Хімія. 8 клас. Ярошенко

§ 47. Поширеність у природі й використання оксидів, кислот, основ

Вивчення параграфа допоможе вам:

  • описувати поширеність оксидів, кислот, основ у природі;
  • дізнатися про застосування оксидів кислот, основ;
  • обґрунтовувати залежність між складом, властивостями та застосуванням неорганічних сполук.

ПОШИРЕННЯ ОКСИДІВ У ПРИРОДІ. Ви вже знаєте з природознавства й хімії 7 класу, що серед хімічних елементів чемпіонами за поширенням у природі є Оксиген, Силіцій, Алюміній, Ферум. Варто лише наголосити на тому, що першість свою вони здобули завдяки оксидам. Тож оксиди належать до найпоширеніших складних речовин на нашій планеті. За ними утримується першість у всіх оболонках Землі: атмосфері (карбон(ІV) оксид, гідроген оксид, або вода), літосфері (силіцій(IV) оксид, або кремнезем, алюміній оксид, ферум(II) та ферум(III) оксиди) і, звичайно ж, у гідросфері (вода).

Ще з уроків природознавства ви дізналися, що приблизно 0,03 % складу повітря припадає на вуглекислий газ. На перший погляд, це начебто небагато. Однак, якщо зважити на те, що суцільна повітряна оболонка Землі сягає до 15 км у висоту, стає зрозумілим, наскільки це поширений газоподібний оксид.

А що вже казати про інший оксид неметалічного елемента — гідроген оксид — воду, якою вкрито 3/4 суходолу й на яку припадає близько 80 % маси клітин живих організмів!

Тільки карбон(IV) оксиду за природних умов має рівномірне поширення на нашій планеті. Нині внаслідок господарської діяльності людини його стає значно більше в атмосфері. Решта оксидів на певних територіях утворюють поклади, тоді як в інших ділянках Землі їх мало або й зовсім немає.

Працюємо з медійними джерелами

Про поширення води ви знаєте чи не найбільше. Тож узагальніть свої знання про воду, доповніть їх новою інформацією. Складіть схему «Гідроген оксид у природі», за якою підготуйте розповідь.

Утворення скелястих гір, ґрунту неможливе без силіцій(IV) оксиду та алюміній оксиду. Загалом земна кора наполовину складається із силіцій(IV) оксиду.

В Україні великі родовища оксидів Феруму розташовані поблизу Кривого Рогу.

ВИКОРИСТАННЯ ОКСИДІВ ґрунтується на різноманітності їхніх хімічних і фізичних властивостей.

Так, властивість оксидів взаємодіяти з іншими речовинами використовують під час добування алюмінію, сплавів заліза — чавуну та сталі.

Без використання здатності гідроген оксиду розчиняти інші речовини з утворенням розчинів не можна уявити побут, харчову промисловість, виробництво ліків тощо. Висока теплоємність води забезпечила їй використання в опаленні приміщень, теплообмінниках на заводах із виробництва кислот, у виробництві добрив тощо. Вода також є цінною сировиною, з якої виготовляють кислоти, спирти, водень, кисень, луги та багато інших речовин. Вона надихає поетів і художників на створення шедеврів мистецтва.

Попрацюйте групами

Підготуйте проект «Образ води у світовому мистецтві». Для цього пригадайте і проаналізуйте твори образотворчого, музичного мистецтва й літератури.

Перелік використання гідроген оксиду нескінченний. Проте, говорячи про використання води, не слід забувати, що у воді зародилося життя і що без води жива природа існувати не може. Тож відповідальність за збереження чистоти водойм покладається на кожного з вас.

Силіцій(IV) оксид — це і незамінний будівельний матеріал у складі піску та граніту, і важлива сировина для виробництва скла, цементу, порцеляни, кераміки. Чистий силіцій(IV) оксид (кварц) іде на виготовлення деталей кварцових годинників, спеціального посуду, що витримує різкі перепади температур.

З алюміній оксиду приблизно на 50 % складаються бокситові руди, поклади яких є в Україні. Основне призначення цього оксиду — видобуток на алюмінієвих заводах «крилатого» металу алюмінію.

Твердість алюміній оксиду та силіцій(IV) оксиду забезпечила їм застосування як абразивів.

На природних рудах-оксидах Феруму працюють доменні печі. Це сполуки, в яких із руд виплавляють залізо у вигляді чавуну. З руди магнітний залізняк, що містить у своєму складі залізну окалину Fe3O4, її ще називають змішаним оксидом FeO · Fe2O3, виготовляють магніти.

Абразиви — дуже тверді матеріали, що застосовуються для шліфування, точіння та полірування.

Розглянуті оксиди поширені у природі й використовуються людиною у великих кількостях. Проте багато інших оксидів, хоча й поступаються своїм поширенням чи масштабами використання, але є не менш важливими.

ЗАСТОСУВАННЯ ІНШИХ ОКСИДІВ. Чимало хімічних виробництв припинили б свою роботу без наявності каталізаторів, у тому числі й ванадій(V) оксиду, манган(IV) оксиду та інших.

Біла, зелена, коричнева та деякі інші фарби своїм кольором завдячують оксидам металічних елементів — Цинку, Хрому, Заліза, Кобальту.

Сульфур(IV) оксид добувають із руд-сульфідів, щоб далі доокиснювати та виробляти сульфатну кислоту. Він також знаходить застосування як вибілювач паперу, у текстильній промисловості — для вибілювання вовни, шовку, у харчовій промисловості — для консервування плодів, із санітарно-гігієнічною метою — для знезараження приміщень тощо.

Схема 20. Використання оксидів

Магній оксид застосовують для виготовлення вогнетривких матеріалів, з яких виробляють тиглі та вогнетривку цеглу.

Додаючи у скло замість частини силіцій(IV) оксиду бор оксид В2О3, виготовляють тугоплавке скло, що витримує нагрівання до 800 °С.

У медицині знаходять застосування цинк оксид, магній оксид, алюміній оксид та інші оксиди.

Будівництво було б неможливим без силіцій(IV) оксиду, води та негашеного вапна.

За схемою 20 ви маєте змогу ще раз переконатись у різнобічному використанні оксидів.

ПОШИРЕНІСТЬ І ВИКОРИСТАННЯ НЕОРГАНІЧНИХ КИСЛОТ. На відміну від оксидів, неорганічні кислоти не утворюють покладів. Їх добувають на хімічних заводах. З використанням вивчених кислот ознайомтеся за схемою 21.

Схема 21. Використання кислот

ПОШИРЕНІСТЬ І ВИКОРИСТАННЯ НЕОРГАНІЧНИХ ОСНОВ. Представники цього класу неорганічних речовин у природі відсутні. Але потреба в них є, тому здійснюють їх промислове добування. Найбільше практичне значення мають натрій гідроксид та калій гідроксид. Використання цих і деяких інших основ відображено на схемі 22 (див. с. 244).

Схема 22. Використання основ

ВПЛИВ ХІМІЧНИХ СПОЛУК НА ДОВКІЛЛЯ ТА ЗДОРОВ'Я ЛЮДИНИ. Використовуючи представників основних класів неорганічних сполук, не можна ігнорувати їхній вплив на довкілля та здоров'я людини. Потрапляння їх у навколишнє середовище в кількостях, що перевищують гранично допустимі концентрації, обертається шкодою, досить часто невиправною для всього живого на нашій планеті. Серед шкідливих представників основних класів неорганічних сполук найбільше шкодять газоподібні оксиди Карбону, Сульфуру, Нітрогену, що потрапляють у повітря з продуктами горіння нафти, газу, вугілля, бензину, дров, містяться у викидах нафтопереробних, металургійних, хімічних заводів, автомобільного транспорту тощо.

Гранично допустима концентрація — це показник безпечного рівня вмісту шкідливих речовин у навколишньому середовищі.

Стисло про основне

• За поширенням у природі оксиди посідають перше місце серед складних неорганічних речовин.

• Оксиди знаходять широке застосування в різних галузях народного господарства та побуті.

• Широке використання оксидів зумовлене різноманітністю їх фізичних та хімічних властивостей.

Хімія — це життя: сторінка природодослідника

Завдання. З'ясуйте, які оксиди та з якою метою використовують члени вашої родини та ви особисто.

На яких властивостях цих речовин ґрунтується їх використання?

Сторінка ерудита

У цьому параграфі було розкрито застосування кожного з оксидів окремо. Проте є виробництва, де задіяно відразу кілька оксидів, наприклад, виробництво чавуну у спеціально збудованих печах, що називаються доменними, або домнами. Залізо добувають з оксидів Fe2O3, Fe3O4, що входять до складу залізної руди. Джерелом тепла тут є високоякісне вугілля — кокс. Окрім цього, кокс необхідний для того, щоб у домні було достатньо карбон(IV) оксиду СО2. За високої температури він сполучається з розжареним коксом й утворює карбон(ІІ) оксид, без якого добування заліза зупинилося б, оскільки СО доокиснюється за рахунок Оксигену, що міститься в залізній руді, а метал виділяється у вільному стані.

Руди містять тугоплавкі домішки, здебільшого силіцій(IV) оксид. Щоб вони не забруднювали метал, у домну додають вапняку, який розкладається на кальцій оксид СаО та вуглекислий газ. Кальцій оксид СаО сполучається із силіцій(IV) оксидом SiO2, а утворений продукт реакції легко видаляється, бо за наявної в домні температури перебуває в рідкому стані. На доменному виробництві в теплообмінниках використовується також Н2О.

Отже, щоб виплавити чавун, необхідно мати щонайменше 5-6 різних оксидів. Не менше їх бере участь і у виробництві сталі.

Працюємо з медійними джерелами

Скористайтесь різними джерелами інформації, розробіть і презентуйте навчальний проект «Вплив хімічних сполук на довкілля та здоров'я людини».

Знаємо, розуміємо

1. Розкажіть про використання оксидів, скориставшись поданою в параграфі схемою 20.

2. Наведіть приклади найпоширеніших у природі оксидів.

3. Використовуючи текст параграфа та додаткові інформаційні джерела, підготуйте — повідомлення про застосування оксидів, кислот, основ, зазначаючи, на яких конкретних властивостях цих речовин воно ґрунтується.

Застосовуємо

179. Напишіть формули всіх оксидів, що згадуються в параграфі та в рубриці «Сторінки ерудита». Класифікуйте їх у відомі вам способи.

180. Приблизний склад звичайного віконного скла виражають записом Na2O · CaO · 6SiO2. Поміркуйте, з яких солей утворене скло, та напишіть їх формули. Який оксид перебуває в надлишку?

181. Ванадій(V) оксид і манган(IV) оксид використовують як каталізатори. У якого із цих оксидів більша масова частка Оксигену?

182. Поміркуйте, на якій хімічній властивості фосфор(V) оксиду базується його використання як осушувача.

183. Обчисліть масу нітратної кислоти і калій карбонату, з яких добули цінне добриво калійну селітру KNO3 масою 10,1 т.

184. Підготуйте запитання чи завдання, що стосується поширення та використання оксидів, кислот, основ, щоб поставити його учням свого класу на уроці.