Көміртектің химиялық қасиеттері

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

ҚазаҚстан республикасыныҢ білім

жӘне Ғылым министрлігі

Қ. И. СӘтбаев атындағы ҚазаҚ ҰлттыҚ

техникалыҚ университеті

кафедрасы

РЕФЕРАТ

Тақырыбы: "Көміртек"

Орындаған:

Қабылдаған:

Алматы 2006

ЖОСПАР

Кіріспе4

Көміртектің аллотропиясы5

Көміртектің табиғатта кездесуі6

Көміртектің химиялық қасиеттері7

Қорытынды10

Пайдаланылған әдебиет:11

Кіріспе

Көміртек (Carboneum), С - Менделеевтің периодты системасының ІV тобының химиялық элементі, рет номері 6, атомдық массасы 12, 01115.

Көміртек барлық тірі организмдердің бойында болумен қатар, ыдырауының нәтижесінде жаратылған тас көмір, мұнай т. б. органикалық заттардың, онымен қатар анорганикалық заттар да, көпшілік минералдардың құрамында болады. Ондай минералдар - жер бетінің әр жерінде тау-тау болып, жиналып кездесетін кальцит KCNO - СаСО ₃ (әктас, мрамор, бор түрлерінде) және магнезит MgCO ₃ пен доломит - СаСО ₃ ⋅ MgCO ₃ . Көміртек көміртек диоксиді түрінде жер шарын айнала қоршаған атмосферада және табиғи сулардың барлығында еріген түрде болады.

Көміртектің табиғатта тұрақты екі изотопы бар ¹² С(98, 892%) және ¹³ С(1, 108%) . Космос сәулелерінің әсерінен β - радиоактивтігі бар изотоп ¹⁴ С түзіледі:

¹⁴ ₇ N+ ¹ ₀ n= ¹⁴ ₆ C+ ¹ ₁ H

Мұнан басқа массасы 10-нан 16-ға дейінгі радиоактивті изотоптары да алында.

Көміртектің аллотропиясы

Жер қыртысында дербес көміртек екі жай зат алмаз және графит түрінде кездеседі. Жаратылыста көп кездесетін қазба көмірлердің де кейбіреулерінің де құрамында 99% дейін көміртек болады. Көміртектің қазір зерттелген қосылыстарының ғана саны милионнан артықтау, ал қалған барлық элементтердің барлық қосылыстарының саны 25-30 мыңнан артпайтындығы көміртектің ерекше маңызы бар екенін көрсетеді.

Көміртектің аллотропиясы. Көміртектің негізгі екі аллотропиялық түрі бар - алмаз және графит .

Карбин қолдан алынған модификациясы. Кейде аморфты көміртегін (ағаш көмірі, күйе) көміртектің аллотропиялық түрі деп есептейді, оны графиттің ерекше түрі деп те қарайды; бұл жағдайда кесімді келісім жоқ. Алмаз - түссіз, мөлдір, қатты заттардың ең қаттысы, ρ=3, 5. Графит - қара сұр түсті, күңгірт, сәл жылтыр, өте жұмсақ, денеге жұққыш, кристалдық зат, тығыздығы 2, 2 г/см ³ .

Алмаз бен графиттен басқа көміртектің карбин деген жақында синтезделген түрі бар.

Карбин - тіке сызықты С ∞ тізбектерінен құралған гексагональ торынан тұрады, ондағы көміртектің әрбір атомы екі δ-, екі π- байланыс түзеді.

Карбин шымқай қара түсті зат. Карбин-көміртек атомдары sp-гибридтелуге ұшыраған тізбекті полимер. Карбиннің екі түрі болады, көміртек атомдары өзара үш байланыс және бір байланыспен кезектесе байланысатын полиинді:

… - С ≡ С - С ≡ С - С ≡ С - …

және үздіксіз қос байланыстан тұратын кумуленді:

= С = С = С = С = С = С =

Карбин көміртектің термодинамикалық ең тұрақты түрі екені анықталды. Карбин шала өткізгіш.

Химиялық жағынан көміртек, кәдімгі жағдайда инертте зат, бірақ жоғары температураларда химиялық активтеніп металдардың да, бейметалдардың да көпшілігімен реакцияласады. Көміртек әсіресе оттекпен жақсы қосылады, сондықтан оны тотықсыздандырғыш ретінде қолданады.

Көміртектің табиғатта кездесуі

Көміртектің табиғи қосылыстарынан құрамында көміртек көп заттардың бірі - түрлі отырдан.

Отын қатты, сұйық және газ түрінде болады.

Қатты отын - қазба көмірлер, шымтезек, ағаш және жанғыш сланеңтер.

Сұйық отын - мұнай және оның туындылары.

Газ түріндегі отын - табығы, генератор, су, кокс және жер асты газдары.

Отынның маңызы ерекше, ол өнеркәсіптің қай саласында болмасын, ауыл шаруашылығында, үй шаруашылығында шешуші орын алады.

Отын құрамында негізінде көміртек, сутек, және оттек болады, көміртек пен сутек неғұрлым көп болса, сол отынның жылу бергіштік қабілеті жоғары болады.

Қатты отын. Қазба көмірлер - отынның ең көп тараған түрі. Бұл ерте замандағы ағаштардың ауаның қатынасынсыз айрылғанынан түзілген заттар. Мұндай айрылу кезінде оттек пен сутек бөлініп шығады, демек, қалдығында көміртек көбейеді. Көмір неғұрлым ерте түзілсе, соғұрлым ішінде көміртек көбірек болады. Қазба көмірлерді тікелей жағуға да, әрі отынның бағалырақ түрлерін - кокс, сұйық отын, газ түріндегі отын да алуға да пайдаланады.

Ағаш отында 50%-тей көміртек болады, үй шаруашылығында болмаса, өнеркәсіпте қолдануы азайып келеді.

Жанғыш сланецтер - негізінде жануарлар қалдықтарынан, не өсімдік текті органикалық зат пен минералдық қосылыстардан (мысалы, әктас) тұратын жыныстар. Сланецтерде 56-82% көміртек, 5, 8-11, 5% сутек және азот, күкірт, оттек болады.

Сұйық отын - жаратылыста тек мұнай түрінде ғана кездеседі. Мұнай 83-86% көміртек, 11-14% сутек болады. Мұнай жылуды көп беретін жақсы отын, бірақ оны отын етіп жаққаннан да, химиялық өңдеп, мотор отынын, машына майларын және түрлі химиялық, әсіресе газ түріндегі өнімдер алған әлдеқайда пайдалы.

Газ түріндегі отын. Отындар ішіндегі ең бір қолайлысы. Өндірістердің көпшілігінде отынның жылу бергіштігінен басқа, оның беретін жылуының қызуы, яғни оның туғыза алатын ең жоғары температурасы қажет. Ол температураны жанудың пирометриялық эффекті дейді.

Көміртектің химиялық қасиеттері

Кдімгі температурада көміртек инертті, тек күшті тотықтырғыштармен ғана реакцияласады. Қыздырғанда көміртектің активтігі өседі, металдармен де, бейметалдармен де реакцияласады. Металдармен қосылыстарын жалпы карбидтер деп атайды, бейметалдармен - сутек, оттек, күкірт, кремний, бор т. б. қосылыс түзеді.

Көміртектің металдармен, галогендермен, күкіртпен және азотпен түзетін қосылыстарымен танысып өтеміз.

Кабидтер. Көміртектің металдармен және өзінен гөрі электртерістігі кем элементтермен қосылыстарын карбидтер деп атайды.

Металды көмірсутектердің буында, болмаса металдың өзін не оксидін көміртекпен қыздырғанда карбид түзіледі.

Карбидтер қатты кристалдық заттар, ерімейді, ұшпайды, балқуы да қиын. Кәдімгі температурада инертті, жоғары температурада реакцияласа бастайды, металлургияда тотықсыздандырғыш ролін атқарады.

Карбидтердің ішінде қазіргі кездегі маңыздысы кальций карбиді, оны электр пеште жоғары температурада, мына реакция бойынша алады:

СаО+3С=CaC ₂ +CO

Кальций карбиді ацетилен және кальций цианамиді (тыңайтқыш) алу үшін қолданылады.

Көміртек тетрахлориді ССl ₄ . Көміртектің галогендермен қосыыстарының құрамы СГ ₄ формуласына сәйкес. Бірақ галогендердің ішінен тек фтор ғана көміртекпен тікелей қосылысады. Бұлардың маңыздысы көміртек тетрахлориді ССl ₄ , оны мына реакция бойынша алады:

CS ₂ +2Cl ₂ =CCl ₄ +2S

ССl ₄ түссіз, ұшқыш, жанбайтын, еріткіш сұйық. Химиялық инертті. Майларды, бояуды, шайыр заттарды жақсы еріткіш ретінде, әрі тұтанып кетуге қауіпсіз болғандықтан, кең қолданылады.

Күкірткөміртек . CS ₂ - көміртек дисульфиді. Қызған көмірдің ара-арасымен күкірт буын өткізгенде түзіледі:

C+2S= CS ₂

түссіз ұшқыш, сасық, оңай тұтанғыш, улы, еріткіш сұйық. Күкірт, фосфор, иод, майлар, шайыр затттарды жақсы ерітеді. CS ₂ көбіне жасанды металдар өндірісінде вискоза дайындау үшін, біразы ауыл шаруашылық зиянкестерін қыру үшін жұмсалады.

CS ₂ химиялық жағынан, тиокөмір қышқылының (H ₂ CS ₃ ) ангидриді, оның тұзы:

BaS+ CS ₂ =Ba CS ₃

тиокөмір барий тұзы, ауыл шаруашылық зинкестерін қыруға ұсталады.

Циансутек қышқылы HCN. Электр доға температурасында көміртек азотпен тікелей қосылып, түссіз, улы газ C ₂ N ₂ - дициан түзеді. Дицианды мына реакциямен де алуға болады:

Hg(CN) ₂ =Hg+ C ₂ N ₂ ∆H ⁰ =45. 9 кДж/моль

Мұнда көміртек төрт, азот үш валентті N ≡ C - C ≡ N. Цианның химиялық қасиеті галогендерге ұқсас, сутекпен қосылысып HCN - циансутек түзеді.

Циансутек қышқылы - түссіз, өте ұшқыш, өткір иісті, өте улы сұйық (0, 05 г адамды уландырып өлтіреді), тиген жетін көтеріп жібереді. Қышқылдық қасиеті нашар - әрсіз қышқыл. Сондықтан оны көтергіш қышқыл деп те атаған. Оны алу үшін мына реакцияны пайдаланады:

2RCN+H ₂ SO ₄ =K ₂ SO ₄ +2HCN

Циансутек қышқылының тұздары - цианидтар деп аталады. Цианыдтар да өте күшті у.

Натрий және калий цианидтарының ерітінділері алтын, күмісті еріте алады, сондықтан соларды алуда пайдаланады; одан басқа органикалық синтезде, алтын жалату жұмысында, фотографияда тұтынады.

Калий цианидінің ерітіндісін күкіртпен араластырып қайнатса:

KCN+S=KCNS

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.