Формула углекислоты в химии: Углекислый газ (диоксид углерода) – Что такое Углекислый газ (диоксид углерода)?

alexxlab | 06.04.2023 | 0 | Разное

Углерод, подготовка к ЕГЭ по химии

Углерод

Углерод – неметаллический элемент IV группы периодической таблицы Д.И. Менделеева, является важнейшей частью всех органических веществ в природе.

Общая характеристика элементов IVa группы

От C к Pb (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств. Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизация, сродство к электрону.

Из элементов IVа группы углерод и кремний относятся к неметаллам, германий, олово и свинец – металлы.

Электронные конфигурации у данных элементов схожи, так как они находятся в одной группе (главной подгруппе!), общая формула ns2np2:

  • C – 2s22p2
  • Si – 3s23p2
  • Ge – 4s24p
    2
  • Sn – 5s25p2
  • Pb – 6s26p2
Природные соединения

В природе углерод встречается в виде следующих соединений:

  • Аллотропных модификаций – графит, алмаз, фуллерен
  • MgCO3 – магнезит
  • CaCO3 – кальцит (мел, мрамор)
  • CaCO3*MgCO3 – доломит
Получение

Углерод получают в ходе пиролиза углеводородов (пиролиз – нагревание без доступа кислорода). Также применяется получение углеродистых соединений: древесины и каменного угля.

C2H6 → (t) C + H2 (пиролиз этана)

Химические свойства
  • Реакции с неметаллами

    • При нагревании углерод реагирует со многими неметаллами: водородом, кислородом, фтором.

    C + H2 → (t) CH4 (метан)

    2С + O2 → (t) 2CO (угарный газ – продукт неполного окисления углерода, образуется при недостатке кислорода)

    С + O2 → (t) CO2 (углекислый газ – продукт полного окисления углерода, образуется при достаточном количестве кислорода)

    С + F2 → (t) CF4

  • Реакции с металлами

    • При нагревании углерод реагирует с металлами, проявляя свои окислительные свойства. Напомню, что металлы могут принимать только положительные степени окисления.

    Ca + C → CaC

    2 (карбид кальция, СО углерода = -1)

    Al + C → Al4C3 (карбид алюминий, СО углерода -4)

    Очевидно, что степень окисления углерода в соединении с различными металлами может отличаться.

  • Восстановительные свойства

    • Углерод – хороший восстановитель. С помощью него металлургическая промышленность справляется с задачей получения чистых металлов из их оксидов:

    Fe2O3 + C → Fe + CO2

    ZnO + C → Zn + CO

    FeO + C → Fe + CO

    Углерод восстанавливает не только металлы из их оксидов, но и неметаллы подобным образом:

    SiO2 + C → (t) Si + CO

    Может восстановить и собственный оксид:

    CO2 + C → CO

  • Реакция с водой

    • Известная реакция взаимодействия угля с водяным паром, называемая также газификацией угля, торфа, сланца – крайне важна в промышленности:

    C + H2O → CO↑ + H2↑

  • Реакции с кислотами

    • В реакциях с кислотами углерод проявляет себя как восстановитель:

    C + HNO3(конц. ) → (t) CO2 + NO2 + H2O

    C + HNO3 → CO2 + NO + H2O

    C + H2SO

    4(конц.) → CO2 + SO2 + H2O

Оксид углерода II – СO

Оксид углерода II – продукт неполного окисления углерода. Несолеобразующий оксид. Это чрезвычайно опасное вещество часто образуется при пожарах в замкнутых помещениях, при прогревании машины в гараже.

Растворяясь в крови угарный газ (имеющий в 300 раз большее сродство к гемоглобину, чем кислород) легко выигрывает конкуренцию у кислорода и занимает его место в эритроцитах. Отравление угарным газом нередко заканчивается летальным исходом.

Получение

В промышленности угарный газ получают восстановлением оксида углерода IV или газификацией угля (t = 1000 °С).

CO2 + C → (t) CO

C + H2O → (t) CO + H2

В лаборатории угарный газ получают при разложении муравьиной кислоты в присутствии серной:

HCOOH → (H2SO4) CO + H2O

Химические свойства

Полностью окисляется до углекислого газа в реакции с кислородом, восстанавливает оксиды металлов.

CO + O2 → CO2

Fe2O3 + CO → Fe + CO2

FeO + CO → Fe + CO2

Образование карбонилов – чрезвычайно токсичных веществ.

Fe + CO → (t) Fe(CO)5

Оксид углерода IV – CO
2

Продукт полного окисления углерода.

Относится к кислотным оксидам, соответствует угольной кислоте H2CO3. Бесцветный газ, без запаха.

Получение

В промышленности углекислый газ получают при разложении известняка, в ходе производства алкоголя, при спиртовом брожении глюкозы.

CaCO3 → (t) CaO + CO2↑

C6H12O6 → C2H5OH + CO2↑

В лабораторных условиях используют реакцию мела (мрамора) с соляной кислотой.

CaCO3 + HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑

Углекислый газ образуется при горении органических веществ:

C3H8 + O2 → CO2 + H2O

Химические свойства

  • Реакция с водой

    • В результате реакции с водой образуется нестойкая угольная кислота, которая сразу же распадается на воду и углекислый газ.

    CO2 + H2O ⇄ H2CO3

  • Реакции с основными оксидами и основаниями

    • В ходе реакций с основаниями и основными оксидами углекислый газ образует соли угольной кислоты: средние – карбонаты (при избытке основания), кислые – гидрокарбонаты (при избытке кислотного оксида).

    2KOH + CO2

    → K2CO3 + H2O (соотношение основание – кислотный оксид 2:1)

    KOH + CO2 → KHCO3 (соотношение основание – кислотный оксид 1:1)

    Na2O + CO2 → Na2CO3

  • Окислительные свойства

    • При нагревании способен окислять металлы до их оксидов.

    Zn + CO2 → (t) ZnO + CO

Угольная кислота

Слабая двухосновная кислота, существующая только в растворах, разлагается на воду и углекислый газ.

Химические свойства

  • Качественная реакция

    • Определить наличие карбонат-иона можно с помощью кислоты: такая реакция сопровождается “закипанием” – появлением пузырьков бесцветного газа без запаха.

    MgCO3 + HCl → MgCl2 + CO2↑ + H2O

    Я не раз встречал описание реакций, связанных с этой кислотой, которое заслуживает нашего внимания. В задании было сказано, что при добавлении к раствору гидроксида кальция углекислого газа осадок появлялся, при дальнейшем пропускании углекислого газа – помутнение исчезало.

    Это можно легко объяснить, вспомнив про способность угольной кислоты образовывать кислые соли, которые растворимы.

    Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 (осадок выпадает)

    CaCO3 + H2O + CO

    2 → Ca(HCO3)2 (осадок растворяется)

  • Средние и кислые соли

    • Чтобы сделать из средней соли (карбоната) – кислую соль (гидрокарбонат) нужно добавить угольную кислоту. Однако написать ее формулу H2CO3 – ошибка. Ее следует записать в виде воды и углекислого газа.

    Li2CO3 + CO2 + H2O → LiHCO3 (средняя соль + кислота = кислая соль)

    Чтобы вернуть среднюю соль, следует добавить к кислой соли щелочь.

    LiHCO3 + LiOH → Li2CO3 + H2O

  • Нагревание солей угольной кислоты

    • При нагревании карбонаты распадаются на соответствующий оксид металла и углекислый газ, гидрокарбонаты – на карбонат металла, углекислый газ и воду.

    MgCO3 → (t) MgO + CO2

    KHCO3 → (t) K2CO3 + CO2↑ + H2O

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Структура Льюиса Углекислый газ Структурная формула Резонанс Химия, другие, угол, текст, другие png

Структура Льюиса Углекислый газ Структурная формула Резонанс Химия, другие, угол, текст, другие png

теги

  • угол,
  • текст,
  • другие,
  • монохромный,
  • химия,
  • число,
  • черный,
  • структура,
  • углерод,
  • структурная формула,
  • линия,
  • молекулярная формула,
  • молекулярная геометрия,
  • молекула,
  • символ,
  • резонанс,
  • структура Льюиса,
  • диоксид углерода,
  • окись углерода,
  • химическая связь,
  • химическая формула,
  • круг,
  • со 2,
  • общий,
  • ковалентная связь,
  • файл,
  • площадь,
  • Льюис,
  • png,
  • прозрачный,
  • бесплатная загрузка

Об этом PNG

Размер изображения
1280x354px
Размер файла
17. 99KB
MIME тип
Image/png
Скачать PNG ( 17.99KB )

изменить размер PNG

ширина(px)

высота(px)

Лицензия

Некоммерческое использование, DMCA Contact Us

  • Углекислый газ Структурная формула Молекула Угарный газ, химические формулы, угол, текст, углерод png 1700x500px 6.01KB
  • Структура Льюиса Метан Простая связь Химическая связь Валентный электрон, молекулярная цепь, разное, угол, текст png 1041x1079px 10.8KB
  • Углекислый газ Молекула Угарный газ Атом, Молекулы с, химия, углерод, линия png 800x553px 168.72KB
  • org/ImageObject”> Химическая формула Молекула Вода Химия Химическое соединение, вода, угол, текст, логотип png 1280x549px 12.36KB
  • Химическое соединение Химический синтез Химия Органическое соединение Молекула, химическая формула, угол, белый, текст png 1917x1466px 134.17KB
  • Структура Льюиса Молекулярная геометрия Метан Молекула Химическая формула, другие, разное, угол, текст png 800x916px 5.7KB
  • Структура Льюиса Аммиак Молекулярная геометрия Молекула Аммоний, другие, Разное, другие, электрон png 777x600px 134.05KB
  • Структура Льюиса Аммиак Молекула Химия Аммоний, точечная формула, угол, текст, логотип png 640x462px 4.05KB
  • org/ImageObject”> черно-белая иллюстрация, Молекула Химия Молекулярная геометрия Химическая структура, молекула, синий, текст, цвет png 2482x1761px 300.48KB
  • Кофеин Кофеин Молекулы Химическая структура Молекулярная геометрия, Кофе, угол, белый, текст png 1200x987px 40.58KB
  • Молекула Молекулярная геометрия Химия Шестиугольник, здравый смысл, химический элемент, угол, текст png 615x679px 75.31KB
  • шестигранная форма, циклогексановая конформация структурная формула химическое вещество молекула, шестиугольник, разное, угол, белый png 1200x1380px 28.68KB
  • Этанол Химическая формула Алкоголь Химия Химическое вещество, другие, угол, белый, текст png 1280x837px 18. 88KB
  • Бензол Химия Химическая структура Структурная формула, каучуки, угол, белый, текст png 880x1040px 38.73KB
  • справочный материал химическая структура, черно-синие соты, текстура, материал, угол png 1213x931px 187.12KB
  • Структура ацетилена Льюиса Химическая связь Тройная связь, наука, угол, текст, логотип png 1600x282px 12.97KB
  • Молекула Химическое соединение Химическая формула Аминокислота Леводопа, дофамин, угол, белый, текст png 1280x546px 25.57KB
  • Носкапин Молекула Химическое соединение Химическая формула Химия, Структура, угол, белый, текст png 1060x958px 23. 77KB
  • Структура Льюиса Резонансная диаграмма диоксида углерода Электрон, структура Льюиса, текст, логотип, электрон png 960x404px 45.11KB
  • Структура бензола Льюиса Резонанс Химическая структура, другие, угол, белый, текст png 800x945px 22.86KB
  • Этаноловое топливо Алкоголь Структурная формула Структура, стоимость, организационная структура, угол, белый, текст png 1280x783px 14.72KB
  • Химия Химическая формула Хлорид натрия Структурная формула Химическая структура, Металлическая молекулярная модель, знаменитости, металл Фон, структура png 500x500px 210.89KB
  • org/ImageObject”> Диоксид серы Химия Структура Льюиса Молекула, диоксид серы, текст, другие, химия png 1280x603px 28.95KB
  • Химическая формула Алкоголь Химическое вещество Химия Структурная формула, другие, угол, белый, текст png 800x558px 18.2KB
  • Метан Алкан Углеводород Органическая химия, химия, разное, угол, другие png 1088x1100px 136.19KB
  • Диоксид серы структура Льюиса Молекула Молекулярная геометрия Резонанс, структура диоксида кремния, угол, текст, другие png 1100x568px 24.73KB
  • Серотонин молекула химия химическая структура мелатонин, другие, угол, белый, текст png 800x587px 16.54KB
  • org/ImageObject”> Структура Льюиса Ковалентная связь Диаграмма Молекула Химическая связь, другие, разное, угол, белый png 1100x933px 60.42KB
  • Углекислый газ Молекула Угарный газ Атом, частицы, Разное, другие, сфера png 1100x723px 89.84KB
  • химическая тематика иллюстрации, химическая лаборатория рисования науки, каракули, угол, текст, фреска png 1640x1064px 2.32MB
  • Напиток с кофеином Кофе Латте Кофеин Состав, формула, угол, белый, текст png 1024x842px 30.07KB
  • Озон Химическая связь Заказ облигаций Молекула Льюиса структура, другие, угол, белый, текст png 1100x295px 16.57KB
  • org/ImageObject”> Органическая химия Химическая формула Структура Молекула, этан, угол, белый, текст png 1019x768px 11.36KB
  • Углекислый газ Химия Молекулярная модель Химическое соединение Молекула, др., другие, химия, углерод png 1100x373px 55.23KB
  • Химия Молекула воды Структура Льюиса Теория ВСЭПР, вода, угол, текст, логотип png 773x576px 22.53KB
  • Угарный газ Структурная формула Молекула углекислого газа, 30, Разное, текст, товарный знак png 2000x762px 30.85KB
  • Химическая формула Молекула Химическая структура Химия Химические вещества, другие, угол, текст, прямоугольник png 709x616px 8.01KB
  • org/ImageObject”> Кофеин Кофеин Молекула Химия Химическое вещество, Кофе, угол, белый, текст png 748x615px 25.92KB
  • Углекислый газ Молекула Угарный газ Атом, ГАЗ, Разное, другие, химия png 2000x1422px 252.5KB
  • Гликоген Химическая структура Молекула Полисахарид, другие, угол, белый, текст png 1280x564px 47.44KB
  • Рисунок молекулы, ДНК, текст, фотография, сердце png 785x765px 171.36KB
  • Структурная формула Пропан Химическая формула Скелетная формула Химическое соединение, другие, угол, белый, текст png 800x470px 8.42KB
  • Циклогексан структура Льюиса Циклогексен Циклоалкан Органическая химия, бензольное кольцо, разное, угол, белый png 520x523px 20. 52KB
  • Адреналин Химическая структура Норадреналин Дофамин, дофамин, угол, белый, текст png 1024x647px 17.56KB
  • Химическая формула Молекулярная формула Структурная формула Молекула Химическое вещество, Формула Один флаг, угол, белый, текст png 1024x508px 22.3KB
  • Этанол Скелетная формула Структурная формула Структура спирта, другие, разное, угол, текст png 1200x461px 14.77KB
  • Тройная связь Химическая связь Азот Ковалентная связь Атом, Оксид бора, текст, другие, логотип png 508x567px 12.04KB
  • Формула Математика Евклидова, математическая формула, угол, текст, монохромный png 3500x3313px 875. 77KB
  • Кислород Озон Молекула Перекись водорода Атом, др., другие, атом, o 2 png 600x600px 120.29KB
  • Химическая формула Молекулярная формула Молекула Химия Вода, раковина, химический элемент, мебель, текст png 1280x867px 22.72KB

Формула угольной кислоты. Использование, свойства, структура и формула

Формула угольной кислоты

Углекислота – слабая неорганическая кислота, которая также считается раствором двуокиси углерода в воде. Он существует только в виде раствора, и его также называют воздушной кислотой, воздушной кислотой, раствором углекислого газа или дигидрокарбонатом. Он наиболее известен как компонент большинства газированных напитков, таких как газированные и безалкогольные напитки.

Формула и структура: Химическая формула угольной кислоты H 2 CO 3 . Его молекулярная формула CH 2 O 3 , а его молярная масса составляет 62,03 г/моль. Химическая структура угольной кислоты показана ниже и состоит из карбоксильной группы и двух гидроксильных групп. Это двухосновная кислота, которая может высвобождать два протона, но является слабокислой из-за сильных связей OH.

Присутствие: В организме человека, CO 2 , присутствующий в крови, соединяется с водой с образованием угольной кислоты, которая затем выдыхается легкими в виде газа. Его также можно найти в скалах и пещерах, где он может растворять известняки. H 2 CO 3 также можно найти в угле, метеоритах, вулканах, кислотных дождях, грунтовых водах, океанах и растениях.

Приготовление: Углекислота образуется при растворении двуокиси углерода в воде и может существовать только в растворе. Эта реакция обычно находится в равновесии, что означает, что угольная кислота частично и обратимо образует двуокись углерода и воду.

CO 2 + H 2 O ⇌ H 2 CO 3

В промышленности угольную кислоту получают как побочный продукт других физических процессов, таких как ферментация, сжигание ископаемого топлива и т. д.

3

Свойства: Угольная кислота существует только в виде раствора с плотностью 1,668 г/моль. Он нерастворим в воде.

Химические свойства: Углекислота — слабая и нестабильная кислота, частично диссоциирующая в воде на ионы водорода (H + ) и ионы бикарбоната (HCO 3 – ). Будучи двухосновной кислотой, она может образовывать два вида солей: карбонаты и бикарбонаты. Добавление основания к избытку угольной кислоты дает бикарбонатные соли, а добавление избытка основания к угольной кислоте дает карбонатные соли.

Применение: Угольная кислота широко используется при приготовлении газированных напитков, таких как газированные напитки, безалкогольные напитки, игристые вина и другие газированные напитки. Углекислота также используется во многих других областях, таких как фармацевтика, косметика, удобрения, пищевая промышленность, анестетики и т. д.

Опасность для здоровья/воздействие на здоровье: Углекислота не считается токсичной или опасной и присутствует в организме человека. Однако его воздействие в высоких концентрациях может вызвать раздражение глаз и дыхательных путей.

Ссылки по теме:

Формула угольной кислоты

Обучающие видео

Угольная кислота

Угольная кислота, также известная как h3CO3, представляет собой углеродсодержащую молекулу с химической формулой h3CO3. Незначительное количество этой молекулы можно найти в растворах диоксида углерода, включая воду. Поскольку эта молекула содержит одну углеродно-кислородную двойную связь, ее химическая формула также может быть представлена ​​как OC(OH)2 из-за того, что она содержит одну углеродно-кислородную двойную связь.

Из-за того, что это единственная кислота, которая может выделяться в газообразном состоянии легкими человека, угольную кислоту обычно называют «дыхательной кислотой». Это слабая кислота, которая образует карбонатные и бикарбонатные соли при воздействии воздуха.

h3CO3 обладает способностью растворять известняк, в результате чего образуется бикарбонат кальция ((Ca(h3CO3)2). Многие характеристики известняка, такие как сталагмиты и сталактиты, являются результатом этого процесса.

Препараты угольной кислоты-h3CO3

Структура угольной кислоты состоит из одной двойной связи углерод-кислород и двух одинарных связей углерод-кислород. Один атом водорода соединен с каждым из атомов кислорода, участвующих в одинарной связи с атомами углерода, участвующими в соединении.

Во многих местах обитания с умеренным климатом углекислота, образующаяся в результате растворения и гидролиза CO2 в воде, является наиболее важным природным выщелачивающим агентом. Он одновременно слаб и нестабилен, быстро распадается на ионы водорода (H+) и ионы бикарбоната (HCO3-), которые затем выделяются в окружающую среду.

Свойства угольной кислоты-h3CO3

В этом подразделе содержится список некоторых наиболее важных физических и химических свойств угольной кислоты.

1. Физические характеристики s

Молекулярная масса угольной кислоты составляет 62,024 грамма на моль.

• Плотность 1,668 грамма на кубический сантиметр в стандартном состоянии состава.

6,35 – значение pKa химической молекулы h3CO3.

• Бикарбонат представляет собой сопряженное основание, соответствующее угольной кислоте в уравнении.

• Это химическое вещество чаще всего встречается в виде раствора. Хотя было заявлено, что ученые НАСА создали твердые образцы h3CO3, неясно, правда ли это.

2. Химические характеристики

• h3CO3 – слабая кислота, нестабильная в естественной среде.

• В присутствии воды подвергается частичной диссоциации с образованием ионов H+ и HCO3- (бикарбонат).

h3CO3+h3OHCO3-+H+

• Углекислота является двухосновной кислотой, поэтому она может реагировать с водой с образованием двух типов солей: бикарбонатов и карбонатов.

• Добавление небольшого количества основания к h3CO3 приводит к образованию бикарбонатных солей, тогда как добавление избытка основания приводит к образованию карбонатных солей.

Наблюдатели должны иметь в виду, что углекислота может образовываться как побочный продукт промышленных ферментационных операций или сжигания ископаемого топлива в больших масштабах в промышленности.

Использование угольной кислоты

Учитывая широкий спектр применения, h3CO3 является очень важным химическим веществом, которое необходимо понимать. Некоторые из этих применений угольной кислоты перечислены в следующем разделе.

Газированные напитки, такие как газированная вода, игристое вино и другие газированные напитки, производятся с использованием угольной кислоты.

  • При осаждении некоторых солей аммония, таких как персульфат аммония, в качестве растворителя используется h3CO3.
  • Способствует удалению углекислого газа из атмосферы тела.
  • Протонирование различных азотосодержащих оснований в сыворотке крови происходит в результате присутствия h3CO3
  • Углекислота применяется для лечения стригущего лишая и других дерматитов путем нанесения непосредственно на пораженный участок. • Растворы, содержащие это химическое вещество, также особенно эффективны для очистки контактных линз.
  • Это лекарство можно использовать внутрь, чтобы вызвать рвоту в любое время, когда это необходимо (например, в случаях передозировки наркотиков).

Углекислота чрезвычайно важна для организма

Бикарбонат-ион, известный как посредник в транспортировке углекислого газа из организма человека в процессе дыхательного газообмена, присутствует в организме. Реакции гидратации, которым подвергается диоксид углерода, протекают крайне вяло, особенно при отсутствии достаточного количества катализатора для реакции. С другой стороны, присутствие семейства ферментов, известных как карбоангидразы, в эритроцитах ускоряет скорость реакции. Ферменты карбоангидразы ответственны за катализ превращения углекислого газа и воды в диссоциированные ионы угольной кислоты в присутствии воды. Это приводит к образованию анионов бикарбоната, которые растворяются в плазме крови. После вдоха в легких снова происходит катализируемая реакция, в результате которой образуется углекислый газ СО2.

Углекислота чрезвычайно важна для океанов.

Из-за способности океана поглощать избыток углекислого газа из атмосферы (в основном из-за деятельности человека) ученые предсказывают, что рН океанской воды снизился примерно на 0,1 единицы рН. Поглощенный углекислый газ соединяется с океанской водой, в результате чего образуется h3CO3. Подкисление океана — это термин, обычно используемый для описания этого процесса.

Заключение

Углекислота — это химическое соединение, которое часто используется при создании безалкогольных напитков, искусственно газированных игристых вин и других игристых напитков.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *