Tìm hiểu về Cacbon: Khái niệm, tính chất, cách điều chế

Carbon là một loại kim loại với nhiều ứng dụng trong cuộc sống, được sản xuất trong nhiều hình dạng. Chúng ta hãy tìm hiểu chi tiết về khái niệm, thuộc tính và ứng dụng của yếu tố này trong bài viết tóm tắt sau đây của timhieulichsuquancaugiay.edu.vn.

Khái niệm về carbon là gì?

Carbon là một yếu tố hóa học có nguồn gốc từ tiếng Pháp carbone, biểu tượng hóa học C, nguyên tử số 6, khối lượng nguyên tử 12. Đây là một yếu tố phi kim loại phổ biến với hóa trị IV. Yếu tố này cũng có nhiều hình dạng khác nhau (theo Wikipedia).

Bạn đang xem: Tìm hiểu về Cacbon: Khái niệm, tính chất, cách điều chế

Carbon tồn tại chủ yếu trong tất cả các cuộc sống hữu cơ, và là nền tảng của hóa học hữu cơ. Đây là một loại đặc biệt của phi kim, có khả năng liên kết với chính nó và với nhiều yếu tố khác, dẫn đến gần 10 triệu hợp chất đã biết.

Hình dạng cơ bản của carbon

Khi bạn tìm hiểu thêm về carbon, bạn tự hỏi Allotropes Carbon có gì? Alrotropes của một yếu tố hóa học được hiểu là các yếu tố khác nhau được tạo thành từ yếu tố đó. Ví dụ, oxy nguyên tố có hai alotropes: oxy (O2) và ozone (O3).

Trên thực tế, carbon có 3 hình dạng chính bao gồm: kim cương, than chì và carbon vô định hình (than gỗ, than, xương char …).

Tính chất vật lý của carbon

Dựa trên thông tin về hình dạng của carbon ở trên, bạn có thể tưởng tượng một phần các thuộc tính của yếu tố này. Tính chất vật lý của carbon phụ thuộc vào hình dạng của nó. Ví dụ, kim cương không thể tiến hành điện, nhưng than chì – một dạng carbon khác – có thể dẫn điện tốt.

Cụ thể, các tính chất vật lý của carbon được phân loại theo từng hình dạng cơ bản là:

Tính chất vật lý của kim cương

Mọi người sử dụng kim cương vì tính chất vật lý cực kỳ có giá trị của chúng, có độ cứng cao và màu sắc đẹp. Một số tính chất cơ bản của hình dạng carbon này là:

• Cấu trúc tinh thể: Tinh thể có cấu trúc khối nên chúng có tính đối xứng cao, chứa các nguyên tử carbon bậc bốn, vì vậy chúng có nhiều tính chất độc đáo. Mật độ của kim cương là 3,50 g/cm3.

• Độ cứng: Kim cương là chất cứng nhất được tìm thấy trong tự nhiên và có giá trị cao nhất trong số hơn 3.000 mẫu khoáng sản mà con người biết đến. Đây là lý do tại sao ngành công nghiệp kim cương đã tồn tại rất lâu.

• TUYỆT VỜI: Các nhà hóa học đánh giá độ giòn (khả năng của vật liệu phá vỡ) của kim cương là công bằng đến tốt.

• Màu sắc: Màu sắc của kim cương rất đa dạng, từ không màu, xanh dương, xanh lá cây, đỏ, hồng, vàng hoặc thậm chí là kim cương đen.

Tính chất vật lý của than chì

Than chì có màu xám đậm, dẫn điện tốt nhưng có kim loại kém. Than chì có tính chất nhiều lớp nên nó mềm. Khi được truy tìm trên giấy, nó để lại các vệt đen bao gồm nhiều lớp tinh thể.

Tính chất của carbon vô định hình

Carbon vô định hình bao gồm nhiều loại như than gỗ, bồ hóng, than xương … những loại than này có tính chất vật lý phổ biến là xốp, hấp thụ mạnh các khí và chất hòa tan trong dung dịch.

Tính chất hóa học của carbon

Nói chung, carbon là một phi kim loại yếu về mặt hóa học. Tính chất hóa học quan trọng của carbon là giảm. Một số tính chất hóa học của carbon có nhiều ứng dụng thực tế là:

Hiệu ứng oxy

Carbon có thể đốt trong oxy, carbon được oxy hóa thành carbon dioxide (CO2). Carbon hoạt động như một tác nhân giảm, phản ứng giải phóng rất nhiều nhiệt. Do tính chất hóa học này, carbon được sử dụng làm nhiên liệu trong cuộc sống và sản xuất.

Phương trình phản ứng:

C + O2 → T ° CO2

Phản ứng với các oxit kim loại

Để chứng minh tính chất hóa học này của carbon, sách giáo khoa hóa học 9 đã trình bày chi tiết thí nghiệm trộn một ít bột oxit và bột oxit, sau đó đặt nó vào đáy ống thử khô và làm nóng nó.

Xem thêm : Rượu etylic (C2H6O): Tính chất, cấu tạo phân tử, ứng dụng và cách điều chế

Quan sát hiện tượng màu đen của hỗn hợp trong ống thử dần chuyển sang màu đỏ, nước vôi trở nên nhiều mây. Vì vậy, chúng ta có thể kết luận rằng carbon có thể làm giảm CuO đen xuống kim loại đồng đỏ.

Chúng tôi có phương trình phản ứng sau:

2cuo (rắn – đen) + c (rắn – đen) → t ° 2cu (rắn – đỏ) + CO2 (khí – không màu)

Ngoài oxit đồng (II), carbon có khả năng làm giảm một số oxit kim loại như: oxit chì (II) (PBO) thành Pb, kẽm (II) oxit (ZnO) thành Zn. Đây là một tính chất hóa học quan trọng của carbon được sử dụng để chuẩn bị kim loại.

Xem thêm:

Làm thế nào để chuẩn bị carbon?

Mỗi hình dạng của carbon có phương pháp chuẩn bị riêng:

• Kim cương: Chuẩn bị kim cương nhân tạo bằng cách sưởi ấm than chì ở nhiệt độ khoảng 2.000 độ C.

• Coke: Đun nóng than trong lò không có không khí, lò than than ở nhiệt độ cao khoảng 2.000 độ C. Quá trình gia nhiệt sẽ bay hơi hoặc phân hủy các chất hữu cơ trong than, tạo ra các sản phẩm dễ bay hơi, bao gồm cả nước, tồn tại dưới dạng khí than và than than. Coke là một sản phẩm không bay hơi của phân hủy, carbon và dư lượng khoáng chất dính vào nhau từ các hạt than ban đầu rắn, cứng và hơi thủy tinh (theo Viện đo lường, kiểm tra và thử nghiệm – bắt chước).

• Than chì: Chuẩn bị than chì nhân tạo bằng cách sưởi ấm than cốc ở nhiệt độ trong khoảng từ 2.500 – 3.000 độ C trong một lò điện trong trường hợp không có không khí.

• Than gỗ: Gỗ đốt trong trường hợp không có không khí.

Áp dụng carbon trong cuộc sống và sản xuất

Tùy thuộc vào tính chất của từng dạng carbon, chúng có các ứng dụng khác nhau trong cuộc sống, sản xuất hoặc kỹ thuật. Một số cách sử dụng phổ biến nhất cho mỗi hình dạng của carbon là:

• Kim cương: Được sử dụng để làm đồ trang sức hiếm, bit khoan, bit cưa, máy cắt thủy tinh … kim cương cũng được sử dụng trong tản nhiệt trong các thiết bị điện tử.

• Graphite: Được sử dụng rất nhiều trong sản xuất thép, vật liệu composite và vật liệu chống cháy. Than chì cũng được sử dụng để làm cột đèn hồ quang, pin, điện cực pin, chất bôi trơn …

• Carbon vô định hình: Mỗi loại carbon vô định hình có một số ứng dụng nhất định. Ví dụ, carbon hoạt hóa được sử dụng để làm mặt nạ khí, chất khử mùi và chất khử màu; Than than hoặc gỗ được sử dụng làm nhiên liệu công nghiệp, giảm tác nhân để chuẩn bị một số kim loại …

Bài tập về carbon trong sách giáo khoa hóa học lớp 9 với các giải pháp

Áp dụng kiến ​​thức lý thuyết về carbon đã học ở trên, bạn có thể dễ dàng giải quyết các bài tập trong sách giáo khoa hóa học. Thực hành siêng năng chắc chắn sẽ giúp bạn hiểu và nhớ bài học lâu hơn.

Bài tập 1 (Sách giáo khoa Hóa học lớp 9, trang 84)

Allotropy của phần tử là gì? Cho hai ví dụ.

Câu trả lời được đề xuất:

Định nghĩa: Alrotropes của một phần tử là các yếu tố khác nhau được tạo bởi cùng một yếu tố hóa học.

Một yếu tố hóa học có thể tạo thành hai hoặc nhiều yếu tố.

Ví dụ:

• Carbon có ba allotropes: kim cương, than chì hoặc carbon vô định hình.

• Phốt pho có ba alotropes: phốt pho trắng, phốt pho đỏ và phốt pho đen.

Bài 2 (Sách giáo khoa Hóa học lớp 9, trang 84)

Viết phương trình hóa học của carbon với các oxit sau:

a) Cuo; b) pbo .; c) CO2; d) FEO.

Vui lòng chỉ ra loại phản ứng: vai trò của C trong các phản ứng, các ứng dụng của các phản ứng đó trong sản xuất.

Câu trả lời được đề xuất:

• Phương trình hóa học của phản ứng:

2CUO + C → T ° 2CU + CO2

2pbo + c → t ° 2pb + CO2

CO2 + C → T ° 2CO

2FEO + C → T ° 2FE + CO2

Trong các phản ứng trên carbon là tác nhân giảm.

• Ứng dụng carbon:

Tùy thuộc vào tính chất của mỗi phân bổ, mọi người sử dụng carbon trong cuộc sống, sản xuất và công nghệ.

Ví dụ: Kim cương được sử dụng để làm đồ trang sức, khoan bit và máy cắt thủy tinh; Than chì được sử dụng để làm điện cực, chất bôi trơn và chì bút chì; Than than và gỗ được sử dụng làm nhiên liệu trong công nghiệp và các tác nhân giảm để chuẩn bị một số kim loại không hoạt động.

Bài 3 (Sách giáo khoa Hóa học lớp 9, trang 84)

Xác định các công thức hóa học thích hợp của A, B, C, D trong thí nghiệm trong hình dưới đây.

Nêu hiện tượng thử nghiệm và viết phương trình hóa học.

Câu trả lời được đề xuất:

Công thức hóa học phù hợp của các chất:

A là Cuo; B là C (carbon); C là CO2; D là giải pháp CA (OH) 2

Khí CO2 tạo ra các đám mây nước vôi trong và kết tủa Caco3.

Phương trình hóa học của các phản ứng:

2CUO + C → T ° 2CU + CO2

CO2 + CA (OH) 2 → CACO3 + H2O

Bài 4 (Sách giáo khoa Hóa học lớp 9, trang 84)

Tại sao sử dụng than để nấu ăn, đốt gạch và gạch, và đốt vôi gây ô nhiễm môi trường? Xin vui lòng các biện pháp để ngăn ngừa ô nhiễm môi trường và giải thích.

Câu trả lời được đề xuất:

Sử dụng than để nấu ăn, đốt gạch và gạch, và đốt vôi gây ô nhiễm môi trường vì đốt than làm giảm lượng oxy và tạo ra khí độc hại cho con người và bầu khí quyển như CO2, CO, SO2. . Để tránh những ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe, mọi người phải xây dựng lò nung ở các khu vực cách xa khu dân cư, với không gian mở và tăng trồng cây để chúng hấp thụ CO2 và giải phóng oxy.

Hy vọng với thông tin chung được chia sẻ trong bài viết trên, độc giả có sự hiểu biết rõ ràng về yếu tố carbon và các tính chất và ứng dụng của nó. Tiếp tục theo dõi trang web của timhieulichsuquancaugiay.edu.vn để tìm hiểu thêm kiến ​​thức chủ đề thú vị và đừng quên chia sẻ nếu bạn thấy bài viết hữu ích!

Nguồn: https://timhieulichsuquancaugiay.edu.vn
Danh mục: Giáo dục