Ціаністоводнева кислота — сильна отрута, що діє смертельно навіть у мізерних дозах (менше 0,05 г).
Солі ціаністоводневої кислоти називаються ціанідами.З них найбільше застосовується ціанід калію.
Ціанід калію KCN — безбарвні кристали, що добре розчиняються у воді. Ціанід калію так само отруйний, як і синильна кислота. На повітрі під дією СО2 він досить швидко розкладається, виділяючи синильну кислоту і перетворюючись на карбонат:
2KCN+ Н2О + СО2 = К2СО3 + 2HCN.
Як сіль дуже слабкої кислоти, ціанід калію у воді гідролізується:
CN- + Н2О = HCN + ОН
Тому розчин ціаніду калію має лужну реакцію і дуже пахне синильною кислотою. Аналогічні властивості має і ціанід натрію.
Ціаніди калію і натрію здатні розчиняти при наявності кисню повітря золото і срібло. На цьому грунтується їх застосування для добування цих металів з руд. Крім того, їх використовують в органічному синтезі, для
гальванічного золотіння і сріблення.
Паливо і його види. Нафта, природний газ, кам'яне вугілля, а також багато сполук карбону відіграють важливу роль у сучасному житті як джерела добування енергії. При згорянні карбону і сполук, що містять карбон, виділяється теплота, яку використовують для виробничих процесів, опалення, готування їжі. Більша ж частина теплоти перетворюється в інші види енергії і витрачається на виконання механічної роботи.
До основних видів палива належать викопне вугілля, торф, дрова, нафта і природний газ.
Викопне вугілля використовують безпосередньо для спалювання і для переробки у цінніші види палива — кокс, рідке пальне, газоподібне паливо.
Викопне вугілля являє собою залишки стародавнього рослинного світу. Чим старіше вугілля, тим багатше воно на карбон.Розрізняють три головних види викопного вугілля.
Антрацит — найдавніше з викопного вугілля. Відзначається великою щільністю і блиском. Містить у середньому 95% карбону.
Кам'яне вугілля містить 75—90% карбону. З усіх видів викопного вугілля застосовується найбільше.
Буре вугілля містить 65—70% карбону. Має бурий колір. Наймолодше з усіх видів викопного вугілля; часто зберігає сліди структури дерева, з якого воно утворилося. Буре вугілля має велику гігроскопічність і високу зольність (від 7 до 38%), тому його використовують тільки як місцеве паливо і як сировину для хімічної переробки. Зокрема, за допомогою гідрогенізації добувають цінні види рідкого палива — бензин і гас.
Торф — продукт першої стадії утворення викопного вугілля. Він відкладається на дні боліт з відмерлих частин болотного моху. Вміст карбону в торфі становить 55—60%. Основний недолік торфу як палива — висока зольність. Його використовують як місцеве паливо.
При сухій перегонці торфу добувають деякі цінні хімічні продукти, а також торф'яний кокс, що містить дуже мало сульфуру; це дає змогу застосовувати торф'яний кокс для виплавляння високоякісного чавуну.
Дрова займають другорядне місце в загальному балансі палива. Застосування їх у промисловості весь час зменшується.
Нафту як паливо широко застосовують з кінця XIXст., коли було винайдено двигун внутрішнього згоряння, що працює на продуктах
переробки нафти.
Однак нафта — не лише зручне і висококалорійне паливо, а й надзвичайно важливий вид сировини для виробництва найрізноманітніших хімічних продуктів (синтетичного спирту, миючих засобів, каучукоподібних матеріалів, розчинників тощо). Широко використовують як сировину для хімічної промисловості також попутні гази нафтовидобутку і гази нафтопереробки.
Природний газ, що складається з метану та інших насичених вуглеводнів,— дуже дешеве і зручне паливо.
Природний газ — чудове паливо і є також надзвичайно цінною, економічно вигідною сировиною для промисловості органічного синтезу. На базі природного газу у нашій країні побудовано ряд нових хімічних заводів; на цей вид сировини переводять також діючі хімічні підприємства.
Однакові кількості палива при спалюванні дають різні кількості теплоти. Тому для оцінки якості палива визначають його теплотворну здатність, тобто кількість тепла, що виділяється при повному згорянні 1 кг палива.
Подаємо приблизні значення теплотворної здатності (в кДж/кг)
різних видів палива:
| Сухе дерево | 19 000 | Антрацит | 34 000 |
| Сухийторф | Деревне вугілля | ||
| Буре вугілля | 28000 | Нафта | 44 000 |
| Кам'яне вугілля | 35 000 | Природний газ | 50000 |
Силіцій у природі. Добування і властивості силіцію. Силіцій — один з найпоширеніших у земній корі елементів. Він становить 27% (мас.) доступної нашому дослідженню частини земної кори, займаючи щодо поширеності друге місце після кисню. У природі силіцій трапляється лише в сполуках: у вигляді діоксиду силіцію SiO2, що також називається ангідридом силіцію, або кремнеземом, і у вигляді солей силікатних кислот (силікатів). У природі найбільше поширені алюмосилікати, тобто силікати, до складу яких входить алюміній. До них належать польові шпати, слюди, каолін та ін.
Так само як карбон, входячи до складу всіх органічних речовин, є дуже важливим елементом рослинного і тваринного світу, силіцій — основний елемент у світі мінералів і гірських порід. У більшості організмів вміст силіцію дуже невеликий. Проте деякі морські організми нагромаджують великі кількості силіцію. До багатих на нього морських рослин належать діатомові водорості, з тварин багато силіцію містять радіолярії, силіцієві губки.
Вільний силіцій можна добути, прожарюючи з магнієм дрібний білий пісок, що є діоксидом силіцію:
SiO2+ 2Mg= 2MgO+ Si.
При цьому утворюється бурий порошок аморфного силіцію.
Силіцій розчиняється у розплавлених металах. При повільному охолодженні розчину силіцію в цинку або в алюмінії силіцій виділяється у вигляді добре утворених кристалів октаедричної форми. Кристалічний силіцій має стальний блиск.
Кристали силіцію високої чистоти, що. мають мінімальне число дефектів структури, характеризуються дуже низькою електропровідністю; домішки і порушення правильності будови різко збільшують її.
Силіцій застосовують в основному в металургії і напівпровідниковій техніці. У металургії його використовують для видалення кисню з розплавлених металів; він є також складовою частиною багатьох сплавів, найважливіші з яких — сплави на основі феруму, купруму та алюмінію. В напівпровідниковій техніці силіцій використовують для виготовлення фотоелементів, підсилювачів, випрямлячів. Напівпровідникові прилади на основі силіцію витримують нагрівання до 250° С, що розширює галузь їх застосування.
У промисловості силіцій добувають відновленням діоксиду силіцію коксом в електричних печах:
SiO2+ 2С = Si + 2C0|.
Добутий цим способом силіцій містить 2—5% домішок. Силіцій високої чистоти, потрібний для виготовлення напівпровідникових приладів, добувають складнішим способом. Природний кремнезем переводять у таку сполуку силіцію, яка піддається глибокому очищенню. Потім силіцій виділяють з добутої чистої речовини термічним розкладанням або дією відновника. Один з таких способів полягає в перетворенні кремнезем у хлорид силіцію SiCl4, очищенні цього продукту і відновленні з нього силіцію високочистим цинком. Дуже чистий силіцій можна добути також термічним розкладанням йодиду силіцію Sil4або силану SiH4. Добутий цим способом силіцій містить дуже мало домішок і придатний для виготовлення деяких напівпровідникових приладів. Щоб добути ще чистіший продукт, його додатково очищають, наприклад зонною плавкою
У хімічному відношенні силіцій, особливо кристалічний, малоактивний; при кімнатній температурі він безпосередньо сполучається лише з фтором. Якщо аморфний силіцій нагрівати, то він легше сполучається з оксигеном, галогенами і сульфуром.
Кислоти, крім суміші фтористоводневої і нітратної, не діють на силіцій, але луги енергійно з ним реагують, виділяючи гідроген і утворюючи солі силікатної кислоти H2Si03:
Si+ 2КОН + Н2О = K2Si03 + 2H2|
При наявності слідів лугу, що відіграє роль каталізатора, силіцій витісняє гідроген також з води.
Якщо в електричній печі розжарювати суміш піску і коксу, взятих у певному співвідношенні, то утворюється сполука силіцію з карбоном — карбід силіцію SiC, що називається карборундом:
SiO2 + ЗС = SiC + 2C0|
Чистий карборунд — безбарвні дуже тверді кристали (густина 3,2 г/см3). Технічний продукт звичайно забарвлений домішками в темно-сірий колір.
За внутрішньою будовою карборунд є ніби алмазом, у якому половина атомів карбону рівномірно замінена атомами силіцію. Кожний атом карбону міститься в центрі тетраедра, у вершинах якого розміщено атоми силіцію; в свою чергу, кожний атом силіцію оточений подібним чином чотирма атомами карбону. Ковалентні зв'язки, що сполучають усі атоми в цій структурі, як і в алмазі, дуже міцні, чим пояснюється велика твердість карборунду.
Карборунд добувають у великій кількості; завдяки високій твердості і вогнетривкості він набув широкого застосування. З порошку карборунду виготовляють шліфувальні круги, бруски, шліфувальний папір. На його основі виробляють плити для підлог, платформ, переходів у метро і на вокзалах. З нього виробляють муфелі і футеровку для різних печей. Суміш порошків карборунду і силіцію — матеріал для виготовлення силітових стержнів для електричних печей.
При високій температурі силіцій вступає в сполуку з багатьма металами, утворюючи силіциди. Наприклад, при нагріванні діоксиду силіцію з надлишком металічного магнію силіцій, що при цьому відновлюється, сполучається з магнієм, утворюючи силіцид магнію Mg2Si: 4Mg + SiO2 = Mg2Si + 2MgO.