Кислородът окислител ли е? "Кислород: значение, производство, физични и химични свойства, приложение"

• Обозначение - О (Кислород);
• Латинско име - Oxigenium;
• Период - II;
• Група - 16 (VIa);
• Атомна маса - 15.9994;
• Атомен номер - 8;
• Атомен радиус = 60 pm;
• Ковалентен радиус = 73 pm;
• Електронно разпределение - 1s 2 2s 2 2p 4 ;
• температура на топене = -218.4°C;
• точка на кипене = -182.96°C;
• Електроотрицателност (според Pauling/според Alpred и Rochow) = 3,44/3,50;
• Степен на окисление: +2; +1; 12 ; 0; - 13; - 12 ; -1; -2;
• Плътност (бр.) = 1.42897 g/cm3;
• Моларен обем = 14,0 cm3/mol.

Кислородът („раждащ киселини“) е открит през 1774 г. от Дж. Пристли. Това е най-често срещаният химичен елемент на Земята - масовата част на кислорода в земната кора е 47,2%. В атмосферния въздух делът на кислорода е 21%, което се свързва с активността на зелените растения.

Кислородът е част от много, както неорганични, така и органични съединения. Кислородът е необходим за живота на всички високоорганизирани живи организми: хора, животни, птици, риби. Кислородът съставлява от 50 до 85% от масата на животинските и растителните тъкани.

Известни са три стабилни изотопа на кислорода: 16 O, 17 O, 18 O.

В свободно състояние кислородът съществува в две алотропни модификации: O 2 - кислород; O 3 - озон.

Ориз. Структурата на кислородния атом.

Кислородният атом съдържа 8 електрона: 2 електрона са във вътрешната s орбитала и още 6 във външното енергийно ниво - 2 (сдвоени) в s подниво и 4 (два сдвоени и два нечифтни) в p подниво (вижте Електронна структура на атоми).

Благодарение на два несдвоени р-електрона на външното ниво, кислородът образува две ковалентни връзки, приемайки два електрона и проявявайки степен на окисление -2 (H 2 O, CaO, H 2 SO 4).

В съединения с O-O кислородна връзка, кислородният атом проявява степен на окисление -1 (H 2 O 2).

С по-електроотрицателния флуор кислородът отдава валентните си електрони, проявявайки +2 степен на окисление (OF 2).

O2

Двуатомната кислородна молекула се образува от двойната връзка на два кислородни атома. Поради тази причина молекулярният кислород е стабилно съединение при нормални условия.

Енергията на дисоциация на кислородна молекула е приблизително 2 пъти по-ниска, отколкото в азотна молекула (виж Множество ковалентни връзки), следователно кислородът има по-висока реактивност в сравнение с азота (но много по-малко в сравнение с, например, флуор).

Реактивността на кислорода се увеличава, когато се нагрява. Кислородът реагира с всички елементи, с изключение на благородните газове. Поради високата си електроотрицателност (вижте Какво е електроотрицателност) в химичните съединения (с изключение на флуора), кислородът действа като окислител със степен -2 (само флуорът окислява кислорода до образуване на кислороден дифлуорид OF 2).

Свойства на кислородния газ:

• газ без цвят, мирис и вкус;
• в течна или твърда форма кислородът има син цвят;
• умерено разтворим във вода: масовата част на кислорода при 20°C е 0,004%.

Химични свойства на кислорода

Във всички реакции кислородът играе ролята на окислител, свързвайки се с всички елементи (с изключение на хелий, аргон и неон) чрез директно взаимодействие (с изключение на флуор, хлор, златни и платинени метали).

С метали и неметали (прости вещества) кислородът образува оксиди:

2Cu + O 2 = 2CuO 4Li + O 2 = 2Li 2 O 2Ca + O 2 = 2CaO S + O 2 = SO 2 C + O 2 = CO 2

При окисляването на алкални метали натрий и калий се получават пероксиди:

2Na + O 2 = Na 2 O 2

Почти всички реакции, включващи кислород, са екзотермични, но има изключения:

N 2 +O 2 ↔ 2NO-Q

Много вещества реагират с кислорода с голямо отделяне на топлина и светлина, този процес се нарича парене.

Реакции на горене:

• изгаряне на амоняк във въздуха до образуване на вода и азот: 4NH 3 +3O 2 = 2N 2 +6H 2 O
• каталитично окисление на амоняк: 4NH 3 +5O 2 = 2NO+6H 2 O
• изгаряне на сероводород в излишък на кислород: 2H 2 S + 3O 2 = 2SO 2 + 2H 2 O
• при липса на кислород сероводородът бавно се окислява до свободна сяра: 2H 2 S+O 2 = 2S+2H 2 O
• изгаряне на органични вещества в кислород с образуване на вода и въглероден диоксид: CH 4 +2O 2 → CO 2 +2H 2 O C 2 H 5 OH+3O 2 → 2CO 2 +3H 2 O
• при изгаряне на азотсъдържащи органични вещества, в допълнение към въглеродния диоксид и водата, се отделя свободен азот: 4CH 3 NH 5 +9O 2 → 4CO 2 +2N 2 +10H 2 O

Много вещества (алкохоли, алдехиди, киселини) се получават чрез контролирано окисляване на органични вещества. Освен това много естествени процеси, като дишане или гниене, по своята същност са окислителни реакции на органични вещества.

Дори по-силен окислител от кислорода е озонът, способен да окислява калиевия йодид до свободен йон - тази реакция се използва за качествено и количествено определяне на озон: O 3 +2KI+H 2 O = I 2 ↓+2KOH+O 2

Получаване и използване на кислород

Кислородът се използва широко в индустрията и медицината:

• в металургията кислородът се използва при топенето на стомана (чугун);
• в химическата промишленост кислородът е необходим за производството на киселини (сярна и азотна), метанол, ацетилен, алдехиди;
• в космическата индустрия кислородът се използва като окислител за ракетно гориво;
• в медицината кислородът се използва в дихателни апарати;
• В природата кислородът играе изключително важна роля – в процеса на окисляване на въглехидратите, мазнините и белтъчините се отделя необходимата за живите организми енергия.

Методи за получаванекислород:

• индустриаленначини:
  • втечняване на въздуха с последващо разделяне на течната смес от газове на компоненти;
  • електролиза на вода:
    2H 2 O = 2H 2 + O 2.
• лабораторияметоди (разлагане на соли при нагряване):
  • калиев перманганат:
    2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2;
  • Бертолетова сол:
    2KClO 3 = 2KCl + 3O 2.
• термично разлагане на нитрати на алкални метали:
  2NaNO 3 = 2NaNO 2 +O 2
• каталитично разлагане на водороден пероксид (MnO 2 катализатор):
  2H2O2 = 2H2O+O2;
• взаимодействие на пероксиди на въглероден диоксид с пероксиди на алкални метали:
  2CO 2 +2Na 2 O 2 = 2Na 2 CO 3 +O 2.

>>

Химични свойства на кислорода. Оксиди

Този параграф говори за:

> за реакциите на кислорода с прости и сложни вещества;
> относно реакциите на съединенията;
> за съединения, наречени оксиди.

Химичните свойства на всяко вещество се проявяват в химична реакцияс негово участие.

Кислородът е един от най-активните неметали. Но при нормални условия той реагира с малко вещества. Неговата реактивност нараства значително с повишаване на температурата.

Реакции на кислород с прости вещества.

Кислородреагира, като правило, при нагряване с повечето неметали и почти всички метали.

Реакция с въглища (въглерод). Известно е, че въглищата, нагрети на въздух до висока температура, се запалват. Това показва химическа реакция на веществото с кислорода. Отделената при този процес топлина се използва например за отопление на къщи в селските райони.

Основният продукт от изгарянето на въглища е въглеродният диоксид. Неговата химична формула- CO 2 . Въглищата са смес от много вещества. Масовата част на въглерода в него надвишава 80%. Ако приемем, че въглищата се състоят само от въглеродни атоми, записваме съответното химично уравнение:

T
C + O 2 = CO 2.

Въглеродът образува прости вещества - графит и диамант. Те имат общо наименование - въглерод - и реагират с кислорода при нагряване съгласно даденото химично уравнение 1.

Реакциите, при които едно вещество се образува от няколко вещества, се наричат ​​съединения.

Реакция със сяра.

Тази химическа трансформация се случва, когато всеки запали кибрит; сярата е част от главата му. В лабораторията реакцията на сяра с кислород се извършва в абсорбатор. Малко количество сяра (светложълт прах или кристали) се нагрява в желязна лъжица. веществопърво се топи, след това се запалва в резултат на взаимодействие с кислорода във въздуха и гори с едва забележим син пламък (фиг. 56, b). Появява се остра миризма на реакционния продукт - серен диоксид (ние усещаме тази миризма в момента, в който запали кибрит). Химичната формула на серния диоксид е SO 2, а уравнението на реакцията е
T
S + O 2 = SO 2.

Ориз. 56. Сяра (а) и нейното изгаряне във въздух (б) и в кислород (в)

1 В случай на недостатъчно количество кислород се образува друго въглеродно съединение с Кислород- въглероден окис
T
CO: 2C + O 2 = 2CO.

Ориз. 57. Червен фосфор (а) и изгарянето му във въздух (б) и в кислород (в)

Ако лъжица с горяща сяра се постави в съд с кислород, тогава сярата ще гори с по-ярък пламък, отколкото във въздуха (фиг. 56, c). Това може да се обясни с факта, че има повече O 2 молекули в чистия кислород, отколкото във въздуха.

Реакция с фосфор. Фосфорът, подобно на сярата, гори по-интензивно в кислород, отколкото във въздух (фиг. 57). Продуктът от реакцията е бяло твърдо вещество - фосфорен (\/) оксид (малките му частици образуват дим):
T
P + O 2 -> P 2 0 5 .

Преобразувайте диаграмата на реакцията в химическо уравнение.

Реакция с магнезий.

По-рано тази реакция беше използвана фотографиза създаване на ярко осветление („магнезиева светкавица“) при правене на снимки. В химическа лаборатория съответният експеримент се провежда по следния начин. С метални пинсети вземете магнезиевата лента и я подпалете във въздуха. Магнезият гори с ослепително бял пламък (фиг. 58, b); Не можеш да го гледаш! Реакцията произвежда бяло твърдо вещество. Това е съединение на магнезий с кислород; името му е магнезиев оксид.

Ориз. 58. Магнезий (а) и изгарянето му във въздуха (б)

Напишете уравнение за реакцията на магнезий с кислород.

Реакции на кислород със сложни вещества. Кислородът може да взаимодейства с някои кислородсъдържащи съединения. Например, въглеродният оксид CO изгаря във въздуха, за да образува въглероден диоксид:

T
2CO + O 2 = 2C0 2.

Ние извършваме много реакции на кислорода със сложни вещества в ежедневието, изгаряйки природен газ (метан), алкохол, дърво, хартия, керосин и др. При изгарянето им се образуват въглероден диоксид и водни пари:
T
CH4 + 20 2 = CO 2 + 2H 2 O;
метан
T
C 2 H 5 OH + 30 2 = 2C0 2 + 3H 2 O.
алкохол

Оксиди.

Продуктите на всички реакции, разгледани в параграфа, са бинарни съединения на елементи с кислород.

Съединение, образувано от два елемента, единият от които е кислород, се нарича оксид.

Общата формула на оксидите е EnOm.

Всеки оксид има химично име, а някои също имат традиционни или тривиални 1 имена (Таблица 4). Химичното наименование на оксида се състои от две думи. Първата дума е името на съответния елемент, а втората е думата „оксид“. Ако даден елемент има променлива валентност, той може да образува няколко оксида. Имената им трябва да са различни. За да направите това, след името на елемента, посочете (без отстъп) с римски цифри в скоби стойността на неговата валентност в оксида. Пример за такова наименование на съединение е купрум(II) оксид (произнася се купрум-двуоксид).

Таблица 4

1 Терминът идва от латинската дума trivialis – обикновен.

заключения

Кислородът е химически активно вещество. Той взаимодейства с повечето прости вещества, както и със сложни вещества. Продуктите на такива реакции са съединения на елементи с кислород - оксиди.

Реакциите, при които едно вещество се образува от няколко вещества, се наричат ​​съединения.

?
135. Как се различават реакциите на съединение и разлагане?

136. Преобразувайте реакционни схеми в химични уравнения:

а) Li + O 2 -> Li 2 O;
N2 + O 2 -> NO;

b) SO 2 + O 2 -> SO 3;
CrO + O 2 -> Cr 2 O 3.

137. Изберете от дадените формули тези, които отговарят на оксиди:

O 2, NaOH, H 2 O, HCI, I 2 O 5, FeO.

138. Дайте химични имена на оксиди със следните формули:

NO, Ti 2 O 3, Cu 2 O, MnO 2, CI 2 O 7, V 2 O 5, CrO 3.

Моля, обърнете внимание, че елементите, които образуват тези оксиди, имат променлива валентност.

139. Запишете формулите: а) свинцов (I\/) оксид; б) хром(III) оксид;
в) хлор(I) оксид; г) азотен (I\/) оксид; д) осмиев(\/III) оксид.

140. Попълнете формулите на простите вещества в реакционните схеми и съставете химични уравнения:

а) ... + ... -> CaO;

б) NO + ... -> NO 2; ... + ... -> As 2 O 3 ; Mn 2 O 3 + ... -> MnO 2.

141. Напишете уравненията на реакцията, с помощта на които можете да извършите такива „вериги“ от трансформации, т.е. да получите второ от първото вещество и трето от второто:

а) C -> CO -> CO 2;
b) P -> P 2 0 3 -> P 2 0 5 ;
в) Cu -> Cu 2 O -> CuO.

142.. Напишете уравнения за реакциите, протичащи при изгаряне на ацетон (CH 3) 2 CO и етер (C 2 H 5) 2 O. Продуктите на всяка реакция са въглероден диоксид и вода.

143. Масовата част на кислорода в EO 2 оксид е 26%. Идентифицирайте елемент E.

144. Две колби се пълнят с кислород. След като бяха запечатани, излишният магнезий беше изгорен в едната колба, а излишната сяра в другата. В коя колба се е образувал вакуум? Обяснете отговора си.

Попел П. П., Крикля Л. С., Химия: Пидруч. за 7 клас общосвит. навч. затваряне - К.: ВК "Академия", 2008. - 136 с.: ил.

Кислородът е най-разпространеният химичен елемент на планетата. Масовият му дял в земната кора е 47,3%, обемният му дял в атмосферата е 20,95%, а масовият му дял в живите организми е около 65%. Какъв е този газ и какви физични и химични свойства има кислородът?

Кислород: обща информация

Кислородът е неметал, който при нормални условия няма цвят, вкус и мирис.

Ориз. 1. Формула на кислорода.

В почти всички съединения, с изключение на съединения с флуор и пероксиди, той проявява постоянна валентност на II и степен на окисление -2. Кислородният атом няма възбудени състояния, тъй като във второто външно ниво няма свободни орбитали. Като просто вещество, кислородът съществува под формата на две алотропни модификации - кислородни газове O 2 и озон O 3.

При определени условия кислородът може да бъде в течно или твърдо състояние. За разлика от газа, те имат цвят: течността е светло синя, а твърдият кислород има светлосин оттенък.

Ориз. 2. Твърд кислород.

Кислородът в промишлеността се получава чрез втечняване на въздуха с последващо отделяне на азота поради неговото изпаряване (има разлика в точките на кипене: -183 градуса за течния кислород и -196 градуса за течния азот).

Химични свойства на взаимодействието на кислорода

Кислородът е активен неметал. Кислородът е способен да реагира с всички елементи с изключение на неон, хелий и аргон. Обикновено реакциите на този газ с други вещества са екзотермични. Процесът на окисление, който протича с едновременното освобождаване на енергия под формата на топлина и светлина, се нарича горене. Използването на органични съединения, по-специално алкани, като гориво е много важно, тъй като реакцията на изгаряне на свободните радикали освобождава голямо количество топлина:

CH 4 +2O 2 = CO 2 +2H 2 O +880 kJ.

Кислородът обикновено реагира с неметали при нагряване, образувайки оксид. По този начин реакцията с азот започва само при температури над 1200 градуса или при електрически разряд:

Кислородът също реагира с метали:

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4 (в резултат на реакцията се образува съединение - железен оксид)

В природата има още по-силен окислител от кислорода, това е озонът. Способен е да окислява златото и платината. При естествени условия озонът се образува от атмосферен кислород по време на мълниеносни разряди, а в лабораторията - чрез преминаване на електрически разряд през кислород: 3O 2 = 2O 3 – 285 kJ (ендотермична реакция)

Ориз. 3. Озон.

Най-значимото кислородно съединение е водата. Около 71% от земната повърхност е заета от вода. Ъгловите водни молекули са полярни, всяка от тях образува четири водородни връзки: две като протонен донор и две като протонен акцептор. Образуват се асоциати (H 2 O)x, където x варира от 2 до 5. Димерите на (H 2 O)2 присъстват във водна пара, а в кондензирани фази една водна молекула може да бъде в тетраедрична среда на четири други молекули. ако водните молекули не бяха свързани, тогава нейната точка на кипене нямаше да бъде 100 градуса, а около 80 градуса.

Какво научихме?

Кислородът е силен окислител и активен неметал, затова изучаването му започва в 8. клас. Той е безцветен газ без мирис, но при определени условия може да съществува и в течно и твърдо състояние. Той реагира с метали и неметали, за да образува оксиди, а също така реагира с повечето прости вещества.

Тест по темата

Оценка на доклада

Среден рейтинг: 4.5. Общо получени оценки: 205.

Елементи, разположени в главната подгрупа на група VI на периодичната система от елементи на Д. И. Менделеев.

Изследването на атомните структури на елементите от основната подгрупа на VI група показва, че всички те имат шестелектронна структура на външния слой (Таблица 13) и следователно имат относително високи стойности на електроотрицателност. , има най-голяма електроотрицателност и най-малка, което се обяснява с промяната на атомния радиус. Специалното място на кислорода в тази група се подчертава от факта, че , и телурът могат директно да се свързват с кислорода, но не могат да се комбинират помежду си.

Елементите от групата на кислорода също принадлежат към групата Р-елементи, тъй като се довършват Р-черупка. За всички елементи от семейството, с изключение на самия кислород, 6 електрона във външния слой са валентни електрони.
При окислително-редукционните реакции елементите от кислородната група често проявяват окислителни свойства. Най-силно окислителните свойства са изразени при кислорода.
Всички елементи от главната подгрупа на VI група се характеризират с отрицателна степен на окисление -2. За сярата, селена и телура обаче са възможни и положителни степени на окисление (максимум +6).
Молекулата на кислорода, като всеки прост газ, е двуатомна, изградена като ковалентна връзка, образувана от две електронни двойки. Следователно кислородът е двувалентен, когато образува прост кислород.
Сярата е твърдо вещество. Молекулата съдържа 8 серни атома (S8), но те са свързани в един вид пръстен, в който всеки серен атом е свързан само с два съседни атома чрез ковалентна връзка

Така всеки серен атом, имащ една обща електронна двойка с два съседни атома, сам по себе си е двувалентен. Подобни молекули образуват селен (Se8) и телур (Te8).

■ 1. Напишете разказ за кислородната група по следния план: а) позиция в периодичната таблица; б) заряди на ядра и. брой неутрони в ядрото; в) електронни конфигурации; г) структура на кристална решетка; д) възможни степени на окисление на кислорода и всички други елементи от тази група.
2. Какви са приликите и разликите между атомните структури и електронните конфигурации на атомите на елементите от основните подгрупи на VI и VII групи?
3. Колко валентни електрона имат елементите от главната подгрупа на VI група?
4. Как трябва да се държат елементите от главната подгрупа на VI група в редокс реакции?
5. Кой от елементите на главната подгрупа на VI група е най-електроотрицателен?

Когато разглеждаме елементите на главната подгрупа на VI група, първо се сблъскваме с явлението алотропия. Един и същи елемент в свободно състояние може да образува две или повече прости вещества. Това явление се нарича алотропия, а самите те се наричат ​​алотропни модификации.

Запишете тази формулировка в тетрадката си.

Например, елементът кислород е способен да образува два прости елемента - кислород и озон.
Формула на прост кислород О2, формула на просто вещество озон О3. Техните молекули са изградени по различен начин:

Кислородът и озонът са алотропни модификации на елемента кислород.
Сярата също може да образува няколко алотропи (модификации). Известна е орторомбична (октаедрична), пластична и моноклинна сяра. Селенът и телурът също образуват няколко алотропа. Трябва да се отбележи, че явлението алотропия е характерно за много елементи. Ще разгледаме разликите в свойствата на различните алотропни модификации, когато изучаваме елементи.

■ 6. Каква е разликата между структурата на молекулата на кислорода и структурата на молекулата на озона?

7. Какъв тип връзка има в молекулите на кислорода и озона?

Кислород. Физични свойства, физиологични ефекти, значението на кислорода в природата

Кислородът е най-лекият елемент от главната подгрупа на VI група. Атомното тегло на кислорода е 15,994. 31,988. Кислородният атом има най-малък радиус от елементите на тази подгрупа (0,6 Å). Електронна конфигурация на кислородния атом: ls 2 2s 2 2p 4.

Разпределението на електроните по орбиталите на втория слой показва, че кислородът има два несдвоени електрона в своите p-орбитали, които лесно могат да бъдат използвани за образуване на химична връзка между атомите. Характерна степен на окисление на кислорода.
Кислородът е газ без цвят и мирис. По-тежък е от въздуха, при температура -183° се превръща в синя течност, а при температура -219° се втвърдява.

Плътността на кислорода е 1,43 g/l. Кислородът е слабо разтворим във вода: 3 обема кислород се разтварят в 100 обема вода при 0°C. Следователно кислородът може да се съхранява в газомер (фиг. 34) - устройство за съхранение на неразтворими и слабо разтворими във вода газове. Най-често кислородът се съхранява в газомер.
Газомерът се състои от две основни части: съд 1, който служи за съхранение на газ и голяма фуния 2 с кран и дълга тръба, която достига почти до дъното на съд 1 и служи за подаване на вода към уреда. Съд 1 има три тръби: фуния 2 със спирателен кран е вкарана в тръба 3 с шлайфана вътрешна повърхност; тръба за изпускане на газ, оборудвана със спирателен кран, е вкарана в тръба 4; тръба 5 в долната част служи за изпускане на вода от устройството при зареждане и разреждане. В зареден газомер съд 1 е пълен с кислород. На дъното на съда се намира, в който се спуска краят на тръбата на фунията 2.

Ориз. 34.
1 - съд за съхранение на газ; 2 - фуния за подаване на вода; 3 - тръба с шлифована повърхност; 4 - тръба за отстраняване на газ; 5 - тръба за изпускане на вода при зареждане на устройството.

Ако трябва да получите кислород от газомер, първо отворете крана на фунията и леко компресирайте кислорода в газомера. След това отворете крана на изходната тръба за газ, през който излиза кислород, изместен от водата.

В промишлеността кислородът се съхранява в стоманени бутилки в компресирано състояние (фиг. 35, а) или в течна форма в кислородни „резервоари“ (фиг. 36).

Ориз. 35.Кислороден балон

Запишете от текста имената на устройствата, предназначени за съхранение на кислород.
Кислородът е най-често срещаният елемент. Той съставлява почти 50% от теглото на цялата земна кора (фиг. 37). Човешкото тяло съдържа 65% кислород, който е част от различни органични вещества, от които са изградени тъканите и органите. Водата съдържа около 89% кислород. В атмосферата кислородът представлява 23% от теглото и 21% от обема. Кислородът е част от голямо разнообразие от скали (например варовик, креда, мрамор CaCO3, пясък SiO2), руди на различни метали (магнитна желязна руда Fe3O4, кафява желязна руда 2Fe2O3 nH2O, червена желязна руда Fe2O3, боксит Al2O3 nH2O и др. .) . Кислородът е част от повечето органични вещества.

Физиологичното значение на кислорода е огромно. Това е единственият газ, който живите организми могат да използват за дишане. Липсата на кислород причинява спиране на жизнените процеси и смърт на тялото. Без кислород човек може да живее само няколко минути. При дишане се абсорбира кислород, който участва в окислително-възстановителните процеси, протичащи в тялото, и се отделят продукти на окисление на органични вещества - въглероден диоксид и други вещества. И сухоземните, и водните живи организми дишат кислород: сухоземните - със свободен атмосферен кислород, а водните - с разтворен във вода кислород.
В природата се случва един вид кръговрат на кислорода. Кислородът от атмосферата се абсорбира от животни, растения, хора и се изразходва за процеси на изгаряне на гориво, гниене и други окислителни процеси. Въглеродният диоксид и водата, образувани по време на процеса на окисление, се консумират от зелени растения, в които с помощта на листен хлорофил и слънчева енергия се извършва процесът на фотосинтеза, т.е. синтезът на органични вещества от въглероден диоксид и вода, придружен чрез освобождаване на кислород.
За да се осигури кислород на един човек, са необходими короните на две големи дървета. Зелените растения поддържат постоянен състав на атмосферата.

■ 8. Какво е значението на кислорода в живота на живите организми?
9. Как се попълва запасът от кислород в атмосферата?

Химични свойства на кислорода

Свободният кислород, когато реагира с прости и сложни вещества, обикновено се държи като.

Ориз. 37.

Степента на окисление, която придобива в този случай, винаги е -2. Много елементи взаимодействат директно с кислорода, с изключение на благородни метали, елементи със стойности на електроотрицателност, близки до кислорода () и инертни елементи.
В резултат на това се образуват кислородни съединения с прости и сложни вещества. Много горят в кислород, въпреки че във въздуха те или не горят, или горят много слабо. гори в кислород с ярко жълт пламък; при това се получава натриев пероксид (фиг. 38):
2Na + O2 = Na2O2,
Сярата гори в кислород с ярко син пламък, за да образува серен диоксид:
S + O2 = SO2
Въгленът едва тлее във въздуха, но в кислорода става много горещ и изгаря, образувайки въглероден диоксид (фиг. 39):
C + O2 = CO2

Ориз. 36.

Той гори в кислород с бял, ослепително ярък пламък и се образува твърд бял фосфорен пентоксид:
4P + 5O2 = 2P2O5
изгаря в кислород, разпръсквайки искри и образувайки железен нагар (фиг. 40).
Органичните вещества също горят в кислород, например метан CH4, съставният състав на природния газ: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
Изгарянето в чист кислород протича много по-интензивно, отколкото във въздуха, и позволява да се получат значително по-високи температури. Това явление се използва за интензифициране на редица химични процеси и по-ефективно изгаряне на горивото.
В процеса на дишане кислородът се свързва с хемоглобина в кръвта, за да образува оксихемоглобин, който, като много нестабилно съединение, лесно се разлага в тъканите с образуването на свободен кислород, който преминава в окисление. Гниенето също е окислителен процес с участието на кислород.
Те разпознават чистия кислород, като вкарат тлееща треска в съда, където се предполага, че има. Мига ярко - това е висококачествен тест за кислород.

■ 10. Как, като имате на разположение треска, можете да разпознаете кислород и въглероден диоксид в различни съдове? 11. Какъв обем кислород ще се използва за изгаряне на 2 kg въглища, съдържащи 70% въглерод, 5% водород, 7% кислород, а останалите - незапалими компоненти?

Ориз. 38.Изгаряне на натрий Ориз. 39.Изгаряне на въглища Ориз. 40.Изгаряне на желязо в кислород.

12. Достатъчни ли са 10 литра кислород за изгаряне на 5 g фосфор?
13. 1 m3 газова смес, съдържаща 40% въглероден оксид, 20% азот, 30% водород и 10% въглероден диоксид, е изгорен в кислород. Колко кислород е изразходван?
14. Възможно ли е да се изсуши кислородът, като се прекара през: а) сярна киселина, б) калциев хлорид, в) фосфорен анхидрид, г) метал?
15. Как да освободим въглеродния диоксид от примесите на кислород и обратно, как да освободим кислорода от примесите на въглероден диоксид?
16. 20 литра кислород, съдържащ примес на въглероден диоксид, бяха прекарани през 200 ml 0,1 N. бариев разтвор. В резултат на това Ba 2+ катионът беше напълно утаен. Колко въглероден диоксид (в проценти) съдържа първоначалният кислород?

Получаване на кислород

Кислородът се получава по няколко начина. В лабораторията кислородът се получава от кислородсъдържащи вещества, които лесно могат да го разделят, например от калиев перманганат KMnO4 (фиг. 41) или от бертолетова сол KClO3:
2КМnО4 = K2MnO4 + МnО2 + O2

2КlO3 = 2Кl + O2
При производството на кислород от бертолитовата сол трябва да присъства катализатор за ускоряване на реакцията - манганов диоксид. Катализаторът ускорява разлагането и го прави по-равномерно. Без катализатор може

Ориз. 41. Устройство за производство на кислород по лабораторен метод от калиев перманганат. 1 - калиев перманганат; 2 - кислород; 3 - памучна вата; 4 - цилиндър - колекция.

може да възникне експлозия, ако бертолетовата сол се приема в големи количества и особено ако е замърсена с органични вещества.
Кислородът се получава и от водороден пероксид в присъствието на катализатор - манганов диоксид MnO2 по уравнението:
2H2O2[MnO2] = 2H2O + O2

■ 17. Защо се добавя MnO2 по време на разлагането на бертолетовата сол?
18. Кислородът, образуван по време на разлагането на KMnO4, може да бъде събран над водата. Отразете това в схемата на устройството.
19. Понякога, ако манганов диоксид не е наличен в лабораторията, малко остатък след калциниране на калиев перманганат се добавя към бертолтоловата сол вместо това. Защо е възможна такава подмяна?
20. Какъв обем кислород ще се отдели при разлагането на 5 мола бертолетова сол?

Кислородът може да се получи и чрез разлагане на нитрати при нагряване над точката на топене:
2KNO3 = 2KNO2 + O2
В промишлеността кислородът се получава главно от течен въздух. Въздухът, превърнат в течно състояние, се подлага на изпарение. Първо се изпарява (точката му на кипене е 195,8°) и остава кислородът (точката му на кипене е -183°). По този начин се получава кислород в почти чист вид.
Понякога, ако има евтина електроенергия, кислородът се получава чрез електролиза на вода:
H2O ⇄ H + + OH —
N + + д— → Н 0
на катода
2OH — — д— → H2O + O; 2O = O2
на анода

■ 21. Избройте известните ви лабораторни и индустриални методи за производство на кислород. Запишете ги в тетрадката си, като придружите всеки метод с уравнението на реакцията.
22. Използваните реакции за получаване на кислород редокс ли са? Дайте аргументиран отговор.
23. Взети са 10 g от следните вещества; калиев перманганат, бертолетова сол, калиев нитрат. В кой случай ще бъде възможно да се получи най-голям обем кислород?
24. 1 g въглища са изгорени в кислород, получен при нагряване на 20 g калиев перманганат. Какъв процент от перманганата се е разложил?

Кислородът е най-разпространеният елемент в природата. Намира широко приложение в медицината, химията, промишлеността и др. (фиг. 42).

Ориз. 42. Използване на кислород.

Пилотите на голяма надморска височина, хората, работещи в атмосфера на вредни газове, и тези, които се занимават с подземна и подводна работа, използват кислородни устройства (фиг. 43).

В случаите, когато е затруднено поради определено заболяване, на човека се дава чист кислород за дишане от кислородна торба или се поставя в кислородна палатка.
Понастоящем въздухът, обогатен с кислород или чистият кислород, се използва широко за интензифициране на металургичните процеси. Кислородно-водородни и кислородно-ацетиленови горелки се използват за заваряване и рязане на метали. Чрез импрегниране на запалими вещества с течен кислород: стърготини, въглищен прах и др., Получават се експлозивни смеси, наречени оксиликвити.

■ 25. Начертайте таблица в тетрадката си и я попълнете.

Озон O3

Както вече споменахме, елементът кислород може да образува друга алотропна модификация - озон O3. Озонът кипи при -111° и се втвърдява при -250°. В газообразно състояние е синьо, в течно състояние е синьо. озонът във водата е много по-висок от кислорода: 45 обема озон се разтварят в 100 обема вода.

Озонът се различава от кислорода по това, че неговата молекула се състои от три, а не от два атома. Благодарение на това молекулата на кислорода е много по-стабилна от молекулата на озона. Озонът се разгражда лесно съгласно уравнението:
O3 = O2 + [O]

Отделянето на атомарен кислород по време на разлагането на озона го прави много по-силен окислител от кислорода. Озонът има свежа миризма („озон” в превод означава „миришещ”). В природата се образува под въздействието на тих електрически разряд и в борови гори. Пациентите с белодробни заболявания се съветват да прекарват повече време в борови гори. Въпреки това, продължителното излагане на атмосфера, силно обогатена с озон, може да има токсичен ефект върху тялото. Отравянето е придружено от виене на свят, гадене и кървене от носа. При хронично отравяне може да възникне сърдечно заболяване.
В лабораторията озонът се получава от кислород в озонатори (фиг. 44). Кислородът се пропуска в стъклена тръба 1, обвита отвън с тел 2. Вътре в тръбата минава проводник 3. И двата проводника са свързани към полюсите на източник на ток, който създава високо напрежение на посочените електроди. Между електродите възниква тих електрически разряд, поради което озонът се образува от кислород.

Фигура 44; Озонатор. 1 - стъклен контейнер; 2 - външна намотка; 3 - проводник вътре в тръбата; 4 - разтвор на калиев йодид с нишесте

3O2 = 2O3
Озонът е много силен окислител. Той реагира много по-енергично от кислорода и като цяло е много по-активен от кислорода. Например, за разлика от кислорода, той може да измести йодоводород или йодидни соли:
2KI + O3 + H2O = 2KOH + I2 + O2

В атмосферата има много малко озон (около една милионна от процента), но той играе значителна роля в поглъщането на ултравиолетовите лъчи от слънцето, поради което те достигат до земята в по-малки количества и не оказват вредно въздействие върху живите организми.
Озонът се използва в малки количества главно за климатизация, а също и в химията.

■ 26. Какво представляват алотропните модификации?
27. Защо йод-нишестената хартия става синя под въздействието на озон? Дайте аргументиран отговор.
28. Защо молекулата на кислорода е много по-стабилна от молекулата на озона? Обосновете отговора си по отношение на вътрешномолекулната структура.
29. Как да обясним защо озонът проявява по-силен окислителен ефект от кислорода?

Статия по темата Физични свойства на кислорода

Защо кислородът е окислител?В общите характеристики на тази подгрупа се отбелязва, че всички атоми на неговите елементи във външния слой имат шест електрона,...

КИСЛОРОДЕН анализ О, Качествена реакция към кислород Индигокармин Индиго-5,5′-дисулфонова киселина динатриева сол C16H8O8N2Na2S2, MW 466,36 Сини кристали (прах); слабо разтворим във вода. Лесно...

ПРОВЕРКА НА ИЗПЪЛНЕНИЕТО НА ЗАДАЧИТЕ И ОТГОВОРИ НА ВЪПРОСИ 2. Приликата е, че и двата принадлежат към числото на p-елементите и...

Структура на външната обвивка: 1 s 2 2s 2 2р 4, което предполага, че за кислорода е по-лесно да прикрепи 2 електрона към себе си, преди да запълни външното ниво, отколкото да го отдаде. Следователно кислородът е окислител.

Изотопи на кислорода.

Има 3 стабилни форми кислород: 16 О, 17 О и 18 О,средното съдържание на които е съответно 99,759%, 0,037% и 0,204% от общия брой атоми.

Най-често 16 ОТНОСНО, тъй като е най-лекият (състои се от 8 протона и 8 електрона), което го прави много стабилен.

Физични свойства на кислорода.

Методи за получаване на кислород.

Има 4 начина за получаване кислород:

1. Електролиза на вода.

2. Промишлен метод: дестилация на въздушната смес (кислородът като по-тежък елемент остава в сместа, а азотът се изпарява)

3. Лабораторни методи за разлагане на оксиди, пероксиди, соли:

2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2,

2BaO 2 = 2BaO + O 2,

2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2.

4. От пероксиди (използвани в космоса за регенерация O2от въглероден диоксид):

2 К2О2+2CO2 = 2К2CO3+O2.

Химични свойства на кислорода.

Реагира с метали вече при стайна температура:

2Ca + O 2 = 2CaO,

2Mg +O 2 = 2MgO,

С неметали (при нагряване):

S + O 2 = SO 2 (T=250°С),

C + O 2 = CO 2 (T=700°C),

O2взаимодейства със сложни съединения:

2NO + O 2 = 2NO 2,

2H 2 S + O 2 = 2S + 2H 2 O,

Намиране на кислород в природата.

Кислород- най-често срещаният химичен елемент. Свързаният кислород съставлява около 6/7 от масата на водната обвивка на Земята - хидросферата (85,82% от масата), почти половината от литосферата (47% от масата) и само в атмосферата, където кислородът е в свободна състояние, заема ли второ място (23 ,15% тегловни) след азота.

Кислородът образува голям брой минерали: силикати, кварц, железни оксиди, карбонати, сулфати, нитрати. Той е част от клетките на живите организми, участва в процесите на дишане, дифузия, кръвообращение, окислителни и редукционни реакции.

Кислородът е основният компонент на фотосинтезата.