Карбон(II) і карбон(IV) оксиди. Силіцій(IV) оксид. Їх властивості, застосування. Поняття про парниковий ефект

Відомі два оксиди Карбону: CO і CO₂.

Карбон (II) оксид має молекулярну формулу CO₂. Його ще називають чадним газом. Він безбарвний, без запаху, погано розчиняється у воді. Дуже отруйний. Чадний газ утворює стійку сполуку з гемоглобіном крові. Внаслідок цього кров втрачає властивість переносити кисень в організмі. Настає кисневе голодування.

Карбон (II) оксид є несолетворним оксидом. Він реагує з киснем, утворюючи карбон чотири оксид CO₂, і відновлює метали з їх оксидів. У лабораторії карбон(II) оксид добувають неповним окисненням вуглецю та конверсією металу водяною парою або вуглекислим газом.

Карбон(IV) оксид CO₂ за звичайних умов - безбарвний газ, без запаху, важчий за повітря, добре розчиняється у воді. CO₂ легко перетворюється на рідину навіть за звичайної температури та невеликого тиску. У рідкому стані зберігається і транспортується в стальних балонах. При відкриванні вентиля балона рідкий CO₂ випаровується. При цьому частина газу перетворюється на снігоподібну масу. Твердий вуглекислий газ називають сухим льодом.

На відміну від чадного газу, вуглекислий газ є солетворним оксидом. Він легко розчиняється у воді. При цьому утворюється карбонатна кислота H₂CO₃.

CO₂ + H₂O → H₂CO₃

Карбон(IV) оксид CO₂, як і всі кислотні оксиди, реагує з оксидами металів, основами. Специфічною властивістю вуглекислого газу є взаємодія його з металами. Цю реакцію ще називають горінням металу у вуглекислому газі. При цьому утворюється оксид металу і вільний вуглець.

2Mg + CO₂ → 2MgO + C.

Карбон(IV) оксид CO₂ у цій реакції виступає як окисник. Як окисник він поводить себе і в реакції з вуглецем. При цьому CO₂ відновлюється до CO.

CO₂ + C → 2CO.

У лабораторних умовах карбон(IV) оксид добувають або дією хлоридної кислоти на мармур, або термічним розкладом гідрогенкарбонатів.

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O.

У промисловості вуглекислий газ добувають прожарюванням вапняку кальцій - СО₃.

Карбон(IV) оксид у значній кількості входить до складу повітря. Проте через різке збільшення спалювання різних видів палива вміст вуглекислого газу в атмосфері дедалі зростає, а вміст кисню зменшується. Порушення рівноваги між вмістом кисню й вуглекислого газу в атмосфері може призвести до так званого «парникового ефекту». Це доволі загрозливе явище. Справа в тому, що вуглекислий газ вільно пропускає на Землю сонячні промені, але сильно затримує теплове випромінювання Землі. Порушується нормальна тепловіддача Землі у космічний простір, а це спричиняє потепління клімату.

Потепління клімату Землі може викликати танення льодовиків і призвести до підвищення рівня світового океану. У результаті затопляться всі близько розташовані частинки материків - низини, що межують із океаном. Почнеться танення вічної мерзлоти, що спричинить заболочування великих територій, випадання рясних дощів, а це негативно позначиться на житті людей.

Силіцій(IV) оксид SiO₂, або дігоксид силіцію, кремнезем, пісок - тверда речовина, кристалічна, тугоплавка, не розчиняється у воді. На відміну від оксидів карбону силіцій чотири оксид має атомні кристалічні ґратки, що й обумовлює його високу твердість і тугоплавкість.

SiO₂ за хімічними властивостями належить до групи кислотних оксидів. При сплавленні його з твердими лугами основними оксидами і карбонатами утворюються силікати.

SiO₂ + 2NaOH → Na₂SiO₃ + H₂O

SiO₂ + K₂CO₃ → K₂SiO₃ + CO₂

Оксиди карбону і силіцію широко застосовуються в різних галузях промисловості. Вуглекислий газ CO₂ застосовують під час виробництва соди, цукру, газованої води, гасіння пожеж. Силіцій(IV) оксид SiO₂ у вигляді піску широко застосовують у будівництві, для добування скла, кераміки, порцеляни, фаянсу, цегли, цементу. У вигляді кварцу SiO₂ використовують у радіотехніці, оптичному приладобудуванні. Синтетичний діоксин силіцію називається «біла сажа». Застосовується як наповнювач із виробництва гуми.