Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
CACBON VÀ HỢP CHẤT CỦA CACBON - Coggle Diagram
CACBON VÀ HỢP CHẤT CỦA CACBON
CACBON
CÁC DẠNG THÙ HÌNH CỦA CACBON
Than chì: mềm, dẫn điện
Cacbon vô định hình (than đá, than gỗ, than xương): xốp, không dẫn điện.
Kim cương: cứng, trong suốt, không dẫn điện.
TÍNH CHẤT HÓA HỌC
C là chất khử
Tác dụng với oxit kim loại :
C khử được oxit của các kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hóa học của kim loại:
CuO + C → Cu + CO (t0)
Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO (t0)
Với CaO và Al2O3:
CaO + 3C → CaC2 + CO (trong lò điện)
2Al2O3 + 9C → Al4C3 + 6CO (20000C)
Tác dụng với các chất oxi hóa mạnh thường gặp H2SO4 đặc, HNO3, KNO3, KClO3, K2Cr2O7... trong các phản ứng này, C bị oxi hóa đến mức +4 (CO2)
C + 4HNO3 đặc → CO2 + 4NO2 + 2H2O (t0)
C + 4KNO3 → 2K2O + CO2 + 4NO2 (t0)
C + 2H2SO4 đặc → CO2 + 2SO2 + 2H2O (t0)
Tác dụng với các phi kim:
C + O2 → CO2
C + CO2 → 2CO (4000C)
C là chất oxi hóa
Tác dụng với H2:
C + 2H2 → CH4 (5000C; Ni)
Tác dụng với kim loại → muối cacbua:
4Al + 3C → Al4C3 (t0)
VỊ TRÍ VÀ CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ
-Z= 6 : 1s22s22p6
C ở ô thứ 6, nhóm IV, chu kì 2
C có 4e lớp ngoài cùng nên có thể tạo tối đa 4 liên kết cộng hóa trị
ỨNG DỤNG
Than chì được dùng làm điện cực; làm nồi, chén để nấu chảy các hợp kim chịu nhiệt; chế tạo chất bôi trơn; làm bút chì đen
Than cốc được dùng làm chất khử trong luyện kim để luyện kim loại từ quặng.
Kim cương được dùng làm đồ trang sức. Trong kĩ thuật, kim cương được dùng làm mũi khoan, dao cắt thuỷ tinh, bột mài.
Than gỗ được dùng để chế thuốc nổ đen, thuốc pháo, chất hấp phụ.
CACBON MONOOXIT - CO
Tính chất hóa học
Tác dụng với các phi kim:
2CO + O2 → 2CO2 (7000C)
CO khử oxit của các kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hóa học của kim loại (phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao).
3CO + Fe2O3 → 3CO2 + 2Fe
CO + CuO → CO2 + Cu
Phân tử CO có liên kết ba bền vững nên ở nhiệt độ thường C rất trơ, chỉ hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cao.
CO là oxit trung tính không có khả năng tạo muối → không tác dụng với dung dịch bazơ và dung dịch axit ở nhiệt độ thường.
Điều chế
Trong phòng thí nghiệm: HCOOH → CO + H2O (H2SO4 đặc, t0)
Trong công nghiệp:
Phương pháp khí than ướt: C + H2O ↔ CO + H2 (10500C)
Phương pháp khí than khô: CO2 + C → 2CO (t0)
Cấu tạo phân tử và tính chất vật lí
CO là chất khí, không màu, không mùi, không vị, tan rất ít trong nước và rất bền với nhiệt.
CO là khí độc vì nó kết hợp với hemoglobin ở trong máu tạo thành hợp chất bền làm cho hemoglobin mất tác dụng vận chuyển khí O2
Cấu tạo của CO là C≡O (trong đó có 1 liên kết thuộc kiểu cho - nhận).
CACBON ĐIOXIT- CO2
Tính chất hóa học
CO2 là oxit axit
CO2 tan trong nước tạo thành axit cacbonic (là một điaxit rất yếu):
CO2 + H2O ↔ H2CO3
CO2 tác dụng với dung dịch bazơ → muối + H2O
NaOH + CO2 → NaHCO3
2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O
Lưu ý: Phản ứng của CO2 với dung dịch kiềm tạo thành muối nào tuỳ thuộc vào tỉ lệ số mol của 2 chất tham gia phản ứng
CO2 tác dụng với oxit bazơ → muối:
CaO + CO2 → CaCO3 (t0)
CO2 bền, ở nhiệt độ cao bị nhiệt phân một phần và tác dụng được với các chất khử mạnh
CO2 + 2Mg → 2MgO + C
CO2 + C → 2CO
2CO2 ↔ 2CO + O2 (t0)
Điều chế
Trong phòng thí nghiệm:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
Trong công nghiệp: thu hồi khí thải từ các khu công nghiệp
Cấu tạo phân tử và tính chất vật lí
Cấu tạo của CO2 là O=C=O.
Là khí không màu, vị hơi chua. Tan ít trong nước. CO2 khi bị làm lạnh đột ngột là thành phần chính của nước đá khô. Nước đá khô không nóng chảy mà thăng hoa nên được dùng để làm môi trường lạnh và khô, rất tiện lợi để bảo quản thực phẩm
MUỐI CACBONAT
Tính tan: Các muối cacbonat trung hoà của kim loại kiềm (trừ Li2CO3), amoniac và các muối hidrocacbonat dễ tan trong nước (trừ NaHCO3 ít tan). Các muối cacbonat trung hoà của những kim loại khác không tan hoặc ít tan trong nước.
Tính chất hóa học
Tính chất hóa học chung của muối:
Tác dụng với axit → muối mới + CO2 + H2O
NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2
Chú ý: Nếu cho H+ vào muối tan thì CO32- → HCO3- → H2O + CO2
Nếu cho H+ vào muối không tan thì CO32- → CO2 + H2O.
Tác dụng với dung dịch bazơ → muối mới + bazơ mới
NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O
Tác dụng với muối → 2 muối mới
Na2CO3 + CaCl2 → CaCO3 + 2NaCl
Tác dụng với kim loại đứng trước kim loại tạo muối → muối mới + kim loại mới
Cu(HCO3)2 + Mg → Mg(HCO3)2 + Cu
Sự nhiệt phân:
Muối cacbonat tan không bị nhiệt phân (trừ muối amoni), muối cacbonat không tan bị nhiệt phân:
MgCO3 → MgO + CO2 (t0)
Tất cả các muối hiđrocacbonat đều bị nhiệt phân
2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O
Ca(HCO3)2 → CaCO3 + H2O + CO2
Là muối của axit cacbonic (gồm muối CO32- và HCO3-).
Ứng dụng
Na2CO3 được dùng để nấu xà phòng, sản xuất thủy tinh,..
NaHCO3 được dùng làm dược phẩm, hóa chất trong bình cứu hỏa,...
CaCO3 là thành phần chính của đá vôi, được dùng để sản xuất vôi, xi măngr..
AXIT CACBONIC
Tính chất hóa học
H2CO3 là một axit yếu, dung dịch H2CO3 chỉ làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ nhạt, bị axit mạnh đẩy ra khỏi muối.
H2CO3 là một axit không bền: H2CO3 tạo thành trong các phản ứng hóa học bị phân hủy ngay thành CO2 và H2O.
Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí
Trong nước tự nhiên và nước mưa có hòa tan khí cacbonic: 1000m3 nước hòa tan được 90 m3 khí CO2
Một phần khí CO2 tác dụng với nước tạo thành dung dịch axit cacbonic, phần lớn vẫn tồn tại ở dạng phân tử CO2