Вуглець і вуглецеві матеріали

.

На повітрі оксид вуглецю горить блакитнуватим полум'ям з виділенням великої кількості тепла, що дозволяє використовувати його як газоподібне паливо (генераторний газ):

кДж/моль.

У лабораторії СО можна одержати, відокремлюючи воду сірчаною кислотою від мурашиної кислоти (реакція йде при нагріванні):

У техніці оксид вуглецю одержують у так званих газогенераторах. Газогенератор - це колоноподібна піч, яку заповнюють твердим паливом (коксом, вугіллям, деревиною) і знизу продувають повітря. Вуглець, що згоряє у нижніх шарах, утворює СО2, при цьому виділяється велика кількість тепла, за рахунок чого верхні шари палива розжарюються до високої температури. Оскільки кисень повітря витрачається у нижніх шарах на утворення СО2, верхні шари палива окиснюватися не можуть. У цих умовах СО2 , який надходить з нижніх шарів, взаємодіє з вуглецем з утворенням СО:

Дж/моль (кг).

На базі оксиду вуглецю оснований ряд синтезів. Наприклад, одержання метилового спирту:

одержання рідкого палива взаємодією оксиду вуглецю з воднем:

Нещодавно розроблено спосіб одержання альдегідів і спиртів взаємодією оксиду вуглецю і водню з неграничними вуглеводнями:

Процес ведуть під тиском у присутності каталізаторів. Більш детально синтез СО-водень буде розглянутий далі.

Оксид вуглецю (IV), чи вуглекислий газ.

Молекула вуглекислого газу СО2 має лінійну будову: О==С==О.

Схему перекривання атомних орбіталей у молекулі СО2 можна представити у такий спосіб. Як видно з графічної формули СО2, вуглець утворює два σ- і два π-зв'язки з атомами кисню. Будова зовнішнього електронного шару чотиривалентного атома вуглецю :

.

p-зв'язки, як відомо, можуть утворюватися тільки за рахунок перекривання пелюсток р-орбіталей. Отже, σ-зв'язки атом вуглецю буде утворювати за рахунок перекривання двох своїх sp-гібридних орбіталей з р-орбіталями атомів кисню.

Спрощено схему σ- і π-зв'язків у молекулі СО2 можна представити так:

.

У невеликих кількостях (0,03 % за об'ємом) вуглекислий газ завжди є у повітрі. Він не має кольору та запаху. При 194,5 К перетворюється у тверду сніжноподібну масу, так званий "сухий лід", який сублімірується, не плавлячись.

У одиниці об'єму води при 20 °С розчиняється відносна одиниця об'єму СО2, зі збільшенням тиску розчинність зростає.

Вуглекислий газ має усі властивості кислотних оксидів. Однак унаслідок того, що відповідний йому гідроксид - вугільна кислота дуже нестійка, при розчиненні у воді СО2 практично з нею не взаємодіє. Внаслідок того що в СО2 вуглець має ступінь окиснювання +4, то горіти чи підтримувати горіння він не може. Для нього не характерні ні окисні, ні відновні властивості, хоча деякі активні метали можуть горіти в атмосфері СО2, забираючи в нього кисень: