Найважливіші класи бінарних сполук

Оксиди – широко поширений в природі клас неорганічних сполук. До оксидам відносять такі добре відомі сполуки, як пісок (діоксид кремнію SiO2 з невеликою кількістю домішок), вода (оксид водню Н2O), вуглекислий газ (діоксид вуглецю СO2), глина (оксид алюмінію з невеликою кількістю інших сполук) і т. Д. Більшість руд чорних металів містять оксиди, наприклад червоний залізняк – Fe2O3 і магнітний залізняк – Fe3O4.

Серед оксидів є тверді при звичайних умовах речовини – SiO2, Fe2O3, рідкі – Н2O і газоподібні – СО, СO2. Познайомимося з найважливішими з них.

Вода Н2O. Це найдивніше, найпоширеніше і найнеобхідніше речовина на нашій планеті. Майже три чверті поверхні земної кулі зайнято водою морів і океанів. Льодом покрито 20% суші: льодовики гір, арктична і антарктична шапки планети (рис. 53).

Вода впливає на клімат планети, тому що вона має дуже велику теплоємність. Нагріваючись, вода поглинає теплоту, а остигаючи, віддає тепло, тим самим «вирівнюючи» клімат. А від космічного холоду оберігають Землю ті молекули води, які розсіяні в атмосфері – в хмарах у вигляді пари.

Вода становить до 80% маси клітини і виконує в ній надзвичайно важливі функції: визначає обсяг і пружність клітин, транспортує в клітину і з неї розчинені речовини, оберігає клітину від різких коливань температур. Тіло людини на 2/3 складається з води.

Майже всі хімічні реакції в живій клітині протікають у водних розчинах. Більшість реакцій, що використовуються в технологічних процесах на підприємствах хімічної, фармацевтичної та харчової промисловості, відбувається також у водних розчинах.

Без води неможливо уявити життя людини, яка споживає її для самих різних побутових потреб (рис. 54).

На запитання: «Чи багато води на Землі?» – Однозначно відповісти важко: і дуже багато, і дуже мало одночасно. Чому багато – очевидно: океани, льодовики, річки, дощі … А ось чому мало? По-перше, тому, що потреби людства у воді сьогодні вже можна порівняти з поновлюваними ресурсами прісної води на нашій планеті. По-друге, здійснюючи виробничі процеси, ми більше забруднюємо воду, ніж очищаємо її. По-третє, велика частина земної води – це не просто вода, а концентровані сольові та інші розчини. По-четверте, дуже багато прісної води ми витрачаємо бездумно і даремно. Тому необхідно берегти воду.

Вуглекислий газ СO2 – діоксид вуглецю. У повітрі завжди міститься близько 0,03% (за об’ємом) вуглекислого газу. Зміст його в повітрі непостійне. Повітря в містах, особливо поблизу заводів і фабрик, містить кілька більше вуглекислого газу, ніж повітря в сільській місцевості.

Утворюється вуглекислий газ при диханні і згорянні палива, а також при тлінні і гнитті різних органічних речовин. У воді багатьох мінеральних джерел міститься значна кількість розчиненого вуглекислого газу. Одне з таких джерел мінеральної води (нарзан) знаходиться в Кисловодську. Щодоби цей джерело виносить близько двох з половиною мільйонів літрів мінеральної води, що містить до 5 г вільного вуглекислого газу в кожному літрі.

У водах морів і океанів міститься дуже багато розчиненого вуглекислого газу, в десятки разів більше, ніж у повітрі.

Вуглекислий газ безбарвний, без запаху. Він майже в 1,5 рази важчий за повітря. При звичайних умовах в одному об’ємі води розчиняється одна обсяг вуглекислого газу.

При збільшенні тиску до 60 атм він перетворюється на безбарвну рідину. При випаровуванні рідкого вуглекислого газу частина його може перетворитися на тверду снегообразную масу. Її пресують і отримують так званий сухий лід, який при звичайному тиску переганяється, не плавиться, причому температура його знижується до -78,5 ° С. Тому сухий лід в основному застосовують для зберігання харчових продуктів, і в першу чергу морозива (рис. 55). Найбільш широко СO2 використовують при виготовленні газованих напоїв (рис. 56).

Вуглекислий газ не підтримує горіння і тому застосовується для гасіння пожеж (рис. 57).

Негашене вапно СаО. Це біле тугоплавка речовина, яке енергійно взаємодіє з водою («гаситься» нею), утворюючи при цьому гашене вапно. Застосовується негашене вапно в будівництві для отримання в’яжучих матеріалів.

Основну масу земної кори – літосфери – утворюють оксид кремнію (IV) (SiO2) та оксид алюмінію (Аl2O3),

ругім найважливішим класом бінарних сполук при- ляють водневі з’єднання елементів – гид- Ріди і летючі водневі з’єднання.

Гідриди металів IA і IIA груп Періодичної системи – тверді, нелеткі і тугоплавкі речовини, в яких атоми водню і металу пов’язані між собою іонним зв’язком. Наприклад, NaH, СаН2.

Більш відомі завдяки широкому застосуванню в промисловості і в побуті сполуки неметалів з воднем. Це леткі речовини, як правило гази, добре розчинні у воді. До цього класу речовин відноситься і вода, хоча є рідиною в звичайних умовах.

Розглянемо летючі водневі з’єднання на прикладі хлороводню НСl та аміаку H3N (частіше зустрічається традиційна запис – NH3).

Хлороводень НСl – це безбарвний газ, важчий за повітря, добре розчинний у воді. В одному об’ємі води при звичайних умовах може розчинитися близько 500 обсягів хлороводню. На відкритому повітрі хлороводень притягує знаходяться в повітрі пари води, утворюючи туманне хмара, що складається з дрібних крапельок, тому говорять, що хлороводень на повітрі «димить».

Розчин хлороводню у воді називають соляною кислотою. Це безбарвна, паруюча надворі рідина кілька важче води. У людей і тварин соляна кислота міститься в шлунковому соку, вона створює своєрідний бар’єр для мікробів, що потрапляють в шлунок разом з їжею.

Аміак NH3 – безбарвний газ зі своєрідним різким запахом. Він майже в два рази легший за повітря. Розчинність аміаку у воді дуже велика – в одному об’ємі води розчиняється при звичайних умовах 700 обсягів аміаку. Розчин аміаку у воді називають нашатирним спиртом, який широко використовується в медицині. Аміак виділяється при гнитті органічних речовин, що містять азот.

Посилання на основну публікацію