Активированный уголь применение химия егэ

№ п/п

Вещество

Применение

1

Сера

Для получения серной кислоты, вулканизации каучука (производство резины), изготовления горючих и светящихся составов, в сельском хозяйстве и в медицине.

2

Соляная кислота

Пищевая добавка Е507, которая применяется в процессе изготовления водочной продукции, а так же различных сиропов. В металлургии для очистки металла перед паянием или лужением. Входит в состав чистящих средств.

3

Серная кислота

Очистка нефтепродуктов от сернистых, непредельных органических соединений; Удаление окалины с проволоки, а также листов перед лужением и оцинкованием (разбавленная), для травления различных металлических поверхностей перед покрытием их хромом, медью, никелем. Средство при получении красителей и лекарственных веществ, для производства удобрений, этилового спирта, искусственного волокна, анилиновых красителей.

4

Сероводород и сульфиды

В производстве серной кислоты, в медицине, для проведения химического анализа катионов.

5

Сернистый газ (SO2) и сульфиты

В производстве серной кислоты, получение бумаги, для отбеливания шелковых и шерстяных тканей,  для уничтожения микроорганизмов и грибковых заболеваний (окуривание виноградников, подвалов, добавление в вино). Используется SO2 в пищевой промышленности как консервирующее и антибактериальное вещество. Добавляют его в сиропы, вымачивают в нем свежие плоды. Консервированные овощные пюре и соки тоже содержат диоксид серы в качестве консервирующего агента.

6

Оксид серы (VI)

Для получения серной кислоты.

7

Соли серной кислоты

• Na2SO4 ∙ 10H2O (глауберова соль) – применяют в медицине в качестве слабительного средства, а безводный сульфат натрия – для производства соды и стекла.
• (NH4)2SO4 – азотное удобрение, K2SO4 – калийное удобрение.
• CaSO4 ∙ 2H2O (гипс) – в медицине и строительстве.
• MgSO4 (горькая соль) – в медицине в качестве слабительного средства.
• ВаSO4 (баритовая каша) – в медицине как рентгеноконтрастное вещество.
• Купоросы: CuSO4 ∙ 5H2O – используют для протравливания семян, для борьбы с болезнями растений; FeSO4 ∙ 7H2O – для приготовления чернил, минеральных красок; ZnSO4 ∙ 7H2O – для производства минеральных красок и в медицине (как антисептик).

8

Азот

Жидкий азот применяется для глубокого охлаждения, газообразный – для синтеза аммиака, для создания инертной атмосферы (лампы накаливания, сварка).

9

Азотная кислота

Производство азотных и комбинированных удобрений (натриевой, аммиачной, кальциевой и калиевой селитры, нитрофоса, нитрофоски). Взрывчатые вещества (тринитротолуола и др.), органических красителей. В металлургии —  для растворения и травления металлов, а также для разделения золота и серебра.

10

Аммиак

Производство азотной кислоты, которая идет на производство удобрений (аммиачная селитра NH4NO3, мочевины (NH2)2CO, аммофос – смесь гидрофосфата (NH4)2HPO4 и дигидрофосфата аммония NH4H2PO4). В качестве дешевого хладагента в промышленных холодильных установках. Для получения синтетических волокон, например, найлона и капрона. При очистке и окрашивании хлопка, шерсти и шелка. Водный раствор аммиака (нашатырь) – в медицине.

11

Соли аммония

Производство взрывчатых веществ в смеси с порошками алюминия и угля при горных разработках, в качестве удобрений, при пайке металлов.

12

Оксиды азота

N2O – в медицине (наркоз), NO2 – производство азотной кислоты.

13

Водород

Экологически чистое топливо, для сварки и резки металлов, для получения металлов, аммиака, метанола, хлороводорода, гидрирования жидких жиров (в производстве маргарина).

14

Кислород

Реагент в органическом и неорганическом синтезе, для обеспечения дыхания в медицине.

15

Фосфор

Производство фосфорных удобрений (фосфоритной муки, простых и двойных суперфосфатов, комплексных азотно-фосфорных удобрений). Производство синтетических моющих средств, фосфатных стёкол, для обработки и крашения натуральных и синтетических волокон.

16

Оксид фосфора (V)

Получение ортофосфорной кислоты, в качестве осушителя (поглощает воду)

17

Ортофосфорная кислота

Производство фосфорных удобрений, в органическом синтезе.

18

Галогены

• Фтор — для получения смазочных веществ, выдерживающих высокую температуру, тефлона, фреонов и т.д.
• Хлор – в производстве соляной кислоты, хлорной извести, гипохлоритов и хлоратов, для отбеливания тканей и целлюлозы, идущей на изготовление бумаги, для стерилизации питьевой воды и обеззараживания сточных вод, полимеров.
• Бром —  выработка различных лекарственных веществ, расителей, а также бромида серебра, использующегося в производстве фотоматериалов.
• Йод — в медицине в виде 10%-го раствора в этаноле в качестве антисептического и кровоостанавливающего средства. Йод входит в состав ряда фармацевтических препаратов.

19

Хлориды

• NaCl – для получения хлороводорода, натрия, хлора, едкого натра, водорода, в производстве соды, в пищевой промышленности медицине.
• KCl – в качестве калийного удобрения.
• ZnCl2 – для пропитки древесины от гниения и при пайке металлов, в медицине в качестве антисептика.
• BaCl2 —  для борьбы с вредителями растений.
• CaCl2  — в качестве осушителя и в медицине.
• AlCl3 – катализатор в органическом синтезе.
• HgCl2 – для протравливания семян, дубления кожи в органическом синтезе.

20

Углерод

Алмазы применяются для обработки твёрдых материалов (бурение горных пород, металлообрабатывающий инструмент) в ювелирной промышленности (производство бриллиантов). Графит используется в производстве карандашей и электродов. Уголь и кокс используют в качестве топлива и для получения металлов, активированный уголь является адсорбентом.

21

Угарный газ

В качестве топлива, при получении метанола, металлов, фосгена (COCl2), в органическом синтезе.

22

Углекислый газ

В производстве напитков, соды, сахара, в огнетушителях, для хранения скоропортящихся продуктов («сухой лёд»), для получения угарного газа и участвует в процессе фотосинтеза.

23

Соли угольной кислоты

• Na2CO3 – кальцинированная сода и Na2CO3 ∙ 10Н2О – кристаллическая сода применяются в производстве бумаги, стекла, мыла, в быту.
• NaHCO3 – гидрокарбонат натрия (питьевая сода, двууглекислая сода) применяется в медицине, в пищевой и кондитерской промышленности.
• K2CO3 – поташ, применяется для производства мыла и специальных сортов стекла, в химической промышленности.
• CaCO3 – применяется для получения негашеной извести CaO, в строительстве, в архитектуре, для изготовления скульптур.

24

Кремний

Для получения легированных сталей, производства полупроводниковых приборов и изготовления кислотоустойчивой аппаратуры.

25

Оксид кремния (IV)

При производстве стекла, цемента, в строительстве, в производстве керамических изделий, химической посуды.

26

Натрий и калий

Получение пероксидов и амидов, сплав этих металлов используется в качестве теплоносителей в ядерных реакторах.

27

Бериллий

Получение сплавов

28

Медь

Для изготовления электропроводов и сплавов – бронзы, латуни, дюралюминия.

29

Серебро

Компонентов сплавов ювелирных изделий, монет, медалей, столовой и лабораторной посуды, для серебрения зеркал, как катализатор в органическом синтезе.

30

Цинк

Получение сплавов, для цинкования стали и чугуна в антикоррозионных целях.

31

Хром

Компонент стали (хромированная сталь), изготовление инструментов.

32

Железо

В качестве катализатора (губчатое железо), производство чугуна и сталей.

33

Алюминий

Используется для изготовления различных сплавов, применяемых в авиационной, машиностроительной, пищевой и электротехнической промышленности; для получения металлов методом алюмотермии (Cr, Mn, V, Ti и др.)

34

Ртуть

Производство люминесцентных и ртутных ламп, контрольно-измерительных приборов (термометров, манометров, барометров и т.д.),  в медицине для изготовления мазей для лечения кожных заболеваний.

35

Гидроксид натрия

NaOH (едкий натр, каустическая сода, каустик) применяют для очистки нефтепродуктов, в производстве мыла, бумаги, в текстильной и химической промышленности.

36

Гидроксид кальция

В строительстве, производстве стекла, смягчитель воды.

37

Гидроксид магния

Очистка сахарных растворов, входит в состав зубной пасты.

38

Гидроксид алюминия

Для очистки воды, в медицине как обволакивающее и адсорбирующее вещество.

39

Алканы (метан, пропан)

В качестве топлива, как растворители и как сырьё для получения органических веществ.

40

Алкены (изопрен, этилен, пропилен)

Получение полимеров, фенола, ацетона, ацетальдегида, растворителей; для улучшения детонационных качеств топлива. Этилен – для ускорения созревания плодов растений.

41

Алкины

Ацетилен используется для резки и сварки металлов, в органическом синтезе: в производстве синтетических каучуков, поливинилхлорида, уксусной кислоты и растворителей.

42

Алкадиены

Производство полимеров (каучуков).

43

Бензол и его производные

Получение красителей, лекарственных веществ, взрывчатых веществ, ядохимикатов, пластмасс и синтетических волокон; используются в качестве растворителей; добавляются в бензины, повышая их октановое число.

44

Спирты

В качестве растворителей и в органическом синтезе. Этанол применяется для изготовления спиртных напитков, в медицине как дезинфицирующее средство, в качестве топлива. В промышленности – растворитель в производстве каучука, сложных эфиров, лаков, медикаментов. Метанол применяют для получения формальдегида, растворителей, в органическом синтезе.

45

Многоатомные спирты

Этиленгликоль применяется для приготовления охлаждающей жидкости (антифризов) для автомобилей, для получения растворителей и взрывчатых веществ. Глицерин – используется в медицине, парфюмерии, кожевенной промышленности, для получения взрывчатого вещества (тринитроглицерин), лакокрасочных материалов.

46

Фенолы

Применяют для получения фенолформальдегидной смолы, взрывчатых веществ, красителей, лекарственных препаратов, капрона, для дезинфекции (карболка).

47

Альдегиды и кетоны

Формальдегид – используется для получения фенолформальдегидной и карбамидной смол, в органическом синтезе; 40%-ный раствор (формалин) применяется в медицине, для консервирования биологических препаратов, в кожевенной промышленности и для протравливания семян.

Ацетальдегид – применяется для получения уксусной кислоты и для синтеза различных органических веществ.

Ацетон – в качестве растворителя лаков, красок.

48

Карбоновые кислоты

Муравьиная кислота – 1,25% -ный спиртовой раствор (муравьиный спирт) применяется в медицине, для производства сложных эфиров.

Уксусная кислота – в пищевой промышленности, для производства красителей, лекарств (аспирин), сложных эфиров, ацетатного волокна.

Стеариновая C17H35COOH и пальмитиновая C17H33COOH  кислоты – входят в состав жиров. Натриевая и калиевая соли входят в состав мыла.

Щавелевая кислота – используется в кожевенной и текстильной промышленности.

Акриловая и метакриловая кислоты – для получения полимеров (органического стекла), волокон.

Бензойная кислота – в качестве консерванта в пищевой промышленности.

49

Сложные эфиры

Применяются в качестве растворителей лакокрасочных материалов, в парфюмерии, при производстве напитков.

50

Жиры

Жиры применяются в качестве продукта питания, для получения мыла, в косметической и фармацевтической промышленности. Гидрированные жиры применяются для изготовления маргарина.

51

Целлюлоза

Нитраты целлюлозы используются для производства бездымного пороха и лаков, ацетаты – в производстве ацетатного волокна, лаков, плёнок. Целлюлоза используется в производстве бумаги, волокон (ацетатного и вискозного), одежды, бинтов, ваты

52

Крахмал

Применяется для получения клея (декстриновый клей), накрахмаливания белья, в кондитерском производстве (получение патоки), в производстве спирта и вина.

53

Амины

Анилин и другие ароматические амины используются для получения красителей, лекарственных и взрывчатых веществ. Алифатические амины используются для получения лекарственных препаратов, пестицидов и пластмасс.

Скачать материал

Скачать материал

Описание презентации по отдельным слайдам:

• 

• 

  2 слайд

  Активированный уголь – это пористое вещество органического происхождения, которое широко применяется в промышленности (для очищения различных химических элементов и соединений) и медицине.

• 

  3 слайд

  Активированный уголь представляет собой пористую массу черного цвета, не имеющую вкуса и запаха. Препарат выпускается в форме сыпучего порошка или таблеток, которые практически не растворяются в воде и других жидких структурах.
  Добывается активированный уголь из органических веществ, в состав которых входят молекулы углерода. К ним относятся:
  древесный уголь;
  скорлупа кокоса;
  твердые пористые продукты, получаемые при переработке каменного угля или нефти и т.д.

• 

  4 слайд

  Применение активированного угля в медицинской практике стало возможным благодаря большой площади пористой поверхности. Попадая в организм больного человека, уголь начинает как губка впитывать в себя все вредные отравляющие вещества и выводит их наружу естественным способом, не всасываясь слизистыми оболочками желудочно-кишечного тракта.

• 

  5 слайд

  Активированный уголь используется как на этапе оказаний первой помощи отравившемуся человеку, так и во время последующего лечения и восстановления организма.

• 

  6 слайд

  Активированный уголь относится к группе наиболее эффективных препаратов для лечения острых отравлений (включая медикаментозные, пищевые и алкогольные отравления), сопровождающихся выраженным интоксикационным синдромом. Инструкция по применению рекомендует принимать уголь сразу после попадания в организм отравляющих веществ. Если такой возможности нет, терапию необходимо провести в ближайшие 1-2 часа. Препарат помогает избавиться от расстройств пищеварительной системы, которыми часто сопровождаются различные отравления. К ним относятся:
  боли в желудке и кишечнике;
  рвота;
  чувство тяжести в желудке;
  тошнота.

• 

  7 слайд

  При отравлениях 1 и 2 степени уголь можно принимать в таблетках. Дозировка рассчитывается с учетом веса больного: на каждые 10 кг массы тела берется 1 таблетка, содержащая 250 мл угля. При слабо выраженной симптоматике это количество можно разделить на 2-3 приема. Если после употребления отравляющего вещества у больного появились сильные боли в животе, рвота и другие признаки интоксикации, все таблетки необходимо принять сразу.

• 

  8 слайд

  При тяжелых отравлениях средство используется для промывания желудка. Чтобы провести эту процедуру понадобится:
  8 литров кипяченой воды, подогретой до температуры 28°;
  несколько упаковок угля (дозировка для взрослых составляет около 2-3 г, то есть 8-10 упаковок по 10 таблеток, содержащих 250 мг угля).
  Промывать желудок необходимо до тех пор, пока в содержимом желудка перестанут появляться частички отравляющего вещества. После этого необходимо продолжить прием лекарства, чтобы предотвратить попадание токсинов в общий кровоток.

• 

  9 слайд

  Если вы хотите почистить организм от шлаков и токсинов, можете воспользоваться активированным углем. Этот препарат практически не имеет побочных эффектов и хорошо переносится больными.
  Запомните, что чистка кишечника активированным углем в домашних условиях должна проводиться после консультации с лечащим доктором, который вам расскажет, сколько дней можно пить этот препарат, как применять его, что можно есть на протяжении периода очищения, как правильно рассчитать дозирование лекарства.

• 

  10 слайд

  Зачем проводится очистка активированным углем? Этот препарат помогает выводить токсины и шлаки, которые постоянно накапливаются в нашем организме. Плохая экология, радиация, некачественные продукты питания, насыщенные консервантами и канцерогенами пагубно сказываются на здоровье каждого человека. Химикаты и токсины, накапливаясь в организме, могут стать причиной развития хронических и даже онкологических заболеваний.
  Очищение организма с помощью активированного угля приводит к следующим положительным реакциям:
  Ускорению обмена веществ.
  Снижению уровня холестерина в крови.
  Нормализации пищеварения.
  Появлению жизненных сил, ощущению легкости в теле.
  Очищается не только кишечник, но и кровь.
  Очищение организма с помощью активированного угля не проводится детям и подросткам. Эти препараты снижают всасывание в организм витаминов и питательных веществ, необходимых для роста, развития и формирования ребенка.

• 

  11 слайд

  Не многие знают о возможной передозировке активированным углем. При длительном употреблении этот препарат способен отравляюще влиять на организм. Все дело в том, что он снижает моторику кишечника Происходит интоксикация организма.
  При хронической передозировке этим препаратом у больного могут развиться тошнота со рвотой, общая слабость, боль в животе, кишечная колика.
  Острая передозировка может развиться, если разово принять большую дозу препарата. При этом также возможно появление тошноты и рвоты

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 153 153 материала в базе

• Выберите категорию:

• Выберите учебник и тему

• Выберите класс:

• Тип материала:

  • Все материалы

  • Статьи

  • Научные работы

  • Видеоуроки

  • Презентации

  • Конспекты

  • Тесты

  • Рабочие программы

  • Другие методич. материалы

Найти материалы

Вам будут интересны эти курсы:

• Курс повышения квалификации «Химия окружающей среды»

• Курс профессиональной переподготовки «Химия: теория и методика преподавания в образовательной организации»

• Курс повышения квалификации «Нанотехнологии и наноматериалы в биологии. Нанобиотехнологическая продукция»

• Курс повышения квалификации «Особенности подготовки к сдаче ОГЭ по химии в условиях реализации ФГОС ООО»

• Курс профессиональной переподготовки «Биология и химия: теория и методика преподавания в образовательной организации»

• Курс повышения квалификации «Современные образовательные технологии в преподавании химии с учетом ФГОС»

• Курс профессиональной переподготовки «Управление сервисами информационных технологий»

• Курс профессиональной переподготовки «Управление информационной средой на основе инноваций»

• Курс профессиональной переподготовки «Техническое сопровождение технологических процессов переработки нефти и газа»

• Курс профессиональной переподготовки «Организация системы учета и мониторинга обращения с отходами производства и потребления»

• Курс профессиональной переподготовки «Организация маркетинговой деятельности»

1. Очистка воды

Порошкообразные
активные угли используют для очистки
воды однократно на
городских станциях водоподготовки,
вводя их во время или после коагуляции.

Зернистые угли
применяются для очистки воды фильтрацией
в аппаратах со сплошным слоем сорбента
типа
механического фильтра воды.
В зависимости от типа угли могут
регенерироваться острым паром или
реагентами. Однако из-за сложности
организации такого процесса, больших
потерь угля и невозможности полной его
регенерации (только на 40–70%) обычно
уголь при очистке воды используют
однократно.

Волокнистые
активные угли имеют наибольшую эффективную
площадь поверхности и могут применяться
в фильтрах воды специальной конструкции.
Они нашли широкое
применение в бытовых фильтрах очистки
воды.

1. Сорбция
   нефтепродуктов

Разливы нефти,
происходящие при её морской транспортировке
из районов добычи, при шельфовой добыче
и на других месторождениях, различные
аварийные ситуации, слив за борт танкерами
промывочных и балластных вод – всё это
влечет за собой серьезные экологические
катастрофы. Ежегодно в океан попадает
более 6 млн. тонн нефти. Сорбция
нефтепродуктов – очень важное открытие
человечества для защиты окружающей
среды. Применение сорбентов является
технологией щадящего устранения
последствий нефтезагрязнений и позволяет
снизить отрицательные последствия для
экологии. Другие способы локализации
и ликвидации разливов нефти –
контролируемое сжигание, механический
сбор, диспергирование – существенно
ограничены по применению и зависят от
времени, погодных условий, экологической
обстановки и т. д.

Существует
достаточно широкий ассортимент сорбентов
для сбора нефтяных разливов. Сорбенты
на основе неорганических материалов
(диатомит, цеолиты, глина, песок) имеют
низкую нефтеемкость, гидрофильны (не
могут применяться на воде), требуют
дополнительного модифицирования,
вызывают трудности с утилизацией и
совершенно не удерживают легкие фракции
нефтепродуктов (бензин, керосин, дизельное
топливо). Синтетические сорбенты обладают
хорошей поглотительной способностью,
однако отличаются большей стоимостью
и сложностью утилизации в силу высокой
токсичности продуктов горения. Наиболее
привлекательны и перспективны сорбенты
растительного (органического)
происхождения. Они являются органической
частью существующих экосистем и в
наибольшей степени соответствуют
экологическим требованиям. В качестве
таковых можно выделить сорбенты на
основе торфяного мха или стружки
скорлупы кокосового ореха.
Скорлупа кокоса – это отход пищевого
производства и изготовление кокосового
абсорбента – отличный пример эффективного
использованием природных ресурсов
экосистемы. Растительный сорбент
обладает высокой сорбционной емкостью
и гидрофобностью.

1. Очистка сточных
   вод

Проблема очистки
сточных вод самая актуальная в области
экологической безопасности. Вода, в
силу широкого использования в быту,
сельском хозяйстве, промышленности
подвержена постоянному антропогенному
загрязнению. Эта использованная человеком
сточная вода поступает в природные
водоемы. Последние, кроме того, аккумулируют
большинство загрязняющих веществ,
поступающих в атмосферу или литосферу.

Существует множество
методов очистки сточных вод: механические,
физико-химические, химические,
биохимические, электрохимические,
мембранные, термические.

К физико-химическим
методам относятся и адсорбционные
методы, которые широко применяют для
глубокой очистки сточных вод от
растворенных органических веществ
после биохимической очистки, а также в
локальных установках, если концентрация
этих веществ в воде невелика и они
биологически не разлагаются или являются
сильно токсичными. Применение локальных
установок целесообразно, если вещество
хорошо адсорбируется при небольшом
удельном расходе адсорбента. Адсорбцию
используют для обезвреживания сточных
вод от фенолов, гербицидов, пестицидов,
ароматических нитросоединений,
поверхностно-активных веществ (ПАВ),
красителей, нефтепродуктов и т. д.
Достоинством адсорбционного метода
является высокая эффективность,
возможность очистки сточных вод,
содержащих несколько веществ, а также
рекуперации этих веществ. Адсорбционная
очистка вод может быть регенеративной,
т.е. с извлечением вещества из адсорбента
и его утилизацией, и деструктивной, при
которой извлеченные из сточных вод
вещества уничтожаются вместе с
адсорбентом. Эффективность адсорбционной
очистки достигает 80—98 %. Наиболее
универсальным сорбентом является
активированный уголь.

1. Лечебные
   мероприятия

Лечебные мероприятия,
конечной целью которых является
прекращение действия токсинов и их
вывод из организма, объединяются в
группу методов активной экстракорпоральной
детоксикации организма. Одна из шести
применяемых для этого технологий –
сорбционная.

Гемосорбция
— метод лечения, направленный на удаление
из крови различных токсических продуктов
и регуляцию гемостаза
путем контакта крови с сорбентом вне
организма. Для гемосорбции используются
сорбенты двух классов: неселективные,
поглощающие из крови несколько веществ,
и селективные, извлекающие вещества
определенной структуры. К первой группе
относятся активированные угли, на
поверхности которых собираются индолы,
скатолы, гуанидиновые основания, жирные
кислоты, билирубин, органические кислоты
и т.д. К селективным сорбентам относятся
ионообменные смолы, способные удалять
из организма ионы калия, аммоний,
гаптоглобин, билирубин. Разработаны
гемосорбенты избирательного действия
для удаления липопротеидов, протеолитических
ферментов.

Удаление токсинов
адсорбционным способом из других жидких
сред организма – лимфы, плазмы,
спинномозговой жидкости, было названо
соответственно лимфосорбцией,
плазмосорбцией и ликворосорбцией.

Применение
гемосорбции оправдано при острых
отравлениях лекарственными препаратами
и химическими ядами (барбитуратами,
транквилизаторами, хлорированными
углеводородами, фосфорорганическими
соединениями и т.д.); острых поражениях
печени любого генеза, особенно в стадии
прекомы и комы; первичном билиарном
циррозе печени; холодовой крапивнице;
острой системной красной волчанке;
бронхиальной астме и т.д.

Энтеросорбция
– вид адсорбционной детоксикации, при
котором сорбент вводится перорально.
Проходя через различные отделы
пищеварительного тракта, сорбент
поглощает токсические вещества и
метаболиты различной этиологии.

Большинство
заболеваний сегодня вызваны заражением
радионуклидами, тяжелыми металлами,
пестицидами. Организм перенасыщен
отравляющими веществами, получаемыми
извне, и токсинами, которые образуются
как продукт внутренних процессов в
условиях нарушенного обмена. Поэтому
ученые приходят к выводу, что без
применения методов адсорбции уже
практически ничего нельзя лечить долго,
т. к. без выведения токсических продуктов
все методики лечения либо слабо
эффективны, либо вообще неэффективны.
Таким образом, применение новых
сорбционных препаратов и методик
оказалось очень полезным при лечении
десятков заболеваний, причем самых
различных: иммунных и аутоиммунных;
аллергических; хронических гепатитов;
панкреатитов; поражений почек; поражений
нервной системы и т. д.

Среди энтеросорбентов
наиболее распространен активированный
уголь. Разработана серия новых препаратов
на основе косточкового угля (используются
косточки абрикос, слив). Эффективными
энтеросорбентами оказались волокнистые
угольные сорбенты.

Для лечения
ран и ожогов используются
как классические аппликационные
адсорбенты на основе активированных
волокнистых углеродных материалов, так
и углеродистые активированные материалы,
обогащенные различными добавками.
Например, аппликационные сорбенты с
привитыми ферментами, углекомплексы
для лечения гнойных ран, для лечения
инфицированных ран, сорбенты с напыленной
медью.

Соседние файлы в папке коллоидная и физическая

• #
• #
• #

Химические свойства

В нормальных условиях углерод обычно химически инертен, но при высоких температурах он может химически взаимодействовать со многими другими элементами и обычно проявляет сильные восстановительные свойства. Приведем примеры химических реакций углерода как восстановителя с:

— с кислородом
C0 + O2 –t°= CO2 двуокись углерода

при недостатке кислорода — неполное сгорание:
2C0 + O2 –t°= 2C+2O монооксид углерода

— с фтором
С + 2F2 = CF4

— с паром
C0 + H2O –1200°= С+2O + H2 водяной газ

— с оксидами металлов. Поэтому металл выплавляют из руды.
C0 + 2CuO –t°= 2Cu + C+4O2

— с кислотами — окислителями:
C0 + 2H2SO4 (конц.) = C + 4O2 + 2SO2 + 2H2O
C0 + 4HNO3 (конц.) = C + 4O2 + 4NO2 + 2H2O

— образует сероуглерод с серой:
С + 2S2 = CS2.

Углерод также может иногда действовать как окислитель, образуя карбиды, когда он вступает в химические реакции с некоторыми металлами:

4Al + 3C0 = Al4C3

Са + 2С0 = СаС2-4

При взаимодействии с водородом углерод образует метан:

С0 + 2Н2 = СН4

Физические свойства

Углерод по своим физическим свойствам является типичным неметаллом. В то же время он образует множество аллотропных модификаций («аллотропный» означает существование двух и более различных веществ химического элемента): наиболее распространены алмаз, графит, углерод и сажа. В то же время алмаз является одним из самых твердых веществ, представляющих собой углерод.

Разумеется, разные аллотропные модификации углерода обладают и разными физическими свойствами. Если алмаз является типичным твердым телом, то, например, жидкий углерод, который можно получить только при определенном внешнем давлении, имеет совершенно другие физические свойства, чем алмаз или графит.

Строение углерода

В нейтральном атоме углерода шесть электронов. Два из них расположены вблизи ядра и образуют первую оболочку (состояние 1s). Следующие четыре электрона образуют вторую электронную оболочку. Два из четырех электронов находятся в состоянии 2s, а два других — в состоянии 2p. Нейтральный атом углерода в основном состоянии двухвалентен и имеет электронно-графическую конфигурацию 1s22s22p2.

Несмотря на наличие двух неспаренных электронов на внешнем уровне, углерод в большинстве химических соединений является четырехвалентным. У углерода есть возможность образовать четыре связи при переходе электрона из состояния 2s в состояние 2р: происходит «спаривание», то есть переход атома углерода из нейтрального состояния в возбужденное. Это возбужденное состояние атома углерода соответствует электронной конфигурации 1s22s12p3.

Возможные валентности: II, IV.

Возможные степени окисления: −4, 0, +2, +4.

Строение атома

Атом углерода имеет 2 оболочки (как и все элементы, находящиеся во втором периоде) и 6 электронов: 1s22s22p2. Четыре валентных электрона находятся на внешнем электронном уровне атома углерода. А оставшиеся два электрона находятся на отдельных р-орбиталях, при этом они неспаренные.

Итак, на изображении представлена ​​схема электронного строения атома углерода.

Роль в природе

В земной коре содержание углерода составляет всего 0,15%. Несмотря на эту, казалось бы, небольшую цифру, стоит отметить, что углерод постоянно участвует в природном круговороте от земной коры через биосферу в атмосферу и обратно. Кроме того, именно углерод состоит в таких ценных ресурсах, как нефть, уголь, торф, известняк и природный газ. И как мы писали в начале нашей статьи, углерод — основа жизни. Допустим, в теле взрослого человека весом 70 кг около 13 кг углерода. Это только у человека, примерно в таких же пропорциях углерод содержится в телах всех остальных живых существ, растений и животных.

Реакции графита.

Графит как модификация углерода, характеризующаяся большими расстояниями между слоями гексагональных колец, вступает в необычные реакции. Например, между слоями проникают щелочные металлы, галогены и некоторые соли (FeCl3), образуя соединения типа КС8, КС16 (называются интерстициальными соединениями, включениями или клатратными соединениями). Сильные окислители типа KClO3 в кислой среде (серной или азотной кислоте) образуют вещества с большим объемом кристаллической решетки (до 6 Å между слоями), что объясняется внедрением атомов кислорода и образованием соединений, на поверхности которых в результате окисления образуются карбоксильные группы (–COOH) – соединения типа окисленного графита или меллитовой кислоты (бензолгексакарбоновой) С6(COOH)6. В этих соединениях соотношение С:О может варьироваться от 6:1 до 6:2,5.

Неорганические соединения углерода

Ни C 4+ , ​​ни C 4- ионы не образуются ни в одном обычном химическом процессе: в углеродных соединениях существуют ковалентные связи разной полярности.

Место в таблице Менделеева

Расположение химических элементов в периодической таблице Менделеева основано на их атомном весе, рассчитанном относительно атомного веса водорода. Атомная масса углерода равна 12 011, согласно чему он занимает почетное шестое место в таблице Менделеева и обозначается латинской буквой С.

Кроме того, следует обратить внимание на следующие характеристики карбона:

• Природный углерод состоит из смеси двух стабильных изотопов 12С (98,892%) и 13С (1,108%)
• Кроме того, известно 6 радиоактивных изотопов углерода. Один из них, изотоп 14С с периодом полураспада 5,73*103 лет, образуется в небольших количествах в верхних слоях атмосферы нашей планеты под действием космического излучения.

Качественные реакции

Качественной реакцией на карбонат-ионы СО32 является взаимодействие карбонатных солей с сильными кислотами. Более сильные кислоты вытесняют угольную кислоту из солей. При этом выделяется бесцветный газ, который не поддерживает горение: углекислый газ.

Например, карбонат кальция растворяется в соляной кислоте:

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2

Видео взаимодействия карбоната кальция с соляной кислотой можно посмотреть здесь.

Качественная реакция на углекислый газ СО2 — помутнение известковой воды при прохождении через нее углекислого газа:

СО2 + Са(ОН)2 → СаСО3 + Н2О

При дальнейшем прохождении углекислого газа осадок растворяется, т к карбонат кальция под действием избытка углекислого газа превращается в растворимый гидрокарбонат кальция:

CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2

Видео Опыт взаимодействия гидроксида кальция с углекислым газом (качественная реакция на углекислый газ) можно посмотреть здесь.

Углекислый газ CO2 не поддерживает горение. Угарный газ СО горит голубым пламенем.

Карбонилы.

Монооксид углерода может непосредственно реагировать со многими металлами или ионами металлов с образованием сложных соединений, называемых карбонилами, например, Ni(CO)4, Fe(CO)5, Fe2(CO)9, Fe(CO)43, Mo(СО)6, Со(СО)42. Связь в этих соединениях аналогична связи в цианокомплексах, описанных выше. Ni(CO)4 — летучее вещество, используемое для отделения никеля от других металлов. Разрушение структуры чугуна и стали в конструкциях часто связано с образованием карбонилов. Водород может входить в состав карбонилов, образуя карбонилгидриды, такие как H2Fe(CO)4 и HCo(CO)4, обладающие кислотными свойствами и реагирующие со щелочами:

H2Fe(CO)4 + NaOH → NaHFe(CO)4 + H2O

Известны также карбонилгалогениды, например Fe(CO)X2, Fe(CO)2X2, Co(CO)I2, Pt(CO)Cl2, где X — любой галоген плюс (.

История открытия

На самом деле углерод известен человеку с древних времен в виде его аллотропных модификаций: алмаза и графита. Также углерод в виде древесного угля активно использовался при выплавке металлов. От угля происходит само название углерода, как химического элемента.

Но в те далекие времена люди использовали углерод в виде древесного угля, или любовались им, в виде алмазов, бессознательно, не понимая, какой такой важный химический элемент стоит за всем этим.

Научное открытие углерода произошло в 1791 году, когда английский химик Теннант впервые получил свободный углерод. Чтобы получить древесный уголь, он пропускал пары фосфора над прокаленным мелом. В результате этой химической реакции образовались фосфат кальция и чистый углерод. Однако этому эксперименту предшествовали другие поиски, например, выдающийся французский химик Лавуазье провел эксперимент по сжиганию алмаза с помощью большой зажигательной машины. Драгоценный алмаз сгорел без остатка, после чего ученый пришел к выводу, что алмаз представляет собой не что иное, как кристаллический углерод.

Интересно, что в этих опытах наряду с алмазом пытались жечь и другие драгоценные камни, например, рубин. Но другие камни выдерживали высокие температуры, только алмаз сгорал без остатка, что привлекало внимание к его превосходной химической природе.

Галогениды углерода.

Углерод реагирует непосредственно с галогенами при нагревании с образованием тетрагалогенидов, но скорость реакции и выход продукта низкие. Поэтому галогеноуглероды получают другими способами, например, CCl4 получают хлорированием сероуглерода:

CS2 + 2Cl2 ® CCl4 + 2S

Тетрахлорид CCl4 — негорючее вещество, используется в качестве растворителя в процессах химической чистки, но его применение в качестве антипирена не рекомендуется, так как при высоких температурах он образует ядовитый фосген (ядовитое газообразное вещество). CCl4 сам по себе также ядовит и при вдыхании в значительных количествах может вызвать отравление печени. СCl4 также образуется в результате фотохимической реакции метана СH4 и Сl2; при этом возможно образование продуктов неполного хлорирования метана: CHCl3, CH2Cl2 и CH3Cl. Аналогично протекают реакции и с другими галогенами.

Аллотропия углерода

Углерод существует во многих аллотропных модификациях с самыми разными физическими свойствами. Разнообразие модификаций обусловлено способностью углерода образовывать различные типы химических связей.

Различают два вида углерода в зависимости от образования модификаций:

1. Кристаллический углерод входит в состав твердых веществ (алмаз, графит, графен, фуллерен, карбин).
2. Аморфный углерод образует мягкие вещества (уголь, кокс, сажа).

Рассмотрим более подробно основные аллотропные модификации углерода, их физические свойства и области применения.

Азотпроизводные углерода.

В эту группу входит мочевина NH2CONH2, азотное удобрение, используемое в виде раствора. Мочевину получают из NH3 и CO2 нагреванием под давлением:

Цианоген (CN)2 по многим свойствам подобен галогенам, и его часто называют псевдогалогеном. Цианид получают мягким окислением цианид-иона кислородом, перекисью водорода или ионом Cu2+: 2CN– ® (CN)2 + 2e.

Ион цианида, являясь донором электронов, легко образует комплексные соединения с ионами переходных металлов. Как и угарный газ, ион цианида является ядом, который связывает жизненно важные соединения железа в живом организме. Комплексные цианид-ионы имеют общую формулу M(CN)x–0,5x, где x – координационное число металла (комплексообразователя), эмпирически равное удвоенной степени окисления иона металла. Примерами таких комплексных ионов являются (строение некоторых ионов приведено ниже) тетрацианоникелат (II)-ион Ni (CN) 4 2–, гексацианоферрат (III) Fe (CN) 6 3–, дицианоаргентат [Ag(CN)2]–:

Цианиды

получают нагреванием соды в атмосфере аммиака и угарного газа:

Na 2 CO 3 + 2 NH 3 + 3 CO = 2 NaCN + 2 H 2 O + H 2 + 2 CO 2

Синильная кислота HCN является важным продуктом химической промышленности, широко используемым в органическом синтезе. Его мировое производство достигает 200 тысяч тонн в год. Электронная структура цианид-аниона аналогична окисью углерода (II), такие частицы называются изоэлектронными:

С = О: [: С = Н:] –

Цианиды (0,1-0,2% водный раствор) применяют при извлечении золота:

2 Au + 4 KCN + H 2 O + 0,5 O 2 = 2 K [Au(CN) 2] + 2 KOH.

При кипячении растворов цианидов с серой или при сплавлении твердых веществ образуются роданиды :
KCN + S = KSCN.

При нагревании малоактивных цианидов металлов получается цианид: Hg(CN)2 = Hg+(CN)2. Растворы цианидов окисляются до цианатов :

2KCN + O2 = 2KOCN.

Циановая кислота существует в двух формах:

НН=С=О; НОС=Н:

В 1828 году Фридрих Вёлер (1800-1882) получил мочевину из цианата аммония: NH 4 OCN = CO(NH 2) 2 выпариванием водного раствора.

Это событие часто рассматривается как победа синтетической химии над «виталистической теорией».

Есть изомер цианистой кислоты — взрывчатая кислота

ХОН=С.
Его соли (гремучая ртуть Hg(ONC) 2) используются в ударных зажигалках.

Синтез мочевины (карбамида):

СО 2 + 2 NH 3 = СО(NH 2) 2 + Н 2 О. При 130 0 С и 100 атм.

Мочевина — это амид угольной кислоты, есть еще ее «азотистый аналог» — гуанидин.

Угольная кислота и её соли

H 2 CO 3 — слабая кислота, существует только в водном растворе:

СО2 + Н2О ↔ Н2СО3

Двойная база:
H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 — Кислые соли — бикарбонаты, бикарбонаты
HCO 3 — ↔ H + + CO 3 2- Средние соли — карбонаты

Все свойства кислот характерны.

Карбонаты и бикарбонаты могут превращаться друг в друга:

2NaHCO 3 — t° = Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2

Na2CO3 + H2O + CO2 = 2NaHCO3

Карбонаты металлов (кроме щелочных металлов) декарбоксилируют при нагревании с образованием оксида:

CuCO 3 — t° = CuO + CO 2

Качественная реакция – «кипение» под действием сильной кислоты:

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2

СО 3 2- + 2Н + = Н 2 О + СО 2

Уголь

Уголь — мельчайшие кристаллы графита, полученные термическим разложением углеродсодержащих соединений без доступа воздуха.

Угли обладают различными свойствами в зависимости от веществ, из которых они получены. Наиболее важными сортами угля являются кокс, древесный уголь и сажа.

• Кокс получают нагреванием угля без доступа воздуха. Применяется в металлургии при литье металлов из руд.
• Древесный уголь образуется при нагревании дров без доступа воздуха. Благодаря пористой структуре обладает высокой адсорбционной способностью.
• Сажа представляет собой очень мелкий кристаллический порошок графита. Образуется при сгорании углеводородов (природный газ, ацетилен, скипидар и др.) при ограниченном доступе воздуха.

Активированные угли представляют собой пористые промышленные адсорбенты, получаемые из твердого топлива, древесины и ее производных. Они используются для поглощения паров летучих жидкостей из воздуха.

Сравнение основных аллотропных модификаций углерода

Оксид углерода (IV) СO 2

Углекислый газ, бесцветный, без запаха, растворимость в воде: 0,9 В СО 2 растворяется в 1 В Н 2 О (при нормальных условиях); Тяжелее воздуха; t°пл.= -78,5°С (твердый СО 2 называют «сухим льдом»); не поддерживает горение.

Чек

1. Термическое разложение солей угольной кислоты (карбонатов). Обжиг известняка:

СаСО 3 — t° = СаО + СО 2

1. Действие сильных кислот на карбонаты и бикарбонаты:

CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2

NaHCO 3 + HCl = NaCl + H 2 O + CO 2

Химические свойства CO 2
кислотный оксид: реагирует с основными оксидами и основаниями с образованием солей угольной кислоты

Na2O + CO2 = Na2CO3

2NaOH + СО 2 = Na 2 СО 3 + Н 2 О

NaOH + CO 2 = NaHCO 3

Может проявлять окислительные свойства при повышенных температурах

С +4 О 2 + 2Mg — t° = 2Mg +2 О + С 0

Качественная обратная связь

Мутность известковой воды:

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ¯ (белый осадок) + H 2 O

Он исчезает при пропускании СО 2 через известковую воду в течение длительного времени, т.к. Нерастворимый карбонат кальция превращается в растворимый бикарбонат:

СаСО 3 + Н 2 О + СО 2 = Са(НСО 3) 2

Оксид углерода (II) СО

Монооксид углерода; бесцветный, без запаха, мало растворим в воде, растворим в органических растворителях, ядовит, т.кип. = -192°С; t в квадрате = -205°С.

Чек
1) В промышленности (в газогенераторах):
С + О2 = СО2

СО2 + С = 2СО

2) В лаборатории — термическое разложение муравьиной или щавелевой кислоты в присутствии H 2 SO 4 (конц.):
НСООН = Н2О + СО

Н 2 С 2 О 4 = СО + СО 2 + Н 2 О

Химические свойства

В обычных условиях CO инертен; при нагревании — восстановитель; несолевой образующий оксид.

1) с кислородом

2С +2 О + О 2 = 2С +4 О 2

2) с оксидами металлов

С +2 О + CuO = Cu + С +4 О 2

3) с хлором (на свету)

СО + Cl 2 — hn = COCl 2 (фосген)

4) реагирует с щелочными расплавами (под давлением)

CO + NaOH = HCOONa (формиат натрия)

5) образует карбонилы с переходными металлами

Ni + 4CO — t° = Ni(CO) 4

Fe + 5CO — t° = Fe(CO) 5

Карбонаты

Важнейшими неорганическими соединениями углерода являются соли угольной кислоты (карбонаты). Н 2 СО 3 – слабая кислота (К 1 = 1,3·10 -4; К 2 = 5·10 -11). Карбонатный буфер поддерживает баланс углекислого газа в атмосфере. Океаны обладают огромной буферной емкостью, поскольку являются открытой системой. Основной буферной реакцией является равновесие при диссоциации угольной кислоты:

H2CO3 ↔ H++ HCO3 — .

При снижении кислотности происходит дополнительное поглощение углекислого газа из атмосферы с образованием кислоты:
СО2 + Н2О ↔ Н2СО3 .

При повышенной кислотности растворяются карбонатные породы (раковины, меловые и известняковые отложения в океане); это компенсирует потерю ионов углеводородов:

Н + + СО 3 2- ↔ НСО 3 —

CaCO 3 (тв.) ↔ Ca 2+ + CO 3 2-

Твердые карбонаты превращаются в растворимые углеводороды. Именно этот процесс химического растворения избыточного углекислого газа противодействует «парниковому эффекту»: глобальному потеплению из-за поглощения теплового излучения Земли углекислым газом. Примерно треть производимой в мире соды (карбонат натрия Na 2 CO 3) используется в производстве стекла.

Карбин

Карбин представляет собой твердое вещество черного цвета. Он состоит из линейных полимерных цепочек, которые соединены чередующимися одинарными и тройными связями в линейные цепочки: -C≡CC≡CC≡C−.

Карбин был впервые обнаружен в 1960-х годах, но о его существовании не знали до тех пор, пока он не был обнаружен в природе в виде метеоритов.

Карбин — полупроводник; при воздействии света его проводимость значительно увеличивается. Переход в графит возможен при нагреве до 2300 °С.

Карбин используется в медицине для изготовления искусственных сосудов.

Карбиды

Карбид кальция:

СаО + 3С = СаС 2 + СО

СаС 2 + 2 Н 2 О = Са(ОН) 2 + С 2 Н 2 .

Ацетилен выделяется при взаимодействии карбидов цинка, кадмия, лантана и церия с водой:

2 LaC 2 + 6 H 2 O = 2La(OH) 3 + 2 C 2 H 2 + H 2 .

Be 2 C и Al 4 C 3 разлагаются в воде с образованием метана:

Al 4 C 3 + 12 H 2 O = 4 Al(OH) 3 = 3 CH 4 .

В технике используются карбиды титана TiC, вольфрама W 2 C (твердые сплавы), кремния SiC (карборунд, как абразив и материал для нагревателей).

Графит

Графит представляет собой мягкое кристаллическое вещество темно-серого цвета с легким металлическим блеском. Хорошая электро- и теплопроводность, стабильна при нагревании в вакууме. Имеет слоистую структуру. Оставьте черные линии на поверхности. На ощупь графит жирный и скользкий.

Графит термодинамически стабилен, поэтому при расчетах термодинамических величин его принимают за стандартное состояние углерода.

Графит не воспламеняется на воздухе даже при сильном свечении, но легко горит в чистом кислороде с образованием углекислого газа.

При температуре 3000°С в электропечах из лучших качеств угля получают искусственный графит.

Графен

Графен представляет собой монослой графита. Впервые графен был получен методом ручного механического расщепления в лаборатории, что не предполагает широкого производства.

В более широком масштабе графен производится путем нагревания кремниевых пластин, верхний слой которых представляет собой карбид кремния. Под действием высоких температур высвобождаются атомы углерода, которые остаются на пластине в виде графена, и кремний испаряется. Графен — тонкое и прочное вещество с высокой электропроводностью. В настоящее время он широко используется в микроэлектронике и автомобилестроении.

Алмаз

Алмаз – трехмерный полимер, бесцветное кристаллическое вещество, самый твердый природный минерал, обладает высокой теплопроводностью. Применяется в промышленности для обработки различных твердых материалов, для бурения горных пород. Хотя алмаз твердый, в то же время он хрупкий. Порошок, полученный при шлифовке алмаза, используется для полировки драгоценных камней. Хорошо отполированные прозрачные алмазы называются бриллиантами.

В кристаллической решетке атомы углерода связаны ковалентной связью. Расстояние между всеми атомами одинаково, поэтому связи прочны во всех направлениях.

Одним из уникальных свойств алмазов является их способность преломлять свет (люминесценция). Под действием радиации бриллианты начинают светиться разными цветами. Такая игра света, хороший показатель преломления и прозрачность делают этот драгоценный камень одним из самых дорогих. В то же время необработанный алмаз такими качествами не обладает.

В промышленных масштабах алмазы получают при высоком давлении (тысячи МПа) и высоких температурах (1500–3000 °С). Процесс протекает в присутствии катализатора (например, Ni).

Графит получают путем нагревания алмаза при температуре 1000 °C и высоком давлении без доступа воздуха. При температуре 1750 °С переход от алмаза к графиту происходит значительно быстрее. При прокаливании в кислороде алмаз сгорает с образованием углекислого газа.