Кислородные соединения углерода. Получение и свойства СО и СО2. Сероуглерод.

Физ св-ва. CO – обладает высокой энергией диссоциации, плохо растворим в воде, инертен в химическом отношении. Газ без цвета и запаха, несолеобразующий, ядовит.

Получение СО. В пром-сти: СО2 + С= 2СО; 2C + O2= 2CO

В лаб: НСООН= СО + Н2О (катализатор Н2SO4)

H2C2O4= CO + C2O + H2O (катализатор Н2SO4)

Хим. св-ва. В реакции СО вступает лишь при высоких температурах.

Молекула Со имеет большое сродство к кислороду, горит образуя СО2:

СО + 1/2О2 = СО2 + 282 кДж/моль

Из-за сродства к кислороду используется как восстановитель оксидов многих тяжелый Ме (Fe, Co,Pb и др)

СО + Cl2= COCl2 (фосген); CO + NH3 = HCN + Н2O

Физ св-ва СО2. В молекуле СО2 sp-гибридизация атома углерода. Под давлением и комнатной t СО2 сгущается в бесцв. жидкость. СО2 не поддерживает горения. В нем горят лишь в-ва, у кот. сродство к O₂ выше чем у углерода: 2Mg + CO2= 2MgO + C.

Реагирует с NH3 CO2+ 2Nh3= Co(NH3)2 + H2O; 2CO2 + 2Na2O2= 2Na2CO3 + O2

Получение СО2 В технике:СаСО3= СаO + СO2; 2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2Из кокса C + O2= CO2

В лаб.(в апп. КИппа) CaCO3 + 2HCl= CaCl2 + CO2 + H2O; C6H12O6= 2CO2 + 2C2H5OH

Сероуглерод СS2 CS2- сероуглерод, органический растворитель, бесцветная летучая жидкость, огнеопасен. Пары CS2- ядовиты, применяются для окуривания зернохранилищь от насекомых.

Хим св-ва С + 2S= CS2; CS2 + O2= CO2 + SO2; CS2 + 2H2O= CO2 + 2H2S

С сульфидами Ме CS2 образует соли триугольной кислоты- тиокарбонаты

Na2S + CS2 = Na2CS3; Na2O + CO2 = Na2CO3

Тиокарбонаты- желтые кристаллические вещества. При действии на них сильной кислоты выделяется свободная триугольная кислота

Na2CS3 + 2HCl= H2CS3 + 2NaCl

60) Кремний и свинец. Кислородные соединения. Кислоты. Получение и химические свойства. По содержанию в земной коре кремний занимает третье место после кислорода и водорода. В природе кремний встречается в виде диоксида кремния, силикатов и алюмосиликатов.

«Аморфный» кремний получают из диоксида кремния, применяя в качестве восстановителя магний или уголь: Si0₂ + 2Mg = Si + 2MgO Si0₂ + 2C = Si + 2CO Кристаллический кремний высокой степени чистоты получают разложением гидрида или восстановлением хлорида кремния водородом: SiCl₄ + 2Н₂ = Si + 4НС1 Соединения кремния с металлами, силициды, могут быть ионными (с активными металлами) или ковалентными (с неметаллами). Ионные силициды разлагаются водой и кислотами: Mg₂Si + 4НС1 = 2MgCl₂ + SiH₄ Mg₂Si + 4H₂0 = 2Mg(OH)₂ + SiH₄ и окисляются растворами щелочей: Mg₂Si + 2NaOH + 5H₂0 = Na₂Si0₃ + 4H₂ + 2Mg(OH)₂. Ковалентные силициды, например MoSi₂, инертны.

Соединения кремния с водородом — кремневодороды или силаны — по составу аналогичны предельным углеводородам и имеют общую формулу Si„H_{2n 2}, где п = 1-8. Однако они менее устойчивы и более реакционноспособны Устойчивость силанов уменьшается с увеличением числа атомов кремния в молекуле. В настоящее время выделены силаны до Si₈Hi₈. Силаны токсичны. Восстановительные свойства у силанов выражены сильнее, чем у углеводородов, они легко самовоспламеняются на воздухе и разрушаются щелочами: SiH₄ + 20₂ = Si0₂ + 2Н₂0 Si₂H₆ + 4NaOH + 2Н₂0 = 2Na₂Si0₃ + 7Н_2.

Галогениды кремния получают непосредственным взаимодействием кремния с галогенами, а также из диоксида кремния: Si0₂ + 2С + 2Г₂ = Sir ₄ + 2СО Тетрафторсилан можно получить также по реакции: Si0₂ + 4HF = SiF₄ + 2Н₂0

Свинец обычно имеет грязно-серый цвет, хотя свежий его разрез имеет синеватый отлив и блестит. Однако блестящий металл быстро покрывается тускло-серой защитной пленкой оксида. Свинец – один из самых мягких металлов, легкоплавкий. Он легко царапается ногтем и прокатывается в очень тонкие листы. Свинец сплавляется со многими металлами. С ртутью он дает амальгаму, которая при небольшом содержании свинца жидкая. Хим. св. Наиболее типична для свинца степень окисления +2; соединения свинца(IV) значительно менее устойчивы. В разбавленных соляной и серной кислотах свинец практически не растворяется, в том числе из-за образования на поверхности нерастворимой пленки хлорида или сульфата. С крепкой серной кислотой (при концентрации более 80%) свинец реагирует с образованием растворимого гидросульфата Pb(HSO4)2, а в горячей концентрированной соляной кислоте растворение сопровождается образованием комплексного хлорида H₄ PbCl₆. Разбавленной азотной кислотой свинец легко окисляется: Pb + 4HNO₃ = Pb(NO₃)₂ + 2NO₂ + H₂ O..

В присутствии кислорода свинец растворяется также в ряде органических кислот. При действии уксусной кислоты образуется легкорастворимый ацетат Pb(CH₃ COO)₂ Свинец заметно растворим также в муравьиной, лимонной и винной кислотах.

Свинец медленно растворяется и в концентрированных щелочах с выделением водорода: Pb + 2NaOH + 2H₂ O = Na₂ Pb(OH)₄ + H₂

При нагревании свинец реагирует с кислородом, серой и галогенами. Так, в реакции с хлором образуется тетрахлорид PbCl₄ – желтая жидкость, дымящая на воздухе из-за гидролиза, а при нагревании разлагающаяся на PbCl₂ и Cl₂. (Галогениды PbBr₄ и PbI₄ не существуют, так как Pb(IV) – сильный окислитель, который окислил бы бромид- и иодид-анионы.) Тонкоизмельченный свинец обладает пирофорными свойствами – вспыхивает на воздухе. При продолжительном нагревании расплавленного свинца он постепенно переходит сначала в желтый оксид PbO (свинцовый глет), а затем (при хорошем доступе воздуха) – в красный сурик Pb₃ O₄ или 2PbO·PbO₂. Это соединение можно рассматривать также как свинцовую соль ортосвинцовой кислоты Pb₂ [PbO₄ ]. С помощью сильных окислителей, например, хлорной извести, соединения свинца(II) можно окислить до диоксида: Pb(CH₃ COO)₂ + Ca(ClO)Cl + H₂ O = PbO₂ + CaCl₂ + 2CH₃ COOH

Диоксид образуется также при обработке сурика азотной кислотой: Pb₃ O₄ + 4HNO₃ = PbO₂ + 2Pb(NO₃)₂ + 2H₂ O.

Если сильно нагревать коричневый диоксид, то при температуре около 300° С он превратится в оранжевый Pb₂ O₃ (PbO·PbO₂), при 400° С – в красный Pb₃ O₄, а выше 530° С – в желтый PbO (разложение сопровождается выделением кислорода). В смеси с безводным глицерином свинцовый глет медленно, в течение 30–40 минут реагирует с образованием водоупорной и термостойкой твердой замазки, которой можно склеивать металл, стекло и камень. Диоксид свинца – сильный окислитель. Струя сероводорода, направленная на сухой диоксид, загорается; концентрированная соляная кислота окисляется им до хлора: PbO₂ + 4HCl = PbCl₂ + Cl₂ + H₂ O,

сернистый газ – до сульфата: PbO₂ + SO₂ = PbSO₄, а соли Mn²⁺ – до перманганат-ионов: 5PbO₂ + 2MnSO₄ + H₂ SO₄ = 5PbSO₄ + 2HMnO₄ + 2H₂ O..