1.3. Химические свойства углерода
При обычных температурах алмаз, графит, уголь химически инертны, но при высоких температурах активность их увеличивается. Как и следует из строения основных форм углерода, уголь вступает в реакции легче, чем графит и тем более алмаз. Графит не только более реакционноспособен, чем алмаз, но и, реагируя с некоторыми веществами, может образовывать такие продукты, каких не образует алмаз.
1. В качестве окислителя углерод реагирует с некоторыми металлами при высоких температурах, образуя карбиды:
ЗС + 4Аl = Аl4С3 (карбид алюминия).
2. С водородом уголь и графит образуют углеводороды. Простейший представитель - метан СН4 - может быть получен в присутствии катализатора Ni при высокой температуре (600-1000°С):
С + 2Н2 СН4.
3. При взаимодействии с кислородом углерод проявляет восстановительные свойства. При полном сгорании углерода любой аллотропной модификации образуется оксид углерода (IV):
С + О2 = СО2.
При неполном сгорании образуется оксид углерода (II) СО:
С + О2 = 2СО.
Обе реакции экзотермичны.
4. Особенно ярко восстановительные свойства угля проявляются при взаимодействии с оксидами металлов (цинка, меди, свинца и др.), например:
С + 2CuO = СО2^ + 2Cu,
С + 2ZnO = СО2^ + 2Zn.
На этих реакциях основан важнейший процесс металлургии - выплавка металлов из руд.
В иных случаях, например при взаимодействии с оксидом кальция, образуются карбиды:
СаО + ЗС = СаС2 + СО^.
5. Уголь окисляется горячими концентрированными серной и азотной кислотами:
С + 2Н2SO4 = СO2^ + 2SO2^ + 2Н2О,
конц.
ЗС + 4НNО3 = ЗСО2^ + 4NO^ + 2Н2О.
конц.
Любые формы углерода устойчивы по отношению к щелочам!
Достарыңызбен бөлісу: |