ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ по дисциплине «Естествознание» на тему: «Оксиды и соли как строительные материалы» Автор: обучающаяся группы ИСиП-13 Специальности 09.02.07 Информационные системы и программирование Михадарова Анна Николаевна Научный руководитель: Преподаватель, Смирнова Любовь Николаевна Йошкар-Ола, 2023
Оксиды и соли являются важными химическими соединениями, которые широко используются в производстве строительных материалов. Они обладают рядом полезных свойств, таких как прочность, устойчивость к воздействию воды и атмосферных условий. Оксиды, такие как оксид кремния и оксид алюминия, используются в производстве стекла, керамики и бетона благодаря своей высокой прочности и устойчивости к воздействию воды и атмосферных условий. Таким образом, оксиды и соли играют важную роль в производстве строительных материалов и обладают рядом полезных свойств, которые делают их идеальными для использования в различных строительных проектах.
Цель проекта: Целью проекта является изучение свойств оксидов и солей их применения в качестве строительных материалов. Задачи: Изучение свойств оксидов и солей, используемых в строительстве, и их роли в процессах формирования материалов. Исследование методов получения оксидов и солей для использования в качестве строительных материалов. Определение оптимальных условий для синтеза оксидов и солей, обеспечивающих высокое качество и стабильность материала.
Методы исследования: Физические методы исследования: изучение свойств оксидов и солей, таких как плотность, теплоемкость, теплопроводность, электропроводность и т.д. Гипотеза: Оксиды и соли могут быть эффективными строительными материалами благодаря своим уникальным свойствам, таким как высокая прочность, устойчивость к агрессивным средам и пожаробезопасность. Исследования могут помочь определить оптимальные условия эксплуатации и использования этих материалов в строительстве.
Определение оксидов Оксид – бинарное соединение химического элемента с кислородом в степени – 2, в котором сам кислород связан только с менее электроотрицательным элементом. Химический элемент кислород по электроотрицательности второй после фтора, поэтому к оксидам относятся почти все соединения химических элементов с кислородом. Оксиды - очень распространенный тип соединений, встречающихся в земной коре и во Вселенной в целом. Примеры таких соединений включают ржавчину, воду, песок, углекислый газ и несколько красителей. Оксиды-это класс минералов, которые представляют собой соединения металлов с кислородом.
Несолеобразующие оксиды - это оксиды, которые не обладают ни кислотными, ни основными, ни амфотерными свойствами и не образуют солей. Раньше такие оксиды называли разными или индифферентными, но это неверно, так как в силу своей химической природы эти оксиды достаточно реакционноспособны. Солеобразующие оксиды — оксиды, которые при химических реакциях с кислотами и основаниями образуют соль и воду. Солеобразующие оксиды делятся на: основные оксиды, элемент которых при образовании соли становится катионом ; кислотные оксиды, элемент которого при образовании соли входит в состав кислородсодержащего аниона ; амфотерные оксиды, которые могут реагировать и как кислотные, и как основные оксиды.
Физические и химические свойства оксидов сильно различаются. При комнатной температуре большинство оксидов представляют собой твердые вещества, например, оксид меди (II) C u O черного цвета, оксид кальция Ca O белого цвета, оксид хрома (III) Cr 2 O 3 темно-зеленого цвета. Некоторые оксиды являются жидкостями, например, оксид водорода (вода) H 2 O и Cl 2 O 7 являются бесцветными жидкостями, а некоторые являются газообразными веществами, например оксид углерода (IV) CO 2 является бесцветным газом, а оксид азота (IV) NO 2 является коричневым газом. Некоторые оксиды представляют собой вещества с молекулярной структурой, другие имеют ионную структуру.
Основные и кислотные оксиды проявляют различные свойства. Основные оксиды при нагревании могут вступать в реакцию с кислотными и амфотерными оксидами, с кислотами. Оксиды щелочных металлов (литий, натрий, калий, рубидий и цезий) и оксиды щелочноземельных металлов (оксиды кальция, стронция и бария) вступают в непосредственную реакцию с водой. Давайте рассмотрим примеры уравнений типичных химических реакций, подтверждающих эти свойства основных оксидов. Взаимодествие основного оксида с кислотным оксидом с образованием соли: CaO + SiO 2 = CaSiO 3 Взаимодействие основного оксида с амфотерными оксидом с образованием соли: Na 2 O + Al 2 O 3 = 2 NaAlO 2 Взаимодействие оксида с водой с образованием основания: BaO + H 2 O = Ba ( OH ) 2
1.Окисление простых веществ кислородом (сжигание простых веществ): 2Mg+O 2 =2MgO 4P+5O 2 =2P 2 O 5 Метод не применим для получения оксидов щелочных металлов, т.к. при окислении щелочные металлы обычно дают не оксиды, а пероксиды (Na 2 O 2, K 2 O 2 ). Не окисляются кислородом воздуха благородные металлы, напрмер, Аu, Аg, Рt. 2. Окисление сложных веществ (солей некоторых кислот и водородных соединений неметаллов): 2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2 2 Н 2 S + 3O 2 = 2SO 2 + 2 Н 2 O 3. Разложение при нагревании гидроксидов (оснований и кислородсодержащих кислот): Нельзя пользоваться этим методом для получения оксидов щелочных металлов, так как разложение щелочей происходит при слишком высоких температурах. 4. Разложение некоторых солей кислородсодержащих кислот: 2Рb(NO3) 2 = 2РbО + 4NO 2 + O 2 Следует иметь в виду, что соли щелочных металлов не разлагаются при нагревании с образованием оксидов.
Одной из важнейших систем естествознания, на мой взгляд, является химическая наука. Современная химия стремительно развивается и плодотворно сотрудничает с физикой, математикой, биологией и другими науками. Они основаны на потребности человека получать необходимые вещества, объяснять взаимодействие веществ для его жизнедеятельности. Знания, которые химия и практика химического производства добавляют о природе, об объектах и превращениях веществ, являются основой для формирования мировоззрения человека, развития общих представлений о мире, о природе человека, его деятельности. Научные знания продолжают непрерывно углубляться и совершенствоваться.
Список используемых литератур Ахметов, Н. С. Общая и неорганическая химия / Н. С. Ахметов. — 13-е изд., стер. — Санкт-Петербург : Лань, 2023. Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL:https://e.lanbook.com/book/267359 (дата обращения: 27.05.2023). Кипер Р.А. Свойства веществ: Справочник.– Хабаровск, 2009. Третьяков Ю.Д., Неорганическая химия, том 1, М.: Академия, 2004. -240с.
