Химические свойства углерода

Восстановительные свойства

При обычных условиях углерод малоактивен, но при повышенных температурах он проявляет сильные восстановительные свойства.

Взаимодействие с кислородом. Алмаз, аллотропная форма углерода, сгорает в кислороде при температуре 600-700°C, образуя углекислый газ:
C_(алмаз) + O₂   ^t ⟶ CO₂

Взаимодействие с концентрированной серной кислотой. При нагревании углерод реагирует с горячей концентрированной серной кислотой, выделяя углекислый и сернистый газы, а также воду:
C + 2H₂SO₄ ⟶ CO₂↑ + 2SO₂↑ + 2H₂O

Использование в металлургии. Углерод используется в металлургии для восстановления оксидов металлов, например, при восстановлении оксида цинка:
C + ZnO   ^t ⟶ CO↑ + Zn

Окислительные свойства

Углерод проявляет окислительные свойства при взаимодействии с металлами и некоторыми неметаллами.

Взаимодействие с алюминием: При нагревании углерод реагирует с алюминием, образуя карбид алюминия:
4Al + 3C   ^t ⟶ Al₄C₃

Взаимодействие с кремнием: Углерод окисляет кремний при прокаливании, образуя карбид кремния (карборунд):
Si + C   ^t ⟶ SiC

Взаимодействие с водородом: Углерод также проявляет окислительные свойства при взаимодействии с водородом, что приводит к образованию метана:
C + 2H₂   ^t ⟶ CH₄

Таким образом, углерод выступает как восстановителем, так и окислителем.