أسئلة: الكربون والسيليكون ومركباتهما

الإجابة الصحيحة: الماس والجرافيت والفوليرينات

يوجد الكربون في عدة صور تآصلية أشهرها الماس والجرافيت والفوليرينات.

الإجابة الصحيحة: كربونات الكالسيوم

يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع ماء الجير (هيدروكسيد الكالسيوم) ليكون كربونات الكالسيوم التي تسبب تعكير المحلول.

الإجابة الصحيحة: نزع الماء من حمض الفورميك بحمض الكبريتيك المركز

يُحضر $CO$ معمليًا بنزع الماء من حمض الفورميك باستخدام حمض الكبريتيك المركز بالتسخين.

الإجابة الصحيحة: الارتباط بالهيموجلوبين بقوة أكبر من الأكسجين

يرتبط $CO$ بالهيموجلوبين مكونًا كربوكسي هيموجلوبين، مما يمنع نقل الأكسجين للأنسجة.

الإجابة الصحيحة: شبه موصل

يُعد السيليكون من أشباه الموصلات حيث تقع توصيليته بين الموصلات والعوازل.

الإجابة الصحيحة: مادة مجففة وماصة للرطوبة

السيليكا جل مادة مسامية ذات مساحة سطح كبيرة تُستخدم لامتصاص الرطوبة وتجفيف المواد.

الإجابة الصحيحة: عامل مختزل

يعمل $CO$ كعامل مختزل حيث ينزع الأكسجين من أكاسيد الفلزات.

الإجابة الصحيحة: سيليكات الصوديوم

يُعرف محلول سيليكات الصوديوم اللزج بالزجاج المائي.

الإجابة الصحيحة: يوجد حرًا في الطبيعة كرمال

ثاني أكسيد السيليكون يوجد طبيعيًا كالكوارتز والرمال وهو عازل للكهرباء.

الإجابة الصحيحة: السيليكون وغاز $CO$

المعادلة هي: $SiO_2 + 2C \rightarrow Si + 2CO \uparrow$.

الإجابة الصحيحة: سيليكات الصوديوم مع حمض الهيدروكلوريك

تتكون السيليكا جل بإضافة $HCl$ لمحلول سيليكات الصوديوم لتكوين هلام حمض السيليك ثم تجفيفه.

الإجابة الصحيحة: أزرق باهت

يتميز غاز $CO$ باحتراقه في الهواء بلهب أزرق باهت مكوّنًا $CO_2$.

يعد $CO$ خطيرًا لأنه لا يمكن اكتشاف تسربه بالحواس (عديم اللون والرائحة). عند استنشاقه، يرتبط بالهيموجلوبين في الدم بقوة أكبر بكثير من الأكسجين، مكونًا مركب كربوكسي هيموجلوبين، مما يمنع نقل الأكسجين إلى الأنسجة ويسبب الاختناق.

$Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$ (حيث $Ca(OH)_2$ هو هيدروكسيد الكالسيوم في ماء الجير، و $CaCO_3$ هو الراسب الأبيض من كربونات الكالسيوم).

السيليكون العنصري يُعد من أشباه الموصلات، حيث تقع توصيليته الكهربية بين الموصلات والعوازل. أما ثاني أكسيد السيليكون ($SiO_2$) فيعمل كعازل جيد للكهرباء.

يُحضر بتسخين حمض الفورميك في وجود حمض الكبريتيك المركز كعامل نازع للماء: $HCOOH \xrightarrow{H_2SO_4(conc.),\Delta} CO \uparrow + H_2O$.

يتم الحصول على الزجاج المائي عن طريق تفاعل ثاني أكسيد السيليكون ($SiO_2$) مع هيدروكسيد الصوديوم أو كربونات الصوديوم بالتسخين، وينتج عن ذلك محلول لزج من سيليكات الصوديوم يُسمى الزجاج المائي.

المعادلة: $SiO_2 + 2C \rightarrow Si + 2CO$. الكتلة المولية لـ $SiO_2 = 28 + (2 \times 16) = 60$ جم/مول. بما أن 60 جم من $SiO_2$ تعطي 28 جم من $Si$، فإن 120 جم من $SiO_2$ تعطي $(120 \times 28) / 60 = 56$ جرام من السيليكون.