Оксиды углерода

Оксиды углерода

Углерод образует два устойчивых оксида: оксид углерода(II) CO — угарный газ, и оксид углерода(IV) CO_2 — углекислый газ. Несмотря на сходный состав, эти газы сильно различаются по свойствам и действию на человека.

Угарный газ

CO — бесцветный газ без запаха, очень ядовитый. Он образуется при неполном сгорании топлива, когда не хватает кислорода:

2C + O_2 = 2CO

Угарный газ — несолеобразующий оксид: он не реагирует с водой, кислотами и щелочами. Зато он хороший восстановитель и горит синим пламенем: 2CO + O_2 = 2CO_2. Это свойство используют в металлургии для восстановления металлов из руд: Fe_2O_3 + 3CO = 2Fe + 3CO_2.

Опасность: угарный газ соединяется с гемоглобином крови прочнее кислорода, поэтому кровь перестаёт переносить кислород. Отравление CO смертельно опасно, а сам газ не имеет запаха — в этом его коварство.

Углекислый газ

CO_2 — бесцветный газ без запаха, тяжелее воздуха, не поддерживает горение. Его получают при полном сгорании углерода, дыхании, а в лаборатории — действием кислоты на мел: CaCO_3 + 2HCl = CaCl_2 + H_2O + CO_2.

Углекислый газ — кислотный оксид, поэтому он:

• реагирует с водой, образуя угольную кислоту: CO_2 + H_2O = H_2CO_3;
• реагирует со щелочами: CO_2 + 2NaOH = Na_2CO_3 + H_2O;
• реагирует с основными оксидами: CO_2 + CaO = CaCO_3.

Качественная реакция на углекислый газ — помутнение известковой воды: CO_2 + Ca(OH)_2 = CaCO_3 + H_2O.

Угольная кислота и её соли

При растворении углекислого газа в воде образуется слабая и неустойчивая угольная кислота H_2CO_3. Она существует только в растворе и легко распадается обратно на воду и углекислый газ. Угольная кислота двухосновная, поэтому образует два ряда солей: средние — карбонаты (например, CaCO_3) и кислые — гидрокарбонаты (например, Ca(HCO_3)_2). Карбонаты при нагревании разлагаются: CaCO_3 = CaO + CO_2. Эта реакция используется при обжиге известняка для получения извести.

Значение в природе

Углекислый газ нужен растениям для фотосинтеза и участвует в круговороте углерода. Но его избыток в атмосфере усиливает парниковый эффект. Угарный газ — опасный загрязнитель воздуха, выделяемый транспортом и при пожарах. Чтобы уменьшить выбросы угарного газа, в автомобилях ставят катализаторы, превращающие CO в безопасный CO_2.

Запомни: углекислый газ не поддерживает горение и тяжелее воздуха, поэтому им заполняют огнетушители. Однако горящие активные металлы (например, магний) тушить углекислым газом нельзя — они продолжают гореть, отнимая у него кислород.

Кратко о главном

• Угарный газ CO — несолеобразующий оксид, ядовит, хороший восстановитель.
• Углекислый газ CO_2 — кислотный оксид, реагирует с водой и щелочами.
• Качественная реакция на CO_2 — помутнение известковой воды.
• CO_2 участвует в фотосинтезе, но усиливает парниковый эффект.