>>
Hemijska svojstva kiseonika. oksidi
Ovaj paragraf govori o:
> o reakcijama kiseonika sa jednostavnim i složenim supstancama;
> o reakcijama spojeva;
> o spojevima koji se nazivaju oksidi.
Hemijska svojstva svake supstance se manifestuju u hemijske reakcije uz njegovo učešće.
Kiseonik je jedan od najaktivnijih nemetala. Ho u normalnim uslovima reaguje sa nekoliko supstanci. Njegova reaktivnost se značajno povećava s povećanjem temperature.
Reakcije kiseonika sa jednostavnim supstancama.
Kiseonik reaguje, po pravilu, kada se zagreje, sa većinom nemetala i skoro svim metalima.
Reakcija sa ugljem (ugljikom). Poznato je da se ugalj, zagrijan na zraku do visoke temperature, zapali. To ukazuje na pojavu kemijske reakcije tvari s kisikom. Toplina koja se oslobađa u ovom slučaju koristi se, na primjer, za grijanje kuća u ruralnim područjima.
Glavni proizvod sagorijevanja uglja je ugljični dioksid. Njegovo hemijska formula- CO 2 . Ugalj je mješavina mnogih tvari. Maseni udio ugljika u njemu prelazi 80%. Uz pretpostavku da se ugalj sastoji samo od atoma ugljika, pišemo odgovarajuću hemijsku jednačinu:
t
C + O 2 \u003d CO 2.
Ugljik formira jednostavne tvari - grafit i dijamant. Oni imaju zajednički naziv - ugljenik - i stupaju u interakciju sa kiseonikom kada se zagreju prema datoj hemijskoj jednačini 1.
Reakcije u kojima jedna supstanca nastaje iz više supstanci nazivaju se složene reakcije.
reakcija sa sumporom.
Ovu hemijsku transformaciju izvodi svako kada udari šibicu; sumpor je dio njegove glave. U laboratoriju se reakcija sumpora s kisikom provodi u dimovodu. Mala količina sumpora (svetložuti prah ili kristali) se zagreva u gvozdenoj kašiki. Supstanca prvo se topi, a zatim zapali kao rezultat interakcije sa atmosferskim kiseonikom i sagorijeva jedva primjetnim plavim plamenom (Sl. 56, b). Postoji oštar miris produkta reakcije - sumpor-dioksida (taj miris osjećamo u trenutku paljenja šibice). Hemijska formula sumpor-dioksida je SO 2, a jednadžba reakcije je
t
S + O 2 \u003d SO 2.
Rice. 56. Sumpor (a) i njegovo sagorijevanje u zraku (b) i u kisiku (c)
1 U slučaju nedovoljne količine kiseonika, formira se drugo jedinjenje ugljenika Kiseonik- ugljen monoksid
t
CO: 2C + O 2 \u003d 2CO.
Rice. 57. Crveni fosfor (a) i njegovo sagorevanje u vazduhu (b) i u kiseoniku (c)
Ako se kašika sa zapaljenim sumporom stavi u posudu sa kiseonikom, tada će sumpor goreti jačim plamenom nego u vazduhu (Sl. 56, c). Ovo se može objasniti činjenicom da u čistom kiseoniku ima više molekula O2 nego u vazduhu.
reakcija sa fosforom. Fosfor, kao i sumpor, intenzivnije gori u kiseoniku nego u vazduhu (Sl. 57). Produkt reakcije je bijela čvrsta supstanca - fosfor (\/) oksid (njegove male čestice stvaraju dim):
t
P + O 2 -> P 2 0 5 .
Pretvorite shemu reakcije u hemijsku jednadžbu.
reakcija sa magnezijumom.
Ranije se koristila ova reakcija fotografi za stvaranje jakog osvjetljenja („magnezijumski blic“) prilikom snimanja slika. U hemijskoj laboratoriji odgovarajuće iskustvo se izvodi na sledeći način. Magnezijumska traka se uzima metalnom pincetom i zapali na vazduhu. Magnezijum gori blistavo belim plamenom (Sl. 58, b); ne možeš da gledaš! Reakcija proizvodi bijelu čvrstu supstancu. Ovo je spoj magnezijuma sa kiseonikom; ime mu je magnezijum oksid.
Rice. 58. Magnezijum (a) i njegovo sagorevanje na vazduhu (b)
Napišite jednadžbu za reakciju magnezijuma sa kiseonikom.
Reakcije kiseonika sa složenim supstancama. Kiseonik može stupiti u interakciju s nekim spojevima koji sadrže kisik. Na primjer, ugljični monoksid CO sagorijeva u zraku i stvara ugljični dioksid:
t
2CO + O 2 \u003d 2C0 2.
Mnoge reakcije kiseonika sa složenim supstancama vršimo u svakodnevnom životu sagorevanjem prirodnog gasa (metana), alkohola, drveta, papira, kerozina itd. Pri njihovom sagorevanju nastaju ugljen-dioksid i vodena para:
t
CH 4 + 20 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O;
metan
t
C 2 H 5 OH + 30 2 \u003d 2C0 2 + 3H 2 O.
alkohol
Oksidi.
Produkti svih reakcija razmatranih u paragrafu su binarna jedinjenja elemenata sa kiseonikom.
Spoj formiran od dva elementa, od kojih je jedan kisik, naziva se oksid.
Opća formula za okside je EnOm.
Svaki oksid ima hemijsko ime, a neki imaju i tradicionalna ili trivijalna 1 imena (tabela 4). Hemijski naziv oksida sastoji se od dvije riječi. Prva riječ je naziv odgovarajućeg elementa, a druga riječ "oksid". Ako element ima promjenjivu valenciju, tada može formirati nekoliko oksida. Njihova imena moraju biti drugačija. Da biste to učinili, nakon naziva elementa navedite (bez uvlačenja) rimskim brojem u zagradama vrijednost njegove valencije u oksidu. Primjer takvog naziva za jedinjenje je bakrov(II) oksid (čitaj "kuprum-dva-oksid").
Tabela 4
1 Izraz dolazi od latinske riječi trivialis - običan.
zaključci
Kiseonik je hemijski aktivna supstanca. U interakciji je s većinom jednostavnih tvari, kao i sa složenim tvarima. Produkti takvih reakcija su spojevi elemenata s kisikom - oksidi.
Reakcije u kojima jedna supstanca nastaje iz više supstanci nazivaju se složene reakcije.
?
135. Koja je razlika između reakcija kombinacije i razlaganja?
136. Pretvorite šeme reakcije u hemijske jednačine:
a) Li + O 2 -> Li 2 O;
N2 + O2 -> NE;
b) SO 2 + O 2 -> SO 3;
CrO + O 2 -> Cr 2 O 3.
137. Među datim formulama odaberite one koje odgovaraju oksidima:
O 2 , NaOH, H 2 O, HCI, I 2 O 5 , FeO.
138. Dajte hemijska imena oksidima sa sljedećim formulama:
NO, Ti 2 O 3 , Cu 2 O, MnO 2 , CI 2 O 7 , V 2 O 5 , CrO 3 .
Uzmite u obzir da su elementi koji formiraju ove okside promjenjive valencije.
139. Zapišite formule: a) plumum(I\/) oksid; b) hrom(III) oksid;
c) hlor(I) oksid; d) dušikov (I\/) oksid; e) osmijum(\/III) oksid.
140. Dodajte formule jednostavnih supstanci u reakcione šeme i napravite hemijske jednačine:
a) ... + ... -> CaO;
b) NE + ... -> NE 2; ... + ... -> As 2 O 3 ; Mn 2 O 3 + ... -> MnO 2.
141. Napišite jednadžbe reakcije pomoću kojih možete izvesti takve "lance" transformacija, tj. dobiti drugu od prve supstance, a treću od druge:
a) C -> CO -> CO 2;
b) P -> P 2 0 3 -> P 2 0 5 ;
c) Cu -> Cu 2 O -> CuO.
142 .. Sastaviti jednadžbe reakcija koje nastaju pri sagorijevanju acetona (CH 3) 2 CO i etra (C 2 H 5) 2 O. Produkti svake reakcije su ugljični dioksid i voda.
143. Maseni udio kiseonika u EO 2 oksidu je 26%. Definirajte element E.
144. Dvije tikvice su napunjene kisikom. Nakon njihovog zatvaranja, višak magnezijuma je spaljen u jednoj tikvi, a višak sumpora u drugoj. Koja boca ima vakuum? Objasnite odgovor.
Popel P. P., Kriklya L. S., Hemija: Pdruch. za 7 ćelija. zahalnosvit. navch. zakl. - K.: Izložbeni centar "Akademija", 2008. - 136 str.: il.
Sadržaj lekcije sažetak lekcije i okvir za podršku prezentacija lekcije interaktivne tehnologije koje ubrzavaju nastavne metode Vježbajte kvizovi, testiranje onlajn zadataka i vježbi, radionice za domaće zadatke i trening pitanja za diskusije u razredu Ilustracije video i audio materijali fotografije, slike grafike, tabele, sheme stripova, parabole, izreke, križaljke, anegdote, vicevi, citati Dodaci sažeci cheat sheets čipovi za radoznale članke (MAN) literatura glavni i dodatni glosar pojmova Poboljšanje udžbenika i lekcija ispravljanje grešaka u udžbeniku zamjenom zastarjelih znanja novim Samo za nastavnike kalendarski planovi programa obuke metodološke preporukeKiseonik je element 16. grupe (prema zastareloj klasifikaciji - glavna podgrupa grupe VI), drugog perioda periodnog sistema hemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva, sa atomskim brojem 8. Označava se simbolom O. Kiseonik je reaktivan nemetal i najlakši je element grupe halkogena. Jednostavna tvar kisik u normalnim uvjetima je plin bez boje, okusa i mirisa, čija se molekula sastoji od dva atoma kisika (formula O2), zbog čega se naziva i diokisik]. Tečni kiseonik ima svetloplavu boju, a čvrsti kiseonik su svetloplavi kristali.
Postoje i drugi alotropni oblici kiseonika, na primer, u normalnim uslovima, plavi gas specifičnog mirisa, čija se molekula sastoji od tri atoma kiseonika (formula O3).
Nalaz u prirodi Prirodni kiseonik se sastoji od 3 stabilna izotopa o16, o17, o18.
Kiseonik u obliku proste supstance o2 je deo atmosferskog vazduha = 21% U vezanom obliku, element kiseonika je sastavni deo vode raznih minerala mnogih organskih materija.
RECEIVING. Trenutno se u industriji kiseonik dobija iz vazduha. Glavna industrijska metoda za dobivanje kisika je kriogena destilacija. Postrojenja za kisik bazirana na membranskoj tehnologiji također su dobro poznata i uspješno se koriste u industriji.
U laboratorijama se koristi industrijski kisik koji se isporučuje u čeličnim bocama pod pritiskom od oko 15 MPa.
Male količine kiseonika mogu se dobiti zagrevanjem kalijum permanganata KMnO4:
2KMNO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2
Također se koristi reakcija katalitičke razgradnje vodikovog peroksida H2O2 u prisustvu mangan(IV) oksida:
2H2O2 =MnO2=2H2O + O2
Kiseonik se može dobiti katalitičkom razgradnjom kalijum hlorata (bertolet soli) KClO3:
2KClO3 = 2KCl + 3O2
Laboratorijske metode za proizvodnju kisika uključuju metodu elektrolize vodenih otopina alkalija, kao i razgradnju živinog (II) oksida (pri t = 100 °C):
Na podmornicama se obično dobiva reakcijom natrijevog peroksida i ugljičnog dioksida koje osoba izdahne:
2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2
CHEMICAL ST_VA. Snažan oksidant, stupa u interakciju sa gotovo svim elementima, formirajući okside. Oksidacijsko stanje je −2. U pravilu, reakcija oksidacije teče oslobađanjem topline i ubrzava se s povećanjem temperature (vidi Sagorijevanje). Primjer reakcija koje se odvijaju na sobnoj temperaturi:
4Li + O2 = 2Li2O
Oksidira spojeve koji sadrže elemente s nemaksimalnim oksidacijskim stanjem:
Oksidira većinu organskih jedinjenja:
CH3CH2OH + 3O2 = 2CO2 + 3H2O
Pod određenim uslovima moguće je izvršiti blagu oksidaciju organskog jedinjenja:
CH3CH2OH +O2 = CH3COOH + H2O
Kiseonik reaguje direktno (u normalnim uslovima, kada se zagreva i/ili u prisustvu katalizatora) sa svim jednostavnim supstancama, osim sa Au i inertnim gasovima (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn); reakcije sa halogenima se javljaju pod uticajem električnog pražnjenja ili ultraljubičastog zračenja. Oksidi zlata i teški inertni gasovi (Xe, Rn) su dobijeni indirektno. U svim dvoelementnim jedinjenjima kiseonika sa drugim elementima, kiseonik igra ulogu oksidacionog agensa, osim jedinjenja sa fluorom (vidi ispod #oksigenfluoridi).
Kiseonik formira perokside sa oksidacionim stanjem atoma kiseonika formalno jednakim -1.
Na primjer, peroksidi se dobijaju sagorevanjem alkalnih metala u kiseoniku:
2Na + O2 = Na2O2
Neki oksidi apsorbuju kiseonik:
2BaO + O2 = 2BaO2
Prema teoriji sagorijevanja koju su razvili A. N. Bach i K. O. Engler, oksidacija se odvija u dvije faze sa stvaranjem srednjeg peroksidnog jedinjenja. Ovo intermedijerno jedinjenje može se izolovati, na primjer, kada se plamen gorućeg vodonika ohladi ledom, zajedno s vodom, nastaje vodikov peroksid:
U superoksidima, kiseonik formalno ima oksidaciono stanje od -½, odnosno jedan elektron na dva atoma kiseonika (jon O-2). Dobija se interakcijom peroksida s kisikom pri povišenom tlaku i temperaturi:
Na2O2 + O2 = 2NaO2
Kalijum K, rubidijum Rb i cezij Cs reaguju sa kiseonikom i formiraju superokside:
Neorganski ozonidi sadrže ion O–3 sa oksidacionim stanjem kiseonika koji je formalno jednak –1/3. Dobija se djelovanjem ozona na hidrokside alkalnih metala:
2KOH + 3O3 = 2KO3 + H2O +2O2
U dioksigenil ionu O2+, kisik formalno ima oksidacijsko stanje +½. Uhvatite reakciju:
PtF6 +O2 = O2PtF6
Kiseonički fluoridi Kiseonički difluorid, stanje oksidacije kiseonika OF2 +2, dobija se propuštanjem fluora kroz rastvor alkalije:
2F2 + 2NaOH = 2NaF + H2O + OF2
Kiseonik monofluorid (dioksidifluorid), O2F2, je nestabilan, oksidaciono stanje kiseonika je +1. Dobije se iz mješavine fluora i kisika u svjetlećem pražnjenju na temperaturi od -196 C:
Propuštanjem usijanog pražnjenja kroz mješavinu fluora sa kisikom na određenom tlaku i temperaturi, dobivaju se mješavine viših fluorida kisika O3F2, O4F2, O5F2 i O6F2.
Kvantnomehanički proračuni predviđaju stabilno postojanje jona trifluorohidroksonijuma (engleski) OF3+. Ako ovaj ion zaista postoji, tada će oksidacijsko stanje kisika u njemu biti +4.
Kiseonik podržava procese disanja, sagorevanja i propadanja.
U slobodnom obliku, element postoji u dvije alotropske modifikacije: O2 i O3 (ozon). Kako su 1899. ustanovili Pierre Curie i Maria Sklodowska-Curie, pod uticajem jonizujućeg zračenja, O2 prelazi u O3 OZON. Ozon je alotropska modifikacija kiseonika koja se sastoji od triatomskih molekula O3. U normalnim uslovima - plavi gas. Kada se ukadi, pretvara se u indigo tečnost. U čvrstom obliku je tamnoplavih, gotovo crnih kristala.
CHEM.CB-VA Ozon je moćno oksidaciono sredstvo, mnogo reaktivnije od dvoatomskog kiseonika. Oksidira gotovo sve metale (osim zlata, platine i iridija) do njihovih najviših oksidacijskih stanja. Oksidira mnoge nemetale. Produkt reakcije je uglavnom kisik.
2Cu2+ + 2H3O+ + O3 = 2Cu3+ + 3H2O + O2
Ozon povećava oksidaciono stanje oksida:
NO + O3 = NO2 + O2
Ova reakcija je praćena hemiluminiscencijom. Dušikov dioksid se može oksidirati u dušični anhidrid:
2NO2 + O3 = N2O5 + O2
Ozon reaguje s ugljikom na normalnoj temperaturi i stvara ugljični dioksid:
2C +2O3 = 2CO2 + O2
Ozon ne reaguje sa solima amonijuma, ali reaguje sa amonijakom i formira amonijum nitrat:
2NH3 + 4O3 = NH4NO3 + 4O2 + H2O
Ozon reaguje sa vodonikom i formira vodu i kiseonik:
O3 + H2 = O2 + H2O
Ozon reaguje sa sulfidima i formira sulfate:
PbS + 4O3 = PbSO4 + 4O2
Uz pomoć ozona, sumporna kiselina se može dobiti i iz elementarnog sumpora i iz sumpor-dioksida:
S + H2O + O3 = H2SO4
3SO2 + 3H2O + O3 = 3H2SO4
Sva tri atoma kisika u ozonu mogu pojedinačno reagirati u reakciji kalajnog klorida sa klorovodičnom kiselinom i ozonom:
3SnCl2 + 6HCl + O3 = 3SnCl4 + 3H2O
U gasnoj fazi, ozon reaguje sa vodonik sulfidom i formira sumpor dioksid:
H2S + O3 = SO2 + H2O
U vodenoj otopini odvijaju se dvije konkurentske reakcije sa sumporovodikom, jedna sa stvaranjem elementarnog sumpora, druga sa stvaranjem sumporne kiseline:
H2S + O3 = S + O2 + H2O
3H2S + 4O3 = 3H2SO4
Tretiranjem rastvora joda u hladnoj bezvodnoj perhlornoj kiselini ozonom, jod(III) perhlorat se može dobiti:
I2 + 6HClO4 +O3 = 2I(ClO4)3 + 3H2O
Čvrsti nitril perhlorat se može dobiti reakcijom gasovitih NO2, ClO2 i O3:
2NO2 + 2ClO2 + 2O2 = 2NO2ClO4 + O2
Ozon može učestvovati u reakcijama sagorevanja, dok su temperature sagorevanja veće nego kod dvoatomskog kiseonika:
3C3N2 + 4O3 = 12CO + 3N2
Ozon može ući u hemijske reakcije na niskim temperaturama. Na 77 K (-196 °C), atomski vodik reagira s ozonom i formira superoksidni radikal s dimerizacijom potonjeg:
H + O3 = HO2. +O
2HO2 . = H2O2 +O2
Ozon može formirati neorganske ozonide koji sadrže O3− anion. Ova jedinjenja su eksplozivna i mogu se čuvati samo na niskim temperaturama. Poznati su ozonidi svih alkalnih metala (osim Francuske). KO3, RbO3 i CsO3 se mogu dobiti iz odgovarajućih superoksida:
KO2 + O3 = KO3 + O2
Kalijum ozonid se može dobiti na drugi način iz kalijum hidroksida:
2KOH + 5O3 = 2KO3 + 5O2 + H2O
NaO3 i LiO3 se mogu dobiti djelovanjem CsO3 u tekućem amonijaku NH3 na jonoizmenjivačke smole koje sadrže Na+ ili Li+ ione:
CsO3 + Na+ = Cs+ + NaO3
Tretiranje otopine kalcija u amonijaku ozonom dovodi do stvaranja amonijum ozonida, a ne kalcija:
3Ca + 10NH3 + 7O3 = Ca * 6NH3 + Ca(OH)2 + Ca(NO3)2 + 2NH4O3 + 3O2 + 2H2O
Ozon se može koristiti za uklanjanje mangana iz vode kako bi se formirao talog koji se može odvojiti filtracijom:
2Mn2+ + 2O3 + 4H2O = 2MnO(OH)2 + 2O2 + 4H+
Ozon pretvara toksične cijanide u manje opasne cijanate:
CN- + O3 = CNO- + O2
Ozon može potpuno razgraditi ureu:
(NH2)2CO + O3 = N2 + CO2 + 2H2O
Interakcija ozona s organskim spojevima s aktiviranim ili tercijalnim atomom ugljika na niskim temperaturama dovodi do odgovarajućih hidrotrioksida.
RECEIVING. Ozon nastaje u mnogim procesima praćenim oslobađanjem atomskog kisika, na primjer, prilikom razgradnje peroksida, oksidacije fosfora itd.
U industriji se dobiva iz zraka ili kisika u ozonizatorima djelovanjem električnog pražnjenja. O3 se lakše ukapljuje od O2 i stoga se lako odvaja. Ozon za ozonsku terapiju u medicini se dobija samo iz čistog kiseonika. Kada se zrak ozrači jakim ultraljubičastim zračenjem, nastaje ozon. Isti proces odvija se u gornjim slojevima atmosfere, gdje se ozonski omotač formira i održava pod utjecajem sunčevog zračenja.
U laboratoriji, ozon se može dobiti reakcijom ohlađene koncentrirane sumporne kiseline s barijevim peroksidom:
3H2SO4 + 3BaO2 = 3BaSO4 + O3 + 3H2O
Peroksidi su složene tvari u kojima su atomi kisika međusobno povezani. Peroksidi lako oslobađaju kiseonik. Za neorganske supstance preporučuje se upotreba termina peroksid, a za organske supstance se danas u ruskom jeziku često koristi termin peroksid. Peroksidi mnogih organskih supstanci su eksplozivni (aceton peroksid), a posebno se lako formiraju fotokemijski kada su eteri dugo osvijetljeni u prisustvu kisika. Stoga, prije destilacije, mnogi eteri (dietil eter, tetrahidrofuran) zahtijevaju testiranje na odsustvo peroksida.
Peroksidi usporavaju sintezu proteina u ćeliji.
U zavisnosti od strukture razlikuju se peroksidi, superoksidi i anorganski ozonidi. Neorganski peroksidi u obliku binarnih ili kompleksnih spojeva poznati su za gotovo sve elemente. Peroksidi alkalnih i zemnoalkalnih metala reaguju sa vodom i formiraju odgovarajući hidroksid i vodikov peroksid.
Organski peroksidi se dijele na dialkil perokside, alkil hidroperokside, diacil perokside, acil hidroperokside (peroksokarboksilne kiseline) i ciklične perokside. Organski peroksidi su termički nestabilni i često eksplozivni. Koristi se kao izvor slobodnih radikala u organskoj sintezi i industriji
Halogenidi (halogenidi) - spojevi halogena sa drugim hemijskim elementima ili radikalima. U ovom slučaju, halogen uključen u spoj mora biti elektronegativan; Dakle, brom oksid nije halogenid.
Prema halogenu uključenom u jedinjenje, halogenidi se nazivaju i fluoridi, hloridi, bromidi, jodidi i astatidi. Srebrni halogenidi su najpoznatiji pod ovim imenom zbog masovne distribucije filmske srebrohalogene fotografije.
Jedinjenja halogena među sobom nazivaju se interhalidima ili interhalogenim spojevima (na primjer, jod pentafluorid IF5).
U halogenidima halogen ima negativno oksidacijsko stanje, dok element ima pozitivno.
Halogeni ion je negativno nabijen atom halogena.
Elementi koji se nalaze u glavnoj podgrupi grupe VI periodnog sistema elemenata D. I. Mendeljejeva.
|
Element |
Core charge |
Nivoi energije |
Atomski radijus Å |
||||
|
K |
L |
M |
N |
O |
|||
|
0,60 1,04 1,16 1,43 |
|||||||
Razmatranje atomske strukture elemenata glavne podgrupe VI grupe pokazuje da svi oni imaju šestoelektronsku strukturu vanjskog sloja (tabela 13) i stoga imaju relativno visoke vrijednosti elektronegativnosti. Ima najveću elektronegativnost, najmanju -, što se objašnjava promjenom vrijednosti atomskog radijusa. Posebno mesto kiseonika u ovoj grupi je naglašeno činjenicom da se i telur može direktno kombinovati sa kiseonikom, ali ne može da se kombinuje međusobno.
Broju pripadaju i elementi grupe kiseonika R-elementi, pošto se završavaju R-ljuska. Za sve elemente porodice, osim za sam kiseonik, 6 elektrona vanjskog sloja su valentne.
U redoks reakcijama, elementi grupe kisika često pokazuju oksidirajuća svojstva. Najjače oksidaciona svojstva izražena su u kiseoniku.
Sve elemente glavne podgrupe VI grupe karakteriše negativno oksidaciono stanje od -2. Međutim, za sumpor, selen i telur, uz to, moguća su i pozitivna oksidaciona stanja (maksimalno +6).
Molekula kiseonika, kao i svaki jednostavan gas, je dvoatomska, građena prema tipu kovalentne veze koju formiraju dva elektronska para. Stoga je kisik dvovalentan kada se formira jednostavan.
Sumpor je čvrsta supstanca. Molekula sadrži 8 atoma sumpora (S8), ali su oni povezani u svojevrsni prsten, u kojem je svaki atom sumpora povezan samo sa dva susjedna atoma kovalentnom vezom
Dakle, svaki atom sumpora, koji ima jedan zajednički elektronski par sa dva susjedna atoma, sam po sebi je dvovalentan. Slični molekuli formiraju selen (Se8) i telur (Te8).
■
1. Napravite priču o grupi kiseonika prema sledećem planu: a) pozicija u periodnom sistemu; b) nuklearna punjenja i. broj neutrona u jezgru; c) elektronske konfiguracije; d) struktura kristalne rešetke; e) moguća oksidaciona stanja kiseonika i svih ostalih elemenata ove grupe.
2. Koje su sličnosti i razlike u atomskim strukturama i elektronskim konfiguracijama atoma elemenata glavnih podgrupa grupa VI i VII?
3. Koliko valentnih elektrona imaju elementi glavne podgrupe VI grupe?
4. Kako bi se elementi glavne podgrupe VI grupe trebali ponašati u redoks reakcijama?
5. Koji je od elemenata glavne podgrupe VI grupe najelektronegativniji?
Kada se razmatraju elementi glavne podgrupe VI grupe, prvo se susrećemo sa fenomenom alotropije. Isti element u slobodnom stanju može formirati dvije ili više jednostavnih supstanci. Ova pojava se naziva alotropija, a same se nazivaju alotropske modifikacije.
Zapišite ovu formulaciju u svoju bilježnicu.
Na primjer, element kisik može formirati dva jednostavna - kisik i ozon.
Formula jednostavnog kiseonika je O2, formula jednostavne supstance ozona je O3. Njihovi molekuli su drugačije građeni:
Kiseonik i ozon su alotropske modifikacije elementa kiseonika.
Sumpor također može formirati nekoliko alotropnih modifikacija (modifikacija). Poznati rombični (oktaedarski), plastični i monoklinski sumpor. Selen i telur takođe formiraju nekoliko alotropnih modifikacija. Treba napomenuti da je fenomen alotropije karakterističan za mnoge elemente. Prilikom proučavanja elemenata razmotrićemo razlike u svojstvima različitih alotropskih modifikacija.
■ 6. Koja je razlika između strukture molekula kiseonika i strukture molekula ozona?
7. Koja je vrsta veze u molekulima kiseonika i ozona?
Kiseonik. Fizička svojstva, fiziološko djelovanje, značaj kisika u prirodi
Kiseonik je najlakši element glavne podgrupe grupe VI. Atomska težina kiseonika je 15.994. 31,988. Atom kiseonika ima najmanji poluprečnik elemenata ove podgrupe (0,6 Å). Elektronska konfiguracija atoma kiseonika: ls 2 2s 2 2p 4 .
Raspodjela elektrona po orbitalama drugog sloja ukazuje da kisik ima dva nesparena elektrona na p-orbitalama, koji se lako mogu koristiti za formiranje kemijske veze između atoma. Karakteristično oksidaciono stanje kiseonika.
Kiseonik je gas bez boje i mirisa. Teži je od vazduha, na temperaturi od -183° prelazi u plavu tečnost, a na temperaturi od -219° očvršćava.
Gustina kiseonika je 1,43 g/l. Kiseonik je slabo rastvorljiv u vodi: 3 zapremine kiseonika se rastvore u 100 zapremina vode na 0°C. Zbog toga se kiseonik može držati u gasometru (slika 34) – uređaju za skladištenje gasova koji su nerastvorljivi i slabo rastvorljivi u vodi. Najčešće se kisik pohranjuje u plinomjeru.
Gazometar se sastoji od dva glavna dijela: posude 1, koja služi za skladištenje plina, i velikog lijevka 2 sa slavinom i dugom cijevi, koji seže skoro do dna posude 1 i služi za dovod vode u uređaj. Posuda 1 ima tri cijevi: umetnuta je cijev 3 sa uzemljenom unutrašnjom površinom, lijevak 2 sa slavinom, cijev za izlaz plina opremljena slavinom umetnuta u cijev 4; cijev 5 na dnu služi za ispuštanje vode iz uređaja kada se puni i prazni. U napunjenom plinomjeru posuda 1 je napunjena kisikom. Na dnu se nalazi posuda u koju se spušta kraj cijevi lijevka 2.
Rice. 34.
1 - posuda za skladištenje gasa; 2 - lijevak za dovod vode; 3 - cijev sa podlogom; 4 - cijev za odvođenje plina; 5 - cijev za ispuštanje vode prilikom punjenja uređaja.
Ako trebate dobiti kisik iz plinomjera, prvo otvorite ventil lijevka i lagano stisnite kisik u plinomjeru. Zatim se otvara ventil na izlaznoj cijevi plina kroz koji izlazi kisik istisnut vodom.
U industriji se kisik skladišti u čeličnim bocama u komprimiranom stanju (Sl. 35, a), ili u tekućem obliku u "spremnicima" kisika (Sl. 36).
Rice. 35. Balon sa kiseonikom
Napišite iz teksta nazive uređaja dizajniranih za skladištenje kisika.
Kiseonik je najčešći element. Čini skoro 50% težine čitave zemljine kore (slika 37). Ljudsko tijelo sadrži 65% kisika, koji je dio raznih organskih tvari od kojih se grade tkiva i organi. Voda sadrži oko 89% kiseonika. U atmosferi, kiseonik čini 23% po težini i 21% po zapremini. Kisik je uključen u široku paletu stijena (na primjer, krečnjak, kreda, mermer CaCO3, pijesak SiO2), rude raznih metala (magnetna željezna ruda Fe3O4, smeđa željezna ruda 2Fe2O3 nH2O, ruda crvenog željeza Fe2O3, boksit Al2O3 nH2O, itd. .) . Kiseonik je sastavni deo većine organskih supstanci.
Fiziološki značaj kiseonika je ogroman. To je jedini gas koji živi organizmi mogu koristiti za disanje. Nedostatak kisika uzrokuje prestanak vitalnih procesa i smrt organizma. Bez kiseonika, čovek može da živi samo nekoliko minuta. Prilikom disanja apsorbira se kisik koji sudjeluje u redoks procesima koji se odvijaju u tijelu, a oslobađaju se produkti oksidacije organskih tvari, ugljični dioksid i druge tvari. I kopneni i vodeni živi organizmi udišu kisik: kopneni - slobodni kisik iz atmosfere, a vodeni - kisik otopljen u vodi.
U prirodi se dešava neka vrsta ciklusa kiseonika. Kiseonik iz atmosfere apsorbuju životinje, biljke, ljudi, troši se na procese sagorevanja goriva, raspadanja i drugih oksidativnih procesa. Ugljični dioksid i vodu koji nastaju u procesu oksidacije troše zelene biljke, u kojima se uz pomoć klorofila lista i sunčeve energije odvija proces fotosinteze, odnosno sinteza organskih tvari iz ugljičnog dioksida i vode, praćeno oslobađanjem kiseonika.
Da bi se jednoj osobi obezbijedio kiseonik, potrebne su krošnje dva velika stabla. Zelene biljke održavaju konstantan sastav atmosfere.
■
8. Kakav je značaj kiseonika u životu živih organizama?
9. Kako se obnavlja zaliha kiseonika u atmosferi?
Hemijska svojstva kiseonika
Slobodni kiseonik, reagujući sa jednostavnim i složenim supstancama, obično se ponaša kao.
Rice. 37.
Oksidacijsko stanje koje stiče u ovom slučaju je uvijek -2. Mnogi elementi ulaze u direktnu interakciju s kisikom, s izuzetkom plemenitih metala, elemenata s vrijednostima elektronegativnosti bliskim kisiku () i inertnih elemenata.
Kao rezultat, formiraju se kisikovi spojevi s jednostavnim i složenim tvarima. Mnogi sagorevaju u kiseoniku, iako ili ne sagorevaju ili sagorevaju veoma slabo na vazduhu. gori u kiseoniku sa jarko žutim plamenom; u ovom slučaju nastaje natrijum peroksid (slika 38):
2Na + O2 = Na2O2,
Sumpor gori u kisiku sa svijetloplavim plamenom da nastane sumpor dioksid:
S + O2 = SO2
Drveni ugalj jedva tinja na zraku, ali u kisiku postaje jako vruć i sagorijeva stvaranjem ugljičnog dioksida (Sl. 39):
C + O2 = CO2
Rice. 36.
Gori u kisiku bijelim, zasljepljujuće svijetlim plamenom i nastaje čvrsti bijeli fosfor pentoksid:
4P + 5O2 = 2P2O5
sagoreva u kiseoniku, rasipajući iskre i formirajući gvozdeni kamenac (Sl. 40).
Organske supstance takođe sagorevaju u kiseoniku, na primer, metan CH4, koji je deo prirodnog gasa: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
Sagorevanje u čistom kiseoniku je mnogo intenzivnije nego u vazduhu i omogućava postizanje znatno viših temperatura. Ovaj fenomen se koristi za intenziviranje brojnih hemijskih procesa i efikasnije sagorevanje goriva.
U procesu disanja, kiseonik, spajajući se sa hemoglobinom u krvi, formira oksihemoglobin, koji se, kao vrlo nestabilno jedinjenje, lako razlaže u tkivima sa stvaranjem slobodnog kiseonika koji se koristi za oksidaciju. Truljenje je također oksidativni proces koji uključuje kisik.
Prepoznaju čisti kiseonik unošenjem tinjajućeg ivera u posudu, gde se očekuje njegovo prisustvo. Jarko treperi - ovo je kvalitativni test za kiseonik.
■ 10. Kako, ako imate iver na raspolaganju, možete prepoznati kisik i ugljični dioksid u različitim posudama? 11. Koja zapremina kiseonika će biti utrošena za sagorevanje 2 kg uglja koji sadrži 70% ugljenika, 5% vodonika, 7% kiseonika, a ostatak su nezapaljive komponente?
Rice. 38. gorući natrijum Rice. 39. gori ugalj Rice. 40. Sagorevanje gvožđa u kiseoniku.
12. Da li će 10 litara kiseonika biti dovoljno za sagorevanje 5 g fosfora?
13. 1 m3 plinske mješavine koja sadrži 40% ugljičnog monoksida, 20% dušika, 30% vodonika i 10% ugljičnog dioksida je izgorjela u kisiku. Koliko je kiseonika potrošeno?
14. Da li je moguće sušiti kiseonik propuštanjem kroz: a) sumpornu kiselinu, b) kalcijum hlorid, c) fosforni anhidrid, d) metalnu?
15. Kako osloboditi ugljični dioksid od nečistoća kisika i obrnuto, kako osloboditi kisik od nečistoća ugljičnog dioksida?
16. 20 litara kiseonika sa primesom ugljen-dioksida propušteno je kroz 200 ml 0,1 n. rastvor barijuma. Kao rezultat toga, Ba 2+ kation je potpuno istaložen. Koliko je ugljičnog dioksida (u procentima) sadržavao originalni kisik?
Dobijanje kiseonika
Kiseonik se dobija na nekoliko načina. U laboratoriji se kisik dobiva iz tvari koje sadrže kisik i koje ga lako mogu odvojiti, na primjer iz kalijevog permanganata KMnO4 (Sl. 41) ili iz bertolet soli KClO3:
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2
2KSlO3 = 2KSl + O2
Prilikom dobivanja kisika iz Bertoletove soli, katalizator, mangan dioksid, mora biti prisutan da ubrza reakciju. Katalizator ubrzava razgradnju i čini ga ujednačenijim. Bez katalizatora
Rice. 41. Uređaj za dobijanje kiseonika na laboratorijski način iz kalijum permanganata. 1 - kalijum permanganat; 2 - kiseonik; 3 - vata; 4 - cilindar - zbirka.
eksplozija nastaje ako se Bertoletova sol uzima u velikim količinama, a posebno ako je kontaminirana organskim tvarima.
Kisik se dobija i iz vodikovog peroksida u prisustvu katalizatora - mangan dioksida MnO2 prema jednačini:
2H2O2[MnO2] = 2H2O + O2
■ 17. Zašto se MnO2 dodaje tokom razgradnje Bertoletove soli?
18. Kiseonik koji nastaje tokom razgradnje KMnO4 može se sakupljati preko vode. Odrazite ovo na dijagramu uređaja.
19. Ponekad se, u odsustvu mangan-dioksida u laboratoriji, dodaje malo ostatka Bertoletovoj soli umjesto nje nakon kalcinacije kalijum permanganata. Zašto je takva promjena moguća?
20. Koja zapremina kiseonika će se osloboditi pri razgradnji 5 mola Bertoletove soli?
Kiseonik se takođe može dobiti razgradnjom nitrata kada se zagreju iznad tačke topljenja:
2KNO3 = 2KNO2 + O2
U industriji se kiseonik uglavnom dobija iz tečnog vazduha. Preveden u tečno stanje, vazduh je podvrgnut isparavanju. Prvo, ispari (tačka ključanja je 195,8°), a kiseonik ostaje (tačka ključanja je -183°). Na ovaj način kisik se dobija gotovo u čistom obliku.
Ponekad, u prisustvu jeftine struje, kiseonik se dobija elektrolizom vode:
H2O ⇄ H + + OH -
H++ e— → H 0
na katodi
2OH — — e— → H2O + O; 2O = O2
na anodi
■ 21. Navedite vam poznate laboratorijske i industrijske metode dobijanja kiseonika. Zapišite ih u svesku, prateći svaku metodu jednadžbom reakcije.
22. Da li se reakcije koriste za proizvodnju redoks kisika? Dajte obrazložen odgovor.
23. Uzeti 10 g sledećih supstanci; kalijum permanganat, kalijum hlorid, kalijum nitrat. U kom slučaju će biti moguće dobiti najveću količinu kiseonika?
24. U kiseoniku dobijenom zagrevanjem 20 g kalijum permanganata sagorelo je 1 g uglja. Koliki je postotak permanganata razložen?
Kiseonik je najčešći element u prirodi. Široko se koristi u medicini, hemiji, industriji itd. (Sl. 42).
Rice. 42. Upotreba kiseonika.
Piloti na velikim visinama, ljudi koji rade u atmosferi štetnih gasova, zaposleni u podzemnim i podvodnim radovima, koriste uređaje za kiseonik (Sl. 43).
U slučajevima kada je to teško zbog određene bolesti, osoba može udahnuti čisti kisik iz vrećice s kisikom ili smještena u šator za kisik.
Trenutno se zrak obogaćen kisikom ili čisti kisik široko koristi za intenziviranje metalurških procesa. Za zavarivanje i rezanje metala koriste se kisik-vodikovi i kisik-acetilenski plamenici. Impregnacijom tekućeg kiseonika sa zapaljivim materijama: piljevinom, ugljenim prahom i sl., dobijaju se eksplozivne smeše koje se nazivaju oksilikiti.
■ 25. Nacrtajte tabelu u svoju svesku i dopunite je.
Ozon O3
Kao što je već spomenuto, element kisik može formirati još jednu alotropsku modifikaciju - ozon O3. Ozon ključa na -111° i stvrdnjava se na -250°. Plava je u gasovitom stanju i plava u tečnom stanju. Ozon u vodi je mnogo veći od kiseonika: 45 zapremina ozona se rastvori u 100 zapremina vode.
Ozon se razlikuje od kiseonika po tome što se njegova molekula sastoji od tri, a ne od dva atoma. U tom smislu, molekula kiseonika je mnogo stabilnija od molekule ozona. Ozon se lako razgrađuje prema jednačini:
O3 = O2 + [O]
Oslobađanje atomskog kiseonika tokom raspada ozona čini ga mnogo jačim oksidacionim agensom od kiseonika. Ozon ima svjež miris („ozon“ u prijevodu znači „mirisan“). U prirodi nastaje pod dejstvom tihog električnog pražnjenja iu borovim šumama. Pacijentima sa plućnim oboljenjima savjetuje se da više vremena provode u borovim šumama. Međutim, produženo izlaganje atmosferi visoko obogaćenoj ozonom može imati toksični učinak na tijelo. Trovanje je praćeno vrtoglavicom, mučninom, krvarenjem iz nosa. Kod hroničnog trovanja može doći do bolesti srca.
U laboratoriji se ozon dobija iz kiseonika u ozonizatorima (slika 44). Kiseonik se propušta u staklenu cev 1, spolja namotanu žicom 2. Unutar cijevi prolazi žica 3. Obje ove žice su povezane na polove izvora struje koji stvara visok napon na ovim elektrodama. Između elektroda dolazi do tihog električnog pražnjenja, zbog čega se iz kisika stvara ozon.
Slika 44; Ozonator. 1 - staklena boca; 2 - vanjski namotaj; 3 - žica unutar cijevi; 4 - rastvor kalijum jodida sa skrobom
3O2 = 2O3
Ozon je veoma jak oksidant. Mnogo je energičniji od kiseonika, ulazi u reakcije i generalno je mnogo aktivniji od kiseonika. Na primjer, za razliku od kisika, može istisnuti iz vodonik jodida ili soli joda:
2KI + O3 + H2O = 2KOH + I2 + O2
U atmosferi ima vrlo malo ozona (oko milioniti dio procenta), ali ima značajnu ulogu u apsorpciji ultraljubičaste sunčeve svjetlosti, pa padaju na tlo u manjim količinama i nemaju štetan učinak na žive organizme.
Ozon se koristi u malim količinama uglavnom za klimatizaciju, a takođe i u hemiji.
■ 26. Šta su alotropske modifikacije?
27. Zašto skrobno jod papir postaje plav kada je izložen ozonu? Dajte obrazložen odgovor.
28. Zašto je molekul kiseonika mnogo stabilniji od molekula ozona? Obrazložite svoj odgovor u smislu intramolekularne strukture.
fizička svojstva. U normalnim uslovima kiseonik je gas bez boje i mirisa, slabo rastvorljiv u vodi (5 zapremina kiseonika se rastvori u 1 zapremini vode na 0 stepeni C i 3 zapremine kiseonika na 20 stepeni C). U drugim rastvaračima njegova rastvorljivost je takođe zanemarljiva.
Pri atmosferskom pritisku kiseonik se ukapljuje na -183 stepena. C, a stvrdnjava se na -219 stepeni. C. U tečnom i čvrstom stanju kiseonik je plave boje i ima magnetna svojstva.
Hemijska svojstva. Kiseonik je aktivni nemetal. U svim jedinjenjima, osim jedinjenja sa fluorom i peroksidima, ima oksidaciono stanje -2, (u jedinjenjima sa fluorom kiseonik pokazuje oksidaciono stanje +2, a u peroksidnim jedinjenjima njegovo oksidaciono stanje je -1 ili čak To je zbog činjenice da su u peroksidima 2 ili više atoma kisika međusobno povezani).
Kiseonik stupa u interakciju sa svim metalima, osim metala zlata i platine (osim osmijuma), formirajući okside:
2 Mg + O 2 = 2 MgO (magnezijum oksid);
4 Al + 3 O 2 \u003d 2 Al 2 O 3 (aluminij oksid).
Brojni metali, pored bazičnih oksida, formiraju amfoterne (ZnO, Cr 2 O 3, Al 2 O 3 itd.) pa čak i kisele (CrO 3 , Mn 2 O 7 itd.) okside.
Također stupa u interakciju sa svim, osim sa halogenima, nemetalima, stvarajući kisele ili ne-solne (indiferentne) okside:
S + O 2 \u003d SO 2 (sumporov oksid (IV));
4 P + 5 O 2 \u003d 2 P 2 O 5 (fosfor (V) oksid);
N 2 + O 2 \u003d 2 NO (dušikov oksid (II)).
Oksidi metala zlata i platine dobijaju se njihovom razgradnjom (hidroksidi, a kiseonika jedinjenja halogena - pažljivom dehidracijom njihovih kiselina koje sadrže kiseonik).
U kisiku iu zraku mnoge anorganske i organske tvari lako oksidiraju (gore ili tinjaju). Od anorganskih supstanci, osim metala i nemetala, sva jedinjenja metala sa nemetalima reaguju sa kiseonikom, osim hlorida i bromida:
CaH 2 + O 2 \u003d CaO + H 2 O;
2 ZnS + 3 O 2 \u003d 2 ZnO + 2 SO 2;
Mg 3 P 2 + 4 O 2 \u003d Mg 3 (PO 4) 2;
Ca 2 Si + 2 O 2 \u003d Ca 2 SiO 4;
4 KI + O 2 + 2 H 2 O \u003d 4 KOH + I 2.
Od organskih jedinjenja, gotovo sve stupa u interakciju s kisikom, osim potpuno fluoriranih ugljovodonika (freona), kao i klora i bromo derivata s visokim sadržajem klora ili broma (kloroform, ugljični tetrahlorid, polihloretani i slični bromo derivati):
C 3 H 8 + 5 O 2 \u003d 3 CO 2 + 4 H 2 O;
2 C 2 H 5 OH + O 2 \u003d 2 CH 3 CHO + 2 H 2 O;
2 CH 3 CHO + O 2 \u003d 2 CH 3 COOH;
C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 \u003d 6 CO 2 + 6 H 2 O;
2 C 6 H 6 + 15 O 2 \u003d 12 CO 2 + 6 H 2 O.
U atomskom stanju kisik je aktivniji nego u molekularnom stanju. Ovo svojstvo se koristi za izbjeljivanje raznih materijala (organske tvari u boji se lakše uništavaju). U molekularnom stanju kiseonik može postojati u obliku kiseonika (O 2) i ozona (O 3), odnosno karakteriše ga fenomen alotropije.
Knedla u grlu je kiseonik. Utvrđeno je da se u stanju stresa glotis širi. Nalazi se u sredini larinksa, ograničen sa 2 mišićna nabora.
Oni vrše pritisak na obližnja tkiva, stvarajući osjećaj knedle u grlu. Proširenje jaza je posljedica povećane potrošnje kisika. Pomaže u suočavanju sa stresom. Dakle, ozloglašena knedla u grlu može se nazvati kiseonikom.
Osmi element tabele poznat je u obliku . Ali ponekad tečno kiseonik. Element magnetiziran u ovom stanju. Međutim, o svojstvima kisika i prednostima koje se mogu izvući iz njih ćemo govoriti u glavnom dijelu.
Svojstva kiseonika
Zbog magnetnih svojstava kisik se pomiče uz pomoć moćnih. Ako govorimo o elementu u svom uobičajenom stanju, on je sam u stanju pomicati, posebno, elektrone.
Zapravo, respiratorni sistem je izgrađen na redoks potencijalu supstance. Kiseonik u njemu je krajnji akceptor, odnosno agens za primanje.
Enzimi djeluju kao donori. Tvari oksidirane kisikom ispuštaju se u okoliš. To je ugljični dioksid. Proizvodi od 5 do 18 litara na sat.
Izađe još 50 grama vode. Stoga je pijenje puno vode razumna preporuka ljekara. Plus, nusproizvodi disanja su oko 400 supstanci. Među njima je i aceton. Njegovo oslobađanje je pojačano kod brojnih bolesti, na primjer, dijabetesa.
Uobičajena modifikacija kiseonika, O2, uključena je u proces disanja. Ovo je dvoatomski molekul. Ima 2 nesparena elektrona. Oba su u antivezujućim orbitalama.
Imaju veći energetski naboj od veziva. Stoga se molekul kisika lako raspada na atome. Energija disocijacije dostiže skoro 500 kilodžula po molu.
In vivo kiseonik - gas sa gotovo inertnim molekulima. Imaju snažnu međuatomsku vezu. Oksidacijski procesi su jedva primjetni. Katalizatori su potrebni za ubrzavanje reakcija. U tijelu su enzimi. Oni izazivaju stvaranje radikala, koji pobuđuju lančani proces.
Temperatura može biti katalizator za hemijske reakcije sa kiseonikom. 8. element reaguje čak i na blago zagrijavanje. Toplota daje reakcije sa vodonikom, metanom i drugim zapaljivim gasovima.
Interakcije se nastavljaju eksplozijama. Nije ni čudo što je jedan od prvih vazdušnih brodova u istoriji čovečanstva eksplodirao. Bio je napunjen vodonikom. Avion se zvao Hindenburg i srušio se 1937.
Zagrevanje omogućava kiseoniku da stvori veze sa svim elementima periodnog sistema, osim za inertne gasove, odnosno argon, neon i helijum. Inače, helijum je postao zamjena za punjenje vazdušnih brodova.
Gas ne ulazi u reakciju, samo je skup. No, da se vratimo na junaka članka. Kiseonik je hemijski element interakciju s metalima čak i na sobnoj temperaturi.
Dovoljan je i za kontakt sa nekim složenim jedinjenjima. Potonji uključuju dušikove okside. Ali sa jednostavnim azotom hemijski element kiseonik reaguje samo na 1200 stepeni Celzijusa.
Za reakcije junaka članka s nemetalima potrebno je zagrijavanje najmanje do 60 stepeni Celzijusa. Ovo je dovoljno, na primjer, za kontakt s fosforom. Junak članka komunicira sa sivom već na 250 stepeni. Inače, sumpor je uključen elementi podgrupe kiseonika. Ona je glavna u 6. grupi periodnog sistema.
Kiseonik reaguje sa ugljenikom na 700-800 stepeni Celzijusa. To se odnosi na oksidaciju grafita. Ovaj mineral je jedan od kristalnih oblika ugljika.
Inače, oksidacija je uloga kisika u bilo kojoj reakciji. Većina njih nastavlja s oslobađanjem svjetlosti i topline. Jednostavno rečeno, interakcija tvari dovodi do sagorijevanja.
Biološka aktivnost kiseonika je posledica njegove rastvorljivosti u vodi. Na sobnoj temperaturi u njemu se disocira 3 mililitra 8. supstance. Izračun se zasniva na 100 mililitara vode.
Element pokazuje visoke performanse u etanolu i acetonu. Rastvaraju 22 grama kiseonika. Maksimalna disocijacija se opaža u tekućinama koje sadrže fluor, na primjer, perfluorobutittrahidrofuran. Skoro 50 grama 8. elementa se rastvara na 100 mililitara istog.
Govoreći o rastvorenom kiseoniku, spomenimo njegove izotope. Atmospheric je rangiran na 160. mjestu. U zraku je 99,7%. 0,3% su izotopi 170 i 180. Njihovi molekuli su teži.
U kontaktu s njima, voda teško prelazi u stanje pare. Tek 160. modifikacija 8. elementa se diže u zrak. Teški izotopi ostaju u morima i okeanima.
Zanimljivo je da je kiseonik, pored gasovitog i tečnog stanja, čvrst. On se, kao i tečna verzija, formira na temperaturama ispod nule. Za vodeni kiseonik potrebno je -182 stepena, a za kamen najmanje -223.
Posljednja temperatura daje kubnu rešetku kristala. Od -229 do -249 stepeni Celzijusa, kristalna struktura kiseonika je već heksagonalna. Umjetno dobivene i druge modifikacije. Ali, za njih je, osim niskih temperatura, potreban i povećan pritisak.
U uobičajenom stanju kiseonik pripada elementima sa 2 atoma, bezbojan je i bez mirisa. Međutim, postoji 3-atomska verzija heroja članka. Ovo je ozon.
Ima izraženu svježu aromu. Prijatan je ali otrovan. Razlika od običnog kiseonika je i velika masa molekula. Atomi se spajaju u pražnjenju groma.
Stoga se nakon tuširanja osjeća miris ozona. Aroma se osjeća i na velikim nadmorskim visinama od 10-30 kilometara. Tamo stvaranje ozona izaziva ultraljubičasto zračenje. Atomi kiseonika hvataju sunčevo zračenje, kombinujući se u velike molekule. Ovo, zapravo, spašava čovječanstvo od radijacije.
Proizvodnja kiseonika
Industrijalci izvlače junaka članka iz zraka. Čisti se od vodene pare, ugljen monoksida i prašine. Zatim se vazduh ukapljuje. Nakon pročišćavanja ostaju samo dušik i kisik. Prvi isparava na -192 stepena.
Kiseonik ostaje. Ali, ruski naučnici su otkrili skladište već ukapljenog elementa. Nalazi se u omotaču Zemlje. Naziva se i geosfera. Ispod čvrste kore planete i iznad njenog jezgra nalazi se sloj.
Instalirajte tamo znak kisikovog elementa pomogla laserskoj presi. Radili smo s njim u DESY Synchrotron Centru. Nalazi se u Njemačkoj. Istraživanje je sprovedeno zajedno sa njemačkim naučnicima. Zajedno su izračunali da je sadržaj kiseonika u navodnom sloju manije 8-10 puta veći nego u atmosferi.
Pojasnimo praksu izračunavanja dubokih rijeka kisika. Fizičari su radili sa željeznim oksidom. Stiskajući ga i zagrijavajući, naučnici su dobili sve nove metalne okside, do sada nepoznate.
Kada su u pitanju temperature od 1.000 stepeni i pritisci 670.000 puta veći od atmosferskih, dobijeno je jedinjenje Fe 25 O 32. Opisani su uslovi srednjih slojeva geosfere.
Reakcija konverzije oksida ide s globalnim oslobađanjem kisika. Treba pretpostaviti da se to dešava i unutar planete. Gvožđe je tipičan element za plašt.
Kombinacija elementa sa kiseonikom takođe tipično. Verzija da je atmosferski gas izlazio iz zemlje milionima godina i akumulirao se blizu njene površine nije tipična.
Grubo govoreći, naučnici su doveli u pitanje dominantnu ulogu biljaka u formiranju kiseonika. Zeleni mogu dati samo dio gasa. U ovom slučaju, morate se bojati ne samo uništenja flore, već i hlađenja jezgra planete.
Smanjenje temperature plašta može blokirati stvaranje kiseonik. Maseni udio ono u atmosferi će takođe opasti, a u isto vreme i život na planeti.
Pitanje kako izvući kisik iz manije nije vrijedno toga. Nemoguće je izbušiti zemlju na dubini većoj od 7.000-8.000 kilometara. Ostaje čekati dok junak članka sam ne iscuri na površinu i izvuče ga iz atmosfere.
Primena kiseonika
Aktivna upotreba kisika u industriji započela je izumom turboekspandera. Pojavili su se sredinom prošlog veka. Uređaji ukapljuju vazduh i odvajaju ga. Zapravo, to su instalacije za rudarenje kiseonik.
Koji elementi se formiraju krug "komunikacije" junaka članka? Prvo, to su metali. Ne radi se o direktnoj interakciji, već o topljenju elemenata. Kiseonik se dodaje u gorionike kako bi gorivo sagorevalo što efikasnije.
Kao rezultat, metali brže omekšaju, miješajući se u legure. Bez kisika, na primjer, konvektorski način proizvodnje čelika je nezamjenjiv. Običan vazduh kao paljenje je neefikasan. Ne bez tečnog gasa u bocama i rezanja metala.
Otkriven je kiseonik kao hemijski element i poljoprivrednici. U tečnom obliku, tvar ulazi u koktele za životinje. Aktivno dobijaju na težini. Veza između kiseonika i mase životinja može se pratiti u karbonskom periodu razvoja Zemlje.
Era je obeležena toplom klimom, obiljem biljaka, a samim tim i 8. gasom. Kao rezultat toga, stonoge dužine ispod 3 metra puzale su planetom. Pronađeni su fosili insekata. Shema funkcionira i danas. Dajte životinji stalan dodatak uobičajenom dijelu kisika, dobit ćete povećanje biološke mase.
Lekari zalihe kiseonika u bocama za zaustavljanje, odnosno zaustavljanje napada astme. Plin je također potreban kada se eliminira hipoksija. To se zove gladovanje kiseonikom. Osmi element pomaže i kod oboljenja gastrointestinalnog trakta.
U ovom slučaju, kokteli kiseonika postaju lek. U drugim slučajevima, supstanca se daje pacijentima u gumiranim jastucima, ili kroz posebne cijevi i maske.
U hemijskoj industriji, junak članka je oksidant. Reakcije u kojima može učestvovati 8. element su već spomenute. Karakterizacija kiseonika pozitivno se smatra, na primjer, u raketnoj nauci.
Junak članka odabran je kao oksidator goriva za brodove. Kombinacija obje modifikacije 8. elementa prepoznata je kao najmoćnija oksidirajuća smjesa. Odnosno, raketno gorivo je u interakciji sa običnim kiseonikom i ozonom.
Cijena kiseonika
Junak članka se prodaje u balonima. Oni pružaju element link. Sa kiseonikom možete kupiti cilindre od 5, 10, 20, 40, 50 litara. Općenito, standardni korak između zapremina tare je 5-10 litara. Raspon cijena za verziju od 40 litara, na primjer, kreće se od 3.000 do 8.500 rubalja.
Pored visokih cijena, u pravilu, postoji indikacija uočenog GOST-a. Njegov broj je "949-73". U reklamama s proračunskom cijenom cilindara, GOST se rijetko registruje, što je alarmantno.
Transport kiseonika u bocama
Filozofski govoreći, kiseonik je neprocenjiv. Element je osnova života. Kiseonik prenosi gvožđe kroz ljudsko telo. Skup elemenata se naziva hemoglobin. Njegov nedostatak je anemija.
Bolest ima ozbiljne posljedice. Prvi od njih je smanjenje imuniteta. Zanimljivo je da se kod nekih životinja kiseonik u krvi ne prenosi gvožđem. Kod potkovača, na primjer, bakar isporučuje 8. element u organe.
