Вуглець - характеристика елемента та хімічні властивості. Порівняльна характеристика оксидів вуглецю Фізичні властивості CO

Окис вуглецю, або чадний газ (CO) - газ без кольору, запаху та смаку. Світиться синім полум'ям, як водень. Через це в 1776 хіміки переплутали його з воднем, коли вперше отримали чадний газ шляхом нагрівання оксиду цинку з вуглецем. Молекула цього газу має сильний потрійний зв'язок, подібно до молекули азоту. Ось чому виявляється деяка подібність між ними: температури плавлення та кипіння практично однакові. Молекула окису вуглецю має високе значення потенціалу іонізації.

Окисляючись, чадний газ утворює вуглекислий газ. При цій реакції виділяється велика кількість теплової енергії. Ось чому окис вуглецю застосовується у опалювальних системах.

Чадний газ при низьких температурах майже не вступає в реакції з іншими речовинами, у разі високих температур справа інакша. Дуже швидко проходять реакції приєднання різних органічних речовин. Суміш CO та кисню у певних співвідношеннях дуже небезпечна через можливість її вибуху.

Одержання окису вуглецю

У лабораторних умовах оксид вуглецю отримують шляхом розкладання. Воно відбувається під впливом гарячої концентрованої сірчаної кислоти або при пропусканні її через оксид фосфору. Ще один спосіб полягає в тому, що суміш мурашиної та щавлевої кислот нагрівають до певної температури. CO, що виділяється, можна видалити з цієї суміші, пропустивши її через баритову воду (насичений розчин ).

Небезпека чадного газу

Чадний газ надзвичайно небезпечний для людини. Він викликає сильне отруєння, нерідко може спричинити смерть. Вся справа в тому, що окис вуглецю має здатність реагувати з гемоглобіном крові, що виконує перенесення кисню всім клітинам тіла. В результаті такої реакції утворюється карбогемоглобін. Через нестачу кисню клітини зазнають голодування.

Можна виділити такі симптоми отруєння: нудота, блювання, головний біль, втрата відчуття кольору, розлад дихання та інші. Людині, яка отруїлася чадним газом, необхідно якнайшвидше надати першу допомогу. Спочатку його потрібно витягнути на свіже повітря та приставити до носа ватку, змочену в нашатирному спирті. Далі розтерти груди постраждалого та прикласти до його ніг грілки. Рекомендується тепле пиття. Потрібно відразу після виявлення симптомів викликати лікаря.

Хімічні властивості:При нормальних температурах вуглець хімічно інертний, при досить високих з'єднується з багатьма елементами, виявляє сильні відновлювальні властивості. Хімічна активність різних форм вуглецю зменшується в ряду: аморфний вуглець, графіт, алмаз, на повітрі вони спалахують при температурах відповідно вище 300-500 °C, 600-700 °C і 850-1000 °C Ступені окислення +4 (напр., CO 2), −4 (напр., CH 4), рідко +2 (ЗІ, карбоніли металів), +3 (C 2 N 2); спорідненість до електрона 1,27 еВ; енергія іонізації при послідовному переході від 0 до 4+ відповідно 11,2604, 24,383, 47,871 і 64,19 эВ.

Найбільш відомі три оксидовуглецю:

1)Монооксид вуглецю CO(є безбарвним газом без смаку і запаху. Горючий. Так званий «запах чадного газу» насправді є запахом органічних домішок.)

2)Діоксид вуглецю CO 2 (Не токсичний, але не підтримує дихання. Велика концентрація в повітрі викликає ядуху. Нестача вуглекислого газу теж небезпечний. Вуглекислий газ в організмах тварин має і фізіологічне значення, наприклад, бере участь у регуляції судинного тонусу)

3)Діоксид тривуглецю C 3 O 2 (кольоровий отруйний газ із різким, задушливим запахом, що легко полімеризується у звичайних умовах з утворенням продукту, нерозчинного у воді, жовтого, червоного або фіолетового кольору.)

З'єднання з неметаламимають свої власні назви – метан, тетрафторметан.

Продукти горіннявуглецю у кисніє CO і CO 2 (монооксид вуглецю ідіоксид вуглецю відповідно). Відомий також нестійкий недооксидвуглецю С 3 Про 2 (температура плавлення −111 °C, температура кипіння 7 °C) та деякі інші оксиди (наприклад C 12 O 9 , C 5 O 2 , C 12 O 12). Графіт та аморфний вуглець починають реагувати з воднемпри температурі 1200 °C, з фторомза 900 °C.

Вуглекислий газреагує з водою, утворюючи слабку вугільну кислоту-H 2 CO 3 яка утворює солі - карбонати. На Землі найбільш поширені карбонатикальція (мінеральні форми - крейда, мармур, кальцит, вапняки ін.) і магнію

43 Питання. Кремній

Кремній (Si) –стоїть у 3 періоді, IV групі головної підгрупи періодич. системи.

Фіз. св-ва:кремній існує у двох модифікаціях: аморфної та кристалічної. Аморфний кремній – порошок бурого кольору р-рується в розплавах металів. Кристалліч. кремній – це кристали темно-сірого кольору, що мають сталевий блиск, твердий і тендітний. Кремній складається із трьох ізотопів.

Хім. св-ва:електронна конфігурація: 1s 2 2s 2 2p 6 3 s 2 3p 2 . Кремній – неметал. На зовнішньому енергетич. ур-не кремній має 4 е, що зумовлює його ступеня окиснення: +4, -4, -2. Валентність – 2, 4. Аморфний кремній має більшу реакційну здатність, ніж кристалічний. За звичайних умов він взаємодіє зі фтором: Si + 2F 2 = SiF 4 .

З до-т кремній взаємодіє тільки із сумішшю азотної та плавикової кислот:

По відношенню до металів поводиться по-різному: у розплавлених Zn, Al, Sn, Pb він добре розчиняється, але не реагує з ними; з іншими розплавами металів – з Mg, Cu, Fe кремній взаємодіє із заснуванням силіцидів: Si + 2Mg = Mg2Si. Кремній горить у кисні: Si + O2 = SiO2 (пісок).

Отримання:Вільно. кремній м.б.одержаний прожарюванням з магнієм дрібного білого піску, який за хім. складу є майже чистим оксидом кремнію,SiO2+2Mg=2MgO+Si.

Оксид кремнію(II)SiO- смолоподібне аморфне в-во, за звичайних умов стійке до дії кисню. Належить до несолетворних оксидів. У природі SiO немає. Газоподібний моноксид кремнію виявлено в газопилових хмарах міжзоряних середовищ та на сонячних плямах. Отримання:Моноксид кремнію можна отримати, нагріваючи кремній у нестачі кисню при температурі 2Si + O 2 тижнів → 2SiO. При нагріванні надлишку кисню утворюється оксид кремнію(IV) SiO2: Si + O 2 хат → SiO 2 .

Також SiO утворюється при відновленні SiO2 кремнієм за високих температур: SiO 2 + Si → 2SiO.

Оксид кремнію (IV) SiO2 - безбарвні кристали, мають високу твердість і міцність. Св-ва:Належить до групи кислотн. оксидів.При нагріванні взаємодіє з основн. оксидами і лугами.Р-рується в плавикової к-ті.SiO2 відноситься до групи склоутворювальних оксидів, тобто. схильний до утворення переохолодженого розплаву - скла. Один з кращих діелектриків (електрич. струм не проводить). Має атомну кристал.

Нітрид-бінарне неорганіч. хімічна сполука, що являє собою сполуку кремнію та азоту Si 3 N 4 . Св-ва:Нітрид кремнію має хороші мех.і фіз.-хім. св-вами. Завдяки нітридкремнієвому зв'язку означає. покращуються експлуатаційні св-ва вогнетривів на основі карбіду кремнію, периклазу, форстериту тощо. .

Хлорид кремнію (IV) Чотирьоххлористийкремній - безбарвне в-во, хім. формула кіт. SiCl 4. Застосовується у виробництві кремній-органіч. з'єднань; застосовується до створення димових завіс. Техніч. чотирихлористий кремній призначений для виробництва етилсилікатів, аеросилу.

Карбід кремнію- Бінарне неорганіч. хім. з'єднання кремнію з вуглецем SiC. У природі зустрічається у вигляді надзвичайно рідкісного мінералу – муассаніту.

Діоксид кремнію або кремнезем– стійке з'єднання Si, поширений у природі. Реагує зі сплавленням його із лугами, основними оксидами, утворюючи солі кремнієвої кислоти – силікати. Отримання:у промисловості кремній у чистому вигляді одержують відновленням діоксиду кремнію коксом в електропечах: SiO 2 + 2С = Si + 2СO 2 .

У лабораторії кремній отримують прожарюванням з магнієм або алюмінієм білого піску:

SiO 2 + 2Mg = 2MgO + Si.

3SiO 2 + 4Al = Al 2 Про 3 + 3Si.

Кремній утворює к-ти:Н 2 SiO 3 - Мета-кремнієва к-та;Н 2 Si 2 O 5 - Двометакремнієва к-та.

Знаходження у природі:мінерал кварц - SiO2. Кристали кварцу мають форму шестигранної призми, безбарвні та прозорі, назив.гірним кришталем. Аметист – гірський кришталь, пофарбований домішками у фіолетовий колір; димчастий топаз пофарбований у бурий колір; агат та яшма – кристалліч. різновиди кварцу. Аморфний кремнезем менш поширений і у вигляді мінералу опала. Діатоміт, трепел чи кизельгур (інфузорна земля) – землісті форми аморфного кремнію. формула кремнієвих к-т – n SiO2?m H2O.У природі нах-ся переважно у вигляді солей, у свободн. формі виділені деякі, напр, HSiO (ортокремнієва) і H 2 SiO 3 (кремнієва або метакремнієва).

Одержання кремнієвої кислоти:

1) взаємодія силікатів лужних. металів з к-тами: Na 2 SiO 3 + 2HCl = H 2 SiO 3 + 2NaCl;

2) крем'яна к-та явл. термічно нестійкою: H 2 SiO 3 = H 2 O + SiO 2 .

H 2 SiO 3 утворює пересичені розчини, в кіт. у результаті полімеризації утворює колоїди. Використовуючи стабілізатори, можна отримати стійкі колоїди (золі). Їх використовують у виробництві. Без стабілізаторів з розчину кремнієвої кислоти утворюється гель, осушивши який можна отримати силікагель (використовують як адсорбент).

Силікати- Солі кремнієвої к-ти. Силікати поширені в природі, земна кора полягає у більшості з кремнезему та силікатів (польові шпати, слюда, глина, тальк та ін.). Граніт, базальт та інші гірські породи мають у своєму складі силікати. Смарагд, топаз, аквамарин – кристали силікатів. Розчинні тільки силікати натрію та калію, інші – нерозчинні. Силікати мають складно. хім. склад: Каолін Al 2 O 3 ; 2SiO 2 ; 2H 2 Oабо H 4 Al 2 SiO 9 .

Азбест CaO; 3MgO; 4SiO 2 або CaMgSi 4 O 12 .

Отримання:сплавлення оксиду кремнію з лугами чи карбонатами.

Розчинне скло- силікати натрію та калію. Рідке скло- Водн. р-ри силікатів калію та натрію. Його використ. для виготовлення кислототривкого цементу та бетону, гасонепроникних штукатурок, вогнезахисних фарб. Алюмосилікати- силікати, що містять алюміній ( польовий шпат, слюда). Польові шпатискладаються крім оксидів кремнію та алюмінію з оксидів калію, натрію, кальцію. Слюдимають у своєму складі, крім кремнію та алюмінію, ще водень, натрій або калій, рідше – кальцій, магній, залізо. Граніти та гнейси (гірські породи)- Упоряд. з кварцу, польового шпату та слюди. Горн. породи і мінерали, перебуваючи пов-ти Землі, вступають у взаємодію Космосу з водою і повітрям, що викликає їх зміна і руйнація. Цей процес називається. вивітрюванням.

Застосування:силікатні породи (граніт) використ. як будівельний матеріал, силікати – у кач-ве сировини під час виробництва цементу, скла, кераміки, наповнювачів; слюду та азбест - як електро-і термоізоляцію.

Державний загальноосвітній заклад

«Преснівська середня школа»

Північно-Казахстанської області Кизилжарського району

Конспект уроку хімії у 9 класі

Тема: «Оксиди вуглецю ( II і IV )».

Підготувала: учитель хімії

Білоусова Катерина Павлівна

2012-2013 навчальний рік

Клас: 9

Тема: Оксиди вуглецю (II та IV)

Ціль : Вивчення нових хімічних речовин – оксидів вуглецю

Завдання:

- Освітні - засвоїти будову, фізичні властивості, хімічні властивості, отримання та застосування чадного та вуглекислого газів, якісну реакцію на вуглекислий газ, фізіологічну дію на організм чадного та вуглекислого газу, продовжити роботу з розвитку умінь порівнювати, складати рівняння реакцій, працювати з текстом підручника, отримувати інформацію з Інтернету.

- Виховні - виховання дбайливого ставлення до свого здоров'я, навколишньої природи, розвиток відповідального ставлення до навчання,пізнавального інтересу до хімії, розвиток комунікативних умінь та навичок, формування умінь парної та групової роботи.

- Розвиваючі - Розкриття причинно-наслідкових зв'язків,розвиток умінь самостійно ставити і формулювати для себе нові завдання, визначати способи дій та співвідносити з запланованими результатами.

Тип уроку: Урок вивчення нового матеріалу

Методи: словесні, наочні, дослідні

Методичні прийоми: пояснення, бесіда, індивідуальна та групова робота, таблиця «Знав – хочу дізнатися – дізнався»

Обладнання та реактиви для вчителя: комп'ютер, мультимедіа-проектор.

Обладнання та реактиви для учнів: лабораторний посуд (пробірки, штатив для пробірок, хімічні склянки), реактиви (оцтова кислота, гідрокарбонат натрію (сода), гідроксид кальцію).

Хід уроку:

Етапи уроку та час

Діяльність вчителя

Форми організації та

Діяльність учнів

Запланований результат для учнів

Організаційний момент

Привітання учнів. Налагодження співпраці шляхом створення атмосфери співробітництва. Гра «Клубок побажань»

Колективна .

Вітають вчителі, кажуть один одному побажання на урок, стоячи у колі.

Налаштовуються на робочий лад, навчальна співпраця

Актуалізація опорних знань

З метою актуалізації наявних знань, для привернення уваги та концентрації його організує ДІАЛОГ:

З яким хімічним елементом ми познайомилися на минулому уроці? Що утворюється при згорянні вуглецю? Чи пам'ятаєте ви, що це за оксиди? Пропоную відгадати загадки. Відгадками будуть речовини, про які ви чули і з якими неодноразово стикалися у звичайному житті.

1.Щоб з'явитися, я зумів,

Прожарюють білу крейду.

Я у газованій воді,

Я в хлібі, у соді; я всюди.

І фотосинтез без мене

І не туди та не сюди.

І полум'я маленької свічки

І потрібно лише зробити вдих

Щоб я на світ з'явитися міг.

Мене дає вогонь у печі

(Вуглекислий газ або оксид вуглецю (IV))

2. Горю я синім полум'ям

Угаром погрожую,

Коли зовсім згоряю я,

З пічки відлітаю.

(Кугарний газ або оксид вуглецю(II))

Колективна, індивідуальна.

Висловлюють думки, відгадують загадки, називають формули (ЗІ, СО2).

Згадають, сформулюють та аргументують свою думку, врахують різні погляди; висловлять свої думки, зацікавляться

постановка навчального завдання

Про що йтиметься на сьогоднішньому уроці?

Пропонує поставити цілі уроку:

Чого ви можете навчитися протягом уроку?

З метою розвитку мислення, підвищення інтересу до теми пропонує заповнити таблицю «ЗХУ» кожному учневі на цю тему

Колективна. Формулюють тему уроку та записують її в зошит. Висловлюють думки, визначають завдання уроку

Індивідуальна. Двоє-троє зачитують, що хотіли б дізнатися

Логічно міркують, згадують, визначають, трансформують свої знання, перетворюють, висувають гіпотези

розподіл класу на групи

Чи знаєте ви, яку роль відіграють оксиди у природі? Чи вистачить нам цих знань? А що ще нам потрібно знати про ці речовини? І як ми це робитимемо?

Знаючи здібності учнів, тип характеру, темперамент,

Пропонує учням взяти картки, за допомогою яких формує 3 групи, різні за способом вивчення пропонованого нового матеріалу

Індивідуальна

Визначаються, як вони бажають вивчити матеріал (репродуктивно чи творчо), вибирають колір картки (синій, зелений, червоний), утворюють групи

самовизначаться «зазирнувши всередину себе» зі способом досягнення цілей

Робота зі засвоєння нових знань

Видає завдання та роздатковий матеріал кожній групі (додатки № 1, 2,3)

Уточнює завдання учнів

Спостерігає за роботою учнів, консультує та стимулює навчальні дії учнів; ставить запитання

Групова.

Працюють із виконання завдання; використовують підручник та ресурси інтернет; відповідають питання завдання; визначаються з участю кожного групи

Планують спільну роботу, розпізнають та виділяють інформацію, враховують різні думки, визначаються з роллю, формулюють свою думку, обирають, аналізують

захист своїх робіт

З метою корекції знань вчитель ставить питання учням;

Відповідає питання учнів;

Узагальнює та підбиває підсумки творчих груп.

Групова.

Виступають по черзі зі звітом про виконану роботу (використовують магнітну, інтерактивну дошку)

Відповідають питання вчителя, конспектують те, що сподобалося у роботі інший групи. Оцінюють роботу кожної групи

Розвивають мовні навички, слухають одне одного, ставлять запитання, мислять, порівнюють

Первинне закріплення

Для покращення та підняття внутрішнього задоволення учнів від роботи, для корекції знань, Пропонує учням у парах відповісти на запитання: (додаток № 4), с

обговоренням кожної відповіді

Парна.

Читають питання, відповідають по черзі, вчитель запитує одного з пари

Засвоять, переформулюють, доведуть, проведуть, проговорять, слухають

Самостійна робота із самоперевіркою

за зразком .

Для перевірки засвоєння знань для оцінювання пропонує перевірочний тест:

Виберіть із запропонованих тверджень ті, які справедливі:

І варіант: - для чадного газу (CO)

II варіант: - для вуглекислого газу (2)

1. Безбарвний газ без запаху.

2. Газоподібний за звичайних умов.

3. Отруйний.

4. Не отруйний.

5. Добре розчинний у воді.

6. Погано розчинний у воді.

7. Газ легший за повітря.

8. Газ важчий за повітря.

9. Виявляє кислотні властивості.

10. Ступінь окиснення вуглецю +2.

11. Ступінь окиснення вуглецю +4.

12. У реакціях може бути й окислювачем, і відновником.

13. У реакціях може бути лише окислювачем.

14. При пропущенні через вапняну воду спостерігається помутніння.

Варіанти відповідей проектуються на екран:

позначка «5» - 10 та більше правильних відповідей

«2» - 5 і менше

Індивідуальна. Учні виконують тест письмово та

Парна

здійснюють взаємоперевірку за зразком (обмінюються зошитами)

Виділяють інформацію, аналізують почутий і побачений за урок матеріал, міркують, вибудовують логічний ланцюжок. контролюють себе, оцінюють

Рефлексія діяльності

Діти, що нового ви дізналися на уроці? Запишіть цю інформацію у таблицях «ЗХУ» вдома.

Індивідуальна.

Виставляють собі оцінку, завершуючи урок аналізом набутих знань.

Виражають ставлення до уроку (Стікери зі своїм ім'ям приклеюють до відповідної картинки – смайлика)
,

формулюють та арументують свою думку, висловлюють свої відчуття

Домашнє завдання

Доробити таблицю "ЗХУ" (усім)

Прочитайте пункт 26 (усім)

** з 93 завдання 3

*** з 93 завдання 4

***придумайте синквейн про будь-яку з розглянутих сьогодні речовин.

Дякує учням за урок

Записують домашнє
завдання.

самовизначаються з рівнем роботи

Додаток №4.

Формула чадного газу

Формула вуглекислого газу

Характер оксидів вуглецю

Фізичні властивості чадного газу

Як діє чадний газ на організм

Як розпізнати вуглекислий газ

Де застосовується вуглекислий газ

Додаток №1.

Заповніть перепустки в тексті, використовуючи ваші знання, підручник, ресурси Інтернету.

Вуглець – це неметал, при згорянні утворюються 2 ……., вони є …………….. Формула оксиду вуглецю () - ….., друга його назва …………………….. , тому що …… …………………………………………………………………………………………………… Фізичні властивості оксиду вуглецю () наступні:………… ……………………………….. Щоб урятувати людини, насамперед необхідно ………………………………………..

Отримують чадний газ у результаті реакцій:…………………………………………………. Чадний газ застосовують як…………………….., наприклад відбуваються такі реакції:………………………………..

Формула другого оксиду – оксиду вуглецю () - ……., але найчастіше його називають ………………. За фізичними властивостями – це……………………………………………………. У природі він у результаті………………………….. А лабораторії його одержують так:……………………………………………………………… . Як типовий кислотний оксид, вуглекислий газ взаємодіє з:…………………………………………………………..

Щоб розпізнати вуглекислий газ, необхідно ………………………………………., тоді …………………… Вуглекислий газ широко застосовується для……………………………

Додаток №2.

Заповніть порівняльну таблицю, використовуючи знання, підручник, ресурси Інтернет.

Ознаки порівняння

СО (чадний газ)

СО 2 (вуглекислий газ)

Будова молекули

Фізичні властивості

Хімічні властивості

Способи отримання

Застосування

Проведіть лаб.досвід, що доводить якісну реакцію на СО 2:

Зберіть пристрій для отримання газів. У пробірку помістіть трохи гідрокарбонату натрію, краплями прилийте оцтову кислоту (пам'ятати правила ТБ!). Вставити газовідвідну трубку, кінець якої опущений у склянку із вапняною водою. Поясніть спостереження.

Додаток №3

Завдання 1: за допомогою діаграми Венна знайдіть загальні та відмітні ознаки двох оксидів вуглецю.

Завдання 2. Заповніть таблицю, використовуючи додатковий матеріал (надається учням)

Ознаки порівняння

СО (чадний газ)

СО2 (вуглекислий газ)

Фізіологічна дія на організм

Поєднуючись із гемоглобіном червоних кров'яних тілець, переносників кисню від легень до тканин організму, чадний газ викликає кисневе голодування, і людина може загинути. При вдиханні повітря, що містить до 0,1% CO, людина може втратити свідомість і померти.

Чинить на людину наркотичну дію, подразнює шкіру та слизові оболонки, надає центральну судинозвужувальну та місцеву судинорозширювальну дію, викликає підвищення вмісту амінокислот у крові, інгібує дію ферментів у тканинах. При його концентрації у повітрі до 3% у людини спостерігається прискорене дихання, понад 10% втрата свідомості, смерть.