Az oxigén oxidálószer? "Oxigén: jelentés, előállítás, fizikai és kémiai tulajdonságok, alkalmazás"

• Megnevezés - O (oxigén);
• Latin név - Oxigenium;
• Időszak - II;
• csoport - 16 (VIa);
• Atomtömeg - 15,9994;
• Atomszám - 8;
• Atomsugár = 60 pm;
• Kovalens sugár = 73 pm;
• Elektroneloszlás - 1s 2 2s 2 2p 4 ;
• olvadáspont = -218,4 °C;
• forráspont = -182,96 °C;
• Elektronegativitás (Pauling szerint/Alred és Rochow szerint) = 3,44/3,50;
• Oxidációs állapot: +2; +1; 12; 0; - 13 ; - 12 ; -1; -2;
• Sűrűség (sz.) = 1,42897 g/cm3;
• Moláris térfogat = 14,0 cm3/mol.

Az oxigént ("savakat szül") 1774-ben fedezte fel J. Priestley. Ez a leggyakoribb kémiai elem a Földön - az oxigén tömeghányada a földkéregben 47,2%. A légköri levegőben az oxigén aránya 21%, ami a zöld növények aktivitásával függ össze.

Az oxigén számos szervetlen és szerves vegyület része. Az oxigén minden jól szervezett élő szervezet életéhez szükséges: ember, állat, madarak, halak. Az oxigén az állati és növényi szövetek tömegének 50-85%-át teszi ki.

Az oxigén három stabil izotópja ismert: 16 O, 17 O, 18 O.

Szabad állapotban az oxigén két allotróp módosulatban létezik: O 2 - oxigén; O 3 - ózon.

Rizs. Az oxigénatom szerkezete.

Egy oxigénatom 8 elektront tartalmaz: 2 elektron a belső s pályán van és további 6 a külső energiaszinten van - 2 (páros) az s alszinten és 4 (két páros és két párosítatlan) a p alszinten (lásd: atomok) .

A külső szint két párosítatlan p-elektronja miatt az oxigén két kovalens kötést hoz létre, két elektront fogad el, és -2 oxidációs állapotot mutat (H 2 O, CaO, H 2 SO 4).

Az O-O oxigénkötésű vegyületekben az oxigénatom -1 (H 2 O 2) oxidációs állapotot mutat.

Az elektronegatívabb fluorral az oxigén feladja vegyértékelektronjait, és +2 oxidációs állapotot (OF 2) mutat.

O2

A kétatomos oxigénmolekula két oxigénatom kettős kötéséből jön létre. Emiatt a molekuláris oxigén normál körülmények között stabil vegyület.

Egy oxigénmolekula disszociációs energiája megközelítőleg 2-szer kisebb, mint egy nitrogénmolekuláé (lásd: Kovalens kötések sokasága), ezért az oxigén reaktivitása nagyobb, mint a nitrogén (de sokkal kisebb, mint például a fluoré).

Az oxigén reakciókészsége nő, ahogy felmelegszik. Az oxigén a nemesgázok kivételével minden elemmel reagál. A kémiai vegyületekben (a fluor kivételével) található nagy elektronegativitása miatt (lásd: Mi az elektronegativitás) az oxigén -2-es fokozatú oxidálószerként működik (csak a fluor oxidálja az oxigént, így OF 2 oxigéndifluoridot képez).

Az oxigén gáz tulajdonságai:

• színtelen, szagtalan és íztelen gáz;
• folyékony vagy szilárd formában az oxigén kék színű;
• vízben mérsékelten oldódik: az oxigén tömeghányada 20°C-on 0,004%.

Az oxigén kémiai tulajdonságai

Az oxigén minden reakcióban oxidálószer szerepét tölti be, minden elemmel (a hélium, argon és neon kivételével) közvetlen kölcsönhatásban egyesül (kivéve a fluor, klór, arany és platina fémeket).

Fémekkel és nemfémekkel (egyszerű anyagok) az oxigén oxidokat képez:

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

Az alkálifémek nátrium és kálium oxidációja során peroxidok keletkeznek:

2Na + O 2 = Na 2 O 2

Szinte minden oxigént érintő reakció exoterm, de vannak kivételek:

N 2 +O 2 ↔ 2NO-Q

Sok anyag reakcióba lép az oxigénnel nagy hő- és fénykibocsátással, ezt a folyamatot nevezik égő.

Égési reakciók:

• ammónia égése a levegőben víz és nitrogén keletkezése céljából: 4NH 3 +3O 2 = 2N 2 +6H 2 O
• az ammónia katalitikus oxidációja: 4NH 3 +5O 2 = 2NO+6H 2 O
• hidrogén-szulfid elégetése oxigénfeleslegben: 2H 2 S + 3O 2 = 2SO 2 + 2H 2 O
• oxigénhiány esetén a hidrogén-szulfid lassan szabad kénné oxidálódik: 2H 2 S+O 2 = 2S+2H 2 O
• szerves anyagok elégetése oxigénben víz és szén-dioxid képződésével: CH 4 +2O 2 → CO 2 +2H 2 O C 2 H 5 OH+3O 2 → 2CO 2 +3H 2 O
• nitrogéntartalmú szerves anyagok égetésekor a szén-dioxid és víz mellett szabad nitrogén szabadul fel: 4CH 3 NH 5 +9O 2 → 4CO 2 +2N 2 +10H 2 O

Számos anyag (alkoholok, aldehidek, savak) szerves anyagok szabályozott oxidációjával nyerhető. Emellett számos természetes folyamat, mint például a légzés vagy a bomlás, a szerves anyagok oxidatív reakciója.

Az oxigénnél is erősebb oxidálószer az ózon, amely képes a kálium-jodidot szabad ionná oxidálni - ezt a reakciót használják az ózon minőségi és mennyiségi meghatározására: O 3 +2KI+H 2 O = I 2 ↓+2KOH+O 2

Oxigén beszerzése és felhasználása

Az oxigént széles körben használják az iparban és az orvostudományban:

• a kohászatban az acél (öntöttvas) olvasztásához oxigént használnak;
• a vegyiparban a savak (kénsav és salétromsav), metanol, acetilén, aldehidek előállításához oxigénre van szükség;
• az űriparban az oxigént rakéta-üzemanyag oxidálószereként használják;
• az orvostudományban az oxigént légzőkészülékekben használják;
• A természetben az oxigén rendkívül fontos szerepet játszik - a szénhidrátok, zsírok és fehérjék oxidációs folyamatában felszabadul az élő szervezetek számára szükséges energia.

Megszerzési módszerek oxigén:

• ipari módokon:
  • levegő cseppfolyósítása, majd a folyékony gázkeverék komponensekre történő szétválasztása;
  • víz elektrolízise:
    2H 2O = 2H2 + O 2.
• laboratórium módszerek (sók lebontása hevítéskor):
  • kálium-permanganát:
    2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2;
  • Berthollet só:
    2KClO 3 = 2KCl + 3O 2.
• alkálifém-nitrátok hőbomlása:
  2NaNO 3 = 2NaNO 2 +O 2
• hidrogén-peroxid (MnO 2 katalizátor) katalitikus lebontása:
  2H 2O 2 = 2H 2O+O 2;
• szén-dioxid-peroxidok kölcsönhatása alkálifém-peroxidokkal:
  2CO 2 + 2Na 2 O 2 = 2Na 2 CO 3 +O 2.

>>

Az oxigén kémiai tulajdonságai. Oxidok

Ez a bekezdés a következőkről szól:

> az oxigén reakcióiról egyszerű és összetett anyagokkal;
> összetett reakciókról;
> az oxidoknak nevezett vegyületekről.

Az egyes anyagok kémiai tulajdonságai abban nyilvánulnak meg kémiai reakciók részvételével.

Az oxigén az egyik legaktívabb nemfém. De normál körülmények között kevés anyaggal reagál. Reaktivitása jelentősen megnő a hőmérséklet emelkedésével.

Oxigén reakciói egyszerű anyagokkal.

Oxigén melegítéskor általában reagál a legtöbb nemfémmel és szinte minden fémmel.

Reakció szénnel (szénnel). Ismeretes, hogy a levegőben magas hőmérsékletre hevített szén meggyullad. Ez az anyag oxigénnel való kémiai reakcióját jelzi. A folyamat során felszabaduló hőt például vidéki házak fűtésére használják fel.

A szén égésének fő terméke a szén-dioxid. Övé kémiai formula- CO 2 . A szén sok anyag keveréke. A szén tömeghányada meghaladja a 80%-ot. Feltételezve, hogy a szén csak szénatomokból áll, felírjuk a megfelelő kémiai egyenletet:

t
C + O 2 = CO 2.

A szén egyszerű anyagokat képez - grafitot és gyémántot. Közös elnevezésük van - szén -, és az adott 1. kémiai egyenlet szerint melegítve reagálnak oxigénnel.

Azokat a reakciókat, amelyek során egy anyag több anyagból képződik, összetett reakcióknak nevezzük.

Reakció kénnel.

Ez a kémiai átalakulás akkor következik be, amikor mindenki rágyújt egy gyufára; a kén a fejének része. A laboratóriumban a kén és az oxigén reakcióját füstelszívóban hajtják végre. Kis mennyiségű ként (világossárga por vagy kristályok) egy vaskanálban hevítünk. Anyag először megolvad, majd a levegő oxigénjével való kölcsönhatás következtében meggyullad, és alig észrevehető kék lánggal ég (56. kép, b). A reakciótermék szúrós szaga jelenik meg - kén-dioxid (ezt a szagot érezzük abban a pillanatban, amikor a gyufa kigyullad). A kén-dioxid kémiai képlete SO 2, a reakcióegyenlet pedig az
t
S + O 2 = SO 2.

Rizs. 56. Kén (a) és égése levegőben (b) és oxigénben (c)

1 Elégtelen oxigén esetén újabb szénvegyület képződik Oxigén- szén-monoxid
t
CO: 2C + O 2 = 2CO.

Rizs. 57. Vörösfoszfor (a) és égése levegőben (b) és oxigénben (c)

Ha egy égő ként tartalmazó kanalat egy oxigénes edénybe teszünk, akkor a kén világosabb lánggal ég, mint a levegőben (56. ábra, c). Ez azzal magyarázható, hogy a tiszta oxigénben több O 2 molekula van, mint a levegőben.

Reakció foszforral. A foszfor a kénhez hasonlóan oxigénben intenzívebben ég, mint levegőben (57. ábra). A reakció terméke fehér szilárd anyag - foszfor(\/)-oxid (apró részecskéi füstöt képeznek):
t
P + O 2 -> P 2 0 5 .

Alakítsa át a reakciódiagramot kémiai egyenletté!

Reakció magnéziummal.

Korábban ezt a reakciót alkalmazták fotósok fényes megvilágítás („magnézium vaku”) létrehozásához fényképek készítése közben. Egy kémiai laboratóriumban a megfelelő kísérletet a következőképpen hajtják végre. Fém csipesz segítségével vegye ki a magnéziumcsíkot és gyújtsa meg a levegőben. A magnézium vakító fehér lánggal ég (58. kép, b); Nem nézhetsz rá! A reakció fehér szilárd anyagot eredményez. Ez a magnézium és az oxigén vegyülete; a neve magnézium-oxid.

Rizs. 58. Magnézium (a) és égése levegőben (b)

Írjon fel egyenletet a magnézium és az oxigén reakciójára!

Oxigén reakciói összetett anyagokkal. Az oxigén kölcsönhatásba léphet bizonyos oxigéntartalmú vegyületekkel. Például a szén-monoxid CO ég a levegőben, és szén-dioxidot képez:

t
2CO + O 2 = 2C0 2.

A mindennapi életben számos oxigénreakciót hajtunk végre összetett anyagokkal, földgáz (metán), alkohol, fa, papír, kerozin stb. elégetésével. Égésük során szén-dioxid és vízgőz képződik:
t
CH4+202=CO2+2H20;
metán
t
C 2 H 5OH + 30 2 = 2C0 2 + 3H 2 O.
alkohol

Oxidok.

A bekezdésben tárgyalt összes reakció terméke az elemek oxigénnel alkotott bináris vegyülete.

Oxidnak nevezzük azt a vegyületet, amely két elemből áll, amelyek közül az egyik az oxigén.

Az oxidok általános képlete EnOm.

Minden oxidnak van kémiai neve, és néhánynak hagyományos vagy triviális 1 neve is van (4. táblázat). Az oxid kémiai neve két szóból áll. Az első szó a megfelelő elem neve, a második pedig az „oxid”. Ha egy elemnek változó vegyértéke van, akkor több oxidot is képezhet. A nevüknek másnak kell lennie. Ehhez az elem neve után jelölje be (behúzás nélkül) római számmal zárójelben annak vegyértékét az oxidban. Ilyen összetett név például a réz(II)-oxid (ejtsd: réz-két-oxid).

4. táblázat

1 A kifejezés a latin trivialis szóból származik – közönséges.

következtetéseket

Az oxigén kémiailag aktív anyag. Kölcsönhatásba lép a legtöbb egyszerű anyaggal, valamint összetett anyagokkal. Az ilyen reakciók termékei az elemek oxigén-oxidokkal alkotott vegyületei.

Azokat a reakciókat, amelyek során egy anyag több anyagból képződik, összetett reakcióknak nevezzük.

?
135. Miben különbözik a vegyület és a bomlási reakció?

136. Alakítsa át a reakciósémákat kémiai egyenletekre:

a) Li + O 2 -> Li 2 O;
N2+O2->NO;

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

137. Válassza ki a megadott képletekből azokat, amelyek megfelelnek az oxidoknak:

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

138. Adjon kémiai neveket az oxidoknak a következő képletekkel:

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

Kérjük, vegye figyelembe, hogy az ezeket az oxidokat alkotó elemek változó vegyértékkel rendelkeznek.

139. Írja fel a képleteket: a) plumbum(I\/)-oxid; b) króm(III)-oxid;
c) klór(I)-oxid; d) nitrogén(I\/)-oxid; e) ozmium(\/III)-oxid.

140. Egészítse ki a reakcióvázlatokban szereplő egyszerű anyagok képleteit, és alkosson kémiai egyenleteket!

a) ... + ... -> CaO;

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

141. Írja fel azokat a reakcióegyenleteket, amelyek segítségével az átalakítások ilyen „láncait” hajthatja végre, azaz az első anyagból egy másodikat, a másodikból egy harmadikat kaphat:

a) C->CO->CO2;
b) P -> P 2 0 3 -> P 2 0 5;
c) Cu -> Cu 2 O -> CuO.

142.. Írja fel az aceton (CH 3) 2 CO és az éter (C 2 H 5) 2 O levegőben égésekor bekövetkező reakciók egyenleteit.. Mindegyik reakció terméke szén-dioxid és víz!

143. Az EO 2 -oxidban lévő oxigén tömeghányada 26%. Az E elem azonosítása.

144. Két lombikot megtöltünk oxigénnel. Lezárásuk után a felesleges magnéziumot elégették az egyik lombikban, a felesleges ként pedig a másikban. Melyik lombikban keletkezett vákuum? Magyarázza meg válaszát.

Popel P. P., Kryklya L. S., Kémia: Pidruch. 7. osztály számára zagalnosvit. navch. záró - K.: VC "Akadémia", 2008. - 136 p.: ill.

Az oxigén a legelterjedtebb kémiai elem a bolygón. Tömeghányada a földkéregben 47,3%, légköri térfogatrésze 20,95%, élő szervezetekben pedig körülbelül 65%. Mi ez a gáz, és milyen fizikai és kémiai tulajdonságai vannak az oxigénnek?

Oxigén: általános információ

Az oxigén egy nemfém, amelynek normál körülmények között nincs színe, íze vagy szaga.

Rizs. 1. Az oxigén képlete.

Szinte minden vegyületben, kivéve a fluort és peroxidokat tartalmazó vegyületeket, állandó II vegyértéke és -2 oxidációs állapota van. Az oxigénatomnak nincsenek gerjesztett állapotai, mivel a második külső szinten nincsenek szabad pályák. Egyszerű anyagként az oxigén két allotróp módosulat formájában létezik - oxigéngázok O 2 és ózon O 3 formájában.

Bizonyos körülmények között az oxigén lehet folyékony vagy szilárd halmazállapotú. A gáztól eltérően színük van: a folyadék világoskék, a szilárd oxigén pedig világoskék árnyalatú.

Rizs. 2. Szilárd oxigén.

Az oxigént az iparban a levegő cseppfolyósításával nyerik, majd a nitrogén elpárologtatása miatt (a forráspontokban különbség van: -183 fok a folyékony oxigén és -196 fok a folyékony nitrogén).

Az oxigénkölcsönhatás kémiai tulajdonságai

Az oxigén aktív nemfém. Az oxigén a neon, a hélium és az argon kivételével minden elemmel reagál. Ennek a gáznak a reakciói más anyagokkal általában exotermek. Az oxidációs folyamatot, amely egyidejűleg hő és fény formájában szabadul fel, égésnek nevezzük. A szerves vegyületek, különösen az alkánok tüzelőanyagként való felhasználása nagyon fontos, mivel a szabadgyökös égési reakció során nagy mennyiségű hő szabadul fel:

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

Az oxigén általában nemfémekkel reagál hevítés közben, és oxidot képez. Így a nitrogénnel való reakció csak 1200 fok feletti hőmérsékleten vagy elektromos kisülésben kezdődik:

Az oxigén a fémekkel is reakcióba lép:

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4 (a reakció eredményeként vegyület képződik - vas-oxid)

A természetben van még az oxigénnél is erősebb oxidálószer, ez az ózon. Képes az arany és a platina oxidálására. Természetes körülmények között ózon keletkezik a légköri oxigénből villámkisülések során, laboratóriumban pedig - elektromos kisülés oxigénen való átvezetésével: 3O 2 = 2O 3 – 285 kJ (endoterm reakció)

Rizs. 3. Ózon.

A legjelentősebb oxigénvegyület a víz. A Föld felszínének körülbelül 71%-át víz foglalja el. A sarokvízmolekulák polárisak, mindegyik négy hidrogénkötést képez: kettő proton donorként és kettő proton akceptorként. Asszociált (H 2 O)x képződik, ahol x 2 és 5 között változik. A (H 2 O)2 dimerei a vízgőzben vannak jelen, és kondenzált fázisban egy vízmolekula négy másik molekula tetraéderes környezetében is lehet. ha a vízmolekulákat nem társítanák, akkor a forráspontja nem 100 fok lenne, hanem körülbelül 80 fok.

Mit tanultunk?

Az oxigén erős oxidálószer és aktív nemfém, így tanulmányozása a 8. osztályban kezdődik. Színtelen, szagtalan gáz, de bizonyos körülmények között folyékony és szilárd halmazállapotban is létezhet. Reagál fémekkel és nemfémekkel, oxidokat képezve, és reagál a legtöbb egyszerű anyaggal is.

Teszt a témában

A jelentés értékelése

Átlagos értékelés: 4.5. Összes beérkezett értékelés: 205.

D. I. Mengyelejev periodikus rendszerének VI. csoportjának fő alcsoportjában található elemek.

A VI. csoport fő alcsoportjának elemeinek atomi szerkezetének vizsgálata azt mutatja, hogy ezek mindegyike hatelektronos külső réteggel rendelkezik (13. táblázat), és ezért viszonylag magas elektronegativitási értékekkel rendelkezik. , a legnagyobb elektronegativitással rendelkezik, és a legkisebb, ami az atomsugár változásával magyarázható. Az oxigén különleges helyét ebben a csoportban hangsúlyozza, hogy a , és a tellúr közvetlenül kapcsolódhat oxigénnel, de egymással nem.

A csoporthoz tartoznak az oxigéncsoport elemei is R-elemek, mivel ezek elkészülnek R-héj. A család minden eleménél, kivéve magát az oxigént, a külső rétegben 6 elektron vegyértékelektron.
A redox reakciókban az oxigéncsoport elemei gyakran mutatnak oxidáló tulajdonságokat. A legerősebben oxidáló tulajdonságok oxigénben fejeződnek ki.
A VI. csoport fő alcsoportjának minden elemére -2-es negatív oxidációs állapot jellemző. A kén, szelén és tellúr esetében azonban pozitív oxidációs állapot is lehetséges (maximum +6).
Az oxigénmolekula, mint minden egyszerű gáz, kétatomos, úgy épül fel, mint egy kovalens kötés, amely két elektronpáron keresztül jön létre. Ezért az oxigén kétértékű, amikor egyszerű oxigént képez.
A kén szilárd anyag. A molekula 8 kénatomot tartalmaz (S8), de ezek egyfajta gyűrűben kapcsolódnak össze, amelyben minden kénatom csak két szomszédos atomhoz kapcsolódik kovalens kötéssel

Így minden kénatom, amelynek egy közös elektronpárja van két szomszédos atommal, maga is kétértékű. Hasonló molekulák alkotják a szelént (Se8) és a tellúrt (Te8).

■ 1. Írjon egy történetet az oxigéncsoportról a következő terv szerint: a) helyzet a periódusos rendszerben; b) atommagok töltései és. a neutronok száma az atommagban; c) elektronikus konfigurációk; d) kristályrács szerkezet; e) az oxigén és a csoport összes többi elemének lehetséges oxidációs állapotai.
2. Milyen hasonlóságok és különbségek vannak a VI. és VII. csoportok fő alcsoportjainak atomjainak atomi szerkezete és elektronkonfigurációja között?
3. Hány vegyértékelektronnal rendelkeznek a VI. csoport fő alcsoportjának elemei?
4. Hogyan viselkedjenek a VI. csoport fő alcsoportjának elemei a redox reakciókban?
5. A VI. csoport fő alcsoportjának melyik eleme a legelektronegatívabb?

A VI. csoport fő alcsoportjának elemeit vizsgálva először az allotrópia jelenségével találkozunk. Ugyanaz az elem szabad állapotban két vagy több egyszerű anyagot képezhet. Ezt a jelenséget allotrópiának nevezik, magukat pedig allotróp módosulásoknak.

Írd le ezt a megfogalmazást a füzetedbe.

Például az oxigén elem két egyszerű elemet - oxigént és ózont - képes létrehozni.
Egyszerű oxigén O2 képlete, ózon O3 egyszerű anyag képlete. Molekuláik különbözőképpen épülnek fel:

Az oxigén és az ózon az oxigén elem allotróp módosulatai.
A kén több allotrópot is képezhet (módosításokat). Ortorombikus (oktaéderes), képlékeny és monoklin kén ismert. A szelén és a tellúr szintén több allotrópot alkot. Megjegyzendő, hogy az allotrópia jelensége számos elemre jellemző. Az elemek vizsgálatakor figyelembe vesszük a különböző allotróp módosulatok tulajdonságainak különbségeit.

■ 6. Mi a különbség az oxigénmolekula és az ózonmolekula szerkezete között?

7. Milyen típusú kötés található az oxigén és az ózon molekuláiban?

Oxigén. Fizikai tulajdonságok, élettani hatások, az oxigén jelentősége a természetben

Az oxigén a VI. csoport fő alcsoportjának legkönnyebb eleme. Az oxigén atomtömege 15,994. 31,988. Ennek az alcsoportnak az elemei közül az oxigénatom a legkisebb sugarú (0,6 Å). Az oxigénatom elektronikus konfigurációja: ls 2 2s 2 2p 4.

Az elektronok eloszlása ​​a második réteg pályáin azt jelzi, hogy az oxigén p-pályáiban két párosítatlan elektron található, amelyek könnyen felhasználhatók az atomok közötti kémiai kötés kialakítására. Az oxigén jellemző oxidációs állapota.
Az oxigén színtelen és szagtalan gáz. A levegőnél nehezebb, -183°-on kék folyadékká alakul, -219°-on megszilárdul.

Az oxigén sűrűsége 1,43 g/l. Az oxigén rosszul oldódik vízben: 3 térfogatrész oxigén feloldódik 100 térfogatrész vízben 0 °C-on. Ezért az oxigént gázmérőben lehet tartani (34. ábra) - olyan eszközben, amely vízben oldhatatlan és gyengén oldódó gázokat tárol. Leggyakrabban az oxigént gázmérőben tárolják.
A gázmérő két fő részből áll: az 1. edényből, amely gáz tárolására szolgál, és egy nagyméretű 2 tölcsérből csappal és egy hosszú csővel, amely majdnem az 1. edény aljáig ér, és a készülék vízellátására szolgál. Az 1. edénynek három csöve van: a 3. csőbe egy zárócsappal ellátott 2 tölcsért, amelynek belső felülete köszörült, a 4. csőbe pedig egy elzárócsappal ellátott gázkivezető csövet; Az alján található 5 cső arra szolgál, hogy vizet engedjen ki a készülékből töltéskor és kisütéskor. Egy feltöltött gázmérőben az 1. edény meg van töltve oxigénnel. Az edény alján található, amelybe a 2 tölcsércső vége le van engedve.

Rizs. 34.
1 - gáztároló edény; 2 - tölcsér vízellátáshoz; 3 - földelt felületű cső; 4 - cső gáz eltávolítására; 5 - cső a víz kibocsátásához a készülék töltése közben.

Ha gázmérőből kell oxigént szereznie, először nyissa ki a tölcsér csapját, és enyhén nyomja össze az oxigént a gázmérőben. Ezután nyissa ki a gázkivezető csövön a szelepet, amelyen keresztül az oxigén távozik a víz által kiszorítva.

Az iparban az oxigént acélhengerekben sűrített állapotban (35. ábra, a), vagy folyékony formában oxigén „tartályokban” (36. ábra) tárolják.

Rizs. 35. Oxigén ballon

Írja le a szövegből az oxigén tárolására szolgáló eszközök nevét!
Az oxigén a leggyakoribb elem. A teljes földkéreg tömegének csaknem 50%-át teszi ki (37. ábra). Az emberi test 65% oxigént tartalmaz, amely része a különféle szerves anyagoknak, amelyekből szövetek és szervek épülnek fel. A víz körülbelül 89% oxigént tartalmaz. A légkörben az oxigén 23 tömeg%-ot és 21 térfogatszázalékot tesz ki. Az oxigén sokféle kőzet része (például mészkő, kréta, márvány CaCO3, homok SiO2), különféle fémek ércei (mágneses vasérc Fe3O4, barna vasérc 2Fe2O3 nH2O, vörös vasérc Fe2O3, bauxit Al2O3 nH2O stb. .) . Az oxigén a legtöbb szerves anyag része.

Az oxigén élettani jelentősége óriási. Ez az egyetlen gáz, amelyet az élő szervezetek képesek lélegezni. Az oxigénhiány az életfolyamatok leállását és a szervezet halálát okozza. Oxigén nélkül az ember csak néhány percig élhet. Légzéskor oxigén szívódik fel, amely részt vesz a szervezetben végbemenő redox folyamatokban, és felszabadulnak a szerves anyagok oxidációs termékei - szén-dioxid és egyéb anyagok. Mind a szárazföldi, mind a vízi élőlények oxigént lélegeznek: a szárazföldiek - szabad légköri oxigénnel, a víziek - vízben oldott oxigénnel.
A természetben egyfajta oxigénciklus megy végbe. A légkörből származó oxigént az állatok, a növények, az emberek felszívják, és az üzemanyag égési folyamataira, bomlási és egyéb oxidációs folyamatokra fordítják. Az oxidációs folyamat során képződő szén-dioxidot és vizet a zöld növények fogyasztják, amelyekben a levélklorofill és a napenergia segítségével a fotoszintézis folyamata zajlik le, vagyis a szerves anyagok szén-dioxidból és vízből történő szintézise kíséri. oxigén felszabadulásával.
Egy ember oxigénellátásához két nagy fa koronájára van szükség. A zöld növények fenntartják a légkör állandó összetételét.

■ 8. Mi az oxigén jelentősége az élő szervezetek életében?
9. Hogyan pótolják a légkör oxigénellátását?

Az oxigén kémiai tulajdonságai

A szabad oxigén egyszerű és összetett anyagokkal reagálva általában úgy viselkedik.

Rizs. 37.

Ebben az esetben az oxidációs állapot mindig -2. Sok elem közvetlenül kölcsönhatásba lép az oxigénnel, kivéve a nemesfémeket, az oxigénhez közeli elektronegativitású elemeket () és az inert elemeket.
Ennek eredményeként oxigénvegyületek képződnek egyszerű és összetett anyagokkal. Sokan égnek oxigénben, bár levegőben vagy nem, vagy nagyon gyengén égnek. oxigénben ég, élénk sárga lánggal; ez nátrium-peroxidot termel (38. ábra):
2Na + O2 =Na2O2,
A kén az oxigénben élénk kék lánggal ég, kén-dioxid keletkezik:
S + O2 = SO2
A szén alig parázslik a levegőben, de oxigénben nagyon felforrósodik, és szén-dioxidot képezve ég el (39. ábra):
C + O2 = CO2

Rizs. 36.

Oxigénben fehér, vakítóan fényes lánggal ég, és szilárd fehér foszfor-pentoxid képződik:
4P + 5O2 = 2P2O5
oxigénben ég, szikrát szórva vaslerakódást képez (40. ábra).
A szerves anyagok oxigénben is égnek, például a metán CH4, a földgáz alkotóeleme: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
A tiszta oxigénben az égés sokkal intenzívebben megy végbe, mint a levegőben, és lehetővé teszi lényegesen magasabb hőmérséklet elérését. Ezt a jelenséget számos kémiai folyamat intenzívebbé tételére és az üzemanyag hatékonyabb elégetésére használják.
A légzés során az oxigén a vérben lévő hemoglobinnal kombinálva oxihemoglobint képez, amely nagyon instabil vegyület lévén könnyen lebomlik a szövetekben szabad oxigén képződésével, amely oxidációba megy át. A rothadás is egy oxidatív folyamat, amelyben oxigén is részt vesz.
Úgy ismerik fel a tiszta oxigént, hogy parázsló szilánkot vezetnek be az edénybe, ahol annak jelen kell lennie. Fényesen villog - ez egy kiváló minőségű oxigénteszt.

■ 10. Egy szilánk birtokában hogyan ismerheti fel az oxigént és a szén-dioxidot a különböző edényekben? 11. Mekkora mennyiségű oxigént használnak fel 2 kg szén elégetéséhez, amely 70% szenet, 5% hidrogént, 7% oxigént, a többi pedig nem éghető komponenst tartalmaz?

Rizs. 38. Nátrium égés Rizs. 39. Szénégetés Rizs. 40. A vas égése oxigénben.

12. 10 liter oxigén elég 5 g foszfor elégetéséhez?
13. 1 m3 40% szén-monoxidot, 20% nitrogént, 30% hidrogént és 10% szén-dioxidot tartalmazó gázkeveréket égettek el oxigénben. Mennyi oxigént fogyasztottak?
14. Lehetséges-e az oxigén szárítása a) kénsavon, b) kalcium-kloridon, c) foszforsav-anhidriden, d) fémen?
15. Hogyan szabadítsuk meg a szén-dioxidot az oxigénszennyeződésektől és fordítva, hogyan szabadítsuk meg az oxigént a szén-dioxid szennyeződésektől?
16. 20 liter szén-dioxid-keveréket tartalmazó oxigént engedünk át 200 ml 0,1 N-en. bárium oldat. Ennek eredményeként a Ba 2+ kation teljesen kicsapódott. Mennyi szén-dioxidot (százalékban) tartalmazott az eredeti oxigén?

Oxigén beszerzése

Az oxigén beszerzése többféle módon történik. A laboratóriumban az oxigént olyan oxigéntartalmú anyagokból nyerik, amelyek könnyen leválaszthatják, például a KMnO4 kálium-permanganátból (41. ábra) vagy a KClO3 berthollet sóból:
2КМnО4 = K2MnO4 + МnО2 + O2

2КlO3 = 2Кl + O2
Amikor bertolit sóból oxigént állítanak elő, katalizátornak kell jelen lennie a reakció felgyorsítása érdekében - mangán-dioxid. A katalizátor felgyorsítja a bomlást és egyenletesebbé teszi. Katalizátor nélkül lehet

Rizs. 41. Készülék oxigén előállítására laboratóriumi módszerrel kálium-permanganátból. 1 - kálium-permanganát; 2 - oxigén; 3 - vatta; 4 - hengeres - kollekció.

robbanás következhet be, ha a Bertholet-sót nagy mennyiségben veszik be, és különösen, ha szerves anyagokkal szennyezett.
Az oxigént a hidrogén-peroxidból is nyerik katalizátor - mangán-dioxid MnO2 - jelenlétében a következő egyenlet szerint:
2H2O2[MnO2] = 2H2O + O2

■ 17. Miért adnak hozzá MnO2-t a Berthollet-só bomlása során?
18. A KMnO4 bomlása során keletkező oxigén a víz felett összegyűjthető. Ezt tükrözze az eszközdiagramon.
19. Néha, ha mangán-dioxid nem áll rendelkezésre a laboratóriumban, a kálium-permanganát kalcinálása után egy kis maradékot adnak a bertholtol sóhoz. Miért lehetséges egy ilyen csere?
20. Mekkora mennyiségű oxigén szabadul fel 5 mol Berthollet-só bomlásakor?

Oxigént nyerhetünk a nitrátok bomlásával is, ha az olvadáspont fölé hevítjük:
2KNO3 = 2KNO2 + O2
Az iparban az oxigént főleg folyékony levegőből nyerik. A folyékony halmazállapotúvá alakult levegőt elpárologtatják. Először elpárolog (forráspontja 195,8°), és oxigén marad (forráspontja -183°). Ily módon szinte tiszta formában nyerik az oxigént.
Néha, ha olcsó áram áll rendelkezésre, az oxigént víz elektrolízisével nyerik:
H2O ⇄ H + + OH —
N + + e— → Н 0
a katódon
2OH — — e— → H2O + O; 2O = O2
az anódnál

■ 21. Sorolja fel az oxigén előállításának általa ismert laboratóriumi és ipari módszereket! Írd le ezeket a füzetedbe, minden módszerhez mellékeld a reakcióegyenletet.
22. Alkalmazzák-e a reakciókat oxigén-redox előállítására? Adjon indokolt választ.
23. Az alábbi anyagokból 10 g-ot vettünk; kálium-permanganát, berthollet só, kálium-nitrát. Melyik esetben lehet a legnagyobb mennyiségű oxigént nyerni?
24. 20 g kálium-permanganát hevítésével nyert oxigénben 1 g szenet égettek el. A permanganát hány százaléka bomlott le?

Az oxigén a természetben a legnagyobb mennyiségben előforduló elem. Széles körben használják az orvostudományban, a kémiában, az iparban stb. (42. ábra).

Rizs. 42. Oxigén használata.

A nagy magasságban tartózkodó pilóták, a káros gázok légkörében dolgozók, valamint a föld alatti és víz alatti munkát végzők oxigénkészüléket használnak (43. ábra).

Azokban az esetekben, amikor egy adott betegség miatt nehéz, a személy tiszta oxigént kap egy oxigénzsákból, vagy oxigénsátorba helyezi.
Jelenleg az oxigénnel dúsított levegőt vagy a tiszta oxigént széles körben használják a kohászati ​​folyamatok intenzitására. Az oxigén-hidrogén és oxi-acetilén pisztolyokat fémek hegesztésére és vágására használják. A gyúlékony anyagok folyékony oxigénnel való impregnálásával: fűrészpor, szénpor stb., robbanásveszélyes keverékeket, úgynevezett oxiliquiteket kapnak.

■ 25. Rajzolj egy táblázatot a füzetedbe, és töltsd ki!

Ózon O3

Mint már említettük, az oxigén elem egy másik allotróp módosulatot - az ózon O3 -ot képezhet. Az ózon -111°-on forr, és -250°-on megszilárdul. Gáz halmazállapotban kék, folyékony halmazállapotban kék. Az ózon a vízben sokkal magasabb, mint az oxigén: 45 térfogatrész ózon oldódik 100 térfogat vízben.

Az ózon abban különbözik az oxigéntől, hogy molekulája kettő helyett három atomból áll. Ennek köszönhetően az oxigénmolekula sokkal stabilabb, mint az ózonmolekula. Az ózon könnyen lebomlik a következő egyenlet szerint:
O3 = O2 + [O]

Az ózon lebomlása során felszabaduló atomi oxigén sokkal erősebb oxidálószerré teszi, mint az oxigén. Az ózonnak friss szaga van (az „ózon” fordításban „szaglást” jelent). A természetben csendes elektromos kisülés hatására és fenyvesekben képződik. A tüdőbetegségben szenvedő betegeknek azt tanácsolják, hogy több időt töltsenek fenyvesekben. Az ózonnal erősen dúsított atmoszférának való hosszan tartó expozíció azonban mérgező hatást gyakorolhat a szervezetre. A mérgezést szédülés, hányinger és orrvérzés kíséri. Krónikus mérgezés esetén szívbetegség léphet fel.
A laboratóriumban az ózont az ózonizátorokban lévő oxigénből nyerik (44. ábra). Az oxigént az 1. üvegcsőbe vezetik, amelyet kívülről a 2. huzallal tekernek. A cső belsejében fut a 3. vezeték. Mindkét vezeték egy áramforrás pólusaihoz csatlakozik, amely nagy feszültséget hoz létre a jelzett elektródákon. Az elektródák között csendes elektromos kisülés lép fel, aminek következtében oxigénből ózon képződik.

44. ábra; Ózonizáló. 1 - üvegtartály; 2 - külső tekercs; 3 - huzal a cső belsejében; 4 - kálium-jodid keményítős oldata

3O2 = 2O3
Az ózon nagyon erős oxidálószer. Sokkal energikusabban reagál, mint az oxigén, és általában sokkal aktívabb, mint az oxigén. Például az oxigénnel ellentétben kiszoríthatja a hidrogén-jodidot vagy a jodidsókat:
2KI + O3 + H2O = 2KOH + I2 + O2

Nagyon kevés ózon található a légkörben (kb. egy milliomod százalék), de jelentős szerepet játszik a nap ultraibolya sugarainak elnyelésében, ezért azok kisebb mennyiségben érik el a földet, és nincsenek káros hatással az életre. szervezetek.
Az ózont kis mennyiségben főként a légkondicionáláshoz és a kémiához is használják.

■ 26. Mik azok az allotróp módosulatok?
27. Miért kékül el a jód-keményítő papír ózon hatására? Adjon indokolt választ.
28. Miért sokkal stabilabb egy oxigénmolekula, mint az ózonmolekula? Válaszát indokolja az intramolekuláris szerkezet szempontjából!
29. Hogyan magyarázható, hogy az ózon miért fejt ki erősebb oxidáló hatást, mint az oxigén?

Cikk az oxigén fizikai tulajdonságai témában

Miért oxidálószer az oxigén Ennek az alcsoportnak az általános jellemzőinél megjegyzendő, hogy elemeinek minden atomja a külső rétegben hat elektront tartalmaz,...

OXIGÉN analízis O, Kvalitatív reakció oxigénnel Indigókármin Indigo-5,5'-diszulfonsav dinátriumsó C16H8O8N2Na2S2, MW 466,36 Kék kristályok (por); vízben enyhén oldódik. Könnyen...

FELADATOK ELVÉGZÉSÉNEK ELLENŐRZÉSE, KÉRDÉSEKRE A VÁLASZOK 2. A hasonlóság az, hogy mindkettő a p-elemek számához tartozik és...

A külső burkolat felépítése: 1 s 2 2s 2 2р 4, ami azt sugallja, hogy az oxigénnek könnyebb 2 elektront csatolni magához a külső szint feltöltése előtt, mint leadni. Ezért az oxigén oxidálószer.

Az oxigén izotópjai.

3 stabil forma létezik oxigén: 16 Ó, 17 ó és 18 ó, amelyek átlagos tartalma az összes atomszám 99,759%-a, 0,037%-a és 0,204%-a.

Leggyakoribb 16 RÓL RŐL, mivel ez a legkönnyebb (8 protonból és 8 elektronból áll), ami miatt nagyon stabil.

Az oxigén fizikai tulajdonságai.

Oxigénszerzési módszerek.

4 módja van a fogadásnak oxigén:

1. A víz elektrolízise.

2. Ipari módszer: a levegőkeverék desztillációja (az oxigén, mint nehezebb elem, a keverékben marad, és a nitrogén elpárolog)

3. Laboratóriumi módszerek oxidok, peroxidok, sók lebontására:

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

2BaO 2 = 2BaO + O 2,

2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2.

4. Peroxidokból (az űrben regenerációra használják O2 szén-dioxidból):

2 K2O2+2CO2 = 2K2CO3+O2.

Az oxigén kémiai tulajdonságai.

Már szobahőmérsékleten reagál fémekkel:

2Ca + O 2 = 2CaO,

2Mg +O 2 = 2MgO,

Nem fémekkel (fűtött állapotban):

S + O 2 = SO 2 (T=250°С),

C + O 2 = CO 2 (T = 700 °C),

O2 kölcsönhatásba lép összetett vegyületekkel:

2NO + O 2 = 2NO 2,

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

Oxigén keresése a természetben.

Oxigén- a leggyakoribb kémiai elem. A kötött oxigén a Föld vízhéjának tömegének körülbelül 6/7-ét teszi ki - a hidroszférát (85,82 tömeg%), a litoszféra majdnem felét (47 tömegszázalékot), és csak a légkörben, ahol az oxigén szabadon található. állapotában a második helyet foglalja-e el (23 ,15 tömeg%) a nitrogén után.

Az oxigén nagyszámú ásványi anyagot képez: szilikátok, kvarc, vas-oxidok, karbonátok, szulfátok, nitrátok. Az élő szervezetek sejtjeinek része, részt vesz a légzési, diffúziós, véráramlási, oxidációs és redukciós reakciókban.

Az oxigén a fotoszintézis fő összetevője.