Egy oxigénatomban 8 elektron van, míg a belső szinten 2 elektron és 6 elektron van

A nitrátok termikus lebontásának módszereit is használják:

Az oxigén elektronikus szerkezete (1s

1. Az alkálifémek oxidjainak olvadáspontja a fém atomsugár növekedésével csökken; Így,

a) fa (cellulóz):

b) olaj vagy gáz (benzin C

d) szén (kő vagy faszén, koksz):

Számos nagy energiatartalékkal rendelkező C-, H-, N-, O-tartalmú vegyület is ki van téve az égésnek. Az oxidációhoz szükséges oxigén nemcsak a légkörből (mint az előző reakciókban), hanem magából az anyagból is felhasználható. A reakció megindításához elegendő a reakció enyhe aktiválása, például ütés vagy rázás. Ezekben a reakciókban az oxidok is égéstermékek, de mindegyik gáz halmazállapotú, és a folyamat magas véghőmérsékletén gyorsan kitágul. Ezért az ilyen anyagok robbanásveszélyesek. A robbanóanyagok példái a trinitroglicerin (vagy nitroglicerin) C

A cikk tartalma

OXIGÉN, Az O (oxigénium), az elemek periódusos rendszerének VIA alcsoportjának kémiai eleme: O, S, Se, Te, Po, a kalkogén család tagja. A természetben ez a legelterjedtebb elem, tartalma a Föld légkörében 21% (térf.), a földkéregben vegyület formájában kb. 50 tömeg%, a hidroszférában pedig 88,8 tömeg%.

Az oxigén nélkülözhetetlen a földi élethez: az állatok és a növények légzés útján fogyasztják az oxigént, a növények pedig fotoszintézis útján bocsátanak ki oxigént. Az élőanyag nem csak a testnedvekben (vérsejtek stb.) tartalmaz kötött oxigént, hanem szénhidrátokban (cukor, cellulóz, keményítő, glikogén), zsírokban és fehérjékben is. Az agyagok, kőzetek szilikátokból és más oxigéntartalmú szervetlen vegyületekből állnak, mint például oxidok, hidroxidok, karbonátok, szulfátok és nitrátok.

Történelmi hivatkozás.

Az oxigénről szóló első információk Európában a 8. századi kínai kéziratokból váltak ismertté. A 16. század elején Leonardo da Vinci az oxigén kémiájával kapcsolatos adatokat közölt, még nem tudta, hogy az oxigén elem. Az oxigén addíciós reakciókat S. Gales (1731) és P. Bayen (1774) tudományos munkái írják le. Külön figyelmet érdemelnek K. Scheele 1771–1773-as tanulmányai a fémek és a foszfor oxigénnel való kölcsönhatásáról. J. Priestley 1774-ben számolt be az oxigén mint elem felfedezéséről, néhány hónappal azután, hogy Bayen a levegővel való reakcióiról számolt be. Az oxigénium ("oxigén") nevet nem sokkal Priestley felfedezése után kapta ez az elem, és a "savtermelő" görög szavakból származik; ez annak a tévhitnek köszönhető, hogy oxigén minden savban jelen van. Az oxigén légzési és égési folyamatokban betöltött szerepének magyarázata azonban A. Lavoisier (1777) nevéhez fűződik.

Az atom szerkezete.

Bármely természetes oxigénatom 8 protont tartalmaz az atommagban, de a neutronok száma 8, 9 vagy 10 lehet. A három oxigénizotóp közül a leggyakoribb (99,76%) a 16 8 O (8 proton és 8 neutron). Egy másik izotóp, a 18 8 O (8 proton és 10 neutron) tartalma mindössze 0,2%. Ezt az izotópot jelölőként vagy bizonyos molekulák azonosítására, valamint biokémiai és orvosi-kémiai vizsgálatokra (nem radioaktív nyomok vizsgálatára szolgáló módszer) használják. A harmadik nem radioaktív oxigénizotóp 17 8 O (0,04%) 9 neutront tartalmaz, tömegszáma 17. Miután a Nemzetközi Bizottság 1961-ben standard atomtömegként elfogadta a 12 6 C szénizotóp tömegét, a Az oxigén súlyozott átlagos atomtömege 15 9994 lett. 1961-ig a vegyészek az atomtömeg szabványos mértékegységét az oxigén atomtömegének tekintették, amelyet három természetes oxigénizotóp keveréke esetén 16 000-nek feltételeztek. A fizikusok a 16 8 O oxigénizotóp tömegszámát vették szabványos atomtömeg-egységnek, ezért a fizikai skála szerint az oxigén átlagos atomtömege 16,0044 volt.

Egy oxigénatomban 8 elektron van, ebből 2 elektron a belső szinten és 6 elektron a külső szinten. Ezért a kémiai reakciókban az oxigén legfeljebb két elektront tud befogadni a donoroktól, így akár 8 elektront is kitöltve a külső héja, és többlet negatív töltést képez.

Molekuláris oxigén.

A legtöbb más elemhez hasonlóan, amelyek atomjaiból 1-2 elektron hiányzik ahhoz, hogy a 8 elektronból álló külső héjat kiegészítsék, az oxigén kétatomos molekulát alkot. Ez a folyamat sok energiát (~490 kJ/mol) szabadít fel, és ennek megfelelően ugyanennyi energiát kell fordítani a molekulák atomokká történő disszociációjának fordított folyamatára. Az O–O kötés erőssége olyan nagy, hogy 2300°C-on az oxigénmolekulák mindössze 1%-a disszociál atomokká. (Figyelemre méltó, hogy az N 2 nitrogénmolekula képződésében az N–N kötés erőssége még nagyobb, ~710 kJ/mol.)

Elektronikus szerkezet.

Az oxigénmolekula elektronszerkezetében, ahogy az várható is, az elektronok oktett szerinti eloszlása ​​az egyes atomok körül nem valósul meg, de vannak párosítatlan elektronok, és az oxigén az ilyen szerkezetre jellemző tulajdonságokat mutat (például kölcsönhatásba lép mágneses mező, lévén paramágnes).

Reakciók.

Megfelelő körülmények között a molekuláris oxigén szinte minden elemmel reagál, kivéve a nemesgázokat. Szobakörülmények között azonban csak a legaktívabb elemek reagálnak elég gyorsan az oxigénnel. Valószínű, hogy a legtöbb reakció csak az oxigén atomokká történő disszociációja után megy végbe, és a disszociáció csak nagyon magas hőmérsékleten megy végbe. A katalizátorok vagy más anyagok azonban a reagáló rendszerben elősegíthetik az O 2 disszociációját. Ismeretes, hogy az alkáli (Li, Na, K) és az alkáliföldfémek (Ca, Sr, Ba) reakcióba lépnek a molekuláris oxigénnel peroxidokat képezve:

Átvétel és jelentkezés.

A légkörben található szabad oxigén miatt kivonásának leghatékonyabb módja a levegő cseppfolyósítása, amelyből eltávolítják a szennyeződéseket, CO 2 -t, port stb. kémiai és fizikai módszerek. A ciklikus folyamat magában foglalja a kompressziót, a hűtést és az expanziót, ami a levegő cseppfolyósodásához vezet. Lassú hőmérséklet-emelkedéssel (frakcionált desztilláció) a folyékony levegő először a nemesgázokat (a legnehezebben cseppfolyósítható) párologtatja el, majd a nitrogént, és a folyékony oxigén marad vissza. Ennek eredményeként a folyékony oxigén nyomokban nemesgázokat és viszonylag nagy százalékban nitrogént tartalmaz. Sok alkalmazásnál ezek a szennyeződések nem zavarják. A nagy tisztaságú oxigén eléréséhez azonban a desztillációs folyamatot meg kell ismételni. Az oxigént tartályokban és hengerekben tárolják. Nagy mennyiségben használják kerozin és egyéb üzemanyagok oxidálószereként rakétákban és űrhajókban. Az acélipar oxigéngázt használ a vas befúvatására a Bessemer-eljáráson keresztül, hogy gyorsan és hatékonyan eltávolítsa a C-, S- és P-szennyeződéseket. Az oxigénfúvás gyorsabban és jobban állítja elő az acélt, mint a légfúvás. Az oxigént fémek hegesztésére és vágására is használják (oxi-acetilén láng). Az oxigént a gyógyászatban is használják, például a légzési nehézségekkel küzdő betegek légzőkörnyezetének gazdagítására. Oxigént különféle kémiai módszerekkel lehet nyerni, és ezek egy részét a laboratóriumi gyakorlatban kis mennyiségű tiszta oxigén előállítására használják.

Elektrolízis.

Az oxigén előállításának egyik módja a víz elektrolízise, ​​amely katalizátorként kis mennyiségű NaOH-t vagy H 2 SO 4-et tartalmaz: 2H 2 O ® 2H 2 + O 2. Ebben az esetben kis mennyiségű hidrogén szennyeződés képződik. Kisütőberendezés segítségével a gázelegyben lévő hidrogénnyomok ismét vízzé alakulnak, amelynek gőzeit fagyasztással vagy adszorpcióval távolítják el.

Termikus disszociáció.

Az oxigén megszerzésének egyik fontos laboratóriumi módszere, amelyet J. Priestley javasolt, a nehézfém-oxidok hőbontása: 2HgO ® 2Hg + O 2 . Ehhez Priestley a napsugarakat a higany-oxid porra fókuszálta. Jól ismert laboratóriumi módszer az oxosók, például a kálium-klorát termikus disszociációja katalizátor - mangán-dioxid - jelenlétében:

A kalcinálás előtt kis mennyiségben hozzáadott mangán-dioxid lehetővé teszi a kívánt hőmérséklet és disszociációs sebesség fenntartását, maga a MnO 2 pedig nem változik a folyamat során.

A nitrátok termikus lebontásának módszereit is használják:

valamint egyes aktív fémek peroxidjai, például:

2BaO 2 ® 2BaO + O 2

Ez utóbbi módszert egy időben széles körben alkalmazták oxigén kivonására a légkörből, és BaO-t levegőn hevítettek, amíg BaO 2 nem keletkezett, majd a peroxid hőbontását követte. A hőbontási módszer megőrzi jelentőségét a hidrogén-peroxid előállításában.

fizikai tulajdonságok.

Az oxigén normál körülmények között színtelen, szagtalan és íztelen gáz. A folyékony oxigén halványkék színű. A szilárd oxigén legalább három kristálymódosulatban létezik. A gázhalmazállapotú oxigén vízben oldódik, és valószínűleg instabil vegyületeket képez, például O 2 H H 2 O és esetleg O 2 H 2H 2 O.

Kémiai tulajdonságok.

Mint már említettük, az oxigén kémiai aktivitását az határozza meg, hogy képes O atomokra disszociálni, amelyek nagyon reaktívak. Csak a legaktívabb fémek és ásványok reagálnak nagy sebességgel az O 2 -vel alacsony hőmérsékleten. A legaktívabb alkáli (IA alcsoportok) és néhány alkáliföldfém (IIA alcsoport) fémek peroxidokat képeznek, mint például NaO 2 és BaO 2 O 2 -vel. Más elemek és vegyületek csak az O 2 disszociációs termékkel reagálnak. Megfelelő körülmények között a nemesgázok és a Pt, Ag, Au fémek kivételével minden elem reagál az oxigénnel. Ezek a fémek oxidokat is képeznek, de különleges körülmények között.

Az oxigén elektronszerkezete (1s 2 2s 2 2p 4) olyan, hogy az O atom két elektront fogad be a külső szintre, hogy egy stabil külső elektronhéjat képezzen, O 2– iont képezve. Az alkálifém-oxidokban túlnyomórészt ionos kötések jönnek létre. Feltételezhető, hogy ezeknek a fémeknek az elektronjait szinte teljes egészében az oxigén vonzza. A kevésbé aktív fémek és nemfémek oxidjaiban az elektronok átmenete nem teljes, és az oxigén negatív töltéssűrűsége kevésbé kifejezett, így a kötés kevésbé ionos vagy inkább kovalens.

A fémek oxigénnel történő oxidációja során hő szabadul fel, melynek nagysága korrelál az M–O kötés erősségével. Egyes nemfémek oxidációja során hő nyelődik el, ami az oxigénnel való gyengébb kötéseikre utal. Az ilyen oxidok termikusan instabilak (vagy kevésbé stabilak, mint az ionos kötésű oxidok), és gyakran nagyon reaktívak. A táblázat összehasonlítás céljából a legtipikusabb fémek, átmeneti fémek és nemfémek, az A- és B-alcsoport elemeinek oxidjainak képződési entalpiáinak értékeit mutatja (a mínusz jel hőleadást jelent).

Az oxidok tulajdonságairól számos általános következtetés vonható le:

1. Az alkálifémek oxidjainak olvadáspontja a fém atomsugár növekedésével csökken; Így, t pl (Cs 2 O) t pl (Na 2 O). Az ionos kötés által dominált oxidok olvadáspontja magasabb, mint a kovalens oxidok olvadáspontja: t pl (Na 2 O) > t pl (SO 2).

2. A reaktív fémek oxidjai (IA–IIIA alcsoportok) termikusan stabilabbak, mint az átmeneti fémek és nemfémek oxidjai. A termikus disszociáció során a legmagasabb oxidációs állapotban lévő nehézfém-oxidok alacsonyabb oxidációs állapotú oxidokat képeznek (például 2Hg 2+ O ® (Hg +) 2 O + 0,5O 2 ® 2Hg 0 + O 2). Az ilyen magas oxidációs állapotú oxidok jó oxidálószerek lehetnek.

3. A legaktívabb fémek kölcsönhatásba lépnek a molekuláris oxigénnel magasabb hőmérsékleten peroxidokat képezve:

Sr + O 2 ® SrO 2 .

4. Az aktív fémek oxidjai színtelen oldatot képeznek, míg a legtöbb átmeneti fém oxidjai színesek és gyakorlatilag oldhatatlanok. A fémoxidok vizes oldatai bázikus tulajdonságokat mutatnak, és OH-csoportokat tartalmazó hidroxidok, míg a nemfém-oxidok vizes oldatokban H + iont tartalmazó savakat képeznek.

5. Az A-alcsoportok fémei és nemfémei a csoportszámnak megfelelő oxidációs állapotú oxidokat képeznek, például Na, Be és B Na 1 2 O, Be II O és B 2 III O 3, és nem a C, N, S, Cl alcsoportok IVA-VIIA fémei C IV O 2, N V 2 O 5, S VI O 3, Cl VII 2 O 7 . Egy elem csoportszáma csak a maximális oxidációs állapottal korrelál, mivel az elemek alacsonyabb oxidációs állapotú oxidjai is lehetségesek. A vegyületek égési folyamataiban az oxidok tipikus termékek, például:

2H 2S + 3O 2 ® 2SO 2 + 2H 2 O

A széntartalmú anyagok és szénhidrogének enyhe melegítés hatására CO 2 -vé és H 2 O-vá oxidálódnak (égnek). Ilyen anyagok például az üzemanyagok - fa, olaj, alkoholok (valamint a szén - szén, koksz és faszén). Az égési folyamatból származó hőt gőztermelésre (majd villamos energia vagy erőművekbe kerül), valamint házak fűtésére hasznosítják. Az égési folyamatok tipikus egyenletei:

a) fa (cellulóz):

(C6H10O5) n + 6n O 2 ® 6 n CO2+5 n H 2 O + hőenergia

b) olaj vagy gáz (benzin C 8 H 18 vagy földgáz CH 4):

2C 8 H 18 + 25O 2 ® 16CO 2 + 18H 2 O + hőenergia

CH 4 + 2O 2 ® CO 2 + 2H 2 O + hőenergia

C 2 H 5 OH + 3O 2 ® 2CO 2 + 3H 2 O + hőenergia

d) szén (kő vagy faszén, koksz):

2C + O 2 ® 2CO + hőenergia

2CO + O 2 ® 2CO 2 + hőenergia

Számos nagy energiatartalékkal rendelkező C-, H-, N-, O-tartalmú vegyület is ki van téve az égésnek. Az oxidációhoz szükséges oxigén nemcsak a légkörből (mint az előző reakciókban), hanem magából az anyagból is felhasználható. A reakció megindításához elegendő a reakció enyhe aktiválása, például ütés vagy rázás. Ezekben a reakciókban az oxidok is égéstermékek, de mindegyik gáz halmazállapotú, és a folyamat magas véghőmérsékletén gyorsan kitágul. Ezért az ilyen anyagok robbanásveszélyesek. A robbanóanyagok példái a trinitroglicerin (vagy nitroglicerin) C 3 H 5 (NO 3) 3 és trinitrotoluol (vagy TNT) C 7 H 5 (NO 2) 3 .

Egy elem alacsonyabb oxidációs állapotú fém- vagy nemfém-oxidjai oxigénnel reagálnak, és ennek az elemnek a magas oxidációs állapotú oxidjait képezik:

Az ércekből nyert vagy szintetizált természetes oxidok nyersanyagként szolgálnak számos fontos fém előállításához, például vas Fe 2 O 3-ból (hematit) és Fe 3 O 4 (magnetit), alumínium Al 2 O 3-ból (timföld) ), magnézium MgO-ból (magnézia). A könnyűfém-oxidokat a vegyiparban lúgok vagy bázisok előállítására használják. A kálium-peroxid KO 2 szokatlan felhasználásra talál, mivel nedvesség jelenlétében és a vele való reakció eredményeként oxigént szabadít fel. Ezért a KO 2-t a légzőkészülékekben oxigén előállítására használják. A kilélegzett levegő nedvessége oxigént szabadít fel a légzőkészülékben, a KOH pedig elnyeli a CO 2 -t. A CaO-oxid és a kalcium-hidroxid Ca(OH) 2 előállítása nagyüzemi termelés a kerámia- és cementtechnológiában.

Víz (hidrogén-oxid).

A víz H 2 O jelentősége mind a laboratóriumi gyakorlatban a kémiai reakciókban, mind az életfolyamatokban különös figyelmet igényel ennek az anyagnak a VÍZ, JÉG ÉS GŐZ) tekintetében. Mint már említettük, az oxigén és a hidrogén közvetlen kölcsönhatásában, például szikrakisülés körülményei között, robbanás és vízképződés következik be, 143 kJ/(mol H 2 O) felszabadulás mellett.

A vízmolekula csaknem tetraéderes szerkezetű, a H–O–H szöge 104° 30°. A molekulában lévő kötések részben ionosak (30%) és részben kovalensek, nagy sűrűségű negatív töltéssel az oxigén és ennek megfelelően a hidrogén pozitív töltésével:

A H-O kötések erőssége miatt a hidrogén alig válik le az oxigénről, a víz pedig nagyon gyenge savas tulajdonságokat mutat. A víz számos tulajdonságát a töltések eloszlása ​​határozza meg. Például egy vízmolekula egy fémionnal hidrátot képez:

A víz egy elektronpárt ad egy akceptornak, amely lehet H +:

Oxoanionok és oxokációk

- oxigéntartalmú részecskék, amelyek maradék negatív (oxoanionok) vagy maradék pozitív (oxokációk) töltéssel rendelkeznek. Az O 2– ion nagy affinitással (nagy reaktivitással) rendelkezik a H + típusú pozitív töltésű részecskékkel szemben. A stabil oxoanionok legegyszerűbb képviselője az OH- hidroxidion. Ez magyarázza a nagy töltéssűrűségű atomok instabilitását és részleges stabilizálódását egy pozitív töltésű részecske hozzáadása következtében. Ezért amikor az aktív fém (vagy oxidja) a vízre hat, OH képződik, nem pedig O 2–:

2Na + 2H 2O ® 2Na + + 2OH - + H 2

Na 2 O + H 2 O ® 2Na + + 2OH -

Bonyolultabb oxoanionok képződnek oxigénből egy fémionnal vagy egy nagy pozitív töltésű nemfém részecskével, ami egy alacsony töltésű, stabilabb részecskét eredményez, például:

Az oxigén a hatodik csoport fő alcsoportjának, a kémiai elemek periodikus rendszerének második periódusának 8-as rendszámú eleme. O (lat. Oxygenium) szimbólummal jelöljük. Az oxigén egy reaktív nemfém, és a kalkogéncsoport legkönnyebb eleme. Az oxigén egyszerű anyag (CAS-szám: 7782-44-7) normál körülmények között színtelen, íztelen és szagtalan gáz, amelynek molekulája két oxigénatomból áll (O 2 képlet), ezért dioxigénnek is nevezik. A folyékony oxigén világoskék színű, a szilárd oxigén világoskék kristályok.
Vannak más allotróp oxigénformák is, például az ózon (CAS-szám: 10028-15-6) - normál körülmények között a gáz kék szín sajátos szagú, melynek molekulája három oxigénatomból áll (O 3 képlet).

A felfedezés története

Hivatalosan úgy tartják, hogy az oxigént Joseph Priestley angol kémikus fedezte fel 1774. augusztus 1-jén a higany-oxid lebontásával egy hermetikusan lezárt edényben (Priestley egy erős lencse segítségével erre a vegyületre irányította a napsugarakat).
2HgO (t) → 2Hg + O 2

Priestley azonban kezdetben nem vette észre, hogy egy új egyszerű anyagot fedezett fel, azt hitte, hogy izolálta a levegő egyik alkotórészét (és ezt a gázt "deflogisztikus levegőnek" nevezte). Priestley beszámolt felfedezéséről Antoine Lavoisier kiváló francia kémikusnak. 1775-ben A. Lavoisier megállapította, hogy az oxigén a levegő és a savak szerves része, és számos anyagban megtalálható.
Néhány évvel korábban (1771-ben) a svéd kémikus, Carl Scheele oxigénhez jutott. A salétromot kénsavval kalcinálta, majd a keletkező nitrogén-oxidot elbontotta. Scheele ezt a gázt "tüzes levegőnek" nevezte, és felfedezését egy 1777-ben megjelent könyvben írta le (pont azért, mert a könyv később jelent meg, mint ahogy Priestley bejelentette felfedezését, ez utóbbit tekintik az oxigén felfedezőjének). Scheele Lavoisier-nek is beszámolt tapasztalatairól.
Az oxigén felfedezésének fontos szakasza Peter Bayen francia kémikus munkája volt, aki a higany oxidációjáról és oxidjának ezt követő lebontásáról publikált munkát.
Végül A. Lavoisier Priestley és Scheele információi alapján végre rájött a keletkező gáz természetére. Munkássága nagy jelentőségű volt, mert ennek köszönhetően megdőlt az akkoriban uralkodó, a kémia fejlődését akadályozó flogisztonelmélet. Lavoisier kísérletet végzett különféle anyagok égésével kapcsolatban, és megcáfolta a flogiszton elméletét az elégetett elemek tömegére vonatkozó eredmények közzétételével. A hamu tömege meghaladta az elem kezdeti tömegét, ami jogot adott Lavoisier-nek arra, hogy azt állítsa, hogy az égés során az anyag kémiai reakciója (oxidációja) megy végbe, ezzel összefüggésben megnő az eredeti anyag tömege, ami cáfolja a a flogiszton elmélete.
Így az oxigén felfedezésének érdemében valójában Priestley, Scheele és Lavoisier osztozik.

név eredete

Az oxigén szó (elnevezése: eleje XIX században még „savasság”), megjelenése az orosz nyelvben bizonyos mértékig M. V. Lomonoszovnak köszönhető, aki más neologizmusokkal együtt bevezette a „sav” szót is; így az "oxigén" szó az "oxigén" (francia oxygène) kifejezés pauszpapírja volt, amelyet A. Lavoisier javasolt (a görög ὀξύς - "savanyú" és γεννάω - "szülök" szóból), Ez a fordítás „savat generál”, amely eredeti jelentéséhez kapcsolódik - „sav”, amely korábban oxidokat jelentett, amelyeket a modern nemzetközi nómenklatúra szerint oxidoknak neveznek.

Nyugta

Jelenleg az iparban az oxigént a levegőből nyerik. Az oxigén előállításának fő ipari módszere a kriogén desztilláció. Az iparban is jól ismertek és sikeresen alkalmazzák a membrántechnológián alapuló oxigénüzemeket.
A laboratóriumok oxigént használnak ipari termelés acélhengerekben, körülbelül 15 MPa nyomáson szállítjuk.
Kis mennyiségű oxigén nyerhető kálium-permanganát KMnO 4 hevítésével:
2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

A hidrogén-peroxid H 2 O 2 katalitikus bomlásának reakcióját is alkalmazzák:
2H 2O 2 → 2H 2O + O 2

A katalizátor mangán-dioxid (MnO 2) vagy egy darab nyers zöldség (a hidrogén-peroxid bomlását felgyorsító enzimeket tartalmaznak).
Oxigén nyerhető a kálium-klorát (bertolet-só) KClO 3 katalitikus lebontásával:
2KClO 3 → 2KCl + 3O 2

Az oxigénszerzés laboratóriumi módszerei közé tartozik a lúgok vizes oldatainak elektrolízisének módszere.

Fizikai tulajdonságok

Normál körülmények között az oxigén színtelen, íztelen és szagtalan gáz.
1 liter tömege 1,429 g, a levegőnél valamivel nehezebb. Kissé oldódik vízben (4,9 ml/100 g 0 °C-on, 2,09 ml/100 g 50 °C-on) és alkoholban (2,78 ml/100 g 25 °C-on). Jól oldódik olvadt ezüstben (22 térfogat O 2 1 térfogat Ag-ban 961 °C-on). Ez paramágneses.
Ha a gáznemű oxigént hevítjük, reverzibilis disszociációja atomokra megy végbe: 2000 °C-on - 0,03%, 2600 °C-on - 1%, 4000 °C-on - 59%, 6000 °C-on - 99,5%.
A folyékony oxigén (forráspontja –182,98 °C) halványkék folyadék.
Szilárd oxigén (olvadáspont -218,79 ° C) - kék kristályok.

Az oxigén támogatja a légzési és égési folyamatokat. Sok nemfém ég oxigénben. Például a szén a levegőben ég, miközben kölcsönhatásba lép az oxigénnel. A reakció eredményeként szén-dioxid képződik és hő szabadul fel. Ismeretes, hogy a hőt "Q" betű jelöli. Ha a reakció eredményeként hő szabadul fel, akkor az egyenletbe „Q”, ha elnyelődik, akkor „-Q”-t írunk.

A kémiai reakció során felszabaduló vagy elnyelt hőt termikusnak nevezzük hatás kémiai reakció.

A hőt felszabadító reakciókat ún hőtermelő.

A hő elnyelésével lejátszódó reakciókat ún endoterm.

Az oxigén kölcsönhatása nem fémekkel

A szén levegőben történő égési reakciójának egyenlete:

C O 2 \u003d CO 2 Q

Ha szenet éget egy edényben oxigénnel, akkor ebben az esetben a szén gyorsabban ég, mint a levegőben. Vagyis a szén égési sebessége oxigénben nagyobb, mint levegőben.

A kén is ég a levegőben, és hő is szabadul fel. Ez azt jelenti, hogy a kén és az oxigén kölcsönhatása exotermnek nevezhető. A kén gyorsabban ég tiszta oxigénben, mint levegőben.

A kén oxigénben történő elégetésének reakcióegyenlete, ha ebben az esetben kén-oxid (IV) keletkezik :

S O 2 \u003d SO 2 Q

Hasonlóképpen, a foszfor égési reakcióját levegőben vagy oxigénben is végrehajthatjuk. Ez a reakció szintén exoterm. Ennek egyenlete, ha az eredmény foszfor-oxid (V):

4P 5O 2 \u003d 2P 2 O 5 Q

Az oxigén kölcsönhatása fémekkel

Egyes fémek oxigénes légkörben éghetnek. Például a vas oxigénben ég, és vaskővé válik:

3Fe 2O 2 \u003d Fe 3 O 4 Q

De a réz nem ég oxigénben, hanem hevítés közben oxigénnel oxidálódik. Ebben az esetben réz(II)-oxid képződik:

2CuO2=2CuO

Az oxigén kölcsönhatása összetett anyagokkal

Az oxigén nem csak egyszerű, hanem összetett anyagokkal is képes reagálni.

A földgáz metán oxigénben égve szén-monoxidot (IV) és vizet képez:

CH 4 2O 2 \u003d CO 2 2H 2 O Q

Nál nél tökéletlen égés metán (hiányos oxigén mellett), nem szén-dioxid, hanem szén-monoxid CO képződik. Szén-monoxid - mérgező anyag, emberre rendkívül veszélyes, mert. az ember nem érzi mérgező hatását, de lassan eszméletvesztéssel elalszik.

Az egyszerű és összetett anyagok oxigénnel való reakcióit oxidációnak nevezzük. Amikor az egyszerű és összetett anyagok kölcsönhatásba lépnek az oxigénnel, általában összetett anyagok, amely két elemből áll, amelyek közül az egyik az oxigén. Ezeket az anyagokat oxidoknak nevezzük.

1. Feladat- és gyakorlatgyűjtemény kémiából: 8. osztály: tankönyvbe. P.A. Orzsekovszkij és mások: „Kémia. 8. évfolyam / P.A. Orzsekovszkij, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M .: AST: Astrel, 2006. (70-74. o.)

2. Ushakova O.V. Kémia munkafüzet: 8. osztály: a tankönyvhöz P.A. Orzsekovszkij és mások: „Kémia. Grade 8” / O.V. Ushakova, P.I. Beszpalov, P.A. Orzsekovszkij; alatt. szerk. prof. P.A. Orzsekovszkij - M .: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (68-70. o.)

3. Kémia. 8. osztály. Proc. tábornoknak intézmények / P.A. Orzsekovszkij, L.M. Mescserjakova, M.M. Shalashova. – M.: Astrel, 2012. (§21)

4. Kémia: 8. osztály: tankönyv. tábornoknak intézmények / P.A. Orzsekovszkij, L.M. Mescserjakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§28)

5. Kémia: szervetlen. kémia: tankönyv. 8kl-ért. Tábornok inst. /G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M .: Oktatás, JSC "Moszkvai tankönyvek", 2009. (20. §)

6. Enciklopédia gyerekeknek. 17. kötet Kémia / Fejezet. szerkesztette: V.A. Volodin, vezető. tudományos szerk. I. Leenson. – M.: Avanta, 2003.