المحتوى الرئيسي

الصور التآصلية للكربون ومركباته

يوجد الكربون في عدة صور تآصلية أشهرها: الماس، الجرافيت، والفوليرينات.

أول أكسيد الكربون CO: غاز عديم اللون والرائحة، شديد السمية، شحيح الذوبان في الماء، يشتعل في الهواء بلهب أزرق باهت مكوّنًا $CO_2$. يعمل عاملًا مختزلًا عند درجات الحرارة المرتفعة، ينزع الأكسجين من أكاسيد بعض الفلزات:

يُحضَّر معمليًا بنزع الماء من حمض الفورميك بحمض الكبريتيك المركز: $HCOOH \xrightarrow{H_2SO_4(conc.),\Delta} CO\uparrow + H_2O$

ثاني أكسيد الكربون $CO_2$: غاز عديم اللون والرائحة، يذوب بدرجة محدودة في الماء مكوّنًا محلولًا ضعيف الحموضة (حمض كربونيك). يُحضَّر بإضافة حمض الهيدروكلوريك المخفف إلى كربونات الكالسيوم: $CaCO_3+2HCl\rightarrow CaCl_2+H_2O+CO_2\uparrow$. عند تمريره في ماء الجير الرائق يتكوّن راسب أبيض من كربونات الكالسيوم (فيتعكر ماء الجير) — وهذا هو الكشف القياسي عنه.

خطورة أول أكسيد الكربون

يصعب اكتشاف تسربه لأنه عديم اللون والرائحة، ويرتبط بالهيموجلوبين بقوة أكبر بكثير من الأكسجين مكوّنًا كربوكسي هيموجلوبين، فيمنع نقل الأكسجين للأنسجة. لذا يجب توفير تهوية جيدة وصيانة أجهزة الاحتراق وتركيب أجهزة كشف عنه.

السيليكون ومركباته

السيليكون Si: مادة صلبة ذات بناء تساهمي شبكي يشبه الماس، لا يوجد حرًا في الطبيعة، يُحضَّر باختزال ثاني أكسيد السيليكون بالكربون: $SiO_2+2C\rightarrow Si+2CO\uparrow$. يُعد من أشباه الموصلات (توصيلية كهربية بين الموصلات والعوازل).

• ثاني أكسيد السيليكون $SiO_2$: يوجد طبيعيًا كالكوارتز والرمال، عازل جيد للكهرباء.
• سيليكات الصوديوم $Na_2SiO_3$: تُحضَّر بتفاعل $SiO_2$ مع هيدروكسيد أو كربونات الصوديوم بالتسخين؛ محلولها اللزج يُسمى الزجاج المائي.
• السيليكا جل: مادة صلبة مسامية ذات مساحة سطح كبيرة، تُستخدم كمادة مجففة وماصة للرطوبة (ممتزة)؛ تتكوّن بمعالجة وتجفيف هلام حمض السيليك $H_2SiO_3$ الناتج من إضافة HCl لمحلول سيليكات الصوديوم.

أسئلة للمراجعة

• لماذا يُعد أول أكسيد الكربون خطيرًا رغم كونه عديم اللون والرائحة؟
• اكتب معادلة الكشف عن ثاني أكسيد الكربون باستخدام ماء الجير الرائق.
• ما الفرق بين خواص السيليكون العنصري وخواص ثاني أكسيد السيليكون من حيث التوصيل الكهربي؟