Хімія. Повторне видання. 8 клас. Савчин

§ 23. Поширеність у природі та 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, їхнє використання в різних галузях господарства й у побуті.

Поширеність оксидів у природі. Оксиди — 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. 57). Вона заповнює всі западини земної поверхні, утворюючи ріки, озера, моря й океани. Просочуючись у ґрунт, вона утворює ґрунтові й підземні води. Ця дивовижна 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.

Рис. 57. Вода в трьох станах: а — рідкому; б — твердому; в — газоподібному

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.

Для життя та підтримування 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 поширених природних оксидів. Насамперед це пісок. У природі він залягає окремими пластами, а також устилає дно водойм: річок, морів, океанів. Крім піску, природа подарувала людині й прозорий мінерал кварц (див. рис. 48, а; с. 122). Деякі його кристали сягають гігантських розмірів. Кварц утворює багато кристалічних різновидів: гірський кришталь, димчастий кварц, аметист, котяче око та ін., які завдяки домішкам мають різноманітне забарвлення. Кварц використовують у різних приладах — оптичних, електронних, теле- й радіоапаратурі, для виготовлення кварцового скла, як дорогоцінні камені в ювелірній справі тощо.

Алюміній оксид є складовою природних мінералів алюмосилікатів. До них належать польовий шпат К₂О · Аl₂О₃ · 6SiO₂ і 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. Він утворює два кольорові різновиди: рубін (рис. 58), що має інтенсивне червоне забарвлення, і сапфір (рис. 47, в, с. 122) — синього кольору, які використовують для виготовлення дорогоцінних прикрас.

Рис. 58. Рубін

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 Fe₂O₃ (рис. 59, а), відомий як руда гематит. Ферум(ІІ, ІІІ) оксид Fe₃О₄ (рис. 59, б) є основною складовою магнітного залізняка. Руда магнетит містить до 72,4 % Феруму.

Рис. 59. Ферум оксиди: а — ферум(ІІІ) оксид; б — ферум(ІІ, ІІІ) оксид

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

Магній оксид у природі — це мінерал периклаз. Магній оксид MgO (рис. 60) ще називають паленою магнезією, що пов’язано зі способом її добування в промисловості. Магній оксид є у складі таких сполук, як тальк 3MgO · 4SiO₂ · H₂O й азбест CaO · MgO · 4SiO₂. Вони мають високу вогнестійкість.

Рис. 60. 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 спричиняє парниковий ефект.

Використання оксидів. Частково про використання оксидів уже згадувалося. Широкий спектр використання цих сполук залежить насамперед від різноманітності їхніх фізичних і хімічних властивостей. Докладнішу інформацію про використання оксидів містить таблиця 13.

Таблиця 13

Використання оксидів

Назва	Формула	Використання
Гідроген оксид (вода)	H2O	Для виробництва кисню та водню; охолодження ядерних реакторів; виготовлення розчинів речовин, напоїв; для вироблення електроенергії; миття й прання; приготування їжі. Крім того, у виробництві мінеральних добрив, хімічних сполук. Для лікуваня використовують мінеральні води цілющих джерел.
Кальцій оксид (негашене вапно)	CaO	Для добування гашеного вапна, що, як і негашене, використовують як будівельний матеріал; хлорного вапна; для вапнування ґрунтів; у хімічних лабораторіях; для виробництва скла, цементу, кераміки.
Силіцій(IV) 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)	Al2O3	Для виплавляння алюмінію та його сплавів, які застосовують у літако-, ракето- й машинобудуванні; виробництва абразивних матеріалів, штучних корундів, ювелірних виробів.

Продовження табл. 13

Назва	Формула	Використання
Ферум(ІІ, ІІІ) оксид (магнетит)	Fe3O4	Для виплавляння заліза, найпоширеніших сплавів — чавуну та сталі.
Магній оксид	MgO	Для виробництва гуми. У керамічній промисловості — для виробництва вогнетривкої цегли. Палену магнезію використовують у медичній практиці для виготовлення таблеток і капсул, у харчовій промисловості — як емульгатор і харчову добавку (Е-530).

У таблиці 13 наведено неповний перелік використання оксидів. Вивчаючи хімічні властивості оксидів, ви ознайомилися з реакціями їхньої взаємодії з водою. На цих реакціях ґрунтується добування основ і кислот. Під час взаємодії основних і кислотних оксидів між собою утворюються солі. Солі ж добувають і шляхом реакцій основних оксидів з кислотами та кислотних оксидів — з основами.

ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ

• Оксиди — 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 використовують в усіх галузях господарства, що зумовлено їхніми різноманітними фізичними та хімічними властивостями.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

1. Класифікуйте оксиди за їхніми формулами: FeO, SiO₂, ZnO, CO, CO₂, SO₃, Cr₂O₃, BaO, Al₂O₃, CrO, MnO₂, BeO, MnO₃, B₂O₃, P₂O₅, K₂O, NO, CaO.

2. Допишіть праві частини рівнянь реакцій і поставте коефіцієнти, де це потрібно:

• a) Mg + O₂ = ... ;
• б) P + O₂ = ... ;
• в) H₂+ O₂ = ... ;
• г) Fe + O₂ = ... ;
• ґ) Zn + O₂ = ... ;
• д) Al + O₂ = ... .

Назвіть утворені речовини.

3. Перетворіть схеми реакцій на рівняння, поставивши, де це потрібно, коефіцієнти, і вкажіть, для чого можна використати ці реакції:

• a) Na₂O + H₂O → NaOH;
• б) BaO + H₂O → Ba(OH)₂;
• в) MgO + HCl → MgCl₂ + H₂O;
• г) CO₂ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O.

4. Допишіть продукти реакцій, поставте коефіцієнти:

• a) P₂O₅ + H₂O = ...;
• б) SrO + H₂O = ...;
• в) CaO + HNO₃ = ...;
• г) SO₃ + NaOH = ... .

Назвіть речовини, що утворилися внаслідок реакцій.

5. Складіть рівняння реакцій між речовинами:

• а) калій оксидом і водою;
• б) барій оксидом і сульфатною кислотою;
• в) кальцій оксидом і сульфур(VІ) оксидом;
• г) сульфур(IV) оксидом і натрій гідроксидом;
• ґ) фосфор(V) оксидом і водою.

Поясніть, які хімічні властивості оксидів вони характеризують.

6. Складіть рівняння реакцій, що протікають за схемами:

• а) Н₂О₂ → O₂ → SO₂ → SO₃ → H₂SO₄ → CuSO₄;
• б) HgO → O₂ → CaO → Ca(OH)₂ → Ca(NO₃)₂.

7. Розв’яжіть кросворд. Заповніть горизонтальні рядки. У вертикальному стовпці отримаєте загальну назву одного з класів неорганічних сполук.

• 1. Складова частина ядра.
• 2. Назва солей, які отримують під час взаємодії цинк оксиду з лугами.
• 3. Назва речовин, до складу яких входять катіони Гідрогену.
• 4. Назва солей хлоридної кислоти.
• 5. Найпоширеніший оксид на Землі.
• 6. Назва солей йодидної кислоти.

ЦІКАВО ЗНАТИ

• Пісок SiO₂ наявний у деяких живих організмів. Наприклад, у крові й плазмі людини масова частка його становить 0,001 %.

• Проникнення пилу піску в бронхи й легені викликає тяжкі захворювання дихальних шляхів — силікози.

• Силікагель є однією з форм силіцій(IV) оксиду. Його використовують як гігроскопічну речовину, осушувач. Входить до складу медичного препарату «Біле вугілля».