Важнейшие соединения углерода
Углерод образует два оксида — CO и CO₂. Оксид углерода(II) (угарный газ) — бесцветный газ без запаха, очень ядовитый, малорастворимый в воде и немного легче воздуха (M = 28 г/моль против примерно 29 у воздуха); это безразличный оксид, не образующий солей с кислотами и основаниями. Он горит на воздухе синим пламенем: 2CO + O₂ → 2CO₂, и как восстановитель выделяет металлы из их оксидов: Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂. Угарный газ связывается с гемоглобином крови прочнее, чем кислород, из-за чего организм испытывает недостаток кислорода. Оксид углерода(IV) — бесцветный кислотный оксид без запаха, тяжелее воздуха (M = 44 г/моль): CO₂ + H₂O ⇄ H₂CO₃, CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O, CaO + CO₂ → CaCO₃. В лаборатории его получают действием соляной кислоты на мрамор или мел: CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑; в промышленности обжигают известняк: CaCO₃ → CaO + CO₂↑ (при нагревании). Качественная реакция: известковая вода мутнеет, Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O. CO₂ не поддерживает горение, поэтому его применяют при тушении пожаров, но магний горит в нём: 2Mg + CO₂ → 2MgO + C. Твёрдый CO₂, «сухой лёд», сохраняет продукты холодными; взрослые обращаются с ним в перчатках, потому что он вызывает холодовые ожоги.
Демонстрация (только учитель): CO₂ получают из мела и разбавленной кислоты и пропускают через известковую воду; помутнение показывает качественную реакцию. Учащиеся газ не нюхают; они наблюдают и записывают уравнения. Опыты с кислотами и газами дома не проводить.