Матово-чёрный (графит), либо прозрачный (алмаз)

4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3, -4 степени окисления

Углерод является элементом-органогеном.
Его содержание в организме составляет 18% от общего веса, то есть более 12 кг для взрослого.
Атомы углерода являются структурной основой всех органических соединений, образуя бесконечное множество различных веществ (известно несколько миллионов органических соединений). Органические соединения углерода являются одним из основополагающих факторов жизни на Земле.

Биологическая роль углерода

Как и другие элементы-органогены, углерод в виде отдельного элемента не обладает биологическим значением, - биологической ролью обладают его соединения.

• из различных соединений углерода (белки, жиры, углеводы, нуклеотиды, гормоны, амино- и карбоновые кислоты и др.) состоят все ткани организма
• является структурным компонентом всех органических соединений
• его соединения участвуют во всех биохимических процессах
• при окислении соединений углерода образуется необходимая для организма энергия
• оксид углерода (IV) CO₂, образующаяся в результате окисления соединений углерода, стимулирует дыхательный центр, регулирует значение рН крови

Пищевые источники углерода

Углерод находится во всех пищевых продуктах в виде соответствующих органических соединений. Человеческий организм не способен усваивать неорганические соединения углерода.

Дефицит углерода

Не наблюдается.

Избыток углерода

Не наблюдается. Возможны отравления токсичными соединениями оксид углерода (II), четыреххлористый углерод, сероуглерод, соли цианистой кислоты, бензол и другие.

1. Взаимодействие с фтором

Углерод обладает низкой реакционной способностью, из галогенов реагирует только с фтором:

С + 2F₂ = CF₄.

1. Взаимодействие с кислородом

При нагревании взаимодействует с кислородом:

2С + О₂ = 2СО,

С + О₂ = СО₂,

образуя оксиды СО и СО₂.

1. Взаимодействие с другими неметаллами

Реагирует с серой:

С + 2S = CS₂.

не взаимодействует с азотом и фосфором.

Реагирует с водородом в присутствии никелевого катализатора, образуя метан:

C + 2H₂ = CH₄.

1. Взаимодействие с металлами

Способен взаимодействовать с металлами, образуя карбиды:

Ca + 2C = CaC₂.

1. Взаимодействие с водой

При пропускании водяных паров через раскаленный уголь образуется оксид углерода (II) и водород:

C + H₂O = CO + H₂.

1. Восстановительные свойства

Углерод способен восстанавливать многие металлы из их оксидов:

2ZnO + C = 2Zn + CO₂.

Концентрированные серная и азотная кислоты при нагревании окисляют углерод до оксида углерода (IV):

C + 2H₂SO₄ = CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O;

C + 4HNO₃ = CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O.

 

46. Оксиды углерода, их свойства и физиологическое действие. Угольная кислота и ее соли, их свойства.

Диокси́д углеро́да или двуо́кись углеро́да (также углеки́слый газ, углекислотá, окси́д углеро́да(IV), у́гольный ангидри́д) — бесцветный газ (в нормальных условиях), почти без запаха (в больших концентрациях с кисловатым «содовым» запахом), с химической формулой C O₂.

Физические

Оксид углерода (IV) — углекислый газ, бесцветный газ, при малых концентрациях в воздухе не имеет запаха, при больших концентрациях имеет характерный кисловатый запах газированной воды. Тяжелее воздуха приблизительно в 1,5 раза.

 

Моноокси́д углеро́да (уга́рный газ, о́кись углеро́да, оксид углерода(II)) — бесцветный чрезвычайно токсичный газ без вкуса и запаха, легче воздуха (при нормальных условиях). Химическая формула — CO.

 

Оксид углерода (II) СО

Угарный газ; бесцветный, без запаха, малорастворим в воде, растворим в органических растворителях, ядовит, t°кип = -192°C; t пл. = -205°C.

Получение
1) В промышленности (в газогенераторах):
C + O₂ = CO₂

CO₂ + C = 2CO

2) В лаборатории — термическим разложением муравьиной или щавелевой кислоты в присутствии H₂SO₄(конц.):
HCOOH = H₂O + CO­

H₂C₂O₄ = CO­ + CO₂­ + H₂O

Химические свойства

При обычных условиях CO инертен; при нагревании – восстановитель; несолеобразующий оксид.

1) с кислородом

2C⁺²O + O₂ = 2C⁺⁴O₂

2) с оксидами металлов

C⁺²O + CuO = Сu + C⁺⁴O₂

3) с хлором (на свету)

CO + Cl₂ –^hn= COCl₂(фосген)

4) реагирует с расплавами щелочей (под давлением)

CO + NaOH = HCOONa (формиат натрия)

5) с переходными металлами образует карбонилы

Ni + 4CO –^t°= Ni(CO)₄

Fe + 5CO –^t°= Fe(CO)₅

Оксид углерода (IV) С O2

Углекислый газ, бесцветный, без запаха, растворимость в воде — в 1V H₂O растворяется 0,9V CO₂ (при нормальных условиях); тяжелее воздуха; t°пл.= -78,5°C (твёрдый CO₂ называется «сухой лёд»); не поддерживает горение.

Получение

1. Термическим разложением солей угольной кислоты (карбонатов). Обжиг известняка:

CaCO₃ –^t°= CaO + CO₂

2. Действием сильных кислот на карбонаты и гидрокарбонаты:

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂­

NaHCO₃ + HCl = NaCl + H₂O + CO₂­

Химические свойства СO2
Кислотный оксид: реагирует с основными оксидами и основаниями, образуя соли угольной кислоты

Na₂O + CO₂ = Na₂CO₃

2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

NaOH + CO₂ = NaHCO₃

При повышенной температуре может проявлять окислительные свойства

С⁺⁴O₂ + 2Mg –^t°= 2Mg⁺²O + C⁰

Качественная реакция

Помутнение известковой воды:

Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃¯(белый осадок) + H₂O

Оно исчезает при длительном пропускании CO₂ через известковую воду, т.к. нерастворимый карбонат кальция переходит в растворимый гидрокарбонат:

CaCO₃ + H₂O + CO₂ = Сa(HCO₃)₂