Содержание отчета по лабораторной работе

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Уравнения реакций в молекулярной и ионной форме, результаты проведения реакций, ответы на вопросы.

Лабораторная работа № 4. Свойства элементовIv а группы

Цель работы: изучение химических свойств элементовIVА .группы.

Углерод Общие сведения

Данную подгруппу периодической системы образуют пять элементов: углерод, кремний, германий, олово и свинец.

При переходе от углерода к свинцу способность к присоединению электронов, а, следовательно, и неметаллические свойства ослабевают, металлические, наоборот возрастают. Уже у германия проявляются металлические свойства, а у олова и свинца они преобладают над неметаллическими. Таким образом, первые два члена группы являются неметаллами, германий причисляют и к металлам и к неметаллам, олово и свинец – металлы.

Для элементов IVА характерны валентностиIIиIV. Способность образовывать устойчивые соединения в четырехвалентном состоянии уменьшается от углерода к свинцу. Углерод и кремний могут проявлять отрицательную степень окисления в карбидах и силицидах. Для остальных членов группы проявление отрицательной степени окисления не характерно.

Главные типы реакций соединений углерода и кремния – это кислотно-основные, гидролиз и реакции образования комплексов. Окислительно-восстановительные реакции для них не характерны. Напротив, для германия и, особенно, олова и свинца, характерны окислительно-восстановительные реакции. Олово и свинец могут образовывать устойчивые двухзарядные ионы.

В аморфном состоянии углерод является прекрасным сорбентом для молекул, газообразных веществ и даже для ионов в водных растворах.

При низких температурах уголь, графит и, в особенности, алмаз инертны. При высоких температурах углерод способен взаимодействовать с металлами и другими элементами. Бинарные соединения углерода с другими элементами, в которых углерод проявляет отрицательную степень окисления называются карбидами. Карбиды металлов легко гидролизуются с образованием различных углеводородов. Наибольшую известность получил карбид кальция, при гидролизе которого получается ацетилен.

При нагревании углерод легко соединяется с кислородом и служит хорошим восстановителем. Углерод образует два оксида. Оксид углерода (II) или угарный газ является безразличным оксидом, однако при определенных условиях вступает в реакции присоединения, образуя карбонилы. Оксид углерода (IV) является классическим кислотным оксидом, слабо растворимым в воде. При растворении СО₂образуется некоторое количество слабой угольной кислотыH₂CO₃.

Угольная кислота может существовать только в водном растворе. Диссоциация протекает главным образом по первой ступени pK_d1 = 6,3 и лишь в ничтожном количестве образует карбонат-ионы (pK_d2= 10,3).

Угольная кислота образует две линейки солей: карбонаты и гидрокарбонаты. Гидрокарбонаты более растворимы, чем карбонаты. Карбонаты, как правило, нерастворимы. Исключение – карбонаты щелочных металлов. Растворы карбонатов щелочных металлов вследствие гидролиза имеют сильнощелочную реакцию. Со слабыми основаниями угольная кислота в большинстве случаев дает только основные соли. При действии кислот, даже таких слабых, как уксусная, все карбонаты разлагаются с выделением диоксида углерода. При нагревании все карбонаты, кроме солей щелочных металлов разлагаются с выделением СО₂.