми, например пропан С3Н8, от 6 до

„ 15 атомов углерода С — жидкими, на-

Рис. 14.32. Углеводород с молекулами цепной J * ’

формы пример октан С8Н18, содержащие от

15 атомов углерода С и больше — от па­стообразных до твердых, например ок — тадеан (стеарин) С18Н38. Бензин — это смесь жидких углеводородов. Атомы углерода могут соединяться друг с дру­гом с использованием двух — или трех­валентных связей. Такие углеводоро­ды называют непредельными (ненасы­щенными). Примером непредельных (ненасыщенных) углеводородов явля­ются газы, например ацетилен и эти­лен (рис. 14.33). Самое простое цикли­ческое углеводородное соединение — это бензол С6Н6. Другая образуемая бензолом связь — это фенол С6Н5ОН (рис. 14.34). Циклические и непредель­ные (ненасыщенные) углеводороды — это важные исходные материалы для химической промышленности, напри­мер для изготовления пластмассы.

Следующие органические углеродистые соединения, которые наряду с водородом содержат и другие элементы, например кислород, хлор и азот, являются спиртами, альдегидами, органическими кислотами и хлористыми углеводородами (табл. 14.7).

Кислота состоит из ионов водорода Н+ и ионов кислотного остатка, например SO?~,COf~ или С1~

Общие свойства:

• Кислота разъедает большинство металлов и мно­гие органические вещества

• Кислота на вкус кислая. (Обратите внимание: проба на вкус только при слабой или сильно раз­бавленной кислоте!)

• Кислота проводит электрический ток

• Кислота окрашивает синюю лакмусовую бумаж­ку в красный цвет!

Пример:

Углекислота Соляная кислота НС1

14.1.7. Кислоты

Кислоты образуются, если оксиды неметаллов растворяются в воде, например углекислота (Н2С03) или серная кислота (H2S04). Также со­единения нескольких неметаллов, например хлор (С1) и фтор (F) с во­дородом (Н), дают в итоге раство­ренную в воде соляную кислоту (НС1) или фтористоводородную кислоту (HF).

В водном растворе молекулы кислоты расщепляются частично или полностью на ионы водорода Н+ и ионы кислотного остатка, на­пример SO2- (рис. 14.35).

Свойства кислоты проявляют­ся благодаря отделившимся ионам Н+. Поэтому кислота действует только как водный раствор. Сила кислоты зависит от того, как долго удерживаются в растворе агрессив­ные ионы водорода (табл. 14.8).

Положительно заряженные ионы водорода называют катиона­ми, отрицательно заряженные ионы кислотного остатка — анионами.

2Н+ С032- Н+ С1-

Осторожность в обращении с кислотой и щелочами!

Кислоты и щелочи разъедают кожу, а также слизистые оболочки! Они разрушают одежду!

Кислоты в большинстве случаев ядовиты!

Обратите внимание: кислоты и щелочи опасны, они могут сохраняться только в бутылках с отчетливой маркировкой, не в бутылках для на­питков!

Надеть защитную одежду и защитные очки!

Возрастающая кислотность Возрастающая щелочность Дистиллированная

Рис. 14.37. Шкала pH — водородного показателя

Кроме того, соли образуются при реакции кислоты с металлом или оксидом металла, а также не­посредственно из металла и неме­талла.

Соль расщепляется в водном растворе частично или полностью на ионы металлов и ионы кислот­ного остатка.

Соль, растворенная в воде, при испарении воды образует крис­таллы.

Химическое обозначение соли содержит обозначение участвующих в ее об­разовании кислот и металлов (табл. 14.10 и 14.11).

Примеры:

Поваренная соль NaCl ————— —> Na+ Cl-

вода

Сульфат меди CuS04 ————- ► Cu2+ SO2-

Большинство солей не вступают в реакцию, то есть их раствор не окрашивает лакмус.

Однако растворы соды (Na2C03), углекислого натрия (К2С03) и буры (Na2B407) действуют как щелочные, а раствор сульфата алюминия (A12(S04)3) действует как кислотный.

14.1.10. Воздух

Земля окружена слоем воздуха, атмосферой. Навер­ху воздух становится все более разряженным и пе­реходит на высоте примерно 500 км в свободное кос­мическое пространство.

При температуре 0°С и нормальном атмос­ферном давлении 1 м3 воздуха весит 1,29 кг. Воз­дух — это смесь различных газов. Он систоит из 21% кислорода, 78% азота, 0,9% благородных га­зов (аргон, гелий) и 0,03% диоксида углерода

(рис. 14.39). Помимо этого, воздух содержит водяные пары, в зависимости от месторасположения происходит сильное или слабое загрязнение воздуха пы­лью и выхлопными газами.

Воздух несет несколько функций.

• Для людей, животных и растений он является необходимым веществом для жизни — дыхание.

• Для химической промышленности — как сырье для добычи кислорода, азота и благородных газов.

• Кроме того, он необходим для сгорания веществ.