Углекислый газ и угольная кислота

Углекислый газ СО₂↑ – это вещество молекулярного строения. При обычных условиях – это газ без цвета и запаха, значительно тяжелее воздуха, плохо растворим в воде. При t = -78 ⁰С твердый углекислый газ сублимируется. На этом основано его использование в качестве удобного хладагента. Его называют «сухой лёд».

Химические свойства оксида углерода (IV)

Углекислый газ СО₂↑ – это кислотный оксид. Но только небольшая его часть, менее 1 %, взаимодействует с водой с образованием угольной кислоты.

СО₂↑ + Н₂О → Н₂СО₃

Оксид углерода (IV) взаимодействует со щелочами с образованием карбонатов или гидрокарбонатов.

CO₂↑ + 2NaOH = Na₂CO₃+ H₂O

CO₂↑ + NaOH = NaHCO₃

Взаимодействует с основными оксидами с образованием солей.

MgO + CO₂↑ = MgCO₃

Для СО₂ нехарактерны окислительные свойства. Один из немногих случаев, когда он проявляет окислительные свойства, – когда горящий магний продолжает гореть в углекислом газе

СО₂↑ + 2Mg 2MgO + C

Качественная реакция на углекислый газ – это помутнение известковой воды, вследствие образования нерастворимых карбонатов.

Сa(OH)₂ + CO₂↑ = CaCO₃↓ + H₂O, но при пропускании избытка углекислого газа, карбонат переходит в растворимый гидрокарбонат, и осадок исчезает.

CaCO₃↓ + СО₂↑ + Н₂О = Сa(HCO₃)₂

Получение СО₂↑ в лаборатории

На мел или мрамор действуют сильными кислотами.

CaCO₃↓ + 2HCl = СО₂↑ + Н₂О + CaCl₂

Соли угольной кислоты – карбонаты и гидрокарбонаты

Соли угольной кислоты – карбонаты и гидрокарбонаты – вещества ионного строения, белого цвета, если ион металла не окрашен. Растворимые карбонаты подвергаются в водных растворах гидролизу по аниону с образованием щелочной среды.

Na₂CO₃ + H₂O = NaHCO₃ + NaOH

В быту при приготовлении теста часто проводится реакция гашения соды:

NaHCO₃ + CH₃COOH = CH₃COONa + CO₂↑ + H₂O

Карбонаты разлагаются при нагревании

CaCO₃↓ CaO + CO₂↑

Различные карбонаты встречаются в природе и имеют тривиальные названия (см. рис. 7). Многие карбонаты имеют важное практическое значение.

Рис. 7

Применение солей угольной кислоты

Кальцинированную соду применяют при производстве стекла, мыла, моющих средств, красителей, для обработки руд при получении некоторых металлов.

Питьевая сода широко используется в пищевой промышленности, медицине, быту. Питьевая сода входит в состав препаратов для огнетушителей.

Поташ применяют в производстве стекла, мыла, в фотографии.

Карбонат кальция является основным компонентом природных материалов: известняка, мела и мрамора. Эти вещества используются в строительстве. Известняк вносят в почву для снижения её кислотности и улучшения структуры.

Подведение итога урока

На уроке была рассмотрена тема «Углерод». При изучении этой темы вы узнали электронное строение атома углерода и характерные степени окисления, аллотропные модификации углерода и их свойства, угольную кислоту и ее соли – карбонаты.

Список литературы

Рудзитис Г. Е. Химия. Основы общей химии. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – 14-е изд. – М.: Просвещение, 2012.
Попель П. П. Химия: 8 кл.: учебник для общеобразовательных учебных заведений / П. П. Попель, Л. С.Кривля. – К.: ИЦ «Академия», 2008. – 240 с.: ил.
Габриелян О. С. Химия. 11 класс. Базовый уровень. 2-е изд., стер. – М.: Дрофа, 2007. – 220 с.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Интернет-портал «internerurok.ru» (Источник)
Интернет-портал «hemi.nsu.ru» (Источник)
Интернет-портал «chemport.ru» (Источник)
Интернет-портал «Химик.ру» (Источник)

Домашнее задание

№№ 1 а, б, в (с. 143) Рудзитис Г. Е. Химия. Основы общей химии. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – 14-е изд. – М.: Просвещение, 2012.
Назовите области применения угольной кислоты и её солей.
Сравните свойства аллотропных модификаций углерода.