Номер 7, страница 56, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

7. Для каких целей используют оксиды углерода (II) и (IV)?

Оксиды углерода (II) и (IV) находят широкое применение в различных отраслях промышленности и быту благодаря своим уникальным физическим и химическим свойствам.

Оксид углерода (II)

Оксид углерода (II), известный как угарный газ ($CO$), — это бесцветный газ без запаха, который активно используется в промышленности.

• Металлургия: Является важнейшим восстановителем в доменном производстве чугуна из железной руды. Угарный газ отнимает кислород у оксидов железа, восстанавливая их до металла. Пример реакции: $Fe_2O_3 + 3Co \rightarrow 2Fe + 3CO_2$.
• Химический синтез: Служит сырьем для производства целого ряда органических веществ:
  • Синтез метанола ($CH_3OH$) при реакции с водородом ($H_2$): $Co + 2H_2 \rightarrow CH_3OH$.
  • Производство уксусной кислоты ($CH_3COOH$) методом карбонилирования метанола.
  • Получение фосгена ($COCl_2$) — сырья для изготовления пластмасс (поликарбонатов), полиуретанов и красителей.
  • Процесс Фишера-Тропша: в составе синтез-газа (смесь $CO$ и $H_2$) используется для получения синтетических жидких топлив.
• Топливо: $CO$ является горючим компонентом некоторых видов газообразного топлива, например, генераторного газа. При сгорании выделяет тепло: $2Co + O_2 \rightarrow 2CO_2$.
• Пищевая промышленность: В очень малых и строго контролируемых концентрациях применяется при упаковке мяса для сохранения его ярко-красного цвета.

Ответ: Оксид углерода (II) ($CO$) используется в металлургии как восстановитель для получения металлов, в химической промышленности для синтеза метанола, уксусной кислоты и полимеров, а также в качестве компонента газообразного топлива.

Оксид углерода (IV)

Оксид углерода (IV), или углекислый газ ($CO_2$), — это бесцветный газ, который в зависимости от агрегатного состояния (газ, жидкость, твердое тело — «сухой лед») находит множество применений.

• Пищевая промышленность:
  • Используется для газирования напитков (лимонады, минеральная вода, пиво, шампанское).
  • В качестве пищевой добавки-консерванта (E290) и компонента защитной атмосферы в упаковках для увеличения срока хранения продуктов.
  • Твердый $CO_2$ («сухой лед») применяется как хладагент для заморозки и транспортировки продуктов питания. Его преимущество в том, что он сублимирует (переходит из твердого состояния в газообразное), не оставляя влаги.
• Пожаротушение: Углекислый газ тяжелее воздуха и не поддерживает горение. В углекислотных огнетушителях он вытесняет кислород из зоны горения и охлаждает очаг, что делает его эффективным для тушения электрооборудования под напряжением и горючих жидкостей.
• Промышленность и технологии:
  • Сварка: Применяется как защитный газ для изоляции расплавленного металла от кислорода воздуха.
  • Химическая промышленность: Служит сырьем для производства мочевины ($CO(NH_2)_2$) — важного азотного удобрения.
  • Нефтедобыча: Закачивается в нефтяные пласты для повышения нефтеотдачи за счет снижения вязкости нефти и поддержания давления в пласте.
  • Лазерная техника: Используется в качестве активной среды в мощных газовых $CO_2$-лазерах для резки и сварки металлов.
  • Сверхкритическая экстракция: В жидком сверхкритическом состоянии является экологически чистым растворителем, применяемым для извлечения кофеина из кофейных зерен, получения экстрактов из растений.
• Сельское хозяйство: Подача $CO_2$ в теплицы ускоряет фотосинтез и способствует повышению урожайности культур.

Ответ: Оксид углерода (IV) ($CO_2$) применяется в пищевой промышленности (газирование напитков, консервация, охлаждение «сухим льдом»), в огнетушителях, в качестве защитной среды при сварке, для синтеза удобрений, в нефтедобыче, в лазерных технологиях, как растворитель и для стимуляции роста растений в теплицах.