Качествена реакция на въглероден диоксид. Учебно помагало Установени са следните физични и химични свойства на СО2

Взаимодействието на въглерода с въглеродния диоксид протича според реакцията

Разглежданата система се състои от две фази, твърд въглерод и газ (f = 2). Три взаимодействащи вещества са свързани помежду си с едно уравнение на реакцията, следователно броят на независимите компоненти е k = 2. Според правилото за фазата на Гибс броят на степените на свобода на системата ще бъде равен на

C \u003d 2 + 2 - 2 \u003d 2.

Това означава, че равновесните концентрации на CO и CO 2 са функции на температурата и налягането.

Реакцията (2.1) е ендотермична. Следователно, според принципа на Le Chatelier, повишаването на температурата измества равновесието на реакцията в посока на образуването на допълнително количество CO.

Когато реакцията (2.1) протича, се изразходва 1 mol CO 2, който, когато нормални условияима обем 22400 cm 3 и 1 мол твърд въглерод с обем 5,5 cm 3 . В резултат на реакцията се образуват 2 мола CO, чийто обем при нормални условия е 44800 cm 3.

От горните данни за промяната в обема на реагентите по време на реакцията (2.1) следва:

Разглежданата трансформация е придружена от увеличаване на обема на взаимодействащите вещества. Следователно, в съответствие с принципа на Le Chatelier, повишаването на налягането ще насърчи реакцията в посока на образуване на CO 2 .
Промяната в обема на твърдата фаза е незначителна в сравнение с промяната в обема на газа. Следователно, за хетерогенни реакции, включващи газообразни вещества, може да се приеме с достатъчна точност, че промяната в обема на взаимодействащите вещества се определя само от броя на моловете газообразни вещества в дясната и лявата част на уравнението на реакцията.

Равновесната константа на реакцията (2.1) се определя от израза

Ако графитът се приеме като стандартно състояние при определяне на активността на въглерода, тогава C = 1

Числената стойност на равновесната константа на реакцията (2.1) може да се определи от уравнението

Данните за влиянието на температурата върху стойността на равновесната константа на реакцията са дадени в таблица 2.1.

Таблица 2.1– Стойности на равновесната константа на реакцията (2.1) при различни температури

От дадените данни се вижда, че при температура около 1000K (700 o C) равновесната константа на реакцията е близка до единица. Това означава, че реакцията (2.1) е почти напълно обратима при умерени температури. При високи температури реакцията протича необратимо в посока на образуване на СО, а при ниски температурив обратна посока.

Ако газовата фаза се състои само от CO и CO 2 , чрез изразяване на парциалните налягания на взаимодействащите вещества по отношение на техните обемни концентрации, уравнение (2.4) може да се сведе до формата

В промишлени условия CO и CO 2 се получават в резултат на взаимодействието на въглерода с кислорода във въздуха или взрива, обогатен с кислород. В същото време в системата се появява друг компонент - азот. Въвеждането на азот в газовата смес влияе върху съотношението на равновесните концентрации на CO и CO 2 подобно на намаляването на налягането.

Уравнение (2.6) показва, че съставът на равновесната газова смес е функция на температурата и налягането. Следователно решението на уравнение (2.6) се интерпретира графично, като се използва повърхност в триизмерно пространство в координатите T, Ptot и (% CO). Възприемането на такава зависимост е трудно. Много по-удобно е да се представи като зависимост на състава на равновесна смес от газове от една от променливите, като вторият от параметрите на системата е постоянен. Като пример, Фигура 2.1 показва данни за влиянието на температурата върху състава на равновесна газова смес при Ptot = 10 5 Pa.

При известен първоначален състав на газовата смес посоката на реакцията (2.1) може да се прецени с помощта на уравнението

Ако налягането в системата остане непроменено, съотношението (2.7) може да се сведе до вида

Фигура 2.1- Зависимост на равновесния състав на газовата фаза за реакцията C + CO 2 = 2CO от температурата при P CO + P CO 2 = 10 5 Pa.

За газова смес, чийто състав съответства на точка а на фигура 2.1, . При което

и G > 0. По този начин точките над кривата на равновесието характеризират системи, чийто подход към състоянието на термодинамично равновесие протича чрез реакцията

По същия начин може да се покаже, че точките под кривата на равновесието характеризират системи, които се доближават до равновесното състояние чрез реакцията

Енциклопедичен YouTube

1 / 5
Въглеродният окис (IV) не поддържа горенето. Изгаря само някои активни метали: :
2 M g + CO 2 → 2 M g O + C (\displaystyle (\mathsf (2Mg+CO_(2)\rightarrow 2MgO+C)))
Взаимодействие с активен метален оксид:
C a O + C O 2 → C a C O 3 (\displaystyle (\mathsf (CaO+CO_(2)\rightarrow CaCO_(3))))
Когато се разтвори във вода, образува въглена киселина:
C O 2 + H 2 O ⇄ H 2 C O 3 (\displaystyle (\mathsf (CO_(2)+H_(2)O\rightleftarrows H_(2)CO_(3))))
Реагира с алкали за образуване на карбонати и бикарбонати:
C a (O H) 2 + C O 2 → C a C O 3 ↓ + H 2 O (\displaystyle (\mathsf (Ca(OH)_(2)+CO_(2)\rightarrow CaCO_(3)\downarrow +H_( 2)О)))(качествен отговор на въглероден двуокис) K O H + C O 2 → K H C O 3 (\displaystyle (\mathsf (KOH+CO_(2)\rightarrow KHCO_(3))))
Биологичен

Човешкото тяло отделя приблизително 1 kg въглероден диоксид на ден.
Този въглероден диоксид се отвежда от тъканите, където се произвежда като един от крайни продуктиметаболизъм, през венозната система и след това се отделя с издишвания въздух през белите дробове. По този начин съдържанието на въглероден диоксид в кръвта е високо във венозната система и намалява в капилярната мрежа на белите дробове и ниско в артериалната кръв. Съдържанието на въглероден диоксид в кръвна проба често се изразява чрез парциално налягане, т.е. налягането, което въглеродният диоксид, съдържащ се в кръвна проба в дадено количество, би имал, ако само въглероден диоксид заемаше целия обем на кръвната проба.

Въглеродният диоксид (CO 2) се транспортира в кръвта от три различни начини(Точното съотношение на всеки от тези три вида транспорт зависи от това дали кръвта е артериална или венозна.)

Хемоглобинът, основният транспортиращ кислород протеин на червените кръвни клетки, е способен да транспортира както кислород, така и въглероден диоксид. Въглеродният диоксид обаче се свързва с хемоглобина на различно място от кислорода. Той се свързва с N-терминалните краища на глобиновите вериги, а не с хема. Въпреки това, поради алостерични ефекти, които водят до промяна в конфигурацията на молекулата на хемоглобина при свързване, свързването на въглероден диоксид намалява способността на кислорода да се свързва с него, при дадено парциално налягане на кислорода, и обратно - свързването на кислорода с хемоглобина намалява способността на въглеродния диоксид да се свързва с него при дадено парциално налягане на въглеродния диоксид. В допълнение, способността на хемоглобина да се свързва преференциално с кислород или въглероден диоксид също зависи от pH на средата. Тези характеристики са много важни за успешното улавяне и транспортиране на кислород от белите дробове до тъканите и успешното му освобождаване в тъканите, както и за успешното улавяне и транспортиране на въглероден диоксид от тъканите към белите дробове и освобождаването му там.
Въглеродният диоксид е един от най-важните медиатори на авторегулацията на кръвния поток. Той е мощен вазодилататор. Съответно, ако нивото на въглероден диоксид в тъканта или в кръвта се повиши (например поради интензивен метаболизъм - причинен, да речем, от упражнения, възпаление, увреждане на тъканите или поради запушване на кръвния поток, тъканна исхемия), след това капилярите се разширяват, което води до увеличаване на притока на кръв и съответно до увеличаване на доставката на кислород до тъканите и транспорта на натрупания въглероден диоксид от тъканите. В допълнение, въглеродният диоксид в определени концентрации (повишени, но все още не достигащи токсични стойности) има положителен инотропен и хронотропен ефект върху миокарда и повишава неговата чувствителност към адреналин, което води до увеличаване на силата и честотата на сърдечните контракции, сърдечния мощност и, като резултат, инсулт и минутен кръвен обем. Той също така допринася за коригиране на тъканната хипоксия и хиперкапния ( напреднало нивовъглероден двуокис).
Бикарбонатните йони са много важни за регулиране на pH на кръвта и поддържане на нормалното киселинно-алкален баланс. Дихателната честота влияе върху количеството въглероден диоксид в кръвта. Слабото или бавно дишане причинява респираторна ацидоза, докато бързото и прекалено дълбоко дишане води до хипервентилация и развитие на респираторна алкалоза.
В допълнение, въглеродният диоксид също е важен за регулирането на дишането. Въпреки че телата ни се нуждаят от кислород за метаболизма, ниските нива на кислород в кръвта или тъканите обикновено не стимулират дишането (или по-скоро стимулиращият ефект на недостига на кислород върху дишането е твърде слаб и се „включва“ късно, при много ниски нива на кислород в кръвта, при което човек често вече губи съзнание). Обикновено дишането се стимулира от повишаване на нивото на въглероден диоксид в кръвта. Дихателният център е много по-чувствителен към увеличаване на въглеродния диоксид, отколкото към липсата на кислород. Вследствие на това вдишването на силно разреден въздух (с ниско парциално налягане на кислорода) или газова смес, която изобщо не съдържа кислород (например 100% азот или 100% азотен оксид), може бързо да доведе до загуба на съзнание, без да причинява чувство липса на въздух (защото нивото на въглероден диоксид не се повишава в кръвта, защото нищо не пречи на издишването му). Това е особено опасно за пилоти на военни самолети, летящи на големи височини (в случай на аварийно разхерметизиране на пилотската кабина, пилотите могат бързо да загубят съзнание). Тази характеристика на системата за регулиране на дишането е и причината в самолетите стюардесите да инструктират пътниците в случай на разхерметизиране на кабината на самолета първо сами да си сложат кислородна маска, преди да се опитат да помогнат на някой друг - като направят това, помощникът рискува бързо да загуби съзнание и дори без да изпитва дискомфорт и нужда от кислород до последния момент.
Човешкият дихателен център се опитва да поддържа парциално налягане на въглеродния диоксид в артериалната кръв не по-високо от 40 mmHg. При съзнателна хипервентилация съдържанието на въглероден диоксид в артериалната кръв може да намалее до 10-20 mm Hg, докато съдържанието на кислород в кръвта практически няма да се промени или ще се увеличи леко и необходимостта от повторно вдишване ще намалее в резултат на намаляване на стимулиращия ефект на въглеродния диоксид върху дейността на дихателния център. Това е причината, поради която след период на съзнателна хипервентилация е по-лесно да задържите дъха си за дълго време, отколкото без предварителна хипервентилация. Такава съзнателна хипервентилация, последвана от задържане на дъха, може да доведе до загуба на съзнание, преди човекът да почувства нужда да диша. В безопасна среда подобна загуба на съзнание не заплашва нищо особено (след като загуби съзнание, човек ще загуби контрол над себе си, ще спре да задържа дъха си и ще поеме дъх, дъх, а с него и доставката на кислород към мозъка ще бъде възстановен и тогава съзнанието ще бъде възстановено). Въпреки това, в други ситуации, като например преди гмуркане, може да бъде опасно (загубата на съзнание и необходимостта от поемане на въздух ще настъпи на дълбочина и при липса на съзнателен контрол водата ще навлезе в дихателните пътища, което може да доведе до удавяне). Ето защо хипервентилацията преди гмуркане е опасна и не се препоръчва.

Касова бележка

В промишлени количества въглеродният диоксид се отделя от димните газове или като страничен продукт от химични процеси, например по време на разлагането на естествени карбонати (варовик, доломит) или при производството на алкохол (алкохолна ферментация). Получената смес от газове се промива с разтвор на калиев карбонат, който абсорбира въглероден диоксид, превръщайки се в хидрокарбонат. Разтворът на бикарбонат при нагряване или при понижено налягане се разлага, освобождавайки въглероден диоксид. В съвременните инсталации за производство на въглероден диоксид, вместо бикарбонат, той се използва по-често воден разтвормоноетаноламин, който при определени условия може да абсорбира CO₂, съдържащ се в димните газове, и да го отдели при нагряване; като по този начин крайният продукт се отделя от другите вещества.
Въглеродният диоксид също се произвежда в инсталации за разделяне на въздуха като страничен продукт от получаването на чист кислород, азот и аргон.
При лабораторни условия малки количества се получават чрез взаимодействие на карбонати и бикарбонати с киселини, като мрамор, креда или сода със солна киселина, като се използва например апарат на Kipp. Използването на реакцията на сярна киселина с креда или мрамор води до образуването на слабо разтворим калциев сулфат, който пречи на реакцията и се отстранява чрез значителен излишък от киселина.
За приготвянето на напитки може да се използва реакцията на сода за хляб с лимонена киселина или с кисел лимонов сок. Именно в тази форма се появяват първите газирани напитки. Фармацевтите се занимаваха с тяхното производство и продажба.

Приложение

В хранително-вкусовата промишленост въглеродният диоксид се използва като консервант и бакпулвер, посочен на опаковката с код E290.
Устройство за подаване на въглероден диоксид към аквариум може да включва газов резервоар. Най-простият и най-разпространеният метод за производство на въглероден диоксид се основава на дизайна за приготвяне на каша от алкохолна напитка. По време на ферментацията отделеният въглероден диоксид може да осигури горна превръзка за аквариумни растения.
Въглеродният диоксид се използва за газиране на лимонада и газирана вода. Въглеродният диоксид също се използва като защитна среда при заваряване на тел, но при високи температури той се разлага с отделяне на кислород. Отделеният кислород окислява метала. В тази връзка е необходимо да се въведат дезоксиданти в заваръчната тел, като манган и силиций. Друго следствие от влиянието на кислорода, също свързано с окисляването, е рязкото намаляване на повърхностното напрежение, което води, наред с други неща, до по-интензивно пръскане на метал, отколкото при заваряване в инертна атмосфера.
Съхраняването на въглероден диоксид в стоманен цилиндър във втечнено състояние е по-изгодно, отколкото под формата на газ. Въглеродният диоксид има относително ниска критична температура от +31°C. Около 30 kg втечнен въглероден диоксид се изсипват в стандартен 40-литров цилиндър и при стайна температурацилиндърът ще съдържа течна фаза и налягането ще бъде приблизително 6 MPa (60 kgf / cm²). Ако температурата е над +31 ° C, тогава въглеродният диоксид ще премине в свръхкритично състояние с налягане над 7,36 MPa. Стандартното работно налягане за типичен 40-литров цилиндър е 15 MPa (150 kgf/cm²), но трябва безопасно да издържа 1,5 пъти налягането, т.е. 22,5 MPa, така че работата с такива бутилки може да се счита за доста безопасна.
Твърдият въглероден диоксид - "сух лед" - се използва като хладилен агент в лабораторни изследвания, в търговията на дребно, при ремонт на оборудване (например: охлаждане на една от свързващите части по време на плътно закрепване) и др. Инсталациите за въглероден диоксид се използват за втечняване на въглероден диоксид и производство на сух лед.

Методи за регистрация

Измерването на парциалното налягане на въглеродния диоксид е необходимо в технологичните процеси, в медицински приложения- анализ на дихателни смеси по време на изкуствена вентилация на белите дробове и в затворени системи за поддържане на живота. Анализът на концентрацията на CO 2 в атмосферата се използва за екологични и научно изследване, за изследване на парниковия ефект. Въглеродният диоксид се записва с помощта на газови анализатори, базирани на принципа на инфрачервената спектроскопия и други газови измервателни системи. Медицински газов анализатор за регистриране на съдържанието на въглероден диоксид в издишания въздух се нарича капнограф. За измерване на ниски концентрации на CO 2 (и също) в технологични газове или в атмосферен въздухможете да използвате метода на газовата хроматография с метанатор и регистрация на пламъчно-йонизационен детектор.

въглероден диоксид в природата

Годишните колебания в концентрацията на атмосферен въглероден диоксид на планетата се определят главно от растителността на средните (40-70 °) ширини на Северното полукълбо.
В океана се разтваря голямо количество въглероден диоксид.
Въглеродният диоксид съставлява значителна част от атмосферите на някои планети в Слънчевата система: Венера, Марс.

Токсичност

Въглеродният диоксид е нетоксичен, но поради ефекта на повишените му концентрации във въздуха върху дишащите въздух живи организми, той се класифицира като задушлив газ. (Английски)Руски. Леко повишаване на концентрацията до 2-4% на закрито води до развитие на сънливост и слабост при хората. Опасни концентрациисчитат се нива от около 7-10%, при които се развива задушаване, изразяващо се в главоболие, световъртеж, загуба на слуха и загуба на съзнание (симптоми, подобни на тези при височинна болест), в зависимост от концентрацията, за период от няколко минути до една часа. При вдишване на въздух с висока концентрация на газа смъртта настъпва много бързо от задушаване.
Въпреки че всъщност дори концентрация от 5-7% CO 2 не е смъртоносна, вече при концентрация от 0,1% (такова съдържание на въглероден диоксид се наблюдава във въздуха на мегаполисите), хората започват да се чувстват слаби, сънливи. Това показва, че дори при високи нива на кислород, високата концентрация на CO 2 има силен ефект върху благосъстоянието.
Вдишването на въздух с повишена концентрация на този газ не води до дълготрайни здравословни проблеми и след отстраняване на жертвата от замърсената атмосфера бързо настъпва пълно възстановяване на здравето.

Най-често срещаните процеси за образуване на това съединение са гниенето на животински и растителни останки, изгарянето на различни видове гориво, дишането на животни и растения. Например, един човек на ден отделя около килограм въглероден диоксид в атмосферата. Могат да се образуват въглероден оксид и въглероден диоксид нежива природа. Въглеродният диоксид се отделя по време на вулканична дейност и може да бъде извлечен и от източници на минерална вода. Въглеродният диоксид се намира в малки количества в земната атмосфера.
Особености химическа структура тази връзкапозволяват му да участва в много химични реакции, чиято основа е въглеродният диоксид.
Формула
В съединението на това вещество се образува четиривалентен въглероден атом линейна връзкас две молекули кислород. Външен видтакава молекула може да бъде представена по следния начин:
Теорията на хибридизацията обяснява структурата на молекулата на въглеродния диоксид по следния начин: две съществуващи сигма връзки се образуват между sp орбиталите на въглеродните атоми и две 2p орбитали на кислорода; р-орбиталите на въглерода, които не участват в хибридизацията, са свързани във връзка с подобни кислородни орбитали. В химичните реакции въглеродният диоксид се записва като CO2.
Физични свойства
При нормални условия въглеродният диоксид е безцветен газ без мирис. Той е по-тежък от въздуха, така че въглеродният диоксид може да се държи като течност. Например, може да се прелива от един съд в друг. Това вещество е слабо разтворимо във вода - около 0,88 l CO 2 се разтварят в един литър вода при 20 ⁰С. Лекото понижаване на температурата радикално променя ситуацията - в един и същ литър вода при 17⁰С могат да се разтворят 1,7 литра CO 2. При силно охлаждане това вещество се отлага под формата на снежни люспи - образува се така нареченият "сух лед". Това име идва от факта, че при нормално налягане веществото, заобикаляйки течната фаза, веднага се превръща в газ. Течният въглероден диоксид се образува при налягане малко над 0,6 MPa и при стайна температура.
Химични свойства
При взаимодействие със силни окислители 4-въглеродният диоксид проявява окислителни свойства. Типична реакция на това взаимодействие:
C + CO 2 \u003d 2CO.
И така, с помощта на въглища въглеродният диоксид се редуцира до неговата двувалентна модификация - въглероден оксид.
При нормални условия въглеродният диоксид е инертен. Но някои активни метали могат да изгорят в него, извличайки кислород от съединението и освобождавайки въглероден газ. Типична реакция е изгарянето на магнезий:
2Mg + CO 2 \u003d 2MgO + C.
По време на реакцията се образуват магнезиев оксид и свободен въглерод.
В химичните съединения CO 2 често проявява свойствата на типичен киселинен оксид. Например, той реагира с основи и основни оксиди. Резултатът от реакцията са соли на въглеродна киселина.
Например, реакцията на комбинацията от натриев оксид с въглероден диоксид може да бъде представена по следния начин:
Na 2 O + CO 2 \u003d Na 2 CO 3;
2NaOH + CO 2 \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O;
NaOH + CO 2 \u003d NaHCO 3.
Разтвор на въглена киселина и СО2
Въглеродният диоксид във вода образува разтвор с малка степен на дисоциация. Този разтвор на въглероден диоксид се нарича въглена киселина. Безцветен е, слабо изразен и с кисел вкус.
Записване на химична реакция:
CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3.
Равновесието е доста силно изместено наляво - само около 1% от първоначалния въглероден диоксид се превръща във въглена киселина. Колкото по-висока е температурата, толкова по-малко молекули въглена киселина в разтвора. Когато съединението заври, то изчезва напълно и разтворът се разлага на въглероден диоксид и вода. Структурна формулавъглеродна киселина е представена по-долу.
Свойства на въглената киселина
Карбонова киселинамного слаб. В разтвори се разлага на водородни йони Н + и НСО 3 - съединения. В много малко количество се образуват CO 3 - йони.
Въглеродната киселина е двуосновна, така че образуваните от нея соли могат да бъдат средни и кисели. В руската химическа традиция средните соли се наричат карбонати, а силните соли се наричат бикарбонати.
Качествена реакция
Един от възможни начиниоткриването на газообразен въглероден диоксид е промяна в прозрачността на варовия разтвор.
Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O.
Този опит е известен от училищен курсхимия. В началото на реакцията се образува малко количество бяла утайка, която впоследствие изчезва, когато въглеродният диоксид преминава през водата. Промяната в прозрачността възниква, защото в процеса на взаимодействие неразтворимото съединение - калциевият карбонат се превръща в разтворимо вещество - калциев бикарбонат. Реакцията протича по следния начин:
CaCO 3 + H 2 O + CO 2 \u003d Ca (HCO 3) 2.
Получаване на въглероден диоксид
Ако искате да получите малко количество CO2, можете да започнете реакцията на солна киселина с калциев карбонат (мрамор). Химическият запис на това взаимодействие изглежда така:
CaCO 3 + HCl \u003d CaCl 2 + H 2 O + CO 2.
Също така за тази цел се използват реакции на изгаряне на вещества, съдържащи въглерод, като ацетилен:
CH 4 + 2O 2 → 2H 2 O + CO 2 -.
Апаратът на Kipp се използва за събиране и съхранение на полученото газообразно вещество.
За нуждите на промишлеността и селското стопанство мащабът на производството на въглероден диоксид трябва да бъде голям. Популярен метод за такава широкомащабна реакция е изгарянето на варовик, което произвежда въглероден диоксид. Реакционната формула е дадена по-долу:
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2.
Приложение на въглероден диоксид
Хранителната промишленост, след мащабното производство на "сух лед", премина към принципно нов метод за съхранение на храни. Незаменим е при производството на газирани напитки и минерална вода. Съдържанието на CO 2 в напитките им придава свежест и значително увеличава срока на годност. А карбидизирането на минералните води избягва мухлясалостта и неприятния вкус.
В готвенето често се използва методът за гасене на лимонена киселина с оцет. Отделяният при това въглероден диоксид придава разкош и лекота на сладкарските изделия.
Това съединение често се използва като хранителна добавка за увеличаване на срока на годност на храните. Според международните стандарти за класификация на химическите добавки в продуктите, той преминава под код Е 290,
Прахообразният въглероден диоксид е едно от най-популярните вещества, които съставляват пожарогасителни смеси. Това вещество се намира и в пяната на пожарогасителите.
Най-добре е въглеродният диоксид да се транспортира и съхранява в метални бутилки. При температура над 31⁰С налягането в цилиндъра може да достигне критично и течният CO 2 ще премине в свръхкритично състояние с рязко повишаване на работното налягане до 7,35 MPa. Металният цилиндър може да издържи вътрешно налягане до 22 MPa, така че диапазонът на налягане при температури над тридесет градуса се признава за безопасен.
Тема: проста химична реакция- действието на разредените киселини върху карбонатите, производството и изследването на свойствата на въглеродния диоксид.
Цели на обучението: - Да се изследва действието на киселините върху карбонатите и да се направят общи изводи.

Разберете и извършете качествени тестове за въглероден диоксид.

Очаквани резултати: Чрез химичен експеримент, въз основа на наблюдения, анализ на резултатите от експеримента, учениците правят изводи за методите за получаване на въглероден диоксид, неговите свойства и ефекта на въглеродния диоксид върху варовата вода. Чрез сравняване на методите за производство на водород и въглероден диоксид чрез действието на разредени киселини върху метали и карбонати,Учениците правят изводи за различните продукти на химични реакции, получени от действието на разредени киселини.

По време на часовете:
Разделете класа на групи. Стратегия: един по един.
- Какво ново научихте за свойствата на киселините?
Цел: околоОценявайте качеството на всеки бърз и цялостен отговор.Да се отбележи дали учениците идентифицират основните понятия от обхванатия материал и тяхната връзка.
Диктовка

БЕЗОПАСНОСТ НА РАБОТА С КИСЕЛИНИ

киселини предизвика химикал ………………….кожаи други тъкани.

Според скоростта на действие и скоростта на разрушаване на телесните тъкани киселините са подредени в следния ред, като се започне от най-силен: ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………

Когато разреждате киселини, ……………… изсипете ………………… пръчка с предпазен гумен пръстен на дъното.

Бутилка с киселина не е разрешена ………………ръце към гърдите, защото евентуално ………………… и …………..

Първа помощ. Засегната от киселини област на кожата ……….струя от студ ………….. по време на ………………. мин. позle ………………… напоена вода се намазва върху изгореното мясторешение …………. марля или вататампон. След 10 минути. превръзка ……….., кожа ………….,и смазани с глицерин за намаляване на усещането за болкаscheny.
Учениците правят експериментпопълнете таблицата с наблюдения и заключения,запис на видео с наблюдения за поставяне вYouTubeза да видят родителите им.
"Червено" - темата не ми е ясна, останаха много въпроси.

"Жълто" - темата ми е ясна, но има въпроси.

"Зелено" - темата ми е ясна.
Препратки:
Приложение 1

Теоретичен ресурс

Въглероден двуокис

CO молекула 2

Физични свойства

Въглероден оксид (IV) - въглероден диоксид, газ без цвят и мирис, по-тежък от въздуха, разтворим във вода, при силно охлаждане кристализира под формата на бяла снежна маса - "сух лед". При атмосферно наляганене се топии се изпарява, заобикаляйки течността агрегатно състояние- това явление се нарича сублимация , температура на сублимация -78 °С. Въглеродният диоксид се образува при гниене и горене органична материя. Съдържа се във въздуха и минералните извори, отделя се при дишането на животни и растения. Слабо разтворим във вода (1 обем въглероден диоксид в един обем вода при 15 °C).

Касова бележка

Въглеродният диоксид се получава при действието на силни киселини върху карбонатите:

метален карбонат+ киселина →сол + въглероден диоксид + вода

CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + CO 2 + З 2 О

карбонаткалций + солнакиселина = въглероденгаз + вода

калциев карбонат + солна киселина→ калциев хлорид + въглероден диоксид + вода

Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + CO 2 + З 2 О

карбонатнатрий + солнакиселина = въглероденгаз + вода

натриев карбонат + солна киселина→ натриев хлорид + въглероден диоксид + вода

Химични свойства

Качествена реакция

Качествена реакция за откриване на въглероден диоксид е мътността на варовата вода:

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + З 2 о

варна вода + въглероден диоксид = + вода

В началото на реакцията, бяла утайка, който изчезва при продължително преминаване на CO 2 през варовита вода, т.к неразтворимият калциев карбонат се превръща в разтворим бикарбонат:

CaCO 3 + З 2 O+CO 2 = СЪС a(HCO 3 ) 2 .

Приложение 2

Лабораторен опит No7

"Производство на въглероден диоксид и неговото разпознаване"

Цел на работата: експериментално получаване на въглероден диоксид и провеждане на експеримент, характеризиращ неговите свойства.

Оборудване и реактиви: стойка с епруветки, лабораторна стойка, епруветки, вентилационна тръба с гумена запушалка, устройство за получаване на въглероден диоксид, креда (калциев карбонат), меден карбонат ( II ), натриев карбонат, разтвор на оцетна киселина, варна вода.

Напредък:
Въз основа на резултатите от експериментите попълнете таблицата, направете заключение.

Работна проба
Въглеродният диоксид може да се получи чрез действието на оцетна киселина върху:
Въглероден диоксид, въглероден оксид, въглероден диоксид са всички имена на едно и също вещество, което познаваме като въглероден диоксид. И така, какви са свойствата на този газ и какви са неговите приложения?

Въглероден диоксид и неговите физични свойства

Въглеродният диоксид се състои от въглерод и кислород. Формулата на въглеродния диоксид е CO₂. В природата се образува при изгаряне или гниене на органична материя. Във въздуха и минералните извори съдържанието на газ също е доста високо. в допълнение, хората и животните също отделят въглероден диоксид, когато издишват.

Ориз. 1. Молекула на въглеродния диоксид.

Въглеродният диоксид е напълно безцветен газ и не може да се види. Също така няма миризма. Въпреки това, при висока концентрация, човек може да развие хиперкапния, тоест задушаване. Липсата на въглероден диоксид също може да причини здравословни проблеми. В резултат на липсата на този газ може да се развие обратното състояние на задушаване - хипокапния.

Ако въглеродният диоксид се постави в условия на ниска температура, тогава при -72 градуса той кристализира и става като сняг. Следователно въглеродният диоксид в твърдо състояние се нарича "сух сняг".

Ориз. 2. Сухият сняг е въглероден диоксид.

Въглеродният диоксид е 1,5 пъти по-плътен от въздуха. Плътността му е 1,98 kg/m³ химическа връзкав молекула въглероден диоксид, ковалентен полярен. Той е полярен, защото кислородът има по-висока стойност на електроотрицателност.

Важна концепция в изучаването на веществата е молекулната и моларната маса. Моларната маса на въглеродния диоксид е 44. Това число се образува от сумата на относителните атомни маси на атомите, които изграждат молекулата. Стойностите на относителните атомни маси са взети от таблицата на D.I. Менделеев и закръглени до цели числа. Съответно, моларната маса на CO₂ = 12+2*16.
За да изчислите масовите части на елементите във въглеродния диоксид, трябва да следвате формулата за изчисление масови фракциивсеки химичен елементпо същество.
не броят на атомите или молекулите.
А rе относителната атомна маса на химичен елемент.
г-не относителното молекулно тегло на веществото.
Изчислете относително молекулно тегловъглероден двуокис.

Mr(CO₂) = 14 + 16 * 2 = 44 w(C) = 1 * 12 / 44 = 0,27 или 27% Тъй като въглеродният диоксид съдържа два кислородни атома, n = 2 w(O) = 2 * 16 / 44 = 0,73 или 73%

Отговор: w(C) = 0,27 или 27%; w(O) = 0,73 или 73%

Химични и биологични свойства на въглеродния диоксид

Въглеродният диоксид има киселинни свойства, тъй като е киселинен оксид и когато се разтвори във вода, образува въглеродна киселина:

CO₂+H2O=H2CO3

Реагира с алкали, което води до образуването на карбонати и бикарбонати. Този газ е незапалим. В него горят само някои активни метали като магнезия.

При нагряване въглеродният диоксид се разпада на въглероден оксид и кислород:

2CO3=2CO+O3.

Като другите киселинни оксиди, този газ лесно реагира с други оксиди:

СaO+Co₃=CaCO₃.

Въглеродният диоксид е съставна част на всички органични вещества. Циркулацията на този газ в природата се осъществява с помощта на производители, консуматори и разложители. В процеса на живот човек произвежда около 1 кг въглероден диоксид на ден. Когато вдишваме, получаваме кислород, но в този момент в алвеолите се образува въглероден диоксид. В този момент настъпва обмен: кислородът влиза в кръвта и въглеродният диоксид излиза.

Въглеродният диоксид се получава при производството на алкохол. Освен това този газ е страничен продукт при производството на азот, кислород и аргон. Използването на въглероден диоксид е необходимо в хранително-вкусовата промишленост, където въглеродният диоксид действа като консервант, а въглеродният диоксид под формата на течност се съдържа в пожарогасителите.