Химия. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ

Диоксид углеродаСO ₂.Кислотный оксид. Техническое название — углекислый газ.Бесцветный газ, без запаха, в 1,5 раза тяжелее воздуха (можно «переливать» из сосуда в сосуд). Молекула неполярна, имеет линейное строение [С(O) ₂] (sр-гибридизация), содержит ковалентные -связи С=O. Термически устойчив до температуры красного каления. При сжатии (давление = 50 атм) и охлаждении легко переходит в жидкое и твердое («сухой лед») состояния.

Твердый СO ₂возгоняется уже при низких температурах. Мало растворим в воде (O,88 л/1 л Н ₂O при 20 °C); образует моногидрат, который медленно изомеризуется (на 0,4 %) в угольную кислоту. Реагирует со щелочами. Восстанавливается магнием и кальцием. Из воздуха удаляется при контакте с пероксидом натрия (одновременно регенерируется кислород).

Простейшая качественная реакция– угасание горящей древесной лучинки в атмосфере СO ₂.

Применяется в многотоннажных производствах соды, сахара и карбамида, в пищевой промышленности для газирования безалкогольных напитков и как хладагент.

Содержится в воздухе (0,03 % по объему), воде минеральных источников. Не поддерживает горение и дыхание. Ассимилируется зелеными растениями при фотосинтезе (с помощью хлорофилла и под воздействием солнечных лучей). Ядовит при содержании в воздухе свыше 15 % по объему.

Уравнения важнейших реакций:

Получениев промышленности– при полном сгорании кокса (см.) или при обжиге известняка:

СаСO ₃= СаО + СO ₂ (900—1200 °C)

в лаборатории– при обработке карбонатов (например, кусочков мрамора СаСO ₃) сильными кислотами:

СаСO _3(т)+ H ₂SO ₄= CaSO ₄V + Н ₂O + CO ₂^

7.5.3. Карбонаты

Карбонат натрияNa ₂CO ₃.Оксосоль. Техническое название кальцинированная сода.Белый, при нагревании плавится и разлагается. Чувствителен к влаге и углекислому газу в воздухе. Образует декагидрат ( кристаллическая сода).Хорошо растворим в воде, гидролизуется по аниону, создает в растворе сильнощелочную среду. Разлагается сильными кислотами. Восстанавливается коксом. Вступает в реакции ионного обмена.

Качественная реакцияна ион СО ₃ ^2-– образование белого осадка карбоната бария, разлагаемого сильными кислотами (НCl, HNO ₃) с выделением углекислого газа.

Применяется для синтеза соединений натрия, устранения «постоянной» жесткости пресной воды, в производстве стекла, мыла и других моющих средств, целлюлозы, минеральных красок, эмалей. В природе содержится в грунтовых рассолах, рапе соляных озер.

Уравнения важнейших реакций:

Получениев промышленности( способ Сольве,1861–1863):

а) через насыщенный раствор NaCl пропускают смесь NH ₃и СO ₂:

NaCl + NH ₃+ Н ₂O + СO ₂= NH ₄Cl + NaHCO ₃V

(в этих условиях питьевая сода малорастворима);

б) осадок NaHCO ₃подвергают обезвоживанию ( кальцинированию):

2NaHCO ₃= Na ₂CO ₃+ Н ₂O + СO ₂

Карбонат калияК ₂СO ₃.Оксосоль. Техническое название поташ.Белый, гигроскопичный. Плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается. Чувствителен к влаге и углекислому газу в воздухе. Очень хорошо растворим в воде, гидролизуется по аниону, создает в растворе сильнощелочную среду. Разлагается сильными кислотами. Вступает в реакции ионного обмена.

Применяется в производстве оптического стекла, жидкого мыла, минеральных красок, многих соединений калия, как дегидратирующий агент.

Уравнения важнейших реакций:

Получениев промышленности:

а) нагревание сульфата калия [природное сырье – минералы каинитKMg(SO ₄)Cl ЗН ₂O и шёнитK ₂Mg(SO ₄) ₂ • 6Н ₂O] с гашёной известью Са(ОН) ₂в атмосфере СО (давление = 15 атм):

K ₂SO ₄+ Са(ОН) ₂+ 2СО = 2K(HCOO) + CaSO ₄

б) прокаливание формиата калия К(НСОО) на воздухе:

2K(HCOO) + O ₂= К ₂СO ₃+ Н ₂O + СO ₂

Гидрокарбонат натрияNaHCO ₃.Кислая оксосоль. Техническое название питьевая сода.Белый рыхлый порошок. При слабом нагревании разлагается без плавления, во влажном состоянии начинает разлагаться при комнатной температуре. Умеренно растворим в воде, гидролизуется по аниону в небольшой степени. Разлагается кислотами, нейтрализуется щелочами. Вступает в реакции ионного обмена.

Качественная реакцияна ион НСОд – образование белого осадка карбоната бария при действии баритовой воды и разложение осадка сильными кислотами (НCl, HNO ₃) с выделением углекислого газа. Применяется в пищевой промышленности, как лекарственное средство.

Уравнения важнейших реакций:

Получение: насыщение раствора Na ₂CO ₃(см.) углекислым газом.