Az oxigén bináris vegyületei nemfémes elemekkel az anyagok nagy csoportját alkotják, amelyek az oxidok osztályába tartoznak. Sok nemfém-oxid mindenki számára jól ismert. Ilyenek például a szén-dioxid, víz, nitrogén-dioxid. Cikkünkben megvizsgáljuk tulajdonságaikat, megtudjuk a bináris vegyületek körét és a környezetre gyakorolt hatásukat.
Általános jellemzők
A fluor, az argon, a neon és a hélium kivételével szinte minden nemfémes elem oxidokat képezhet. A legtöbb elem több oxidot tartalmaz. Például a kén két vegyületet képez: kén-dioxidot és kénsav-anhidridet. Ezek olyan anyagok, amelyekben a kén vegyértéke négy, illetve hat. A hidrogénnek és a bórnak csak egy-egy oxidja van, és a nitrogénben van a legtöbb oxigénnel együtt bináris anyag. Magasabb oxidok azok, amelyekben a nemfém atom oxidációs állapota megegyezik annak a csoportnak a számával, ahol az elem a periodikus rendszerben található. Tehát a CO2 és SO3 a szén és a kén magasabb oxidjai. Néhány kapcsolattovábbi oxidáción eshet át. Például a szén-monoxid ebben az esetben szén-dioxiddá alakul.
Szerkezet és fizikai tulajdonságok
Gyakorlatilag az összes ismert nemfém-oxid molekulákból áll, amelyek atomjai között kovalens kötések jönnek létre. Maguk az anyag részecskéi lehetnek polárisak (például kén-dioxidban) vagy nem polárisak (szén-dioxid molekulák). A szilícium-dioxid, amely a homok természetes formája, atomos szerkezetű. Számos savas oxid aggregációs állapota eltérő lehet. Tehát a szén-oxidok, mint például a szén-monoxid és a szén-dioxid, gáz halmazállapotúak, és a hidrogén (H2O) vagy kén bináris oxigénvegyületei a legmagasabb oxidációs állapotban vannak (SO). 3 ) folyadékok. A víz sajátossága, hogy az oxid nem sóképző. Közömbösnek is nevezik őket.
A kén-trioxid vagy kénsav-anhidrid kristályos fehér anyag. Gyorsan felszívja a nedvességet a levegőből, ezért a kén-dioxidot lezárt üveglombikban tárolják. Az anyagot légszárítóként és szulfátsav előállításához használják. A foszfor vagy a szilícium oxidjai szilárd kristályos anyagok. A nitrogén-oxidokra jellemző az aggregáltsági állapot kölcsönös átalakulása. Tehát a NO2 vegyület barna gáz, és az N2O4 színtelen folyadékot vagy fehér szilárd anyagot tartalmaz. Melegítéskor a folyadék gázzá alakul, lehűléskor pedigfolyékony fázis kialakulása.
Kölcsönhatás vízzel
A savas oxidok vízzel való reakciói ismertek. A reakciótermékek a megfelelő savak lesznek:
SO3 + H2O=H2SO 4 – szulfátsav
Ezek közé tartozik a foszfor-pentoxid, valamint a kén-dioxid, nitrogén, szén és H2O molekulák kölcsönhatása. A szilícium-oxid azonban nem reagál közvetlenül vízzel. A szilikátsav előállításához közvetett módszert alkalmaznak. Először a SiO2 lúggal, például nátrium-hidroxiddal olvasztják össze. A kapott középső sót, a nátrium-szilikátot erős savval, például kloriddal kezeljük.
Az eredmény fehér, zselatinos kovasav csapadék. A szilícium-dioxid reakcióba léphet a sókkal hevítés közben, és illékony savas oxidokat képezhet. A savas oxidok számos nitrogén-, kén- és foszforvegyületet tartalmaznak, amelyek a levegőszennyezés vezető tényezői. Kölcsönhatásba lépnek a légkör nedvességével, ami kénsav, nitrát és salétromsav képződéséhez vezet. Molekuláik esővel vagy hóval együtt a növényekre és a talajra esnek. A savas csapadék nemcsak a terméshozam csökkentésével károsítja a növényeket, hanem az emberi egészséget is negatívan befolyásolja. Elpusztítják a mészkőből vagy márványból készült épületeket, korróziót okoznak a fémszerkezeteken.
Különböző oxidok
A savas oxidok olyan vegyületek csoportja, amelyek sem savakkal, sem lúgokkal nem tudnak reagálni, és nem képződneksó. A fenti vegyületek mindegyike nem felel meg sem savaknak, sem bázisoknak, vagyis nem sóképzők. Kevés ilyen kapcsolat van. Például ezek közé tartozik a szén-monoxid, a dinitrogén-oxid és annak monoxidja - NO. A nitrogén-dioxiddal és a kén-dioxiddal együtt részt vesz a szmog kialakulásában a nagy ipari vállalkozások és városok felett. A mérgező oxidok képződése az üzemanyag égési hőmérsékletének csökkentésével megelőzhető.
Kölcsönhatás lúgokkal
A savas oxidok fontos jellemzője a lúgokkal való reakcióképesség. Például a nátrium-hidroxid és a kén-trioxid reakciója során só (nátrium-szulfát) és víz képződik:
SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H 2O
A nitrogén-dioxid a savas oxidok közé tartozik. Érdekessége a lúggal való reakció, a termékekben kétféle só található: nitrátok és nitritek. Ez annak köszönhető, hogy a nitrogén-monoxid (IV) vízzel kölcsönhatásba lépve két savat - salétrom- és salétromosavat - képez. A kén-dioxid kölcsönhatásba lép a lúgokkal is, így közepes sókat - szulfitokat, valamint vizet képezve. A vegyület a levegőbe kerülve erősen szennyezi azt, ezért az SO2 keverékű üzemanyagot használó vállalkozásoknál égetett mész vagy kréta szórásával tisztítják az ipari kipufogógázokat. A kén-dioxidot mészvízen vagy nátrium-szulfit oldaton is áteresztheti.
A nemfémes elemek bináris oxigénvegyületeinek szerepe
Sok savas oxidnagy gyakorlati jelentőséggel bírnak. Például a szén-dioxidot tűzoltó készülékekben használják, mert nem támogatja az égést. Szilícium-oxid - homok, széles körben használják az építőiparban. A szén-monoxid a metil-alkohol előállításának alapanyaga. A foszfor-pentoxid egy savas oxid. Ezt az anyagot foszforsav előállítására használják.
A nemfémek bináris oxigénvegyületei hatással vannak az emberi szervezetre. Legtöbbjük mérgező. A szén-monoxid káros hatásairól korábban szóltunk. A nitrogén-oxidok, különösen a nitrogén-dioxid negatív hatása a légzőrendszerre és a szív- és érrendszerre szintén bizonyítást nyert. A savas oxidok közé tartozik a szén-dioxid, amely nem tekinthető mérgező anyagnak. De ha térfogathányada a levegőben meghaladja a 0,25%-ot, az embernél fulladási tünetek jelentkeznek, amelyek a légzésleállás miatt akár végzetesek is lehetnek.
Cikkünkben a savas oxidok tulajdonságait tanulmányoztuk, és példákat adtunk gyakorlati jelentőségükre az emberi életben.
