Из соединений углерода с серой и азотом большое практическое значение имеют сероуглерод CS2 и синильная кислота HCN.
Сероуглерод CS2 получается пропусканием паров серы сквозь слой раскаленного угля. Это бесцветная, сильно преломляющая свет летучая жидкость, кипящая при 46°C. При долгом хранении сероуглерод желтеет и приобретает неприятный запах.
Сероуглерод ядовит и легко воспламеняется. В нем хорошо растворяются сера, фосфор, иод, различные жиры и смолистые вещества. Сероуглерод используется для борьбы с вредителями растений и для получения вискозы (стр. 480).
Синильная кислота HCN. При высокой температуре, например в электрической дуге, углерод может непосредственно соединяться с азотом, образуя бесцветный ядовитый газ дициан, молекулярная масса которого соответствует формуле С2Т2. По своим химическим свойствам дициан имеет некоторое сходство с галогенами. Подобно им, он образует соединение с водородом HCN, обладающее кислотными свойствами и получившее название циановодорода, или синильной кислоты.
Синильная кислота — бесцветная, очень летучая жидкость, кипящая при 26,7°C и обладающая характерным запахом горького миндаля.
В водном растворе синильная кислота только в незначительной степени диссоциирует на ионы ( К = 8·10-10 ).
Синильная кислота — сильный яд, действующий смертельно даже в ничтожных дозах (меньше 0,05 г.).
Соли синильной кислоты называются цианидами. Из них наибольшее применение имеет цианид калия.
Цианид калия KCN — бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Цианид калия так же ядовит, как и синильная кислота. На воздухе под действием CO2 он довольно быстро разлагается, выделяя синильную кислоту и превращаясь в карбонат:
Как соль очень слабой кислоты, цианид калия в воде в сильной степени подвергается гидролизу:
Поэтому раствор цианида калия имеет щелочную реакцию и сильно пахнет синильной кислотой. Аналогичными свойствами обладает и цианид натрия.
Цианиды калия и натрия способны растворять в присутствии кислорода воздуха золото и серебро. На этом основано их применение для извлечения этих металлов из руд (см. § 202). Кроме того, они используются в органическом синтезе, при гальваническом золочении и серебрении.
- 432 -
Нефть, природный газ, каменный уголь, а также многие соединения углерода играют важнейшую роль в современной жизни как источники получения энергии. При сгорании угля и углеродсодержащих соединений выделяется теплота, которая используется для производственных процессов, отопления, приготовления пищи. Большая же часть получаемой теплоты превращается в другие виды энергии и затрачивается на совершение механической работы.
К основным видам топлива относятся ископаемый уголь, торф, дрова, нефть и природный газ.
Ископаемый уголь используется как непосредственно для сжигания, так и для переработки в более ценные виды топлива - кокс, жидкое горючее, газообразное топливо.
В царской России добыча угля не удовлетворяла потребностей даже слабо развитой промышленности, и каменный уголь дополнительно ввозился из-за границы. Единственным поставщиком угля для всей страны был тогда Донбасс.
После Октябрьской революции в угольной промышленности произошли огромные изменения. Освоены новые угольные бассейны: в Средней Азии, на Кавказе, в Восточной Сибири. Начата разработка каменного угля и в ряде других районов страны. В 1940 г. в Советском Союзе было добыто угля 166 млн. т, в 1954 г. 347 млн. т, а в 1985 — 726 млн т. Однако доля угля в общем производстве топлива все время снижается за счет увеличения доли нефти и природного газа.
Ископаемый уголь представляет собой остатки древнего растительного мира. Чем старше уголь, тем богаче он углеродом.
Различают три главных вида ископаемых углей.
Антрацит — самый древний из ископаемых углей. Отличается большой плотностью и блеском. Содержит в среднем 95% углерода. В общих запасах углей СССР он составляет около 5,5%.
Каменный уголь содержит 75—90% углерода. Из всех ископаемых углей находит самое широкое применение.
Бурый уголь содержит 65—70% углерода. Имеет бурый цвет. Как самый молодой из ископаемых углей, часто сохраняет следы структуры дерева, из которого он образовался. Бурый уголь отличается большой гигроскопичностью и высокой зольностью (от 7 до 38%), поэтому используется только как местное топливо и как сырье для химической переработки. В частности, путем его гидрогенизации получают ценные виды жидкого топлива — бензин и керосин.
Торф — продукт первой стадии образования ископаемых углей. Он отлагается на дне болот из отмирающих частей болотных Мхов. По разведанным запасам торфа СССР — самая богатая страна в мире. Содержание углерода в торфе составляет 55-60%. Главный недостаток торфа для топлива — высокая зольность. Он используется как местное топливо.
- 433 -
При сухой перегонке торфа получают некоторые ценные химические продукты, а также торфяной кокс, содержащий очень мало серы, что позволяет применять его для выплавки высококачественного чугуна.
