Binarne spojine kisika z nekovinskimi elementi so velika skupina snovi, ki sodijo v razred oksidov. Številni nekovinski oksidi so vsem dobro poznani. To so na primer ogljikov dioksid, voda, dušikov dioksid. V našem članku bomo obravnavali njihove lastnosti, ugotovili obseg binarnih spojin in njihov vpliv na okolje.
Splošne značilnosti
Skoraj vsi nekovinski elementi, razen fluora, argona, neona in helija, lahko tvorijo okside. Večina elementov ima več oksidov. Na primer, žveplo tvori dve spojini: žveplov dioksid in žveplov anhidrid. To so snovi, v katerih je valenca žvepla štiri oziroma šest. Vodik in bor imata samo po en oksid, dušik pa ima največje število binarnih snovi s kisikom. Višji oksidi so tisti, pri katerih je oksidacijsko stanje nekovinskega atoma enako številu skupine, kjer se element nahaja v periodnem sistemu. Torej, CO2 in SO3 sta višja ogljikova in žveplova oksida. Nekatere povezavelahko pride do nadaljnje oksidacije. Na primer, ogljikov monoksid se v tem primeru spremeni v ogljikov dioksid.
Struktura in fizične lastnosti
Praktično vsi znani nekovinski oksidi so sestavljeni iz molekul, med atomi katerih nastanejo kovalentne vezi. Sami delci snovi so lahko polarni (na primer v žveplovem dioksidu) ali nepolarni (molekule ogljikovega dioksida). Silicijev dioksid, ki je naravna oblika peska, ima atomsko strukturo. Agregacijsko stanje številnih kislih oksidov je lahko različno. Torej so ogljikovi oksidi, kot sta ogljikov monoksid in ogljikov dioksid, plinasti, in binarne kisikove spojine vodika (H2O) ali žvepla so v najvišjem oksidacijskem stanju (SO 3 ) so tekočine. Značilnost vode je, da oksid ne tvori soli. Imenujejo jih tudi ravnodušni.
Žveplov trioksid ali žveplov anhidrid je kristalinična bela snov. Hitro absorbira vlago iz zraka, zato je žveplov dioksid shranjen v zaprtih steklenih bučkah. Snov se uporablja kot sušilnik zraka in pri proizvodnji sulfatne kisline. Fosforjevi ali silicijevi oksidi so trdne kristalne snovi. Za dušikove okside je značilna medsebojna transformacija agregacijskega stanja. Torej, spojina NO2 je rjav plin, spojina s formulo N2O4 ima brezbarvno tekočino ali belo trdno snov. Ko se segreje, se tekočina spremeni v plin, ko se ohladi,tvorba tekoče faze.
Interakcija z vodo
Poznane so reakcije kislinskih oksidov z vodo. Reakcijski produkti bodo ustrezne kisline:
SO3 + H2O=H2SO 4 – sulfatna kislina
Te vključujejo interakcijo fosforjevega pentoksida, pa tudi žveplovega dioksida, dušika, ogljika z molekulami H2O. Vendar silicijev oksid ne reagira neposredno z vodo. Za pridobitev silikatne kisline se uporablja posredna metoda. Najprej je SiO2 zlit z alkalijo, kot je natrijev hidroksid. Nastalo srednjo sol, natrijev silikat, obdelamo z močno kislino, kot je klorid.
Rezultat je bela želatinasta oborina silicijeve kisline. Silicijev dioksid lahko pri segrevanju reagira s solmi in tvori hlapne kisle okside. Kisli oksidi vključujejo več spojin dušika, žvepla in fosforja, ki največ prispevajo k onesnaževanju zraka. Vzajemno delujejo z atmosfersko vlago, kar vodi do tvorbe žveplove, nitratne in dušikove kisline. Njihove molekule skupaj z dežjem ali snegom padejo na rastline in tla. Kisle padavine ne škodujejo pridelkom le z zmanjšanjem njihovega pridelka, ampak tudi negativno vplivajo na zdravje ljudi. Uničujejo zgradbe iz apnenca ali marmorja, povzročajo korozijo kovinskih konstrukcij.
Indiferentni oksidi
Kislinski oksidi so skupina spojin, ki ne morejo reagirati s kislinami ali alkalijami in ne tvorijosol. Vse zgornje spojine ne ustrezajo niti kislinam niti bazam, torej ne tvorijo soli. Takih povezav je malo. Ti na primer vključujejo ogljikov monoksid, dušikov oksid in njegov monoksid - NO. On skupaj z dušikovim dioksidom in žveplovim dioksidom sodeluje pri nastajanju smoga nad velikimi industrijskimi podjetji in mesti. Nastajanje strupenih oksidov je mogoče preprečiti z znižanjem temperature zgorevanja goriva.
Interakcija z alkalijami
Zmožnost reagiranja z alkalijami je pomembna lastnost kislih oksidov. Na primer, ko reagirata natrijev hidroksid in žveplov trioksid, nastaneta sol (natrijev sulfat) in voda:
SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H 2O
Dušikov dioksid spada med kisle okside. Njegova zanimivost je reakcija z alkalijo, v izdelkih najdemo dve vrsti soli: nitrate in nitrite. To je posledica sposobnosti dušikovega oksida (IV) pri interakciji z vodo, da tvori dve kislini - dušikovo in dušikovo. Žveplov dioksid sodeluje tudi z alkalijami in tako tvori srednje soli - sulfite, pa tudi vodo. Spojina, ki pride v zrak, ga močno onesnaži, zato se v podjetjih, ki uporabljajo gorivo s primesjo SO2, izpušni industrijski plini čistijo z razprševanjem živega apna ali krede. Žveplov dioksid lahko prenesete tudi skozi apneno vodo ali raztopino natrijevega sulfita.
Vloga binarnih kisikovih spojin nekovinskih elementov
Veliko kislinskih oksidovso velikega praktičnega pomena. Na primer, ogljikov dioksid se uporablja v gasilnih aparatih, ker ne podpira izgorevanja. Silicijev oksid - pesek, se pogosto uporablja v gradbeništvu. Ogljikov monoksid je surovina za proizvodnjo metilnega alkohola. Fosforjev pentoksid je kisli oksid. Ta snov se uporablja pri proizvodnji fosforne kisline.
Binarne kisikove spojine nekovin vplivajo na človeško telo. Večina jih je strupenih. Prej smo govorili o škodljivih učinkih ogljikovega monoksida. Dokazano je tudi negativen vpliv dušikovih oksidov, predvsem dušikovega dioksida, na dihala in srčno-žilni sistem. Kisli oksidi vključujejo ogljikov dioksid, ki se ne šteje za strupeno snov. Če pa njegov volumenski delež v zraku preseže 0,25%, se pri človeku pojavijo simptomi zadušitve, ki so lahko usodni zaradi zastoja dihanja.
V našem članku smo preučili lastnosti kislinskih oksidov in navedli primere njihovega praktičnega pomena v človeškem življenju.
