1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

 

Рис. 29. Местонахождение углерода в природе
Рис. 29. Местонахождение углерода в природе

1.7.3. Углерод (С)

ПРОИСХОЖДЕНИЕ: Углерод в природе в чистом виде встречается в виде графита и алмаза. В химически связанном виде он присутствует в каменных частях земной коры, например в виде известняка (CaCO3), и в растительных остатках, например в каменном угле, в нефти и природном газе. Наряду с этим он является составной частью биомассы растений и животных. В виде углекислого газа он присутствует в воздухе и находится в растворенном виде в воде (рис. 29).

Рис. 30. Применение углерода (примеры)
Рис. 30. Применение углерода (примеры)

СВОЙСТВА: Графит — это мягкое, черное, блестящее красящее вещество. Алмаз бесцветен, стекловиден, очень тверд и хрупок.

ПРИМЕНЕНИЕ: Технически полученный углерод служит коксом для получения железа, сажей для наполнителя при производстве резины, в качестве углеродных волокон для упрочнения пластмасс и в качестве алмазов для обкладки сверл по камню. Алмаз в порошковой форме применяется в качестве шлифовального средства, например для дисковых пил, или в качестве полировального средства (рис. 30).

Рис. 31. Важнейшие соединения углерода
Рис. 31. Важнейшие соединения углерода

СОЕДИНЕНИЯ УГЛЕРОДА

Различают неорганические и органические соединения углерода. К неорганическим относятся угарный газ (СО), углекислый газ (CO2), углекислота и ее соли, а также карбиды (рис. 31).

 

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ УГЛЕРОДА

УГАРНЫЙ ГАЗ (СО) получается при сжигании углеродосодержащих материалов при недостаточном снабжении кислородом. Это бесцветный газ без запаха. Он очень ядовит и горит синим пламенем. Он используется в большой технике для производства многих материалов, например пластмасс и растворителей.

 

УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ (CO2) получается при сжигании углеродосодержащих материалов. Это негорючий, бесцветный газ без запаха. Он не ядовит. Так как он почти в 1,5 раза тяжелее воздуха, он собирается в низких местах, например в подвалах и шахтах. Там имеется опасность задохнуться!

• Выделяющийся в больших количествах при сжигании ископаемых горючих материалов, например нефти и газа, углекислый газ ведет к нагреванию атмосферы (к созданию так называемого парникового эффекта в атмосфере Земли).

• Двуокись углерода в воздухе является причиной «кислотных дождей».

• Угарный газ вызывает отравление людей. Находясь в атмосфере углекислого газа, человек может задохнуться.

Рис. 32. Цепные углеводороды
Рис. 32. Цепные углеводороды

ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ УГЛЕРОДА

Важными соединениями углерода являются УГЛЕВОДОРОДЫ. По строению их молекул различают цепные, кольцеобразные, а также разветвленные углеводороды. В цепных углеводородах атомы углерода располагаются в ряд друг за другом, а свободные валентности заняты атомами кислорода (рис. 32).

Рис. 33. Ненасыщенные углеводороды
Рис. 33. Ненасыщенные углеводороды

Цепи углеводородов, содержащие до 5 атомов С, — газообразны, например газ пропан С3Н8, с 6 до 15 атомов — жидкие, например октан С8Н8, и с 15 атомов С и более — пастообразные, до твердых, например стеарин С18Н36. Бензин — это смесь жидких углеводородов. Атомы углерода могут соединяться друг с другом посредством 2 или 3 валентностей. Их называют НЕНАСЫЩЕННЫМИ. Ненасыщенными углеводородами являются, например, газы ацетилен и этилен (рис. 33).

Рис. 34. Кольцеобразные углеводороды
Рис. 34. Кольцеобразные углеводороды

Простейшим кольцеобразным соединением углеводородов является бензол С6Н6. Другим производным соединением из бензола является фенол С6Н5OH (рис. 34). Кольцеобразные ненасыщенные углеводороды являются важными исходными материалами для химической промышленности, например для производства пластмасс.

Табл. 7. Важные органические соединения углерода
Табл. 7. Важные органические соединения углерода

Другими органическими соединениями углерода, содержащими наряду с водородом еще и другие химические элементы, такие, как, например, кислород, хлор и азот, являются спирты (алканолы), альдегиды (алканалы), органические кислоты (спиртовые кислоты) и хлорированные углеводороды (табл. 7).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11