Gymnázium, Brno, Elgartova 3 Šablona: Název projektu: Číslo projektu: Autor: Téma: Název: Datum: Cílová skupina: Vzdělávací obor: Anotace:
III/2 – Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT GE – Vyšší kvalita výuky CZ.1.07/1.5.00/34.0925 Mgr. Hana Křivánková Vybrané kapitoly z anorganické a organické chemie Uhlík 19. 11. 2013 1.-4. ročník gymnázia Chemie Tato prezentace slouží k vysvětlení pojmu uhlík.
C = Uhlík ●
ptk: IV.A
●
ptd: 4. skup. nepřechodných prvků
-
12 C… 6
nejrozšířenější izotop
2; 2p2 C [ He]: 2s 6 2
6C*[2He]:
základní stav
excitovaní stav
Pozn. : v organické sloučenině je C vždy čtyřvazný → vždy v excitovaném stavu •
Mimořádnou vlastností C je jeho schopnost se řetězit, tj. vytvářet řetězce rozmanitého tvaru a rozmanité délky, v těchto řetězcích jsou C-atomy spojeny jednoduchými, dvojnými nebo trojnými vazbami •
Řetězce:
•
1. lineární (rozvětv, nerozvětvený) > acyklický 2. cyklické
Fyzikální vlastnosti čistý C- existuje ve 2 alotropických modifikacích -diamant (s. krychlová) - grafit [tuha](s. šesterečná)
-fulleren („fotbalen“) 3.modifikace
diamant : atomový krystal (C atomy jsou ve všech směrech spojeny silnými kovalentními vazbami → tvrdý, křehký, nevodič) grafit : vrstevnatý krystal ( C atomy jsou v rámci 1 vrstvy spojeny kovalentními vazbami, mezi vrstvami pak van der Waalsovy síly > měkký, odírá se, vodivý)
černý C : sloučenina dřev. uhlí, koksu, retortovaného uhlí (jemně rozptýlené krystalky grafitu)
Chemické vlastnosti C se slučuje (za zvýšené teploty i s O2 vázaným ve sloučeninách → důležité redukční činidlo tohoto jevu se užívá i při výrobě kovů z rud př.: SnO2 + 2C → Sn + 2CO
Biologické vlastnosti C je důležitý biogenní prvek, organických sloučenin Výskyt volný: grafit, diamant vázaný:
anorganická sloučenina: CO2 (0,05%) CaCO3 (kalcit) MgCO3 (magnezit)
Obr.1
- organická sloučenina ( ve formě bílkovin, NA, cukry, tuky) + přeměněné organické sloučeniny : uhlí, ropa, zemní plyn
Využití diamant> vrtání, řezání skla, šperky
koks> redukční činidlo, výroba kovů, palivo saze> pigment do pneumatik
aktivní uhlí> absorbent (filtry plynových masek)
Výroba diamant : vyrábí se z grafitu za vysokého tlaku a teploty (5000°C) grafit :z antracitu zahříváním v el. pecích
Obr.2
C a O:
+ CO= oxid uhelnatý, málo reaktivní │C ≡ O │ - vzniká nedokonalým spalování C
CO- generátorový plyn CO+H2- vodní plyn
- plyn bez barvy, bez chuti a zápachu, prudce jedovatý - hemoglobin + CO = karboxyhemoglobin
- má redukční účinky; CO+Cl2 → COCl2 (fosgen=BCHL) - s přechodnými prvky tvoří komplexy : př. Ni (CO)4 tetrakarboxylnikl
CO2 oxid uhličitý - vzniká dokonalým spalováním, dýcháním, kvašením: C6H12O6 → 2CO2 + 2C2H5OH
Příprava: CaCO3+2HCl → CO2 + H2O + CaCl2 Výroba : CaCO3 →(t)CaO + CO2
- rozpustnost v H2O malá, zvyšuje se za zvýšeného tlaku, lze zkapalnit, ztužit (suchý led) - C>10% nedýchatelný a nepodporuje hoření, kyselinotvorný ! H2O+CO2→H2CO3
Význam CO2: - biologický : fotosyntéza - geologický : krasové jevy :CaCO3 + H2O+ CO2↔Ca(HCO3)2
- čištění cukerné šťávy, chladící zařízení,výroba sodovek
H2CO3 kyselina uhličitá + její soli = uhličitany, hydrogenuhličitany
Na2CO3·10H2O - krystalická soda (mýdla, impregnace)
NaHCO3 - jedlá soda (užívání, prášek do pečiva)
K2CO3 - potaš (výroba mýdla, umělé hnojivo)
C s S - CS2 Sirouhlík (jedovatý, rozpouštědlo)
C s N - HCN Kyanovodík (jedovatý,hořké mandle) + soli= kyanidy; př.: KCN
(cyankáli)
C s kovy → karbidy! (C-IV! ) + křemík > SiIVC-IV- karborundun (brousek)
Opakování: ●
Z čeho se vyrábí umělý diamant? - z grafitu
●
CaCl2 + ..H2..O+ … CO2 Doplňte CaCO3 + 2HCl → …....
●
V čem tkví nebezpečnost CO? - váže se na hemoglobin → nastane udušení
●
Vypište alotropické modifikace C: - grafit, diamant, fulleren
Citace obrázků: Obr.1:JAKUBEC, Karel. http://commons.wikimedia.org [online]. [cit. 25.11.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Calcit_1.jpg ●Obr.2:PHILIPS, Gregory. http://commons.wikimedia.org [online]. [cit. 25.11.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:CZ_brilliant.jpg?uselang=cs ●
Program: Internetové zdroje: Použitá literatura:
OpenOffice Přispěvatelé Wikipedie, Uhlík [online], PEČ, Pavel a Danuše PEČOVÁ. Chemie do kapsy. 1. PACÁK, Josef. Stručné základy organické chemie. GAŽO, Ján. Všeobecná a anorganická chémia. 3. vyd.
Materiál je určen pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu.