Хімія. 8 клас. Савчин

§ 25. Поширення оксидів у природі. Використання оксидів. Вплив на довкілля

Опанувавши матеріал параграфа, ви зможете:

  • знати про поширеність оксидів у природі, застосування оксидів у різних галузях промисловості й побуті;
  • характеризувати найпоширеніші оксиди; вплив деяких оксидів на довкілля;
  • пояснювати значення оксидів; їх використання в різних галузях промисловості, у побуті.

Поширення оксидів у природі. Оксиди — це хімічні сполуки, які дуже часто трапляються в природі. В основному до них належать сполуки активних металічних і неметалічних елементів.

Вода — найпоширеніший оксид на Землі (рис. 56). Вона заповнює всі западини земної поверхні, утворюючи ріки, озера, моря, океани. Просочуючись у ґрунт, вона утворює ґрунтові й підземні води. Ця дивовижна й до кінця не розгадана речовина входить до складу гірських порід і мінералів. Розчиняючи в собі деякі потрібні для здоров’я людини солі, утворює цілющі мінеральні джерела, біля яких розташовані курорти й лікувальні заклади.

Як вам відомо, без води не можуть існувати живі організми — людина, рослини, тварини. В організмі людини вода бере участь у всіх біохімічних процесах, підтримує об’єм і пружність клітин.

Рис. 56. Вода в трьох станах: а — рідкому; б — твердому; в — газоподібному

Для життя та підтримання здоров’я людині потрібна чиста вода, без домішок шкідливих речовин, що потрапляють у водойми внаслідок господарської діяльності. Тому всі люди, які живуть на нашій планеті, мають берегти воду — це справжнє чудо природи, чиї таємниці ще не до кінця розкриті.

Силіцій(IV) оксид теж належить до найбільш розповсюджених природних оксидів. Найбільше поширений пісок. У природі він трапляється у вигляді окремих пластів, а також устилає дно водойм: річок, морів, океанів та ін. Окрім піску, природа подарувала людині й прозорий мінерал кварц (див. рис. 46 а; с. 126). Окремі кристали його сягають гігантських розмірів. Кварц утворює багато кристалічних різновидностей: гірський кришталь, димчастий кварц, аметист, котяче око та ін., що за рахунок домішок мають різне забарвлення. Кварц використовують у різноманітних приладах — оптичних, електронних, теле- й радіоапаратурі, для виготовлення кварцового скла, як дорогоцінні камені в ювелірній справі тощо.

Рис. 57. Рубін

Алюміній оксид є складовою природних мінералів алюмосилікатів. До них належать польовий шпат (К2О • Аl2О3 • 6SiO2), коалініт (Аl2О3 • 2SiO2 • 2Н2О). Алюміній оксид входить до складу бокситу — мінералу, з якого видобувають алюміній. Мінерал корунд, що має високу твердість, використовують для виготовлення шліфувальних кругів. Цей мінерал утворює дві кольорові різновидності: рубін (рис. 57), що має інтенсивне червоне забарвлення, і сапфір (рис. 46 в; с. 126) — синього кольору, які використовують для виготовлення дорогоцінних прикрас.

Ферум оксиди входять до складу відомих у металургії залізних руд, яких є досить багато. У металургійній промисловості найчастіше використовують червоний залізняк, до складу якого входить ферум(ІІІ) оксид (рис. 58 а), відомий як руда гематит. Ферум(ІІ, III) оксид Fe3O4 (рис. 58 б) входить до складу магнітного залізняка. Руда магнетит містить до 72,4 % Феруму.

У природі трапляються й інші залізняки, зокрема бурі, шпатові, однак їх руди мають інший хімічний склад. Усі мінерали, що вміщують елемент Ферум, є основною сировиною для виробництва заліза та його сплавів.

Магній оксид у природі — це мінерал периклаз. Магній оксид MgO ще називають паленою магнезією (рис. 59), що пов’язано зі способом її добування в промисловості. Сполуки, до яких входить магній оксид — тальк, формулу якого можна представити як 3MgO • 4SiO2 • H2O, й азбест — СаО • MgO • 4SiO2, — проявляють високу вогнестійкість.

Рис. 58. Ферум оксиди: а — ферум(ІІІ) оксид; б — ферум(ІІ, III)оксид

Рис. 59. Магній оксид

Карбон(IV) оксид поширений в атмосфері. Приблизно 0,03 % цього газу входить до складу повітря. Відіграє активну роль у процесі фотосинтезу. Накопичення вуглекислого газу в повітрі зумовлює парниковий ефект.

Використання оксидів. Частково про використання оксидів уже згадувалося. Очевидно, що широкий спектр використання цих сполук перш за все залежить від різноманітності їх фізичних і хімічних властивостей. Більш детальна інформація про використання оксидів міститься в таблиці 13.

Таблиця 13

Використання оксидів

Оксиди

Назва

Формула

Використання

Гідроген оксид (вода)

H2O

Для виробництва кисню й водню; охолодження ядерних реакторів; виготовлення розчинів речовин, напоїв; для вироблення електроенергії; миття й прання; приготування їжі. Окрім цього, у виробництві мінеральних добрив, хімічних сполук. З лікувальною метою використовують мінеральні води цілющих джерел.

Кальцій оксид (негашене вапно)

CaО

Для добування гашеного вапна, що, як і негашене, використовується як будівельний матеріал; хлорного вапна; для вапнування ґрунтів; у хімічних лабораторіях; для виробництва скла, цементу, кераміки.

Силіцій(ІV) оксид (кремнезем)

SiO2

У силікатній промисловості: виробництво скла, цементу, бетону, цегли; керамічної плитки; для виготовлення термостійкого посуду, кварцового скла. Використовують також як будівельний матеріал. Мінерал кварц — для виготовлення лінз, ювелірних прикрас, деталей годинників, спецодягу.

Алюміній оксид (боксит)

Аl2О3

Для виплавляння алюмінію та його сплавів, що застосовуються в літако-, ракето- й машинобудуванні; виробництва абразивних матеріалів; штучних корундів; ювелірних виробів.

Продовження табл. 13

Оксиди

Назва

Формула

Використання

Ферум(ІІ, III) оксид (магнетит)

Fe3O4

Для виплавляння заліза, найпоширеніших сплавів — чавуну та сталі.

Магній оксид

MgO

Для виробництва гуми. У керамічній промисловості — для виробництва вогнетривкої цегли. Палена магнезія використовується і в медичній практиці для виготовлення таблеток і капсул; у харчовій промисловості — як емульгатор і харчова добавка.

У таблиці 13 подано далеко не повний перелік використання оксидів. Вивчаючи хімічні властивості оксидів, ви ознайомилися з реакціями взаємодії їх із водою, унаслідок чого добувають основи та кислоти. Під час взаємодії основних і кислотних оксидів між собою утворюються солі. Солі ж добувають і внаслідок реакцій основних оксидів із кислотами та кислотних оксидів — з основами.

ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ

  • Оксиди — це хімічні сполуки, які часто трапляються в природі. Це оксиди активних металічних і неметалічних елементів.
  • Вода — найпоширеніший на Землі оксид.
  • До поширених оксидів належать: оксиди Феруму, Алюмінію, Кальцію, Силіцію тощо.
  • Оксиди широко використовуються в усіх галузях промисловості, що зумовлено їх різноманітними фізичними та хімічними властивостями.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

  • 1. Класифікуйте оксиди за їх формулами: FeO, SiO2, ZnO, CO, CO2, SO3, Cr2O3, BaO, AI2O3, CrO, MnO2, BeO, MnO3, B2O3, Ρ2O5, Κ2Ο, NO, CaO.
  • 2. Перетворіть схеми реакцій на рівняння, поставивши, де це потрібно, коефіцієнти, і вкажіть, для чого можна використати ці реакції: a) Na2O + Н2О → NaOH; б) ВаО + Н2О → Ва(ОН)2; в) MgO + НСl → MgСl2 + Н2О; г) СО2 + NaOH → Na2CO3 + Н2О.
  • 3. Допишіть продукти реакцій, поставте коефіцієнти: а) Р2О5 + Н2О = ... ; б) SrO + Н2О = ... ; в) СаО + HNO3 = ... ; г) SO3 + NaOH = ... . Назвіть, які речовини утворилися в результаті реакцій.
  • 4. Напишіть рівняння реакцій між речовинами: а) калій оксидом і водою; б) барій оксидом і сульфатною кислотою; в) кальцій оксидом і сульфур(VІ) оксидом; г) сульфур(ІV) оксидом і натрій гідроксидом; ґ) фосфор(V) оксидом і водою. Поясніть, які хімічні властивості оксидів вони доводять.
  • 5. Поясніть поширення оксидів у природі та їх використання людиною.

ЦІКАВО ЗНАТИ

  • Пісок (SiO2) входить до складу деяких живих організмів. Наприклад, у крові й плазмі людини масова частка його — 0,001 %.
  • Проникнення пилу піску в бронхи й легені викликає тяжкі захворювання дихальних шляхів — силікози.
  • Силікагель є однією з форм силіцій(IV) оксиду. Використовується як гігроскопічна речовина, осушувач. Входить до складу медичного препарату «Біле вугілля».