Што е кислород? кислород соединенија

Кислород (O) - не-метален хемиски елемент од групата 16 (VIa) на периодична табела. Тоа е потребно за живи организми безбоен, без вкус и мирис на гас - животни кои го претвори во јаглерод диоксид, и растенија кои се користат на CO ₂ како извор на јаглерод и O ₂ се враќа во атмосферата. Кислород формира соединение реакција со речиси било кој друг елемент, и дислоцира на хемиски елементи на комуникација едни со други. Во многу случаи, овие процеси се придружени со ослободување на топлина и светлина. Најважните соединение на кислород е вода.

Историја на откривање

Во 1772, шведскиот хемичар Карл Вилхелм Шеле прво ја демонстрираше дека таквите кислород што ги прима со загревање нитрат калиум оксид, жива, како и многу други супстанции. Независно од него во 1774 година, англискиот хемичар Dzhozef Pristli откриле хемиски елемент со термички распаѓање на жива оксид и објави своите наоди во истата година, три години пред Шиле објавување. Во годините 1775-1780 францускиот хемичар Antuan Lavuaze толкува улогата на кислород во здивот и гори, отфрлајќи теоријата на флогистон, општо прифатени во тоа време. Тој е познат по неговата тенденција да се формираат киселини кога се комбинираат со различни материи и ги повика oxygène елемент, кој на грчки значи "создава киселина".

преваленцијата

Што е кислород? Сметководство за 46% од тежината на кората, тоа е најчестиот елемент на него. Износот на кислород во атмосферата е 21% од волуменот и тежината на својата 89% во морската вода.

Во карпи елемент во комбинација со метали и неметали како оксиди кои се кисели (на пример, на сулфур, јаглерод, алуминиум, и фосфор) или основните (калциум, магнезиум и железо) и како негова сол-како соединенија кои може да се смета како формирана од киселина и основни оксиди како што сулфати, карбонати, силикати, фосфати и алуминат. Иако тие се многубројни, но овие материи не може да послужи како извор на кислород, како расцеп врска со метален атоми потрошувачка на енергија.

карактеристики

Ако температурата на кислород под -183 ° C, станува бледо сина течност, и на -218 ° C - солидна. Чиста O ₂ е 1,1 пати потешки од воздухот.

За време на дишењето животни и некои бактерии консумираат кислород од атмосферата и рециклирани јаглерод диоксид, додека во зелено растение фотосинтезата во присуство на сончева светлина го апсорбираат јаглеродниот диоксид и ослободување на слободен кислород. Речиси целата O ₂ во атмосферата е произведен од страна на фотосинтеза.

На 20 ° C за околу 3 делови по волумен на кислород растворени во 100 делови на свежа вода, малку помалку од - во морската вода. Тоа е потребно за дишење на риба и други морски животни.

Природни кислород е мешавина од три стабилни изотопи ¹⁶ O (99.759%), ¹⁷ O ^(0037%), а ¹⁸ O (0204%). Постојат неколку вештачки произведени радиоактивни изотопи. Повеќето од нив се долговечни е ¹⁵ О (полуживот 124) кој се користи за проучување на дишење кај цицачите.

allotrope

Појасна идеја за она што кислород, овозможи да се добие своите две алотропни форми, двоатомската (O ₂₎ и triatomic (O _3, озон). Својства двоатомски форма укажуваат на тоа дека шест електрони врзуваат атомите и две остане неспарени, предизвикувајќи paramagnetism на кислород. Три атом на озон молекули не се наоѓа на една права линија.

Озонската можат да бидат произведени во согласност со равенката: 3О ₂ → 2О _3.

Процесот е ендотермичка (бара енергија); конверзија на озон се врати во двоатомски кислород придонесува за присуство на преодните метали или нивните оксиди. Чист кислород е претворена во озон со дејство на електрични празнење сјај. Реакцијата, исто така, се јавува по апсорпција на ултравиолетова светлина со бранова должина од околу 250 nm. Појавата на овој процес во горниот дел од атмосферата елиминира зрачењето кои ќе бидат штетни за животот на површината на Земјата. Луто мирис на озон е присутна во затворен простор со предизвикувајќи електрична опрема, како што се генератори. Овој гас е светло сина. Нејзината густина на 1.658 пати поголема од воздух, и има точка на вриење од -112 ° C при атмосферски притисок.

Озон - силен антиоксидант способен за конвертирање на сулфур диоксид, триоксид, сулфид да сулфат, јодид, јод (аналитичкиот метод за обезбедување на своите проценка), како и многу деривати органско соединение содржи кислород, како што се алдехиди и киселини. Конверзија на јаглеводороди со озон од автомобилот издувните гасови во овие киселини и алдехиди е причина за смог. Во индустријата, озон се користи како хемиски реагенс, средства за дезинфекција за третман на отпадни води, за прочистување на водата и за белење на ткаенини.

методи на подготовка

Постапката за добивање кислород зависи од тоа колку гас за да се примат. Лабораториски методи за следново:

1. Термички распаѓање на некои соли како што се калиум хлорат или калиум нитрат:

• 2KClO ₃ → 2KCl + 3О _2.
• 2KNO ₃ → 2KNO ₂ + O _2.

Калиум хлорат распаѓање катализирана од транзицијата метални оксиди. За ова често се користи манган диоксид (pyrolusite, MnO _2). На катализатор намалува времето потребно за еволуцијата кислород температура, од 400 до 250 ° C.

2. деградација на метални оксиди под дејство на температура:

• 2HgO → 2Hg + O _2.
• 2Ag ₂ O → 4AG + O _2.

Шеле и Priestley за овој хемиски елемент се користи соединението (оксид), кислород и жива (II).

3. термички распаѓање на метал пероксиди или хидроген пероксид:

• 2BaO + O ₂ → 2BaO _2.
• ₂ 2BaO → 2BaO + O _2.
• Бао ₂ + H ₂ SO ₄ → H ₂ O ₂ + шумата _4.
• 2H ₂ O ₂ → 2H ₂ O + O _2.

Првата индустриска методи за поделба на кислород од атмосферата или за производство на водород пероксид зависи од формирањето на една оксид на бариум пероксид.

4. Електролиза на вода со мали примеси на соли или киселини кои обезбедуваат спроведување на електрична струја:

2H ₂ O → 2H ₂ O ₂ +

индустриското производство

Ако е потребно да се добие големи количини на кислород се користат фракционо дестилација на течен воздух. На главните компоненти на воздухот го има највисока точка на вриење, а со тоа, во споредба со азот и помалку Сам аргон. Процесот користи за ладење гас за време на нејзиното проширување. Главните фази на работа како што следува:

• воздухот се филтрира за да се отстранат цврстите честички;
• влага и јаглерод диоксид се отстрани од страна на апсорпција во алкали;
• воздухот е компресирана и топлина на компресија е отстранета преку конвенционални процедури ладење;
• тогаш тоа влезе во калем наоѓа во рамките на комората;
• дел од компресиран гас (под притисок од околу 200 atm) се проширува во комората за ладење на намотката;
• прошири гас се враќа на компресорот и минува низ неколку фази на компресија и подоцнежно проширување, при што, на -196 ° C, воздухот станува течност;
• загреана течност дестилација првата светлина инертни гасови, тогаш азот и течен кислород остатоци. Повеќе фракционирање произведува производ доволно чист (99.5%) за повеќето индустриски апликации.

Употреба во индустријата

Металургијата е најголем потрошувач на чист кислород за производство на високо јаглероден челик: да се ослободи од неметали на јаглерод диоксид и други нечистотии толку побрзо и полесно отколку со воздух.

Отпадни води кислород ветување за повеќе ефективен третман на течни отпадни води отколку во други хемиски процеси. Тоа станува сè повеќе важно во затворени системи за согорување на отпад со користење на чиста O _2.

Т.н. ракетен оксиданс е течен кислород. Чиста O ₂ Ова се користи за подморници и во нуркачкото звоно.

Во хемиската индустрија, кислород заменува обичен воздух во производството на супстанции како што се ацетилен, етилен оксид и метанол. Медицински апликации вклучуваат употреба на кислород во инхалатори коморите и инкубатори за бебиња. анестетски гас збогатена со кислород обезбедува поддршка животот за време на општа анестезија. Без овој хемиски елемент биле во можност да постојат голем број на индустрии кои користат печки. Тоа е она што на кислород.

хемиски својства и реакцијата на

Големи вредности на електрони афинитет и електронегативност на кислород се типични компоненти кои покажуваат метални својства. Сите соединенија имаат негативна состојба кислород оксидација. Кога исполнет две електрони орбитали, која е формирана O ^2- јон. На пероксиди (O ₂ ^2-) претпоставува дека секој атом има полнење на -1. Ова својство на електрони прифаќање од страна на целосно или делумно пренесување и одредува оксидирачки агенс. Кога агентот реагира со супстанција, електрони донатор, своја држава оксидација се намалува. Промената (намалување) во состојба на кислород оксидација од нула до -2 нарекува обновување.

Под нормални услови на елементот формира dihydric и trihydric соединенија. Покрај тоа, постојат исклучително нестабилен молекули chetyrehatomnye. Во двоатомски форма две неспарени електрони се наоѓаат на nonbonding орбитали. Ова е потврдено од страна на однесување гас парамагнетски.

Интензивни реактивност понекогаш се објаснува озон претпоставката дека една од три атоми е во "атомски" држава. Реагирајќи овој атом е одвоена од O _3, оставајќи молекуларна кислород.

O ₂ молекула на нормална температура и при притисок од околината слабо реактивни. Атомски кислород е многу повеќе активен. енергија за одвојување (O ₂ → 2О) е значајна и 117,2 kcal mol.

врски

C неметали, како што се водород, јаглерод, сулфур, кислород, формира голем број на ковалентно врзан соединенија, вклучувајќи неметални оксиди како што се вода (H ₂ O), сулфур диоксид _(SO2) и јаглерод диоксид (CO _2); органски соединенија како што се алкохоли, алдехиди и карбоксилни киселини; заеднички киселини како што се јаглеродна _{(H2 CO3),} сулфурна киселина (H ₂ SO ₄₎ и азотен (HNO _3); и соодветните соли како на пример натриум сулфат (Na ₂ SO _4), натриум карбонат (Na ₂ CO ₃₎ и натриум нитрат (нано _3). Кислород е присутна во форма на O ^2- јон во кристалната структура на цврсти метални оксиди, како што соединението (оксид), кислород и CaO на калциум. Метал супероксид (КО ₂₎ содржат јонски O ₂ ^-, додека метал пероксиди (Бао ₂₎ содржат јонски O ₂ ^2-. кислород соединенија, генерално, имаат -2 оксидација држава.

клучни карактеристики

Конечно го наведете ги главните својства на кислород:

• Electron конфигурација: 1Ѕ 2S ^{2 2} 2P ^4.
• Атомски број: 8.
• Атомска маса: 15,9994.
• точка на вриење: -183,0 ° C.
• Точка на топење: -218,4 ° C.
• Густина (ако притисокот на кислород е 1 atm на 0 ° C): 1.429 g / l.
• оксидација состојба на -1, -2, +2 (во соединенија со флуор).