Бинарни съединения на кислорода с неметални елементи са голяма група вещества, които са включени в класа на оксидите. Много неметални оксиди са добре познати на всички. Това са например въглероден диоксид, вода, азотен диоксид. В нашата статия ще разгледаме техните свойства, ще разберем обхвата на бинарните съединения и тяхното въздействие върху околната среда.
Общи характеристики
Почти всички неметални елементи, с изключение на флуор, аргон, неон и хелий, могат да образуват оксиди. Повечето елементи имат множество оксиди. Например, сярата образува две съединения: серен диоксид и серен анхидрид. Това са вещества, в които валентността на сярата е съответно четири и шест. Водородът и борът имат само по един оксид, а азотът има най-голям брой бинарни вещества с кислород. По-високите оксиди са тези, при които степента на окисление на неметалния атом е равна на номера на групата, в която се намира елементът в периодичната система. И така, CO2 и SO3 са по-високи оксиди на въглерода и сярата. Някои връзкиможе да претърпи допълнително окисление. Например въглеродният оксид в този случай се превръща във въглероден диоксид.
Структура и физически свойства
Практически всички известни неметални оксиди се състоят от молекули, между атомите на които се образуват ковалентни връзки. Самите частици на дадено вещество могат да бъдат или полярни (например в серен диоксид) или неполярни (молекули на въглероден диоксид). Силициевият диоксид, който е естествена форма на пясък, има атомна структура. Агрегационното състояние на редица киселинни оксиди може да бъде различно. И така, въглеродните оксиди, като въглероден оксид и въглероден диоксид, са газообразни, а бинарните кислородни съединения на водород (H2O) или сяра са в най-високо окислително състояние (SO 3 ) са течности. Характеристика на водата е, че оксидът не образува сол. Наричат ги и безразлични.
Серен триоксид или серен анхидрид е кристално бяло вещество. Той бързо абсорбира влагата от въздуха, така че серен диоксид се съхранява в запечатани стъклени колби. Веществото се използва като изсушител на въздуха и при производството на сулфатна киселина. Оксидите на фосфора или силиция са твърди кристални вещества. Взаимната трансформация на агрегатното състояние е характерна за азотните оксиди. И така, съединението NO2 е кафяв газ, а съединението с формулата N2O4 има безцветна течност или бяло твърдо вещество. При нагряване течността се превръща в газ, а когато се охлажда,образуването на течна фаза.
Взаимодействие с вода
Реакциите на киселинни оксиди с вода са известни. Продуктите на реакцията ще бъдат съответните киселини:
SO3 + H2O=H2SO 4 – сулфатна киселина
Те включват взаимодействието на фосфорен пентоксид, както и на серен диоксид, азот, въглерод с H2O молекули. Въпреки това, силициевият оксид не реагира директно с вода. За получаване на силикатна киселина се използва индиректен метод. Първо, SiO2 се кондензира с алкали като натриев хидроксид. Получената средна сол, натриев силикат, се обработва със силна киселина, като хлорид.
Резултатът е бяла желатинова утайка от силициева киселина. Силициевият диоксид може да реагира със соли, когато се нагрява, за да образува летливи киселинни оксиди. Киселинните оксиди включват няколко съединения на азот, сяра и фосфор, които са водещи фактори за замърсяването на въздуха. Те взаимодействат с атмосферната влага, което води до образуването на сярна, нитратна и азотна киселина. Техните молекули, заедно с дъжда или снега, падат върху растенията и почвата. Киселинните валежи не само вредят на културите, като намаляват добивите им, но и се отразяват негативно на човешкото здраве. Разрушават сгради от варовик или мрамор, причиняват корозия на металните конструкции.
Безразлични оксиди
Киселинните оксиди са група съединения, които не могат да реагират нито с киселини, нито с основи и не образуватсол. Всички горепосочени съединения не съответстват нито на киселини, нито на основи, тоест не образуват сол. Малко са такива връзки. Например, те включват въглероден оксид, азотен оксид и неговият монооксид - NO. Той, заедно с азотния диоксид и серен диоксид, участва в образуването на смог над големи промишлени предприятия и градове. Образуването на токсични оксиди може да бъде предотвратено чрез понижаване на температурата на горене на горивото.
Взаимодействие с алкали
Способността да реагират с алкали е важна характеристика на киселинните оксиди. Например, когато натриев хидроксид и серен триоксид реагират, се образува сол (натриев сулфат) и вода:
SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H 2O
Азотният диоксид принадлежи към киселинните оксиди. Неговата интересна особеност е реакцията с алкали, в продуктите се намират два вида соли: нитрати и нитрити. Това се дължи на способността на азотния оксид (IV) при взаимодействие с вода да образува две киселини – азотна и азотна. Серният диоксид също взаимодейства с алкали, като по този начин образува средни соли - сулфити, както и вода. Съединението, попадайки във въздуха, силно го замърсява, следователно в предприятия, използващи гориво с примес на SO2, отработените промишлени газове се почистват чрез пръскане на негасена вар или тебешир в тях. Можете също да прекарате серен диоксид през варова вода или разтвор на натриев сулфит.
Ролята на бинарните кислородни съединения на неметалните елементи
Много киселинни оксидиса от голямо практическо значение. Например въглеродният диоксид се използва в пожарогасителите, тъй като не поддържа горенето. Силициев оксид - пясък, намира широко приложение в строителната индустрия. Въглеродният оксид е суровината за производството на метилов алкохол. Фосфорният пентоксид е кисел оксид. Това вещество се използва при производството на фосфорна киселина.
Бинарни кислородни съединения на неметали влияят върху човешкото тяло. Повечето от тях са токсични. По-рано говорихме за вредното въздействие на въглеродния оксид. Доказано е и отрицателното въздействие на азотните оксиди, особено на азотния диоксид, върху дихателната и сърдечно-съдовата система. Киселинните оксиди включват въглероден диоксид, който не се счита за токсично вещество. Но ако обемната му фракция във въздуха надвиши 0,25%, човек развива симптоми на задушаване, което може да бъде фатално поради спиране на дишането.
В нашата статия изследвахме свойствата на киселинните оксиди и дадохме примери за тяхното практическо значение в човешкия живот.
