Deguonis gali jungtis su variu įvairiais būdais, kad susidarytų dviejų tipų junginiai: vario (I) oksidas, kuris paprastai yra rausvos spalvos milteliai, ir vario (II) oksidas, kuris paprastai yra juodi milteliai. Natūraliai jie atsiranda kaip mineralai kristalų pavidalu. Abi vario oksido formos naudojamos pigmentų gamyboje, tačiau jos turi daugybę kitų, skirtingų panaudojimo būdų.
Yra du vario oksidai, nes jis gali jungtis su nemetalais, paaukodamas vieną arba du elektronus. Deguonis sudaro junginius su metalais, gaudamas du elektronus, todėl gali priimti po vieną elektroną iš kiekvieno iš dviejų vario atomų – sudarydamas vario (I) oksidą – arba du elektronus iš vieno atomo – sudarydamas vario (II) oksidą. Skaičiai „I“ ir „II“ reiškia metalo pateiktų elektronų skaičių; tai žinomas kaip jo oksidacijos skaičius. Šių junginių cheminės formulės yra atitinkamai Cu2O ir CuO.
Vario (I) oksidas
Atsiradimas ir gamyba
Šis junginys, dar žinomas kaip vario oksidas, kai kuriose pasaulio dalyse natūraliai randamas kaip mineralinis kupitas. Tačiau dauguma pramonėje naudojamų junginių buvo pagaminti. Jis gali būti gaminamas pramoniniu būdu kaitinant vario metalą iki aukštos temperatūros, elektrolizuojant druskų tirpalus naudojant vario elektrodus ir maišant kai kuriuos kitus vario junginius su reduktoriumi. Kai kurie cukrūs, pavyzdžiui, gliukozė, veikia kaip reduktorius, ir ši reakcija, kai Cu2O susidaro kaip ryškiai raudoni milteliai, yra labai jautrus laboratorinis šių rūšių cukrų tyrimas.
Skelbimų
Cu2O yra raudoni milteliai arba kristalinė medžiaga, kuri lydosi 2250 °F (1232 °C) temperatūroje. Drėgname ore jis linkęs lėtai oksiduotis į vario (II) oksidą. Nors jis netirpsta vandenyje ar jokiuose organiniuose tirpikliuose, jis reaguoja su stipriomis rūgštimis, tokiomis kaip druskos, azoto ir sieros rūgštis, sudarydamas druskas. Jis taip pat reaguos su stipriais šarmais, tokiais kaip natrio ir kalio hidroksidas, sudarydamas junginius, žinomus kaip kupratai.
Naudoja
Šis junginys buvo vienas pirmųjų atrastų puslaidininkių. Tai taip pat demonstruoja fotoelektrinį efektą, kai šviesos poveikis sukelia elektros srovės tekėjimą. Dėl šios priežasties jis naudojamas fotoelementuose ir šviesos detektoriuose. Iš jos pagaminta keraminė medžiaga veikia kaip superlaidininkas esant santykinai aukštai temperatūrai. Superlaidininkai, kurių veikimui nereikia didelio aušinimo, vis dar yra aktyvių tyrimų sritis.
Vienas iš didžiausių vario (I) oksido panaudojimo būdų yra žemės ūkis. Tai daugelio fungicidų, naudojamų įvairiems augalams apsaugoti nuo grybelinių ligų, sudedamoji dalis. Šis junginys taip pat yra aktyvus daugelio antifouling dažų komponentas, kurie naudojami apsaugoti laivus ir povandenines struktūras nuo jūrinių augalų ir gyvūnų apnašų. Jis taip pat naudojamas kaip pigmentas gaminant kai kurių tipų stiklus ir keramikos glazūras, suteikiančias jiems raudoną spalvą, ir kaip katalizatorius kai kuriuose cheminiuose procesuose.
Poveikis aplinkai
Cu2O pesticidų naudojimas sukėlė susirūpinimą dėl jo poveikio aplinkai. Iš šių produktų gauti tirpūs vario junginiai yra toksiški kai kurioms vandens gyvybės formoms. Manoma, kad tai daugiau problemų gėlame vandenyje, kur junginiai gali kauptis nuo augalų nuplautų fungicidų. Druskos buvimas vandenyje sumažina metalų įsisavinimą jūroje.
Vario(II) oksidas
Atsiradimas, gamyba ir savybės
Šis junginys – taip pat žinomas kaip vario oksidas (CuO) – natūraliai atsiranda kaip juodasis arba pilkasis mineralinis tenoritas. Kaip ir Cu2O, jį galima pagaminti kaitinant varį, bet žemesnėje temperatūroje. Tačiau šiuo metodu gaunama nešvari forma, todėl geriausia jį paruošti kaitinant kai kuriuos deguonies turinčius vario junginius, tokius kaip karbonatas, hidroksidas ar nitratas. Tai juoda kieta medžiaga, kuri lydosi aukštesnėje nei 2192 °F (1200 °C) temperatūroje. Esant tokiai temperatūrai, jis netenka dalies deguonies ir lieka nedidelis kiekis vario (I) oksido. Kaip ir kita forma, vario(II) oksidas netirpsta daugumoje tirpiklių, tačiau reaguoja su rūgštimis, sudarydamas druskas.
Naudoja
CuO kartais dedama į molio glazūras kaip pigmentą. Iš jo galima gauti keletą spalvų, įskaitant raudoną, mėlyną ir žalią, priklausomai nuo to, kaip ji naudojama. Tai pirmtakas gaminant vario hidroksidą, kuris naudojamas viskozės gamyboje. Kartais junginio nedideliais kiekiais dedama į gyvulių pašarus, kad apsaugotų nuo vario trūkumo. Jis taip pat naudojamas kaip abrazyvas lęšiams ir kitiems optiniams komponentams poliruoti.
Poveikis sveikatai
Nors varis yra esminis elementas žinduoliams, daugelis jo junginių, įskaitant abi vario oksido formas, yra toksiški visomis, išskyrus mažas dozes. Įkvėptas vario (I) oksidas gali sukelti dusulį, kosulį ir pakenkti kvėpavimo takams. Šio junginio nurijimas gali sukelti virškinimo trakto sudirginimą, vėmimą, skrandžio skausmą ir viduriavimą. Nurijus vario(II) oksidas gali sukelti panašius simptomus, taip pat regos sutrikimus ir odos spalvos pakitimus. Abu junginiai gali sukelti metalo dūmų karštligę – būklę, kuri sukelia į gripą panašius simptomus ir kelia pavojų darbuose, kuriuose stipriai įkaista varinės konstrukcijos arba viela.