酸素は酸化剤ですか？ 「酸素：意味、生成、物理化学的性質、用途」

• 指定 - O (酸素);
• ラテン語名 - オキシゲニウム。
• 期間 - II;
• グループ - 16 (VIa);
• 原子量 - 15.9994;
• 原子番号 - 8;
• 原子の半径 = 60 pm;
• 共有結合半径 = 73 pm;
• 電子分布 - 1s 2 2s 2 2p 4 ;
• t 融解 = -218.4°C;
• 沸点 = -182.96℃;
• 電気陰性度 (Pauling による / Alpred および Rochov による) = 3.44 / 3.50;
• 酸化状態: +2; +1; 12; 0; -13; -12; -1; -2;
• 密度（n.a.）\u003d 1.42897 g / cm 3;
• モル体積 = 14.0 cm 3 / mol。

酸素（「酸を生成する」）は、1774 年に J. Priestley によって発見されました。 これは地球上で最も一般的な化学元素であり、地殻中の酸素の質量分率は 47.2% です。 大気中の酸素の割合は21%で、これは緑の植物の活動に関係しています。

酸素は、無機および有機の両方の多くの化合物の構成要素です。 酸素は、人間、動物、鳥、魚など、高度に組織化されたすべての生物の生命に必要です。 酸素は動植物の組織の質量の 50 ～ 85% を占めます。

酸素の 3 つの安定同位体: 16 O、17 O、18 O が知られています。

遊離状態では、酸素は 2 つの同素体修飾で存在します。O 2 - 酸素。 O 3 - オゾン。

米。 酸素原子の構造。

酸素原子には 8 個の電子が含まれています。2 個の電子が内側の s 軌道にあり、さらに 6 個が外側のエネルギー準位にあります。2 個（対）が s 副準位に、4 個（2 個が対、2 個が不対）が p 副準位にあります（参照原子の電子構造）。

外側準位の 2 つの不対 p 電子により、酸素は 2 つの共有結合を形成し、2 つの電子を受け取り、酸化状態 -2 (H 2 O、CaO、H 2 SO 4) を示します。

O-O 酸素結合を持つ化合物では、酸素原子は -1 (H 2 O 2) の酸化状態を示します。

より電気陰性度の高いフッ素では、酸素がその価電子を供与し、+2 (OF 2) の酸化状態を示します。

O2

二原子酸素分子は、2 つの酸素原子の二重結合によって形成されます。 このため、通常の状態では分子状酸素は安定な化合物です。

酸素分子の解離エネルギーは窒素分子よりも約 2 倍低いため (共有結合多重度を参照)、酸素の反応性は窒素よりも高くなります (ただし、フッ素などよりははるかに低い)。

酸素は加熱すると反応性が高まります。 酸素は、不活性ガスを除くすべての元素と反応します。 化合物（フッ素を除く）では高い電気陰性度（電気陰性度とはを参照）のため、酸素は -2 の酸化剤として作用します（フッ素のみが酸素を酸化して二フッ化酸素 OF 2 を形成します）。

酸素ガスの性質:

• 無色、無臭、無味のガス。
• 液体または固体の酸素は青色です。
• 水に難溶性: 20°C での酸素の質量分率は 0.004% です。

酸素の化学的性質

すべての反応において、酸素は酸化剤の役割を果たし、直接相互作用によってすべての元素（ヘリウム、アルゴン、ネオンを除く）と結合します（フッ素、塩素、金、白金金属を除く）。

金属と非金属 (単体) では、酸素は酸化物を形成します。

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

アルカリ金属のナトリウムとカリウムが酸化されると、過酸化物が形成されます。

2Na + O 2 \u003d Na 2 O 2

酸素が関与するほとんどすべての反応は発熱ですが、例外もあります。

N 2 + O 2 ↔ 2NO-Q

多くの物質は酸素と反応して熱と光を放出します。このプロセスは、 燃焼.

燃焼反応:

• 水と窒素の形成を伴う空気中のアンモニアの燃焼：4NH 3 + 3O 2 \u003d 2N 2 + 6H 2 O
• アンモニアの接触酸化: 4NH 3 + 5O 2 \u003d 2NO + 6H 2 O
• 過剰酸素中での硫化水素の燃焼: 2H 2 S + 3O 2 \u003d 2SO 2 + 2H 2 O
• 酸素が不足すると、硫化水素はゆっくりと酸化されて遊離硫黄になります：2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O
• 酸素中の有機物の燃焼による水と二酸化炭素の生成: CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O C 2 H 5 OH + 3O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O
• 窒素含有有機物質の燃焼中、二酸化炭素と水に加えて、遊離窒素が放出されます: 4CH 3 NH 5 + 9O 2 → 4CO 2 + 2N 2 + 10H 2 O

多くの物質（アルコール、アルデヒド、酸）は、有機物質の制御された酸化反応によって得られます。 また、呼吸や腐敗などの多くの自然プロセスは、本質的に有機物質の酸化反応です。

酸素よりもさらに強力な酸化剤はオゾンであり、ヨウ化カリウムを遊離イオンに酸化できます。この反応はオゾンの定性的および定量的測定に使用されます：O 3 + 2KI + H 2 O \u003d I 2 ↓ + 2KOH + O 2

酸素の入手と利用

酸素は産業や医療で広く使用されています。

• 冶金学では、鋼 (鋳鉄) の製錬に酸素が使用されます。
• 化学産業では、酸（硫酸と硝酸）、メタノール、アセチレン、アルデヒドの製造に酸素が必要です。
• 宇宙産業では、酸素はロケット燃料の酸化剤として使用されます。
• 医学では、酸素は呼吸器に使用されます。
• 自然界では、酸素は非常に重要な役割を果たしています。炭水化物、脂肪、タンパク質が酸化される過程で、生物に必要なエネルギーが放出されます。

取得する方法空気：

• 工業用方法：
  • 空気の液化とその後のガスの液体混合物の成分への分離。
  • 水の電気分解:
    2H 2 O \u003d 2H 2 + O 2。
• ラボ方法（加熱時の塩の分解）：
  • 過マンガン酸カリウム:
    2KMnO 4 \u003d K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2;
  • ベルトレ塩：
    2KClO 3 \u003d 2KCl + 3O 2。
• アルカリ金属硝酸塩の熱分解:
  2NaNO 3 \u003d 2NaNO 2 + O 2
• 過酸化水素の接触分解 (MnO 2 触媒):
  2H 2 O 2 \u003d 2H 2 O + O 2;
• 二酸化炭素過酸化物とアルカリ金属過酸化物との相互作用:
  2CO 2 + 2Na 2 O 2 \u003d 2Na 2 CO 3 + O 2。

>>

酸素の化学的性質。 酸化物

この段落の内容は次のとおりです。

> 酸素と単純物質および複雑物質との反応について。
> 化合物の反応について。
> 酸化物と呼ばれる化合物について。

それぞれの物質の化学的性質は次のように表されます。 化学反応彼の参加により。

酸素は最も活性な非金属の 1 つです。 通常の状態では、ほとんどの物質と反応しません。 その反応性は温度の上昇とともに著しく増加します。

酸素と単体物質との反応。

空気一般に、加熱すると、ほとんどの非金属およびほぼすべての金属と反応します。

石炭（炭素）との反応。 石炭は空気中で高温に加熱されると発火することが知られています。 これは、物質と酸素との化学反応が起こっていることを示します。 この場合に放出される熱は、たとえば農村部の住宅の暖房に使用されます。

石炭の燃焼の主な生成物は二酸化炭素です。 彼の 化学式-CO 2 。 石炭は多くの物質の混合物です。 その中の炭素の質量分率は80％を超えています。 石炭が炭素原子のみで構成されていると仮定すると、対応する化学方程式を書きます。

t
C + O 2 \u003d CO 2。

炭素はグラファイトとダイヤモンドという単体の物質を形成します。 これらは炭素という一般名を持ち、与えられた化学方程式 1 に従って加熱されると酸素と相互作用します。

複数の物質から一つの物質が生成される反応を化合物反応といいます。

硫黄との反応。

この化学変化は、マッチを擦ると誰でも起こります。 頭の部分には硫黄が入っています。 研究室では、硫黄と酸素の反応がドラフト内で行われます。 少量の硫黄（淡黄色の粉末または結晶）を鉄のスプーンで加熱します。 物質最初に溶け、次に大気中の酸素との相互作用の結果として発火し、ほとんど目立たない青い炎を上げて燃えます（図56、b）。 反応生成物である二酸化硫黄の鋭い匂いがあります（マッチに火がついた瞬間にこの匂いを感じます）。 二酸化硫黄の化学式はSO 2 であり、反応式は次のようになります。
t
S + O 2 \u003d SO 2。

米。 56. 硫黄 (a) と空気中でのその燃焼 (b) および酸素中での燃焼 (c)

1 酸素が不足すると、別の炭素の化合物が形成されます。 空気- 一酸化炭素
t
CO: 2C + O 2 \u003d 2CO。

米。 57. 赤リン (a) と空気中での燃焼 (b) および酸素中での燃焼 (c)

燃えている硫黄の入ったスプーンを酸素のある容器に入れると、硫黄は空気中よりも明るい炎で燃えます（図56、c）。 これは、純粋な酸素には空気よりも多くの O 2 分子が存在するという事実によって説明できます。

リンとの反応。 リンは、硫黄と同様、空気中よりも酸素中でより激しく燃焼します（図 57）。 反応生成物は白色固体の酸化リン (\/) です (小さな粒子が煙を形成します)。
t
P + O 2 -> P 2 0 5 。

反応スキームを化学方程式に変換します。

マグネシウムとの反応。

以前はこの反応が使用されていました 写真家写真撮影時に明るい照明（「マグネシウムフラッシュ」）を作成します。 化学実験室では、以下のような対応体験を行っています。 マグネシウムテープを金属ピンセットで取り出し、空中で燃やします。 マグネシウムはまばゆい白い炎を上げて燃えます (図 58、b)。 見てはいけませんよ！ 反応により白色固体が生成します。 これはマグネシウムと酸素の化合物です。 その名前は酸化マグネシウムです。

米。 58. マグネシウム (a) と空気中でのその燃焼 (b)

マグネシウムと酸素の反応方程式を書きます。

酸素と複雑な物質の反応。 酸素は、一部の酸素含有化合物と相互作用する可能性があります。 たとえば、一酸化炭素 CO は空気中で燃焼して二酸化炭素を形成します。

t
2CO + O 2 \u003d 2C0 2.

私たちは日常生活の中で、天然ガス（メタン）、アルコール、木材、紙、灯油などを燃焼させることにより、酸素と複雑な物質との多くの反応を行っています。これらが燃焼すると、二酸化炭素と水蒸気が生成されます。
t
CH 4 + 20 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O;
メタン
t
C 2 H 5 OH + 30 2 \u003d 2C0 2 + 3H 2 O。
アルコール

酸化物。

この段落で考慮されるすべての反応の生成物は、元素と酸素の二元化合物です。

2つの元素から形成され、そのうちの1つが酸素である化合物を酸化物といいます。

酸化物の一般式は EnOm です。

各酸化物には化学名があり、伝統的または自明な名前を持つものもあります (表 4)。 酸化物の化学名は 2 つの単語で構成されます。 最初の単語は対応する元素の名前で、2 番目の単語は「酸化物」という単語です。 元素の原子価が変化する場合、複数の酸化物を形成する可能性があります。 名前は違うはずです。 これを行うには、元素の名前の後に、酸化物におけるその原子価の値を括弧内のローマ数字で（インデントなしで）示します。 このような化合物の名前の例としては、酸化銅(II) (「二酸化銅」と読みます) があります。

表4

1 この用語は、ラテン語の trivialis (普通のこと) に由来します。

結論

酸素は化学的に活性な物質です。 複雑な物質だけでなく、ほとんどの単純な物質とも相互作用します。 このような反応の生成物は、元素と酸素との化合物、つまり酸化物です。

複数の物質から一つの物質が生成される反応を化合物反応といいます。

?
135. 結合と分解の反応の違いは何ですか?

136. 反応スキームを化学方程式に変換します。

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. 与えられた式の中から酸化物に対応する式を選択してください。

O 2 、NaOH、H 2 O、HCl、I 2 O 5 、FeO。

138. 次の式を使用して酸化物に化学名を付けます。

NO、Ti 2 O 3 、Cu 2 O、MnO 2 、Cl 2 O 7 、V 2 O 5 、CrO 3 。

これらの酸化物を形成する元素の価数はさまざまであることを考慮してください。

139. 式を書き留めます。 a) 酸化鉛(I\/)。 b) 酸化クロム(III)。
c) 酸化塩素(I); d) 窒素(I\/)酸化物。 e) オスミウム(III)酸化物。

140. 反応スキームに単体物質の式を追加し、化学方程式を作成します。

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

b) NO + ... -> NO 2; ... + ... -> 2 O 3 として; Mn 2 O 3 + ... -> MnO 2。

141. このような変換の「連鎖」を実行できる反応方程式を書きます。つまり、最初の物質から 2 番目の物質を取得し、2 番目の物質から 3 番目の物質を取得します。

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

142.. 空気中でのアセトン (CH 3) 2 CO とエーテル (C 2 H 5) 2 O の燃焼中に起こる反応方程式を作成します。各反応の生成物は二酸化炭素と水です。

143. EO 2 酸化物中の酸素の質量分率は 26% です。 要素 E を定義します。

144. 2 つのフラスコに酸素が満たされています。 密閉後、一方のフラスコで過剰なマグネシウムを燃焼させ、もう一方のフラスコで過剰な硫黄を燃焼させた。 どのフラスコが真空になっていますか? 答えを説明してください。

ポペル P. P.、クリークリャ L. S.、化学: Pdruch。 7セル用。 ザハルノスビット。 ナブチ。 ザクル。 - K : エキシビション センター「アカデミー」、2008。 - 136 p.: il。

酸素は地球上で最も豊富な化学元素です。 地殻中の質量分率は 47.3%、大気中の体積分率は 20.95%、生物体内の質量分率は約 65% です。 この気体は何ですか?酸素はどのような物理的および化学的性質を持っていますか?

酸素: 一般情報

酸素は非金属であり、通常の状態では色、味、匂いがありません。

米。 1. 酸素の式。

フッ素と過酸化物を含む化合物を除いて、ほとんどすべての化合物で、一定の価数 II と酸化状態 -2 を示します。 第 2 外側準位には自由軌道がないため、酸素原子は励起状態を持ちません。 単体の酸素は、酸素ガス O 2 とオゾン O 3 という 2 つの同素体変形の形で存在します。

特定の条件下では、酸素は液体または固体の状態になります。 気体とは異なり、それらは色を持っています：液体 - 水色、固体酸素は水色の色合いを持っています。

米。 2. 固体酸素。

産業における酸素は、空気を液化し、その後蒸発により窒素を分離することによって得られます（沸点に違いがあります。液体酸素は -183 度、液体窒素は -196 度です）。

酸素相互作用の化学的性質

酸素は活性な非金属です。 酸素は、ネオン、ヘリウム、アルゴンを除くすべての元素と反応できます。 通常、このガスと他の物質との反応は発熱です。 熱と光の形でエネルギーが同時に放出される酸化プロセスは、燃焼と呼ばれます。 フリーラジカル燃焼反応中に大量の熱が放出されるため、有機化合物、特にアルカンを燃料として使用することが非常に重要です。

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O + 880 kJ。

非金属の場合、通常、加熱すると酸素が反応して酸化物を形成します。 したがって、窒素との反応は 1200 度を超える温度、または放電状態でのみ始まります。

酸素は金属とも反応します。

3Fe + 2O 2 \u003d Fe 3 O 4（反応の結果、化合物が形成されます - 酸化鉄）

自然界には酸素よりもさらに強力な酸化剤があり、それがオゾンです。 金やプラチナを酸化させる作用があります。 自然条件下では、雷放電中に大気中の酸素からオゾンが形成され、実験室では酸素を介して放電を通過させることによってオゾンが形成されます：3O 2 \u003d 2O 3 - 285 kJ（吸熱反応）

米。 3. オゾン。

酸素の最も重要な化合物は水です。 地球の表面の約 71% は水の殻で占められています。 隅の水分子は極性があり、それぞれが 4 つの水素結合を形成します (2 つはプロトン供与体として、2 つはプロトン受容体として)。 (H 2 O)x 会合体が形成され、x は 2 ～ 5 の範囲で変化します。水蒸気には (H 2 O) 2 二量体が含まれており、凝縮相では、水分子が他の 4 つの分子の四面体環境に存在することがあります。 もし水分子が結合していなければ、その沸点は100度ではなく約80度になります。

私たちは何を学んだのでしょうか？

酸素は強力な酸化剤であり、活性な非金属であるため、酸素の学習は 8 年生から始まります。 これは無色無臭の気体ですが、特定の条件下では液体および固体の状態になることもあります。 金属および非金属と相互作用して酸化物を形成し、ほとんどの単体物質とも反応します。

お題クイズ

レポートの評価

平均評価: 4.5. 受け取った評価の合計: 205。

D. I. メンデレーエフの元素周期表の VI 族の主要なサブグループに位置する元素。

VI 族の主なサブグループの元素の原子構造を検討すると、それらはすべて外層の 6 電子構造を持ち (表 13)、したがって比較的高い電気陰性度の値を持つことがわかります。 電気陰性度が最も高く、- が最も小さく、これは原子半径の値の変化によって説明されます。 このグループにおける酸素の特別な位置は、テルルは酸素と直接結合できるが、酸素同士は結合できないという事実によって強調されます。

酸素グループの元素もこの数に属します R-要素、完成中のため R-シェル。 酸素自体を除くこの族のすべての元素では、外層の 6 つの電子が価数です。
酸化還元反応では、酸素グループの元素が酸化特性を示すことがよくあります。 最も強い酸化特性は酸素に現れます。
VI 族の主なサブグループのすべての元素は、-2 の負の酸化状態によって特徴付けられます。 ただし、硫黄、セレン、テルルでは、これに加えて、正の酸化状態も可能です (最大 +6)。
他の単純な気体と同様、酸素分子は二原子であり、2 つの電子対によって形成される共有結合の種類に従って構築されます。 したがって、単体が形成されるとき、酸素は2価になります。
硫黄は固体です。 分子には 8 個の硫黄原子 (S8) が含まれていますが、それらは一種の環状に接続されており、各硫黄原子は共有結合によって隣接する 2 つの原子とのみ接続されています。

したがって、各硫黄原子は、隣接する 2 つの原子と 1 つの共通の電子対を持ち、それ自体が 2 価です。 同様の分子はセレン (Se8) とテルル (Te8) を形成します。

■ 1. 次の計画に従って酸素基に関するストーリーを作成します。 a) 周期系における位置。 b) 核電荷および。 原子核の中性子の数。 c) 電子構成。 d) 結晶格子の構造。 e) 酸素およびこのグループの他のすべての元素の考えられる酸化状態。
2. VI 族と VII 族の主なサブグループの元素の原子構造と電子配置の類似点と相違点は何ですか?
3. VI 族の主なサブグループの元素は、価電子をいくつ持っていますか?
4. VI 族の主要なサブグループの元素は、酸化還元反応においてどのように振る舞うべきですか?
5. VI 族の主要なサブグループの元素のうち、最も電気陰性度が高いのはどれですか?

VI 族の主なサブグループの元素を考えるとき、最初に同素性の現象に遭遇します。 遊離状態の同じ元素は、2 つ以上の単体を形成することがあります。 この現象は同素性と呼ばれ、それら自体も同素性修飾と呼ばれます。

この言葉をノートに書きましょう。

たとえば、酸素という元素は、酸素とオゾンという 2 つの単純な元素を形成することができます。
単体酸素の式はO2、オゾン単体の式はO3です。 それらの分子は異なる方法で構築されています。

酸素とオゾンは酸素元素の同素体修飾です。
硫黄は、いくつかの同素体修飾 (修飾) を形成することもあります。 菱形 (八面体)、プラスチック、単斜晶系硫黄として知られています。 セレンとテルルもいくつかの同素体修飾を形成します。 同素性の現象は多くの元素の特徴であることに注意してください。 元素を研究する際には、さまざまな同素体修飾の特性の違いを考慮します。

■ 6. 酸素分子の構造とオゾン分子の構造の違いは何ですか?

7. 酸素とオゾンの分子にはどのような種類の結合がありますか?

空気。 自然界における酸素の物性、生理作用、重要性

酸素は、VI 族の主要なサブグループの最も軽い元素です。 酸素の原子量は15.994です。 31,988。 酸素原子は、このサブグループの元素の中で最小の半径 (0.6 Å) を持ちます。 酸素原子の電子配置: ls 2 2s 2 2p 4 。

2 番目の層の軌道上の電子の分布は、酸素が p 軌道上に 2 つの不対電子を持ち、これを原子間の化学結合の形成に簡単に使用できることを示しています。 酸素の特徴的な酸化状態。
酸素は無色無臭の気体です。 空気より重く、-183°の温度で青い液体に変わり、-219°の温度で固体になります。

酸素密度は1.43 g/lです。 酸素は水に溶けにくいです。0℃では 3 体積の酸素が 100 体積の水に溶解します。 したがって、酸素は、水に不溶でわずかに溶けるガスを保管するための装置であるガスメーター（図34）に保管できます。 ほとんどの場合、酸素はガスメーターに保管されます。
ガスメーターは 2 つの主要部分で構成されます。ガスを貯蔵する容器 1 と、蛇口と長い管を備えた大きな漏斗 2 です。容器 1 のほぼ底まで達し、装置に水を供給する役割を果たします。 容器１には３つの管があり、内面を研削した管３が挿入され、タップ付き漏斗２が挿入され、管４にはタップ付きガス出口管が挿入される。 底部のチューブ 5 は、充電および放電中にデバイスから水を放出するために機能します。 充填されたガスメーター容器１には酸素が充填されている。 容器の底に位置し、漏斗2の管の端がそこに下げられます。

米。 34.
1 - ガス貯蔵用の容器。 2 - 給水用漏斗。 3 - 接地面のあるチューブ。 4 - ガスを除去するためのチューブ。 5 - デバイスの充電時に水を放出するためのチューブ。

ガスメーターから酸素を取り出す必要がある場合は、まず漏斗バルブを開いて、ガスメーター内の酸素をわずかに圧縮します。 次に、ガス出口チューブのバルブが開き、そこから水によって置換された酸素が排出されます。

産業では、酸素は圧縮状態で鋼製シリンダー内に保管されるか (図 35、a)、液体の状態で酸素「タンク」に保管されます (図 36)。

米。 35.酸素バルーン

酸素を貯蔵するために設計された装置の名前を本文から書き出してください。
酸素は最も一般的な元素です。 それは地球の地殻全体の重量のほぼ50％を占めます（図37）。 人間の体には 65% の酸素が含まれており、酸素は組織や器官を構築するさまざまな有機物質の一部です。 水には約89％の酸素が含まれています。 大気中では、酸素が重量で 23%、体積で 21% を占めます。 酸素は、さまざまな岩石（例えば、石灰岩、白亜、大理石のCaCO3、砂SiO2）、さまざまな金属の鉱石（磁性鉄鉱石Fe3O4、褐色鉄鉱石2Fe2O3・nH2O、赤色鉄鉱石Fe2O3、ボーキサイトAl2O3・nH2Oなど）に含まれています。 。）。 酸素はほとんどの有機物質の構成成分です。

酸素の生理学的重要性は非常に大きいです。 生物が呼吸に使用できる唯一のガスです。 酸素の欠乏は生命活動の停止と生物の死を引き起こします。 酸素がなければ、人は数分しか生きられません。 呼吸すると酸素が吸収され、体内で起こる酸化還元プロセスに参加し、有機物質の酸化生成物、二酸化炭素、その他の物質が放出されます。 陸生生物と水生生物はどちらも酸素を呼吸します。陸生生物は大気中の遊離酸素、水生生物は水に溶けた酸素を呼吸します。
自然界では一種の酸素循環が起こっています。 大気からの酸素は、動物、植物、人間によって吸収され、燃料の燃焼、腐敗、その他の酸化プロセスに費やされます。 酸化プロセス中に生成された二酸化炭素と水は緑色の植物によって消費され、葉のクロロフィルと太陽エネルギーの助けを借りて光合成プロセスが実行されます。つまり、二酸化炭素と水から有機物質が合成されます。酸素の放出を伴います。
1人に酸素を供給するには、2本の大きな木の冠が必要です。 緑の植物は大気の組成を一定に維持します。

■ 8. 生物の生活における酸素の重要性は何ですか?
9. 大気中の酸素はどのようにして補充されますか?

酸素の化学的性質

遊離酸素は、単純な物質や複雑な物質と反応して、通常次のように動作します。

米。 37.

この場合に取得される酸化状態は常に -2 になります。 貴金属、酸素に近い電気陰性度値を持つ元素（）、および不活性元素を除いて、多くの元素は酸素と直接相互作用します。
その結果、単純な物質と複雑な物質を含む酸素化合物が形成されます。 多くは酸素中で燃えますが、空気中では燃えないか、非常に弱く燃えます。 酸素中で明るい黄色の炎をあげて燃えます。 この場合、過酸化ナトリウムが生成されます (図 38)。
2Na + O2 = Na2O2、
硫黄は酸素中で明るい青色の炎を出して燃焼し、二酸化硫黄を形成します。
S + O2 = SO2
木炭は空気中ではほとんどくすぶりませんが、酸素中では非常に高温になり、二酸化炭素の生成とともに燃え尽きます (図 39)。
C + O2 = CO2

米。 36.

酸素中で白くまばゆい炎を上げて燃焼し、白色固体の五酸化リンが生成します。
4P + 5O2 = 2P2O5
酸素中で燃焼し、火花を散らして鉄スケールを形成します（図40）。
天然ガスの一部であるメタン CH4 など、有機物質も酸素中で燃焼します。 CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
純酸素中での燃焼は空気中よりもはるかに激しく、かなり高い温度を得ることができます。 この現象は、多くの化学プロセスを強化し、燃料の燃焼をより効率的にするために使用されます。
呼吸の過程で、酸素は血液ヘモグロビンと結合してオキシヘモグロビンを形成しますが、これは非常に不安定な化合物であるため、組織内で容易に分解され、酸化に使用される遊離酸素が形成されます。 腐敗も酸素が関与する酸化プロセスです。
彼らは、くすぶっている破片をその存在が予想される容器に導入することによって純粋な酸素を認識します。 明るく点滅します - これは酸素の定性テストです。

■ 10. 破片を自由に使える状態で、さまざまな容器内の酸素と二酸化炭素をどのように認識できますか? 11. 炭素 70%、水素 5%、酸素 7% を含み、残りは不燃成分である石炭 2 kg を燃焼させるには、どのくらいの量の酸素が使用されますか?

米。 38.燃えるナトリウム 米。 39.燃えている石炭 米。 40.酸素中での鉄の燃焼。

12. 5 g のリンを燃焼するには、10 リットルの酸素で十分ですか?
13. 40% 一酸化炭素、20% 窒素、30% 水素、および 10% 二酸化炭素を含む混合ガス 1 m3 を酸素中で燃焼させます。 どれくらいの酸素が消費されたのでしょうか？
14. a) 硫酸、b) 塩化カルシウム、c) 無水リン酸、d) 金属を通過させることによって酸素を乾燥させることは可能ですか?
15. 酸素不純物から二酸化炭素を取り除く方法、またはその逆、二酸化炭素不純物から酸素を取り除く方法は何ですか?
１６．二酸化炭素の混合物を含む酸素２０リットルを、０．１ｎの２００ｍｌに通過させた。 バリウム溶液。 その結果、Ｂａ ２＋ カチオンは完全に沈殿した。 元の酸素にはどのくらいの二酸化炭素 (パーセント) が含まれていましたか?

酸素を得る

酸素はいくつかの方法で入手できます。 実験室では、酸素は、それを容易に分離できる酸素含有物質、例えば、過マンガン酸カリウム KMnO4 (図 41) またはベルトレー塩 KClO3 から得られます。
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

2KSlO3 = 2KSl + O2
ベルトレー塩から酸素を得る場合、反応を促進するために触媒である二酸化マンガンが存在する必要があります。 触媒は分解を促進し、より均一にします。 触媒なし

米。 41. 過マンガン酸カリウムから実験室の方法で酸素を得る装置。 1 - 過マンガン酸カリウム。 2 - 酸素。 3 - 綿ウール。 4 - シリンダー - コレクション。

ベルトレ塩を大量に摂取した場合、特に有機物質で汚染されていた場合、爆発が起こります。
酸素は、触媒である二酸化マンガン MnO2 の存在下で、次の方程式に従って過酸化水素からも得られます。
2H2O2[MnO2] = 2H2O + O2

■ 17. ベルトレ塩の分解中に MnO2 が添加されるのはなぜですか?
18. KMnO4 の分解中に生成される酸素は、水上で収集できます。 これをデバイス図に反映させます。
19. 実験室に二酸化マンガンが存在しない場合、過マンガン酸カリウムの焼成後の少量の残留物が代わりにベルトレ塩に加えられる場合があります。 なぜそのような変化が可能なのでしょうか?
20. 5 モルのベルトレ塩の分解中に放出される酸素の量はどれくらいですか?

酸素は、融点以上に加熱した場合の硝酸塩の分解によっても得られます。
2KNO3 = 2KNO2 + O2
産業では、酸素は主に液体空気から得られます。 液体状態に変換されると、空気は蒸発します。 まず、蒸発し（沸点は 195.8°）、酸素が残ります（沸点は -183°）。 このようにして、酸素はほぼ純粋な形で得られます。
安価な電気があれば、水の電気分解によって酸素が得られることがあります。
H2O ⇄ H + + OH -
H++ e— → H0
陰極で
2OH — — e— → H2O + O; 2O = 酸素
陽極で

■ 21. あなたが知っている酸素を得る実験室および工業的な方法を列挙してください。 それぞれの方法に反応式を添えてノートに書き留めます。
22. 反応は酸素酸化還元を生成するために使用されますか? 論理的に答えてください。
23. 以下の物質を 10 g 摂取します。 過マンガン酸カリウム、塩化カリウム、硝酸カリウム。 どの場合に最も多くの酸素を得ることができるでしょうか?
24. 過マンガン酸カリウム20gを加​​熱して得た酸素中で石炭1gを燃焼させた。 過マンガン酸塩は何パーセント分解されていますか?

酸素は自然界で最も一般的な元素です。 医学、化学、工業などで広く使用されています（図42）。

米。 42. 酸素の使用。

高高度でのパイロット、有害なガス雰囲気下での作業、地下および水中での作業に従事する人々は、酸素装置を使用します（図 43）。

特定の病気のためにそれが難しい場合は、酸素バッグから純粋な酸素を呼吸するか、酸素テントに入れて呼吸することができます。
現在、冶金プロセスを強化するために、酸素富化空気または純酸素が広く使用されています。 酸水素トーチと酸素アセチレントーチは、金属の溶接と切断に使用されます。 液体酸素に可燃性物質（おがくず、石炭粉など）を含浸させると、オキシリキイトと呼ばれる爆発性混合物が得られます。

■ 25. ノートに表を描いて完成させます。

オゾンO3

すでに述べたように、酸素元素は別の同素体修飾であるオゾン O3 を形成することができます。 オゾンは-111°で沸騰し、-250°で凝固します。 気体状態では青色、液体状態では青色になります。 水中のオゾンは酸素よりもはるかに多く、100 体積の水に 45 体積のオゾンが溶解します。

オゾンは、その分子が 2 つの原子ではなく 3 つの原子で構成されているという点で酸素とは異なります。 この点において、酸素分子はオゾン分子よりもはるかに安定です。 オゾンは次の方程式に従って簡単に分解します。
O3 = O2 + [O]

オゾンの崩壊中に原子状酸素が放出されると、オゾンは酸素よりもはるかに強力な酸化剤になります。 オゾンには新鮮な香りがあります（「オゾン」とは翻訳では「臭い」を意味します）。 自然界では、静かな放電の作用下で松林内で形成されます。 肺疾患のある患者には、松林でより多くの時間を過ごすことをお勧めします。 しかし、オゾンが非常に豊富な雰囲気に長時間さらされると、身体に有毒な影響を与える可能性があります。 中毒になるとめまい、吐き気、鼻出血を伴います。 慢性中毒では、心臓病が発生する可能性があります。
実験室では、オゾン発生器で酸素からオゾンが得られます (図 44)。 酸素はガラス管 1 の中に流れ、外側にワイヤー 2 が巻かれます。 ワイヤ 3 はチューブ内を通過しており、これらのワイヤは両方とも、これらの電極に高電圧を生成する電流源の極に接続されています。 電極間で静かな放電が発生し、これにより酸素からオゾンが形成されます。

図44; オゾン発生器。 1 - ガラス瓶; 2 - 外側の巻線。 3 - チューブ内のワイヤー。 4 - ヨウ化カリウムとデンプンの溶液

3O2 = 2O3
オゾンは非常に強力な酸化剤です。 それは酸素よりもはるかにエネルギーがあり、反応を開始し、一般に酸素よりもはるかに活性です。 たとえば、酸素とは異なり、ヨウ化水素やヨウ素塩と置き換わることができます。
2KI + O3 + H2O = 2KOH + I2 + O2

大気中にはオゾンがほとんど存在しません (約 100 万分の 1) が、紫外線の吸収に重要な役割を果たしているため、地上に降るオゾンの量は少量であり、生物に悪影響を与えることはありません。
オゾンは主に空調に少量使用され、化学にも使用されます。

■ 26. 同素体修飾とは何ですか?
27. デンプンヨウ素紙がオゾンにさらされるとなぜ青くなるのですか? 論理的に答えてください。
28. 酸素分子はオゾン分子よりもはるかに安定しているのはなぜですか? 分子内構造の観点から答えを正当化してください。
29. オゾンが酸素よりも強い酸化作用を示す理由をどう説明しますか?

酸素の物性に関する記事

酸素が酸化剤である理由 このサブグループの一般的な説明では、外層にある元素のすべての原子がそれぞれ 6 個の電子を持っていることに注意してください。

酸素分析 O、酸素の定性反応 インジゴカーミン インジゴ-5,5'-ジスルホン酸二ナトリウム塩 C16H8O8N2Na2S2、MM 466.36 青色結晶（粉末）。 水にわずかに溶けます。 簡単に...

タスクのパフォーマンスの確認と質問への回答 2. 類似点は、両方が p 要素の数に属していることです。

外殻の構造: 1 s 2 2s 2 2p 4これは、酸素が外部準位を満たす前に 2 つの電子を自分自身に結合するほうが、電子を与えるよりも簡単であることを示唆しています。 したがって、酸素は酸化剤です。

酸素の同位体。

安定した形式は 3 つあります 空気: 16 ああ、17 ああ、そして 18 ああ、その平均含有量は、それぞれ総原子数の 99.759%、0.037%、0.204% です。

最も頻繁に発生するのは 16 だいたい最も軽いため（陽子 8 個と電子 8 個で構成）、非常に安定しています。

酸素の物理的性質。

酸素を得る方法。

入手方法は4つあります 空気：

1. 水の電気分解。

2. 工業的方法: 空気混合物の蒸留 (より重い元素として酸素が混合物中に残り、窒素が蒸発します)

3. 酸化物、過酸化物、塩の分解のための実験室の方法:

2KMnO 4 \u003d K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2、

2BaO 2 \u003d 2BaO + O 2、

2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2。

4. 過酸化物から（再生のために宇宙で使用される） O2二酸化炭素から）

2 K2O2+2CO2 = 2K2CO3+○２．

酸素の化学的性質。

室温ですでに金属と反応します。

2Ca + O 2 \u003d 2CaO、

2Mg + O 2 \u003d 2MgO、

非金属の場合（加熱時）：

S + O 2 \u003d SO 2 (T=250℃),

C + O 2 = CO 2 (T=700°C)、

O2複雑な化合物と相互作用します。

2NO + O 2 \u003d 2NO 2、

2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O、

自然界で酸素を見つける。

空気最も一般的な化学元素です。 結合酸素は、地球の水殻の質量の約 6/7、水圏 (質量で 85.82%)、岩石圏のほぼ半分 (質量で 47%)、そして酸素が遊離状態にある大気中にのみ占めています。状態は、窒素に次いで 2 番目 (23.15 重量%) です。

酸素は、ケイ酸塩、石英、酸化鉄、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩など、多数の鉱物を形成します。 それは生物の細胞の一部であり、呼吸、拡散、血流のプロセス、酸化と還元の反応に関与しています。

酸素は光合成の主成分です。