Oznaczanie jakości węgla aktywnego wykorzystywanego do oczyszczania roztworów wodno-alkoholowych przesiewowych wódek

Wcześniej [1] przedstawiono wyniki badań oczyszczania przez adsorpcję z węglem aktywnym zanieczyszczeń alkoholem etylowym i stwierdzono, że oznaczenie adsorpcji aldehydu octowego i alkoholu izoamylowego nie może być metodą oznaczania jakości węgla.

Biorąc pod uwagę, że podstawą mechanizmu działania węgla aktywnego, który poprawia jakość roztworów wodno-alkoholowych, nie jest adsorpcja, ale procesy chemisorpcyjnej wymiany jonowej, zwróciliśmy się do badania sorpcji kwasów i zasad.

Metoda sorpcji jest ostatnio szeroko stosowana do absorpcji jonów z roztworów elektrolitów, jak również do rozdzielania ich złożonych mieszanin.

Sorpcja wymiany jonowej opiera się na reakcji chemicznej (wymianie jonowej) między sorbentem a elektrolitem w roztworze. Sorbent musi mieć grupy jonogenne zdolne do reakcji wymiany.

Artykuł E.V. Trostyanskaya, I.P. Losev, A.S. Tevlin [2] przedstawia przegląd najnowszych prac nad żywicami kationowymiennymi i elektrycznymi stosowanymi w różnych badaniach w różnych gałęziach przemysłu.

W przypadku sorpcji kationowymiennej sorbent musi mieć grupy kwasowe, których wodór można łatwo wymienić na kation elektrolitu obecny w roztworze.

Sorpcja substancji organicznych przebiega głównie przez rodzaj sorpcji molekularnej, z wyjątkiem przypadków, w których związek organiczny może tworzyć jony.

Sorpcja kwasów i zasad przez węgiel aktywny

Adsorpcja silnych elektrolitów różni się znacznie w mechanizmie od adsorpcji substancji o niskiej dysocjacji i nieelektrolitów. W tym przypadku lepiej jest mówić o procesie chemisorpcji.

Węgiel aktywny jako sorbent nieodwracalnie pochłania tlen, co tłumaczy się chemicznym oddziaływaniem tlenu z powierzchnią węgla.

Shilov i wsp. Uważają, że oddziaływanie tlenu z powierzchnią węgla aktywnego wytwarza trzy tlenki powierzchniowe węgla aktywnego w różnych warunkach. Zatem w zwykłej temperaturze i niskich ciśnieniach tworzy się tlenek, który ma charakter zasadowy, a gdy oddziałuje z wodą, ten tlenek stanowi podstawę.

Jony hydroksylowe, przechodzące z powierzchni węgla aktywnego do roztworu, są utrzymywane przez ładunki przeciwległej powierzchni, tworząc podwójną warstwę elektryczną.

Frumkin uważa, że ​​przy zwykłej temperaturze nie zachodzi chemiczne oddziaływanie tlenu z powierzchnią węgla i że węgiel, który jest w równowadze z tlenem, tworzy elektrodę tlenową.

Zaadsorbowany tlen wysyła jony O ”, które oddziałują z cząsteczkami wody. Jony OH - tworzą podwójną warstwę elektryczną.

Zdecydowaliśmy się porównać pojemność chemisorpcyjną świeżego i zużytego węgla, badając absorpcję kwasów i zasad.

Adsorpcja alkaliów i kwasów z węglem aktywnym

Badania adsorpcji kwasów i zasad wykazały, że węgiel aktywowany BAU ma niską zdolność adsorpcji w stosunku do zasad i znacznie wyższą w stosunku do kwasów.

Po dziesięciominutowym kontakcie próbki węgla aktywnego z roztworem sody kaustycznej ta sama adsorpcja alkaliczna zachodzi zarówno w świeżym, jak i zużytym węglu. Na przykład przy stężeniu alkaliów 100 mmol / l stężenie równowagi po adsorpcji zarówno świeżego, jak i zużytego węgla aktywnego stało się równe 81 mmol / l. Długotrwała adsorpcja (24 godziny) również nie wykazała różnic w absorpcji alkaliów przez świeży i zużyty węgiel aktywny.

Niska adsorpcyjność alkaliów drewna z węglem aktywnym (BAU) jest konsekwencją podstawowej natury powierzchni węgla.

Shilov i Lepine [3] wykazali, że dzięki zdolności sorpcyjnej kwasy nieorganiczne można ułożyć w następującym rzędzie:

Wielokrotnie ustalone przez nas badania wykazały, że świeży węgiel aktywowany adsorbuje kwasy (octowy, siarkowy i chlorowodorowy) znacznie lepiej niż zużyty i że kwasy te można ułożyć w następującej kolejności według aktywności adsorpcyjnej:

Wyniki badań przedstawiono na ryc. 1

Rys. 1. Izotermy adsorpcji ze świeżym i zużytym węglem aktywnym.

Dzięki tym samym badaniom ustalono, że dwudniowe oddziaływanie węgla aktywnego z wodą praktycznie nie zmniejsza jego zdolności do adsorbowania kwasów.

Badanie adsorpcji chlorku sodu wykazało prawie taką samą adsorpcyjność z węglem świeżym i zużytym.

Badania przeprowadzone przez nas w celu określenia zmian przewodności elektrycznej wody po mieszaniu z węglem wykazały zauważalną różnicę w przewodności elektrycznej roztworów wodnych po obróbce świeżym i zużytym węglem.

Tak więc, po 60 minutach mieszania 10 g świeżego węgla i 100 ml wody, przewodność właściwa roztworu wynosiła 1,4 x 10-3 om -1 - cm -1 i po wymieszaniu tej samej ilości zużytego węgla λ0 = 6,6 • 10 -5, tj. przewodność wody po wstrząsaniu zużytym węglem aktywnym jest około 400 razy mniejsza niż przewodność wody po mieszaniu świeżym węglem.

Po mieszaniu świeżym węglem przewodność elektryczna roztworów wodnych wzrasta wraz ze wzrostem zawartości węgla, a pH roztworów mieści się w zakresie 8–8,15. Przewodność elektryczna wodnych ekstraktów zużytego węgla aktywnego jest prawie niezmieniona od zmiany próbki węgla, a pH roztworów mieści się w granicach 5,9-6,4. Jak pokazują nasze pomiary, dodanie aldehydu octowego w zakresie 0,0025–0,01% nie wpływa na zmianę przewodności elektrycznej roztworów.

Zmiany przewodności elektrycznej nie zawsze są spowodowane stopniem alkaliczności medium, co prawdopodobnie wynika z przejścia do roztworu innych elektrolitów węgla.

Tak więc, przy alkaliczności 4,8 i 6,0 (liczba mililitrów 0,01 N kwasu, a następnie miareczkowanie 100 ml roztworu wskaźnikiem błękitem bromotymolowym), przewodność elektryczna λ о = 2,4 • 10 -4.

Przy neutralnej i słabo alkalicznej reakcji (pH 7–7,2) właściwa przewodność elektryczna mieści się w zakresie 1,0–1,3–10–4. Zatem określenie przewodności elektrycznej roztworów wodnych (po mieszaniu wody z węglem) może charakteryzować jakość węgla, ale ze względu na fakt, że nie tylko zasada, ale także różne elektrolity, których skład jest zmienny, przechodzi z węgla do roztworu; bardziej wiarygodne dla cech badanego węgla jest metoda miareczkowania roztworu.

Najlepszym wskaźnikiem dla tych definicji jest brometymnium, którego przejście koloru leży w zakresie pH 6-7,

Dowodem procesu wymiany jonowej jest, jak wskazuje B. Bauman [4], zmiana pH podczas przenoszenia żywicy jonowymiennej do roztworu soli. Dobrej jakości węgiel aktywowany powoduje również wzrost pH roztworów, co jest związane z procesem reakcji wymiany jonowej.

Nasze oznaczenie pH rodzajów i wódek wykazało, że węgle, które powodują reakcję alkaliczną podczas mieszania z wodą, również powodują wzrost pH roztworów wodno-alkoholowych po przepuszczeniu ich przez kolumnę węglową, tj. PH wódki musi być wyższe niż pH odpowiednich rodzajów; PH wódki metropolitalnej i 40% jest wyższe niż pH tego rodzaju, a wraz ze wzrostem alkaliczności wody po wymieszaniu z węglem aktywnym, różnica między pH tego rodzaju i wódki wzrasta (pH moskiewskiej wódki specjalnej prawie nie różni się od pH tego rodzaju, ponieważ jest przygotowywane wodorowęglan sodowy i kwas octowy, powodujące buforowanie roztworów wodno-alkoholowych).

Zatem definicja ΔpH, tj. Różnica w pH sortowania i wódki (z wyjątkiem moskiewskiej wódki), może być dodatkowym kryterium oceny jakości węgla.

Ponieważ węgiel aktywny działa, pH tego rodzaju zbliża się do pH wódki, a regenerowany węgiel nie spowoduje zmiany pH wódki.

Można założyć, że poprawa właściwości organoleptycznych roztworów wodno-alkoholowych po filtracji przez węgiel drzewny jest również związana z procesem chemisorpcji usuwania lub niszczenia niektórych substancji białkowych lub ich produktów hydrolizy, które mogą znajdować się w alkoholu w bardzo małych stężeniach.

Reakcja wymiany jonowej zachodzi najprawdopodobniej między tlenkami powierzchni węgla i aktywnymi grupami polarnymi substancji białkowych lub produktami ich hydrolizy.

R. Blok [5] szczegółowo omawia rozdział aminokwasów metodą chromatografii jonowymiennej. W tym samym artykule wskazano, że Thithermus, Klasson i inni przeprowadzili rozdział aromatycznych aminokwasów przy użyciu węgla aktywnego.

Obecność substancji białkowych lub produktów hydrolizy, na przykład prolamin (gliadin, hordein) w alkoholu, może być, jak wskazuje BM Chagin [6], nieprawidłowym działaniem wężownicy nagrzewnicy piwowarskiej lub konsekwencją ablacji cząstek parzenia z kolumny w epuracji i rozpryskach alkoholu zgodnie z płyty kolumn rektyfikacyjnych. B. M. Chagin [6] ustalił pozytywną reakcję na białko (w alkoholu) podczas przetwarzania pszenicy.

Doświadczenia wykazały, że niektóre roztwory wodno-alkoholowe przed filtracją przez węgiel dawały dodatnią reakcję na amoniak (z odczynnikiem Nesslera).

Po dodaniu roztworu nadmanganianu potasu w środowisku alkalicznym do roztworu woda-alkohol przed przejściem przez węgiel reakcja ta nie wystąpiła.

Zatem główny mechanizm działania węgla aktywowanego drewnem, który poprawia walory smakowe roztworów wodno-alkoholowych, można najprawdopodobniej wyjaśnić procesem wymiany jonowej między powłokami tlenkowymi na powierzchni węgla i zanieczyszczeniami w roztworach wodno-alkoholowych.

Proces wymiany jonowej, który zachodzi na powierzchni węgla aktywnego, można przedstawić za pomocą następującego równania:

—C - OH + MA = —C - A + MON (1)

Jeśli zanieczyszczenia w roztworze wodno-alkoholowym są produktami hydrolizy substancji białkowych, to powyższe równanie przybiera postać

-C - OH + R - COOH = -C - COOH (2)

W przypadku braku węgla aktywnego na powierzchni powłok tlenkowych typu:

węgiel nie będzie zdolny do reakcji wymiany jonowej, a zatem ekstrakt wodny nie będzie miał reakcji alkalicznej.

Reakcję alkaliczną ekstraktu wodnego można również wyjaśnić faktem, że wraz z reakcją wymiany jonowej, która zachodzi między aktywną powierzchnią węgla i zanieczyszczeniami wódki (na przykład azotowymi związkami pochodzenia białkowego), zachodzi proces wymiany jonowej między powłokami tlenkowymi węgla i solami rozpuszczonymi w wodzie roztwór alkoholu (w przygotowaniu do sortowania), co prowadzi również do powstania bazy.

Zatem proponowana metoda określania aktywności węgla jest zredukowana do oznaczania wolnych powłok tlenkowych węgla aktywnego

Na podstawie badań zaproponowano metodę oceny jakości węgla aktywnego wykorzystywanego do oczyszczania roztworów wodno-alkoholowych poprzez określenie stopnia alkaliczności wody po ekstrakcji badanego węgla.

Ustalono, że po mieszaniu zużytego węgla aktywnego z wodą, reakcja medium staje się obojętna lub lekko kwaśna. Dobrej jakości węgiel aktywny po zmieszaniu z wodą daje reakcję alkaliczną. Tak więc miarą jakości węgla używanego do czyszczenia może być stopień alkaliczności wody po mieszaniu go z węglem.

Ocenę jakości węgla przeprowadza się w następujący sposób.

Średnia próbka węgla aktywnego, pobrana z kolumny węglowej, jest lekko dociskana między arkuszami bibuły filtracyjnej, dokładnie mieszana, a 30 g badanego węgla waży się na skali technicznej.

Część węgla wytrząsa się ze 150 ml wody przez 10 minut na wytrząsarce lub ręcznie. Po zakończeniu mieszania węgiel jest filtrowany przez zwykły papier filtracyjny. Do 100 ml otrzymanego przesączu dodaje się pięć kropli błękitu brotymolowego (0,1 g na 100 ml 20% alkoholu) jako wskaźnika.

Jeśli filtrat jest kwaśny, roztwór staje się żółty. Po zalkalizowaniu roztwór staje się niebieski. 100 ml przesączu miareczkuje się 0,01 N roztworem kwasu siarkowego lub chlorowodorowego (wskaźnik - 5 kropli bromku metylu).

Węgiel powinien być regenerowany, jeśli mniej niż 0,2 ml 0,01 N roztworu kwasu zostanie zużyte do miareczkowania 100 ml filtratu, tj. Istnieje prawie neutralna reakcja podłoża.

Rys. 2. Aktywność węgla w ml roztworu kwasu 0,01 N. Linia przerywana pokazuje aktywność węgla po regeneracji.

Koniec miareczkowania jest określony przez przejście niebieskiego koloru roztworu na zielony ze słabym żółtym zabarwieniem (odnotowuje się moment przejścia koloru).

Jakość węgla poddawanego regeneracji określa się po przemyciu węgla przez sortowanie, tak zwaną „konserwację”.

Jak wykazały badania, jakość świeżego węgla należy określić w następujący sposób: 200 g świeżego węgla wylewa się na 1 litr wody destylowanej, po 2 godzinach wylewa się 1 litr wody i ponownie wylewa się węgiel. Po dwóch godzinach wlewu woda jest odprowadzana, a próbka węgla jest wyciskana, jak wskazano powyżej. W wagach technicznych 30 g badanego węgla waży się i wstrząsa 150 ml wody destylowanej. 100 ml przesączu miareczkuje się 0,01 N roztworem kwasu w obecności wskaźnika (5 kropli bromku metylu); do miareczkowania należy użyć co najmniej 2 ml roztworu kwasu 0,01 N.

Ocena jakości węgla aktywnego, zarówno świeżego, jak i kolumnowego, przeprowadzana jest na podstawie dwóch równoległych definicji.

W tabeli i na rys. 2 pokazuje wyniki sprawdzania jakości węgla z jednej z kolumn węglowych Moskiewskiej Gorzelni.

Ilość pominiętego sortowania w dkl

Zużycie 0,01 N kwasu na miareczkowanie w ml

Podręcznik chemika 21

Chemia i technologia chemiczna

Oddziaływanie węgla i gazu wodnego

Metodą BI-Gas (Rys. 3.31) węgiel i para wodna (lub pasta węglowa) rozdrobniona do 0,07 mm są doprowadzane do drugiego stopnia zgazowania - do górnej strefy 1 generatora gazu, gdzie wchodzą w kontakt z gorącym gazem syntezowym wznoszącym się od dołu części aparatu. Temperatura w drugim etapie wynosi 925 ° C. Gdy to nastąpi, uwodornienie części wprowadzonego paliwa. Nieprzereagowany węgiel (koks) jest przenoszony przez gazowe produkty reakcji przez górną dyszę, jest oddzielany od porwanych cząstek w odległym cyklonie i powraca do środkowej części 3 urządzenia (do pierwszego etapu zgazowania), gdzie jest całkowicie zgazowywany przez reakcję z parą i tlenem przy 1480 ° C. Popiół w stanie stopionym wpływa do zbiornika wody znajdującego się w dolnej części, [c.130]

Procesy w stopie są wariantem zgazowania węgla w trybie ablacji. W nich węgiel i czynnik zgazowujący są podawane na powierzchnię stopionych metali, żużli lub soli, które pełnią rolę nośników ciepła. Proces z roztopionym żelazem jest najbardziej obiecujący, ponieważ możliwe jest wykorzystanie wolnych mocy konwerterów tlenu w metalurgii żelaza dostępnych w wielu krajach [97]. W tym procesie generator gazu jest wydrążony, wyłożony materiałem ogniotrwałym, jednostką przekształcającą z kąpielą stopionego żelaza (temperatura 1400–1600 ° C). Pył węglowy zmieszany z tlenem i parą wodną jest dostarczany z góry urządzenia prostopadle do powierzchni roztopionego materiału z dużą prędkością. Strumień ten jakby wydmuchuje szlam powstający na powierzchni roztopionego materiału i miesza stopiony materiał, zwiększając powierzchnię jego kontaktu z węglem. Ze względu na wysoką temperaturę zgazowanie odbywa się bardzo szybko. Stopień konwersji węgla osiąga 98%, a sprawność cieplna wynosi 75–80%. Zakłada się, że żelazo odgrywa również rolę katalizatora do zgazowania. Gdy do stopu dodaje się wapno, to drugie oddziałuje z siarką węgla, tworząc siarczek wapnia, który jest usuwany w sposób ciągły wraz z żużlem. W rezultacie możliwe jest uwolnienie gazu syntezowego z siarki zawartej w węglu o 95%. Gaz syntezowy otrzymany w procesie topienia zawiera 677 ° (obj.) CO i 28% (obj.) Hg. Utrata żelaza, którą należy uzupełnić, wynosi 5-15 g / m gazu. [ok. 97]

Najbardziej podstawowym rozwiązaniem problemu ochrony basenu powietrza jest opracowanie nowych metod konwersji energii, które zapewniają nieszkodliwe emisje. Jedną z takich metod jest elektrochemia, która zapewnia bezpośrednią konwersję energii chemicznej paliwa na energię elektryczną. Proces konwersji energii odbywa się w ogniwach paliwowych (patrz xvi.). Gaz wstępny lub węgiel poddaje się obróbce, zwykle parą wodną, ​​która wytwarza gaz o wysokiej zawartości wodoru, który jest następnie podawany do ogniwa paliwowego. Ponieważ utleniacz i środek redukujący są przestrzennie rozdzielone w ogniwie paliwowym, ich bezpośrednie oddziaływanie nie występuje, dlatego [c.390]


Obecnie, w związku z redukcją zasobów gazu ziemnego i ropy naftowej, coraz częściej stosuje się produkty zgazowania węgla. Gdy ten proces jest przeprowadzany, węgiel oddziałuje w wysokich temperaturach z różnymi środkami utleniającymi przez powietrze, parę wodną i tlenek węgla (IV). W rezultacie powstają różne mieszaniny gazowe, które oprócz składników nieorganicznych zawierają metan i inne węglowodory. [c.349]

Ale w generatorach gazu można uzyskać bogaty gaz. Jeśli zamiast powietrza para wodna przepuszczana jest przez gorący węgiel, wówczas w wyniku oddziaływania węgla z nim powstaje wodór i tlenki węgla CO i CO2. Niezłożona część pary wodnej jest dodawana do innych produktów zgazowania i powstaje gaz wodny, składający się z wodoru, tlenków węgla i wody. [str.52]

Reakcje pary wodnej. Podczas odwodornienia butylenu w obecności pary wodnej węgiel utworzony na katalizatorze częściowo reaguje z parą wodną. [c.91]

Oddziaływanie pary wodnej z węglem. Węgiel powstały podczas rozkładu diwinylu zgodnie z reakcją (51) częściowo oddziałuje z parą wodną zgodnie z reakcją (52) i częściowo osadza się na katalizatorze. Ilość węgla, która reaguje z parą wodną, ​​można obliczyć na podstawie ilości wytworzonego CO2 i CO. Na podstawie tabeli danych. 23, ilości węgla reaktywnego określono w doświadczeniach o czasie trwania 1 h (Tabela 26). [c.111]

Skuteczne sposoby wykorzystania paliw stałych do produkcji produktów chemicznych i materiałów można również znaleźć pod wpływem promieniowania, poprzez oddziaływanie różnych substancji (gazów, pary wodnej, halogenków itp.) Z ultradrobnym pyłem węglowym w strumieniu plazmy, przez ekspozycję na koronę, powstającą przy bardzo wysokiej napięcie i częstotliwość w oczekiwaniu, że ostatecznie połączenie chemii i energii stworzy procesy, w których tylko węgiel, woda i powietrze będą surowcami. [c.15]

Reakcje pary wodnej. Podczas odwodornienia butylenu w obecności pary wodnej węgiel utworzony na katalizatorze częściowo reaguje z parą wodną. Uważa się [76], że następujące reakcje mają miejsce, gdy para wodna oddziałuje z węglem [c.19]

Oddziaływanie pary wodnej z węglem [10]. Węgiel powstały podczas rozkładu butadienu w reakcji (IV, 32) częściowo reaguje z parą wodną w reakcji (, 33) i jest częściowo osadzony na katalizatorze. Ilość węgla reagującego z [str.111]

W przypadku niskotemperaturowego utleniania węgla mechanizm sorpcji procesu całkowicie determinuje intensywność wypalania węgla, ilość i jakość otrzymanych produktów. Należy zauważyć, że koncepcja niskotemperaturowego utleniania paliwa węglowego jest bardzo dowolna. Mechanizm sorpcji oddziaływania z tlenem, nawet dla najmniej aktywnych węgli (grafit, węgiel elektrodowy, koks wysokotemperaturowy), przestaje mieć oczywisty efekt już w temperaturach 600–800 ° K, a proces staje się stabilny i stacjonarny. Jednocześnie w oddziaływaniu węgla z dwutlenkiem węgla lub parą wodną zjawiska sorpcji wywierają wpływ nawet w temperaturach 1000–1200 ° K. [c.144]


Więcej CO zawiera t. gaz wodny, składający się (w idealnym przypadku) z mieszaniny równych objętości CO i On i dający 2800 kcal / m podczas spalania. Gaz ten otrzymuje się przez wdmuchiwanie pary wodnej przez warstwę gorącego węgla, przy około 1000 ° C oddziaływanie zachodzi zgodnie z równaniem NaO + C + 31 kcal = CO + Na. Ponieważ reakcja tworzenia się gazu wodnego idzie w parze z absorpcją ciepła, węgiel jest stopniowo schładzany i aby utrzymać go w stanie gorącym, konieczne jest naprzemienne przenoszenie pary wodnej z przepływem powietrza (lub tlenu) do generatora gazu. Pod tym względem gaz wodny zawiera około CO - 44, Na - 45, COa - 5 i N3 - 6%. Jest szeroko stosowany do syntezy różnych związków organicznych. W tym numerze znajduje się artykuł przeglądowy. [c.513]

Tlenek węgla (II) ma ogromne znaczenie jako integralna część paliwa gazowego (powietrze, woda i gaz mieszany). Gaz powietrza wytwarza się przez wdmuchiwanie powietrza przez gorący węgiel. Proces ten jest przeprowadzany w wysokich piecach cylindrycznych, zwanych generatorami (rys. 67). Węgiel jest ładowany do generatora z góry, a powietrze jest dostarczane od dołu. W dolnej strefie generatora, w warunkach wysokiego ciągłego przepływu powietrza (tlenu), następuje całkowite utlenienie węgla C + 02 = C0g. Powstający w ten sposób CO2 podnosi się i, przechodząc przez gorące warstwy węgla, oddziałuje z ostatnim CO2 + C = 2C0. Tlenek węgla (II) wraz z azotem z powietrza opuszcza generator. Mieszanina tych gazów (CO i N2) w stosunku objętościowym 1 2 nazywana jest generatorem lub gazem powietrza. [c.354]

Mieszanina wodoru i tlenku węgla (gazu syntezowego) stosowana w reakcji oksoreakcji ma w przybliżeniu stosunek objętości stechiometryczny. Innymi słowy, jest podobny do gazu wodnego. Można to uzyskać przez oddziaływanie węgla (węgla lub koksu) z parą wodną zgodnie z równaniem [str.262]

W obu przypadkach, w wyniku ogrzewania, z drewna wydzielają się pary i gazowe produkty rozkładu (mieszanina pary i gazu), a resztki węgla drzewnego. Jeśli chcą zamienić drewno w paliwo gazowe, nie otrzymają węgla drzewnego, a dzięki jego oddziaływaniu z tlenem i parą o wysokiej temperaturze otrzymują palny gaz i ciepło do pirolizy drewna. Taki proces nazywany jest gazyfikacją, a powstająca mieszanina gazowo-parowa nazywana jest gazem syntezowym. [c.16]

Wodór jest jednym z najczęstszych elementów układu okresowego, jednak praktycznie nie występuje w wolnej postaci do produkcji wodoru, a specjalny złożony sprzęt jest konieczny. Zawartość (objętościowo) wodoru w powietrzu wynosi tylko 5–10% Jest oczywiste, że wydobywanie go z powietrza jest niepraktyczne. Głównymi źródłami produkcji wodoru są naturalne i powiązane gazy, ropa naftowa, węgiel i woda. Wodór jest produkowany z gazu ziemnego metodą konwersji katalitycznej (oddziaływanie metanu z parą wodną) [c.97]

Oddzielony gaz jest podawany w przeciwprądzie do ruchomego adsorbentu w sekcji adsorpcji przez specjalną płytę rozdzielczą. Dobrze zaadsorbowane składniki są pochłaniane, a lotne gazy są usuwane jako górny produkt, a część tego produktu jest wykorzystywana jako gaz nośny w systemie podnośnika gazowego. Węgiel jest dalej przemieszczany w dół odcinków rektyfikacyjnych, gdzie oddziałuje z ciężkimi składnikami uwalnianymi w sekcji odpędzania podczas tego wzbogacania interakcji zaadsorbowanej fazy z ciężkimi składnikami, wypierając mniej adsorbowane gazy (przez analogię z destylacją). W fazie gazowej gazy lotności pośredniej są zatężane, które jako druga frakcja są usuwane ze środkowej części sekcji destylacji. Ciężkie składniki uwalniane w sekcji odpędzania tworzą trzecią frakcję - produkt dolny, który jest odprowadzany w mieszaninie z parą wodną. Zaprojektowane instalacje [c.185]

Badania zgazowania węgla przy użyciu ciepła reaktora atomowego w zakładzie pilotażowym wykazały, że węgiel brunatny intensywnie oddziałuje z parą wodną w temperaturze 800–850 ° C, a węgiel w temperaturze prawie 100 ° C wyższej. [c.106]

Zgazowanie polega na przekształceniu organicznej części węgla kopalnego w gazy palne w wysokiej temperaturze (1000–2000 ° C) oddziaływań ze środkami utleniającymi (Oz, powietrze, para wodna, CO2). Jednocześnie węgiel jest prawie całkowicie przekształcany w generator i gazy wodne (stała pozostałość jest popiołem). Do zgazowania węgla brunatnego i produktu przetwarzania węgla - koks. [ok. 474]

Utlenianie acetylenu przy 400–410 ° 1) para wodna do aldehydu octowego, 2) para wodna do acetonu i dwutlenek węgla 3) oddziaływanie cząsteczki acetylenu z dwoma cząsteczkami acetonu Wolne żelazo, octan cynku i octan manganu Porowaty węgiel (200 g węgla z 35 g octanu cynk i 10 g octanu manganu) 112 [c.458]

Podobnie jak metale α, oddziałują z parą wodną i najbardziej elektrododatnią spośród niemetali, w szczególności węgla. Kiedy strumień pary wodnej przechodzi przez warstwę gorąca, jest prawie biały do ​​[ok. 1993]

Podobnie oddziaływanie CO2 z węglem w praktyce wytwarzania paliw gazowych odgrywa dużą rolę w reakcji tworzenia tak zwanego gazu wodnego, tj. Mieszanki palnej otrzymanej pod wpływem pary gorącej wody na węgiel. [str. 212]

Szybkość zgazowania zależy od reaktywności paliwa (tj. Jego zdolności do oddziaływania z czynnikiem zgazowującym - tlenu i pary wodnej), wielkości cząstek, zawartości wilgoci i popiołu itp. Węgiel drzewny, koks torfowy mają najwyższą reaktywność, a antracyt - najmniej.. [c.189]

W doświadczeniach z katalizatorami tlenku żelaza stwierdzono, że CO nie tylko redukuje tlenki żelaza, ale także rozkłada się na CO2 i C. Para wodna utlenia przede wszystkim węgiel, a nie metaliczne żelazo. Reuter i jego pracownicy proponują następujący schemat mechanizmu konwersji tlenku węgla z parą wodną: cząsteczki pary wodnej są adsorbowane na aktywnych miejscach katalizatora i doprowadzane do stanu reaktywnego w celu oddziaływania z uderzającymi cząsteczkami tlenku węgla. [c.162]

Równanie reakcji pokazuje, że ciepło jest absorbowane, gdy para wodna oddziałuje z węglem. W konsekwencji temperatura w piecu generatora podczas przenoszenia pary wodnej będzie się zmniejszać. Dlatego dostarczanie powietrza i pary wodnej do generatora zmienia się, w wyniku czego węgiel jest utrzymywany w stanie gorącym. Zwykły gaz generatora jest mieszaniną gazów powietrza i wody. Jeśli generator jest zasilany mieszaniną pary wodnej i tlenu, zanika naprzemienne dostarczanie pary i powietrza. Taki generator działa w sposób ciągły, a jednocześnie otrzymuje się gaz, który jest zbliżony do składu wody. [c.204]

Instalacja składa się z generatora gazu 2 i regeneratora tlenków 3. Drobnoziarnisty węgiel z zasobnika 1 i tlenek metalu z regeneratora 3 o temperaturze 1000-1050 ° jednocześnie docierają do generatora. Proces powstawania gazu jest spowodowany oddziaływaniem tlenu z tlenków metali i pary wodnej z węglem. Powstały gaz i woda nerazlozhennogo [str.52]

Do uzyskania związków organicznych zastosowano ogrzewanie i inne efekty aktywujące. Jednak takie próby zakończyły się niepowodzeniem. Przy oddziaływaniu ze sobą pierwiastki organogenne zwykle dawały najprostsze związki nieorganiczne i substancje powstałe w wyniku rozkładu związków organicznych - CO2, CO, H2O, NH3, NO2, H N. W wyniku niektórych doświadczeń otrzymano substancje podobne do organicznych. I. Ya. Bertselius zwrócił uwagę, że dzięki działaniu kwasu azotowego na węgiel otrzymuje się lepką substancję, zwaną z powodu zewnętrznego podobieństwa, sztuczną tanpiną, gdy żelazo rozpuszcza się w wodzie królewskiej, wytwarzając substancję przypominającą produkt wrzenia czarnej ziemi lub przez przepuszczenie mieszaniny metanu, etylenu i dwutlenku węgla przez ogrzewaną rurkę porcelanową, otrzymano łatwo sublimowaną substancję salopodobną o specyficznym zapachu. Jednak tych produktów nie można w pełni przypisać organicznej przyrodzie, a Berzelius rozważył je. powinny być sprawiedliwie umieszczone na granicy między substancjami organicznymi i nieorganicznymi [45, s. 12]. [str. 26]

W metodzie aktywacji surowego węgla w gazie parowym jako środki aktywujące stosuje się tlenek węgla, dwutlenek węgla, amoniak, parę wodną itp. Istotą procesu jest to, że oddziaływanie środka aktywującego z węglem ostatecznie prowadzi do zwiększenia dostępnej powierzchni aktywnej, wzrost całkowitej objętości porów i zmiana porowatości węgla. Najbardziej rozpowszechniona metoda aktywacji pary wodnej i mieszaniny dwutlenku węgla z parą wodną i tlenem. Ogrzewanie surowca w strumieniu pary wodnej lub mieszaniny gazów w temperaturze 800–900 ° C umożliwia uzyskanie węgla dobrej jakości. [c.14]

Zużyty węgiel z dna adsorbera,. nasycony kwasem siarkowym, wchodzi w desorpcję separacji. Tutaj ogrzewa się go do 380-450 ° C w strumieniu gazu obojętnego w wyniku oddziaływania kwasu siarkowego z węglem, CO2, parą wodną i 502 (10-15%), które mogą być użyte jako surowiec do wytwarzania kontaktowego kwasu siarkowego. Węgiel powraca do cyklu po oddzieleniu drobnych frakcji. [c.176]

Interakcja między cząsteczkami wody. Struktura faz koi-deisire. Cząsteczki V., mające średni moment dipolowy, silnie oddziaływujące. ze sobą i molekułami polarnymi dr in-in. Jednocześnie atomy wodoru mogą tworzyć wiązania wodorowe z atomami O, N, F, I, S itd. Niewielka ilość jest obecna w parze wodnej przy niskich wartościach ciśnienia i umiarkowanych ciśnieniach (około 1% w punkcie wrzenia i atm. ciśnienie) dimerów Â, (dla nich 15 kJ / mol), odległość między atomami tlenu wynosi 0,3 nm. W skraplaczach. W fazach każda cząsteczka V. tworzy cztery wiązania wodorowe, dwa jako donor protonów i dwa jako akceptor protonów. Średnia długość tych wiązań jest krystaliczna. modyfikacje lodu i hydraty krystaliczne ok. 0,28 nm. Kąt О - Н. O ma tendencję do 180 °. Cztery wiązania wodorowe cząsteczki V. są skierowane w przybliżeniu do wierzchołków czworościanu regularnego (rys. 2). [c.395]

W niskich temperaturach następuje powolne utlenianie węgla, w którym przeważają procesy sorpcji. Mechanizm sorpcji oddziaływania z tlenem, nawet dla najmniej aktywnych węgli (grafit, węgiel elektrodowy, koks wysokotemperaturowy), przestaje odgrywać rolę w temperaturach 600–800 K. (Zjawiska sorpcji oddziałują z dwutlenkiem węgla lub parą wodną, ​​a nawet w temperaturach 1000 —1200 K.) Wraz ze wzrostem aktywności chemicznej węgla i wzrostem egzotermicznego efektu reakcji, obserwuje się spadek wartości tych temperatur, po osiągnięciu którego znacznie zmniejsza się rola procesów sorpcyjnych. [str. 210]

Reakcje wyższych węglowodorów można sobie wyobrazić w następujący sposób: w wysokich temperaturach węglowodory te najpierw rozkładają się na węgiel, wodór i metan, po czym węgiel i metan oddziałują z parą wodną zgodnie z równaniami [c.303]

Podziemne zgazowanie węgla. Część pokładu węgla jest wyprofilowana przez grupę odwiertów w jednym z nich służy do wdmuchiwania gorącego powietrza, dzięki czemu zapala się węgiel w zbiorniku, a z innych odwiertów położonych od pierwszego w odległości 15-25 m powstające produkty zgazowania są zasysane. Pomiędzy wylotami i wylotami gazu zachodzą następujące procesy. W pobliżu otworu węglowego spala się, tworząc dwutlenek węgla CO. Ciepło uwalniane podczas spalania węgla porusza się wraz z gazami na stronę studzienek wylotowych gazu, w wyniku czego węgiel jest tam podgrzewany do wysokich temperatur. W tej strefie niepalny dwutlenek węgla powstający w strefie spalania jest redukowany do palnego tlenku węgla CO z powodu węgla gorącego paliwa C + C0d 2C0. Wilgoć zawarta w węglu jest przekształcana w parę wodną. W strefie redukcji podziemnego generatora gazu zachodzi również oddziaływanie pary wodnej z gorącym paliwem, w wyniku czego powstaje, oprócz tlenku węgla, wodór [str.292]

Piec pokazany na rys. 13, składa się z komory ogrzewanej na zewnątrz gazem generatorowym. Od bunkra przez gazoszczelną śluzę, okresowo co 4 godziny węgiel jest podawany do pieca. W tych samych odstępach czasu koks do wózka jest wyładowywany z komory za pomocą bramy hydraulicznej. Para wodna jest wtryskiwana do dolnej części komory, gdzie znajduje się gorący koks, oddziałując z koksem na gaz wodny Ilość wytwarzanego gazu wodnego jest kontrolowana przez ilość dostarczanej pary wodnej.Żywica jest odprowadzana do części pieca BepxHeii, gaz jest usuwany jeszcze wyżej. 41]

Więcej CO zawiera t. gaz wodny, który składa się (w idealnym przypadku) z mieszaniny równych objętości CO i Ng, co daje 2800 kkag / m podczas spalania. Gaz ten uzyskuje się przez wdmuchiwanie pary wodnej przez warstwę gorącego węgla, a około 1000 ° C oddziaływanie zachodzi zgodnie z równaniem H2O-1-C-1-Z1 / s / sal = C0 + H2 Ponieważ reakcja tworzenia się gazu wodnego jest endotermiczna, węgiel jest stopniowo chłodzony i utrzymując go w stanie gorącym, konieczne jest naprzemienne przenoszenie pary wodnej z transmisją powietrza, dlatego gaz wodny zawiera około 44% CO, 45% Hg, 5% CO2 i 6% N2. [c.279]

Oddzielne aktivayush i regeneracja antracytu. Aktywacja węgla następuje, gdy węgiel wypala się w środowisku pary wodnej. Praktycznie węgiel zaczyna wchodzić w interakcje z parą wodną, ​​dwutlenkiem węgla i ich mieszaniną w temperaturach powyżej 700 ° C, szybkość interakcji wzrasta wraz ze wzrostem temperatury. Tak więc, przy 800 ° C, strata węgla wynosi 12-19%, a przy 900 ° C, w tym samym czasie, stopień wypalenia węgla wzrasta o 2-2,5 razy. Jakość węgla aktywnego zmienia się odpowiednio. Dlatego węgiel aktywny otrzymuje się w 850–900 ° C, a wewnętrzna powierzchnia porów osiąga 750–800 m / g. [ok.151]

Patrz strony, na których wymieniono termin Węgiel i gaz wodny, interakcja: [c.303] [c.81] [c.284] [c.127] Lecture experiments in general chemistry (1950) - [c.272]

Oddziaływanie węgla z wodą

Reakcja węgla z parą wodną może następować w następujących reakcjach.

W wyniku reakcji (2.15) i (2.18) tworzy się faza gazowa składająca się z CO, CO2, H2 i H2O. W fazie gazowej takiej kompozycji gaz wodny będzie reagował

i reakcja między CO2 i stały węgiel

Reakcje (2.15) i (2.18) są endotermiczne. Zgodnie z zasadą Le Chateliera ze wzrostem temperatury w składzie równowagowej mieszaniny gazów, ilość pary wodnej zmniejszy się, a zawartość H2, CO i CO2 wzrośnie.

Ponieważ reakcje (2.15) i (2.18) przebiegają ze wzrostem objętości oddziałujących substancji, w stałej temperaturze, reakcje przebiegają w kierunku powstawania H2, CO i CO2 przyczyni się do obniżenia ciśnienia.

Jeśli równocześnie z reakcjami (2.15) i (2.18) zachodzi reakcja oddziaływania węgla z dwutlenkiem węgla i reakcja gazu wodnego, wówczas wzrost temperatury i spadek ciśnienia przyczynią się do wzrostu stosunku (% CO) / (% CO2) w mieszaninie równowagowej.

Tabela 2.3 zawiera informacje o wpływie temperatury na stałe równowagi reakcji (2.15) i (2.18)

Tabela 2.3 - Stałe równowagi reakcji (2.15) i (2.18) w różnych temperaturach

Z powyższych danych widać, że:

  1. W obszarze niskiej temperatury para wodna prawie nie oddziałuje z węglem.
  2. W temperaturach 400–1000 ° C obie reakcje są prawie całkowicie odwracalne, dlatego w składzie gazu równowagowego występują znaczne ilości pary wodnej.
  3. W wysokich temperaturach w obecności stałego węgla para wodna jest prawie całkowicie zużywana w wyniku reakcji (2.15) i (2.18).

W obszarze umiarkowanych temperatur, faza gazowa wynikająca z reakcji (2.15) i (2.18) zawiera znaczne ilości H2Och, CO, CO2 i H2. Równowagowy skład fazy gazowej jest określony przez reakcję gazu wodnego.

Reakcja gazu wodnego jest endotermiczna, dlatego wraz ze wzrostem temperatury, gaz równowagowy zawiera wzrost zawartości CO, co jest równoznaczne ze wzrostem ilości węgla zgazowanego przez reakcję (2.15). Gdy temperatura w równowagowej mieszaninie gazowej maleje, zawartość CO wzrasta.2, co odpowiada gazyfikacji węgla głównie przez reakcję (2.18).

W wysokich temperaturach reakcje endotermiczne gazu wodnego i oddziaływanie węgla z CO2 nieodwracalnie postępuje w kierunku powstawania CO. Sugeruje to, że w wysokich temperaturach zgazowanie węgla przebiega tylko przez reakcję (2.15).

Wodór: woda plus węgiel drzewny

Zasób e! Science News ucieszy wszystkich, którzy śledzą wiadomości z nauki, z wiadomością, że naukowcy znaleźli tani sposób na produkcję wodoru z bardzo zwykłej wody, w którą nasza Ziemia jest bogata. To klucz do szeroko dyskutowanej „gospodarki wodorowej”, w której wodór może stać się głównym paliwem. Dziś nie jest to możliwe, ponieważ produkcja wodoru jest dość skomplikowanym i kosztownym procesem.

Naukowcy donoszą, że będzie to wymagało wysokiej jakości węgla drzewnego lub węgla w innej formie. Raport z badania został opublikowany przez czasopismo naukowe Journal of Physical Chemistry C. Obecnie naukowcy zajmują się nie tylko poszukiwaniem nowych źródeł energii, ale także kwestiami tańszej energii. Ostatnio eksperci znaleźli zamiennik cennej platyny w ogniwach słonecznych.

Ikuko Akimoto i jego koledzy podkreślają, że tradycyjne metody rozszczepiania wody, które obejmują, jak wiadomo, wodór i tlen, wymagają stosowania drogich katalizatorów lub przechodzenia ładunku elektrycznego przez wodę. Niezbyt droga metoda wytwarzania wodoru zmniejszyłaby potrzebę cywilizacji w węglu, oleju i innych rodzajach paliw kopalnych.

Problem tkwi tylko w niedrogim katalizatorze. Na podstawie tych osiągnięć, które były dostępne dziesiątki lat temu, naukowcy postanowili sprawdzić ten wysokiej jakości proszek węglowy i proszek z węgla drzewnego. Te niedrogie i łatwo dostępne materiały umożliwiają oddzielenie zwykłej wody na wodór i tlen.

Grupa naukowców pod wodzą Akimoto przetestowała oba rodzaje proszku. Do wody dodano proszek węglowy i na tę kompozycję miały wpływ nanosekundowe impulsy laserowe. Podczas eksperymentu otrzymano wodór w temperaturze pokojowej. Nie były potrzebne ani drogie katalizatory, ani elektrody. Sukces tego eksperymentu pokazuje ludzkości niedrogą metodę wytwarzania węgla z wody w małych ilościach.

Nauka dzień po dniu nie przestaje zadziwiać. Niedawno pojawiła się wiadomość, że naukowcy stworzyli materiał na druty, które nie są nawet strasznym mrozem w temperaturze dwustu stopni Celsjusza.

Oddziaływanie węgla z wodą

K 2 CO 3 (potaż, w popiele roślin)

Na 2 CO 3 - soda, soda kalcynowana

Na 2 CO 3 x 10 H 2 O - soda krystaliczna

Wszystkie węglany są stałymi substancjami krystalicznymi. Większość z nich nie rozpuszcza się w wodzie. Wodorowęglany rozpuszczają się w wodzie.

Właściwości chemiczne soli kwasu węglowego:

Ogólne właściwości soli:

1) Wejdź w reakcje wymiany z innymi solami rozpuszczalnymi.

2) Rozkład węglowodorów po podgrzaniu

3) Rozkład nierozpuszczalnych węglanów po podgrzaniu

4) Węglany i wodorowęglany mogą zamienić się w siebie:

ZADANIA DLA MOCOWANIA

# 1. Uzupełnij równania wykonalnych reakcji chemicznych:

Węgiel i jego reakcje z tlenkami i nie tylko

Z jakimi związkami wiąże się węgiel

Udostępnij na Twitterze

Węgiel w postaci węgla drzewnego jest znany człowiekowi od czasów starożytnych. Gdzieś w połowie XVII wieku naukowcy wysunęli teorię, że wszystkie substancje składają się z pewnego pierwiastka chemicznego flogistonu, który znika w atmosferze podczas spalania. Ale ponieważ po węglu pozostaje dużo popiołu, chemicy sądzili, że ta substancja jest całkowicie płynna. Ale pod koniec XVIII wieku, a mianowicie w 1791 roku, naukowiec Tennant uzyskał szósty pierwiastek chemiczny - węgiel. Zrobił to za pomocą dość prostego eksperymentu: opary fosforu przepuszczano przez wcześniej ogrzaną kredę. W wyniku tej reakcji otrzymano fosforan wapnia i, odpowiednio, wolny węgiel.

Właściwości fizyczne „szóstego elementu”

Węgiel jest bardzo interesującą substancją, która nie ma analogów. Może mieć wiele zupełnie różnych modyfikacji alotropowych, które nie są podobne do siebie. Na przykład, czy wiesz, że węgiel, diament, karabin i grafit są jednym i tym samym pierwiastkiem chemicznym? W 1751 roku naukowcy odkryli, że diament pali się bez śladu przy silnym ogrzewaniu.

Cesarz niemiecki Franz I poświęcił klejnot, co zaskakujące, że jeden z najdroższych kamieni składa się z czystego węgla. Jest jednocześnie trwały i kruchy: diamentu nie można porysować, ale jeśli spadnie na marmurową podłogę, istnieje szansa, że ​​zostanie rozdrobniona. Guiton de Morvo starał się starannie spalić diament. W trakcie tego eksperymentu naukowiec utworzył grafit, a następnie - kwas węglowy.

Węgiel jest jedną z najczęstszych substancji w przyrodzie, ponieważ ten pierwiastek ma wiele związków organicznych, na przykład ten sam łupek olejowy. W ciele ludzkim „szósty element” odgrywa najważniejszą rolę i bierze udział w praktycznie wszystkich procesach życiowych. Naukowcy twierdzą, że średnio dwadzieścia jeden procent ludzi składa się z węgla. Warto również zauważyć, że jest to jeden z głównych uczestników cyklu tlenowego w przyrodzie. Wydychamy dwutlenek węgla lub dwutlenek węgla, który aktywnie uczestniczy w fotosyntezie.

Węgiel i chemia

Jeśli mówimy o aktywności chemicznej rozważanego pierwiastka, to węgiel cząsteczkowy wykazuje raczej niską aktywność, ponieważ substancja ma konfigurację stałą. Ale nadal jest możliwe, aby ten element reagował, a jego wartościowość będzie „+2”, „+4”, „-4”.

Istnieją czynniki, które określają, czy pierwiastek chemiczny zareaguje:

  • początkowa modyfikacja alotropowa;
  • temperatura, w której odbędzie się eksperyment chemiczny;
  • dyspersja węgla.

W zależności od tego rozważana substancja będzie reagować z metalami, niemetalami, a także z tlenkami metali i ich solami. Mówiąc o węglu w czystej postaci, oznacza węgiel cząsteczkowy o wzorze „C” bez żadnej indeksacji. Alotropowa modyfikacja węgla - grafitu - metalami alkalicznymi i halogenami może tworzyć inkluzje lub klatraty. Najważniejsze jest to, że cząsteczki gościa są włączone do molekularnej sieci macierzystej.

Wolny węgiel jest powszechnym czynnikiem redukującym. Jeśli węgiel jest w nadmiarze, zostanie utleniony przez tlen, co spowoduje powstanie dwutlenku węgla:

Dwutlenek węgla jest bezbarwnym gazem, cięższym od powietrza. Łatwo reaguje z wodą, w wyniku czego powstaje kwas węglowy H₂CO₃. Z niego z kolei tworzą węglany - sole i estry kwasu węglowego. Najczęstszym węglanem w naturze jest węglan wapnia (marmur, kreda), który składa się z anionu kwasu węglowego i kationu wapnia. Aby lepiej zbadać właściwości dwutlenku węgla, zalecamy przeprowadzenie eksperymentów w gospodzie.

Gdy węgiel jest ogrzewany dwutlenkiem węgla, powstaje tlenek węgla:

CO jest bezbarwnym trującym gazem, który może zostać zatruty. Powstaje na przykład w przypadku pożaru.

Reakcje węgla z tlenkami metali

Tlenki metali są związkami tlenu z metalami, w których stan utlenienia tlenu wynosi „-2”. Węgiel jest w stanie reagować z tlenkami, redukując tym samym metale. Rozważ reakcję redukcji z tlenkiem żelaza:

2Fe2O3 + 3CO = 4Fe + 3CO₂

To samo dzieje się z kadmem, ołowiem i miedzią. Dlatego węgiel jest aktywnie wykorzystywany w przemyśle metalurgicznym.

Warto jednak zauważyć, że przy tlenkach metali alkalicznych (na przykład aluminium) węgiel nie wchodzi w reakcję redukcyjną, ale tworzy węgliki. Okazuje się, że aktywne metale wykazują swoje właściwości redukujące bardziej niż węgiel.

Rozważ inne reakcje chemiczne.

Węgiel nie reaguje z azotem i fosforem, ale dobrze reaguje z siarką:

Jeśli para wodna przepuszczana jest przez gorący węgiel drzewny, wówczas reakcja chemiczna wytwarza wodór i tlenek węgla:

Węgiel oddziałuje ze stężonymi mocnymi kwasami, na przykład z siarką i azotem. Reakcja wymaga ogrzewania:

Film „Lista węgla złożonego ze związków węgla” Lista doświadczeń Doświadczenie 1 Spalanie węgla w stopie Doświadczenie azotanu potasu 2 Otrzymanie tlenku węgla (iv) w aparacie Kipp

Wideo „Carbon. Związki węgla

Doświadczenie 1. Spalanie węgla w stopie azotanu potasu.

Doświadczenie 2. Otrzymywanie tlenku węgla (IV) w aparacie Kipp

Doświadczenie 3. Gaszenie płomienia tlenkiem węgla (IV)

Doświadczenie 4. Interakcja tlenku węgla (IV) z wodą

Doświadczenie 5. Interakcja tlenku węgla (IV) z wodorotlenkiem wapnia

Doświadczenie 6. Hydroliza soli kwasu węglowego

Doświadczenie 1. Spalanie węgla w stopie azotanu potasu

Cel: wprowadzenie redukujących właściwości węgla.

Cel: obserwacja oddziaływania węgla ze stopem azotanu potasu.

Niezbędny sprzęt i przybory: porcelanowy kubek, porcelanowy kubek z piaskiem, szczypce, statyw z pierścieniem, szpatułka, pęseta, lampa spirytusowa, zapałki.

Wymagane odczynniki: krystaliczny azotan potasu KNO3, węgiel drzewny C.

Opis procedury wykonywania eksperymentu:

wlać azotan potasu do porcelanowego naczynia;

postawić kubek na pierścieniu statywu i stopić sól za pomocą lampy spirytusowej;

wkładamy kubek do porcelanowego kubka z piaskiem;

bierzemy kawałek węgla za pomocą kleszczy, zapalamy go i obniżamy do stopionego azotanu;

Obserwujemy oddziaływanie energetyczne węgla ze stopem azotanu potasu;

w wyniku oddziaływania węgla i azotanu potasu powstaje tlenek węgla (IV) i azotyn potasu (pokazują wydzielanie gazu za pomocą strzałek):

C + 2KNO3 = CO2 + 2KNO2 (równanie w ramce).

Wniosek: węgiel, gdy wchodzi w interakcje ze środkami utleniającymi, wykazuje właściwości redukujące.

Cel: uzyskanie metody laboratoryjnej gazowego tlenku węgla (IV).

Cel: uzyskanie tlenku węgla (IV) w wyniku oddziaływania marmuru i rozcieńczonego kwasu solnego w aparacie Kipp.

Niezbędny sprzęt i przybory: aparat Kipp, kolba Tishchenko, forma, cylinder, szklana płyta, rurka spalin, gumowe rurki, latarka, zapałki.

Potrzebne odczynniki: rozdrobniony marmur (węglan wapnia) CaCO3, rozcieńczony kwas solny (1: 1) HCl, stężony kwas siarkowy H2TAK4.

Opis procedury wykonywania eksperymentu:

urządzenie do produkcji gazów zostało wynalezione w 1853 r. przez holenderskiego chemika Petera Jacoba Kippa;

urządzenie służy do wytwarzania gazów. Urządzenie składa się z trzech połączonych zbiorników. Dolna część urządzenia składa się z szerokiego zbiornika, nad nim znajduje się kuliste rozszerzenie, mające rurkę do usuwania gazu, górna część urządzenia to lejek w kształcie gruszki. Górna część urządzenia jest wkładana w dolną część przez gardziel kulistego rozszerzenia. W tym miejscu górna część aparatu Kippa jest zmielona na niższą;

pre-machine Kipp przygotowany na dwutlenek węgla. W tym celu marmur umieszczono w kulistym przedłużeniu i aparat napełniono kwasem solnym. Aparat zamknięto lejkiem bezpieczeństwa wypełnionym niewielką ilością wody;

butelkę Tiszczenki wypełnioną stężonym kwasem siarkowym w celu wysuszenia gazu;

przygotować cylinder do zbierania gazu: wlać wodę do formy, napełnić cylinder wodą i wrzucić go do formy;

otworzyć zawór, rozpoczyna uwalnianie dwutlenku węgla w wyniku oddziaływania węglanu wapnia i kwasu solnego:

tlenek węgla (IV) zbiera się w cylindrze metodą wypierania wody;

po napełnieniu butli gazem, zamknij ją pod wodą szklaną płytką i wyjmij z kubka;

obróć cylinder, zapal drzazgę, przesuń płytkę i włóż drzazgę do cylindra;

gaśnie latarka: tlenek węgla (IV) nie podtrzymuje spalania.

Wniosek: w wyniku oddziaływania węglanu wapnia i kwasu solnego otrzymano tlenek węgla (IV).

Cel: Rozważenie niektórych właściwości tlenku węgla (IV).

Cel: zapoznanie się ze zdolnością tlenku węgla do nie wspierania spalania.

Niezbędny sprzęt i przybory: aparatura Kipp, kolba Tishchenko, rurka parowa, gumowe rurki, zlewka 600 ml, świece.

Wymagane odczynniki: tlenek węgla (IV) CO2.

Opis procedury wykonywania eksperymentu:

umieść świece w szklance na różnych wysokościach;

obniżamy rurę parową z aparatu Kippa do szklanki z płonącymi świecami;

dwutlenek węgla wypełnia szklankę, stopniowo wypierając powietrze, ponieważ jest półtora razy cięższy od powietrza;

płonące świece gasną, gdy szkło jest wypełnione dwutlenkiem węgla;

tylko jedna świeca wystaje poza obrzeże szkła.

Wniosek: tlenek węgla (IV) jest gazem, który nie wspiera spalania.

Doświadczenie 4. Interakcja tlenku węgla (IV) z wodą

Cel: Rozważenie niektórych właściwości tlenku węgla (IV).

Cel: obserwacja interakcji tlenku węgla (IV) z wodą.

Niezbędny sprzęt i przybory: aparatura Kipp, kolba Tishchenko, rurka parowa, gumowe rurki, zlewka 150 ml, uniwersalny wskaźnik.

Wymagane odczynniki: tlenek węgla (IV) CO2, woda destylowana, uniwersalny wskaźnik.

Opis procedury wykonywania eksperymentu:

wlać wodę do szklanki;

przy użyciu uniwersalnego wskaźnika określamy pH roztworu, wartość pH wody destylowanej wynosi 6;

przepuszczamy strumień dwutlenku węgla przez wodę;

ponownie używając uniwersalnego wskaźnika do określenia pH roztworu. Kolor wskaźnika zmienił się, pH wynosi 4;

gdy tlenek węgla (IV) rozpuszcza się w wodzie, powstaje kwas węglowy:

podczas dysocjacji kwasu węglowego tworzą się jony wodoru, które nadają roztworowi kwaśne środowisko:

Wniosek: tlenek węgla (IV) jest tlenkiem kwasowym, po rozpuszczeniu w wodzie powstaje kwas węglowy.

Doświadczenie 5. Interakcja tlenku węgla (IV) z wodorotlenkiem wapnia

Cel: Rozważenie niektórych właściwości tlenku węgla (IV).

Cel: obserwacja interakcji tlenku węgla (IV) z wodorotlenkiem wapnia.

Niezbędny sprzęt i przybory: aparat Kipp, dwie kolby Tishchenko, rurka parowa, gumowe rurki, zlewki 250 ml (3 szt.), Elektryczne palniki, siatka azbestowa.

Wymagane odczynniki: tlenek węgla (IV) CO2, nasycony roztwór wodorotlenku wapnia (woda wapienna) Ca (OH)2.

Opis procedury wykonywania eksperymentu:

włóż wodę wapienną do szkła;

przekazujemy tlenek węgla (IV) z aparatu Kipp przez wodę wapienną;

obserwować powstawanie białego mętnego węglanu wapnia:

Nadal przekazujemy gaz z aparatu Kipp do powstałej zawiesiny, aż zmętnienie się rozpuści i powstanie wodorowęglan wapnia:

powstały roztwór wodorowęglanu wapnia dzieli się na dwie części;

Do roztworu w pierwszej szklance dodać trochę wody wapiennej aż do wystąpienia opadów:

druga zlewka z roztworem jest ogrzewana w celu wytrącenia węglanu wapnia:

Wniosek: tlenek węgla (IV) jest kwaśnym tlenkiem, który reaguje z wodorotlenkiem wapnia, tworząc węglan i wodorowęglan wapnia.

Doświadczenie 6. Hydroliza soli kwasu węglowego

Cel: Zapoznanie się z reakcjami hydrolizy soli kwasu węglowego.

Cel: obserwacja reakcji hydrolizy węglanu i wodorowęglanu sodu.

Niezbędny sprzęt i przybory: szalki Petriego (2 szt.), Referencyjna skala pH, uniwersalny wskaźnik, pałeczki szklane.

Wymagane odczynniki: wodne roztwory węglanu sodu Na2CO3 (C = 0,1 mol / l) i wodorowęglan sodu NaHCO3 (C = 0,1 mol / l).

Opis procedury wykonywania eksperymentu:

wlać roztwór węglanu sodu do pierwszego kubka;

w drugim - roztwór wodorowęglanu sodu;

w każdym kubku obniżamy pasek uniwersalnego wskaźnika;

porównaj kolor wskaźnika z referencyjną skalą pH;

roztwór węglanu sodu ma środowisko alkaliczne (pH = 12), w roztworze wodnym węglan sodu ulega hydrolizie według anionu:

CO3 2- + H2O so hso3 - + OH - (równanie w ramce);

roztwór wodorowęglanu sodu ma również środowisko alkaliczne, chociaż jego podstawowe właściwości są mniej wyraźne niż właściwości węglanu sodu, pH roztworu wynosi 8;

w roztworze wodorowęglanu sodu zachodzą dwa konkurencyjne procesy: hydroliza jonu wodorowęglanowego:

i dysocjacja jonu wodorowęglanowego:

NSO3 - ⇄ CO3 2- + H + (równanie w ramce);

reakcja hydrolizy przebiega w większym stopniu, dlatego roztwór wodorowęglanu sodu wykazuje właściwości zasadowe.

Wniosek: w serii soli kwasu węglowego Na2CO3 - Panso3 stopień hydrolizy jest zmniejszony.