Skābeklis var apvienoties ar varu dažādos veidos, veidojot divu veidu savienojumus: vara (I) oksīdu, kas parasti ir sarkanīgs pulveris, un vara (II) oksīdu, kas parasti ir melns pulveris. Dabā tie sastopami kā minerāli kristāla formā. Pigmentu ražošanā tiek izmantotas abas vara oksīda formas, taču tām ir virkne citu, atšķirīgu lietojumu.
Ir divi vara oksīdi, jo tas var savienoties ar nemetāliem, ziedojot vienu vai divus elektronus. Skābeklis veido savienojumus ar metāliem, iegūstot divus elektronus, tāpēc tas var pieņemt vienu elektronu no katra no diviem vara atomiem, veidojot vara (I) oksīdu, vai divus elektronus no viena atoma, veidojot vara (II) oksīdu. Cipari “I” un “II” apzīmē metāla nodrošināto elektronu skaitu; tas ir pazīstams kā tā oksidācijas numurs. Šo savienojumu ķīmiskās formulas ir attiecīgi Cu2O un CuO.
Vara (I) oksīds
Rašanās un ražošana
Šis savienojums, kas pazīstams arī kā vara oksīds, dažās pasaules daļās dabā sastopams kā kuprīta minerāls. Tomēr lielākā daļa rūpnieciskai lietošanai paredzēto savienojumu ir ražoti. To var ražot rūpnieciski, karsējot vara metālu līdz augstai temperatūrai, veicot sāls šķīdumu elektrolīzi, izmantojot vara elektrodus, un sajaucot dažus citus vara savienojumus ar reducētāju. Daži cukuri, piemēram, glikoze, darbojas kā reducētāji, un šī reakcija, kurā Cu2O veidojas kā spilgti sarkans pulveris, ir ļoti jutīgs laboratorijas tests šāda veida cukuriem.
Rekvizīti
Cu2O ir sarkans pulveris vai kristālisks materiāls, kas kūst 2250°F (1232°C) temperatūrā. Mitrā gaisā tai ir tendence lēnām oksidēties līdz vara (II) oksīdam. Lai gan tas nešķīst ūdenī vai organiskos šķīdinātājos, tas reaģē ar stiprām skābēm, piemēram, sālsskābi, slāpekļskābi un sērskābi, veidojot sāļus. Tas arī reaģēs ar spēcīgiem sārmiem, piemēram, nātrija un kālija hidroksīdu, veidojot savienojumus, kas pazīstami kā kuprāti.
Izmanto
Šis savienojums bija viens no pirmajiem atklātajiem pusvadītājiem. Tas arī parāda fotoelektrisko efektu, kad gaismas iedarbība izraisa elektriskās strāvas plūsmu. Šī iemesla dēļ to izmanto fotoelektriskajās šūnās un gaismas detektoros. No tā izgatavotais keramikas materiāls salīdzinoši augstās temperatūrās darbojas kā supravadītājs. Supravadītāji, kuru darbībai nav nepieciešama ārkārtēja dzesēšana, joprojām ir aktīvas pētniecības joma.
Viens no lielākajiem vara (I) oksīda izmantošanas veidiem ir lauksaimniecībā. Tā ir sastāvdaļa daudzos fungicīdos, ko izmanto, lai aizsargātu dažādus kultūraugus no sēnīšu slimībām. Savienojums ir arī aktīvā sastāvdaļa daudzās pretapaugšanas krāsās, kuras izmanto, lai aizsargātu kuģus un zemūdens struktūras no jūras augu un dzīvnieku iestrādes. To izmanto arī kā pigmentu dažu veidu stikla ražošanā un keramikas glazūrās, piešķirot tām sarkanu krāsu, kā arī kā katalizatoru dažos ķīmiskos procesos.
Ietekme uz vidi
Cu2O pesticīdu izmantošana ir radījusi bažas par tā ietekmi uz vidi. Šķīstošie vara savienojumi, kas iegūti no šiem produktiem, ir toksiski dažiem ūdens organismiem. Tiek uzskatīts, ka tā ir lielāka problēma saldūdenī, kur savienojumi var uzkrāties no augiem izskalotiem fungicīdiem. Sāls klātbūtne ūdenī samazina metālu uzsūkšanos jūras dzīvē.
Vara(II) oksīds
Rašanās, ražošana un īpašības
Šis savienojums — pazīstams arī kā vara oksīds (CuO) — dabiski sastopams kā melnais vai pelēkais minerāls tenorīts. Tāpat kā Cu2O, to var izgatavot, karsējot varu, bet zemākā temperatūrā. Tomēr šī metode dod netīru formu, un to vislabāk var pagatavot, karsējot dažus skābekli saturošus vara savienojumus, piemēram, karbonātu, hidroksīdu vai nitrātu. Tā ir melna cieta viela, kas kūst virs 2192°F (1200°C). Šajā temperatūrā tas zaudē daļu skābekļa, atstājot nelielu daudzumu vara (I) oksīda. Tāpat kā cita forma, vara (II) oksīds nešķīst vairumā šķīdinātāju, bet reaģē ar skābēm, veidojot sāļus.
Izmanto
CuO dažreiz pievieno mālu glazūrām kā pigmentu. Atkarībā no tā lietošanas veida var iegūt vairākas krāsas, tostarp sarkanu, zilu un zaļu. Tas ir prekursors varamonija hidroksīda ražošanā, ko izmanto viskozes ražošanā. Dažreiz savienojumu nelielos daudzumos pievieno dzīvnieku barībai, lai aizsargātu pret vara deficītu. To izmanto arī kā abrazīvu lēcu un citu optisko komponentu pulēšanai.
Ietekme uz veselību
Lai gan varš ir būtisks elements zīdītājiem, daudzi tā savienojumi, tostarp abas vara oksīda formas, ir toksiski visās devās, izņemot nelielas. Ja ieelpots, vara(I) oksīds var izraisīt elpas trūkumu, klepu un elpceļu bojājumus. Šī savienojuma norīšana var izraisīt kuņģa-zarnu trakta kairinājumu, vemšanu, sāpes vēderā un caureju. Vara (II) oksīds var izraisīt līdzīgus simptomus, ja to norīt, kā arī redzes problēmas un ādas krāsas izmaiņas. Abi savienojumi var izraisīt metālu izgarojumu drudzi, stāvokli, kas izraisa gripai līdzīgus simptomus un ir bīstams profesijās, kurās ir spēcīga vara konstrukciju vai stiepļu karsēšana.