आवर्त सारणी में कार्बन। कार्बन डाइऑक्साइड का दाढ़ द्रव्यमान

कार्बन सी मेंडेलीफ की आवर्त सारणी में 6 नंबर पर है। यहां तक ​​कि आदिम लोगों ने भी देखा कि लकड़ी जलाने के बाद कोयले का निर्माण होता है, जिसका उपयोग गुफा की दीवारों पर पेंट करने के लिए किया जा सकता है। सभी कार्बनिक यौगिकों में कार्बन होता है। कार्बन के दो सबसे अधिक अध्ययन किए गए एलोट्रोपिक संशोधन ग्रेफाइट और हीरा हैं।

कार्बनिक रसायन विज्ञान में कार्बन

आवर्त सारणी में कार्बन का विशेष स्थान है। इसकी संरचना के कारण, यह एक रैखिक या चक्रीय संरचना के बंधनों की लंबी श्रृंखला बनाता है। 10 मिलियन से अधिक कार्बनिक यौगिक ज्ञात हैं। अपनी विविधता के बावजूद, हवा में और तापमान के प्रभाव में, वे हमेशा कार्बन डाइऑक्साइड और में बदल जाएंगे।

हमारे दैनिक जीवन में कार्बन की भूमिका बहुत बड़ी है। कार्बन डाइऑक्साइड के बिना, प्रकाश संश्लेषण नहीं होगा - मुख्य जैविक प्रक्रियाओं में से एक।

कार्बन का अनुप्रयोग

कार्बनिक प्रकृति की विभिन्न दवाओं को बनाने के लिए कार्बन का व्यापक रूप से दवा में उपयोग किया जाता है। कार्बन के समस्थानिक रेडियोकार्बन डेटिंग की अनुमति देते हैं। कार्बन के बिना कोई कार्य संभव नहीं धातुकर्म उद्योग. ठोस ईंधन पायरोलिसिस बॉयलर में जलने वाला कोयला ऊर्जा के स्रोत के रूप में कार्य करता है। तेल शोधन उद्योग में, कार्बनिक कार्बन यौगिकों से गैसोलीन और डीजल ईंधन का उत्पादन किया जाता है। चीनी के उत्पादन के लिए बहुत अधिक कार्बन की आवश्यकता होती है। इसका उपयोग दैनिक जीवन के सभी क्षेत्रों के लिए महत्वपूर्ण कार्बनिक यौगिकों के संश्लेषण में भी किया जाता है।

कार्बन (सी)एक विशिष्ट गैर-धातु है; आवर्त प्रणाली में चतुर्थ समूह, मुख्य उपसमूह की दूसरी अवधि में है। क्रमांक 6, Ar = 12.011 amu, नाभिकीय आवेश +6।

भौतिक गुण:कार्बन कई एलोट्रोपिक संशोधन करता है: हीरासबसे कठोर पदार्थों में से एक ग्रेफाइट, कोयला, कालिख.

एक कार्बन परमाणु में 6 इलेक्ट्रॉन होते हैं: 1s 2 2s 2 2p 2 . अंतिम दो इलेक्ट्रॉन अलग-अलग p-कक्षकों में स्थित होते हैं और अयुग्मित होते हैं। सिद्धांत रूप में, यह जोड़ी एक कक्षीय पर कब्जा कर सकती है, लेकिन इस मामले में इंटरइलेक्ट्रॉन प्रतिकर्षण दृढ़ता से बढ़ता है। इस कारण से, उनमें से एक 2p x लेता है, और दूसरा, या तो 2p y , या 2p z-कक्षक।

बाहरी परत के s- और p-उप-स्तरों की ऊर्जाओं के बीच का अंतर छोटा है, इसलिए, परमाणु आसानी से उत्तेजित अवस्था में चला जाता है, जिसमें 2s-कक्षक से दो इलेक्ट्रॉनों में से एक मुक्त हो जाता है। 2आर.विन्यास 1s 2 2s 1 2p x 1 2p y 1 2p z 1 के साथ एक संयोजकता अवस्था उत्पन्न होती है . यह कार्बन परमाणु की यह अवस्था है जो हीरे की जाली की विशेषता है - हाइब्रिड ऑर्बिटल्स की टेट्राहेड्रल स्थानिक व्यवस्था, समान लंबाई और बांड की ऊर्जा।

इस घटना को कहा जाता है एसपी 3-संकरण,और परिणामी कार्य एसपी 3-हाइब्रिड . हैं . चार sp3 बंधों का निर्माण कार्बन परमाणु को तीन . से अधिक स्थिर अवस्था प्रदान करता है आरआर-और एक एस-एस-बॉन्ड। कार्बन परमाणु में एसपी 3 संकरण के अलावा, एसपी 2 और एसपी संकरण भी देखे जाते हैं . पहले मामले में, आपसी ओवरलैप है एस-और दो पी-ऑर्बिटल्स। तीन समतुल्य एसपी 2 - हाइब्रिड ऑर्बिटल्स बनते हैं, जो एक ही विमान में एक दूसरे से 120 ° के कोण पर स्थित होते हैं। तीसरा कक्षीय p अपरिवर्तित है और विमान के लंबवत निर्देशित है एसपी2

एसपी संकरण में, एस और पी ऑर्बिटल्स ओवरलैप करते हैं। बने दो समतुल्य संकर कक्षकों के बीच 180° का कोण उत्पन्न होता है, जबकि प्रत्येक परमाणु के दो p-कक्षक अपरिवर्तित रहते हैं।

कार्बन की एलोट्रॉपी। हीरा और ग्रेफाइट

ग्रेफाइट क्रिस्टल में, कार्बन परमाणु समानांतर विमानों में स्थित होते हैं, उनमें नियमित हेक्सागोन्स के शिखर होते हैं। प्रत्येक कार्बन परमाणु तीन आसन्न sp 2 संकर बंधों से जुड़ा होता है। समानांतर विमानों के बीच, वैन डेर वाल्स बलों के कारण कनेक्शन किया जाता है। प्रत्येक परमाणु के मुक्त p-कक्षकों को सहसंयोजक बंधों के तलों के लंबवत निर्देशित किया जाता है। उनका अतिव्यापन कार्बन परमाणुओं के बीच अतिरिक्त -आबंध की व्याख्या करता है। तो से संयोजकता अवस्था जिसमें कार्बन परमाणु किसी पदार्थ में होते हैं, इस पदार्थ के गुण निर्भर करते हैं.

कार्बन के रासायनिक गुण

सबसे विशिष्ट ऑक्सीकरण कहता है: +4, +2।

पर कम तामपानकार्बन निष्क्रिय है, लेकिन गर्म करने पर इसकी सक्रियता बढ़ जाती है।

एक कम करने वाले एजेंट के रूप में कार्बन:

- ऑक्सीजन के साथ
सी 0 + ओ 2 - टी ° \u003d सीओ 2 कार्बन डाइऑक्साइड
ऑक्सीजन की कमी के साथ - अधूरा दहन:
2C 0 + O 2 - t° = 2C +2 O कार्बन मोनोऑक्साइड

- फ्लोरीन के साथ
सी + 2 एफ 2 = सीएफ 4

- भाप के साथ
सी 0 + एच 2 ओ - 1200 डिग्री \u003d सी + 2 ओ + एच 2 पानी गैस

— धातु के आक्साइड के साथ। इस प्रकार अयस्क से धातु को गलाया जाता है।
सी 0 + 2CuO - t ° \u003d 2Cu + C +4 O 2

- एसिड के साथ - ऑक्सीकरण एजेंट:
सी 0 + 2 एच 2 एसओ 4 (संक्षिप्त) \u003d सी +4 ओ 2 + 2 एसओ 2 + 2 एच 2 ओ
0 + 4HNO 3 (संक्षिप्त) = С +4 O 2 + 4NO 2 + 2H 2 O

- सल्फर के साथ कार्बन डाइसल्फ़ाइड बनाता है:
सी + 2 एस 2 \u003d सीएस 2।

ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्बन:

- कुछ धातुओं के साथ कार्बाइड बनाता है

4अल + 3सी 0 \u003d अल 4 सी 3

सीए + 2सी 0 \u003d सीएसी 2 -4

- हाइड्रोजन के साथ - मीथेन (साथ ही बड़ी मात्रा में कार्बनिक यौगिक)

सी 0 + 2 एच 2 \u003d सीएच 4

- सिलिकॉन के साथ, कार्बोरंडम बनाता है (एक इलेक्ट्रिक भट्टी में 2000 डिग्री सेल्सियस पर):

प्रकृति में कार्बन ढूँढना

मुक्त कार्बन हीरे और ग्रेफाइट के रूप में होता है। यौगिकों के रूप में, कार्बन खनिजों में पाया जाता है: चाक, संगमरमर, चूना पत्थर - CaCO 3, डोलोमाइट - MgCO 3 *CaCO 3; बाइकार्बोनेट - Mg (HCO 3) 2 और Ca (HCO 3) 2, CO 2 हवा का हिस्सा है; कार्बन प्राकृतिक कार्बनिक यौगिकों का मुख्य घटक है - गैस, तेल, कोयला, पीट, कार्बनिक पदार्थों का हिस्सा है, प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट, अमीनो एसिड जो जीवित जीवों का हिस्सा हैं।

अकार्बनिक कार्बन यौगिक

किसी भी पारंपरिक रासायनिक प्रक्रिया में न तो सी 4+ और न ही सी 4- आयन बनते हैं: कार्बन यौगिकों में विभिन्न ध्रुवीयता के सहसंयोजक बंधन होते हैं।

कार्बन मोनोऑक्साइड (द्वितीय)सीओ

कार्बन मोनोआक्साइड; रंगहीन, गंधहीन, पानी में विरल रूप से घुलनशील, कार्बनिक सॉल्वैंट्स में घुलनशील, जहरीला, बीपी = -192 डिग्री सेल्सियस; टी वर्ग = -205 डिग्री सेल्सियस।

रसीद
1) उद्योग में (गैस जनरेटर में):
सी + ओ 2 = सीओ 2

2) प्रयोगशाला में - एच 2 एसओ 4 (सांद्रिक) की उपस्थिति में फॉर्मिक या ऑक्सालिक एसिड का थर्मल अपघटन:
HCOOH = H2O + CO

एच 2 सी 2 ओ 4 \u003d सीओ + सीओ 2 + एच 2 ओ

रासायनिक गुण

सामान्य परिस्थितियों में, सीओ निष्क्रिय है; गर्म होने पर - कम करने वाला एजेंट; गैर-नमक बनाने वाला ऑक्साइड।

1) ऑक्सीजन के साथ

2C +2 O + O 2 \u003d 2C +4 O 2

2) धातु आक्साइड के साथ

सी +2 ओ + क्यूओ \u003d क्यू + सी +4 ओ 2

3) क्लोरीन के साथ (प्रकाश में)

सीओ + सीएल 2 - एचएन \u003d सीओसीएल 2 (फॉस्जीन)

4) क्षार गलनांक (दबाव में) के साथ अभिक्रिया करता है

CO + NaOH = HCOONa (सोडियम फॉर्मेट)

5) संक्रमण धातुओं के साथ कार्बोनिल बनाता है

नी + 4CO - t° = Ni(CO) 4

Fe + 5CO - t° = Fe(CO) 5

कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) CO2

कार्बन डाइऑक्साइड, रंगहीन, गंधहीन, पानी में घुलनशीलता - 0.9V CO 2 1V H 2 O (सामान्य परिस्थितियों में) में घुल जाता है; हवा से भारी; t°pl.= -78.5°C (ठोस CO 2 को "सूखी बर्फ" कहा जाता है); दहन का समर्थन नहीं करता है।

रसीद

1. कार्बोनिक एसिड (कार्बोनेट) के लवण का थर्मल अपघटन। चूना पत्थर फायरिंग:

CaCO 3 - t ° \u003d CaO + CO 2

1. कार्बोनेट्स और बाइकार्बोनेट पर मजबूत एसिड की क्रिया:

CaCO 3 + 2HCl \u003d CaCl 2 + H 2 O + CO 2

NaHCO 3 + HCl \u003d NaCl + H 2 O + CO 2

रासायनिकगुणसीओ2
एसिड ऑक्साइड: कार्बोनिक एसिड लवण बनाने के लिए मूल ऑक्साइड और बेस के साथ प्रतिक्रिया करता है

ना 2 ओ + सीओ 2 \u003d ना 2 सीओ 3

2नाओएच + सीओ 2 \u003d ना 2 सीओ 3 + एच 2 ओ

NaOH + CO 2 \u003d NaHCO 3

ऊंचे तापमान पर ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित कर सकते हैं

सी +4 ओ 2 + 2एमजी - टी ° \u003d 2एमजी +2 ओ + सी 0

गुणात्मक प्रतिक्रिया

चूने के पानी की मैलापन:

सीए (ओएच) 2 + सीओ 2 \u003d सीएसीओ 3 (सफेद अवक्षेप) + एच 2 ओ

यह गायब हो जाता है जब CO2 को चूने के पानी से लंबे समय तक गुजारा जाता है, क्योंकि। अघुलनशील कैल्शियम कार्बोनेट घुलनशील बाइकार्बोनेट में परिवर्तित हो जाता है:

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 \u003d Ca (HCO 3) 2

कार्बोनिक एसिड और उसकेनमक

एच 2CO3 -कमजोर अम्ल, केवल जलीय घोल में मौजूद होता है:

सीओ 2 + एच 2 ओ ↔ एच 2 सीओ 3

दोहरा आधार:
एच 2 सीओ 3 ↔ एच + + एचसीओ 3 - एसिड लवण - बाइकार्बोनेट, बाइकार्बोनेट
एचसीओ 3 - ↔ एच + + सीओ 3 2- मध्यम लवण - कार्बोनेट

अम्ल के सभी गुण अभिलक्षणिक होते हैं।

कार्बोनेट और बाइकार्बोनेट को एक दूसरे में परिवर्तित किया जा सकता है:

2नाहको 3 - टी ° \u003d ना 2 सीओ 3 + एच 2 ओ + सीओ 2

ना 2 सीओ 3 + एच 2 ओ + सीओ 2 \u003d 2नाहको 3

ऑक्साइड बनाने के लिए गर्म होने पर धातु कार्बोनेट (क्षार धातुओं को छोड़कर) डीकार्बोक्सिलेट:

CuCO 3 - t ° \u003d CuO + CO 2

गुणात्मक प्रतिक्रिया- एक मजबूत एसिड की कार्रवाई के तहत "उबलते":

ना 2 CO 3 + 2HCl \u003d 2NaCl + H 2 O + CO 2

सीओ 3 2- + 2 एच + = एच 2 ओ + सीओ 2

कार्बाइड

कैल्शियम कार्बाइड:

सीएओ + 3 सी = सीएसी 2 + सीओ

सीएसी 2 + 2 एच 2 ओ \u003d सीए (ओएच) 2 + सी 2 एच 2।

जब जस्ता, कैडमियम, लैंथेनम और सेरियम कार्बाइड पानी के साथ प्रतिक्रिया करते हैं तो एसिटिलीन निकलता है:

2 लाख 2 + 6 एच 2 ओ \u003d 2ला (ओएच) 3 + 2 सी 2 एच 2 + एच 2।

Be 2C और Al4C3 मीथेन बनाने के लिए पानी से विघटित हो जाते हैं:

अल 4 सी 3 + 12 एच 2 ओ \u003d 4 अल (ओएच) 3 \u003d 3 सीएच 4।

टाइटेनियम कार्बाइड TiC, टंगस्टन W 2 C (हार्ड मिश्र), सिलिकॉन SiC (कार्बोरंडम - एक अपघर्षक और हीटर के लिए सामग्री के रूप में) प्रौद्योगिकी में उपयोग किया जाता है।

साइनाइड्स

अमोनिया और कार्बन मोनोऑक्साइड के वातावरण में सोडा गर्म करने से प्राप्त होता है:

ना 2 CO 3 + 2 NH 3 + 3 CO \u003d 2 NaCN + 2 H 2 O + H 2 + 2 CO 2

हाइड्रोसायनिक एसिड एचसीएन एक महत्वपूर्ण रासायनिक उद्योग उत्पाद है जो व्यापक रूप से कार्बनिक संश्लेषण में उपयोग किया जाता है। इसका विश्व उत्पादन प्रति वर्ष 200 हजार टन तक पहुंचता है। साइनाइड आयन की इलेक्ट्रॉनिक संरचना कार्बन मोनोऑक्साइड (II) के समान है, ऐसे कणों को आइसोइलेक्ट्रोनिक कहा जाता है:

सी = ओ:[:सी = एन:]-

साइनाइड्स (0.1-0.2% पानी का घोल) सोने के खनन में उपयोग किया जाता है:

2 एयू + 4 केसीएन + एच 2 ओ + 0.5 ओ 2 \u003d 2 के + 2 केओएच।

जब सायनाइड विलयन को सल्फर के साथ उबाला जाता है या जब ठोसों को आपस में मिलाया जाता है, थियोसाइनेट्स:
केसीएन + एस = केएससीएन।

जब कम सक्रिय धातुओं के साइनाइड गर्म होते हैं, तो साइनाइड प्राप्त होता है: एचजी (सीएन) 2 \u003d एचजी + (सीएन) 2. सायनाइड विलयन का ऑक्सीकरण होता है साइनेट्स:

2KCN + O2 = 2KOCN।

साइनिक एसिड दो रूपों में मौजूद है:

एच-एन = सी = ओ; एच-ओ-सी = एन:

1828 में, फ्रेडरिक वोहलर (1800-1882) ने अमोनियम साइनेट से यूरिया प्राप्त किया: NH 4 OCN \u003d CO (NH 2) 2 एक जलीय घोल को वाष्पित करके।

इस घटना को आमतौर पर "जीवन शक्ति सिद्धांत" पर सिंथेटिक रसायन विज्ञान की जीत के रूप में देखा जाता है।

सायनिक अम्ल का समावयवी होता है - फुलमिनिक एसिड

एच-ओ-एन = सी।
इसके लवण (मर्करी फुलमिनेट Hg(ONC) 2) का उपयोग इम्पैक्ट इग्नाइटर में किया जाता है।

संश्लेषण यूरिया(कार्बामाइड):

सीओ 2 + 2 एनएच 3 \u003d सीओ (एनएच 2) 2 + एच 2 ओ। 130 0 सी और 100 एटीएम पर।

यूरिया कार्बोनिक एसिड का एक एमाइड है, इसका "नाइट्रोजन एनालॉग" भी है - गुआनिडीन।

कार्बोनेट्स

कार्बन के सबसे महत्वपूर्ण अकार्बनिक यौगिक कार्बोनिक एसिड (कार्बोनेट) के लवण हैं। एच 2 सीओ 3 एक कमजोर एसिड है (के 1 \u003d 1.3 10 -4; के 2 \u003d 5 10 -11)। कार्बोनेट बफर का समर्थन करता है कार्बन डाइऑक्साइड संतुलनवातावरण में। महासागरों में एक विशाल बफर क्षमता है क्योंकि वे एक खुली प्रणाली हैं। मुख्य बफर प्रतिक्रिया कार्बोनिक एसिड के पृथक्करण के दौरान संतुलन है:

एच 2 सीओ 3 एच + + एचसीओ 3 -।

अम्लता में कमी के साथ, अम्ल के निर्माण के साथ वातावरण से कार्बन डाइऑक्साइड का अतिरिक्त अवशोषण होता है:
सीओ 2 + एच 2 ओ ↔ एच 2 सीओ 3।

अम्लता में वृद्धि के साथ, कार्बोनेट चट्टानें (समुद्र में गोले, चाक और चूना पत्थर जमा) घुल जाती हैं; यह हाइड्रोकार्बोनेट आयनों के नुकसान की भरपाई करता है:

एच + + सीओ 3 2- ↔ एचसीओ 3 -

सीएसीओ 3 (टीवी।) सीए 2+ + सीओ 3 2-

ठोस कार्बोनेट घुलनशील हाइड्रोकार्बन में परिवर्तित हो जाते हैं। यह अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड के रासायनिक विघटन की प्रक्रिया है जो "ग्रीनहाउस प्रभाव" का प्रतिकार करती है - कार्बन डाइऑक्साइड द्वारा पृथ्वी के थर्मल विकिरण के अवशोषण के कारण ग्लोबल वार्मिंग। दुनिया के सोडा के उत्पादन का लगभग एक तिहाई (सोडियम कार्बोनेट Na 2 CO 3) कांच के निर्माण में उपयोग किया जाता है।

कोयले, कालिख और कालिख के रूप में कार्बन (इंग्लिश कार्बन, फ्रेंच कार्बोन, जर्मन कोहलेंस्टॉफ) मानव जाति के लिए अनादि काल से जाना जाता है; लगभग 100,000 साल पहले, जब हमारे पूर्वजों ने आग में महारत हासिल की थी, वे प्रतिदिन कोयले और कालिख से निपटते थे। संभवतः, बहुत पहले लोग कार्बन - हीरे और ग्रेफाइट के अलोट्रोपिक संशोधनों के साथ-साथ जीवाश्म कोयले से भी परिचित हो गए थे। आश्चर्य नहीं कि कार्बनयुक्त पदार्थों का दहन मनुष्य की रुचि रखने वाली पहली रासायनिक प्रक्रियाओं में से एक था। चूंकि जलता हुआ पदार्थ गायब हो गया, आग से भस्म हो गया, दहन को पदार्थ के अपघटन की प्रक्रिया के रूप में माना जाता था, और इसलिए कोयले (या कार्बन) को एक तत्व नहीं माना जाता था। तत्व आग था, एक घटना जो दहन के साथ होती है; पुरातनता के तत्वों की शिक्षाओं में, आग आमतौर पर तत्वों में से एक के रूप में आती है। XVII - XVIII सदियों के मोड़ पर। बीचर और स्टाल द्वारा प्रतिपादित फ्लॉजिस्टन का सिद्धांत उत्पन्न हुआ। इस सिद्धांत ने प्रत्येक दहनशील शरीर में एक विशेष प्राथमिक पदार्थ की उपस्थिति को मान्यता दी - एक भारहीन द्रव - फ्लॉजिस्टन, जो दहन के दौरान वाष्पित हो जाता है। चूंकि बड़ी मात्रा में कोयले को जलाने पर केवल थोड़ी मात्रा में राख बची रहती है, इसलिए फ्लॉजिस्टिक्स का मानना ​​​​था कि कोयला लगभग शुद्ध फ्लॉजिस्टन है। यह स्पष्टीकरण था, विशेष रूप से, कोयले के "फ़्लॉजिस्टिक" प्रभाव के लिए, "चूने" और अयस्कों से धातुओं को बहाल करने की इसकी क्षमता। बाद के फ्लॉजिस्टिक्स, रेओमुर, बर्गमैन और अन्य, पहले से ही यह समझने लगे हैं कि कोयला एक प्राथमिक पदार्थ है। हालांकि, पहली बार "शुद्ध कोयले" को लैवोज़ियर द्वारा मान्यता दी गई थी, जिन्होंने हवा और ऑक्सीजन में कोयले और अन्य पदार्थों को जलाने की प्रक्रिया का अध्ययन किया था। गिटोन डी मोरव्यू, लावोइसियर, बर्थोलेट और फोरक्रॉइक्स की पुस्तक "मेथड ऑफ केमिकल नोमेनक्लेचर" (1787) में, फ्रांसीसी "शुद्ध कोयला" (चारबोन पुर) के बजाय "कार्बन" (कार्बोन) नाम दिखाई दिया। इसी नाम से कार्बन "तालिका" में दिखाई देता है सरल शरीर"लैवोज़ियर की रसायन विज्ञान की प्राथमिक पाठ्यपुस्तक में। 1791 में, अंग्रेजी रसायनज्ञ टेनेंट मुक्त कार्बन प्राप्त करने वाले पहले व्यक्ति थे; उन्होंने कैलक्लाइंड चाक पर फॉस्फोरस वाष्प पारित किया, जिसके परिणामस्वरूप कैल्शियम फॉस्फेट और कार्बन का गठन हुआ। तथ्य यह है कि हीरा गर्म होने पर अवशेषों के बिना जलता है दृढ़ता से लंबे समय के लिए जाना जाता था। 1751 में वापस, फ्रांसीसी राजा फ्रांसिस I ने जलने के प्रयोगों के लिए एक हीरा और एक माणिक देने के लिए सहमति व्यक्त की, जिसके बाद ये प्रयोग भी फैशनेबल हो गए। यह पता चला कि केवल हीरा जलता है, और माणिक (क्रोमियम के मिश्रण के साथ एल्यूमीनियम ऑक्साइड) आग लगाने वाले लेंस के फोकस पर लंबे समय तक हीटिंग को नुकसान पहुंचाए बिना सहन करता है। लैवोजियर ने एक बड़ी आग लगाने वाली मशीन का उपयोग करके हीरे को जलाने पर एक नया प्रयोग किया, इस निष्कर्ष पर पहुंचा कि हीरा क्रिस्टलीय कार्बन है। दूसरा रासायनिक काल में कार्बन-ग्रेफाइट के आवंटन को एक संशोधित सीसा चमक माना जाता था और इसे प्लंबैगो कहा जाता था; केवल 1740 में मिस्टर पॉट ने ग्रेफाइट में सीसा की किसी भी अशुद्धता की अनुपस्थिति की खोज की शीले ने ग्रेफाइट की जांच की (1779) और एक फ्लॉजिस्टीशियन होने के नाते ओम ने इसे एक विशेष प्रकार का सल्फर बॉडी माना, एक विशेष खनिज कोयला जिसमें बाध्य "एयर एसिड" (सीओ 2,) और एक बड़ी संख्या कीफ्लॉजिस्टन

बीस साल बाद, गिटोन डी मोरव्यू ने हल्के गर्म करके हीरे को ग्रेफाइट और फिर कार्बोनिक एसिड में बदल दिया।

अंतर्राष्ट्रीय नाम कार्बोनियम लैट से आता है। कार्बो (कोयला)। यह शब्द बहुत प्राचीन मूल का है। इसकी तुलना श्मशान से की जाती है - जलाने के लिए; साग की जड़, काल, रूसी गार, गल, लक्ष्य, संस्कृत स्टा का अर्थ है उबालना, पकाना। "कार्बो" शब्द अन्य यूरोपीय भाषाओं (कार्बन, चारबोन, आदि) में कार्बन के नामों से जुड़ा है। जर्मन कोहलेनस्टॉफ कोहले - कोयला (पुरानी जर्मन कोलो, स्वीडिश किला - से गर्मी तक) से आता है। पुराने रूसी उगाराती, या उगाराती (जला, झुलसा) में जड़ गार, या पहाड़ हैं, जिनके साथ संभव संक्रमणएक लक्ष्य में; पुराने रूसी युग में कोयला, या एक ही मूल का कोयला। हीरा (डायमांटे) शब्द प्राचीन ग्रीक से आया है - अविनाशी, अडिग, कठोर और ग्रीक से ग्रेफाइट - मैं लिखता हूं।

आवर्त सारणी के पुराने लघु संस्करण के VI-वें मुख्य समूह की दूसरी अवधि में ऑक्सीजन है। नए नंबरिंग मानकों के अनुसार यह 16वां समूह है। 1988 में IUPAC द्वारा संबंधित निर्णय लिया गया था। एक साधारण पदार्थ के रूप में ऑक्सीजन का सूत्र O2 है। इसके मुख्य गुणों, प्रकृति और अर्थव्यवस्था में भूमिका पर विचार करें। आइए ऑक्सीजन के नेतृत्व वाले पूरे समूह की विशेषताओं से शुरू करें। तत्व अपने संबंधित चाकोजेन से अलग है, और पानी हाइड्रोजन सेलेनियम और टेल्यूरियम से अलग है। सभी विशिष्ट विशेषताओं की व्याख्या केवल परमाणु की संरचना और गुणों के बारे में जानकर ही की जा सकती है।

चाकोजेन्स ऑक्सीजन से संबंधित तत्व हैं।

समान गुणों वाले परमाणु आवर्त प्रणाली में एक समूह बनाते हैं। ऑक्सीजन चाकोजेन परिवार का प्रमुख है, लेकिन कई गुणों में उनसे भिन्न है।

समूह के पूर्वज ऑक्सीजन का परमाणु द्रव्यमान 16 amu है। एम. हाइड्रोजन और धातुओं के साथ यौगिकों के निर्माण में चाकोजेन्स अपनी सामान्य ऑक्सीकरण अवस्था दिखाते हैं: -2। उदाहरण के लिए, पानी (H2O) की संरचना में, ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण संख्या -2 है।

चाकोजेन्स के विशिष्ट हाइड्रोजन यौगिकों की संरचना सामान्य सूत्र से मेल खाती है: एच 2 आर। जब इन पदार्थों को भंग कर दिया जाता है, तो एसिड बनते हैं। केवल ऑक्सीजन के हाइड्रोजन यौगिक - पानी - में विशेष गुण होते हैं। वैज्ञानिकों के अनुसार, यह असामान्य पदार्थ बहुत कमजोर अम्ल और बहुत कमजोर क्षार दोनों है।

सल्फर, सेलेनियम और टेल्यूरियम में ऑक्सीजन और अन्य उच्च इलेक्ट्रोनगेटिविटी (ईओ) गैर-धातुओं वाले यौगिकों में विशिष्ट सकारात्मक ऑक्सीकरण राज्य (+4, +6) होते हैं। चाकोजेन ऑक्साइड की संरचना सामान्य सूत्रों को दर्शाती है: आरओ 2, आरओ 3। संबंधित एसिड में संरचना होती है: एच 2 आरओ 3, एच 2 आरओ 4।

तत्व सरल पदार्थों से मेल खाते हैं: ऑक्सीजन, सल्फर, सेलेनियम, टेल्यूरियम और पोलोनियम। पहले तीन प्रतिनिधि गैर-धातु गुणों का प्रदर्शन करते हैं। ऑक्सीजन का सूत्र O2 होता है। उसी तत्व का एक एलोट्रोपिक संशोधन ओजोन (ओ 3) है। दोनों संशोधन गैस हैं। सल्फर और सेलेनियम ठोस अधातु हैं। टेल्यूरियम एक मेटलॉइड पदार्थ है, एक कंडक्टर विद्युत प्रवाहपोलोनियम एक धातु है।

ऑक्सीजन सबसे आम तत्व है

हम पहले से ही जानते हैं कि एक ही रासायनिक तत्व का एक साधारण पदार्थ के रूप में एक और प्रकार का अस्तित्व होता है। यह ओजोन है, एक गैस जो पृथ्वी की सतह से लगभग 30 किमी की ऊंचाई पर एक परत बनाती है, जिसे अक्सर ओजोन परत कहा जाता है। कई चट्टानों और खनिजों, कार्बनिक यौगिकों की संरचना में, बाध्य ऑक्सीजन पानी के अणुओं में शामिल है।

ऑक्सीजन परमाणु की संरचना

मेंडेलीव की आवर्त सारणी में ऑक्सीजन के बारे में पूरी जानकारी है:

1. तत्व की क्रम संख्या 8 है।
2. कोर चार्ज - +8।
3. इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या 8 होती है।
4. ऑक्सीजन का इलेक्ट्रॉनिक सूत्र 1s 2 2s 2 2p 4 है।

प्रकृति में, तीन स्थिर समस्थानिक होते हैं जिनकी आवर्त सारणी में समान क्रम संख्या होती है, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की समान संरचना होती है, लेकिन न्यूट्रॉन की एक अलग संख्या होती है। समस्थानिकों को एक ही प्रतीक - O द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है। तुलना के लिए, हम तीन ऑक्सीजन समस्थानिकों की संरचना को दर्शाते हुए एक आरेख प्रस्तुत करते हैं:

ऑक्सीजन के गुण - एक रासायनिक तत्व

परमाणु के 2p उपस्तर पर दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो ऑक्सीकरण अवस्था -2 और +2 की उपस्थिति की व्याख्या करते हैं। दो युग्मित इलेक्ट्रॉनों को ऑक्सीकरण अवस्था को +4 तक बढ़ाने के लिए अलग नहीं किया जा सकता है, जैसा कि सल्फर और अन्य चाकोजेन्स के साथ होता है। इसका कारण एक मुक्त उपस्तर का अभाव है। इसलिए, यौगिकों में, रासायनिक तत्व ऑक्सीजन आवधिक प्रणाली (6) के लघु संस्करण में समूह संख्या के बराबर संयोजकता और ऑक्सीकरण अवस्था नहीं दिखाता है। इसकी सामान्य ऑक्सीकरण संख्या -2 है।

केवल फ्लोरीन वाले यौगिकों में ऑक्सीजन +2 की सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है, जो इसके लिए अप्राप्य है। दो मजबूत अधातुओं का EO मान भिन्न होता है: EO(O) = 3.5; ईओ (एफ) = 4. एक अधिक विद्युतीय रासायनिक तत्व के रूप में, फ्लोरीन अपने इलेक्ट्रॉनों को अधिक मजबूती से रखता है और ऑक्सीजन परमाणुओं को वैलेंस कणों को आकर्षित करता है। इसलिए, फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया में, ऑक्सीजन एक कम करने वाला एजेंट है, यह इलेक्ट्रॉनों को दान करता है।

ऑक्सीजन एक साधारण पदार्थ है

1774 में अंग्रेजी शोधकर्ता डी। प्रीस्टली ने प्रयोगों के दौरान पारा ऑक्साइड के अपघटन के दौरान गैस छोड़ी। दो साल पहले, एक ही पदार्थ में शुद्धके. शीले द्वारा प्राप्त किया गया। कुछ साल बाद, फ्रांसीसी रसायनज्ञ ए। लैवोसियर ने स्थापित किया कि किस तरह की गैस हवा का हिस्सा है, गुणों का अध्ययन किया। ऑक्सीजन का रासायनिक सूत्र O2 है। आइए हम पदार्थ की संरचना के रिकॉर्ड में एक गैर-ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन के गठन में शामिल इलेक्ट्रॉनों को प्रतिबिंबित करें - ओ :: ओ। आइए प्रत्येक बंधन इलेक्ट्रॉन जोड़ी को एक पंक्ति से बदलें: ओ = ओ। यह ऑक्सीजन सूत्र स्पष्ट रूप से दर्शाता है कि अणु में परमाणु इलेक्ट्रॉनों के दो सामान्य जोड़े के बीच जुड़े हुए हैं।

आइए सरल गणना करें और निर्धारित करें कि ऑक्सीजन का सापेक्ष आणविक भार क्या है: श्री (ओ 2) \u003d अर (ओ) x 2 \u003d 16 x 2 \u003d 32. तुलना के लिए: श्री (वायु) \u003d 29. रासायनिक ऑक्सीजन का सूत्र एक ऑक्सीजन परमाणु से भिन्न होता है। इसका मतलब है कि मिस्टर (O 3) \u003d Ar (O) x 3 \u003d 48. ओजोन ऑक्सीजन से 1.5 गुना भारी है।

भौतिक गुण

ऑक्सीजन एक रंगहीन, स्वादहीन और गंधहीन गैस है (सामान्य तापमान और वायुमंडलीय दबाव पर)। पदार्थ हवा से थोड़ा भारी है; पानी में घुलनशील, लेकिन कम मात्रा में। ऑक्सीजन का गलनांक ऋणात्मक होता है और -218.3 °C होता है। जिस बिंदु पर तरल ऑक्सीजन वापस गैसीय ऑक्सीजन में बदल जाती है, वह उसका क्वथनांक होता है। O 2 अणुओं के लिए, इस भौतिक मात्रा का मान -182.96 ° C तक पहुँच जाता है। तरल और ठोस अवस्था में, ऑक्सीजन हल्के नीले रंग का हो जाता है।

प्रयोगशाला में ऑक्सीजन प्राप्त करना

गर्म होने पर, ऑक्सीजन युक्त पदार्थ, जैसे पोटेशियम परमैंगनेट, एक रंगहीन गैस निकलती है, जिसे फ्लास्क या टेस्ट ट्यूब में एकत्र किया जा सकता है। यदि आप एक जली हुई मशाल को शुद्ध ऑक्सीजन में लाते हैं, तो यह हवा की तुलना में अधिक तेज जलती है। ऑक्सीजन प्राप्त करने के लिए दो अन्य प्रयोगशाला विधियां हाइड्रोजन पेरोक्साइड और पोटेशियम क्लोरेट (बर्थोलेट नमक) का अपघटन हैं। डिवाइस की योजना पर विचार करें, जिसका उपयोग थर्मल अपघटन के लिए किया जाता है।

एक परखनली या एक गोल-तल वाले फ्लास्क में, थोड़ा सा बर्थोलेट नमक डालें, एक गैस आउटलेट ट्यूब के साथ एक डाट के साथ बंद करें। इसके विपरीत सिरे को (पानी के नीचे) उल्टा करके फ्लास्क की ओर निर्देशित किया जाना चाहिए। गर्दन को पानी से भरे चौड़े गिलास या क्रिस्टलाइज़र में उतारा जाना चाहिए। जब बर्थोलेट नमक के साथ एक परखनली को गर्म किया जाता है, तो ऑक्सीजन निकलती है। गैस आउटलेट ट्यूब के माध्यम से, यह फ्लास्क में प्रवेश करती है, इससे पानी विस्थापित होता है। जब फ्लास्क को गैस से भर दिया जाता है, तो इसे कॉर्क से पानी के नीचे बंद कर दिया जाता है और पलट दिया जाता है। इस प्रयोगशाला प्रयोग में प्राप्त ऑक्सीजन का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जा सकता है रासायनिक गुणसाधारण पदार्थ।

दहन

यदि प्रयोगशाला ऑक्सीजन में पदार्थों को जला रही है, तो आपको अग्नि नियमों को जानने और उनका पालन करने की आवश्यकता है। हाइड्रोजन हवा में तुरंत जलता है, और ऑक्सीजन के साथ 2:1 के अनुपात में मिश्रित होता है, यह विस्फोटक होता है। शुद्ध ऑक्सीजन में पदार्थों का दहन हवा की तुलना में बहुत अधिक तीव्र होता है। इस घटना को हवा की संरचना द्वारा समझाया गया है। वायुमंडल में ऑक्सीजन भाग (21%) के 1/5 से थोड़ा अधिक है। दहन ऑक्सीजन के साथ पदार्थों की प्रतिक्रिया है, जिसके परिणामस्वरूप विभिन्न उत्पाद बनते हैं, मुख्यतः धातुओं और अधातुओं के ऑक्साइड। ज्वलनशील पदार्थों के साथ O 2 का मिश्रण ज्वलनशील होता है, इसके अलावा, परिणामी यौगिक विषाक्त हो सकते हैं।

एक साधारण मोमबत्ती (या माचिस) को जलाने से कार्बन डाइऑक्साइड का निर्माण होता है। निम्नलिखित अनुभव घर पर किए जा सकते हैं। यदि आप किसी पदार्थ को कांच के जार या बड़े गिलास के नीचे जलाते हैं, तो जैसे ही सारी ऑक्सीजन खत्म हो जाएगी, दहन बंद हो जाएगा। नाइट्रोजन श्वसन और दहन का समर्थन नहीं करता है। कार्बन डाइऑक्साइड, ऑक्सीकरण का एक उत्पाद, अब ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। पारदर्शी आपको मोमबत्ती के जलने के बाद उपस्थिति का पता लगाने की अनुमति देता है। यदि दहन उत्पादों को कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड से गुजारा जाता है, तो घोल बादल बन जाता है। चूने के पानी और कार्बन डाइऑक्साइड के बीच एक रासायनिक प्रतिक्रिया होती है, जिसके परिणामस्वरूप अघुलनशील कैल्शियम कार्बोनेट होता है।

औद्योगिक पैमाने पर ऑक्सीजन का उत्पादन

सबसे सस्ती प्रक्रिया, जिसके परिणामस्वरूप वायु-मुक्त O 2 अणु होते हैं, में रासायनिक प्रतिक्रियाएँ शामिल नहीं होती हैं। उद्योग में, मान लीजिए, धातुकर्म संयंत्रों में, हवा कम तापमान और उच्च दबाव पर द्रवीभूत होती है। वायुमंडल के सबसे महत्वपूर्ण घटक, जैसे नाइट्रोजन और ऑक्सीजन, विभिन्न तापमानों पर उबलते हैं। सामान्य तापमान पर धीरे-धीरे गर्म करते हुए हवा के मिश्रण को अलग करें। पहले नाइट्रोजन के अणु निकलते हैं, फिर ऑक्सीजन। पृथक्करण विधि सरल पदार्थों के विभिन्न भौतिक गुणों पर आधारित है। ऑक्सीजन के एक साधारण पदार्थ का सूत्र वही होता है जो हवा को ठंडा करने और द्रवित करने से पहले था - O 2।

कुछ इलेक्ट्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, ऑक्सीजन भी निकलती है, इसे संबंधित इलेक्ट्रोड पर एकत्र किया जाता है। औद्योगिक और निर्माण उद्यमों को बड़ी मात्रा में गैस की आवश्यकता होती है। ऑक्सीजन की मांग लगातार बढ़ रही है, खासकर रासायनिक उद्योग में। परिणामी गैस को चिह्नों के साथ प्रदान किए गए स्टील सिलेंडरों में औद्योगिक और चिकित्सा उद्देश्यों के लिए संग्रहीत किया जाता है। ऑक्सीजन वाले टैंकों को अन्य तरलीकृत गैसों - नाइट्रोजन, मीथेन, अमोनिया से अलग करने के लिए नीले या नीले रंग में रंगा जाता है।

O 2 अणुओं को शामिल करने वाली प्रतिक्रियाओं के सूत्र और समीकरणों के अनुसार रासायनिक गणना

ऑक्सीजन के दाढ़ द्रव्यमान का संख्यात्मक मान एक अन्य मान के साथ मेल खाता है - सापेक्ष आणविक भार। केवल पहले मामले में माप की इकाइयाँ हैं। संक्षेप में, ऑक्सीजन के पदार्थ और उसके दाढ़ द्रव्यमान का सूत्र निम्नानुसार लिखा जाना चाहिए: M (O 2) \u003d 32 g / mol। सामान्य परिस्थितियों में, किसी भी गैस का एक मोल 22.4 लीटर की मात्रा से मेल खाता है। इसका मतलब है कि 1 mol O 2 22.4 लीटर पदार्थ है, 2 mol O 2 44.8 लीटर है। ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के बीच प्रतिक्रिया समीकरण के अनुसार, यह देखा जा सकता है कि 2 मोल हाइड्रोजन और 1 मोल ऑक्सीजन परस्पर क्रिया करते हैं:

यदि प्रतिक्रिया में 1 मोल हाइड्रोजन शामिल है, तो ऑक्सीजन का आयतन 0.5 mol होगा। 22.4 एल / मोल \u003d 11.2 एल।

प्रकृति और मानव जीवन में O 2 अणुओं की भूमिका

पृथ्वी पर जीवित जीवों द्वारा ऑक्सीजन की खपत की जाती है और 3 अरब से अधिक वर्षों से पदार्थ के चक्र में शामिल है। यह श्वसन और उपापचय का मुख्य पदार्थ है, इसकी सहायता से अणुओं का अपघटन होता है। पोषक तत्व, जीवों के लिए आवश्यक ऊर्जा संश्लेषित होती है। पृथ्वी पर ऑक्सीजन की लगातार खपत होती है, लेकिन इसके भंडार को प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से फिर से भर दिया जाता है। रूसी वैज्ञानिक के। तिमिरयाज़ेव का मानना ​​​​था कि इस प्रक्रिया के लिए धन्यवाद, हमारे ग्रह पर जीवन अभी भी मौजूद है।

प्रकृति और अर्थव्यवस्था में ऑक्सीजन की भूमिका महान है:

• जीवित जीवों द्वारा श्वसन की प्रक्रिया में अवशोषित;
• पौधों में प्रकाश संश्लेषण प्रतिक्रियाओं में भाग लेता है;
• कार्बनिक अणुओं का हिस्सा है;
• क्षय, किण्वन, जंग की प्रक्रिया ऑक्सीजन की भागीदारी के साथ आगे बढ़ती है, जो ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करती है;
• कार्बनिक संश्लेषण के मूल्यवान उत्पाद प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है।

सिलेंडरों में द्रवित ऑक्सीजन का उपयोग धातुओं को काटने और वेल्डिंग के लिए किया जाता है उच्च तापमान. इन प्रक्रियाओं को परिवहन और निर्माण उद्यमों में मशीन-निर्माण संयंत्रों में किया जाता है। पानी के नीचे, भूमिगत, उच्च ऊंचाई पर निर्वात में काम करने के लिए, लोगों को O 2 अणुओं की भी आवश्यकता होती है। बीमार लोगों द्वारा साँस लेने वाली हवा की संरचना को समृद्ध करने के लिए दवा में उपयोग किया जाता है। चिकित्सा प्रयोजनों के लिए गैस अशुद्धियों और गंध की लगभग पूर्ण अनुपस्थिति में तकनीकी गैस से भिन्न होती है।

ऑक्सीजन आदर्श ऑक्सीकरण एजेंट है

महान गैस परिवार के पहले प्रतिनिधियों को छोड़कर, आवर्त सारणी के सभी रासायनिक तत्वों के साथ ऑक्सीजन यौगिकों को जाना जाता है। हैलोजन, सोना और प्लेटिनम को छोड़कर कई पदार्थ सीधे O परमाणुओं के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। बहुत महत्व की घटनाएं हैं जिनमें ऑक्सीजन शामिल है, जो प्रकाश और गर्मी की रिहाई के साथ हैं। रोजमर्रा की जिंदगी और उद्योग में ऐसी प्रक्रियाओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। धातु विज्ञान में, ऑक्सीजन के साथ अयस्कों की बातचीत को रोस्टिंग कहा जाता है। पूर्व-कुचल अयस्क को ऑक्सीजन युक्त वायु के साथ मिश्रित किया जाता है। उच्च तापमान पर, धातुएं सल्फाइड से सरल पदार्थों तक कम हो जाती हैं। इस प्रकार लोहा और कुछ अलौह धातुएँ प्राप्त की जाती हैं। शुद्ध ऑक्सीजन की उपस्थिति रसायन विज्ञान, प्रौद्योगिकी और धातु विज्ञान की विभिन्न शाखाओं में तकनीकी प्रक्रियाओं की गति को बढ़ाती है।

कम तापमान पर घटकों में अलग करके हवा से ऑक्सीजन प्राप्त करने की एक सस्ती विधि के उद्भव ने औद्योगिक उत्पादन के कई क्षेत्रों के विकास को प्रेरित किया। रसायनज्ञ ओ 2 अणुओं और ओ परमाणुओं को आदर्श ऑक्सीकरण एजेंट मानते हैं। ये प्राकृतिक सामग्री हैं, ये प्रकृति में लगातार नवीनीकृत होती हैं, प्रदूषित नहीं करती हैं वातावरण. इसके अलावा, ऑक्सीजन से जुड़ी रासायनिक प्रतिक्रियाएं अक्सर एक अन्य प्राकृतिक और सुरक्षित उत्पाद - पानी के संश्लेषण में समाप्त होती हैं। जहरीले औद्योगिक कचरे को बेअसर करने, प्रदूषण से पानी के शुद्धिकरण में O 2 की भूमिका महान है। ऑक्सीजन के अलावा, इसके एलोट्रोपिक संशोधन, ओजोन का उपयोग कीटाणुशोधन के लिए किया जाता है। इस साधारण पदार्थ में उच्च ऑक्सीकरण गतिविधि होती है। जब पानी को ओजोनाइज़ किया जाता है, तो प्रदूषक विघटित हो जाते हैं। ओजोन का रोगजनक माइक्रोफ्लोरा पर भी हानिकारक प्रभाव पड़ता है।

कार्बन डाइऑक्साइड, कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड सभी उसी पदार्थ के नाम हैं जिसे हम कार्बन डाइऑक्साइड के नाम से जानते हैं। तो इस गैस के गुण क्या हैं, और इसके अनुप्रयोग क्या हैं?

कार्बन डाइऑक्साइड और इसके भौतिक गुण

कार्बन डाइऑक्साइड कार्बन और ऑक्सीजन से बना है। कार्बन डाइऑक्साइड का सूत्र CO₂ है। प्रकृति में, यह कार्बनिक पदार्थों के दहन या क्षय के दौरान बनता है। हवा और खनिज स्प्रिंग्स में, गैस की मात्रा भी काफी अधिक होती है। इसके अलावा, मनुष्य और जानवर भी साँस छोड़ते समय कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ते हैं।

चावल। 1. कार्बन डाइऑक्साइड का अणु।

कार्बन डाइऑक्साइड पूरी तरह से रंगहीन गैस है और इसे देखा नहीं जा सकता है। इसमें गंध भी नहीं होती है। हालांकि, इसकी उच्च सांद्रता के साथ, एक व्यक्ति हाइपरकेनिया विकसित कर सकता है, अर्थात घुटन। कार्बन डाइऑक्साइड की कमी से भी स्वास्थ्य संबंधी समस्याएं हो सकती हैं। इस गैस की कमी के परिणामस्वरूप, घुटन की विपरीत स्थिति विकसित हो सकती है - हाइपोकेनिया।

यदि कार्बन डाइऑक्साइड को कम तापमान की स्थिति में रखा जाता है, तो -72 डिग्री पर यह क्रिस्टलीकृत हो जाता है और बर्फ जैसा हो जाता है। इसलिए, ठोस अवस्था में कार्बन डाइऑक्साइड को "सूखी बर्फ" कहा जाता है।

चावल। 2. सूखी बर्फ कार्बन डाइऑक्साइड है।

कार्बन डाइऑक्साइड हवा से 1.5 गुना सघन है। इसका घनत्व 1.98 kg/m³ है कार्बन डाइऑक्साइड अणु में रासायनिक बंधन सहसंयोजक ध्रुवीय है। यह ध्रुवीय है क्योंकि ऑक्सीजन का विद्युत ऋणात्मकता मान अधिक होता है।

पदार्थों के अध्ययन में एक महत्वपूर्ण अवधारणा आणविक और दाढ़ द्रव्यमान है। कार्बन डाइऑक्साइड का दाढ़ द्रव्यमान 44 है। यह संख्या अणु बनाने वाले परमाणुओं के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान के योग से बनती है। सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान के मान D.I की तालिका से लिए गए हैं। मेंडेलीव और पूर्ण संख्याओं तक गोल किया। तदनुसार, CO₂ का मोलर द्रव्यमान = 12+2*16।

कार्बन डाइऑक्साइड में तत्वों के द्रव्यमान अंशों की गणना करने के लिए, किसी पदार्थ में प्रत्येक रासायनिक तत्व के द्रव्यमान अंशों की गणना के लिए सूत्र का पालन करना आवश्यक है।

एनपरमाणुओं या अणुओं की संख्या है।
ए आरएक रासायनिक तत्व का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान है।
श्रीपदार्थ का सापेक्ष आणविक भार है।
कार्बन डाइऑक्साइड के सापेक्ष आणविक भार की गणना करें।

श्री (सीओ₂) = 14 + 16 * 2 = 44 डब्ल्यू (सी) = 1 * 12/44 = 0.27 या 27% चूंकि कार्बन डाइऑक्साइड में दो ऑक्सीजन परमाणु होते हैं, एन = 2 डब्ल्यू (ओ) = 2 * 16/44 = 0.73 या 73%

उत्तर: w(C) = 0.27 या 27%; डब्ल्यू(ओ) = 0.73 या 73%

कार्बन डाइऑक्साइड के रासायनिक और जैविक गुण

कार्बन डाइऑक्साइड में अम्लीय गुण होते हैं, क्योंकि यह एक अम्लीय ऑक्साइड है, और जब पानी में घुल जाता है तो कार्बोनिक एसिड बनता है:

CO₂+H₂O=H₂CO₃

यह क्षार के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिसके परिणामस्वरूप कार्बोनेट और बाइकार्बोनेट बनते हैं। यह गैस ज्वलनशील नहीं होती है। इसमें केवल कुछ सक्रिय धातुएं, जैसे मैग्नीशियम, जलती हैं।

गर्म होने पर, कार्बन डाइऑक्साइड कार्बन मोनोऑक्साइड और ऑक्सीजन में टूट जाती है:

2CO₃=2CO+O₃।

अन्य अम्लीय ऑक्साइड की तरह, यह गैस अन्य ऑक्साइड के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करती है:

aO+Co₃=CaCO₃।

कार्बन डाइऑक्साइड सभी कार्बनिक पदार्थों का एक घटक है। प्रकृति में इस गैस का संचलन उत्पादकों, उपभोक्ताओं और डीकंपोजर की मदद से किया जाता है। जीवन की प्रक्रिया में, एक व्यक्ति प्रतिदिन लगभग 1 किलो कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करता है। जब हम सांस लेते हैं, तो हमें ऑक्सीजन मिलती है, लेकिन इस समय एल्वियोली में कार्बन डाइऑक्साइड बनता है। इस बिंदु पर, एक विनिमय होता है: ऑक्सीजन रक्त में प्रवेश करती है, और कार्बन डाइऑक्साइड बाहर निकल जाती है।

अल्कोहल के उत्पादन के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन होता है। साथ ही, यह गैस नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और आर्गन के उत्पादन में एक उप-उत्पाद है। खाद्य उद्योग में कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग आवश्यक है, जहां कार्बन डाइऑक्साइड एक संरक्षक के रूप में कार्य करता है, और तरल के रूप में कार्बन डाइऑक्साइड अग्निशामक यंत्रों में निहित होता है।

चावल। 3. आग बुझाने का यंत्र।

हमने क्या सीखा?

कार्बन डाइऑक्साइड एक ऐसा पदार्थ है जो सामान्य परिस्थितियों में रंगहीन और गंधहीन होता है। इसके सामान्य नाम कार्बन डाइऑक्साइड के अलावा, इसे कार्बन मोनोऑक्साइड या कार्बन डाइऑक्साइड भी कहा जाता है।

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