MEGHATÁROZÁS

Kálcium hidroxid(oltott mész, portlandit) egy anyag fehér(1. ábra), amely hevítéskor olvadás nélkül elbomlik.

Vízben rosszul oldódik (híg lúgos oldat képződik).

A kalcium-hidroxid erős bázis, vízben gyengén oldódik; 1 liter víz mindössze 1,56 g Ca(OH) 2 -t old fel 20 o C-on. Telített oldat a kalcium-hidroxidot mészvíznek nevezik, és rendelkezik lúgos reakció. A levegőben a mészvíz gyorsan zavarossá válik a szén-dioxid felszívódása és az oldhatatlan kalcium-karbonát képződése miatt.

Rizs. 1. Kalcium-hidroxid. Kinézet.

A kalcium-hidroxid főbb jellemzőit az alábbi táblázat tartalmazza:

Kalcium-hidroxid előállítása

Ha az égetett mészre (kalcium-oxid) vizet öntünk, a vizet a porózus mészdarabok felszívják és reakcióba lép vele, jelentős mennyiségű hőt szabadítva fel. Ebben az esetben a víz egy része gőzzé alakul, és a mészdarabok laza kalcium-hidroxid tömeggé morzsolódnak:

CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 + 65 kJ.

A kalcium-hidroxid kémiai tulajdonságai

A kalcium-hidroxid bázikus tulajdonságokat mutat, pl. reagál nemfémekkel (1, 2), savas oxidokkal (3, 4), savakkal (5, 6) és sókkal (7):

2Ca(OH)2 + 2Cl2 = Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O (1);

3Ca(OH)2+6H2O+2P4=3Ca(PH2O2)2+2PH3(2);

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O (3);

Ca(OH) 2 + SO 2 = CaSO 3 ↓ + H 2 O (4);

Ca(OH) 2 + 2HCl híg = CaCl 2 + 2H 2 O (5);

Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 (konc) = CaSO 4 ↓ + 2H 2 O (6);

Ca(OH) 2 + 2NaClO = Ca(ClO) 2 ↓ + 2NaOH (7).

Amikor a kalcium-hidroxidot 520-580 o C-ra melegítjük, lebomlik:

Ca(OH) 2 = CaO + H 2 O.

A kalcium-hidroxid alkalmazásai

A kalcium-hidroxidot az építőiparban használják. Homokkal és vízzel alkotott keverékét mészhabarcsnak nevezik, és falrakáskor téglák összetartására szolgál. A kalcium-hidroxidot vakolatként is használják. Megszilárdulása először a víz elpárolgása, majd az oltott mész hatására következik be, amely a levegőből szén-dioxidot szív fel és kalcium-karbonátot képez.

Példák problémamegoldásra

1. PÉLDA

Kalcium-oxid (CaO) – égetett vagy égetett mész– kristályok által alkotott fehér, tűzálló anyag. Arcközpontú köbös kristályrácsban kristályosodik. Olvadáspont – 2627 °C, forráspont – 2850 °C.

Égetett mésznek nevezik az előállítás módja - kalcium-karbonát égetése miatt. A tüzelés magas aknás kemencékben történik. Mészkő és tüzelőanyag rétegeket helyeznek a kemencébe, majd alulról meggyújtják. Melegítéskor a kalcium-karbonát kalcium-oxiddá bomlik:

Mivel a szilárd fázisban lévő anyagok koncentrációja változatlan, ennek az egyenletnek az egyensúlyi állandója a következőképpen fejezhető ki: K=.

Ebben az esetben a gázkoncentráció a parciális nyomásával fejezhető ki, vagyis a rendszer egyensúlya bizonyos szén-dioxid nyomáson jön létre.

Az anyag disszociációs nyomása– egy anyag disszociációjából származó gáz egyensúlyi parciális nyomása.

A kalcium új része képződésének előidézéséhez növelni kell a hőmérsékletet, vagy el kell távolítani a kapott egy részét CO2, és a parciális nyomás csökkenni fog. A disszociációs nyomásnál alacsonyabb állandó parciális nyomás fenntartásával folyamatos kalciumtermelési folyamat érhető el. Ehhez a kemencékben mész égetésekor jó szellőzést kell biztosítani.

Nyugta:

1) egyszerű anyagok kölcsönhatása során: 2Ca + O2 = 2CaO;

2) hidroxid és sók hőbomlása során: 2Ca(NO3)2 = 2CaO + 4NO2? + O2?.

Kémiai tulajdonságok:

1) kölcsönhatásba lép vízzel: CaO + H2O = Ca(OH)2;

2) reagál nemfém-oxidokkal: CaO + SO2 = CaSO3;

3) savakban oldódik, sókat képezve: CaO + 2HCl = CaCl2 +H2O.

Kalcium-hidroxid (Ca(OH)2 – oltott mész, pihe)– fehér kristályos anyag, hatszögletű kristályrácsban kristályosodik. Erős bázis, vízben rosszul oldódik.

Citromos víz– telített kalcium-hidroxid oldat, amely lúgos reakciójú. Levegőben a felszívódás következtében zavarossá válik szén-dioxid, alakítás Kálcium-karbonát.

Nyugta:

1) a kalcium és a kalcium-oxid feloldódásával jön létre a bemenetben: CaO + H2O = Ca(OH)2 + 16 kcal;

2) kalciumsók lúgokkal való kölcsönhatása során: Ca(NO3)2 + 2NaOH = Ca(OH)2 + 2NaNO3.

Kémiai tulajdonságok:

1) 580 °C-ra melegítve lebomlik: Ca(OH)2 = CaO + H2O;

2) reagál savakkal: Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O.

58. A víz keménysége és megszüntetésének módjai

Mivel a kalcium széles körben elterjedt a természetben, sói nagy mennyiségben megtalálhatók a természetben természetes vizek. A magnézium- és kalcium-sókat tartalmazó vizet ún kemény víz. Ha a sók kis mennyiségben vagy hiányoznak a vízben, akkor a vizet ún puha. Kemény vízben a szappan nem habzik jól, mivel a kalcium- és magnéziumsók oldhatatlan vegyületeket képeznek vele. Nem főzi jól az ételt. Forraláskor vízkő képződik a gőzkazánok falán, ami rosszul vezeti a hőt, az üzemanyag-fogyasztás növekedését és a kazán falainak kopását okozza. A kemény víz nem használható számos technológiai folyamat végrehajtása során (halálozás). Skálaképzés: Ca + 2HCO3 = H2O + CO2 + CaCO3?.

A fent felsorolt ​​tényezők azt jelzik, hogy el kell távolítani a kalcium- és magnéziumsókat a vízből. Ezen sók eltávolításának folyamatát ún vízlágyítás, a vízkezelés (vízkezelés) egyik fázisa.

Vízkezelés– különféle háztartási és technológiai folyamatokhoz használt vízkezelés.

A víz keménysége a következőkre oszlik:

1) karbonátkeménység (ideiglenes), amelyet a kalcium- és magnézium-hidrogén-karbonát jelenléte okoz, és forralással eliminálódik;

2) nem karbonátos keménység (konstans), amelyet a vízben lévő kalcium- és magnézium-szulfitok és kloridok okoznak, amelyeket forralással nem távolítanak el, ezért nevezik állandó keménységnek.

A helyes képlet a következő: Teljes keménység = karbonát keménység + nem karbonát keménység.

Az általános keménységet vegyszerek hozzáadásával vagy kationcserélők alkalmazásával küszöböljük ki. A keménység teljes kiküszöbölésére néha vizet desztillálnak.

Használat során kémiai módszer Az oldható kalcium- és magnéziumsók oldhatatlan karbonátokká alakulnak:

Egy modernebb eljárás a vízkeménység megszüntetésére - felhasználás kationcserélők.

Kationcserélők– összetett anyagok (természetes szilícium és alumínium vegyületei, nagy molekulatömegű szerves vegyületek), amelyek általános képlete Na2R, ahol R – komplex savas maradék.

Ha vizet vezetünk át egy kationcserélő gyantarétegen, a Na-ionok (kationok) Ca- és Mg-ionokra cserélődnek: Ca + Na2R = 2Na + CaR.

A Ca-ionok az oldatból a kationcserélőbe, a Na-ionok pedig a kationcserélőből az oldatba. A használt kationcserélő helyreállításához oldattal kell mosni asztali só. Ebben az esetben a fordított folyamat megy végbe: 2Na + 2Cl + CaR = Na2R + Ca + 2Cl.

A leckét olyan anyagok tanulmányozásának szentelik, amelyeknek hatalmas gyakorlati jelentősége az ember életében, mégpedig életének olyan területén, mint az építkezés. A tanár beszél a kalcium-oxid és -hidroxid előállítási módszereiről, tulajdonságairól és felhasználásáról.

Téma: Anyagok és átalakulásaik

Tanulság: Kalcium-oxid és -hidroxid. Tulajdonságok és alkalmazás

Már az ókorban is észrevették az emberek, hogy ha mészkövet, krétát vagy márványt éget, különleges tulajdonságokkal rendelkező fehér port kap. A kréta, márvány és mészkő fő összetevője a kalcium-karbonát nevű anyag. Övé kémiai formula– CaCO 3. A mészkő égetésekor reakció megy végbe, melynek egyenlete:

CaCO 3 = CaO + CO 2

Rizs. 1. Kalcium-karbonát alapú ásványi anyagok

A kalcium-oxidot a kalcium oxigén atmoszférában történő közvetlen elégetésével is előállíthatjuk:

2Ca + O 2 = 2CaO

Ebben az esetben a kalcium és az oxigén között reakció lép fel, és kalcium-oxid keletkezik.

A keletkező kalcium-oxid tulajdonságait még mindig használják az építőiparban. A kalcium-oxid a CaO vegyület nómenklatúra szerinti neve. A nómenklatúrán kívül ennek az anyagnak több történelmileg kialakult neve is van. Mint már tudod, a kalcium-oxidot mészkő elégetésével lehet előállítani, ezért egyik történelmi neve égetett mész.

Ha vizet adunk a kapott kalcium-oxidhoz, a víz úgy sziszegni fog, mintha forró lenne. Ezért az égetett meszet „kipelkának” nevezték. Amikor vízzel érintkezik, úgy tűnik, hogy a kalcium-oxid kialszik, és hőt bocsát ki. Ezért a zajló folyamatot oltásnak, a kalcium-oxidot pedig égetett mésznek nevezték.

Az oltás során keletkező vízgőz fellazítja az oltott meszet, és úgy tűnik, hogy pelyhes lesz. Ebben a tekintetben a vízzel való kölcsönhatásból nyert oltott meszet bolyhoknak kezdték nevezni.

Mi történik az égetett mész oltásakor? Megállapítást nyert, hogy egy molekula kalcium-oxid kölcsönhatásba lép egy molekula vízzel, és csak egy új anyag képződik - az oltott mész. Ez a reakció a vegyület típusától függ.

CaO + H 2 O = Ca (OH) 2

Az oltott mész képletét általában a következőképpen írják fel: Ca(OH) 2. Ennek az anyagnak a nómenklatúra szerinti neve kalcium-hidroxid:

Az oltott mész és víz keverékét mészhabarcsnak nevezik, amelyet az építőiparban használnak. Mivel a kalcium-hidroxid vízben gyengén oldódik, a mészhabarcs kalcium-hidroxid csapadékot és magát az oldatot (mészvíz) tartalmazza.

A mészhabarcs használata az építőiparban a kövek szilárd összekapcsolására a levegőben való megkeményedéshez kapcsolódik.

Így a kalcium-oxid előállításának és felhasználásának teljes folyamata diagram formájában ábrázolható (2. ábra).

Rizs. 2. Kalcium-oxid készítése és felhasználása

A kalcium-karbonát kalcinálásakor égetett mész képződik - kalcium-oxid. Vízzel keverve a kalcium-oxid oltott mésszé - kalcium-hidroxiddá alakul. A vízben gyengén oldódó kalcium-hidroxid és víz keverékét mészhabarcsnak nevezik. Levegőnek kitéve a mészoldat reakcióba lép a szén-dioxiddal, és újra kalcium-karbonáttá alakul.

A mészhabarcs keményedési folyamatának megfelelő reakcióegyenlet:

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O

A mészhabarcs keményedése azért következik be, mert kialakul oldhatatlan anyag- Kálcium-karbonát.

1. Feladat- és gyakorlatgyűjtemény kémiából: 8. évfolyam: tankönyvekhez. P.A. Orzsekovszkij és mások: „Kémia. 8. osztály” / P.A. Orzsekovszkij, N.A. Titov, F.F. Hegel. – M.: AST: Astrel, 2006. (92-96. o.)

2. Ushakova O.V. Kémia munkafüzet: 8. osztály: a tankönyvhöz P.A. Orzsekovszkij és mások: „Kémia. 8. évfolyam” / O.V. Ushakova, P.I. Beszpalov, P.A. Orzsekovszkij; alatt. szerk. prof. P.A. Orzsekovszkij - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (84-86. o.)

3. Kémia. 8. osztály. Tankönyv általános műveltségre intézmények / P.A. Orzsekovszkij, L.M. Mescserjakova, M.M. Shalashova. – M.: Astrel, 2013. (§27)

4. Kémia: 8. osztály: tankönyv. általános műveltségre intézmények / P.A. Orzsekovszkij, L.M. Mescserjakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§33)

5. Enciklopédia gyerekeknek. 17. kötet Kémia / Fejezet. ed.V.A. Volodin, Ved. tudományos szerk. I. Leenson. – M.: Avanta+, 2003.

További webes források

1. Kalcium-oxid és -hidroxid ().

Házi feladat

1) p. 84-86 No. 1,2,8 tól től Munkafüzet kémiából: 8. osztály: a tankönyvhöz P.A. Orzsekovszkij és mások: „Kémia. 8. évfolyam” / O.V. Ushakova, P.I. Beszpalov, P.A. Orzsekovszkij; alatt. szerk. prof. P.A. Orzhekovszkij - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.

2) 155-156. o. 2. szám, A1, A2 tankönyvből P.A. Orzsekovszkij, L.M. Mescserjakova, M.M. Shalashova „Kémia: 8. osztály”, 2013

Szervetlen vegyület, kalcium-lúg. Képlete Ca(OH)2. Mivel ezt az anyagot ősidők óta ismeri az emberiség, így is volt hagyományos nevek: oltott mész, meszes víz, mésztej, pihe.

A pelyhes finomra őrölt por. A mésztej lúg vizes szuszpenziója, átlátszatlan fehér folyadék. Meszes víz - tiszta vizes oldat lúg, amelyet a mésztej szűrése után nyernek.

Az oltott mész gyártási módjáról kapta a nevét: az égetett meszet (kalcium-oxid) vízzel öntik (oltják).

Tulajdonságok

Finom kristályos por, fehér, szagtalan. Vízben nagyon rosszul oldódik, alkoholban nem oldódik, híg salétromsavban és sósavban könnyen oldódik. Tűzálló, sőt megakadályozza a tüzet. Melegítéskor vízre és kalcium-oxidra bomlik.

Erős lúg. Savval semlegesítési reakcióba lép, sókat - karbonátokat képezve. Fémekkel való kölcsönhatás során robbanásveszélyes és gyúlékony hidrogén szabadul fel. Reagál szén-oxidokkal (IV) és (II), sókkal.

A kalcium-hidroxid „kioltási” módszerrel történő előállításának reakciója nagy hőkibocsátással megy végbe, a víz forrni kezd, a maró oldatot bepermetezzük. különböző oldalak- ezt figyelembe kell venni a munkavégzés során.

Elővigyázatossági intézkedések

Száraz porszemcsék vagy kalcium-hidroxid-oldatcseppek érintkezése a bőrön irritációt, viszketést, vegyi égési sérüléseket, fekélyeket és súlyos fájdalmat okoz. A szem károsodása látásvesztést okozhat. Az anyag lenyelése a torok nyálkahártyájának égését, hányást, véres hasmenést, éles nyomáscsökkenést és belső szervek károsodását okozza. A porrészecskék belélegzése torokduzzanatot okozhat, ami megnehezíti a légzést.

Mielőtt mentőt hívna:
- mérgezés esetén tejet vagy vizet inni a sérültnek;
- ha a vegyszer szembe vagy bőrre kerül, a sérült területeket bő vízzel legalább negyed órán keresztül le kell mosni;
- ha a reagenst véletlenül belélegzik, a sérültet el kell távolítani a helyiségből, és friss levegőhöz kell jutni.

Jól szellőző helyeken dolgozzon kalcium-hidroxiddal, használjon védőfelszerelést: gumikesztyűt, védőszemüveget és légzőkészüléket. A kémiai kísérleteket füstelszívóban kell elvégezni.

Alkalmazás

Az építőiparban kémiai reagenst adnak a kötőoldatokhoz, gipsz-, mész- és gipszoldatokhoz; ennek alapján mészhomok téglát és betont készítenek; az útburkolat lerakása előtt a talaj előkészítésére szolgál. Mész fa részek szerkezetek és kerítések tűzálló tulajdonságokat adnak, és megvédik őket a rothadástól.
- Savas gázok semlegesítésére a kohászatban.
- Szilárd olajok és olajadalékok előállításához - az olajfinomító iparban.
- A vegyiparban - nátrium- és káliumlúgok, fehérítő ("fehérítő"), kalcium-sztearát, szerves savak előállítására.
- BAN BEN analitikai kémia a mészvíz a szén-dioxid indikátoraként szolgál (abszorbeálva zavarossá válik).
- Kalcium-hidroxiddal tisztítják a szenny- és ipari vizeket; semlegesítse a vízellátó rendszerbe kerülő víz savait, hogy csökkentse annak korrozív hatását; távolítsa el a karbonátokat a vízből (lágyítsa a vizet).
- Ca(OH) 2 használatával a bőrről eltávolítják a szőrt a barnulás során.
- Élelmiszer-adalékanyag E526 az élelmiszeriparban: sav- és viszkozitásszabályozó, keményítő, tartósítószer. Gyümölcslevek és italok, édességek és liszttermékek, pácok, só és bébiételek előállításához használják. Cukorgyártásban használják.
- A fogászatban a meszes tejet a gyökércsatornák fertőtlenítésére használják.
- Savas égési sérülések kezelésére - az orvostudományban.
- BAN BEN mezőgazdaság: eszközök a talaj pH-jának szabályozására; természetes rovarirtó szerként kullancsok, bolhák és bogarak ellen; a népszerű gombaölő „Bordeaux keverék” elkészítéséhez; fatörzsek kártevők és leégés elleni meszítésére; antimikrobiális és gombaellenes gyógyszerként zöldségek raktári tárolására; ásványi műtrágyaként.
- A kalcium-hidroxid csökkenti a talaj elektromos ellenállását, ezért földeléskor a talaj kezelésére használják.
- A kémiai reagenst keménygumi, fékbetétek és szőrtelenítő krémek gyártásához használják.

Oltott meszet kedvező áron, kis- és nagykereskedelemben, kiszállítással vagy átvétellel vásárolhat a Prime Chemicals Group vegyipari üzletében.

Oltott mész- kémiai anyag, erős bázis. Fehér por, vízben rosszul oldódik. Kalcium-oxid (oltott mész) vízzel való reagáltatásával nyerik (a folyamatot „mészoltásnak” nevezik): CaO + H2O → Ca(OH)2. Ez a reakció exoterm, molenként 16 kcal (67 kJ) szabadul fel. Helyiségek meszítésekor. Fa kerítések meszelésekor és szarufák bevonásakor - a rothadás és a tűz elleni védelem érdekében. Mészhabarcs elkészítéséhez. A meszet ősidők óta használták falazathoz. A keveréket általában a következő arányban készítik: 3-4 tömegrész homokot adunk egy rész kalcium-hidroxid (oltott mész) és víz keverékéhez. Ebben az esetben a keverék a reakciónak megfelelően megkeményedik: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O. Ez egy exoterm reakció, amely 27 kcal (113 kJ) energiát szabadít fel. Ezzel egyidejűleg kalcium-szilikát képződik: CaCO3 + SiO2 → CaSiO3 + CO2. Amint a reakcióból látható, a reakció során víz szabadul fel. Ez negatív tényező, mivel a mészhabarccsal épített helyiségekben a magas páratartalom hosszú ideig megmarad. E tekintetben, valamint a kalcium-hidroxiddal szembeni számos egyéb előny miatt a cement gyakorlatilag felváltotta az építőhabarcsok kötőanyagaként. Szilikát beton készítéséhez. A szilikátbeton összetétele megegyezik a mészhabarccsal, de más módszerrel készül - kalcium-oxid és kvarchomok keverékét nem vízzel, hanem túlhevített (174,5-197,4 °C) vízgőzzel kezelik. 9-15 atmoszféra nyomású autokláv. A víz karbonátos keménységének megszüntetésére (vízlágyítás). A reakció a következő egyenletet követi: Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O.

Kalcium-oxid(oltott mész) fehér kristályos anyag, CaO vegyület. Az égetett meszet és a vízzel való kölcsönhatás termékét - Ca(OH)2 (oltott mész vagy „bolyhok”) széles körben használják az építőiparban. Az iparban a kalcium-oxidot a mészkő (kalcium-karbonát) hőbontásával nyerik: CaCO3 = CaO + CO2. A kalcium-oxidot egyszerű anyagok kölcsönhatásával is előállíthatjuk: 2Ca + O2 = 2CaO vagy kalcium-hidroxid és egyes oxigéntartalmú savak kalciumsóinak hőbontásával:

2Ca(NO3)2 = 2CaO + 4NO2 + O2. A fő mennyiségeket az építőiparban mészcementként használják fel - vízzel keverve a kalcium-oxid hidroxiddá alakul, amely aztán a levegőből szén-dioxidot felszívva erősen megkeményedik, kalcium-karbonáttá alakul. Jelenleg azonban megpróbálják nem használni a mészcementet a lakóépületek építésében, mivel a kapott szerkezetek képesek felszívni és felhalmozni a nedvességet. A mészcement használata kályhák fektetésekor szigorúan elfogadhatatlan - a hőbomlás és a fulladásos szén-dioxid levegőbe kerülése miatt. Hozzáférhető és olcsó tűzálló anyagként is használható – az olvasztott kalcium-oxidnak van némi vízállósága, ami lehetővé teszi tűzálló anyagként való alkalmazását ott, ahol a drágább anyagok használata nem praktikus. A kalcium-oxidot kis mennyiségben a laboratóriumi gyakorlatban is használják a vele nem reagáló anyagok szárítására. Az élelmiszeriparban E-529 élelmiszer-adalékanyagként van bejegyezve. A kalcium-oxid egy bázikus oxid. Vízben energia felszabadulásával oldódik, kalcium-hidroxidot képez: CaO + H2O ↔ Ca(OH)2 + 63,7 kJ/mol. Hogyan lép reakcióba a bázikus oxid savas oxidokkal és savakkal sókat képezve: 1. CaO + SO2 = CaSO3 2. CaO + 2HCl = CaCl2 +H2O

Természetes kalciumvegyületek. Magas kémiai aktivitása miatt a kalcium szabad formában nem fordul elő a természetben. A kalcium a földkéreg tömegének 3,38%-át teszi ki (az 5. legnagyobb mennyiségben az oxigén, a szilícium, az alumínium és a vas után). Elemtartalom be tengervíz- 400 mg/l. Izotópok. A kalcium a természetben hat izotóp keverékeként fordul elő: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca és 48Ca, amelyek közül a leggyakoribb - 40Ca - 96,97%-ot tesz ki. A kalcium hat természetes izotópja közül öt stabil. A hatodik izotópról, a 48Ca-ról, a hat közül a legnehezebb és nagyon ritka (izotóp-bősége mindössze 0,187%), nemrég fedezték fel, hogy kétszeres béta-bomláson megy keresztül, felezési ideje 5,3 × 1019 év. Kőzetekben és ásványokban. A kalcium nagy részét különféle kőzetek szilikátjai és aluminoszilikátjai (gránit, gneisz stb.) tartalmazzák, különösen a földpátban - Ca-anortitban. Az üledékes kőzetek formájában a kalciumvegyületeket a kréta és a mészkövek képviselik, amelyek főként kalcit ásványi anyagból (CaCO3) állnak. A kalcit kristályos formája - márvány - sokkal ritkábban fordul elő a természetben. Meglehetősen elterjedtek a kalcium ásványok, mint a kalcit CaCO3, anhidrit CaSO4, alabástrom CaSO4 0,5H2O és gipsz CaSO4 2H2O, fluorit CaF2, apatit Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), dolomit MgCO3 CaCO3. A természetes vízben lévő kalcium és magnézium sók jelenléte meghatározza annak keménységét. Kalcium, erőteljesen vándorol be földkéregés különféle geokémiai rendszerekben felhalmozódva 385 ásványt képez (ásványok számában a negyedik hely). Migráció a földkéregben. A kalcium természetes migrációjában jelentős szerepet játszik a „karbonát egyensúly”, amely a kalcium-karbonát vízzel és szén-dioxiddal való kölcsönhatásának reverzibilis reakciójával és oldható bikarbonát képződésével jár: CaCO3 + H2O + CO2 ↔ Ca (HCO3) )2 ↔ Ca2+ + 2HCO3− (az egyensúly a szén-dioxid koncentrációjától függően balra vagy jobbra tolódik el). A bioszférában. A kalciumvegyületek szinte minden állati és növényi szövetben megtalálhatók. Jelentős mennyiségű kalcium található az élő szervezetekben. Az emberek és állatok élő szöveteiben 1,4-2% Ca van (tömeghányadban); 70 kg tömegű emberi testben a kalciumtartalom körülbelül 1,7 kg (főleg a csontszövet sejtközi anyagában).

Magnézium-oxid- MgO képletű kémiai vegyület, színtelen kristályok, vízben oldhatatlan, tűz- és robbanásbiztos. Könnyen reagál híg savakkal és vízzel, sókat képezve és Mg(OH)2: MgO + 2HCl(híg.) → MgCl2 + H2O; MgO + H2O → Mg(OH)2. Magnezit és dolomit ásványok égetésével nyerik. 2Mg + O2 = 2MgO. Az iparban tűzálló anyagok, cementek előállítására, kőolajtermékek tisztítására, valamint gumigyártás töltőanyagaként használják. Az ultrakönnyű magnézium-oxidot nagyon finom csiszolóanyagként használják felületek tisztítására, különösen az elektronikai iparban. Az orvostudományban a gyomornedv magas savasságára használják, mivel a felesleg okozza sósavból. Égetett magnéziát is bevesznek, ha véletlenül savak kerülnek a gyomorba. Az élelmiszeriparban mint élelmiszer-adalékok E530. Ez egy abszolút reflektor - egy anyag, amelynek reflexiós együtthatója egyenlő egy széles spektrális sávban. Használható hozzáférhető fehér szabványként.

Magnézia cement- magnézium-oxid alapú, magnézium-kloriddal és/vagy szulfáttal térhálósított szervetlen kötőanyag. Magnézium-oxid. Magnezit MgCO3-ból vagy dolomitból bizonyos hőmérsékleten kalcinálással, majd őrléssel nyerhető. A felhasznált nyersanyag típusától függően maró magnezitnek vagy maró dolomitnak nevezik. Magnézium-klorid. Leggyakrabban tömítőanyagként használják. Magnézium szulfát. Ritkábban használják tömítőanyagként, mint a magnézium-klorid. Lehetővé teszi nagyobb vízállóság elérését, de némi anyagszilárdság-vesztéssel. Gyors keményedés, nagy elérhető szilárdság. Magas tapadás a fához.

Gipsz kötőanyagok. A gipsz kötőanyagok gyártásának nyersanyagai szulfátkőzetek, amelyek főleg ásványi gipsz-dihidrátot tartalmaznak. A hőkezelés során a természetes gipsz fokozatosan veszít kémiailag kötött vízéből, és 110-180°C hőmérsékleten félvizes gipszké válik. A kalcinációs termék finom őrlése után gipsz kötőanyagot kapunk. A természetes gipsz hermetikusan zárt berendezésben végzett hőkezelése során, és ezért megnövekedett gőznyomás mellett, kémiailag kötött víz cseppfolyós állapotban szabadul fel, körülbelül 95 °C hőmérsékleten félvizes gipsz a-módosulásával. .. 100 °C.<.P>A hemihidrát gipsz mindkét változata különbözik egymástól: a félhidrát módosulat durva-kristályos szerkezetű. A gipsz kötőanyagokat hagyományosan építőipari, fröccsöntő és nagy szilárdságú gipszre osztják. Az építőipari gipsz finomra őrölt gipsz-dihidrát égetésének terméke. Egyes gyárakban az égetés után a gipszet másodlagos köszörülésnek vetik alá. A gipsz kötőanyag finomkristályos fajtájába tartozik, amely megnöveli a vízigényt, ha az építőgipszet vízzel standard tészta állagúra keveri. Edzett állapotban alacsony szilárdságú - 2 ... 16 MPa. De a nyomószilárdság csökken a minták nedvesedésével.

A víz keménysége. Eliminációs módszerek. Az összkeménység alapján megkülönböztetünk lágy vizet (2 mEq/L-ig), közepes keménységet (2-10 mEq/L) és kemény vizet (10 mEq/L felett) Termikus lágyulás. Alapja forrásban lévő víz, melynek következtében a termikusan instabil kalcium- és magnézium-hidrogén-karbonátok vízkő képződéssel bomlanak le: Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2 + H2O. A forralás csak átmeneti (karbonátos) keménységet távolít el. Alkalmazást talál a mindennapi életben. Reagens lágyítás. A módszer alapja a Na2CO3 szóda vagy az oltott mész Ca(OH)2 vízhez adása. Ebben az esetben a kalcium- és magnéziumsók oldhatatlan vegyületekké alakulnak, és ennek eredményeként kicsapódnak. Például az oltott mész hozzáadása a kalciumsók oldhatatlan karbonáttá alakulásához vezet: a(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O Az általános vízkeménység megszüntetésére a legjobb reagens a nátrium-ortofoszfát Na3PO4, amely a legtöbb háztartási és ipari készítmény része: Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 → Ca3(PO4)2↓ + 6NaHCO3 3MgSO4 + 2Na3PO4 → Mg3(PO4)2↓ + 3Na2SO4 A kalcium- és magnézium-ortofoszfátok vízben nagyon rosszul oldódnak, ezért mechanikus szűréssel könnyen szétválaszthatók. Ez a módszer viszonylag nagy vízhozamok esetén indokolt, mivel számos speciális probléma megoldásához kapcsolódik: üledékszűrés, a reagens pontos adagolása. Kationozás. A módszer ioncserélő szemcsés töltés (leggyakrabban ioncserélő gyanták) alkalmazásán alapul. Egy ilyen terhelés vízzel érintkezve elnyeli a keménységi sók kationjait (kalcium és magnézium, vas és mangán). Cserébe az ionos formától függően nátrium- vagy hidrogénionokat ad le. Ezeket a módszereket Na-kationozásnak és H-kationozásnak nevezik. Helyesen megválasztott ioncserélő terhelés mellett a víz keménysége egylépcsős nátriumkationozással 0,05-0,1 mg-ekv/l-re, kétlépcsős nátrium-kationizálással 0,01 mg-ekv/l-re csökken. Az iparban ioncserélő szűrőket használnak a kalcium- és magnéziumionok nátrium- és káliumionokkal való helyettesítésére, így lágy vizet állítanak elő. Fordított ozmózis. A módszer a víz féligáteresztő membránokon (általában poliamidon) való áthaladásán alapul. A keménységi sók mellett a legtöbb egyéb sót is eltávolítják. A tisztítási hatékonyság elérheti a 99,9%-ot. Ez a módszer a háztartási előkészítő rendszerekben találta a legnagyobb alkalmazást. vizet inni. Ennek a módszernek a hátrányaként meg kell jegyezni, hogy a fordított ozmózisos membránra szállított víz előzetes előkészítése szükséges. Elektrodialízis. A sók vízből elektromos tér hatására történő eltávolításán alapul. Az oldott anyagok ionjainak eltávolítása speciális membránok miatt történik. Csakúgy, mint a fordított ozmózis technológia alkalmazásakor, a keménységi ionokon kívül más sókat is eltávolítanak. A víz teljesen megtisztítható a keménységi sóktól desztillációval.

P-elemek. A 3A csoport elemei közé tartozik a bór, alumínium, gallium, indium és tallium. A külső szinten atomjaik 3 elektront tartalmaznak (s2p1). Gerjesztetlen állapotban 1 párosítatlan p-elektron, gerjesztett állapotban 3 párosítatlan elektron van. Ennek a csoportnak az elemei gyakran három kötést alkotnak. Tipikus végzettség oxidációs állapota +3, és csak a tallium mutat +1 és +3 oxidációs állapotot. 1. A bóratom túlnyomórészt nemfémes tulajdonságokkal rendelkezik, mivel kicsi az atomsugár és viszonylag nagy elektronegativitása. Az atomi sugarak növekedésével a fémes tulajdonságok nőnek. Az alumínium, gallium, indium, tallium amfoter fémek. U

Az utolsó két elemnél a fémes tulajdonságok dominálnak. 2. A 3A csoportba tartozó elemek E2O3 és E(OH)3 általános képletű oxidokat és hidroxidokat képeznek. B2O3 - savas oxid, bór-hidroxid - B(OH)3 néven ismert bórsav (H3BO3), Al2O3, Ga2O3, In2O3, Tl2O3 - amfoter oxidok, Al(OH)3, Ga(0H)3, In(OH)3, Tl(OH) ) 3 - amfoter hidroxidok. A Tl2O a fő oxid, a TlOH a fő hidroxid. 3. Minden oxid (kivéve B2O3), hidroxid (kivéve H3BO3) rosszul oldódik vízben. Az alumínium, gallium, indium és tallium sói hidrolízisnek vannak kitéve. BOR. A fő ásvány a bórax - Na2B4O7. A nemfém bórt, tipikus oxidációs állapota +3 és -3, oxidjának magnéziummal történő redukálásával nyerik: B2O3 + 3Mg = 2B + 3MgO, Nemfém bór, jellemző oxidációs állapotok +3 és -3. Oldódik oxidáló savakban, de nem képez sókat, mint Al, Ga, In, Tl, hanem bórsavvá alakul. 2B + 3H2SO4 konc. = 2H3BO3 + 3SO2B + 3HNO3 konc. = H3BO3 + 3NO2. Melegítéskor a bór reakcióba lép oxigénnel, halogénekkel, kénnel, nitrogénnel,

rendre B2O3, BCl3, B2S3, BN és hidrogénnel B2H6 bórhidrideket képez

diborán, B4H10 - tetraborán. Bór-oxid - B2O3 - savas oxid, feloldódik

gyenge bórsavat ad a víznek - H3BO3 . A bórsav fehér szilárd anyag

olyan anyag, amely hevítéskor vizet veszít, és tetrabórsavvá alakul,

majd bór-oxidba. Amikor a lúgok a bórsavat hatnak, képződnek

tetrabórsav sói. B2O3 + 3H2O = 2H3BO3; 4H3BO3 H2B4O7 + 5H2O 2B2O3 + H2O 4H3BO3 + 2NaOH = Na2B4O7 + 7H2O bórax – műtrágya. Alumínium- ezüstös-fehér fém, könnyen vezeti az elektromos áramot, más fémekkel ötvöződik. A jellemző oxidációs állapot +3. Ez egy meglehetősen aktív fém, és számos reakción megy keresztül. Levegőben azonban tartós oxidfilmmel (Al2O3) van bevonva, amelyet mechanikai feldolgozás és melegítés nem távolít el, ami az alumíniumtermékeket ellenállóvá teszi a külső hatásokkal szemben. Az oxidfilm jelenléte tűzállóságot kölcsönöz az alumíniumnak (20500C), míg a védőfólia nélküli alumínium 660oC-on megolvad. Az alumínium kémiai tulajdonságai 1. Kölcsönhatás oxigénnel. A védőfólia megakadályozza az oxidációt a levegőben. De ha finomra törik és eltávolítják az oxidfilmet (forró lúgba merítve), az alumínium vakító fényben ég, alumínium-oxidot, víz jelenlétében pedig alumínium-hidroxidot képez. 4Al + 3O2 = 2Al2O3 4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3. 2. Az elem aktívan reagál nemfémekkel, fluor és klór atmoszférában ég, hevítéskor brómmal, jóddal, kénnel, nitrogénnel, foszforral, szénnel egyesül. Nem lép kölcsönhatásba közvetlenül a hidrogénnel, és a hidrideket, például az (AlH3)n-t közvetetten kapják. 2AI + 3Cl2 = 2AICl3; A nitridek, foszfidok, szulfidok, karbidok hidrolitikusan instabilak: 2AlN + 3H2O = Al(OH)3 + NH3. Melegítéskor az alumínium alumínium-oxidot képez vízzel, melegítés nélkül pedig alumínium-hidroxidot. 2Al + 3H2O = Al2O3 + 3H2. Az oxigénnel szembeni nagy affinitása miatt az alumínium eltávolítja az oxigént a fémoxidokból. Ez a reakció a kibocsátással folytatódik Hatalmas mennyiségű hőség. A porított alumíniumot fémek előkészítésére és hegesztésére használják, az alumíniumpor és a Fe3O4 keverékét termitnek nevezik. 3Fe3O4 + 8Al = 9Fe + 4Al2O3 (3500oC). 5. Az alumínium kiszorítja a kevésbé aktív fémeket a sóoldatokból. Al + 3CuCl2 = 3Cu + 2AlCl3. 6. Az alumínium nem oxidáló savakban hidrogén felszabadulásával oldódik. 2Al + 3H2SO4dil. = Al2(SO4)3 + 3H2. Az alumíniumot tömény H2SO4 és HNO3 passziválja, így ezek a savak alumínium tartályokban tárolhatók, de reagálnak híg salétromsavval. Al + 4HNO3 oldva = Al(NO3)3 + NO + 2H2O.8. Az alumínium lúgokban oldódik, és hidrogént szabadít fel. 2Al + 2KOH + 6H2O = 2K + 3H2. 9. Az alumínium oxidálószerek oldatában oldódik, és oxidálószerekkel ötvöződik: 10Al + 6KMnO4 + 24H2SO4 = 5Al2(SO4)3 + 3K2SO4 + 6MnSO4 + 24H2O. Alumínium gyártás. A fő módszer az olvadt alumínium-oxid elektrolízise. Elektrolízis katód: Al+3 + 3e = Al0 2Al2O3 4Al + 3O2 anód: 2O-2 - 4e = O20. Alumínium-oxid-fehér tűzálló anyag. Természetes fajták - korund, rubin, zafír. Adszorbensként amorf alumínium-oxidot használnak. Alumínium elégetésével vagy alumínium-hidroxid égetésével nyerik: 4Al + 3O2 = 2Al2O3 2Al(OH)3 = Al2O3 + H2O. Nem oldódik vízben. Amfoter oxid. Kölcsönhatásba lép savakkal és savas sókkal és lúgokkal. Al2O3+ 6HCl = 2AlCl3+ 3H2O. Alumínium-hidroxid-kristályos és amorf formában létezik, mindkét forma vízben oldhatatlan. Lúgok alumíniumsókra történő hatására vagy azok hidrolízisével nyerik. Ha lúg feleslegben van, a keletkező alumínium-hidroxid képződik komplex só. Al2(SO4)3 + 6NH4OH = 2Al(OH)3 + 3(NH4)2SO4. Hevítéskor az alumínium-hidroxid fokozatosan vizet veszít, és oxiddá alakul. Amfoter tulajdonságai vannak: Al(OH)3 = AlO(OH) + H2O 2AlO(OH) = Al2O3 + H2O.

Kaolinit (fehér agyag) egy agyagásvány a víztartalmú alumínium-szilikátok csoportjából. Kémiai összetétel Al4(OH)8; 39,5% Al2O3-at, 46,5% SiO2-t és 14% H2O-t tartalmaz. Földszerű tömegeket képez, amelyekben elektronmikroszkóp alatt nagy nagyítás mellett kis hatszögletű kristályok találhatók. A monoklin rendszerben kristályosodik. A kaolinit kristályos szerkezete végtelen Si-O4 tetraéderlapokon alapul, amelyek három oxigénatomon osztoznak, és párokban kötődnek össze szabad csúcsokon keresztül alumíniummal és hidroxiddal. Ezek a lapok gyenge kötésekkel kapcsolódnak egymáshoz, ami meghatározza a kaolinit nagyon tökéletes hasadását és az egyik réteg eltérő egymásra helyeződésének lehetőségét, ami viszont a teljes kristályszerkezet szimmetriájának némi változásához vezet. A kaolinit réteges szerkezete a rajta alapuló ásványoknak (agyagoknak és kaolinoknak) a plaszticitás tulajdonságát adja. Keménység ásványtani skálán 1; sűrűsége 2540-2600 kg/m³; tapintásra zsíros. 500-600 °C-ra hevítve a kaolinit vizet veszít, és 1000-1200 °C-on hőkibocsátással bomlik, először szilimanitot, majd mullitot ad; Ez a reakció képezi a kerámiagyártás alapját. Montmorillonit- a rétegszilikátok alosztályába tartozó agyagásvány. Földpátok- széles körben elterjedt, különösen a szilikát osztályba tartozó kőzetképző ásványok csoportja. A legtöbb földpát a K - Na - Ca izomorf sorozat háromkomponensű rendszerének szilárd oldatainak képviselője, amelyek végtagjai rendre ortoklász (Or), albit (Ab), anortit (An). Két izomorf sorozat létezik: albit (Ab) - ortoklász (Or) és albit (Ab) - anortit (An). Az első ásványi anyag legfeljebb 10% An tartalmazhat, a második pedig legfeljebb 10% Or. Csak az Ab-hoz közeli nátriumföldpátokban nő az Or és An oldhatósága. Az első sor tagjait lúgosnak (K-Na földpátok), a másodikat plagioklászoknak (Ca-Na földpátok) nevezik. Az Ab-Or sorozat folytonossága csak magas hőmérsékleten jelenik meg, alacsony hőmérsékleten az elegyedés megszakad pertitek képződésével. A magas hőmérsékletű szanidin mellett megkülönböztetik az alacsony hőmérsékletű káliumföldpátokat - mikroklin és ortoklász.

Aluminátok- frissen kicsapott alumínium-hidroxidon lúg hatására keletkező sók: Al(OH)3 + NaOH = Na (nátrium-tetrahidroxoaluminát) Al(OH)3 + 3NaOH = Na3 (nátrium-hexahidroxoaluminát) Az aluminátokat fémalumínium (ill. Al2O3) lúgokban: 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2 A − - ion vizes oldatokban létezik. Az alkálifém-aluminátok vízben jól oldódnak, vizes oldataik a hidrolízis miatt csak lúgfeleslegben stabilak. Az Al2O3 fém-oxidokkal való olvasztásakor vízmentes aluminátok keletkeznek, amelyek a HAlO2 meta-alumíniumsav származékainak tekinthetők, például kalcium-meta-aluminát Ca(AlO2)2 állítható elő Al2O3 és CaO fúziójával. A magnézium- és kalcium-aluminátok MgAl2O4, CaAl2O4 és a krizoberil ásvány (berillium-aluminát BeAl2O4) megtalálhatók a természetben. A REE aktivátorokkal kiegészített mesterséges aluminátok hosszú utófényű foszforok, amelyek nagymértékben halmozzák fel az aktiválási energiát. Ezek a vegyületek a természetes ásványi spinell - MgAl2O4 - képlete és szerkezeti analógjai. Az aluminátok hatékony lumineszcenciáját azáltal biztosítják, hogy a kristályrácsba ritkaföldfém elemek formájában aktivátorokat, különösen kétértékű európiumot visznek be 1,10-2-8 at% Eu+2 koncentrációban. Az aluminát foszforok előállítása és formulázása, valamint a cink-szulfid foszforok előállítása ipari jellegű, és meglehetősen széles körű alkalmazás fényjelölési és tervezési tevékenységben. A nátrium-aluminát az Al2O3 gyártás közbenső terméke, a textiliparban és a papíriparban, valamint víztisztításra használják. A porított nátrium-meta-aluminátot (NaAlO2) az építőbetonok adalékanyagaként is használják keményedésgyorsítóként: a kalcium-aluminát a gyorsan keményedő timföldcement fő összetevője. Előállítás: Al2O3 + Na2O =t= 2NaAlO2

Az IVA csoport elemei oxidációs állapotban (IV) gyenge savakat (H2CO3, H4SiO4, H2[Ce(OH)6], H2 és H2[Pb(OH)b]) képeznek, amelyek amfoter tulajdonságokat mutatnak. A szabad állapotú IVA csoport elemei redukálószerek. Az IVA csoport szén C, szilícium Si, germánium Ce, ón Sn és ólom Pb. Az IVA csoportba tartoznak a p-elemek szén, szilícium, germánium, ón és ólom. Az elektronszintek számában eltérő, gerjesztetlen atomjaik külső szinten négy s2p2 elektront tartalmaznak, amelyek közül a p-elektronok páratlanok. Az IVA elemcsoport a tipikusokon kívül a germánium alcsoport elemeit tartalmazza: Ge, Sn és Pb. Valenciaelektronikus konfigurációjuk (ns np2 gerjesztetlen állapotban) lehetővé teszi mind a kation-, mind az anionképzők tulajdonságainak kimutatását. Főleg azonban kovalens kötés A valóságban ez nem mindig valósul meg összetett kristályokban. Az IVA csoporton belül a tulajdonságok nem monoton függése az elem csoportban elfoglalt helyzetétől. Így a germánium OEO-ja nagyobbnak bizonyul, mint a szilíciumé, bár a germánium első ionizációs potenciálja alacsonyabb. Az IVA csoport összes eleme RH4 típusú hidrogénvegyületeket képez, amelyek stabilitása a C, Si, Ge, Sn, Pb sorozatban gyorsan gyengül. Az IVA csoporton belül a tulajdonságok nem monoton függése az elem csoportban elfoglalt helyzetétől. Így a germánium OEO-ja nagyobbnak bizonyul, mint a szilíciumé, bár a germánium első ionizációs potenciálja alacsonyabb. Ez azzal magyarázható, hogy a germánium atom, a szilíciummal ellentétben, egy kitöltött belső Zs (10-es szint, amely képernyőként szolgál a p-elektronok számára. Az IVA csoporton belül a tulajdonságok nem monoton függése a Megfigyelhető az elem helyzete a csoportban. Így a germánium OEO-ja nagyobbnak bizonyul, mint a szilíciumé, bár a germánium első ionizációs potenciálja kisebb.Ez a szilíciummal ellentétben a germánium atom létezésével magyarázható, kitöltött belső ZsP0 szintje, amely a p-elektronok képernyőjeként szolgál Ha összehasonlítjuk a 3. és 4. ionizációs potenciált, amelyek a kötés erősségét jellemzik az s - elektronok atommagjával, akkor megállapíthatjuk, hogy az s - elektronok magjával a penetrációs hatás - Az Srf-elektronok rétege alatti germániumban lévő elektronok vannak túlsúlyban.A négy ionizációs potenciált figyelembe véve kiderül, hogy a vegyértékelektronok atommaggal való kötésének erőssége a germániumatomban nagyobb.Ez magyarázza a magasabb értékét a OEO germánium a szilíciumhoz képest.Az elemek sugara is nem monoton változik.C-ből Si felé haladva az atomsugár meredek növekedése figyelhető meg,majd a sugár enyhén változik. Az IVA csoportba tartozó elemek atomjainak sugara az atomszámok növekedésével természetesen nő (24. táblázat), csökken az ionizációs potenciál és a teljes elektronegativitás. A szén és a szilícium azonban tulajdonságaiban jelentősen eltér a csoport többi elemétől. A germánium már fémes tulajdonságokkal rendelkezik, az ónban és az ólomban pedig túlsúlyban vannak a nemfémesekkel szemben. Ezenkívül a szén és a szilícium a kémiai vegyületek számában és változatosságában különbözik az IVA csoport többi elemétől. Többségben szén oxigénvegyületek(ritka kivételektől eltekintve) 4-es oxidációs állapotot mutat; a 4-es oxidációs állapotú szilíciumvegyületek szintén meglehetősen stabilak. A germániumtól az ólomig azonban csökken azoknak a vegyületeknek az erőssége, amelyekben 4-es oxidációs állapotot mutatnak. Az IVA csoport elemei közül melyik a leggyakoribb a Földön.

Szén- a Mengyelejev-periódusos rendszer 2. periódusának fő alcsoportjának 4. csoportjának kémiai eleme, sorozatszám 6, atomtömeg - 12,01115. A földkéreg széntartalma 0,1 tömegszázalék. A szabad szén a természetben gyémánt és grafit formájában található. A szén nagy része természetes karbonátok (mészkövek és dolomitok), fosszilis tüzelőanyagok - antracit (94-97% C), barnaszén (64-80% C), bitumenes szén (76-95% C), olaj formájában. agyagpala (56-78% C), olaj (82-87% C), gyúlékony földgázok (max. 99% metán), tőzeg (53-56% C), valamint bitumen stb. A légkörben és a hidroszférában szén-dioxid CO2 formájában található meg, a levegőben 0,046 tömeg% CO2 van, a folyók, tengerek és óceánok vizében ~60-szor több. A szén megtalálható a növények és állatok összetételében (~18%). Az emberi szervezet táplálékkal jut szénbe (általában körülbelül 300 g naponta). Az emberi szervezet teljes széntartalma eléri a 21%-ot (15 kg/70 kg testtömeg). A szén az izomtömeg 2/3-át és a csonttömeg 1/3-át teszi ki. Főleg a kilégzett levegővel (szén-dioxid) és a vizelettel (karbamid) ürül ki a szervezetből. A természetben a szén körforgása magában foglalja a biológiai körforgást, a szén-dioxid kibocsátását a légkörbe fosszilis tüzelőanyagok elégetése során, vulkáni gázokból, forró ásványforrásokból, óceánvizek felszíni rétegeiből stb. A biológiai körfolyamat abból áll, hogy szén-dioxid formájában a növények a troposzférából szívják fel. Ezután a bioszférából ismét visszatér a geoszférába: a növényekkel a szén az állatok és az emberek szervezetébe kerül, majd az állati és növényi anyagok rothadásakor a talajba és CO2 formájában a légkörbe. Gőzállapotban és nitrogénnel és hidrogénnel alkotott vegyületek formájában a szén megtalálható a Nap légkörében, a bolygókban, valamint megtalálható a kő- és vasmeteoritokban. A legtöbb szénvegyület, és mindenekelőtt a szénhidrogén, kifejezetten kovalens vegyület karakterrel rendelkezik. A szénatomok egyszerű, kettős és hármas kötéseinek erőssége, a C atomokból stabil láncok és ciklusok kialakításának képessége meghatározza a vizsgált széntartalmú vegyület hatalmas számát. szerves kémia. A természetben megtalálható a shungit ásvány, mely szilárd szenet (≈25%) és jelentős mennyiségű szilícium-oxidot (≈35%) egyaránt tartalmaz.A szén számos elemmel reagál. A nemfémeket tartalmazó vegyületeknek saját neveik vannak - metán, tetrafluor-metán. A szén oxigénben történő égésének termékei a CO és a CO2 (szén-monoxid, illetve szén-dioxid). Ismeretes a C3O2 instabil szén-szuboxid és néhány más oxid is. A grafit és az amorf szén hidrogénnel 1200 °C-on, fluorral 900 °C-on kezd reagálni. A szén-dioxid vízzel reagálva gyenge szénsavat - H2CO3 - képez, amely sókat - karbonátokat képez. A kalcium- és magnézium-karbonát a legszélesebb körben elterjedt a Földön. A grafit halogénekkel, alkálifémekkel és más anyagokkal zárványvegyületeket képez. Amikor elektromos kisülést vezetnek át a szénelektródák között nitrogénatmoszférában, cianogén képződik. Magas hőmérsékleten a szén reakciója H2 és N2 keverékével hidrogén-cianidot eredményez: Ha a szén kénnel reagál, CS2 szén-diszulfid keletkezik; CS és C3S2 is ismert. A legtöbb fémnél, alumíniumnál és kalciumnál a szén karbidokat képez, például: (alumínium-karbid); (kalcium-karbid). A szén és a vízgőz reakciója fontos az iparban.