Оксиды в повседневной жизни

Ядовитые газы CO, NO, NO₂, SO₂, SO₃.

В результате человеческой деятельности происходит загрязнение окружающей среды. Львиная часть этого загрязнения – образующиеся при горении газы. К примеру, при курении сигарет и при сжигании топлива образуются оксид углерода (СО) и оксид азота (NO). Выхлопные газы автомобилей пропускаются через катализаторы, чтобы дополнительно окислить эти газы до СО₂ и NO₂, а вот способа сделать сигаретный дым менее опасным не существует.

Диоксид азота (NO₂) и диоксид серы (SO₂) в большом количестве выбрасываются в атмосферу промышленными предприятиями и электростанциями. Эти газы являются опасными, так как способны реагировать с водой в составе дождевых облаков, и поэтому являются причиной кислотных осадков. В Эстонии большое количество SO₂ образуется на электростанциях, работающих на содержащем серу горючем сланце. При горении серы в небольшом количестве образуется также триоксид серы SO₃ – очень опасное вещество, способное сильно повреждать дыхательные пути. Оксиды серы вызывают у человека хроническое отравление и заболевания дыхательной системы.

Диоксид серы применяется в пищевой промышленности. С его помощью, в частности, уничтожаются бактерии в плодовых соках и засушиваемых фруктах.

Небольшие количества этих газов образуются и в естественных условиях. NO и NO₂ образуются во время гроз в результате реакции между атмосферными азотом и кислородом. Природный SO₂ образуется в результате вулканической деятельности и выбрасывается в атмосферу через жерла вулканов и горящих источников.

Диоксид кремния, или кварц – кристаллическое вещество. Это вещество очень распространено в виде песка, разный цвет которого вызван примесями других веществ. Человек использует песок в составе строительных материалов, например, в оконном стекле, которое практически полностью состоит из оксидов. Стекло содержит примерно 70% SiO₂, а также оксид натрия Na₂O и оксид кальция СаО. Цвет бутылочному стеклу придают примеси соединений железа: соединения железа(II) дают зелёный цвет, а железа(III) – бурый. Очень чистый диоксид кремния применяется в производстве световых кабелей. На обувных фабриках в коробки с готовой обувью кладут также пакетики с силикагелем (одна из форм диоксида кремния, способная впитывать в свои поры влагу, тем самым защищая кожу в изделиях). SiO₂ один их немногих оксидов неметаллов, которые не реагируют с водой.

Оксиды металлов широко распространены в природе. Они являются основными компонентами минералов, из которых производят чистые металлы. Некоторые такие минералы имеют большое промышленное значение. Например, содержащая Fe₂O₃ железная руда гематит применяется в производстве железа, а боксит (содержащий Al₂O₃) – основное сырьё алюминиевой промышленности.

Оксид железа(III) (Fe₂O₃)

Под действием кислорода и влаги железо окисляется и образуется Fe₂O₃. При этом железо, обладающее металлическими свойствами, превращается в легко крошащийся оксид бурого цвета. Этот процесс называется ржавлением и наносит большой вред строительным конструкциям и транспортным средствам. В наши дни для защиты от ржавчины широко применяются специальные краски или покрытия из более стабильных металлов.

Оксид алюминия (Al₂O₃)

Алюминий – лёгкий металл серебристого цвета. Алюминий также реагирует с кислородом воздуха, но в отличие от железа образующийся при этом оксид алюминия – очень плотный и образует защитный слой на поверхности металла. Благодаря этому алюминиевые конструкции долговечны. В природе оксид алюминия встречается в нескольких формах. Корунд (Al₂O₃) является вторым по твёрдости природным материалом после алмаза (С). Производные корунда известны как драгоценные камни, цвет которых зависит от примесей. Красный цвет рубина обусловлен примесями соединений хрома, а синий цвет сапфира – присутствием соединений железа и титана.

Оксид кальция (СаО)

СаО – белое твёрдое вещество, также известное под названием «негашёная известь», которое производят путём нагрева известняка (СаСО₃). Оксид кальция находит применение во многих областях, в частности, в производстве стекла и целлюлозы. Из оксида кальция производят цемент, из которого, в свою очередь, производят бетон (смесь цемента, воды, песка и гравия). Без оксида кальция у нас не было бы бетонных построек. Негашёная известь – важный компонент производства целлюлозы. Для производства одной тонны целлюлозы необходимо примерно 250 кг оксида кальция. Оксид кальция также добавляется в состав стекла разных марок, так как он улучшает химическую и механическую устойчивость этого материала.