תרכובות בינאריות של חמצן עם יסודות לא מתכתיים הן קבוצה גדולה של חומרים הנכללים במחלקת התחמוצות. תחמוצות רבות שאינן מתכות מוכרות לכולם. אלה הם, למשל, פחמן דו חמצני, מים, חנקן דו חמצני. במאמר שלנו נשקול את תכונותיהם, נברר את היקף התרכובות הבינאריות והשפעתן על הסביבה.
מאפיינים כלליים
כמעט כל היסודות הלא מתכתיים, למעט פלואור, ארגון, ניאון והליום, יכולים ליצור תחמוצות. לרוב היסודות יש תחמוצות מרובות. לדוגמה, גופרית יוצרת שתי תרכובות: דו תחמוצת הגופרית ואנהידריד גופרית. אלו חומרים שבהם ערכיות הגופרית היא ארבע ושש, בהתאמה. למימן ולבורון יש רק תחמוצת אחת כל אחד, ולחנקן יש את המספר הגדול ביותר של חומרים בינאריים עם חמצן. תחמוצות גבוהות יותר הן אלו שבהן מצב החמצון של האטום שאינו מתכת שווה למספר הקבוצה שבה נמצא היסוד במערכת המחזורית. אז, CO2 ו-SO3 הם תחמוצות גבוהות יותר של פחמן וגופרית. כמה קשריםעלול לעבור חמצון נוסף. לדוגמה, פחמן חד חמצני במקרה זה הופך לפחמן דו חמצני.
מבנה ומאפיינים פיזיים
כמעט כל התחמוצות הלא-מתכתיות המוכרות מורכבות ממולקולות, שבין האטומים שלהן נוצרים קשרים קוולנטיים. חלקיקי החומר עצמם יכולים להיות קוטביים (לדוגמה, בדו תחמוצת הגופרית) או לא קוטביים (מולקולות פחמן דו חמצני). לסיליקון דו חמצני, שהוא צורה טבעית של חול, יש מבנה אטומי. מצב הצבירה של מספר תחמוצות חומציות יכול להיות שונה. אז תחמוצות פחמן, כמו פחמן חד-חמצני ופחמן דו-חמצני, הן גזים, ותרכובות חמצן בינאריות של מימן (H2O) או גופרית נמצאות במצב החמצון הגבוה ביותר (SO). 3 ) הם נוזלים. תכונה של מים היא שהתחמוצת אינה יוצרת מלח. הם נקראים גם אדישים.
תריאוקסיד גופרית או אנהידריד גופרתי הוא חומר לבן גבישי. הוא סופג במהירות לחות מהאוויר, ולכן דו תחמוצת הגופרית מאוחסן בצלוחיות זכוכית אטומות. החומר משמש כמייבש אוויר ובייצור חומצה סולפטית. תחמוצות של זרחן או סיליקון הם חומרים גבישיים מוצקים. הטרנספורמציה ההדדית של מצב הצבירה אופיינית לתחמוצות חנקן. אז, התרכובת NO2 היא גז חום, והתרכובת עם הנוסחה N2O4 יש נוזל חסר צבע או מוצק לבן. כשהוא מחומם, הנוזל הופך לגז, וכשהוא מתקרר,היווצרות של שלב נוזלי.
אינטראקציה עם מים
תגובות של תחמוצות חומצה עם מים ידועות. תוצרי התגובה יהיו החומצות המתאימות:
SO3 + H2O=H2SO 4 - חומצה גופרתית
אלה כוללים את האינטראקציה של זרחן פנטאוקסיד, כמו גם דו תחמוצת גופרית, חנקן, פחמן עם מולקולות H2O. עם זאת, תחמוצת סיליקון אינה מגיבה ישירות עם מים. כדי להשיג חומצת סיליקט, משתמשים בשיטה עקיפה. ראשית, SiO2 מתמזג עם אלקלי כמו נתרן הידרוקסיד. המלח האמצעי שנוצר, נתרן סיליקט, מטופל בחומצה חזקה, כגון כלוריד.
התוצאה היא משקע ג'לטיני לבן של חומצה סיליקית. דו תחמוצת הסיליקון יכול להגיב עם מלחים כאשר מחומם ליצירת תחמוצות חומציות נדיפות. תחמוצות חומצה כוללות מספר תרכובות של חנקן, גופרית וזרחן, שהן התורמות המובילות לזיהום אוויר. הם מקיימים אינטראקציה עם לחות אטמוספרית, מה שמוביל להיווצרות של גופרית, חנקתי וחומצה חנקתית. המולקולות שלהם, יחד עם גשם או שלג, נופלות על צמחים ואדמה. משקעים חומציים לא רק פוגעים ביבולים על ידי הפחתת התשואות שלהם, אלא גם משפיעים לרעה על בריאות האדם. הם הורסים מבנים העשויים מאבן גיר או שיש, גורמים לקורוזיה של מבני מתכת.
תחמוצות אדישות
תחמוצות חומצה הן קבוצה של תרכובות שאינן יכולות להגיב עם חומצות או אלקליות ואינן נוצרותמלח. כל התרכובות הנ ל אינן מתאימות לא לחומצות ולא לבסיסים, כלומר, הן אינן יוצרות מלחים. יש מעט קשרים כאלה. לדוגמה, אלה כוללים פחמן חד חמצני, תחמוצת חנקן וחד חמצני שלו - NO. הוא, יחד עם חנקן דו חמצני וגופרית דו חמצנית, מעורב ביצירת ערפיח על מפעלי תעשייה וערים גדולות. ניתן למנוע היווצרות של תחמוצות רעילות על ידי הורדת טמפרטורת הבעירה של הדלק.
אינטראקציה עם אלקליות
היכולת להגיב עם אלקליות היא תכונה חשובה של תחמוצות חומציות. לדוגמה, כאשר נתרן הידרוקסיד וגופרית טריאוקסיד מגיבים, נוצר מלח (נתרן סולפט) ומים:
SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H 2O
חנקן דו חמצני שייך לתחמוצות חומציות. התכונה המעניינת שלו היא התגובה עם אלקלי, שני סוגי מלחים נמצאים במוצרים: חנקות וניטריטים. זה נובע מהיכולת של תחמוצת החנקן (IV) בעת אינטראקציה עם מים ליצירת שתי חומצות - חנקן וחנקתי. דו תחמוצת הגופרית גם יוצר אינטראקציה עם אלקליות, ובכך יוצרים מלחים בינוניים - סולפיטים, כמו גם מים. התרכובת, החודרת לאוויר, מזהמת אותו מאוד, לכן, בחברות המשתמשות בדלק בתערובת של SO2, מנקים גזי פליטה תעשייתיים על ידי ריסוס של גיר חצוי או גיר לתוכם. אתה יכול גם להעביר דו תחמוצת הגופרית דרך מי סיד או תמיסת נתרן סולפיט.
תפקידן של תרכובות חמצן בינאריות של יסודות לא מתכתיים
תחמוצות חומצה רבותהם בעלי חשיבות מעשית רבה. לדוגמה, פחמן דו חמצני משמש במטפים כי הוא אינו תומך בעירה. תחמוצת סיליקון - חול, נמצא בשימוש נרחב בתעשיית הבנייה. פחמן חד חמצני הוא חומר הזנה לייצור מתיל אלכוהול. זרחן פנטאוקסיד הוא תחמוצת חומצית. חומר זה משמש לייצור חומצה זרחתית.
תרכובות חמצן בינאריות של לא מתכות משפיעות על גוף האדם. רובם רעילים. דיברנו על ההשפעות המזיקות של פחמן חד חמצני קודם לכן. הוכחה גם ההשפעה השלילית של תחמוצות חנקן, במיוחד חנקן דו חמצני, על מערכת הנשימה והלב וכלי הדם. תחמוצות חומצה כוללות פחמן דו חמצני, שאינו נחשב לחומר רעיל. אבל אם חלק הנפח שלו באוויר עולה על 0.25%, אדם מפתח תסמינים של חנק, שעלולים להיות קטלניים עקב דום נשימה.
במאמר שלנו, למדנו את התכונות של תחמוצות חומצה והבאנו דוגמאות למשמעותן המעשית בחיי האדם.
