Как получить углерод

Его называют основой жизни. Он есть во всех органических соединениях. Только он способен формировать молекулы из миллионов атомов, такие, как ДНК.

Узнали героя статьи? Это углерод. Число его соединений, известных науке, приближается к 10 000 000.

Как получить углерод

Столько не наберется у всех остальных, вместе взятых элементов. Не удивительно, что один из двух разделов химии изучает исключительно соединения углерода и проходится в старших классах.

Предлагаем вспомнить школьную программу, а так же, дополнить ее новыми фактами.

Что такое углерод

Во-первых, элемент углерод – составная таблицы Менделеева. В ее новом стандарте, вещество располагается в 14-ой группе.

В устаревшем варианте системы, углерод стоит в главной подгруппе 4-ой группы.

Обозначение элемента – буква С. Порядковый номер вещества – 6, относится к группе неметаллов.

Органический углерод соседствует в природе с минеральным. Так, графит, алмаз и камень фуллерен – 6-ой элемент в чистом виде.

Как получить углерод

Различия во внешности обусловлены несколькими типами строения кристаллической решетки. От нее зависят и полярные характеристики минерального углерода.

Графит, к примеру, мягок, не зря же добавляется в пишущие карандаши, а алмаз тверже всех остальных камней на Земле. Поэтому, логично рассмотреть свойства самого углерода, а не его модификаций.

Свойства углерода

Начнем со свойств, общих для всех неметаллов. Они электроотрицательны, то есть, оттягивают на себя общие электронные пары, образованные с другими элементами.

Получается, углерод может восстановить оксиды неметаллов до состояния металлов.

Однако, делает это 6-ой элемент лишь при нагреве. В обычных условиях вещество химически инертно.

  • На внешних электронных уровнях неметаллов больше электронов, чем у металлов.
  • Именно поэтому, атомы 6-го элемента стремятся достроить толику собственных орбиталей, чем отдавать свои частицы кому-то.
  • Металлам же, с минимумом электронов на внешних оболочках проще отдать отдаленные частицы, чем перетягивать на себя чужие.

Главная форма 6-го вещества – атом. По идее, речь должна идти о молекуле углерода. Из молекул составлено большинство неметаллов.

Как получить углерод

Однако, углерод с бором и кремнием – исключения, имеют атомную структуру. Именно за счет нее соединения элементов отличаются высокими температурами плавления.

Еще одно отличительное свойство многих форм углерода – твердость. У того же алмаза она максимальна, равна 10-ти баллам по шкале Мооса.

Раз разговор зашел о формах 6-го вещества, укажем, что кристаллическая – лишь одна из.

Атомы углерода не всегда выстраиваются в кристаллическую решетку. Встречается аморфная разновидность.

Примеры таковой: — древесный уголь, кокс, стеклоуглерод. Это твердые соединения, но не имеющие упорядоченной структуры.

Если же вещество соединено с другими, могут получиться и газы. Кристаллический углерод переходит в них при температуре в 3700 градусов.

В обычных условиях элемент газообразен, если это, к примеру, оксид углерода.

В народе его именуют угарным газом. Однако, реакция его образования активнее и быстрее, если, все же, поддать жару.

Газообразных соединений углерода с кислородом несколько. Есть еще, к примеру, монооксид.

Этот газ бесцветный и ядовитый, причем, при обычных условиях. Такая окись углерода имеет тройную связь в молекуле.

Но, вернемся к чистому элементу. Будучи довольно инертным в химическом плане, он, все же, может взаимодействовать не только с металлами, но и их оксидами, солями, и как видно из разговора про газы, с кислородом.

Реакция возможна и с водородом. Углерод вступит во взаимодействие, если «сыграет» один из факторов, или все вместе: температура, аллотропное состояние, дисперсность.

Под последней, подразумевается отношение площади поверхности частиц вещества к занимаемому ими объему.

Аллотропия – возможность нескольких форм одного и того же вещества, то есть, имеется в виду кристаллический, аморфный, или газообразный углерод.

Однако, как не совпадай факторы, с кислотами и щелочами элемент не реагирует вовсе. Игнорирует углерод и почти все галогены.

  1. Чаще всего, 6-ое вещество связывается само с собой, образовывая те самые масштабные молекулы из сотен и миллионов атомов.
  2. Сформированные молекулы, углерода реагируют с еще меньшим числом элементов и соединений.
  3. Применение углерода

Применение элемента и его производных столь же обширно, как их число. углерода в жизни человека больше, чем может казаться.

Как получить углерод

Активированный уголь из аптеки – 6-е вещество. Бриллиант в кольце из ювелирного магазина – он же.

Графит в карандашах – тоже углерод, нужный, так же, в ядерных реакторах и контактах электрических машин.

Метановое топливо тоже в списке. Диоксид углерода нужен для производства соды и может быть сухим льдом, то есть, хладагентом.

Углекислый газ служит консервантом, заполняя овощные хранилища, а еще, нужен для получения карбонатов.

Последние, используют в строительстве, к примеру, известняк. А карбонат натрия пригождается в мыловарении и стекольном производстве.

Формула углерода соответствует еще и коксу. Он пригождается металлургам.

Кокс служит восстановителем во время переплавки руды, извлечения из нее металлов.

Даже обычная сажа – углерод, используемый в качестве удобрения и наполнителя резин.

Не задумывались, почему автомобильные шины черного цвета? Это сажа. Она придает резине прочность.

Сажа, так же, входит в крема для обуви, краски для печати, туши для ресниц. Народное название употребляется не всегда. Промышленники зовут сажу техническим углеродом.

Как получить углерод

Масса углерода начинает использоваться в сфере нанотехнологий. Сделаны сверхмалые транзисторы, а еще трубки, которые в 6-7 раз прочнее стали.

Вот вам и неметалл. К наноизысканиям, кстати, подключились ученые из Китая. Из углеродных трубок и графена они создали аэрогель.

Это твердый и прочный материал. Звучит увесисто. Но, на самом деле, аэрогель легче воздуха.

В железо углерод добавляют, чтобы получить так называемую углеродистую сталь. Она тверже обычной.

Однако, массовая доля 6-го элемента в сплаве не должна превышать пары, тройки процентов. Иначе, свойства стали идут на спад.

Список можно продолжать бесконечно. Но, где бесконечно брать углерод? Добывают его или синтезируют? На эти вопросы ответим в отдельной главе.

Добыча углерода

Двуокись углерода, метан, отдельно углерод, можно получать химическим путем, то есть, намеренным синтезом. Однако, это не выгодно.

Газ углерод и его твердые модификации проще и дешевле добывать попутно с каменным углем.

Из земных недр этого ископаемого извлекают примерно 2 миллиарда тонн ежегодно. Хватает, чтобы обеспечить мир техническим углеродом.

Что касается алмазов, их извлекают из кимбирлитовых трубок. Это вертикальные геологические тела, сцементированные лавой осколки породы.

Именно в таких встречаются алмазы. Поэтому, ученые предполагают, что минерал формируется на глубинах в тысячи километров, там же, где и магма.

Месторождения графита, напротив, горизонтальны, располагаются у поверхности.

Поэтому, добыча минерала довольно проста и не затратна. В год из недр извлекают около 500 000 тонн графита.

Как получить углерод

Чтобы получить активированный уголь, приходится нагреть каменный уголь и обработать струей водяного пара.

Ученые даже разобрались, как воссоздать белки человеческого тела. Их основа – тоже углерод. Азот и водород – аминогруппа, к нему примыкающая.

Нужен, так же, кислород. То есть, белки построены на аминокислоте. Она не у всех на слуху, но для жизни куда важнее остальных.

Популярные серная, азотная, соляная кислоты, к примеру, организму нужны куда меньше.

Так что, углерод – то, за что стоит платить. Узнаем, на сколько велик разброс цен на разные товары из 6-го элемента.

Цена углерода

Для жизни, как несложно понять, углерод бесценен. Что же касается остальных сфер бытия, ценник зависит от наименования продукции и ее качества.

  • За бриллианты, к примеру, платят больше, если камни не содержат сторонних включений.
  • Образцы аэрогеля, пока, стоят десятки долларов за несколько квадратных сантиметров.
  • Но, в будущем, производители обещают поставлять материал рулонами и просить недорого.

Технический углерод, то есть, сажа, реализуется по 5-7 рублей за кило. За тонну, соответственно, отдают около 5000-7000 рублей.

Однако, углеродный налог, вводимый в большинстве развитых стран, может обеспечить рост цен.

Углеродную промышленность считают причиной парникового эффекта. Предприятия обязывают платить за выбросы, в частности, CO2.

Это главный парниковый газ и, одновременно, индикатор загрязнения атмосферы. Эта информация – ложка дегтя в бочке меда.

Она позволяет понять, что у углерода, как и всего в мире, есть обратная сторона, а не только плюсы.

Источник: https://tvoi-uvelirr.ru/uglerod-element-svojstva-ugleroda-primenenie-ugleroda/

Углерод

Как получить углерод

Углерод — это, пожалуй, основной и самый удивительный химический элемент на Земле, ведь с его помощью формируется колоссальное количество разнообразных соединений, как неорганических, так и органических. Углерод является основой всех живых существ, можно сказать, что углерод, наравне с водой и кислородом, — основа жизни на нашей планете! Углерод имеет разнообразие форм, которые не похожи ни по своим физико-химическим свойствам, ни по внешнему виду. Но всё это углерод!

История открытия углерода

Углерод был известен человечеству ещё с глубокой древности. Графит и уголь использовались ещё древними греками, а алмазы нашли применение в Индии. Правда, за графит частенько принимали похожие по внешнему виду соединения. Тем не менее, графит имел широкое применение в древности, в частности для письма.

Даже его название происходит от греческого слова «графо» — «пишу». Графит сейчас используется в карандашах. Алмазами начали впервые торговать в Бразилии в первой половине 18 века, с этого времени открыто множество месторождений, а в 1970 году была разработана технология получения алмазов искусственным путём.

Такие искусственные алмазы применяются в промышленности, натуральные же, в свою очередь, в ювелирном деле.

Углерод в природе

углерода в земной коре составляет всего около 0,15%. Казалось бы, один из основных элементов, а так мало… На самом деле, углерод подвержен постоянному круговороту из земной коры через биосферу в атмосферу и наоборот. Из углерода состоят природный газ, нефть, уголь, торф, известняки и многие другие соединения.

Наиболее значимое количество углерода собрано в атмосфере и гидросфере в виде углекислого газа.  В атмосфере углерода содержится около 0,046%, а еще больше — в растворенном виде в Мировом Океане.

Кроме того, как мы видели выше, углерод является основой живых организмов. Например, в теле человека массой 70 кг содержится около 13 кг углерода! Это только в одном человеке! А углерод содержится также во всех растениях и животных. Вот и считайте…

Как получить углеродКруговорот углерода в природе

Аллотропные модификации углерода

Углерод — уникальный химический элемент, который образует так называемые аллотропные модификации, или, проще говоря, различные формы. Эти модификации подразделяются кристаллические, аморфные и в виде кластеров.

Кристаллические модификации имеют правильную кристаллическую решётку. К этой группе относятся: алмаз, фуллерит, графит, лонсдейлит, углеродные волокна и трубки. Подавляющее большинство кристаллических модификаций углерода на первых местах в рейтинге «Самые твёрдые материалы в мире» .

Как получить углеродАллотропные формы углерода: a) лонсдейлит; б) алмаз;в) графит; г) аморфный углерод; д) C60 (фуллерен); е) графен;

ж) однослойная нанотрубка

Аморфные формы образованы углеродом с небольшими примесями других химических элементов. Основные представители этой группы: уголь (каменный, древесный, активированный), сажа, антрацит.

Самыми сложными и высокотехнологичными являются соединения углерода в виде кластеров. Кластеры — это особая структура, при которой атомы углерода расположены таким образом, что образуют полую форму, которая заполнена изнутри атомами других элементов, например, воды. В этой группе не так уж и много представителей, в неё входят углеродные наноконусы, астралены и диуглерод.

Как получить углеродГрафит — «тёмная сторона» алмаза

Применение углерода

Углерод и его соединения имеют огромное значение в жизнедеятельности человека. Из углерода образованы главные виды топлива на Земле — природный газ и нефть. Соединения углерода широко применяются в химической и металлургической промышленности, в строительстве, в машиностроении и медицине.

Аллотропные модификации в виде алмазов используют в ювелирном деле, фуллерит и лонсдейлит в ракетостроении. Из соединений углерода изготавливаются различные смазки для механизмов, техническое оборудование и многое другое.

Промышленность в настоящее время не может обойтись без углерода, он используется везде!

Источник: http://www.alto-lab.ru/elements/uglerod/

Углерод (Химия 9 класс) — Гипермаркет знаний

Гипермаркет знаний>>Химия>>Химия 9 класс>> Химия: Углерод Строение и свойства атомов. Углерод С — первый элемент главной подгруппы IV группы Периодической системы.

Его атомы содержат на внешнем энергетическом уровне 4 электрона, поэтому они могут принимать четыре электрона, приобретая при этом степень окисления -4, т. е. проявлять окислительные свойства и отдавать свои электроны более электроотрицательным элементам, т. е.

Читайте также:  Как разместить объявление в газете

проявлять восстановительные свойства, приобретая при этом степень окисления +4.

Углерод — простое вещество. Вы уже знаете, что углерод образует аллотропные модификации — алмаз и графит.

Алмаз — прозрачное кристаллическое вещество, самое твердое из всех природных веществ. Он служит эталоном твердости, которая по десятибалльной системе оценивается высшим баллом 10.

Такая твердость алмаза обусловлена особой структурой его атомной кристаллической решетки (рис. 37). В ней каждый атом углерода окружен такими же атомами, расположенными в вершинах правильного тетраэдра.

Как получить углерод Рис. 37. Строение алмаза и его применение:

бриллианты, наконечники бура, алмаз в оправе для резки стекла, алмазный «карандаш» Кристаллы алмаза обычно бесцветные, но бывают синего, голубого, красного и черного цветов. Они имеют очень сильный блеск благодаря высокой светопреломляющей и светоотражающей способности.

Алмазы были известны еще в древности.

Само слово «алмаз» происходит или от арабского алмас, что означает «твердейший», или от греческого слова адамас, т. е. «несокрушимый, непреодолимый». Массу алмазов измеряют в каратах, 1 карат соответствует 0,2 г. Ограненные прозрачные алмазы называются бриллиантами.

Они украшают короны царей бывшей Российской империи, орден Святого Андрея Первозванного (рис. 38). Крупные алмазы имеют свою биографию и носят имена. Самый крупный из найденных алмазов — это «Кулли-нан» из Южной Африки (3025 каратов). В Алмазном фонде России хранится знаменитый алмаз «Шах» в 87 каратов (рис. 39).

Им персидское правительство расплатилось за жизнь известного писателя и дипломата А. С. Грибоедова, погибшего в Тегеране в 1829 г.

Алмазы — это не только камни ювелиров. Благодаря исключительно высокой твердости алмазов они применяются для изготовления буров, сверл, шлифовальных инструментов, резки стекла.

Крупнейшие месторождения алмазов находятся в Южной Африке, а в России их добывают в Якутии.

Графит — темно-серое, жирное на ощупь кристаллическое вещество с металлическим блеском. В отличие от алмаза графит мягкий (оставляет след на бумаге) и непрозрачный, хорошо проводит тепло и электрический ток. Мягкость графита обусловлена слоистой структурой (рис.

40). В кристаллической решетке графита атомы углерода, лежащие в одной плоскости, прочно связаны в правильные шестиугольники. Связи между слоями малопрочны. Он очень тугоплавок.

Как получить углерод

—- Звезда восьмилучевая сплошь усыпана бриллиантами различной величины и украшена тринадцатью мелкими сапфирами. —- Из графита изготовляют электроды (вспомните электролитическое получение алюминия), твердые смазки, замедлители нейтронов в ядерных реакторах, стержни для карандашей. При высоких температурах и давлениях из графита получают искусственные алмазы, которые широко применяются в технике.Сходное с графитом строение имеют сажа и древесный уголь. Древесный уголь получают при сухой перегонке древесины. Этот уголь благодаря своей пористой поверхности обладает замечательной способностью поглощать газы и растворенные вещества. Это свойство называется адсорбцией. Чем больше пористость древесного угля, тем эффективнее адсорбция. Чтобы увеличить поглотительную способность, древесный уголь обрабатывают горячим водяным паром. Обработанный таким способом уголь называют активированным или активным. В аптеках его продают в виде черных таблеток карболена.

Если бросить кусочки активированного угля в колбу с бурым газом NO2, то бурая окраска в колбе исчезнет. На поглотительной способности активированного угля основано действие противогазов — устройств для защиты от вредных примесей, имеющихся в воздухе. Первый противогаз был изобретен выдающимся русским химиком Н. Д. Зелинским и спас жизнь тысячам солдат в период первой мировой войны.

Николай Дмитриевич Зелинский (1861-1953) Как получить углерод усский химик-органик, академик АН СССР (с 1929). Один из основоположников учения об органическом катализе. Занимался вопросами химии нефти. Синтезировал ряд аминокислот, оксиаминокислот и многих других органических веществ. Совместно с инженером А. Кумантом (1915) создал противогаз.

Активированный уголь широко применяется в промышленности для очистки многих продуктов, например спирта, от сивушных масел, сахарного сиропа от окрашенных веществ, для улавливания бензина из природных газов.

Теперь перейдем к рассмотрению химических свойств углерода.Алмаз и графит соединяются с кислородом при очень высокой температуре. Сажа и уголь взаимодействуют с кислородом гораздо легче, сгорая в нем.

Но в любом случае результат такого взаимодействия один — образуется углекислый газ:С + 02 = С02(какие свойства — восстановительные или окислительные проявляет в этой реакции углерод?).

С металлами углерод при нагревании образует карбиды, например:4Аl + ЗС = Аl4С3(какие свойства проявляет углерод в этой реакции?).Карбид алюминия — светло-желтые прозрачные кристаллы. Вам более известен карбид кальция СаС2 в виде кусков серого цвета.

Его применяют газосварщики для получения ацетилена:СаС2 + 2Н20 = Са(ОН)2 + С2Н2

Ацетилен используют для резки и сварки металлов, сжигая его с помощью кислорода в специальных горелках.

Если водой подействовать на карбид алюминия, то получится другой газ — метан СН4:Аl4C3 + 12Н20 = 4Аl(ОН)3 + ЗСН4

Как получить углерод Рис. 42. Применение углерода (активированного угля, графита, сажи): 1 — адсорбент; 2 — в производстве сахара; 3 — для приготовления черной краски; 4 — для очистки спирта; 5 — в производстве синтетического бензина; 6 — наполнитель при получении резины; 7 — для получения карбида кальция; 8 — для получения искусственных алмазов; 9 — в медицине; 10 — составная часть крема для обуви Метан можно получить также синтезом из углерода и водорода при нагревании.

Если в пробирке прокалить смесь черного порошка оксида меди(II) с порошком древесного угля, то смесь приобретает красный цвет из-за образовавшейся в результате реакции меди:С + 2СuО = 2Сu + С02(какие свойства проявляет углерод в этой реакции?).Круговорот углерода в природе.

В природе углерод встречается в свободном состоянии (алмаз, графит) и в форме соединений, главным образом карбонатов. Основным карбонатным минералом является кальцит СаС03, который образует известняк, мел и мрамор.В атмосфере содержится оксид углерода С02 — углекислый газ.

Это соединение образуется при дыхании живых организмов и при сгорании топлива. Поэтому в городской местности, вблизи заводов, фабрик и транспорта углекислого газа конечно же больше, чем в сельской местности. Он образуется также при тлении и гниении органических веществ.

Гораздо больше, чем в воздухе, углекислого газа содержится в водах морей и океанов.

Углерод — основная составная часть каменного угля (до 99% ), бурого угля (до 72% ), а также торфа (до 57% ). Теперь вам очевидно происхождение названия углерод, т. е. «рождающий уголь». Аналогично и латинское название карбонеум в основе содержит корень карбо — уголь.Нефть является смесью соединений углерода, главным образом с водородом.

Их так и называют — углеводороды. Понятно, что это в основном жидкие углеводороды. Однако в нефти растворены также газообразные и твердые углеводороды. Углеводороды являются главной составной частью природного газа.

Углерод — это особый химический элемент.

Он основа многообразия органических соединений, из которых построены все живые организмы на нашей планете.

Все перечисленные источники углерода участвуют в круговороте его в природе (рис. 43).

Из атмосферы и природных вод углекислый газ поглощается зелеными растениями (фотосинтез), а в результате процессов дыхания, брожения, гниения С02 снова поступает в атмосферу и воды морей и океанов.

Добываемые из недр земли уголь, нефть и другие углеродсодер-жащие горючие ископаемые при сжигании выделяют С02, поступающий в атмосферу. При разрушении горных пород содержащиеся в них металлы при действии атмосферного С02 образуют осаждающиеся карбонаты.

Большие количества С02 выделяются при извержении вулканов.1. Строение атома и степени окисления углерода —4, +4. 2. Аллотропия углерода: алмаз и графит. 3. Древесный и активированный уголь. 4. Адсорбция, ее применение. 5. Химические свойства углерода: взаимодействие с кислородом, металлами, с водородом, с оксидами металлов. 6. Карбиды кальция и алюминия. 7.

Ацетилен и метан. 8. Круговорот углерода в природе. Сравните строение алмаза и графита и их физические свойства — твердость, оптические свойства, электропроводность.Напишите уравнения реакций с участием углерода, которые характеризуют отдельно его восстановительные и окислительные свойства. Рассмотрите окислительно-вос-становительные процессы для них.

Вспомните из курса биологии, какой период в истории Земли носит название каменноугольного или карбона. Каково происхождение каменного угля? Почему в домашние холодильники рекомендуется помещать по нескольку таблеток карболена?

Напишите уравнения реакций взаимодействия угля с оксидом железа(III) и оксидом олова(IV).

Рассмотрите окислительно-восстановительные процессы.

При сжигании 8 г угля было получено 10,64 л углекислого газа, что составляет 95% от теоретически возможного.

Какова массовая доля примесей в угле?При недостатке кислорода углерод взаимодействует с углекислым газом согласно уравнению:С + С02 = 2СОКакая форма существования элемента углерода проявляет в этой реакции окислительные свойства, а какая — восстановительные?Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:С -> СаС2 -> С2Н2 -> С02 -> СО Рассмотрите окислительно-восстановительные процессы.

самопроверка по химии, кроссворды для 9 класса, библиотека учебников урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам. Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь – Образовательный форум.

Источник: http://edufuture.biz/index.php?title=%D0%A3%D0%B3%D0%BB%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B4_%28%D0%A5%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%8F_9_%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%81%29

Углерод в природе; его опасность и сферы применения

  • В природе углерода не так уж и много, но он есть везде: Как получить углеродв воздухе (углекислый газ и угарный газ), растворен в океанах и реках, залегает в ископаемых породах в земле, содержится в каждой клетке растения, животного, человека. Существует круговорот углерода в природе: — углекислый газ выделяется в атмосферу с вулканическими газами, из горячих источников, из поверхностных слоев рек и океанов, при сгорании топлив, при дыхании растений и животных;— в тоже время, углекислый газ поглощается растениями, переходит в организм животных и людей, а после их смерти возвращается в почву.

В чистом виде и в значимых количествах углерод встречается только в виде алмазов и графитов. Но он — составная часть ископаемого топлива (уголь, нефть, газ, сланцы), торфа, битумов, природных минералов (мел, известняк, доломиты, карбонаты).

Токсическое действие

Как получить углеродПри разработках угольных месторождений, при сжигании топлив, в процессе деятельности человека в воздух поступает большое количество аэрозолей углерода, попадающих в органы дыхания человека и животных. Регулярное вдыхание аэрозолей с высокой концентрацией углерода приводят к таким заболеваниям, как пылевой бронхит, антракоз. На всех производствах, связанных с углеродными аэрозолями и пылью, обязательно нормируется ПДК содержания алмазов, кокса, угля, углеродной пыли, сажи и др. Работники обязательно должны использовать средства защиты органов дыхания при работе с ними.

Угарный газ и углекислый газ обладают токсическим действием, превышение ПДК этих газов в воздухе может вызвать летальный исход. Поэтому в закрытых помещениях большое внимание должно уделяться поглощению и удалению из воздуха углекислоты, выделяемой при дыхании.

Токсическим действием обладает радиоактивный изотоп С-14. Встраиваясь в молекулы белков, особенно в ДНК и РНК, он может оказывать мутагенное воздействие, поэтому для него тоже установлены ПДК содержания в воздухе рабочего помещения.

Применение

Нет ни одной области промышленности, в которой в той или иной степени не использовался бы углерод. Расскажем об основных сферах его использования:

Как получить углерод

• Стеклоуглерод идет на производство тиглей и электродов.

• Техуглерод применяется как наполнитель при производстве резин для шин и пластмасс. Придает им прочность, долговечность и некоторые особые свойства.• Алмазы применяются в технике, сверлении, лазерных установках, в ювелирном деле. Технические алмазы используются для получения абразивных материалов. Только сложность обработки и высокая стоимость мешают алмазам стать лучшим материалом для подложек процессоров.• В медицине используется активированный уголь для вывода токсинов, а графит — в мазях для лечения болезней кожи.

Читайте также:  Как набирать украинский мобильный номер

• Фильтры на основе угля применяются в противогазах, респираторах, лицевых масках и сменных патронах для них; системах очистки воды.

• В научных исследованиях радиоуглеродный анализ на основе изотопа С-14 — один из самых важных анализов в археологии, геологии, палеонтологии.   

• Большие перспективы у применения новых неорганических материалов на основе углерода. Об этом — следующая статья.

Источник: https://pcgroup.ru/blog/uglerod-v-prirode-ego-opasnost-i-sfery-primeneniya/

Химия -> Органическая химия -> Углерод

Как получить углерод

Историческая справка

Углерод известен с глубокой древности. Древесный уголь использовали для восстановления металлов из руд, алмаз — как драгоценный камень. В 1789 французский химик А. Л. Лавуазье сделал вывод об элементарной природе углерода. Искусственные алмазы впервые были получены в 1953 шведскими исследователями, но результаты они не успели опубликовать.

В декабре 1954 искусственные алмазы получили, а в начале 1955 опубликовали результаты сотрудники компании «Дженерал электрик». В СССР искусственные алмазы впервые были получены в 1960 группой ученых под руководством В. Н. Бакуля и Л. Ф. Верещагина. В 1961 группой советских химиков под руководством В. В.

Коршака была синтезирована линейная модификация углерода — карбин. Вскоре карбин был обнаружен в метеоритном кратере Рис (Германия). В 1969 в СССР были синтезированы нитевидные кристаллы алмаза при обычном давлении, обладающие высокой прочностью и практически лишенные дефектов. В 1985 Г.

Крото обнаружил новую форму углерода —фуллерены С60 и С70 в масс-спектре испаряемого при облучении лазером графита. При высоких давлениях получен лонсдейлит.

Нахождение в природе

в земной коре 0,48% по массе. Накапливается в биосфере: в живом веществе 18% угля, в древесине 50%, торфе 62%, природных горючих газах 75%, горючих сланцах 78%, каменном и буром угле 80%, нефти 85%, антраците 96%. Значительная часть угля литосферы сосредоточена в известняках и доломитах.

Углерод в степени окисления +4 входит в состав карбонатных пород и минералов (мел, известняк, мрамор, доломиты). Углекислый газ CO2 (0,046% по массе) постоянный компонент атмосферного воздуха. Углекислый газ в растворенном виде всегда присутствует в воде рек, озер и морей.

В атмосфере звезд, планет и в метеоритах обнаружены вещества, содержащие углерод.

Получение

С древности уголь получали при неполном сгорании древесины. В 19 веке древесный уголь в металлургии заменили каменным углем (коксом).

В настоящее время для промышленного получения чистого углерода используют крекинг природного газа метана СН4: СН4 = С + 2Н2 Уголь для медицинских целей готовят сжиганием кожуры кокосовых орехов.

Для лабораторных нужд чистый уголь, не содержащий несгораемых примесей, получают неполным сжиганием сахара.

Физические и химические свойства

Углерод — неметалл. Многообразие соединений углерода объясняется способностью его атомов связываться между собой, образуя объемные структуры, слои, цепи, циклы. Известны четыре аллотропические модификации углерода: алмаз, графит, карбин и фуллерит. Древесный уголь состоит из мельчайших кристалликов с неупорядоченной структурой графита. Его плотность 1,8-2,1 г/см3.

Сажа представляет собой сильно измельченный графит. Алмаз — минерал с кубической гранецентрированной решеткой. Атомы С в алмазе находятся в sp 3-гибридизованном состоянии. Каждый атом образует 4 ковалентные s-связи с четырьмя соседними атомами С, расположенными по вершинам тетраэдра, в центре которого находится атом С. Расстояния между атомами в тетраэдре 0,154 нм.

Электронная проводимость отсутствует, ширина запрещенной зоны 5,7 эВ. Из всех простых веществ алмаз имеет максимальное число атомов, приходящихся на единицу объема. Его плотность 3,51 г/см3.. Твердость по минералогической шкале Мооса принята за 10. Алмаз можно поцарапать только другим алмазом; но он хрупок и при ударе раскалывается на куски неправильной формы.

Термодинамически устойчив лишь при высоких давлениях. Однако, при 1800 °C превращение алмаза в графит происходит быстро. Обратное превращение графита в алмаз происходит при 2700°C и давлении 11-12 ГПа. Графит — слоистое темно-серое вещество с гексагональной кристаллической решеткой. Термодинамически устойчив в широком интервале температур и давлений.

Состоит из параллельных слоев, образованных правильными шестиугольниками из атомов С. Углеродные атомы каждого слоя расположены против центров шестиугольников, находящихся в соседних слоях; положение слоев повторяется через один, а каждый слой сдвинут относительно другого в горизонтальном направлении на 0,1418 нм.

Внутри слоя связи между атомами ковалентные, образованы sp 2-гибридными орбиталями. Связи между слоями осуществляются слабыми ван-дер-ваальсовыми силами, поэтому графит легко расслаивается. Такое состояние стабилизирует четвертая делокализованная p-связь. Графит обладает хорошей электрической проводимостью. Плотность графита 2,1-2,5 кг/дм3.

Во всех аллотропических модификациях при обычных условиях углерод химически малоактивен. В химические реакции вступает только при нагревании. При этом химическая активность углерода убывает в ряду сажа—древесный уголь—графит—алмаз. Сажа на воздухе воспламеняется при нагревании до 300°C, алмаз — при 850-1000°C. При горении образуется углекислый газ СО2 и CO.

Нагревая СО2 с углем, также получают оксид углерода (II) CО: СО2+ С = 2СО С + Н2О (перегретый пар) = СО +Н2 Синтезирован оксид углерода С2О3. СО2 — кислотный оксид, ему отвечает слабая неустойчивая, существующая только в сильно разбавленных холодных водных растворах угольная кислота Н2СО3.

Соли угольной кислоты — карбонаты (К2СО3, СаСО3) и гидрокарбонаты (NaHCO3, Са(НСО3)2). С водородом графит и древесный уголь реагируют при температуре выше 1200°C, образуя смесь углеводородов. Реагируя со фтором при 900°C, образует смесь фторуглеродных соединений.

Пропуская электрический разряд между угольными электродами в атмосфере азота, получают газ циан (CN)2; если в газовой смеси присутствует водород, образуется синильная кислота HCN. При очень высоких температурах графит реагирует с серой, кремнием, бором, образуя карбиды — CS2, SiC, В4С.

Карбиды получают взаимодействием графита с металлами при высоких температурах: карбид натрия Na2C2, карбид кальция CaC2, карбид магния Mg2C3, карбид алюминия Al4C3.

Эти карбиды легко разлагаются водой на гидроксид металла и соответствующий углеводород: Al4C3 + 12Н2О = 4Al(ОН)3 + 3СН4 С переходными металлами углерод образует металлоподобные химически стойкие карбиды, например, карбид железа (цементит) Fe3C, карбид хрома Cr2C3, карбид вольфрама WС. Карбиды — кристаллические вещества, природа химической связи может быть различной. При нагревании уголь восстанавливает многие металлы из их оксидов: FeO + C = Fe + CO, 2CuO+ C = 2Cu+ CO2 При нагревании восстанавливает серу(VI) до серы(IV) из концентрированной серной кислотой: 2H2SO4+ C = CO2+ 2SO2+ 2H2O При 3500°C и нормальном давлении углерод сублимирует.

Применение

Свыше 90% всех первичных источников потребляемой в мире энергии приходится на органическое топливо. 10% добываемого топлива используется в качестве сырья для основного органического и нефтехимического синтеза, для получения пластмасс.

Физиологическое действие

Углерод — важнейший биогенный элемент, является структурной единицей органических соединений, участвующих в построении организмов и обеспечении их жизнедеятельности (биополимеры, витамины, гормоны, медиаторы и другие).

углерода в живых организмах в расчете на сухое вещество составляет 34,5-40% у водных растений и животных, 45,4-46,5% у наземных растений и животных и 54% у бактерий. В процессе жизнедеятельности организмов происходит окислительный распад органических соединений с выделением во внешнюю среду CO2.

Углекислый газ, растворенный в биологических жидкостях и природных водах, участвует в поддержании оптимальной для жизнедеятельности кислотности среды. В составе CaCO3 углерод образует наружный скелет многих беспозвоночных, содержится в кораллах, яичной скорлупе.

При различных производственных процессах частицы угля, сажи, графита, алмаза попадают в атмосферу и находятся в ней в виде аэрозолей. ПДК для углеродной пыли в рабочих помещениях 4,0 мг/м3 , для каменного угля 10 мг/м3.

Источник: http://chemical-site.narod.ru/1.3.html

Углеро́д (химический символ — C) — химический элемент 4-ой группы главной подгруппы 2-го периода периодической системы химических элементов, порядковый номер 6, атомная масса природной смеси изотопов 12,0107 г/моль.

История

Углерод в виде древесного угля применялся в глубокой древности для выплавки металлов. Издавна известны аллотропные модификации углерода — алмаз и графит.
На рубеже XVII—XVIII вв. возникла теория флогистона, выдвинутая Иоганном Бехером и Георгом Шталем.

Эта теория признавала наличие в каждом горючем теле особого элементарного вещества — невесомого флюида — флогистона, улетучивающегося в процессе горения. Так как при сгорании большого количества угля остается лишь немного золы, флогистики полагали, что уголь — это почти чистый флогистон.

Именно этим объясняли, в частности, «флогистирующее» действие угля, — его способность восстанавливать металлы из «известей» и руд. Позднейшие флогистики, Реомюр, Бергман и другие, уже начали понимать, что уголь представляет собой элементарное вещество.

Однако впервые таковым «чистый уголь» был признан Антуаном Лавуазье, исследовавшим процесс сжигания в воздухе и кислороде угля и других веществ.

В книге Гитона де Морво, Лавуазье, Бертолле и Фуркруа «Метод химической номенклатуры» (1787) появилось название «углерод» (carbone) вместо французского «чистый уголь» (charbone pur). Под этим же названием углерод фигурирует в «Таблице простых тел» в «Элементарном учебнике химии» Лавуазье.

В 1791 году английский химик Теннант первым получил свободный углерод; он пропускал пары фосфора над прокалённым мелом, в результате чего образовывались фосфат кальция и углерод. То, что алмаз при сильном нагревании сгорает без остатка, было известно давно. Ещё в 1751 г.

французский король Франц I согласился дать алмаз и рубин для опытов по сжиганию, после чего эти опыты даже вошли в моду. Оказалось, что сгорает лишь алмаз, а рубин (окись алюминия с примесью хрома) выдерживает без повреждения длительное нагревание в фокусе зажигательной линзы.

Лавуазье поставил новый опыт по сжиганию алмаза с помощью большой зажигательной машины и пришёл к выводу, что алмаз представляет собой кристаллический углерод. Второй аллотроп углерода — графит — в алхимическом периоде считался видоизменённым свинцовым блеском и назывался plumbago; только в 1740 г. Потт обнаружил отсутствие в графите какой-либо примеси свинца.

Шееле исследовал графит (1779) и, будучи флогистиком, счёл его сернистым телом особого рода, особым минеральным углём, содержащим связанную «воздушную кислоту» (СО2) и большое количество флогистона.

Двадцать лет спустя Гитон де Морво путем осторожного нагревания превратил алмаз в графит, а затем в угольную кислоту.

Происхождение названия

Международное название Carboneum происходит от лат. carbo — уголь. Слово это очень древнего происхождения. Его сопоставляют с cremare — гореть; корень саг, cal, русское гар, гал, гол, санскритское ста означает кипятить, варить.

Со словом «carbo» связаны названия углерода и на других европейских языках (carbon, charbone и др.). Немецкое Kohlenstoff происходит от kohle — уголь (старогерманское kolo, швед. kylla — нагревать).

Древнерусское угорати, или угарати (обжигать, опалять) имеет корень гар, или гор, с возможным переходом в гол; уголь по-древнерусски югъль, или угъль, того же происхождения. Слово алмаз (Diamante) происходит от др.-греч. αδαμας — несокрушимый, непреклонный, твёрдый, а графит от др.-греч. γράφω — пишу.

В начале XIX века старое слово уголь в русской химической литературе иногда заменялось словом «углетвор» (Шерер, 1807; Севергин, 1815); с 1824 года Соловьёв ввёл название углерод.

Нахождение в природе

углерода в земной коре 0,1 % по массе. Свободный углерод находится в природе в виде алмаза и графита.

Основная масса углерода в виде природных карбонатов (известняки и доломиты), горючих ископаемых — антрацит (94—97 % С), бурые угли (64—80 % С), каменные угли (76—95 % С), горючие сланцы (56—78 % С), нефть (82—87 % С), горючих природных газов (до 99 % метана), торф (53—56 % С), а также битумы и др.

В атмосфере и гидросфере находится в виде диоксида углерода СО2, в воздухе 0,046 % СО2 по массе, в водах рек, морей и океанов в ~60 раз больше. Углерод входит в состав растений и животных (~18 %).
В организм человека углерод поступает с пищей (в норме около 300 г в сутки).

Общее содержание углерода в организме человека достигает около 21 % (15 кг на 70 кг массы тела). Углерод составляет 2/3 массы мышц и 1/3 массы костной ткани. Выводится из организма преимущественно с выдыхаемым воздухом (углекислый газ) и мочой (мочевина).

Кругооборот углерода в природе включает биологический цикл, выделение СО2 в атмосферу при сгорании ископаемого топлива, из вулканических газов, горячих минеральных источников, из поверхностных слоев океанических вод и др.

Читайте также:  Как вырастить сад

Биологический цикл состоит в том, что углерод в виде СО2 поглощается из тропосферы растениями.

Затем из биосферы вновь возвращается в геосферу: с растениями углерод попадает в организм животных и человека, а затем при гниении животных и растительных материалов — в почву и в виде СО2 — в атмосферу.

В парообразном состоянии и в виде соединений с азотом и водородом углерод обнаружен в атмосфере Солнца, планет, он найден в каменных и железных метеоритах.
Большинство соединений углерода, и прежде всего углеводороды, обладают ярко выраженным характером ковалентных соединений. Прочность простых, двойных и тройных связей атомов С между собой, способность образовывать устойчивые цепи и циклы из атомов С обусловливают существования огромного числа углеродсодержащих соединений, изучаемых органической химией.

В природе встречается минерал шунгит,в котором содержится как твердый углерод (≈25%), так и значительные количества оксида кремния (≈35%).

Применение

Графит используется в карандашной промышленности. Также его используют в качестве смазки при особо высоких или низких температурах.
Алмаз, благодаря исключительной твердости, незаменимый абразивный материал. Алмазным напылением обладают шлифовальные насадки бормашин.

Кроме этого, ограненные алмазы — бриллианты используются в качестве драгоценных камней в ювелирных украшениях. Благодаря редкости, высоким декоративным качествам и стечению исторических обстоятельств, бриллиант неизменно является самым дорогим драгоценным камнем.

Исключительно высокая теплопроводность алмаза (до 2000 Вт/м·К) делает его перспективным материалом для полупроводниковой техники в качестве подложек для процессоров. Но относительно высокая цена (около 50 долларов/грамм) и сложность обработки алмаза ограничивают его применение в этой области.

В фармакологии и медицине широко используются различные соединения углерода — производные угольной кислоты и карбоновых кислот, различные гетероциклы, полимеры и другие соединения.

Так, карболен (активированный уголь), применяется для абсорбции и выведения из организма различных токсинов; графит (в виде мазей) — для лечения кожных заболеваний; радиоактивные изотопы углерода — для научных исследований (радиоуглеродный анализ).
Углерод играет огромную роль в жизни человека. Его применения столь же разнообразны, как сам этот многоликий элемент. В частности углерод является неотъемлемой составляющей стали (до 2,14 % масс.) и чугуна (более 2,14 % масс.)

Углерод является основой всех органических веществ. Любой живой организм состоит в значительной степени из углерода. Углерод — основа жизни. Источником углерода для живых организмов обычно является СО2 из атмосферы или воды.

В результате фотосинтеза он попадает в биологические пищевые цепи, в которых живые существа поедают друг друга или останки друг друга и тем самым добывают углерод для строительства собственного тела.

Биологический цикл углерода заканчивается либо окислением и возвращением в атмосферу, либо захоронением в виде угля или нефти.

Углерод в виде ископаемого топлива: угля и углеводородов (нефть, природный газ) — один из важнейших источников энергии для человечества.

  • Источник: Википедия
  • Другие заметки по химии

Источник: http://edu.glavsprav.ru/info/c/

Роль углерода | Дистанционные уроки

Все-таки удивительный элемент углерод! То, что он основа органической жизни на Земле — знают все, но давайте проанализируем его соединения и их разнообразные свойства…

Какова же роль углерода в природе, в жизни и т.д.?

  • Углерод — основа жизни на
  • Земле
  • Начнем с того, что у этого элемента довольно много аллотропных модификаций.
  • Алмаз и графит — одни из самых известных, но вот названия еще других, существующих в природе:
  • Лонсдейлит (гексагональный алмаз)
  • Графены
  • Фуллерены (C20+)
  • Нановолокна
  • Астралены
  • Стеклоуглерод
  • Карбин
  • Аморфный углерод
  • Нанопрена углерода

А какой диапазон свойств — роль углерода в промышленности и производстве трудно переоценить  —  от самого твердого камня, до порошка, от максимальной электропроводности до непроводящих материалов.

Теперь о роли углерода в живых системах

  • Оксид углерода — CO2 — оксид- газообразное вещество, которое растения используют для фотосинтеза — для производства органических веществ, живые организмы выдыхают CO2;
  • Отдельная большая тема — круговорот углерода в природе;
  • Угольная кислота — H2CO3 — очень нестойкая -разлагается на углекислый газ CO2 и воду H2O;

Как это использует человек? Не знаю как вы, а я не могу себе представить Новый Год без газировки (ну и без шампанского, конечно!) !

  • И в то же время есть такое вещество как угарный газ — CO. Это ядовитое вещество без цвета, без запаха, не имеющее вкуса.

Он связывает гемоглобин в крови человека и блокирует процесс клеточного дыхания — ткани просто не получают кислорода. Отравление угарным газом ужасно тем, что оно незаметно и человек просто засыпает…

  • И в то же время элемент углерод входит в состав молекулы ДНК — основной молекуле любого живого организма!
  • А энергетическая роль углерода! В мире биологии синоним энергии — молекула АТФ — нуклеотид Аденозинтрифосфат . Тоже содержит углерод!

 В атмосфере и неживой природе углерод находится в виде неорганических соединений — того же CO2 и в виде солей. Как же он переходит в органическую форму? Только благодаря растениям — именно они с помощью фотосинтеза переводят CO2 в органические соединения.

  1. А как углерод возвращается в неживую природу? Тут два варианта:
  2. 1) бактерии — редуценты — переводят органические вещества в неорганические;
  3. 2) геохимические соединения углерода — отложения в земной коре.
  4. Вот такой разный углерод в природе…

Обсуждение: “Роль углерода”

(Правила комментирования)

Источник: https://distant-lessons.ru/uglerod.html

Как получить углерод?

Технический углерод (ГОСТ 7885-86) – вид промышленных углеродных продуктов, используемый в основном при производстве резины как наполнитель, усиливающий ее полезные эксплуатационные свойства. В отличие от кокса и пека, состоит почти из одного углерода, по виду напоминает сажу.

Добыча углерода химическими методами не выгодно, поскольку гораздо дешевле и проще добывать углерод из природного угля, мировой ежегодная добыча которого составляет около 2 миллиардов тонн. Остановимся более подробно на добыче различных аллотропных модификаций углерода.

Подробнее: worldofscience.ru

Аллотропия — это способность химических элементов находиться в виде двух и более простых веществ. Она связана с различным числом атомов в молекуле или со строением кристаллической решетки. АллотропияСуществует более 400 аллотропических… С какими элементами взаимодействует углерод

Углерод — это химический элемент, находящийся в 4 группе периодической системы. Существуют две наиболее изученные аллотропные модификации углерода — графит и алмаз. Последний широко используется в промышленности и ювелирном деле. Углерод в…

Из аллотропических видоизменений углерода легче других вступает в реакцию аморфный уголь. С кислородом углерод образует два главных окисла — двуокись углерода, или угольный ангидрид, часто называемый также углекислым газом СО2, и окись углерода СО. Кроме них, известны еще окислы состава С3О2 и С12О9.

CO2 служит химическим символом для диоксида углерода. Это соединение вызывает шипение в газированной воде и многих алкоголесодержащих напитках, способствует разбуханию хлеба, выступает движущей силой для ряда аэрозолей, и является важной составляющей огнетушительной смеси. CO2 можно получить специально, либо в качестве побочного продукта других химических реакций.

Подробнее: ru.wikihow.com

Углерод в виде древесного угля известен человеку с незапамятных времен, поэтому, о дате его открытия говорить не имеет смысла. Собственно свое название «углерод» получил в 1787 году, когда была опубликована книга «Метод химической номенклатуры», в которой вместо французского названия «чистый уголь» (charbone pur) появился термин «углерод» (carbone).

Подробнее: prosto-o-slognom.ru

Кому любопытно как получить углерод дома: надо смешать сахар, воду и серную кислоту.

Как получить оксид углерода? Сжечь вещество с доступом кислорода.

А как обозначается углерод можно посмотреть в таблице Менделеева под номером 6.

Углерод Положение в периодической системе химических элементов Углерод расположен в главной подгруппе IV группы (или в 14 группе в современной форме ПСХЭ) и во втором периоде периодической системы химических элементов Д.И.

Менделеева. Атом углерода содержит на внешнем энергетическом уровне 2 неспаренных электрона и 1 неподеленную электронную пару в основном энергетическом состоянии и 4 неспаренных электрона в возбужденном энергетическом состоянии.

Кратко рассказать о том, что такое углерод, невозможно. Ведь он – основа жизни. Данный элемент имеется во всех органических соединениях, и только он может формировать молекулы ДНК из миллионов атомов. Его свойства многочисленны, так что о нем стоит рассказать поподробней.

Углерод (С) – типичный неметалл; в периодической системе находится в 2-м периоде IV группе, главной подгруппе. Порядковый номер 6, Ar = 12,011 а.е.м., заряд ядра +6. Физические свойства: углерод образует множество аллотропных модификаций: алмаз – одно из самых твердых веществ, графит, уголь, сажа.

Инструкция Уровень сложности: Непросто Что вам понадобится: Концентрат серной кислоты Руки в перчатках МОЗГА сахар вода 1 шаг Берём ноги в руки и бежим покупать концентрат серной кислоты. Купили? читаем дальше 2 шаг

В колбу (СТЕКЛЯННУЮ) сыплем сахар добавляем воду так чтобы она покрывала сахар и на 2-4 см выступала

Углерод — химический элемент IV группы периодической системы, в природе он представлен двумя стабильными изотопами и одним радиоактивным нуклидом, образующимся в нижних слоях стратосферы. Инструкция 1Радиоактивный углерод с массовым числом 14… С какими элементами взаимодействует углерод

Углерод — это химический элемент, находящийся в 4 группе периодической системы. Существуют две наиболее изученные аллотропные модификации углерода — графит и алмаз. Последний широко используется в промышленности и ювелирном деле. Углерод в…

Подробнее: www.progurukak.ru

Источник: http://www.chsvu.ru/kak-poluchit-uglerod/

Как получить углерод?

Вам понадобится:

  • сахар
  • концентрированная серная кислота
  • сахар
  • вода
  • резиновые перчатки
  • руки, растущие из правильного места!

#1

Что общего может быть у колечка с миленьким таким бриллиантиком и простого карандаша (самого простого, которым на уроке черчения чертят)? На самом деле гораздо больше, чем может показаться на первый взгляд, и на второй, и даже в темноте и прищурившись.

Потому что “зрить ” надо в корень, глубже, чем позволяет микроскоп. Алмаз и графит состоят из одного и того же вещества — углерода и различаются только кристаллической решеткой.

Вот такая шутка природы: порядок молекул, в котором им вздумалось прицепиться друг к другу, отличает драгоценный кристалл от десятирублевого канцтовара.

#2

Углерод, если верить учебникам химии, — химический элемент с неметаллическими свойствами.

В том же учебнике химии на странице с таблицей Менделеева можно посмотреть, как обозначается углерод: буква С под шестым номером. Углерод достаточно просто получить дома путем несложного химического опыта.

Для его проведения пригодится стеклянная колба (чистая!) из набора юного химика, ну, или случайно припасенная с уроков химии.

#3

В колбу нужно насыпать сахар, который можно волшебным образом обнаружить на любой кухне (сахара нужно чуть-чуть, не стоит переводить продукт столовыми ложками).

Для чистоты эксперимента его тоже можно проверить на наличие посторонних предметов, вроде кофейных гранул, эмигрировавших на чайной ложке из кофейной банки в сахарницу, так как получить углерод нужно будет все-таки из сахара, а то мало ли каким образом могут повести себя химические реакции с не предусмотренными опытом добавками.

#4

Затем в колбу с сахаром добавить воду (да, тоже чистую). Слой воды над сахаром должен быть где-то в палец толщиной. А вот теперь крайне пригодятся руки в резиновых перчатках, растущие из нужного места: на следующем этапе в колбу по капельке добавляется концентрированная серная кислота.И вуаля! Серое нечто, образовавшееся в скором времени в колбе, — и есть углерод.

#5

А дальше этот опыт может плавно перетечь в решение проблемы, как получить оксид углерода. Для этого достаточно сжечь углерод при доступе кислорода. Полученный газ — это тот самый оксид и есть. И непонятная фигня цвета простого карандаша не будет просто так валяться в комнате.

Опыты, кстати, нужно проводить в хорошо проветриваемой комнате, так как оксид углерода — далеко не самый полезный газ и (о, коварный!) совсем без цвета и запаха.

Так что удовлетворение любопытства с закрытым окном вполне может обернуться головной болью и отравлением углекислым газом.

Источник: http://uznay-kak.ru/sferyi-jizni/tehno/kak-poluchit-uglerod

Ссылка на основную публикацию