Презентація до курсу "Хімія у побуті" "Оксиди металів і неметалів"

Оксиди металів і неметалів

Сульфур (ІV) оксид Безбарвний газ із різким задушливим запахом, легко розчиняється у воді. Під час охолодження до -10о. С зріджується у безбарвну рідину, а при -73о. С кристалізується.

Хімічні властивості

Добування:

Фізіологічна дія. Токсичний. Невелика концентрація його у повітрі викликає подразнення слизових оболонок дихальних шляхів і очей, є ризик астми, серцево-судинних хвороб. Тривала дія навіть малих концентрацій призводить до виникнення бронхіту, гастриту та ін., викликає загальне ослаблення організму. Знебарвлює багато органічних барвників.

Впливає на ріст рослин, пошкоджує листки, змінює властивості грунту, підкислює воду, що призводить до порушення трофічних ланцюгів у водних мешканців.

Один із основних забруднювачів повітря. Потрапляючи у повітря в результаті спалювання палива, утворення димових газів під час виплавляння металів, роботи автомобільного транспорту (вихлопні гази). Вплив на навколишнє середовище

Руйнує та змінює колір каміння, в тому числі архітектурних пам’ятників

Добування H2 SO4 відбілювання соломи, вовни, шовку. Обкурювання овочесховищ (вбиває плісняві гриби), плодів і фруктів, щоб запобігти загниванню. Консервант Е220, додається до вин, сухофруктів. Застосування

Сульфур (VІ) оксид, сірчаний ангідрид, сульфур триоксид Безбарвна рідина, яка за температури, нижчої від -170о. С кристалізується, перетворюючись на довгі шовковисті кристали, сильно поглинає вологу.

Хімічні властивості

Фізіологічна дія. Токсичний, викликає подразнення слизових оболонок дихальних шляхів. При потраплянні на шкіру викликає тяжкі опіки. Енергійно руйнує органічні сполуки.

Вплив на навколишнє середовище. Токсичний, викликає подразнення слизових оболонок дихальних шляхів. При потраплянні на шкіру викликає тяжкі опіки. Енергійно руйнує органічні сполуки.

Використання. Добування H2 SO4 водопоглинач (вбирає вологу).

NO2,  нітроген (IV) оксид, діоксин нітрогену Бурий газ з різким характерним запахом, отруйний, подразнює дихальні шляхи, добре розчинний у воді. Солетворний, проявляє властивості кислотних оксидів. У вигляді «лисячого хвоста» викидається в атмосферу заводами, що виробляють нітратну кислоту, і є шкідливим для всього живого.

Хімічні властивості

застосування. У виробництві сірчаної та азотної кислот. Як окислювач в ракетному паливіУ виробництві вибухових речовин

СО – чадний газ, карбон(II) оксид. Газ без кольору і запаху, легший за повітря, практично нерозчинний у воді, не зріджується. Його ще називають блакитним газом, тому що він горить блакитним полум’ям.

Фізіологічна дія Утворюється під час неповного згоряння палива, особливо багато у вихлопних газах машин. У великих кількостях спричиняє запаморочення, може викликати ядуху, сильний головний біль, нудоту, втрату свідомості і навіть смерть. Сутність отруєння чадним газом полягає в тому, що він має властивість у 200-300 разів активніше з'єднуватися з гемоглобіном крові, ніж кисень повітря, необхідний для життєдіяльності організму. Вміст у приміщенні чадного газу в кількості 1% може призвести до смерті через 1-2 хвилини.

Хімічні властивостіСО + О2 = СО2 (горіння)СО + Mex. Oy = Me + CO2 CO + Cl2 = COCl2 (фосген)CO + NH3 = H2 O + HCN (синильна кислота)

Застосування входить до складу штучного газоподібного палива, при одержанні водню конверсійним методом як сильний відновник (при добуванні металів з оксидів) у органічному синтезі.

СО2 – вуглекислий газ,карбон(IV) оксид Газ без кольору і запаху, добре розчинний у воді, важчий за повітря, тому його можна переливати з посудини в посудину, зріджується при кімнатній температурі під тиском, при випаровуванні твердіє в снігоподібну масу – «сухий лід».

Фізіологічна дія Утворюється при диханні, горінні, бродінні. Неотруйний, але при  3% вмісті його у повітрі у людини прискорюється дихання, викликає задуху; при 10% – втрата свідомості і наступає смерть, при 20% миттєвий параліч. CO2 є одним із найважливіших компонентів, необхідних рослинам для правильного розвитку.

Хімічні властивостіСолетворний оксид. Не підтримує горіння й дихання. Запалена скалка в ньому гасне. Взаємодіє з водою, лугами. У ньому можуть горіти деякі речовини, що утворюють з киснем більш міцний зв’язок, ніж вуглець (наприклад, магній): CO2 + 2 Mg  =  2 Mg. O + CCO2+ Н2 О = Н2 CO3 CO2 + 2 KOH = K2 CO3 + H2 OCO2 + KOH = KНCO3 CO2 + Ca. O  =  Ca. CO3.

Застосування У холодильній і харчовій промисловості, для створення інертного середовища. При електрозварюванні, як теплоносій у ядерних реакторах. Для гасіння пожеж, підвищення врожайності в теплицях, газування води, виробництва соди і цукру, для зберігання харчових продуктів.

Оксиди металів

Са. О, Кальцій оксид, негашене вапно. На вигляд це біла або світло-сіра кристалічна речовина, яка має тверду та пилувату консистенцію арагоніт

Хімічні властивостіКальцій оксид має основні властивості. Він активно взаємодіє з водою, утворюючи кальцій гідроксид: Са. О + Н2 О = Са(ОН)2. За цією реакцією кальцій оксид отримав побутову назву — “негашене вапно”. При його взаємодії з водою (так званому гасінні) виділяється багато теплової енергії, яка переводить воду в водяну пару. Під її дією і утворюється пухкий порошок кальцій гідроксиду, який називають “гашеним вапном”.

Взаємодія з кислотними оксидами призводить до утворення солей, наприклад, при взаємодії з вуглекислим газом утворюється кальцій карбонат: Са. О + СО2 = Са. СО3. Кальцій оксид легко взаємодіє з вологою та вуглекислим газом повітря, тому його зберігають у щільно закритих посудинах. При взаємодії кальцій оксиду з кислотами утворюються солі, наприклад кальцій хлорид: Са. О + 2 НСl = Са. Сl2 + H2 O.

Використання Вапно дуже широко застосовується у будівельній справі, а також у хімічній промисловості для одержання хлорного вапна. Щорічний світовий видобуток вапна становить сотні мільйонів тонн. У будівництві використовують гашене вапно, тобто гідроксид кальцію. З цією метою негашене вапно обробляють водою. При цьому пористі шматки оксиду кальцію (негашеного вапна) жадібно поглинають воду і реагують з нею з виділенням значної кількості тепла. Внаслідок цього частина води випаровує, а оксид кальцію перетворюється у пухку масу гідроксиду кальцію (гашеного вапна), яку називають пушонкою. При надлишку води гашене вапно утворюється у вигляді тістоподібної маси.

Гашене вапно використовують також під час виробництва скла, для вапнування кислих ґрунтів, для пом’якшення води. Вапняне молоко використовують у виробництві цукру, при виготовленні сумішей для побілки дерев і боротьби з хворобами рослин. Вапняну воду використовують у лабораторній практиці для виявлення вуглекислого газу

У 80 році до нашої ери римський воєначальник Серторій у боротьбі з харацитанами в Іспанії, які сховалися в недоступних печерах, використав задушливі хмари їдкого вапна. Подібна хімічна зброя застосовувалася в Китаї під час придушення збройного повстання селян 178 року н. е.: «вапняні колісниці», обладнані міхами, вдували порох вапняку в натовп. Вважається, що негашене вапно також було складником грецького вогню. У разі контакту з водою негашене вапно може підвищити температуру понад 150 °C та запалити паливо. Девід Юм, у власній історії Англії, розповідає, що на початку правління Генріха III англійський флот знищив вторгнення французького флоту, засліпивши флот противника негашеним вапном. Негашене вапно, можливо, було використано в середньовічній військово-морській війні — аж до використання «вапняних мінометів», для кидання його на ворожі кораблі.

Безпека Внаслідок бурхливої реакції негашеного вапна з водою, негашене вапно викликає сильне подразнення під час вдихання або у разі доторку з вологою шкірою чи очима. Вдихання може викликати кашель, чхання, посилене дихання. Потім це може розвинутися в опіки з перфорацією носової перегородки, болем у животі, нудотою та блювотою. Хоча негашене вапно не вважається пожежонебезпечним, його взаємодія з водою, може вивільнити достатню кількість тепла, щоби запалити горючі матеріали.

Zn. O, Цинк оксид, цинкові білила, срібні білила, китайські білила м’який аморфний порошок білого кольору або злегка жовтувато-білого кольору, вільний від піщаних домішок. У земній корі знаходиться у вигляді мінералу цинкіту Zn. O. Оксид цинку практично нерозчинний у воді і у 96% спирті, розчиняється у розведених мінеральних кислотах, а також у розчинах лугів. При сильному нагріванні жовтіє, жовте забарвлення зникає при охолодженні.

Хімічні властивостіОксид цинку проявляє амфотерні властивості. Він реагує з кислотами та кислотними оксидами з утворенням солей. При сплавленні з оксидами бору та кремнію оксид цинку утворює склоподібні борати і силікати.

При взаємодії з розчинами лугів утворює комплексні три-, тетра- та гексагідроксоцинкати, які можуть змінювати склад в залежності від реакції середовища: При сплавленні з твердими лугами і оксидами металів оксид цинку утворює цинкати:

Застосування Оксид цинку використовують під назвою цинкові білила у живопису як пігмент. Вони відомі також як срібні білила або китайські білила. Біла фарба. Порівняно швидко висихають, міцні, тривкі, еластичні. Часто використовуються для підмальовок і пришвидшують висихання інших фарб, змішаних з ними. З причин вмісту в них свинцю вважаються небезпечними при попаданні в організм, тому витісняються нетоксичним діоксидом титану Ti. O2. Оксид цинку додають у комбікорми при відгодівлі тварин і птиці для збільшення приростів і кращого засвоєння корму.[

Відомо також, що оксид цинку має фотокаталітичну активність, що на практиці використовується для створення самоочисних поверхонь, бактерицидних покриттів для стін і стель у лікарнях тощо. Властивості оксиду цинку зумовлюють його широке застосування у фармацевтичній промисловості. Оксид цинку знайшов широке застосування в створенні абразивних зубних паст і цементів у терапевтичній стоматології, в кремах для засмаги та косметичних процедурах.

Al2 O3, алюміній оксид, глинозем. Являє собою білі кристали, хімічно дуже стійкі, температура плавлення 2050 °C. У воді алюміній оксид не розчиняється і не взаємодіє з нею. Проявляє амфотерні властивості. Близько 250 різних мінералів містять алюміній. Проте основною сировиною для виробництва глинозему є боксит.боксит

Хімічні властивостіАлюміній оксид є малоактивною сполукою: не взаємодіє з водою, розведеними кислотами та лугами. Проте реагує з гарячими концентрованими кислотами й лугами, а також під час спікання, чим проявляє амфотерні властивості:

Взаємодіє також із кислотними та осно́вними оксидами: Під дією коксу алюміній відновлюється з оксиду і переходить у солі:

Застосування Природний мінерал корунд, що являє собою чистий кристалічний алюміній оксид, завдяки високій твердості використовується як абразивний матеріал. Синтетичний алюміній оксид широко застосовується у виробництві кераміки, яка є стійкою при дуже високих температурах. Природні монокристали алюміній оксиду (мінерали рубін, сапфір) є дорогоцінним камінням та використовуються у виробництві ювелірних прикрас. Велике значення має каолініт, значні кількості якого витрачаються при виробництві цементу, який використовується у будівництві.

корундрубінсапфір

Природний корунд – дуже тверда речовина, який поступається твердістю тільки перед алмазом – застосовують його для  виготовлення наждачних кругів, брусків для обробки (полірування) металевих та інших виробів та шліфувальних порошків. У природі зустрічаються прозорий різновид корунду, який може мати різне забарвлення: корунд забарвлений домішками сполук титану у синій колір, називають сапфіром; у фіолетовий – аметист; у червоний (від сполук хрому) – рубін. Це дорогоцінні камені. Рубін використовують для виготовлення втулок годинникових та інших точних механізмів. Глинозем використовують як сировину для добування алюмінію. Зневоднений алюміній оксид застосовують як адсорбент при очищенні та розділенні органічних речовин методом хроматографії.