Binarni spojevi kisika s nemetalnim elementima velika su skupina tvari koje spadaju u klasu oksida. Mnogi oksidi nemetala svima su dobro poznati. To su, na primjer, ugljični dioksid, voda, dušikov dioksid. U našem članku razmotrit ćemo njihova svojstva, saznati opseg binarnih spojeva i njihov utjecaj na okoliš.
Opće karakteristike
Gotovo svi nemetalni elementi, s izuzetkom fluora, argona, neona i helija, mogu formirati okside. Većina elemenata ima više oksida. Na primjer, sumpor tvori dva spoja: sumporov dioksid i sumporov anhidrid. To su tvari u kojima je valencija sumpora četiri, odnosno šest. Vodik i bor imaju samo po jedan oksid, a dušik ima najveći broj binarnih tvari s kisikom. Viši oksidi su oni kod kojih je oksidacijsko stanje atoma nemetala jednako broju skupine u kojoj se element nalazi u periodnom sustavu. Dakle, CO2 i SO3 su viši oksidi ugljika i sumpora. Neke vezemože podvrgnuti daljnjoj oksidaciji. Na primjer, ugljični monoksid se u ovom slučaju pretvara u ugljični dioksid.
Struktura i fizička svojstva
Praktično svi poznati oksidi nemetala sastoje se od molekula, između čijih atoma nastaju kovalentne veze. Same čestice tvari mogu biti polarne (na primjer, u sumporovom dioksidu) ili nepolarne (molekule ugljičnog dioksida). Silicijev dioksid, koji je prirodni oblik pijeska, ima atomsku strukturu. Stanje agregacije niza kiselih oksida može biti različito. Dakle, ugljični oksidi, kao što su ugljični monoksid i ugljični dioksid, su plinoviti, a binarni kisikovi spojevi vodika (H2O) ili sumpora su u najvišem oksidacijskom stanju (SO 3 ) su tekućine. Značajka vode je da oksid ne stvara sol. Nazivaju se i ravnodušnima.
Sumporov trioksid ili sumporov anhidrid je kristalna bijela tvar. Brzo upija vlagu iz zraka, pa se sumpor dioksid pohranjuje u zatvorenim staklenim bocama. Tvar se koristi kao sušilo zraka i u proizvodnji sulfatne kiseline. Oksidi fosfora ili silicija su čvrste kristalne tvari. Međusobna transformacija agregatnog stanja karakteristična je za dušikove okside. Dakle, spoj NO2 je smeđi plin, a spoj formule N2O4 ima bezbojnu tekućinu ili bijelu krutinu. Kada se zagrije, tekućina se pretvara u plin, a kada se ohladi,stvaranje tekuće faze.
Interakcija s vodom
Poznate su reakcije kiselinskih oksida s vodom. Produkti reakcije bit će odgovarajuće kiseline:
SO3 + H2O=H2SO 4 – sulfatna kiselina
Ovo uključuje interakciju fosforovog pentoksida, kao i sumporovog dioksida, dušika, ugljika s H2O molekulama. Međutim, silicij oksid ne reagira izravno s vodom. Za dobivanje silikatne kiseline koristi se neizravna metoda. Prvo, SiO2 je fuzioniran s lužinom kao što je natrijev hidroksid. Dobivena srednja sol, natrijev silikat, tretira se jakom kiselinom, kao što je klorid.
Rezultat je bijeli želatinozni talog silicijeve kiseline. Silicij dioksid može reagirati sa solima kada se zagrijava da nastane hlapljivi kiseli oksid. Kiseli oksidi uključuju nekoliko spojeva dušika, sumpora i fosfora, koji su vodeći pridonosi onečišćenju zraka. Oni su u interakciji s atmosferskom vlagom, što dovodi do stvaranja sumporne, nitratne i dušične kiseline. Njihove molekule, zajedno s kišom ili snijegom, padaju na biljke i tlo. Kisele oborine ne samo da štete usjevima smanjujući njihov prinos, nego i negativno utječu na zdravlje ljudi. Uništavaju zgrade od vapnenca ili mramora, uzrokuju koroziju metalnih konstrukcija.
Indiferentni oksidi
Kiseli oksidi su skupina spojeva koji ne mogu reagirati ni s kiselinama ni s lužinama i ne stvarajusol. Svi navedeni spojevi ne odgovaraju ni kiselinama ni bazama, odnosno ne tvore soli. Malo je takvih veza. Na primjer, to uključuje ugljični monoksid, dušikov oksid i njegov monoksid - NO. On, zajedno s dušikovim dioksidom i sumporovim dioksidom, sudjeluje u stvaranju smoga nad velikim industrijskim poduzećima i gradovima. Stvaranje otrovnih oksida može se spriječiti snižavanjem temperature izgaranja goriva.
Interakcija s lužinama
Sposobnost reakcije s lužinama važna je značajka kiselih oksida. Na primjer, kada reagiraju natrijev hidroksid i sumpor trioksid, nastaju sol (natrijev sulfat) i voda:
SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H 2O
Dušikov dioksid spada u kisele okside. Njegova zanimljiva značajka je reakcija s lužinom, u proizvodima se nalaze dvije vrste soli: nitrati i nitriti. To je zbog sposobnosti dušikovog oksida (IV) u interakciji s vodom da tvori dvije kiseline - dušičnu i dušičnu. Sumpor dioksid također stupa u interakciju s lužinama, stvarajući tako srednje soli - sulfite, kao i vodu. Smjesa, ulazeći u zrak, snažno ga onečišćuje, stoga se u poduzećima koja koriste gorivo s primjesom SO2, ispušni industrijski plinovi čiste raspršivanjem živog vapna ili krede. Također možete propuštati sumpor dioksid kroz vapnenu vodu ili otopinu natrijevog sulfita.
Uloga binarnih kisikovih spojeva nemetalnih elemenata
Mnogi kiseli oksidiod velike su praktične važnosti. Na primjer, ugljični dioksid se koristi u aparatima za gašenje požara jer ne podržava izgaranje. Silicij oksid - pijesak, naširoko se koristi u građevinskoj industriji. Ugljični monoksid je sirovina za proizvodnju metilnog alkohola. Fosforov pentoksid je kiseli oksid. Ova tvar se koristi u proizvodnji fosforne kiseline.
Binarni kisikovi spojevi nemetala utječu na ljudsko tijelo. Većina ih je otrovna. O štetnosti ugljičnog monoksida već smo govorili. Dokazano je i negativno djelovanje dušikovih oksida, posebice dušikovog dioksida, na dišni i kardiovaskularni sustav. Kiseli oksidi uključuju ugljični dioksid, koji se ne smatra otrovnom tvari. Ali ako njegov volumni udio u zraku prelazi 0,25%, osoba razvija simptome gušenja, što može biti smrtonosno zbog zastoja disanja.
U našem članku proučavali smo svojstva kiselih oksida i dali primjere njihovog praktičnog značaja u ljudskom životu.
