Химические элементы

В основном углерод содержится в известняке CaCO₃ и доломите MgCa(CO₃)₂. Кальцинированная сода Na₂CO₃ применяется в стекольной промышленности. Пищевая сода NaHCO₃ знакома всем и она есть у каждого дома. Между прочим, и та, и другая являются отличными моющими средствами. В особенности вам не обойтись без нее, если вам необходимо оттереть перманентный маркер. К тому же, множество современных моющих средств в своем составе на 90 %, а порой и на все 100 % состоят из обычной соды, хотя на этикетке может быть написано что-то типа: «Новая формула! Лучшее моющее средство».

С карбидом кальция CaC₂ тоже многие могут быть знакомы. С его помощью получают ацетилен C₂H₂, надо всего лишь добавить воды к карбиду. Раньше очень часто куски карбида таскали со строек, крошили в бутылки, заливали водой и плотно закрывали. Выделяющийся газ создавал большое давление и с громким хлопком разрывал бутылку.

Про углерод можно писать огромные книги. Собственно, их уже написали и продолжают писать. Чего стоят хотя бы тонны книг по органической химии. Ни про один другой химический элемент и его соединения столько не написано. Однако отметим, что перспективными направлениями являются исследования различных форм углерода, таких как фуллерен, графен, углеродные нанотрубки, нановолокна и многие другие.

Азот. Дышите, не дышите

Вдохните полной грудью! Что чувствуете? Запахи? Нет-нет. Азот не пахнет. Просто воздух на 75 % состоит из азота. «Азот» означает безжизненный. Он не поддерживает ни горение, ни дыхание. Он достаточно инертен, хотя не является инертным газом и стоит практически в середине таблицы. Его сосед кислород в некотором смысле противоположность азота.

Антуан Лавуазье назвал азот азотом. Но открыл его другой ученый — Джозеф Блэк Даниэль Резерфорд в 1772 году. Правда он не считал его новым элементом, как и К. Шееле, который вел параллельные исследования. То, что азот это именно новый элемент, убедил всех именно Лавуазье.

Простое вещество азот — это молекула из двух атомов азота N₂. Получают его из воздуха. Да-да, не удивляйтесь. Берут воздух, сжижают, а затем, основываясь на разных температурах кипения газов, входящих в его состав, их разделяют. Таким образом получают разные фракции, одной из которых является азот. Таким же образом получают жидкий азот, про который вы наверняка смотрели множество видео в интернете.

Азот необходим для существования животных и растений, так как входит в состав белков, аминокислот, нуклеиновых кислот, хлорофилла, гемоглобина и др. Бобовые растения накапливают в себе азот из атмосферы. Этот факт используется в сельском хозяйстве, когда посевные почвы становятся бедными по азоту, то высаживают, например, горох. Те накапливают в почве азот в виде различных соединений. Затем на такую почву высаживают другую необходимую сельхозкультуру.

Азот входит в состав селитры KNO₃ — соединения, хорошо известного начинающим пиротехникам. Также она применяется в качестве азотного удобрения почв.

Сам азот применяют для получения азотной кислоты, аммиака, нитридов различных металлов, различных красителей и взрывчатых веществ. В пищевой промышленности вы можете столкнуться с добавкой Е941. Это не что иное, как азот, применяемый в качестве газовой среды для упаковки, хранения и хладагента. Хранят жидкий азот в сосудах Дьюара. По факту это обычные термосы, только очень большие.

При погружении водолазов на глубину, где давление выше, концентрация азота, растворенного в белковых и жировых тканях, растет. Это может приводить к азотному наркозу. Водолаз «пьянеет». Поэтому в дыхательных баллонах, с которыми погружаются водолазы, заполнены смесью кислорода и гелия.

Про закись азота N₂O многие из вас скорее всего слышали, особенно если увлекаетесь гоночными симуляторами. Он снижает температуру всасываемого в двигатель воздуха, увеличивает содержание поступающего кислорода и повышает скорость сгорания в цилиндрах двигателя. Однако с такой целью его редко используют. Основное его применение в медицинских целях. Смешивая его с кислородом в определенном соотношении, он используется как хирургический наркоз. Сама по себе закись азота вызывает легкое опьянение, поэтому и получила название «веселящий газ».

Кислород. Огонь

Кислород бесцветен, безвкусен, невидим и лишен запаха. Эти свойства явно мешали ученым обнаружить его. К его открытию практически одновременно приложили руки Карл Шееле и Джозеф Пристли. Они открыли новый элемент, но сами этого не поняли. И только Лавуазье смог определить, что был открыт именно новый химический элемент. Он назвал его «oxygen». А вот название «кислород» в русском языке дал Михаил Ломоносов.

Получают кислород в чистом виде также как и азот, из воздуха, путем сжижения. Жидкий кислород магнитен и способен притягиваться к магниту. Больше так не может ни один другой сжиженный газ, состоящий из индивидуального элемента. Молекула кислорода представляет собой соединение двух атомов O₂.