Тема 16. Углерод

Для приобретения и закрепления знаний на основе самостоятельной работы выделяются такие вопросы, которые могут быть рассмотрены учащимися при незначительной помощи учителя. Например, по теме Углерод и кремний самостоятельные работы можно организовать при изучении особенностей строения атомов углерода и кремния, характера связей в образуемых углеродом соединениях, состава этих соединений, свойств аллотропных видоизменений углерода, адсорбции, химических свойств углерода, свойств оксидов углерода, химических превращений угольной кислоты и ее солей, строения, свойств кремния и его соединений, коллоидных растворов, [c.129]

IX —в связи с ознакомлением с темой Углерод и кремний . [c.239]

Особенно большое число самых разнообразных молекулярных соединений дают такие элементы, как углерод. Обладая четырьмя валентными связями, углерод легко дает соединения с элементами первой группы, особенно с водородом Н, а также с Са, Ва и др. Вместе с тем углерод легко вступает в соединения с элементами последующих четырех групп, например N. Р, О, 8, а также с металлами, давая различные карбиды. [c.268]

При повторении темы Углерод стоит обратить внимание не только на аллотропные модификации, но и на химические свойства простого вещества. Образование карбидов кальция и алюминия и их реакции с водой являются переходным мостиком в большинстве цепочек, предлагающих получить какие-либо органические вещества из неорганических. Стоит сопоставить свойства оксидов углерода (II) и (IV). Важно помнить, что угольная кислота существует только в растворе и только в диссоциированном виде. Помните, что раствор углекислого газа в воде (обычная газировка) не окрашивает лакмусовую бумажку в красный цвет. Часто встречаются задачи, в которых изюминка кроется в различных растворимостях карбонатов и гидрокарбонатов, во взаимных превращениях карбонатов и гидрокарбонатов, в термическом разложении некоторых карбонатов и гидрокарбонатов. [c.116]

К числу реакций алкилирования следует отнести реакцию алкоголиза эпоксидного кольца. Если с углеродом эпоксидной группировки связана трифторметильная группа, то при алкого-лизе, катализируемом кислотой или щелочью, всегда расщепляется связь между кислородом и тем углеродом, который более удален от трифторметильной группы [467] [c.214]

Вант-Гофф впервые стал известен в ученом мире благодаря открытию тетраэдрического атома углерода (см. гл. 7), однако впоследствии он занялся физической химией и стал крупнейшим (после Оствальда) авторитетом в этой области химии. Вант-Гофф занимался, в частности, изучением растворов. К 1886 г. ему удалось показать, что поведение молекул растворенных веществ, беспорядочно перемещающихся в массе жидкости, в которой они растворены, описывается примерно теми же правилами, что и поведение газов. [c.116]

И тем не менее в 60-х годах прошлого века ирландский химик Томас Эндрюс (1813—1885), изучавший диоксид углерода, сумел, меняя только давление, сжижить этот газ. Медленно повышая температуру, он установил, как при этом необходимо повышать давление, чтобы сохранить диоксид углерода в жидком состоянии. Выяснилось, что при температуре ЗГС любое давление оказывается недостаточным. При этой температуре газообразная и жидкая фазы фактически, если так можно выразиться, сплавлены вместе и поэтому неразделимы. Эндрюс предположил (в 1869 г.), что для каждого газа существует критическая температура и что при температуре выше критической сжижить газ не удастся даже при очень высоких давлениях. Следовательно, постоянные газы — это просто-напросто газы, критические температуры которых гораздо ниже температур, достижимых в лабораторных условиях. [c.121]

Метиловый спирт отличается от метана только тем, чТо один атом водорода в его молекуле соединен не непосредственно с углеродом, а через кислород, это сочетание О—Н называется гидроксильной группой. Но как от этого лишнего атома кислорода меняются свойства вещества [c.85]

В организмах животных в виде жиров сохраняется запас энергии. Молекула жира может дать вдвое больше энергии, чем молекула крахмала такого же размера. Объясняется это тем, что в молекуле жира все атомы водорода присоединены к атомам углерода. Процесс выработки энергии в организме состоит в том, что связи между водородом и углеродом разрываются, и атомы водорода соединяются с кислородом. В молекуле же крахмала почти половина атомов водорода уже соединена с атомами кислорода, и из этой связи никакой энергии извлечь нельзя. (Правда, крахмал перерабатывается организмом легче, чем жиры, так что и у него есть свои преимущества.) [c.198]

Процесс, при котором образуются более высоко кипящие продукты, чем исходное сырье, можно рассматривать как результат вторичных реакций при крекинге. В результате этих вторичных реакций по большей части и идет образование кокса. Образование кокса при крекинге в общем тем больше, чем тяжелее исходное сырье. Это связано с повышенным содержанием ароматических углеводородов в сырье и, следовательно, с его обеднением водородом, что ведет к образованию высококонденсированных, не растворимых в углеводородах веществ. Кокс не является чистым углеродом — оп содержит еще некоторое количество водорода и летучих соединений. С другой стороны, крекинг идет тем труднее, чем ниже пределы выкипания фракций. Поэтому, если очень широкая фракция подвергается крекингу в условиях, обеспечивающих расщепление ее наиболее низкомолекулярной части, то одновременно более высококинящая часть ее, расщепляясь, дает много кокса. Чтобы этого избежать, необходимо крекинг-сырье предварительно разделять на фракции, кипящие в относительно узких пределах, и каждую из фракций подвергать крекингу в наиболее подходящих для нее условиях (селективный крекинг). [c.38]

Собственно реакция протекает в многократно изогнутой трубке 6. При этом необходимо обеспечить образование однородной смеси реагирующих компонентов с тем, чтобы предотвратить возникновение пламени и связанное с этим выделение элементарного углерода (сажи) в результате местного повышения концентрации хлора в смеси. [c.161]

Как уже упоминалось (см. стр. 271), нитропарафины в щелочной среде моментально реагируют с хлором или бромом с образованием галоиднитросоединений, в которых атом галоида связан с тем же атомом углерода, что и нитрогруппа. [c.339]

Повышение тем.пературы реакции выше 20°, например до 50°, невыгодно, с одной стороны, из-за уменьшающейся растворимости газообразного парафинового углеводорода в четыреххлористом углероде, а с другой — вследствие наступающего в этих условиях повышенного образования хлористых алкилов. [c.393]

Из числа относящихся сюда углеводородов — метан,а, этана, пропана, н-бутана и изобутана — метан в описанных здесь условиях практически не реагирует. Это, несомненно, объясняется отчасти малой растворимостью метана в четыреххлористом углероде, отчасти же тем, что метан является из них наиболее инертным по отнощению к реакциям замещения, ка к это видно также лри нитровании и хлорировании. Не дали положительных результатов также попытки повысить растворимость метана в четыреххлористом углероде снижением температуры до —5° с тем, чтобы таким путем обеспечить увеличение выходов при сульфохлорировании. [c.394]

Из результатов различных опубликованных исследований можно сделать следующие выводы. Чем выше давление при окислении, тем выше выходы спиртов и тем ниже выходы альдегидов и органических кислот. Высокие объемные скорости реагирующих газов благоприятствуют получению спиртов с более длинной цепью, а низкие скорости способствуют образованию низкомолекулярных спиртов и кислот, воды и двуокиси углерода. Повышение температуры влияет почти так же, как и уменьшение объемных скоростей. [c.436]

Они нашли, что парафиновые углеводороды с третичным атомом углерода, например изобутан, уже прн 160 гладко окисляются в присутствии бромистого водорода, давая трег-бутилгидроперекись с выходом 75%. Для окисления вторичных атомов углерода требуется 190°, а для первичных — 220°. При этом из пропана получают с 75%-ным выходом ацетон, а из этана получают с тем же выходом уксусную кислоту. [c.440]

Если этот атом углерода связан одновременно с метиленовой и ме-ти.яьной группами, то олефина с концевой двойной связью получается 33%, а со связью, смещенной в сторону центра молекулы,— 67%. Следовательно, дегидратация н-спиртов подчиняется тем же закономерностям, что и дегидрохлорирование хлористых алкилов [c.564]

Теплота сгорания топлива зависит от соотношения углерода и водорода в молекулах индивидуальных углеводородов. Чем больше в топливе содержится водорода, тем выше теплота сгорания. Наибольшую массовую теплоту сгорания имеют парафиновые углево- [c.21]

На рис. 47 показана зависимость критической энергии воспламенения от химического состава топлива. Чем больше атомов углерода в молекуле топлива, тем более широкие пределы воспламенения оно имеет при меньшей критической энергии. [c.76]

Источником тепла всех современных атомных энергетических установок является ядерный реактор — устройство, в котором протекает самоподдерживающаяся управляемая ядерная реакция. Ядерное горючее уран применяется в виде стержней, называемых тепловыделяющими элементами. Та часть реактора, в которой размещается уран и протекает реакция деления, называется активной зоной. Вокруг нее обычно располагается отражатель нейтронов. Назначение отражателя состоит в том, чтобы вернуть в активную зону реактора возможно большее количество вылетающих из нее нейтронов. В качестве отражателей применяются легкие металлы, углерод (в виде графита), обычный и тяжелый водород. Реактор должен иметь надежную защиту с тем, чтобы выделяющиеся в активной зоне излучения не проникали за пределы реакторов. [c.96]

Наименьшей детонационной стойкостью обладают алканы нормального строения, наивысшей — ароматические углеводороды. ДС цикланов выше, чем у алканов, но ниже, чем у аренов с тем же числом атомов углерода в молекуле. [c.106]

Вместе с тем углерод в отличие от азота и кислорода легко дает гибридизацию S/J , т. е. способен дать четыре особо упрочненные одиночные связи это объясняет существование прочных цепей, циклов и более сложных структурных скелетов, составленных из углеродных атомов, в отличие от низкой способности к цепеобразованию, присущей азоту и кислороду. Скелеты из углеродных атомов при этом стабилизуются еще и образованием двух добаиочных боковых связей с атомами водорода [c.358]

Они ЯВЛЯЮТСЯ вторым источником получения газообразных парафиновых углеводородов в процессе гидрогенизации углей. Особо следует отметить, что богатые газы жидкофазноГ ступени содержат весьма большое количество сероводорода. Это можно объяснить тем, что практически вся сера, содержащаяся в буром угле в виде органических сернистых соединений, подвергается гидрированию. Наряду с сероводородом в газах содержатся также небольшие количества сероокиси углерода OS и меркаптанов. Помимо газов иэ приемника продуктов угольного блока (источник 3 на схеме не обозначен), богатый газ образуется также при последующей дистилляции угольного гидрюра (источник 4). [c.37]

Разрйботка катализа на основе смесей окиси углерода и водорода технически представляла собой значительное достижение. Значение его выявилось полностью после того, как были разработаны методы дальнейшей химической переработки высокомолекулярных и низкомолекулярных парафинов. Богатые углеводородами смеси, получаемые из нефти, представляют собой значительно менее благоприятное сырье для переработки теми же методами, которые используются для переработки продуктов синтеза Фишера — Тропша. Причины этого будут приведены ниже. [c.74]

Тем не менее средняя картина получается примерно одинаковой. Метаноо бразование, которое при синтезе Фишера—Тропша является крайне нежелательным, составляет при синтезе под нормальным давлением 14—15%, считая на суммарные продукты синтеза. В метан переходит 10—11% превращенной окиси углерода. Количество получающихся при синтезе под нормальным давлением жидких и твердых продуктов в расчете на 1 нм смеси С0 + 2Нг равно 122—123 г. Фактические данные работы двух германских заводов синтеза показаны в табл. 26. [c.101]

При 375° полихлорпентан уже отсутствует, а содержание октахлор-циклопентена составляет лишь около 25%. При 400° выход четыреххлористого углерода и гексахлорэтаиа достигает 89% от теоретического, наряду с этим образуется 10% октахлорциклопентена. При 450— 500° количество октахлорциклопентена в продуктах реакции снова увеличивается это, вероятно, объясняется тем, что при высоких температурах концентрация хлора в жидкой фазе падает. [c.190]

Установлено, что если не стремятся специально получить насыщенные продукты, то хлорирование парафиновых углеводородов, как и их хлоролиз, целесообразно проводить под повышенным давлением. Хлоролизом высокохлорированного пропана при нормальном давлении возможно получать с хорошими выходами четыреххлористый углерод и тетрахлорэтилен, которые являются ценными растворителями. Равным о бразом хлоролизом высокохлорированных пе нтана и гексана можно получать с высоким выходом весьма важный в настоящее время гексахлорциклопентадиен — продукт для синтеза чрезвычайно активного инсектисида хлордана. Тем л<е способом—хлоролизом полихлор-бутана при нормальном давлении — молено также получать гексахлорбутадиен с выходом не менее 75% [101]. [c.191]

Нитропарафины образуют ациформу путем мипрации водорода, связаиного с тем же атомом углерода, что и нитрогруппа заметное влияние на подвижность данного атома водорода оказывает нитрогруппа. То же самое проявляется также при действии нитропарафинов на азотистую кислоту и соединения, содержащее галогены или оксо-группы. [c.270]

Пр И реакции десульфирования не происходит миграции атодаов слора, и хлор вновь образованного хлористого алкила оказывается связанным с тем же атомом углерода, у которого раньше находилась сульфохлоридная группа [47]. [c.386]

Чем длиннее углеродная цепь парафинового углеводорода, тем позднее начинается образование сульфурилхлорида. Образование сульфурилхлорида у гексана (по Кропелину с сотрудниками) [7] наступает лишь после введения 2 молей хлора и двуокиси серы и при продолжении олыта все время возрастает пока, наконец, весь хлор не будет израсходован. У высокомолекулярных парафиновых углеводородов также образуется сульфурилхлорид, если реакция длится до тех пор, пока почти каждый третий атом углерода не ваместится, что совпадает с упомянутым выше явлением при сульфохлорировании пропана, содержащего в молекуле 3 атома углерода. [c.391]

Работы по окислению парафинов в Германии были направлен1з1 главным образом на создание методов окисления высших представителей насыщенных углеводородов, содержащих 20—25 атомов углерода. Если окисление этой группы предельных углеводородов проводить должным образом, получают жирные кислоты различного молекулярного веса, начиная практически с муравьиной кислоты и кончая кислотами с тем же числом атомов углерода, что и у исходного парафина. [c.432]

Исследуя кислоты, полученные при окислении парафиновых углеводородов изостроения, можно составить представление о пунктах окислительной атаки кислорода. Последний действует преимущественно на точку разветвления, иначе говоря, на третичный атом водорода, В результате отщепления боковых цепей образуются в основном кислоты с прямой цепью. Тем не менее парафины с сильно разветвленным угле- родным скелетом продолжают оставаться непонгодными для промышленных целей сырьем [42], При их окислении получают главным обраэом низкомолекулярные и более глубоко окисленные карбоновые кислоты с числом атомов углерода меньше 12, не говоря уже о значительных количествах кислот с разветвленным скелетом. Эти кислоты обладают неприятным запахом и неудовлетворительным моющим действием. Технические нефтяные дистилляты, хотя и обогащенные парафинами, непригодны для получения жирных кислот, предназначенных для мыловарения, так как содержат нафтеновые и ароматические углеводороды, а также другие циклические соединения. [c.445]

Согласно Вегхоферу этот метод практически нельзя применить к парафиновым углеводородам, которые окисляются очень легко в случае же трудно окисляемых парафинов процесс протекает гладко. Вегхофер также дает объяснение тому, что парафиновые углеводороды с длинной цепью в противоположность их обычному поведению (например при окислении парафинов) оказываются заметно менее активными в реакции сульфоокисления, чем углеводороды с короткими цепями. По его мнению, это связано с тем, что углеводороды с длинной цепью гораздо более склонны образовывать перекиси, поэтому присоединение кислорода непосредственно к углероду мешает развитию цепной реакции сульфоокисления. [c.501]

Далее Витцель смог снова подтвердить факт, наблюдавшийся другими исследователями [112], что жирные кислоты с длинной цепью содержатся в оксидате в меньшем количестве, чем их низшие гомологи, т. е. ЧТО преимущественно образуются кислоты со средним и малым числом атомов углерода. Этот результат раньше объясняли исключительно тем, что в первую оч ередь окисляются метиленовые группы, занимающие средние положения. Витцель же принимает, что в процессе окисления происходит деградация высших кислот в кислоты меньшего молекулярного веса, содержание которых в смеси поэтому увеличивается. Известно ведь, что при прочих равных условиях парафины и жирные кислоты окисляются кислородом тем сильнее, чем больше их молекулярный вес. Следовательно, чем длиннее углеродная цепь, тем относительно больше она укорачивается. Это однозначно показывают также опыты Цернера [113], который нашел, что стеариновая кислота легко окисляется в ниэкомолекулярные кислоты. В тех же условиях кислоты кокосового масла окисляются труднее, а каприловая совсем не поддается действию кислорода. Маннес [114] также придерживается аналогичного взгляда на вторичную деструкцию высших жирных кислот и указывает на то, что полученные окислением парафина кислоты С12— ig, применяющиеся в производстве мыла, легко окисляются воздухом с образованием низкомолекулярных кислот и значительного количества дикар бо-новых кислот, в то время как головные погоны кислоты Се—Сд остаются при ЭТОМ незатронутыми. [c.583]

В самое последнее время [123а] проблемой направления окислительного действия кислорода при окислении н-парафинов занялся Лейбниц с сотрудниками. Они защищают мнение, что кислород присоединяется преи мущественно к первичному атому углерода, т, е. к метильной группе. Вскоре лосле этого Притцков на примере н-гептана показал, что если окисление проводить в условиях, при которых не появляется заметных количеств жирных кислот, а в основном образуются кетон1,1 и спирты с тем же числом атомов углерода, что и исходный парафин, направление действия кислорода подчиняется законам статистического распределения [123 б]. [c.588]

Получение высокоэффективных топлив путем синтеза углеводородов связано с большими трудностями, так как в молекулу углеводорода наряду с водородом, обладающим высокой теплотой сгорания (28 700 ккал1кг), входит углерод, теплота сгорания которого невысока (7800 ккал/кг). Вместе с тем известен ряд элементов, теплота сгорания которых значительно выше, чем у углерода. Таким образом, путем замены углерода на высококалорийный элемент можно получить топливо с очень хорошими энергетическими характеристиками. Так, например, бор имеет теплотворность на 78% выше, чем углерод. При содержании примерно такой же весовой доли водорода, как и в углеводородах, бороводороды при сгорании дают на 50—60% больше тепла. [c.91]

Нафтены присутствуют в жидкой и твердой (кристаллической) фазах, входя в состав церезинов. Наиболее легко кристаллизуются нафтены с длинной боковой алкильной группой нормального строения. При наличии разветвленной боковой цепи или нескольких боковых цепей меньшей длины вместо одной длинной температура плавления нафтенов значительно понижается. Но в то же время нафтены, молекулы которых в.место одной длинной боковой цепи при циклическом ядре имеют несколько боковых цепей с тем же числом атомов углерода в них, обладают значительно большей вязкостью и худшими вязкостно-температурными свойствами. Аналогичное влияние на вязкостные свойства оказывает наличие и размеры боковых цепей также у других циклических углеводородов — ароматических и нафтеноароматических. [c.140]

Это вызвано тем, что в твердых смазках расстояние между атомами, находящимися в одном слое, значительно отличаются от расстояний между атомами, находящимися в разных слоях. Например, в решетке графита расстояние между ближайши.ми атомами углерода в слое равно 1,42 А, а кратчайшее расстояние между атомами в параллельных слоях равно 3,44 А. [c.204]

Природные газы добывают с чисто газовых месторождений. Они состоят в основном из метана (93 — 99 % масс.) с небольшой примосью его гомологов, неуглеводородных компонентов серово — доро, ,а, диоксида углерода, азота и редких газов (Не, Аг и др.). Газы газоконденсатных месторождений и нефтяные попутные газы от — личаЕ )тся от чисто газовых тем, что метану в них сопутствуют в значр тельных концентрациях его газообразные гомологи С -С и выше. Поэтому они получили название жирных газов. Из них получают легкий газовый бензин, который является добавкой к товарным бензинам, а также сжатые жидкие газы в качестве горючего. Этан, пропан и бутаны после разделения служат сырьем для 1гзфтехимии. [c.61]

Олефиновые углеводороды обладают более высокой ДС по сравнению с алканами с тем же числом атомов углерода. Влияние строения алкенов на их ДС подчиняется тем же закономерностям, что и у алканов. Повышению ДС алкена способствует расЕЕОложеЕЕие двойной связи в его молекуле ближе к центру. Среди диолефинов (юлее высокие ДС имеют углеводороды с сопряженным располо — жеЕЕием двойных связей. [c.106]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология