Binarna jedinjenja kiseonika sa nemetalnim elementima su velika grupa supstanci koje su uključene u klasu oksida. Mnogi oksidi nemetala su svima dobro poznati. To su, na primjer, ugljični dioksid, voda, dušikov dioksid. U našem članku ćemo razmotriti njihova svojstva, saznati opseg binarnih spojeva i njihov utjecaj na okoliš.
Opšte karakteristike
Gotovo svi nemetalni elementi, sa izuzetkom fluora, argona, neona i helijuma, mogu formirati okside. Većina elemenata ima više oksida. Na primjer, sumpor stvara dva spoja: sumpor-dioksid i sumporni 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 oksidaciono stanje atoma nemetala jednako broju grupe u kojoj se element nalazi u periodnom sistemu. Dakle, CO2 i SO3 su viši oksidi ugljenika i sumpora. Neke vezemože podvrgnuti daljoj 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 sumpor dioksidu) ili nepolarne (molekule ugljičnog dioksida). Silicijum dioksid, koji je prirodni oblik peska, ima atomsku strukturu. Stanje agregacije brojnih kiselih oksida može biti različito. Dakle, ugljični oksidi, kao što su ugljični monoksid i ugljični dioksid, su plinoviti, a binarna jedinjenja kisika vodonika (H2O) ili sumpora su u najvišem oksidacionom stanju (SO 3 ) su tečnosti. Karakteristika vode je da oksid ne stvara soli. Nazivaju se i ravnodušnima.
Sumpor trioksid ili sumporni anhidrid je kristalna bijela supstanca. Brzo upija vlagu iz zraka, pa se sumpor dioksid skladišti u zatvorenim staklenim bocama. Supstanca se koristi kao sušač zraka i u proizvodnji sulfatne kiseline. Oksidi fosfora ili silicija su čvrste kristalne supstance. Međusobna transformacija agregatnog stanja karakteristična je za dušikove okside. Dakle, jedinjenje NO2 je smeđi gas, a jedinjenje sa formulom N2O4 ima bezbojnu tečnost ili bijelu čvrstu supstancu. Kada se zagreje, tečnost se pretvara u gas, a kada se ohladi,formiranje tečne faze.
Interakcija sa vodom
Reakcije kiselih oksida sa vodom su poznate. Produkti reakcije će biti odgovarajuće kiseline:
SO3 + H2O=H2SO 4 – sulfatna kiselina
Ovo uključuje interakciju fosfor pentoksida, kao i sumpor-dioksida, azota, ugljenika sa H2O molekulima. Međutim, silicijum oksid ne reaguje direktno sa vodom. Za dobivanje silikatne kiseline koristi se indirektna metoda. Prvo, SiO2 je fuzionisan sa alkalijom kao što je natrijum hidroksid. Dobivena srednja sol, natrijum silikat, tretira se jakom kiselinom, kao što je hlorid.
Rezultat je bijeli želatinozni talog silicijumske kiseline. Silicijum dioksid može da reaguje sa solima kada se zagrije i formira isparljive kisele okside. Kiseli oksidi uključuju nekoliko spojeva dušika, sumpora i fosfora, koji su vodeći faktori zagađivanja zraka. Oni stupaju u interakciju s atmosferskom vlagom, što dovodi do stvaranja sumporne, nitratne i dušične kiseline. Njihovi molekuli, zajedno s kišom ili snijegom, padaju na biljke i tlo. Kisele padavine ne samo da štete usjevima smanjujući njihove prinose, već i negativno utječu na zdravlje ljudi. Uništavaju zgrade od krečnjaka ili mermera, izazivaju koroziju metalnih konstrukcija.
Indiferentni oksidi
Kiseli oksidi su grupa jedinjenja koja ne mogu reagovati ni sa kiselinama ni sa alkalijama i ne stvarajusol. Sva gore navedena jedinjenja ne odgovaraju ni kiselinama ni bazama, odnosno ne stvaraju soli. Malo je takvih veza. Na primjer, to uključuje ugljični monoksid, dušikov oksid i njegov monoksid - NO. On je, zajedno sa dušikovim dioksidom i sumpordioksidom, uključen u stvaranje smoga nad velikim industrijskim preduzećima i gradovima. Stvaranje toksičnih oksida može se spriječiti snižavanjem temperature sagorijevanja goriva.
Interakcija sa alkalijama
Sposobnost reakcije sa alkalijama je važna karakteristika kiselih oksida. Na primjer, kada natrijum hidroksid i sumpor trioksid reaguju, nastaju so (natrijum sulfat) i voda:
SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H 2O
Azot dioksid spada u kisele okside. Njegova zanimljiva karakteristika je reakcija sa alkalijama, u proizvodima se nalaze dvije vrste soli: nitrati i nitriti. To je zbog sposobnosti dušikovog oksida (IV) u interakciji s vodom da formira dvije kiseline - dušičnu i dušičnu. Sumpor dioksid također stupa u interakciju sa alkalijama, formirajući tako srednje soli - sulfite, kao i vodu. Smjesa, ulazeći u zrak, snažno ga zagađuje, pa se u preduzećima koja koriste gorivo sa dodatkom SO2, izduvni industrijski gasovi čiste prskanjem živog kreča ili krede u njih. Također možete propuštati sumpor dioksid kroz krečnu vodu ili rastvor natrijum sulfita.
Uloga binarnih jedinjenja kiseonika nemetalnih elemenata
Mnogi kiseli oksidiod velike su praktične važnosti. Na primjer, ugljični dioksid se koristi u aparatima za gašenje požara jer ne podržava sagorijevanje. Silicijum oksid - pesak, široko se koristi u građevinskoj industriji. Ugljen monoksid je sirovina za proizvodnju metil alkohola. Fosforov pentoksid je kiseli oksid. Ova supstanca se koristi u proizvodnji fosforne kiseline.
Binarna jedinjenja kiseonika nemetala utiču na ljudsko telo. Većina njih je toksična. Ranije smo govorili o štetnim efektima ugljen monoksida. Dokazano je i negativno djelovanje dušikovih oksida, posebno dušikovog dioksida, na respiratorni i kardiovaskularni sistem. Kiseli oksidi uključuju ugljični dioksid, koji se ne smatra toksičnom tvari. Ali ako njegov volumenski udio u zraku prelazi 0,25%, osoba razvija simptome gušenja, koji mogu biti fatalni zbog zastoja disanja.
U našem članku proučavali smo svojstva kiselih oksida i dali primjere njihovog praktičnog značaja u ljudskom životu.
