Важнейшие оксиды

Оксиды металлов представляют собой немолекулярные твердые кристал­ли­ческие вещества разного цвета. Самое ши­рокое применение имеет оксид кальция СаО, или негаше­ная известь. Ее полу­чают в производственных условиях путем разложения из­вест­няка при высокой температуре. CaO актив­но взаимо­дей­ствует с водой, образуя так называемую гаше­ную известь.

В промышленности и в быту распространены и другие окси­ды металлов. Широко используемый алюминий при взаи­мо­действии с кислородом воздуха образует на поверхности тонкую и плотную пленку оксида Al₂O₃, защищающую ме­талл от дальнейшего окисления. Поэтому в обычных усло­ви­ях алюминий обладает хорошей устойчивостью по отноше­нию к воздуху и воде.

На поверхности железа образуется ржавчина, состоящая в основном из оксида Fe₂O₃. Это рыхлое вещество, не защища­ющее металл от дальнейшего окисления. В отличие от оксида кальция, Al₂O₃ и Fe₂O₃ с водой практически не взаимодей­ству­ют.

Оксиды неметаллов различаются своими свойствами еще больше, чем оксиды металлов. Основная часть оксидов неме­таллов при обычных условиях находится в газообразном со­стоянии, но существуют оксиды в виде жидкостей и твердых веществ. Самый известный оксид неметалла – это диоксид углерода СО₂, который образуется при сгорании топлива и других углерод­со­дер­жа­щих веществ, при дыхании, а также при разложении известняка. При высоком давлении углекис­лый газ хорошо растворяется в воде. Это свойство использу­ет­ся в производстве прохладительных напитков. Когда мы от­крываем бутылку лимонада, давление СО₂ ослабевает и угле­кислый газ выделяется из жидкости в виде пузырьков.

Если в процессе горения топлива кислорода недостаточно, по­мимо диоксида углерода СО₂ образуется оксид углерода СО, или угарный газ. Этот газ очень ядовит. Особенно опас­ным делает угарный газ то, что его трудно обнаружить, так как он не имеет ни запаха, ни цвета. Поэтому всегда надо сле­дить за тем, чтобы при процессе горения обеспечивался сво­бод­ный доступ воздуха. Если закрыть задвижку в печи, плите или камине слишком рано, тяга исчезнет, угли будут гореть при недостатке кислорода и угарный газ попадет в комнату. При отравлении угарным газом в качестве первой помо­щи пострадавшему нужен свежий воздух.

К числу других известных газообразных оксидов относятся диоксид серы SO₂ и оксиды азота NO и NO₂ (оксид азо­та и диоксид азота). Это токсичные вещества и основные ис­точники загрязнения окружающей среды. В отличие от дру­гих рассматриваемых нами газообразных оксидов, NO₂ име­ет красно-бурую окраску. Эти загрязняющие атмосферу газы являются продуктами выбросов тепловых электростанций, а также входят в состав автомобильных выхлопных газов. На­при­мер, в распространенном в Эстонии горючем сланце со­держится ~ 0,5–1% серы, при горении которой образуется ди­оксид се­ры. Чтобы предотвратить загрязнение воздуха, необ­хо­димо улавливать двуокись серы из дымовых газов. На элек­тро­стан­циях Эстонии используется оборудование для очист­ки отра­ботанного воздуха, которое улавливает большую часть выде­ля­емого диоксида серы и, таким образом, сохраняет ок­ру­жа­ю­щую среду и здоровье человека.

Примером твердого оксида неметалла является диоксид кремния SiO₂. Это твердое кристаллическое вещество (кварц), хорошо знакомое нам в виде песка. К известным жидким оксидам неметаллов можно отнести оксид диводо­рода Н₂О – всем нам известную воду.