Химические свойства углерода. Карбиды

Посмотрите видеоурок. Вспомните свойства простых веществ, образованных атомами углерода. Особое внимание при просмотре обратите на информацию о химических свойствах углерода. Углерод и его свойства.

Углерод может быть в химических реакциях как окислителем, так и восстановителем. Атом углерода находится в промежуточной степени окисления.

Углерод - окислитель	Углерод - восстановитель
0               -4 C + 4ē ® C C + 2H2 = CH4 - метан 3C + 4Al = Al4C3 – карбид алюминия	0             +4 C - 4ē ® C C + 2Cl2 = CCl4 2CuO + C = 2Cu + CO2

Углерод в реакциях с водородом и металлами выступает окислителем :

С⁰ + 4 ē → С^-4

1)     с  металлами образует карбиды

4Al + 3C^0   t˚C →    Al₄C₃^-4

Ca + 2C^0   t˚C →    CaC₂^-1

2)     с водородом

C⁰ + 2H₂ ^t˚C →  CH₄

В реакциях с большинством неметаллов углерод является восстановителем:

С⁰ – 4 ē → С⁺⁴ (реже С⁰ – 2 ē → С⁺²)

1)     с кислородом 

C⁰ + O₂  ^t˚C → CO₂      углекислый газ. Видеоопыт "Горение угля"

При недостатке кислорода наблюдается неполное сгорание, образуется угарный газ:

2C⁰ + O₂  ^t˚C → 2C⁺²O    

2)     со фтором

С + 2F₂ → CF₄

3)     с водяным паром

C⁰ + H₂O  ^t˚C →  С⁺²O + H₂     водяной газ

4)     с оксидами металлов

С + Me_xO_y = CO₂ + Me

C⁰ + 2CuO  ^t˚C → 2Cu + C⁺⁴O₂ 

Реакции данного типа широко используют в пирометаллургии для восстановления металлов из их оксидов.

5)     с кислотами – окислителями:

C⁰ + 2H₂SO₄(конц.) →  С⁺⁴O₂­ + 2SO₂­ + 2H₂O

С⁰ + 4HNO₃(конц.) →  С⁺⁴O₂­ + 4NO₂­ + 2H₂O
Видеоопыт "Взаимодействие азотной кислоты с углем"

Карбиды

Образование карбидов:

                     _t˚C 

4Al + 3C⁰    →    Al₄C₃^-4 производное метана, степень окисления углерода  -4

                   _t˚C 

Ca + 2C⁰    →    CaC₂^-1 производное ацетилена, степень окисления углерода -1

Химические свойства:

1)                Карбиды легко гидролизуются с образованием соответствующих углеводородов:

Al₄C₃ + 12Н₂О → Al (ОН)₃ + 3СН₄↑

CaC₂ + 2Н₂О → Са(ОН)₂ + С₂Н₂↑

2)                Некоторые карбиды реагируют с кислотами:

Al₄C₃ + 12HCl → 3CH₄↑ + 4AlCl₃

Ag₂C₂ + 2 HCl →  C₂H₂↑ + 2AgCl