Практикум по неорганической химии - 59 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СФУ | Красноярск

Составители: 

Рубрика: 

59
УГЛЕРОД И КРЕМНИЙ
История открытия. Лабораторные способы
получения простых веществ
Углерод
в виде угля, копоти, сажи известен издревле, ибо горение С-
содержащих веществ было первым химическим процессом, которым заинтересовался
человек около 300 тыс. лет назад. Однако то, что основным компонентом угля явля-
ется простое вещество, установил А. Лавуазье, исследуя процессы горения.
В 1787 г. элемент, образующий уголь, был назван «карбогеном», т.е. «углеро-
дом» (латинское «карбо» означает «уголь» - корни обоих этих слов: «кар» и «гар»
означают «гореть», «нагревать»).
Изучая продукты сжигания алмаза, Лавуазье установил, что и он является
простым веществом С. Природный графит долго считали свинцовым блеском и лишь
в 1799 г., превратив его в СО
2
, поняли, что это тоже простое вещество углерода.
Природные соединения
кремния известны были давно – это горный хрусталь,
драгоценные камни (аметист, топаз, оникс и др.). Латинское его название «силици-
ум» получено от «силика» (по-русски «кремнезем»), которое в свою очередь образо-
валось от слова «силекс» (что значит «крепкий», «кремень» - отсюда русское назва-
ние «кремний»).
Попытки выделить Si в виде простого вещества были еще
в XVIII веке, а впер-
вые он был получен в 1823 г. (Из
4
SiF восстановлением с помощью калия).
В современных лабораториях кремний получают сильным нагреванием смеси
магниевого порошка с избытком кремнезема:
SiMgO2Mg2SiO
2
+→+ .
При этом образуется сильнозагрязненная аморфная мелкодисперсная его мо-
дификация бурого цвета
1
. Для отделения от оксида магния и избытка кремнезема
продукт реакции
последовательно обрабатывают кислотами: HCl и HF.
С помощью магния можно восстановить и углерод из его диоксида. Для этого
подожженную магниевую ленту вносят в сосуд с СО
2
, где Mg продолжает гореть, по-
крывая стенки и дно сосуда смесью белого налета (MgO) и черного (сажа).
Однако в лаборатории уголь обычно получают из
органических веществ.
Ннапример, обезвоживая сахар серной кислотой или прокаливая опилки древесины
без доступа воздуха. В первом случае образуется сажа, во втором – так называемый
древесный уголь, а наряду с ним побочные продукты – жидкая фракция (вода, фе-
нол и др.) и газообразная (водород, низшие углеводороды и др.).
Перкарбиды
При спекании негашеной извести и угля в зависимости от соотношения дан-
ных компонентов и
температуры процесса получается или карбид CCa
2
(при
C2800t
0
>
), или перкарбид
2
CaC (при
C2200t
0
>
). (Последнее вещество можно на-
звать ацетиленидом, так как оно является продуктом замещения атомов водорода в
22
HC на металл.)
1
Перекристаллизацией аморфного кремния из расплава Al или Zn можно получить кристаллический Si – темно-
серого цвета с металлическим блеском.

Страницы