Сажа применение егэ

Применение алканов

Содержание

• 1 Применение алканов
  • 1.1 Применение в промышленности
  • 1.2 Применение в медицине и фармации
• 2 Значение алканов

Предельные углеводороды с общей формулой C_nH_2n+2, основным источником которых служат нефть, газ и каменный уголь, являются сырьевой базой для химической промышленности и основными природным источником энергии.

Применение алканов

Первоначально насыщенные углеводороды использовались как топливо — в результате горения высвобождается энергия:

C_nH_2n+2 + O₂→CO₂ + H₂O +Q

Области применения алканов связаны с их физико-химическими свойствами:

1. Газообразные алканы (метан, пропан и бутан). Горят бледно-голубым или бесцветным пламенем, при этом выделяется большое количество тепла. Применяются для бытовых нужд – как топливо в газовых плитах, зажигалках и газовых баллончиках для туристических горелок. В промышленных объемах — как топливо для газовых электростанций, вырабатывающих тепло и электроэнергию. Метан как часть природного газа — один из лучших природных субстратов, используемых в биотехнологии.
2. Жидкие алканы. Являются основной частью горючего для двигателей внутреннего сгорания – от мотоциклетных до ракетных. Изомеры линейных алканов применяют как добавку для повышения качества топлива. Смесь предельных углеводородов с длиной цепочки не более 15 атомов углерода — вазелиновое масло применяют в косметологии и медицине. В промышленности применяют гудрон (остаточный продукт после переработки нефти) для производства строительных кровельных и дорожных битумов и кокса.
3. Твердые алканы. Смесь жидких и твердых углеводородов с цепочкой до 25 атомов углерода – вазелин — густая масса, используется в медицине и косметических целях. Смесь алканов С₂₀ -С₃₅ называют парафином и используют для производства свечей, обработки упаковочных материалов и спичек. Парафиновые углеводороды служат основным сырьем для биосинтеза.

Это интересно:

Применение алкенов

Циклические углеводороды

Применение в промышленности

Парафины являются основой для производства целого ряда веществ:

• азотной кислоты HNO₃;
• насыщенных одноатомных cпиртов С_nH_2n+1OH;
• сажа (аморфный углерод) — для типографской краски и резины;
• галогензамещенных растворителей и хладонов;
• алкенов;
• альдегидов, которые используются в производстве органических кислот и пластмасс;
• как нефтехимическое сырье для производства ПАВ.

Алканы применяются при производстве синтетических моющих средств.

Исходными веществами для этого служат парафины фракции С₄₁-С₄₄ .

Применение в медицине и фармации

Смесь жидких и твердых парафинов с С < 25 (вазелин очищенный) – белая пластичная масса без вкуса и запаха, применяется:

• для обработки трещин на коже;
• в качестве основы лекарственных мазей;
• при проведении различных процедур (для смягчения поверхности кожи, когда ставят банки; смазывают наконечники клизмы и газоотводной трубки).

Парафин – смесь алканов С₁₉-С_35, твердое вещество кристаллического строения. Используется в расплавленном виде для тепловых процедур -наслаивания, аппликаций компрессов и ванн.

Парафин

Хлорэтан С₂H₅Сl – применяется как местный анестетик и для замораживания (жидкость быстро испаряется с поверхности, что сопровождается сильным местным охлаждением).

Йодоформ CHI₃ – применяется как заменитель йода, поскольку является менее токсичным.

 Фторотан C₂HBrClF₃ – наркотическое средство, применяется для наркоза.

Сводная таблица применения алканов

Область применения	представитель CnH2n+2	использование
Промышленность	газообразные до С4	Топливо для бытовых целей; сажа для производства резины и типографских красок; основа для органического синтеза и производства ПАВ.
жидкие С5-С15	Горючее для двигателей внутреннего сгорания; изомеры применяют для улучшения качества бензина; из гудрона делают битумы и кокс.
твердые С20-С35	Изготовление свечей; для обработки упаковочных материалов и спичек.
Медицина и косметология	вазелин (очищенный)	Обработка трещин на коже; основа для лекарственных мазей; для медицинских процедур (обработка наконечников клизм и газоотводных трубок).
парафин	Для тепловых процедур.
хлорэтан С2H5Сl	Для местной анестезии.
йодоформ CHI3	Аналог йода.
фторотан C2HBrClF3	Наркоз.

Значение алканов

Предельные углеводороды применяются в пищевой и химической промышленности, в энергетике, косметологии и медицине.

Алканы служат растворителями и сырьем для производства лаков, красок, мазей. Их используют в качестве топлива и компонентов для различных битумов.

Химическое производство пластика, ПАВов и синтетических тканей использует в качестве сырья алканы.

С развитием технологий сферы применения насыщенных углеводородов расширяется.



Всего: 45    1–20 | 21–40 | 41–45

Добавить в вариант

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

Всего: 45    1–20 | 21–40 | 41–45

Применение
веществ

Органика

Алканы

Алканы
используются при изготовлении каучука,
синтетических тканей, пластмасс,
поверхностно-активных веществ.

Пропан,
бутан – исп-ся в качестве заправки
баллонов для тушения пожаров в сжиженном
виде

Пропан-бутановая
— смесь в зажигалках

Пропан
— баллоны для дачи

Алканы-газы
– в качестве пропеллентов для изготовления
аэрозолей

СН4
– горючее для газовых плит

С5-С19
– бензин, керосин, смеси для розжига,
топливо

С20
и далее – свечи

С₁₈Н₃₈
до С₃₅Н₇₂ (парафин) — Изготовление
вазелинового масла (смесь жидких
алканов), вазелина (смесь жидких и твёрдых
алканов), свечей, моющих средств, лаков,
эмалей, мыла. В качестве пропитки спичек.
Использование при производстве
органических кислот. В качестве пропитки
упаковочной бумаги. Производство
жевательных резинок

Хлорпроизводные
алканов — изготовление спиртов, альдегидов,
кислот, РАСТВОРИТЕЛИ

Алкены

Циклоалканы

Циклопропан
– анестетик

Циклопентан
— добавка к моторному топливу для
повышения качества.

Циклогексан
используется для синтеза полупродуктов
при производстве синтетических волокон
нейлона и капрона, для получения
циклогексанола, циклогексанона,
адипиновой кислоты, а также в качестве
растворителя.

Алкины

Ацетилен
– газовая сварка, получение технического
карбона; прим-ся в автономных светильниках
и при производстве ракетного топлива

Алкадиены

Синтез
каучуков => пол-е резины, эбонита (не
проводит эл. ток, исп-ся для изоляции),
пвх и т.д.

Бензол

Применяется
в синтезе современных отхаркивающих
средств, препаратов для лечения кожных
заболеваний и других лекарств. В малых
количествах практически не обладает
токсичностью. Применяется в качестве
исходного реагента для синтеза. Он
эффективно растворяет смолы, масла,
жиры, йод и серу.

Бензойная
кислота

Снижает
активность ферментов в структуре
микробов их

Проявляет
дезинфицирующие свойства.

Это
качество нашло активное применение
бензойной кислоты и с успехом используется
для изготовления лекарственных составов
от кашля, отхаркивающих и антисептических
средств

Получение
фунгицид, применяющихся в сельском
хозяйстве для защиты разнообразных
культурных растений.

Консервавнт

Толуол

Лакокрасочные
материалы

Лаки

Краски

РАСТВОРИТЕЛЬ
полимеров

Спирты

—
В
органическом синтезе.
— Биотопливо,
добавки в топливо, ингредиент тормозной
жидкости, гидравлических жидкостей.
—
Растворители.
— Сырье для производства
ПАВ, полимеров, пестицидов, антифризов,
взрывчатых и отравляющих веществ,
бытовой химии.
— Душистые вещества
для парфюмерии. Входят в состав
косметических и медицинских средств.
—
Основа алкогольных напитков, растворитель
для эссенций; сахарозаменитель (маннит
и т.п.); краситель (лютеин), ароматизатор
(ментол).

Этиленгликоль

Производство
теплоносителей и охлаждающих жидкостей,
задачами которых является теплопередача
и теплоотвод соответственно.  Производство
пластиковых бутылок. Производство
синтетических волокон. Производство
гидравлических жидкостей. Изготовление
лекарственных средств.

Глицерин

Фенол

АНТИСЕПТИКИ,
лекарства, заменители сахара, красители,
клеи, фенолформальдегидная смола

Альдегиды
и ацетон

Альдегиды
нашли широкое применение в качестве
сырья для синтеза различных продуктов.
Так, из формальдегида (крупнотоннажное
производство) получают различные смолы
(фенол-формальдегидные и т.д.), лекарственные
препараты (уротропин); ацетальдегид —
сырье для синтеза уксусной кислоты,
этанола, различных производных пиридина
и т.д. Многие альдегиды (масляный, коричный
и др.) используют в качестве ингредиентов
в парфюмерии

Карб
кислоты

Стеарат/пальмитат
натрия – мыло

Амины

Нитросоединения

Аминокислоты

Жиры

Неорганика

Нитраты
– азотсодержащие удобрения

Фосфат,
гидрофосфат кальция; суперфосфат –
фосфорные удобрения

SiO2
– керамика, стекло

S
– резина

NaHCO3
– разрыхлитель теста, чистящее средство

(NH4)2CO3
– разрыхлитель теста

С
акт. – поглотитель в фильтрах и при
отравлениях

ССl4
– растворитель

NH3
– пол-е удобрений, пол-е азотной к-ты

NH3*H2O
– стеклоочистительные ж-ти и при потере
сознания

O3
– Дезинфекция воды; обнаруживание KI
с крахмалом

Cl2
– Дезинфекция воды; обнаруживание KI
с крахмалом

Лимонная
кислота – удвление накипи с внутр.
пов-ти чайника

H2O2
– антисептик для ран

I2
— антисептик для ран; обнар-е крахмала

Скачать материал

Скачать материал

Описание презентации по отдельным слайдам:

• 

  1 слайд

  У меня достоинств много есть 
  “Людям я совсем как брат. 
  Много тысяч лет назад, 
  Освещая интерьер 
  Первобытных их пещер, 
  Я уже пылал в костре. 
  И украсить был я рад 
  Дам и рыцарей наряд, 
  Что блистали при дворе… 
  Если мягким быть решу, 
  То в тетради я пишу, 
  Такова друзья природа 
  Элемента
  углерода

• 

• 

  3 слайд

  ЦЕЛИ УРОКА:

  установить строение атома углерода по его положению в ПС;
  изучить аллотропные модификации углерода;
  изучить химические свойства и применение углерода и его аллотропных модификаций

• 

  4 слайд

  Задачи урока:
  познакомиться с различными формами существования углерода как простого вещества,
  выяснить их физические свойства,
  научиться раскрывать зависимость между составом, строением и свойствами аллотропных модификаций углерода, а также зависимость применения веществ от их свойств.

• 

  5 слайд

  «Химическая история»
  Углерод является одним из первых химических элементов, который известен человеку. 3750 г. до н.э.
  Углерод является одним из элементов, имя первооткрывателя которого неизвестно, неизвестно и то, какая из форм элементарного углерода – алмаз или графит – была открыта раньше. И то и другое случилось слишком давно, ещё до возникновения письма.

  В 1791 г. английский химик Теннант первым получил свободный углерод; он пропускал пары фосфора над прокаленным мелом, в результате чего образовывался фосфат кальция и углерод.

• 

  6 слайд

  Углерод элемент миллионер

• 

  7 слайд

  0,27%
  45%
  18%
  В земной коре
  в растительной клетке
  В животной клетке.
  В человеческом организме
  10,5%
  Элемент миллионер

• 

  8 слайд

  С +6 )2 )4
  Строение атома
  углерода

• 

  9 слайд

  Общая характеристика элемента

• 

  10 слайд

  Аллотропные модификации углерода

• 

  11 слайд

  a) лонсдейлит; б) алмаз; в) графит;
  г) аморфный углерод; д) C60 (фуллерен); 
  е) графен; ж) однослойая нанотрубка 

• 

  12 слайд

  Алмаз
  Б…………й
  П…………..й
  Не проводит…..
  П……… й
  Самый т…………. й

• 

  13 слайд

  «Звезда Южной Африки»
  «Эврика»
  Бриллианты
  (огранённые алмазы)
  «Дрезденский
  Зеленый
  Бриллиант»
  «Чёрный Орлов»
  Алмаз
  «Шах»
  «Санси»

• 

  14 слайд

  Большая
  императорская корона
  Малая
  императорская корона
  Драгоценный камень- бриллиант

• 

  15 слайд

  Звезда ордена Св. Андрея Первозванного
  Скипетр
  императорский
  Портретный алмаз

• 

  16 слайд

  Применение алмазов

• 

  17 слайд

  Применение алмаза
  Образив для режущих, точильных дисков
  Сверла

• 

  18 слайд

  Применение алмаза

• 

  19 слайд

  Используя алмаз можно получить лазерный луч большей мощности и в большем диапазоне длин волн света, нежели другие лазеры Рамана, существующие в настоящее время
  Применение алмазов

• 

  20 слайд

  Мягкое вещество
  …….цвета,
  малая механическая прочность (неравноценные по прочности связи).
  Э……..н и имеет…… блеск
  ……на ощупь
  Графит

• 

  21 слайд

  Шахта по добыче графита

• 

  22 слайд

  Применение графита
  Стержни для карандашей

  Слово«карандаш»  
  происходит от тюркских слов «кара» (черный) и «таш» (камень).
  Графитовые карандаши появились в XVIII веке.
  Это было связано с открытием графитового месторождения в Камберленде (Англия).
  В 1795

• 

  23 слайд

  Применение графита
  Смазка для трущихся поверхностей, работающих при очень высоких и очень низких температурах
  Литол

• 

  24 слайд

  Применение графита
  Пирографит – для изготовления искусственных клапанов сердца

  Карбоникс- клапан для сердца

• 

  25 слайд

  Применение графита
  Электроды для электролиза

  Щетки из графита

• 

  26 слайд

  Применение графита
  Облицовка сопел ракетных двигателей

• 

  27 слайд

  Применение графита

  Графитовые стержни-
  замедлители нейтронов в ядерных реакторах

• 

  28 слайд

  Применение графита
  Набивка из графита для уплотнения
  Втулки из графита

• 

  29 слайд

  Произведения искусства из графита

• 

  30 слайд

  Углеродная ткань из графита
  Из них делают лечебные салфетки для осушения и очищения гнойных ран, с их помощью сшивают порванные сухожилия,

• 

  31 слайд

  Графитовые лопасти
  для вакуумных насосов

• 

  32 слайд

  Сравнение свойств алмаза и графита

• 

  33 слайд

  Сравнение свойств алмаза и графита

• 

  34 слайд

  Аморфные модификации углерода

  3.сажа

  1.древесный уголь
  2.активированный
  уголь
  4. кокс

• 

  35 слайд

  Активированный уголь

  активированный
  уголь обладает свойством адсорбции

• 

  36 слайд

  Древесный уголь
  Получают разложением древесины
  Углем рисовали еще в каменном веке. Росписи пещеры Альтамира в Испании, созданные 20 тыс. лет назад, выполнены охрой, мелом и углем
  Росписи пещеры Альтамира

• 

  37 слайд

  Сажа
  По строению сажа и древесный и активированный уголь – это тот же графит, но в состоянии тончайшего измельчения
  Сажа
  Древесный уголь

• 

  38 слайд

  Сажа
  Применение сажи:
  тушь для ресниц
  крем для обуви
  резина для колес

  .Самый чистый углерод – сажа:
  CH4 → C + 2H2 (при 1000о С)

• 

  39 слайд

  Карбин получен искусственно
  этот минерал на 99,99% состоит из углерода. Это мелкокристаллический
  порошок чёрного цвета.
  Построен из длинных цепочек атомов С, уложенных параллельно
  друг другу, обладает полупроводниковыми свойствами

  Карбин
  Вприроде открыт позже в 1970 г. геофизиками Института Карнеги в метеоритном кратере Рис на территории ФРГ.

• 

  40 слайд

  электроника
  космонавтика,
  авиация
  медицина
  оптика
  микроволновая и электрическая технология
  Применение карбина

• 

  41 слайд

  Карбин обладает полупроводниковыми свойствами, под воздействием света его проводимость сильно увеличивается.
  На этом свойстве основано первое практическое применение — в фотоэлементах.
  КАРБИН

• 

  42 слайд

  Лонсдейлит
  найден в метеоритах и получен искусственно;
  его структура и свойства окончательно не установлены;
  может содержать до
  2000 атомов;
  тверже алмаза.

  алмаз гексагональный

• 

  43 слайд

  Графен
  Новая аллотропная модификация – графен (полупрозрачное вещество, Это двухмерный кристалл, он очень прочный (слой в один атом во много раз прочнее, чем сталь) и обладает электропроводимостью, которую можно сопоставить со скоростью света.

• 

  44 слайд

  Графен
  2011 год Нобелевская премия
  Открыт в 2004 году
  Андрей Гейм
  Константин Новоселов

• 

  45 слайд

  Левитация графена
  Электроны в графене, ведут себя так, будто они находятся в магнитном поле с индукцией 300 тесла, а это втрое больше, чем можно получить на экспериментальных установках

• 

  46 слайд

  Применение графена
  Графеном покрыт тонкий светодиод этих лампочек
  В Великобритании скоро можно будет купить энергосберегающие лампочки из графена

• 

  47 слайд

  Применение графена

  Графен уже сейчас используется в протезах зубов, Благодаря высокому качеству материалов, импланты, сделанные из него, гораздо более долговечные и качественные

• 

  48 слайд

  Нобелевский лауреат» графен позволил создать гибкие фотоэлементы
  Применение графена

• 

  49 слайд

  Применение графена

  Теннисные ракетки
  Такой ракеткой играют лидеры мирового тенниса

• 

  50 слайд

  Фуллере́ны—молекулярные
  соединения, представляющие
  собой выпуклые замкнутые
  многогранники, составленные
  из четного числа трех координированных
  атомов углерода
  Фуллерен
  По своей форме молекула С60 напоминает футбольный мяч,

• 

  51 слайд

  Своим названием эти
  соединения обязаны
  инженеру и дизайнеру
  Ричарду Бакминстеру
  Фуллеру, чьи сферические
  конструкции построены
  по этому принципу.

  Фуллерен

• 

  52 слайд

  полупроводники;
  антиоксиданты;
  искусственные алмазы;
  красители для копировальных машин;
  запоминающая среда со сверхвысокой плотностью информации;
  оптоэлектронные устройства
  устройства.
  Применение фуллеренов

• 

  53 слайд

  Сверхпроводимость фуллеренов используется
  для создания препарата против ВИЧ-инфекции;
  в косметологии;
  как добавки для продуктов питания, увеличивающих сроки их хранения.
  Применение фуллеренов

• 

  54 слайд

  Углеродные нанотрубки — протяжённые структуры, состоящие из свёрнутых гексагональных сеток с атомами углерода в узлах, открытые в 1991 году японским исследователем Иджимой.
  Нанотрубки

• 

  55 слайд

  Нанотрубки
  Первая нанотрубка была получена путём распыления графита в электрической дуге. Диаметр таких нитей не превышает нескольких нанометров, а длина от одного до нескольких микрон.

• 

  56 слайд

  Создание микроскопических весов.

  Создания искусственных мускулов.

• 

  57 слайд

  В 1999 году исследовательская группа во главе с Рэем Баухманом выступила с докладом о применении нанотрубок для создания искусственных мышц.
  Применение нанотрубок

• 

  58 слайд

  Так как нанотрубки
  теоретически, могут
  Держать вес больше тонны
  то их можно использовать
  как трос для космического лифта

  Применение нанотрубок

• 

  59 слайд

  Активированный уголь
  Получают из древесного угля, пропуская через него пар.
  Важнейшее свойство активированного угля-
  Адсорбция-способность поглощать …..и ……вещества, удерживая их на своей поверхности
  адсорбция

• 

  60 слайд

  Сырье для получения
  активированного угля

• 

  61 слайд

  Применение
  активированного угля

  Сахарные фильтры
  Катализатор в химических реакциях

• 

  62 слайд

  ЗЕЛИНСКИЙ
  Николай Дмитриевич
  (1861-1953) – изобретатель противогаза
  Современный противогаз
  Применение активированного угля
  Противогаз Зелинского

• 

  63 слайд

  Применение активированного угля
    Карболен (активированный уголь), применяется для абсорбции и выведения из организма различных токсинов

• 

  64 слайд

  Фильтры для очистки воды

• 

  65 слайд

  Врубель М.А. «Портрет В.Я.Брюсова»
  Кипренский О.А. «Портрет Алексея Томилова, участника Отечественной войны 1812 года»

  Федотов П.А.
  «Молодой человек с бутербродом».
  Этюд к картине «Завтрак аристократа»
  Уголь, графит, тушь –
  инструменты художника

• 

  66 слайд

  Кокс
  Уголь (кокс) применяют как высококалорийное топливо в металлургии
  Получают из каменного угля при температуре 1000 град.

• 

  67 слайд

  свойства – атомы С принимают четыре электрона, приобретают при этом степень окисления

  свойства – атомы С отдают 2 или 4 электрона, приобретают при этом степени окисления
  восстановитель?
  окислитель?
  Углерод
  или
  и

• 

  68 слайд

  Химические свойства
  углерода
  С+4
  С0
  С-4
  С+2
  Восстановитель
  -4 ē
  Окислитель
  +4 ē
  -2ē (О2, Н2О)
  Cl2, F2, O2, HNO3
  Me, H2

• 

  69 слайд

  Окислительные свойства
  1.С кислородом
  а) С + O2 =
  при избытке кислорода
  б) 2С + О2 =
  при недостатке кислорода
  3. С водородом
  С + 2H2 = только при высоких температурах и в присутствии катализаторов
  .

• 

  70 слайд

  Восстановительные свойства

  С оксидами металлов

  2. С металлами
  4Al + 3C =

  3. С + СО2 =
  CuO + C = ? + CO↑
  красный
  порошок
  чёрный
  порошок

• 

• 

  72 слайд

  Углерод
  С
  сталь
  сельское хозяйство
  топливо
  медицина
  типография
  ювелирные изделия
  адсорбент
  резина
  крем обуви
  Применение

• 

  73 слайд

  Заполнить таблицу применения аллотропных
  модификаций углерода

• 

  74 слайд

  Мой университет — www.moi-mummi.ru
  Используемые источники
  1. Габриелян О. С. Химия 9 класс. — М.: Дрофа, 2013.- 319 с.;
  2. Рудзитис Г. Е. Химия 9 класс. – М.: Просвещение, 2010.-191 с.;
  3. Чикалов В.И. Зажигая свет в алмазах.- Смоленск: Изд-во «Кристалл», 2003.;
  4. alhimik.ru›Запоминалки;
  5. https://www.kristallsmolensk.ru/;
  6. http://rubuki.com/books/almazy-i-lyudi/ed32966;
  7. Материал из википедии;
  8. Фото из интернета.

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

6 155 157 материалов 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 «Основы туризма и гостеприимства»

• Курс профессиональной переподготовки «Организация и предоставление туристских услуг»

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

• Курс повышения квалификации «Организация практики студентов в соответствии с требованиями ФГОС юридических направлений подготовки»

• 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 «Финансы предприятия: актуальные аспекты в оценке стоимости бизнеса»

• Курс повышения квалификации «Методы и инструменты современного моделирования»

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

• Курс профессиональной переподготовки «Уголовно-правовые дисциплины: теория и методика преподавания в образовательной организации»

• 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»

№ 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.

Углерод — это химический элемент, неметалл, расположенный в таблице Д. И. Менделеева в главной подгруппе IV группы, во 2-м периоде, имеет порядковый номер 6.

Агрегатное состояние углерода при нормальных условиях — твердое вещество с атомной кристаллической решеткой. Молекула углерода одноатомна. Химическая формула углерода — С.

Строение углерода

В нейтральном атоме углерода находится шесть электронов. Два из них расположены вблизи ядра и образуют первый слой (1s-состояние). Следующие четыре электрона образуют второй электронный слой. Два из четырех электронов находятся в 2s-состоянии, а два других — в 2р-состоянии. Нейтральный атом углерода в основном состоянии двухвалентен и имеет электронно-графическую конфигурацию 1s²2s²2р².

Несмотря на наличие двух неспаренных электронов на внешнем уровне, в большинстве химических соединений углерод четырехвалентен. Возможность образовывать четыре связи углерод получает при переходе одного электрона из состояния 2s в 2р — происходит «распаривание», т. е. переход атома углерода из нейтрального состояния в возбужденное. Этому возбужденному состоянию атома углерода соответствует электронная конфигурация 1s²2s¹2p³.

Возможные валентности: II, IV.

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

Аллотропия углерода

Углерод существует во множестве аллотропных модификаций с очень разнообразными физическими свойствами. Разнообразие модификаций обусловлено способностью углерода образовывать химические связи разного типа.

Выделяют 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 подробнее основные аллотропные модификации углерода, их физические свойства и применение.

Алмаз

Алмаз — трехмерный полимер, бесцветное кристаллическое вещество, самый твердый природный минерал, имеет высокую теплопроводность. Его используют в промышленности для обработки различных твердых материалов, для бурения горных пород. Несмотря на то что алмаз твердый, в то же время он хрупкий. Получающийся при измельчении алмаза порошок применяют для шлифовки драгоценных камней. Хорошо отшлифованные прозрачные алмазы называют бриллиантами.

В кристаллической решетке атомы углерода связаны ковалентной связью. Расстояние между всеми атомами одинаковое, поэтому связи прочные по всем направлениям.

Одно из уникальных свойств алмазов — способность преломлять свет (люминесценция). При действии излучения алмазы начинают светиться разными цветами. Такая игра света, хороший показатель преломления и прозрачность делают этот драгоценный камень одним из самых дорогих. При этом необработанный алмаз не обладает такими качествами.

В промышленных масштабах алмазы получают при высоком давлении (тысячи МПа) и высоких температурах (1 500–3 000 °С). Процесс протекает в присутствии катализатора (например, Ni).

При нагревании алмаза до 1 000 °С и высоком давлении без доступа воздуха получают графит. При температуре 1 750 °С переход из алмаза в графит протекает существенно быстрее. При прокаливании в кислороде алмаз сгорает, образуя диоксид углерода.

Графит

Графит — темно-серое мягкое кристаллическое вещество со слабым металлическим блеском. Хорошо электро- и теплопроводен, стоек при нагревании в вакууме. Имеет слоистую структуру. На поверхности оставляет черные черты. На ощупь графит жирный и скользкий.

Графит термодинамически устойчив, поэтому в расчетах термодинамических величин он принимается в качестве стандартного состояния углерода.

На воздухе графит не загорается даже при сильном накаливании, но легко сгорает в чистом кислороде с образованием диоксида углерода.

При температуре 3 000 °С в электрических печах получают искусственный графит из лучших сортов каменного угля.

Графен

Графен представляет собой монослой графита. Впервые графен был получен ручным механическим отщеплением в лабораторных условиях, что не предполагает широкого производства.

В более крупных масштабах графен получают при помощи нагревания кремниевых пластин, верхний слой которых состоит из карбида кремния. Под действием высоких температур происходит отщепление атомов углерода, которые остаются на пластинке в виде графена, а кремний испаряется. Графен представляет собой тонкое и прочное вещество с высокой электропроводностью. В настоящее время он широко используется в микроэлектронике и автомобилестроении.

Карбин

Карбин — твердое черное вещество. Состоит из линейных полимерных цепей, которые соединены чередующимися одинарными и тройными связями в линейные цепочки: −С≡С−С≡С−С≡С−.

Впервые карбин был открыт в 60-х годах, но его существование не признавали до тех пор, пока его не обнаружили в природе — в метеоритном веществе.

Карбин — полупроводник, под действием света его проводимость сильно увеличивается. Переход в графит возможен при нагревании до 2 300 °С.

Карбин применяют в медицине для изготовления искусственных кровеносных сосудов.

Уголь

Уголь — мельчайшие кристаллики графита, полученные путем термического разложения углеродсодержащих соединений без доступа воздуха.

Угли имеют разные свойства в зависимости от веществ, из которых получены. Наиболее важные сорта угля — кокс, древесный уголь, сажа.

• Кокс получается при нагревании каменного угля без доступа воздуха. Применяется в металлургии при выплавке металлов из руд.

• Древесный уголь образуется при нагревании дерева без доступа воздуха. Благодаря пористому строению он обладает высокой адсорбционной способностью.

• Сажа — очень мелкий графитовый кристаллический порошок. Образуется при сжигании углеводородов (природного газа, ацетилена, скипидара и др.) с ограниченным доступом воздуха.

Активные угли — пористые промышленные адсорбенты, получаемые из твердого топлива, дерева и продуктов его переработки. Применяются для поглощения паров летучих жидкостей из воздуха.

Сравнение основных аллотропных модификаций углерода

Нахождение углерода в природе

Согласно справочнику Дж. Эмсли «Элементы», углерод занимает 11-е место по распространенности в природе. Содержание углерода составляет 0,1% массы земной коры. Свободный углерод представлен в виде алмаза и графита.

Основная масса углерода существует в виде природных карбонатов кальция CaCO₃ (мела, мрамора, известняка) и магния MgCO₃, а также горючих ископаемых.

Доля углерода в составе горючих ископаемых

В атмосфере находится в виде диоксида углерода СО₂ (~0,03%). В воде углерод содержится в составе растворимых гидрокарбонатов кальция Ca(HCO₃)₂ и магния Mg(HCO₃)₂. Углерод входит в состав растений и животных (~20%).

Химические свойства углерода

Взаимодействие со фтором

Углерод обладает низкой реакционной способностью и из галогенов реагирует только со фтором:

С + 2F₂ = CF₄.

Взаимодействие с кислородом

При нагревании взаимодействует с кислородом, образуя оксиды СО и СО₂:

2С + О₂ = 2СО;

С + О₂ = СО₂.

Взаимодействие с другими неметаллами

Реагирует с серой:

С + 2S = CS₂.

Не взаимодействует с азотом и фосфором.

Углерод взаимодействует с водородом и кремнием в присутствии никелевого катализатора:

C + Si = SiC;

C + 2H₂ = CH₄.

Взаимодействие с металлами

Способен взаимодействовать с металлами, образуя карбиды:

Ca + 2C = CaC₂.

Взаимодействие с водой

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

C + H₂O = CO + H₂.

Восстановительные свойства

Углерод способен восстанавливать многие металлы из их оксидов (карботермия):

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.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое углерод? Дайте характеристику его положения в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева.

2. Как распределяются электроны по энергетическим уровням в атоме углерода? Напишите электронную конфигурацию углерода.

3. Углерод является окислителем в реакции с:

   • Кислородом

   • Хлором

   • Водородом

   • Серой

4. Возможно ли взаимопревращение алмаза и графита? Объясните почему.

5. В виде каких соединений углерод находится в природе?

6. Для какого аллотропного видоизменения углерода характерна совместимость с тканями человеческого организма?

7. Опишите физические свойства графена и карбина.

8. Для чего используют карботермию?

9. Чем обусловлено наличие аллотропных видоизменений углерода?

10. В чем заключается различие между нейтральным состоянием атома углерода и возбужденным? Какие возможны степени окисления?

Красота химии — в том, что она изучает окружающий нас мир. Но это не всегда получается увидеть на школьных занятиях. Онлайн-уроки химии в Skysmart помогут не только подтянуть оценки и подготовиться к экзаменам, но и полюбить этот предмет, тесно связанный с окружающим нас миром.