CO —оксид карбону(ІІ), монооксид карбону, чадний газ. Для елемента Силіцію характерним є Si02 —оксид силі-цію(ІУ), діоксид силіцію, кремнезем.
Фізичні властивості
Оксид карбону(IV), або вуглекислий газ, С02 за стандартних умов — безбарвний газ, без запаху, важчий за повітря в 1,5 раза, доволі добре розчиняється у воді, особливо під тиском, легко перетворюється на рідину навіть за кімнатної температури і невеликого тиску (5 МПа). Зріджений С02 зберігають у стальних балонах. Якщо його швидко вилити з балона, вуглекислий газ випаровується, внаслідок чого частина газу перетворюється на снігоподібну масу. Твердий вуглекислий газ називають сухіш льодом.
Оксид карбону СО, або чадний газ,—безбарвний газ, без запаху, отруйний, погано розчиняється у воді, трохи легший за повітря.
• Обчисліть відносні молекулярні маси вуглекислого та чадного газів і порівняйте їх з усередненою відносною молекулярною масою повітря, яка дорівнює 29. Чи залежить густина газу від його молекулярної маси?
Вуглекислий газ С02 у великих кількостях шкідливий для людини і тварин, спричинює запаморочення, може викликати ядуху, тому приміщення, де перебувають люди, треба часто провітрювати.
Чадний газ СО —дуже отруйний. Він утворює стійку сполуку з гемоглобіном крові, внаслідок чого кров втрачає властивість переносити кисень в організмі, і настає кисневе голодування. У людини з'являються сильний головний біль, нудота, вона може знепритомніти і навіть померти!
Особливо небезпечно заводити автомобіль у гаражі за зачиненими дверима... Цс рівнозначно самогубству! Заслонку в печі можна закривати тільки тоді, коли вугілля вже не горить полум'ям, а лише слабко жевріє...
Оксид силіцію(ІV) Si02, або діоксид силіцію,—тверда речовина, кристалічна, безбарвна, тугоплавка = 1728 °С), у воді не розчиняється (пригадайте білий річковий пісок).
Чому ж така велика відмінність у властивостях діоксиду силіцію Si02 і діоксиду карбону С02 (за стандартних умов С02—газ, a Si02—тверда тугоплавка речовина), адже за хімічним складом ці оксиди є аналогами?
Щоб зрозуміти причину відмінності їхніх властивостей, пригадайте, що властивості речовини залежать від її будови. Отже, причина відмінності властивостей оксиду карбону(ІV) і оксцду силіцію(ІV) полягає у відмінності будови цих речовин. Оксіщ карбону(ГV) складається з молекул С02, тобто має молекулярні кристалічні ґратки, а оксцд силіцію(ІV) — атомні кристалічні ґратки, кожна структурна одиниця яких являє собою тетраедр з атомом Силіцію в центрі та атомами Оксигену по вершинах. Цс можна пояснити тим, що атом Силіцію має більший радіус, ніж атом Карбону. Навколо нього може розміститись не два, а чотири атоми Оксигену, кожний з яких з'єднується з двома атомами Силіцію. Відповідне розміщення атомів можна зобразити на площині схемою:
Така будова оксиду снліцію(IV) й обумовлює йога високу твердість і тугоплавкість.
Отже, відмінністю у будові кристалічних ґраток пояснюється відмінність властивостей діоксидів карбону й силіцію.
Хімічні властивості
Оксид карбону (ІV) С02 і оксид силіцію (IV) Si02 — солетвірні кислотні оксиди, а оксид карбону(ІІ) CO — несолетвірний оксид.
1. Взаємодія з водою. Якщо у пробірку з водою (1—2 мл) додати 1—2 краплі розчину лакмусу, а потім пустити туди вуглекислий газ, лакмус змінить своє забарвлення, і розчин почервоніє. Це пояснюється тим, що С02 взаємодіє
3 водою з утворенням нестійкої карбонатної кислоти:
Знаючи закономірності зміщення хімічної рівноваги, зазначте, в якому напрямі можна змістити рівновагу в реакції, рівняння якої наведено вище:
а) підвищуючи тиск; б) підвищуючи температуру.
Оксид снліцію(ІV) Si02 хоча й належить до кислотних оксидів, але з водою не реагує. Відповідна йому силікатна кислота H2Si03 утворюється іншим шляхом (вивчатиметься пізніше).
2. Взаємодія з основами і оенбвними оксидами. Оксид карбону(ІV) С02 реагує з лугами у водних розчинах та з твердими лугами і оенбвними оксидами за стандартних умов, утворюючи солі—карбонати:
Оксид силіцію(ІV) Si02 взаємодіє з твердими лугами та оенбвними оксидами під час сплавляння, утворюючи солі — силікати:
2NaOH + Si02 = Na2Si03 + Н20 BaO + Si02 = BaSiOj
Оксид карбону(ІІ) CO як нссолствірний оксид зазначених вище реакцій не дає (солей не утворює). Йому притаманні інші властивості:
а) здатність горіти васнльково-синім полум'ям, виділяючи велику кількість теплоти:
через що його використовують (разом з іншими газами) як газуватс паливо (у доменному виробництві);
б) здатність відновлювати метали з оксидів (під час нагрівання):
Зазначена властивість використовується під час виплавляння металів із руд.
Добування оксиду карбону(ІV). У лабораторних умовах С02 добувають дією хлоридної кислоти на мармур:
• Запишіть рівняння даної реакції у повній і скороченій йоіпшх формах. У промисловості оксид карбону (IV) добувають прожарюванням вапняку:
Застосування. Вуглекислий газ С02 застосовують під час виробництва соди, цукру, для газування води, гасіння пожеж (наприклад, содові вогнегасники). Сухий лід використовують для зберігання продуктів, які швидко псуються.
Діоксид силіцію Si02 у вигляді піску широко застосовують у будівництві, для добування скла, кераміки, порцеляни, фаянсу, цегли, цементу, абразивів. У вигляді кварцу Si02 використовують у радіотехніці, в акустослсктроніці, в оптичному приладобудуванні. Синтетичний діоксид силіцію Si02 («біла сажа») застосовується як наповнювач у виробництві гуми.
Абразиви (фр. abrasif — шліфувальний, від лат. abrado — зіскоблюю) — природні або штучні матеріали високої твердості.
Завдання для самоконтролю
122. Порівняйте фізичні властивості діоксиду карбону С02 й монооксиду карбону CO.
123. Схарактеризуйте фізичні властивості діоксиду силіцію Si02.
124. Під час спалювання оксиду карбону(ІІ) об'ємом 112 л (н. у.) утворюється оксид карбону(IV) об'ємом
(а) 28 л; (в) 112 л;
(б) 56 л; (г) 224 л.
125. В результаті окиснення вуглецю кількістю речовини 4 моль утворюється оксид карбону(ІІ) об'ємом (н. у.)
(а) 22,4 л; (в) 11,2 л;
(б) 89,6 л; (г) 5,6 л.
126. Прожарюванням вапняку масою 250 кг, масова частка домішок в якому 20 %, можна добути вуглекислий газ об'ємом (Н. у.)
(а) 44,8 м3; (в) 89,6 м3;
(б) 22,4 м3; (г) 112 м .
127. У лабораторії для добування чистого силіцію використовують кварцовий пісок і магній. З підпалюванням суміші утворюється білий порошок оксиду магнію та кристалічішй силіцій. Напишіть рівняння реакції і запропонуйте спосіб очищення силіцію від домішки оксиду магнію.
128. Під час відновлення вуглецем у дугових печах за 1800 °С 1 кг оксиду силіцію(ІУ), масова частка домішок в якому 10 %, можна добути кристалічний силіцій масою
(а) 28 г; (в) 840 г;
(б) 280 г; (г) 420 г.
129*. Суміш оксиду карбону(ІІ) СО й оксиду карбону(IV) С02 об'ємом 16 мл (н. у.) спалили в надлишку кисню, після чого об'єм суміші зменшився на 2 мл. Обчисліть масову частку СО в суміші.
