ترکیبات دوتایی اکسیژن با عناصر غیرفلزی گروه بزرگی از مواد هستند که در کلاس اکسیدها قرار می گیرند. بسیاری از اکسیدهای غیر فلزی برای همه شناخته شده است. اینها برای مثال دی اکسید کربن، آب، دی اکسید نیتروژن هستند. در مقاله خود، خواص آنها را در نظر خواهیم گرفت، دامنه ترکیبات دوتایی و تأثیر آنها بر محیط زیست را دریابیم.
ویژگی های کلی
تقریباً همه عناصر غیرفلزی، به استثنای فلوئور، آرگون، نئون و هلیوم، می توانند اکسید تشکیل دهند. بیشتر عناصر دارای چندین اکسید هستند. به عنوان مثال، گوگرد دو ترکیب تشکیل می دهد: دی اکسید گوگرد و انیدرید سولفوریک. اینها موادی هستند که ظرفیت گوگرد در آنها به ترتیب چهار و شش است. هیدروژن و بور هر کدام فقط یک اکسید دارند و نیتروژن بیشترین تعداد مواد دوتایی با اکسیژن را دارد. اکسیدهای بالاتر آنهایی هستند که در آنها حالت اکسیداسیون اتم غیرفلز برابر با تعداد گروهی است که عنصر در سیستم تناوبی در آن قرار دارد. بنابراین، CO2 و SO3 اکسیدهای کربن و گوگرد بالاتری هستند. برخی از اتصالاتممکن است تحت اکسیداسیون بیشتری قرار گیرد. به عنوان مثال، مونوکسید کربن در این مورد به دی اکسید کربن تبدیل می شود.
ساختار و خواص فیزیکی
عملاً همه اکسیدهای غیر فلزی شناخته شده از مولکول هایی تشکیل شده اند که بین اتم های آنها پیوندهای کووالانسی تشکیل می شود. ذرات یک ماده خود می توانند قطبی (مثلاً در دی اکسید گوگرد) یا غیر قطبی (مولکول های دی اکسید کربن) باشند. دی اکسید سیلیکون که شکل طبیعی ماسه است، ساختار اتمی دارد. حالت تجمع تعدادی از اکسیدهای اسیدی می تواند متفاوت باشد. بنابراین، اکسیدهای کربن، مانند مونوکسید کربن و دی اکسید کربن، گازی هستند و ترکیبات اکسیژن دوتایی هیدروژن (H2O) یا گوگرد در بالاترین حالت اکسیداسیون هستند (SO). 3 ) مایعات هستند. یکی از ویژگی های آب این است که اکسید نمک تشکیل نمی دهد. به آنها بی تفاوت نیز می گویند.
تری اکسید گوگرد یا انیدرید سولفوریک یک ماده سفید کریستالی است. به سرعت رطوبت هوا را جذب می کند، بنابراین دی اکسید گوگرد در فلاسک های شیشه ای مهر و موم شده ذخیره می شود. این ماده به عنوان خشک کن هوا و در تولید اسید سولفات استفاده می شود. اکسیدهای فسفر یا سیلیکون مواد کریستالی جامد هستند. تبدیل متقابل حالت تجمع مشخصه اکسیدهای نیتروژن است. بنابراین، ترکیب NO2 یک گاز قهوه ای است و ترکیب با فرمول N2O4 دارای مایع بی رنگ یا جامد سفید است. هنگامی که گرم می شود، مایع به گاز تبدیل می شود و هنگامی که سرد می شود،تشکیل یک فاز مایع.
تعامل با آب
واکنش های اکسیدهای اسید با آب شناخته شده است. محصولات واکنش اسیدهای مربوطه خواهند بود:
SO3 + H2O=H2SO 4 - اسید سولفات
اینها شامل برهمکنش پنتوکسید فسفر و همچنین دی اکسید گوگرد، نیتروژن، کربن با مولکولهای H2O است. با این حال، اکسید سیلیکون به طور مستقیم با آب واکنش نمی دهد. برای بدست آوردن اسید سیلیکات از روش غیر مستقیم استفاده می شود. ابتدا SiO2 با یک قلیایی مانند هیدروکسید سدیم ذوب می شود. نمک میانی حاصل، سیلیکات سدیم، با یک اسید قوی مانند کلرید درمان می شود.
نتیجه یک رسوب سفید ژلاتینی اسید سیلیسیک است. دی اکسید سیلیکون می تواند با گرم شدن با نمک ها واکنش داده و اکسیدهای اسیدی فرار را تشکیل دهد. اکسیدهای اسیدی شامل ترکیبات متعددی از نیتروژن، گوگرد و فسفر هستند که از عوامل اصلی آلودگی هوا هستند. آنها با رطوبت اتمسفر تعامل دارند که منجر به تشکیل اسید سولفوریک، نیترات و نیتروژن می شود. مولکول های آنها همراه با باران یا برف روی گیاهان و خاک می ریزند. نزولات جوی اسیدی نه تنها با کاهش عملکرد محصولات زراعی به آنها آسیب می رساند، بلکه بر سلامت انسان نیز تأثیر منفی می گذارد. آنها ساختمان های ساخته شده از سنگ آهک یا مرمر را تخریب می کنند و باعث خوردگی سازه های فلزی می شوند.
اکسیدهای بی تفاوت
اکسیدهای اسیدی گروهی از ترکیبات هستند که نمی توانند با اسیدها یا قلیاها واکنش دهند و تشکیل نمی شوند.نمک. همه ترکیبات فوق نه با اسیدها و نه با بازها مطابقت ندارند، یعنی غیر نمک ساز هستند. چنین ارتباطی کم است. به عنوان مثال، اینها شامل مونوکسید کربن، اکسید نیتروژن و مونوکسید آن - NO است. او به همراه دی اکسید نیتروژن و دی اکسید گوگرد در تشکیل مه دود بر روی شرکت ها و شهرهای بزرگ صنعتی نقش دارد. با کاهش دمای احتراق سوخت می توان از تشکیل اکسیدهای سمی جلوگیری کرد.
تعامل با مواد قلیایی
توانایی واکنش با قلیاها یکی از ویژگی های مهم اکسیدهای اسیدی است. به عنوان مثال، هنگامی که هیدروکسید سدیم و تری اکسید گوگرد واکنش نشان می دهند، نمک (سولفات سدیم) و آب تشکیل می شود:
SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H 2O
دی اکسید نیتروژن متعلق به اکسیدهای اسیدی است. ویژگی جالب آن واکنش با قلیایی است، دو نوع نمک در محصولات یافت می شود: نیترات ها و نیتریت ها. این به دلیل توانایی اکسید نیتریک (IV) هنگام تعامل با آب برای تشکیل دو اسید - نیتریک و نیتروژن است. دی اکسید گوگرد همچنین با قلیاها تعامل دارد، بنابراین نمک های متوسط - سولفیت ها و همچنین آب را تشکیل می دهد. این ترکیب که وارد هوا می شود، آن را به شدت آلوده می کند، بنابراین، در شرکت هایی که از سوخت با مخلوط SO2 استفاده می کنند، گازهای صنعتی اگزوز با پاشیدن آهک زنده یا گچ در آنها تمیز می شوند. شما همچنین می توانید دی اکسید گوگرد را از طریق آب آهک یا محلول سولفیت سدیم عبور دهید.
نقش ترکیبات اکسیژن دوتایی عناصر غیرفلزی
اکسیدهای اسید زیادیاهمیت عملی زیادی دارند. به عنوان مثال، دی اکسید کربن در کپسول های آتش نشانی استفاده می شود، زیرا از احتراق پشتیبانی نمی کند. اکسید سیلیکون - ماسه، به طور گسترده ای در صنعت ساخت و ساز استفاده می شود. مونوکسید کربن ماده اولیه تولید متیل الکل است. پنتوکسید فسفر یک اکسید اسیدی است. از این ماده در تولید اسید فسفریک استفاده می شود.
ترکیبات اکسیژن دوتایی غیر فلزات بر بدن انسان تأثیر می گذارد. بیشتر آنها سمی هستند. قبلا در مورد اثرات مضر مونوکسید کربن صحبت کردیم. تاثیر منفی اکسیدهای نیتروژن به ویژه دی اکسید نیتروژن بر سیستم تنفسی و قلبی عروقی نیز ثابت شده است. اکسیدهای اسیدی شامل دی اکسید کربن است که یک ماده سمی محسوب نمی شود. اما اگر کسر حجمی آن در هوا از 0.25% بیشتر شود، فرد دچار علائم خفگی می شود که می تواند به دلیل ایست تنفسی کشنده باشد.
در مقاله خود به بررسی خواص اکسیدهای اسیدی پرداختیم و مثالهایی از اهمیت عملی آنها در زندگی انسان ارائه کردیم.
