Глава III. Неметаллы и их соединения. § 21. Кислородные соединения углерода — с. 110
§ 21. Вопрос в начале параграфа. При образовании химических связей с кислородом углерод принимает положительные степени окисления: +4 и реже +2. Какие окислительно-восстановительные свойства характеризуют эти соединения?
В каких реакциях углерод не изменяет свою степень окисления?
Оксид углерода(II) CO — сильный восстановитель, так как степень окисления +2 для углерода промежуточная: углерод в CO может отдавать электроны и повышать степень окисления до +4.
2C⁺²O + O₂ = 2C⁺⁴O₂ (горение, CO — восстановитель)
4C⁺²O + Fe₃O₄ = 4C⁺⁴O₂↑ + 3Fe (при нагревании; восстановление железа из оксида в доменной печи)
Оксид углерода(IV) CO₂ содержит углерод в высшей степени окисления +4, поэтому восстановительных свойств не имеет, а проявляет лишь слабые окислительные свойства:
C⁰ + C⁺⁴O₂ = 2C⁺²O (при нагревании), CO₂ + 2Mg = 2MgO + C⁰ (при нагревании).
Степень окисления углерода не изменяется в реакциях, не являющихся окислительно-восстановительными, то есть в реакциях соединения, обмена и разложения без смены степеней окисления: CO₂ + H₂O ⇄ H₂CO₃; CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O; Na₂O + CO₂ = Na₂CO₃; CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O; CaCO₃ = CaO + CO₂↑ (во всех этих реакциях углерод остаётся в степени окисления +4).
2C⁺²O + O₂ = 2C⁺⁴O₂ (горение, CO — восстановитель)
4C⁺²O + Fe₃O₄ = 4C⁺⁴O₂↑ + 3Fe (при нагревании; восстановление железа из оксида в доменной печи)
Оксид углерода(IV) CO₂ содержит углерод в высшей степени окисления +4, поэтому восстановительных свойств не имеет, а проявляет лишь слабые окислительные свойства:
C⁰ + C⁺⁴O₂ = 2C⁺²O (при нагревании), CO₂ + 2Mg = 2MgO + C⁰ (при нагревании).
Степень окисления углерода не изменяется в реакциях, не являющихся окислительно-восстановительными, то есть в реакциях соединения, обмена и разложения без смены степеней окисления: CO₂ + H₂O ⇄ H₂CO₃; CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O; Na₂O + CO₂ = Na₂CO₃; CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O; CaCO₃ = CaO + CO₂↑ (во всех этих реакциях углерод остаётся в степени окисления +4).