Ali je kisik oksidant? "Kisik: pomen, proizvodnja, fizikalne in kemijske lastnosti, uporaba"

• Oznaka - O (kisik);
• Latinsko ime - Oxigenium;
• Obdobje - II;
• Skupina - 16 (VIa);
• Atomska masa - 15,9994;
• Atomsko število - 8;
• Atomski polmer = 60 pm;
• Kovalentni polmer = 73 pm;
• Porazdelitev elektronov - 1s 2 2s 2 2p 4 ;
• temperatura tališča = -218,4°C;
• vrelišče = -182,96°C;
• Elektronegativnost (po Paulingu/po Alpredu in Rochowu) = 3,44/3,50;
• Stopnja oksidacije: +2; +1; 12 ; 0; - 13 ; - 12 ; -1; -2;
• Gostota (št.) = 1,42897 g/cm3;
• Molski volumen = 14,0 cm 3 /mol.

Kisik ("rodjenje kislin") je leta 1774 odkril J. Priestley. To je najpogostejši kemični element na Zemlji - masni delež kisika v zemeljski skorji je 47,2%. V atmosferskem zraku je delež kisika 21 %, kar je povezano z aktivnostjo zelenih rastlin.

Kisik je del mnogih, tako anorganskih kot organskih spojin. Kisik je potreben za življenje vseh visoko organiziranih živih organizmov: ljudi, živali, ptic, rib. Kisik predstavlja od 50 do 85 % mase živalskih in rastlinskih tkiv.

Poznani so trije stabilni izotopi kisika: 16 O, 17 O, 18 O.

V prostem stanju kisik obstaja v dveh alotropskih modifikacijah: O 2 - kisik; O 3 - ozon.

riž. Struktura atoma kisika.

Atom kisika vsebuje 8 elektronov: 2 elektrona sta v notranji s orbitali in še 6 na zunanji energijski ravni - 2 (v paru) na podravni s in 4 (dva v paru in dva nesparjena) v podnivoju p (glej Elektronska struktura atomi).

Zaradi dveh nesparjenih p-elektronov zunanjega nivoja kisik tvori dve kovalentni vezi, sprejme dva elektrona in ima oksidacijsko stanje -2 (H 2 O, CaO, H 2 SO 4).

V spojinah s kisikovo vezjo O-O ima atom kisika oksidacijsko stanje -1 (H 2 O 2).

Z bolj elektronegativnim fluorom kisik odda svoje valenčne elektrone in pokaže oksidacijsko stanje +2 (OF 2).

O2

Dvoatomna molekula kisika nastane z dvojno vezjo dveh atomov kisika. Zaradi tega je molekularni kisik v normalnih pogojih stabilna spojina.

Disociacijska energija molekule kisika je približno 2-krat manjša kot v molekuli dušika (glej Množičnost kovalentnih vezi), zato ima kisik večjo reaktivnost v primerjavi z dušikom (vendar veliko manj v primerjavi z na primer fluorom).

Reaktivnost kisika se poveča, ko se segreje. Kisik reagira z vsemi elementi razen z žlahtnimi plini. Zaradi visoke elektronegativnosti (glej Kaj je elektronegativnost) v kemičnih spojinah (z izjemo fluora) deluje kisik kot oksidant s stopnjo -2 (samo fluor oksidira kisik v kisikov difluorid OF 2).

Lastnosti plinastega kisika:

• plin brez barve, vonja in okusa;
• v tekoči ali trdni obliki ima kisik modro barvo;
• zmerno topen v vodi: masni delež kisika pri 20 °C je 0,004 %.

Kemijske lastnosti kisika

V vseh reakcijah ima kisik vlogo oksidanta, ki se povezuje z vsemi elementi (razen helija, argona in neona) z neposredno interakcijo (razen fluora, klora, zlata in platinskih kovin).

S kovinami in nekovinami (preproste snovi) tvori kisik okside:

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

Pri oksidaciji alkalijskih kovin natrija in kalija nastanejo peroksidi:

2Na + O 2 = Na 2 O 2

Skoraj vse reakcije, ki vključujejo kisik, so eksotermne, vendar obstajajo izjeme:

N 2 +O 2 ↔ 2NO-Q

Številne snovi reagirajo s kisikom z velikim sproščanjem toplote in svetlobe, ta proces se imenuje goreče.

Reakcije zgorevanja:

• zgorevanje amoniaka v zraku, da nastaneta voda in dušik: 4NH 3 +3O 2 = 2N 2 +6H 2 O
• katalitična oksidacija amoniaka: 4NH 3 +5O 2 = 2NO+6H 2 O
• zgorevanje vodikovega sulfida v presežku kisika: 2H 2 S + 3O 2 = 2SO 2 + 2H 2 O
• ob pomanjkanju kisika vodikov sulfid počasi oksidira v prosto žveplo: 2H 2 S+O 2 = 2S+2H 2 O
• zgorevanje organskih snovi v kisiku s tvorbo vode in ogljikovega dioksida: CH 4 +2O 2 → CO 2 +2H 2 O C 2 H 5 OH + 3O 2 → 2CO 2 +3H 2 O
• pri zgorevanju organskih snovi, ki vsebujejo dušik, se poleg ogljikovega dioksida in vode sprošča prosti dušik: 4CH 3 NH 5 +9O 2 → 4CO 2 +2N 2 +10H 2 O

Številne snovi (alkoholi, aldehidi, kisline) se pridobivajo z nadzorovano oksidacijo organskih snovi. Tudi številni naravni procesi, kot sta dihanje ali razpadanje, so po naravi oksidativne reakcije organskih snovi.

Še močnejši oksidant od kisika je ozon, ki lahko oksidira kalijev jodid v prosti ion - ta reakcija se uporablja za kvalitativno in kvantitativno določanje ozona: O 3 +2KI+H 2 O = I 2 ↓+2KOH+O 2

Pridobivanje in uporaba kisika

Kisik se pogosto uporablja v industriji in medicini:

• v metalurgiji se kisik uporablja pri taljenju jekla (litega železa);
• v kemični industriji je kisik potreben za proizvodnjo kislin (žveplove in dušikove), metanola, acetilena, aldehidov;
• v vesoljski industriji se kisik uporablja kot oksidant za raketno gorivo;
• v medicini se kisik uporablja v dihalnih aparatih;
• V naravi ima kisik izjemno pomembno vlogo - v procesu oksidacije ogljikovih hidratov, maščob in beljakovin se sprošča energija, potrebna za žive organizme.

Metode pridobivanja kisik:

• industrijski načine:
  • utekočinjenje zraka z naknadno ločitvijo tekoče mešanice plinov na komponente;
  • elektroliza vode:
    2H 2 O = 2H 2 + O 2.
• laboratorij metode (razgradnja soli pri segrevanju):
  • kalijev permanganat:
    2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2;
  • Bertoletova sol:
    2KClO 3 = 2KCl + 3O 2.
• termična razgradnja nitratov alkalijskih kovin:
  2NaNO 3 = 2NaNO 2 +O 2
• katalitična razgradnja vodikovega peroksida (katalizator MnO 2):
  2H202 = 2H20+O2;
• interakcija peroksidov ogljikovega dioksida s peroksidi alkalijskih kovin:
  2CO 2 +2Na 2 O 2 = 2Na 2 CO 3 +O 2.

>>

Kemijske lastnosti kisika. Oksidi

Ta odstavek govori o:

> o reakcijah kisika s preprostimi in kompleksnimi snovmi;
> o reakcijah spojin;
> o spojinah, imenovanih oksidi.

Kemične lastnosti vsake snovi se kažejo v kemične reakcije z njegovo udeležbo.

Kisik je ena najbolj aktivnih nekovin. Toda v normalnih pogojih reagira z malo snovmi. Njegova reaktivnost se znatno poveča z naraščajočo temperaturo.

Reakcije kisika s preprostimi snovmi.

kisik pri segrevanju praviloma reagira z večino nekovin in skoraj z vsemi kovinami.

Reakcija s premogom (ogljikom). Znano je, da se premog, segret na zraku do visoke temperature, vname. To kaže na kemično reakcijo snovi s kisikom. Pri tem sproščena toplota se uporablja na primer za ogrevanje hiš na podeželju.

Glavni produkt zgorevanja premoga je ogljikov dioksid. Njegovo kemijska formula- CO 2 . Premog je mešanica številnih snovi. Masni delež ogljika v njem presega 80%. Ob predpostavki, da je premog sestavljen le iz ogljikovih atomov, zapišemo ustrezno kemijsko enačbo:

t
C + O 2 = CO 2.

Ogljik tvori preproste snovi - grafit in diamant. Imajo skupno ime - ogljik - in pri segrevanju reagirajo s kisikom v skladu z dano kemijsko enačbo 1.

Reakcije, pri katerih iz več snovi nastane ena snov, imenujemo reakcije spojin.

Reakcija z žveplom.

Ta kemična transformacija se zgodi, ko vsi prižgejo vžigalico; žveplo je del njegove glave. V laboratoriju poteka reakcija žvepla s kisikom v dimni napi. Majhno količino žvepla (svetlo rumen prah ali kristale) segrejemo v železni žlici. Snov najprej se topi, nato pa se vžge zaradi interakcije s kisikom v zraku in gori s komaj opaznim modrim plamenom (slika 56, b). Pojavi se oster vonj produkta reakcije - žveplovega dioksida (ta vonj zavohamo v trenutku, ko se prižge vžigalica). Kemijska formula žveplovega dioksida je SO 2, reakcijska enačba pa je
t
S + O 2 = SO 2.

riž. 56. Žveplo (a) in njegovo zgorevanje na zraku (b) in v kisiku (c)

1 V primeru pomanjkanja kisika nastane druga ogljikova spojina z kisik- ogljikov monoksid
t
CO: 2C + O 2 = 2CO.

riž. 57. Rdeči fosfor (a) in njegovo zgorevanje na zraku (b) in v kisiku (c)

Če žlico z gorečim žveplom postavimo v posodo s kisikom, bo žveplo gorelo s svetlejšim plamenom kot v zraku (slika 56, c). To je mogoče pojasniti z dejstvom, da je v čistem kisiku več molekul O 2 kot v zraku.

Reakcija s fosforjem. Fosfor tako kot žveplo gori v kisiku močneje kot v zraku (slika 57). Produkt reakcije je bela trdna snov - fosforjev (\/) oksid (njegovi majhni delci tvorijo dim):
t
P + O 2 -> P 2 0 5 .

Pretvorite reakcijski diagram v kemijsko enačbo.

Reakcija z magnezijem.

Prej je bila ta reakcija uporabljena fotografi za ustvarjanje močne svetlobe (»magnezijeva bliskavica«) pri fotografiranju. V kemijskem laboratoriju se ustrezen poskus izvede na naslednji način. S kovinsko pinceto vzemite magnezijev trak in ga zažgite na zraku. Magnezij gori z bleščeče belim plamenom (slika 58, b); Ne smeš ga gledati! Pri reakciji nastane bela trdna snov. To je spojina magnezija s kisikom; njegovo ime je magnezijev oksid.

riž. 58. Magnezij (a) in njegovo zgorevanje na zraku (b)

Napišite enačbo za reakcijo magnezija s kisikom.

Reakcije kisika s kompleksnimi snovmi. Kisik lahko medsebojno deluje z nekaterimi spojinami, ki vsebujejo kisik. Na primer, ogljikov monoksid CO zgori v zraku in tvori ogljikov dioksid:

t
2CO + O 2 = 2C0 2.

V vsakdanjem življenju izvajamo številne reakcije kisika s kompleksnimi snovmi, pri sežiganju zemeljskega plina (metana), alkohola, lesa, papirja, kerozina itd. Pri njihovem gorenju nastajata ogljikov dioksid in vodna para:
t
CH4 + 20 2 = CO 2 + 2H 2 O;
metan
t
C 2 H 5 OH + 30 2 = 2C0 2 + 3H 2 O.
alkohol

Oksidi.

Produkti vseh reakcij, obravnavanih v odstavku, so binarne spojine elementov s kisikom.

Spojino, ki jo tvorita dva elementa, od katerih je eden kisik, imenujemo oksid.

Splošna formula oksidov je EnOm.

Vsak oksid ima kemijsko ime, nekateri pa tudi tradicionalna ali trivialna 1 imena (tabela 4). Kemijsko ime oksida je sestavljeno iz dveh besed. Prva beseda je ime ustreznega elementa, druga pa beseda "oksid". Če ima element spremenljivo valenco, lahko tvori več oksidov. Njihova imena bi morala biti drugačna. Če želite to narediti, za imenom elementa navedite (brez zamika) z rimskimi številkami v oklepaju vrednost njegove valence v oksidu. Primer takega imena spojine je bakrov(II) oksid (izgovorjeno bakrov-dva-oksid).

Tabela 4

1 Izraz izhaja iz latinske besede trivialis – navaden.

zaključki

Kisik je kemično aktivna snov. Medsebojno deluje z večino enostavnih snovi kot tudi s kompleksnimi snovmi. Produkti takih reakcij so spojine elementov s kisikom - oksidi.

Reakcije, pri katerih iz več snovi nastane ena snov, imenujemo reakcije spojin.

?
135. Kako se razlikujeta reakcija spojine in razgradnje?

136. Pretvorite reakcijske sheme v kemijske enačbe:

a) 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. Iz podanih formul izberite tiste, ki ustrezajo oksidom:

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

138. Poimenujte okside z naslednjimi formulami:

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

Upoštevajte, da imajo elementi, ki tvorijo te okside, spremenljivo valenco.

139. Zapišite formule: a) svinčev (I\/) oksid; b) kromov(III) oksid;
c) klorov(I) oksid; d) dušikov(I\/) oksid; e) osmijev(\/III) oksid.

140. Dopolnite formule enostavnih snovi v reakcijskih shemah in sestavite kemijske enačbe:

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

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

141. Napišite reakcijske enačbe, s pomočjo katerih lahko izvedete takšne "verige" transformacij, tj. Dobite drugo iz prve snovi in ​​​​tretjo iz druge:

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

142.. Zapišite enačbe za reakcije, ki nastanejo pri gorenju acetona (CH 3) 2 CO in etra (C 2 H 5) 2 O. Produkta vsake reakcije sta ogljikov dioksid in voda.

143. Masni delež kisika v oksidu EO 2 je 26 %. Prepoznajte element E.

144. Dve bučki sta napolnjeni s kisikom. Ko so jih zaprli, so v eni bučki sežgali presežek magnezija, v drugi pa odvečno žveplo. V kateri bučki je nastal vakuum? Pojasnite svoj odgovor.

Popel P. P., Kryklya L. S., Kemija: Pidruč. za 7. razred zagalnosvit. navč. zapiranje - K.: VC "Akademija", 2008. - 136 str.: ilustr.

Kisik je najbolj razširjen kemični element na planetu. Njegov masni delež v zemeljski skorji je 47,3 %, njegov prostorninski delež v atmosferi je 20,95 %, njegov masni delež v živih organizmih pa okoli 65 %. Kaj je ta plin in kakšne fizikalne in kemijske lastnosti ima kisik?

Kisik: splošne informacije

Kisik je nekovina, ki v normalnih pogojih nima barve, okusa in vonja.

riž. 1. Formula kisika.

V skoraj vseh spojinah, razen v spojinah s fluorom in peroksidi, ima konstantno valenco II in oksidacijsko stopnjo -2. Atom kisika nima vzbujenih stanj, saj v drugem zunanjem nivoju ni prostih orbital. Kot preprosta snov kisik obstaja v obliki dveh alotropskih modifikacij - kisikovih plinov O 2 in ozona O 3.

Pod določenimi pogoji je lahko kisik v tekočem ali trdnem stanju. Za razliko od plina imajo barvo: tekočina je svetlo modra, trdni kisik pa svetlo moder odtenek.

riž. 2. Trden kisik.

Kisik v industriji pridobivamo z utekočinjenjem zraka s kasnejšim ločevanjem dušika zaradi njegovega izhlapevanja (obstaja razlika v vrelišču: -183 stopinj za tekoči kisik in -196 stopinj za tekoči dušik).

Kemijske lastnosti interakcije kisika

Kisik je aktivna nekovina. Kisik lahko reagira z vsemi elementi razen z neonom, helijem in argonom. Običajno so reakcije tega plina z drugimi snovmi eksotermne. Proces oksidacije, ki poteka ob hkratnem sproščanju energije v obliki toplote in svetlobe, imenujemo zgorevanje. Uporaba organskih spojin, zlasti alkanov, kot goriva je zelo pomembna, saj se pri reakciji zgorevanja prostih radikalov sprosti velika količina toplote:

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

Kisik pri segrevanju običajno reagira z nekovinami in tvori oksid. Tako se reakcija z dušikom začne šele pri temperaturah nad 1200 stopinj ali pri električni razelektritvi:

Kisik reagira tudi s kovinami:

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4 (kot rezultat reakcije nastane spojina - železov oksid)

V naravi obstaja še močnejši oksidant od kisika, to je ozon. Sposoben je oksidirati zlato in platino. V naravnih pogojih se ozon tvori iz atmosferskega kisika med razelektritvami strele in v laboratoriju - s prehodom električne razelektritve skozi kisik: 3O 2 = 2O 3 – 285 kJ (endotermna reakcija)

riž. 3. Ozon.

Najpomembnejša spojina kisika je voda. Približno 71 % zemeljske površine zaseda voda. Kotne molekule vode so polarne, vsaka od njih tvori štiri vodikove vezi: dve kot protonski donorji in dve kot protonski akceptorji. Nastanejo asociati (H 2 O)x, kjer se x spreminja od 2 do 5. Dimeri (H 2 O)2 so prisotni v vodni pari, v kondenziranih fazah pa je lahko molekula vode v tetraedrskem okolju štirih drugih molekul. če molekule vode ne bi bile povezane, potem njeno vrelišče ne bi bilo 100 stopinj, ampak približno 80 stopinj.

Kaj smo se naučili?

Kisik je močan oksidant in aktivna nekovina, zato se z njegovim preučevanjem začne v 8. razredu. Je plin brez barve in vonja, vendar pod določenimi pogoji lahko obstaja tudi v tekočem in trdnem stanju. Reagira s kovinami in nekovinami, da tvori okside, reagira pa tudi z večino preprostih snovi.

Test na temo

Ocena poročila

Povprečna ocena: 4.5. Skupaj prejetih ocen: 205.

Elementi, ki se nahajajo v glavni podskupini skupine VI periodnega sistema elementov D. I. Mendelejeva.

Pregled atomskih struktur elementov glavne podskupine skupine VI pokaže, da imajo vsi šestelektronsko strukturo zunanje plasti (tabela 13) in imajo zato relativno visoke vrednosti elektronegativnosti. , ima največjo elektronegativnost in najmanjšo, kar je razloženo s spremembo atomskega polmera. Posebno mesto kisika v tej skupini poudarja dejstvo, da se lahko , in telur neposredno povezujeta s kisikom, ne moreta pa se med seboj povezovati.

V skupino spadajo tudi elementi kisikove skupine R-elementi, saj se le-ti dopolnjujejo R-lupina. Za vse elemente družine, razen samega kisika, je 6 elektronov v zunanji plasti valenčni elektroni.
V redoks reakcijah imajo elementi kisikove skupine pogosto oksidativne lastnosti. Najmočneje oksidativne lastnosti so izražene pri kisiku.
Za vse elemente glavne podskupine skupine VI je značilno negativno oksidacijsko stanje -2. Za žveplo, selen in telur pa so možna tudi pozitivna oksidacijska stanja (največ +6).
Molekula kisika je tako kot vsak preprost plin dvoatomna, zgrajena kot kovalentna vez, ki jo tvorita dva elektronska para. Zato je kisik pri tvorbi enostavnega kisika dvovalenten.
Žveplo je trdna snov. Molekula vsebuje 8 atomov žvepla (S8), ki pa so povezani v nekakšen obroč, v katerem je vsak atom žvepla s kovalentno vezjo povezan le z dvema sosednjima atomoma.

Tako je vsak atom žvepla, ki ima en skupni elektronski par z dvema sosednjima atomoma, sam dvovalenten. Podobne molekule tvorijo selen (Se8) in telur (Te8).

■ 1. Napišite zgodbo o skupini kisika po naslednjem načrtu: a) položaj v periodnem sistemu; b) naboji jeder in. število nevtronov v jedru; c) elektronske konfiguracije; d) struktura kristalne mreže; e) možna oksidacijska stanja kisika in vseh drugih elementov te skupine.
2. Kakšne so podobnosti in razlike med atomskimi strukturami in elektronskimi konfiguracijami atomov elementov glavnih podskupin skupin VI in VII?
3. Koliko valenčnih elektronov imajo elementi glavne podskupine skupine VI?
4. Kako naj se elementi glavne podskupine skupine VI obnašajo v redoks reakcijah?
5. Kateri od elementov glavne podskupine skupine VI je najbolj elektronegativen?

Pri obravnavi elementov glavne podskupine skupine VI se najprej srečamo s pojavom alotropije. Isti element v prostem stanju lahko tvori dve ali več enostavnih snovi. Ta pojav imenujemo alotropija, same pa se imenujejo alotropske modifikacije.

Zapišite to besedilo v svoj zvezek.

Na primer, element kisik je sposoben tvoriti dva preprosta elementa - kisik in ozon.
Formula enostavnega kisika O2, formula enostavne snovi ozona O3. Njihove molekule so različno zgrajene:

Kisik in ozon sta alotropni modifikaciji elementa kisika.
Žveplo lahko tvori tudi več alotropov (modifikacij). Znano je ortorombično (oktaedrično), plastično in monoklinično žveplo. Tudi selen in telur tvorita več alotropov. Treba je opozoriti, da je pojav alotropije značilen za številne elemente. Pri preučevanju elementov bomo upoštevali razlike v lastnostih različnih alotropskih modifikacij.

■ 6. Kakšna je razlika med strukturo molekule kisika in strukturo molekule ozona?

7. Kakšna vez je v molekulah kisika in ozona?

kisik. Fizikalne lastnosti, fiziološki učinki, pomen kisika v naravi

Kisik je najlažji element glavne podskupine skupine VI. Atomska teža kisika je 15,994. 31.988. Atom kisika ima najmanjši polmer elementov te podskupine (0,6 Å). Elektronska konfiguracija atoma kisika: ls 2 2s 2 2p 4.

Porazdelitev elektronov po orbitalah druge plasti kaže, da ima kisik dva nesparjena elektrona v svojih p-orbitalah, ki ju je mogoče zlahka uporabiti za tvorbo kemične vezi med atomi. Značilno oksidacijsko stanje kisika.
Kisik je plin brez barve in vonja. Je težji od zraka, pri temperaturi -183° se spremeni v modro tekočino, pri temperaturi -219° pa se strdi.

Gostota kisika je 1,43 g/l. Kisik je slabo topen v vodi: 3 volumske količine kisika se raztopijo v 100 volumskih delih vode pri 0°C. Zato lahko kisik hranimo v plinometru (slika 34) – napravi za shranjevanje plinov, ki so netopni in slabo topni v vodi. Najpogosteje je kisik shranjen v plinometru.
Gasometer je sestavljen iz dveh glavnih delov: posode 1, ki služi za shranjevanje plina, in velikega lija 2 s pipo in dolgo cevjo, ki sega skoraj do dna posode 1 in služi za dovod vode v napravo. Posoda 1 ima tri cevi: v cev 3 z brušeno notranjo površino je vstavljen lijak 2 z zaporno pipo, v cev 4 je vstavljena cev za odvod plina, opremljena z zaporno pipo; cev 5 na dnu služi za izpust vode iz naprave med polnjenjem in praznjenjem. V napolnjenem plinometru je posoda 1 napolnjena s kisikom. Na dnu posode je nameščena, v katero je spuščen konec lijakaste cevi 2.

riž. 34.
1 - posoda za shranjevanje plina; 2 - lijak za dovod vode; 3 - cev z brušeno površino; 4 - cev za odstranjevanje plina; 5 - cev za izpust vode pri polnjenju naprave.

Če potrebujete kisik iz plinometra, najprej odprite pipo lijaka in rahlo stisnite kisik v plinometru. Nato odprite ventil na odvodni cevi za plin, skozi katerega izstopa kisik, izpodrinjen z vodo.

V industriji je kisik shranjen v jeklenih jeklenkah v stisnjenem stanju (slika 35, a) ali v tekoči obliki v kisikovih "cisternah" (slika 36).

riž. 35. Balon s kisikom

Iz besedila izpiši imena naprav, namenjenih shranjevanju kisika.
Kisik je najpogostejši element. Predstavlja skoraj 50 % teže celotne zemeljske skorje (slika 37). Človeško telo vsebuje 65% kisika, ki je del različnih organskih snovi, iz katerih so zgrajena tkiva in organi. Voda vsebuje približno 89% kisika. V atmosferi predstavlja kisik 23 % teže in 21 % prostornine. Kisik je del najrazličnejših kamnin (na primer apnenec, kreda, marmor CaCO3, pesek SiO2), rud različnih kovin (magnetna železova ruda Fe3O4, rjavi železov 2Fe2O3 nH2O, rdeči železov Fe2O3, boksit Al2O3 nH2O itd. .) . Kisik je del večine organskih snovi.

Fiziološki pomen kisika je ogromen. Je edini plin, ki ga živi organizmi lahko uporabljajo za dihanje. Pomanjkanje kisika povzroči prenehanje življenjskih procesov in smrt telesa. Brez kisika lahko človek živi le nekaj minut. Pri dihanju se absorbira kisik, ki sodeluje v redoks procesih, ki se pojavljajo v telesu, in sproščajo se produkti oksidacije organskih snovi - ogljikov dioksid in druge snovi. Tako kopenski kot vodni živi organizmi dihajo kisik: kopenski - s prostim atmosferskim kisikom in vodni - s kisikom, raztopljenim v vodi.
V naravi se dogaja nekakšen krog kisika. Kisik iz atmosfere absorbirajo živali, rastline, ljudje in se porabi za procese zgorevanja goriva, razpadanja in drugih oksidativnih procesov. Ogljikov dioksid in vodo, ki nastaneta pri oksidaciji, porabijo zelene rastline, v katerih s pomočjo listnega klorofila in sončne energije poteka proces fotosinteze, to je sinteza organskih snovi iz ogljikovega dioksida in vode, ki jo spremlja s sproščanjem kisika.
Za zagotovitev kisika eni osebi sta potrebni krošnji dveh velikih dreves. Zelene rastline ohranjajo stalno sestavo ozračja.

■ 8. Kakšen je pomen kisika v življenju živih organizmov?
9. Kako se obnavlja zaloga kisika v ozračju?

Kemijske lastnosti kisika

Prosti kisik se pri reakciji s preprostimi in kompleksnimi snovmi običajno obnaša kot.

riž. 37.

Oksidacijsko stanje, ki ga pridobi v tem primeru, je vedno -2. Mnogi elementi neposredno komunicirajo s kisikom, z izjemo plemenitih kovin, elementov z vrednostmi elektronegativnosti blizu kisika () in inertnih elementov.
Posledično nastanejo kisikove spojine s preprostimi in kompleksnimi snovmi. Mnogi gorijo v kisiku, čeprav na zraku ne gorijo ali gorijo zelo šibko. gori v kisiku s svetlo rumenim plamenom; pri tem nastane natrijev peroksid (slika 38):
2Na + O2 = Na2O2,
Žveplo gori v kisiku s svetlo modrim plamenom in tvori žveplov dioksid:
S + O2 = SO2
Oglje na zraku komaj tli, v kisiku pa se zelo segreje in zgori ter tvori ogljikov dioksid (slika 39):
C + O2 = CO2

riž. 36.

V kisiku gori z belim, bleščeče svetlim plamenom in nastane trden bel fosforjev pentoksid:
4P + 5O2 = 2P2O5
gori v kisiku, pri čemer se sipajo iskre in nastajajo železni ostanki (slika 40).
V kisiku gorijo tudi organske snovi, na primer metan CH4, sestavna sestava zemeljskega plina: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
Gorenje v čistem kisiku poteka veliko bolj intenzivno kot v zraku in omogoča doseganje bistveno višjih temperatur. Ta pojav se uporablja za intenziviranje številnih kemičnih procesov in učinkovitejše zgorevanje goriva.
V procesu dihanja se kisik povezuje s hemoglobinom v krvi in ​​tvori oksihemoglobin, ki se kot zelo nestabilna spojina zlahka razgradi v tkivih s tvorbo prostega kisika, ki gre v oksidacijo. Gnitje je tudi oksidativni proces, ki vključuje kisik.
Čisti kisik prepoznajo tako, da v posodo, kjer naj bi bil, vnesejo tleč drobec. Svetlo utripa - to je visokokakovosten test za kisik.

■ 10. Kako lahko, če imate na razpolago drobec, prepoznate kisik in ogljikov dioksid v različnih posodah? 11. Kakšna količina kisika bo uporabljena za sežiganje 2 kg premoga, ki vsebuje 70% ogljika, 5% vodika, 7% kisika, ostalo pa negorljive komponente?

riž. 38. Zgorevanje natrija riž. 39. Kurjenje premoga riž. 40. Zgorevanje železa v kisiku.

12. Ali je 10 litrov kisika dovolj za zgorevanje 5 g fosforja?
13. V kisiku je zgorel 1 m3 mešanice plinov, ki vsebuje 40 % ogljikovega monoksida, 20 % dušika, 30 % vodika in 10 % ogljikovega dioksida. Koliko kisika je bilo porabljenega?
14. Ali je mogoče kisik posušiti tako, da ga spustimo skozi: a) žveplovo kislino, b) kalcijev klorid, c) fosforjev anhidrid, d) kovino?
15. Kako osvoboditi ogljikov dioksid od primesi kisika in obratno, kako osvoboditi kisik od primesi ogljikovega dioksida?
16. Skozi 200 ml 0,1 N raztopine smo spustili 20 litrov kisika s primesjo ogljikovega dioksida. raztopina barija. Posledično se je kation Ba 2+ popolnoma oboril. Koliko ogljikovega dioksida (v odstotkih) je vseboval prvotni kisik?

Pridobivanje kisika

Kisik se pridobiva na več načinov. V laboratoriju pridobivajo kisik iz kisik vsebujočih snovi, ki ga zlahka odcepijo, na primer iz kalijevega permanganata KMnO4 (slika 41) ali iz bertholletove soli KClO3:
2КМnО4 = K2MnO4 + МnО2 + O2

2КlO3 = 2Кl + O2
Pri proizvodnji kisika iz bertolitne soli mora biti prisoten katalizator za pospešitev reakcije – manganov dioksid. Katalizator pospeši razgradnjo in jo naredi bolj enotno. Brez katalizatorja lahko

riž. 41. Naprava za proizvodnjo kisika z uporabo laboratorijske metode iz kalijevega permanganata. 1 - kalijev permanganat; 2 - kisik; 3 - bombažna volna; 4 - cilinder - zbirka.

lahko pride do eksplozije, če bertholetovo sol zaužijete v velikih količinah in še posebej, če je onesnažena z organskimi snovmi.
Kisik pridobivamo tudi iz vodikovega peroksida v prisotnosti katalizatorja - manganovega dioksida MnO2 po enačbi:
2H2O2[MnO2] = 2H2O + O2

■ 17. Zakaj se med razgradnjo bertholletove soli doda MnO2?
18. Kisik, ki nastane pri razgradnji KMnO4, se lahko zbira nad vodo. To odražajte v diagramu naprave.
19. Včasih, če manganov dioksid ni na voljo v laboratoriju, se bertholtol soli namesto tega doda malo ostanka po kalcinaciji kalijevega permanganata. Zakaj je takšna zamenjava mogoča?
20. Kolikšna količina kisika se bo sprostila pri razgradnji 5 molov bertholletove soli?

Kisik lahko dobimo tudi z razgradnjo nitratov pri segrevanju nad tališče:
2KNO3 = 2KNO2 + O2
V industriji se kisik pridobiva predvsem iz utekočinjenega zraka. Zrak, pretvorjen v tekoče stanje, je izpostavljen izhlapevanju. Najprej izhlapi (njegovo vrelišče je 195,8 °), ostane pa kisik (njegovo vrelišče je -183 °). Na ta način dobimo kisik v skoraj čisti obliki.
Včasih, če je na voljo poceni elektrika, se kisik pridobi z elektrolizo vode:
H2O ⇄ H + + OH —
N + + e— → Н 0
na katodi
2OH — — e— → H2O + O; 2O = O2
na anodi

■ 21. Naštejte laboratorijske in industrijske metode pridobivanja kisika, ki jih poznate. Zapišite jih v zvezek in vsaki metodi priložite reakcijsko enačbo.
22. Ali se reakcije uporabljajo za proizvodnjo redoks kisika? Podajte utemeljen odgovor.
23. Vzeli smo 10 g naslednjih snovi; kalijev permanganat, bertholetova sol, kalijev nitrat. V katerem primeru bo mogoče pridobiti največjo količino kisika?
24. 1 g premoga smo zgoreli v kisiku, ki smo ga dobili s segrevanjem 20 g kalijevega permanganata. Kolikšen odstotek permanganata se je razgradil?

Kisik je najpogostejši element v naravi. Široko se uporablja v medicini, kemiji, industriji itd. (slika 42).

riž. 42. Uporaba kisika.

Piloti na velikih višinah, ljudje, ki delajo v atmosferi škodljivih plinov, in tisti, ki se ukvarjajo z podzemnimi in podvodnimi deli, uporabljajo kisikove naprave (slika 43).

V primerih, ko je zaradi določene bolezni oteženo, se osebi da dihati čisti kisik iz kisikove vrečke ali pa se namesti v kisikov šotor.
Trenutno se zrak, obogaten s kisikom, ali čisti kisik pogosto uporablja za intenziviranje metalurških procesov. Kisik-vodikove in oksi-acetilenske gorilnike uporabljamo za varjenje in rezanje kovin. Z impregnacijo vnetljivih snovi s tekočim kisikom: žagovina, premogov prah itd., Dobimo eksplozivne mešanice, imenovane oksilikviti.

■ 25. V zvezek nariši tabelo in jo izpolni.

Ozon O3

Kot smo že omenili, lahko element kisik tvori še eno alotropno modifikacijo - ozon O3. Ozon vre pri -111° in se strdi pri -250°. V plinastem stanju je modre barve, v tekočem pa modre barve. ozona v vodi je veliko več kot kisika: 45 volumnov ozona se raztopi v 100 volumnih vode.

Ozon se od kisika razlikuje po tem, da je njegova molekula sestavljena iz treh in ne dveh atomov. Zaradi tega je molekula kisika veliko bolj stabilna od molekule ozona. Ozon zlahka razpade po enačbi:
O3 = O2 + [O]

Zaradi sproščanja atomarnega kisika med razgradnjo ozona je veliko močnejši oksidant kot kisik. Ozon ima svež vonj (»ozon« v prevodu pomeni »dišeč«). V naravi nastaja pod vplivom tihe električne razelektritve in v borovih gozdovih. Bolnikom s pljučnimi boleznimi svetujemo več časa v borovem gozdu. Vendar ima lahko dolgotrajna izpostavljenost ozračju, ki je zelo obogateno z ozonom, toksičen učinek na telo. Zastrupitev spremljajo omotica, slabost in krvavitve iz nosu. Pri kronični zastrupitvi lahko pride do bolezni srca.
V laboratoriju pridobivajo ozon iz kisika v ozonizatorjih (slika 44). Kisik teče v stekleno cev 1, ki je na zunanji strani ovita z žico 2. Znotraj cevi poteka žica 3. Obe žici sta povezani s poli tokovnega vira, ki ustvarja visoko napetost na označenih elektrodah. Med elektrodama nastane tiha električna razelektritev, zaradi katere iz kisika nastane ozon.

Slika 44; Ozonizator. 1 - steklena posoda; 2 - zunanje navitje; 3 - žica znotraj cevi; 4 - raztopina kalijevega jodida s škrobom

3O2 = 2O3
Ozon je zelo močan oksidant. Reagira veliko bolj energično kot kisik in je na splošno veliko bolj aktiven kot kisik. Na primer, za razliko od kisika lahko izpodrine vodikov jodid ali jodidne soli:
2KI + O3 + H2O = 2KOH + I2 + O2

Ozona je v ozračju zelo malo (približno milijoninka odstotka), vendar ima pomembno vlogo pri vpijanju ultravijoličnih sončnih žarkov, zato le-ti dosežejo zemljo v manjših količinah in nimajo škodljivega vpliva na življenje. organizmi.
Ozon se v majhnih količinah uporablja predvsem za klimatske naprave in tudi v kemiji.

■ 26. Kaj so alotropske modifikacije?
27. Zakaj jod-škrobni papir pod vplivom ozona pomodri? Podajte utemeljen odgovor.
28. Zakaj je molekula kisika veliko bolj stabilna od molekule ozona? Svoj odgovor utemelji z znotrajmolekularno strukturo.
29. Kako razložiti, zakaj ima ozon močnejši oksidacijski učinek kot kisik?

Članek na temo Fizikalne lastnosti kisika

Zakaj je kisik oksidant? V splošnih značilnostih te podskupine je zapisano, da imajo vsi atomi njegovih elementov v zunanji plasti šest elektronov,...

Analiza KISIKA O, Kvalitativna reakcija na kisik Indigokarmin dinatrijeva sol indigo-5,5′-disulfonske kisline C16H8O8N2Na2S2, MW 466,36 Modri ​​kristali (prah); rahlo topen v vodi. Enostavno ...

PREVERJANJE IZPOLNJEVANJA NALOG IN ODGOVORI NA VPRAŠANJA 2. Podobnost je v tem, da oba spadata med p-elemente in...

Zgradba zunanje lupine: 1 s 2 2s 2 2r 4, kar nakazuje, da je kisiku lažje pritrditi 2 elektrona nase, preden zapolni zunanjo raven, kot pa jih oddati. Zato je kisik oksidant.

Izotopi kisika.

Obstajajo 3 stabilne oblike kisik: 16 Oh, 17 Oh in 18 Oh, katerih povprečna vsebnost je 99,759 %, 0,037 % oziroma 0,204 % celotnega števila atomov.

Najbolj pogost 16 O, saj je najlažji (sestoji iz 8 protonov in 8 elektronov), zaradi česar je zelo stabilen.

Fizikalne lastnosti kisika.

Metode pridobivanja kisika.

Obstajajo 4 načini prejemanja kisik:

1. Elektroliza vode.

2. Industrijska metoda: destilacija zračne zmesi (kisik kot težji element ostane v zmesi, dušik pa izhlapi)

3. Laboratorijske metode za razgradnjo oksidov, peroksidov, soli:

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

2BaO 2 = 2BaO + O 2,

2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2.

4. Iz peroksidov (uporabljajo se v vesolju za regeneracijo O2 iz ogljikovega dioksida):

2 K2O2+2CO2 = 2K2CO3+O2.

Kemijske lastnosti kisika.

Reagira s kovinami že pri sobni temperaturi:

2Ca + O 2 = 2CaO,

2Mg +O 2 = 2MgO,

Z nekovinami (pri segrevanju):

S + O 2 = SO 2 (T=250°C),

C + O 2 = CO 2 (T=700°C),

O2 sodeluje s kompleksnimi spojinami:

2NO + O 2 = 2NO 2,

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

Iskanje kisika v naravi.

kisik- najpogostejši kemični element. Vezani kisik predstavlja približno 6/7 mase vodnega ovoja Zemlje - hidrosfere (85,82 mas. %), skoraj polovico litosfere (47 mas. %) in le v atmosferi, kjer je kisik v prosti stanju, ali zavzema drugo mesto (23 ,15 mas. %) za dušikom.

Kisik tvori veliko število mineralov: silikate, kremen, železove okside, karbonate, sulfate, nitrate. Je del celic živih organizmov, sodeluje v procesih dihanja, difuzije, pretoka krvi, oksidacijskih in redukcijskih reakcijah.

Kisik je glavna sestavina fotosinteze.