Министерство высшего и среднего специального образования республики узбекистан бухарский

Перкарбиды.
При спекании негашеной извести и угля в зависимости от соотношения данных компонентов и температуры процесса получается или карбид Ca C 2 (при t > 28000 C), или перкарбид 2 CaC (при t > 22000 C). (Последнее вещество можно назвать ацетиленидом, так как оно является продуктом замещения атомов водорода в 2200˚ C H на металл.) Перекристаллизацией аморфного кремния из расплава Al или Zn можно получить кристаллический Si – темно-серого цвета с металлическим блеском. Перкарбид кальция имеет ионную решетку (в узлах которой находятся катионы Ca ²⁺и анионы C₂^2- ), поэтому термически устойчив (об этом можно судить по температуре его синтеза), но зато водой разлагается практически необратимо (гидролиз по аниону), поскольку H₂C₂ очень слабая кислота. Эту реакцию используют на практике для получения ацетилена в сварочных
аппаратах. Причем пламя легко регулируется изменением скорости подачи газов: H₂C₂ и O₂ . При недостатке O₂ из-за неполного окисления углеводорода (лишь до С) получается белое коптящее восстановительное пламя, которое используют при сварочных работах (чтобы не допустить окисления свариваемых поверхностей). При достаточном количестве O₂ получается синее окислительное пламя, применяемое для резки металлов, ибо его температура достигает 30000С вследствие значительного теплового эффекта реакции полного сгорания 2 2 C H (300 кДж/моль). Отметим, что получать ацетилен из достаточно ионных перкарбидов ЩМ нельзя, т.к. их гидролиз протекает со взрывом. Напротив, перкарбиды d-металлов за счет преимущественно ковалентной связи между М и С устойчивы к действию воды: не гидролизуются и не растворяются в ней. Поэтому их синтезируют, пропуская ацетилен через водные растворы солей.


Экспериментальная часть:
Опыт 1: соли угольной кислоты.
а) в 1-ю пробирку поместили MgCO₃, во 2-ю – CaCO₃, в 3-ю – NaHCO₃, в 4-ю – Na₂CO₃. В каждую из пробирок прибавили по 5 капель раствора соляной кислоты. Во всех пробирках наблюдали характерные реакции с выделением СО₂.
MgCO₃+2HClMgCl₂+CO₂↑+H₂O CaCO₃+2HClCaCl₂+CO₂↑+H₂O NaHCO₃+HClNaCl+CO₂↑+H₂O Na₂CO₃+2HCl2NaCl+CO₂↑+H₂O
б) в 3 пробирки налили по 5 капель растворов солей: в 1-ю – CaCl₂, во 2-ю – BaCl₂, в 3-ю – Pb(NO₃)₂. Затем в каждую добавили такой же объем раствора Na₂CO₃. Во всех пробирках наблюдали выделение мутного белого осадка.
CaCl₂+Na₂CO₃2NaCl+CaCO₃↓ BaCl₂+Na₂CO₃2NaCl+BaCO₃ ↓ Pb(NO₃)₂+Na₂CO₃2NaNO₃+PbCO₃↓
в) в 2 пробирки налили по 2мл дистиллированной воды и по 2 капли фенолфталеина. Затем опустили несколько кристаллов соли: в 1-ю – Na₂CO₃, во 2-ю – NaHCO₃. В обеих пробирках раствор окрасился в малиновый цвет, что свидетельствует о получившейся щелочной среде. Во 2-й пробирке, где находился гидрокарбонат натрия окраска индикатора была более яркой, чем в пробирке с карбонатом натрия. Значит, у NaHCO₃ щелочные свойства выражены сильнее, чем у Na₂CO₃.
Опыт 2: свойства карбида кальция.
Под тягой поместили в пробирку крупинку карбида кальция и добавили воды. В результате протекает бурная реакция с выделением тепла, газа ацетилена и гидрооксида кальция. Поднеся спичку к горлышку пробирки, ацетилен воспламенился. Данную реакцию используют при сварке.
C
||| Ca – структурная формула карбида кальция.
C
CaC₂+2H₂OCa(OH)₂+C₂H₂↑
Опыт 3: адсорбционные свойства угля.
Укрепили бюретку в штативе одним концом, опущенным в стакан с водой. Ополоснули колбу небольшим количеством ацетона, слили его остатки в стакан и быстро внесли в колбу немного активированного угля. Закрыли колбу пробкой и соединили пластиковой трубкой с бюреткой. Сначала никаких изменений не произошло, так как давление в обоих сосудах было одинаково. Но через некоторое время давление в сосуде с активированным углем падает и, чтобы компенсировать его, вода из второго сосуда начинает подниматься по соединительной трубке. Это происходит до тех пор, пока давление в обоих сосудах не уравновесится.