Кислород Оима атомен номер 8, разположен в главната подгрупа (подгрупа а) VIгрупа през втория период. В кислородните атоми валентните електрони се намират на 2-ро енергийно ниво, което има само с- И стр-орбитали. Това изключва възможността за преход на О атоми към възбудено състояние, следователно кислородът във всички съединения проявява постоянна валентност, равна на II. Имайки висока електроотрицателност, кислородните атоми винаги са отрицателно заредени в съединения (s.o. = -2 или -1). Изключение правят OF 2 и O 2 F 2 флуориди.

За кислорода са известни степени на окисление -2, -1, +1, +2

Обща характеристика на елемента

Кислородът е най-разпространеният елемент на Земята, като представлява малко по-малко от половината, 49%, от общата маса на земната кора. Естественият кислород се състои от 3 стабилни изотопа 16 O, 17 O и 18 O (16 O преобладава). Кислородът е част от атмосферата (20,9% от обема, 23,2% от масата), водата и повече от 1400 минерала: силициев диоксид, силикати и алумосиликати, мрамори, базалти, хематит и други минерали и скали. Кислородът съставлява 50-85% от масата на растителните и животинските тъкани, тъй като се съдържа в протеините, мазнините и въглехидратите, които изграждат живите организми. Ролята на кислорода за дишането и за окислителните процеси е добре известна.

Кислородът е относително слабо разтворим във вода - 5 обема в 100 обема вода. Въпреки това, ако целият кислород, разтворен във вода, премине в атмосферата, тогава той ще заема огромен обем - 10 милиона km 3 (n.c.). Това се равнява на приблизително 1% от целия кислород в атмосферата. Образуването на кислородна атмосфера на земята се дължи на процесите на фотосинтеза.

Открит от шведа К. Шееле (1771 - 1772) и англичанина Дж. Пристли (1774). Първият използва отопление със селитра, вторият - живачен оксид (+2). Името е дадено от А. Лавоазие ("оксигениум" - "раждащ киселини").

IN свободна формасъществува в две алотропни модификации - "обикновен" кислород O 2 и озон O 3.

Структурата на молекулата на озона

3O 2 \u003d 2O 3 - 285 kJ
Озонът в стратосферата образува тънък слой, който абсорбира повечетобиологично вредни ултравиолетова радиация.
По време на съхранение озонът спонтанно се превръща в кислород. Химически кислородът O 2 е по-малко активен от озона. Електроотрицателността на кислорода е 3,5.

Физични свойства на кислорода

O 2 - газ без цвят, мирис и вкус, т.т. –218,7 °С, т.к. -182,96 °C, парамагнитно.

Течен O 2 син, твърд - от син цвят. O 2 е разтворим във вода (по-добре от азот и водород).

Получаване на кислород

1. индустриален начин- дестилация на течен въздух и електролиза на вода:

2H 2 O → 2H 2 + O 2

2. В лабораторията кислородът се произвежда от:
1. Алкална електролиза водни разтвориили водни разтвори на кислородсъдържащи соли (Na 2 SO 4 и др.)

2. Термично разлагане на калиев перманганат KMnO 4:
2KMnO 4 \u003d K 2 MnO4 + MnO 2 + O 2,

Бертолетова сол KClO 3:
2KClO 3 \u003d 2KCl + 3O 2 (катализатор MnO 2)

Манганов оксид (+4) MnO 2:
4MnO 2 \u003d 2Mn 2 O 3 + O 2 (700 o C),

3MnO 2 \u003d 2Mn 3 O 4 + O 2 (1000 o C),

Бариев пероксид BaO 2:
2BaO 2 \u003d 2BaO + O 2

3. Разлагане на водороден пероксид:
2H 2 O 2 \u003d H 2 O + O 2 (MnO 2 катализатор)

4. Разлагане на нитрати:
2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2

На Космически корабии подводници, кислородът се получава от смес от K 2 O 2 и K 2 O 4:
2K 2 O 4 + 2H 2 O \u003d 4KOH + 3O 2
4KOH + 2CO 2 \u003d 2K 2 CO 3 + 2H 2 O

Обща сума:
2K 2 O 4 + 2CO 2 \u003d 2K 2 CO 3 + 3O 2

Когато се използва K 2 O 2, общата реакция изглежда така:
2K 2 O 2 + 2CO 2 \u003d 2K 2 CO 3 + O 2

Ако смесите K 2 O 2 и K 2 O 4 в равни моларни (т.е. еквимоларни) количества, тогава един мол O 2 ще бъде освободен на 1 мол абсорбиран CO 2.

Химични свойства на кислорода

Кислородът поддържа горенето. Изгаряне - b бърз процес на окисляване на вещество, придружен от освобождаване Голям бройтоплина и светлина. За да се докаже, че колбата съдържа кислород, а не някакъв друг газ, е необходимо да се спусне тлееща треска в колбата. В кислорода тлееща треска пламва ярко. Изгарянето на различни вещества във въздуха е редокс процес, при който кислородът е окислител. Окислителите са вещества, които "отнемат" електрони от редуциращи вещества. Добрите окислителни свойства на кислорода могат лесно да се обяснят със структурата на външната му електронна обвивка.

Валентната обвивка на кислорода се намира на 2-ро ниво - относително близо до ядрото. Следователно ядрото силно привлича електрони към себе си. На валентната обвивка на кислорода 2s 2 2p 4има 6 електрона. Следователно два електрона липсват преди октета, който кислородът се стреми да приеме от електронните обвивки на други елементи, влизайки в реакции с тях като окислител.

Кислородът има втората (след флуора) електроотрицателност по скалата на Полинг. Следователно в по-голямата част от съединенията си с други елементи кислородът има отрицателенстепен на окисление. По-силен окислител от кислорода е само неговият съсед по периода - флуорът. Следователно съединенията на кислорода с флуора са единствените, при които кислородът има положителна степен на окисление.

И така, кислородът е вторият най-мощен окислител сред всички елементи. Периодична система. Повечето от най-важните му химични свойства са свързани с това.
Всички елементи реагират с кислород, с изключение на Au, Pt, He, Ne и Ar; във всички реакции (с изключение на взаимодействието с флуор) кислородът е окислител.

Кислородът лесно реагира с алкални и алкалоземни метали:

4Li + O 2 → 2Li 2 O,

2K + O 2 → K 2 O 2,

2Ca + O 2 → 2CaO,

2Na + O 2 → Na 2 O 2,

2K + 2O 2 → K 2 O 4

Финото желязо на прах (така нареченото пирофорно желязо) се запалва спонтанно във въздуха, образувайки Fe 2 O 3, а стоманената тел гори в кислород, ако се нагрее предварително:

3 Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4

2Mg + O 2 → 2MgO

2Cu + O 2 → 2CuO

С неметали (сяра, графит, водород, фосфор и др.) Кислородът реагира при нагряване:

S + O 2 → SO 2,

C + O 2 → CO 2,

2H 2 + O 2 → H 2 O,

4P + 5O 2 → 2P 2 O 5,

Si + O 2 → SiO 2 и т.н.

Почти всички реакции с участието на кислород O 2 са екзотермични, с редки изключения, например:

N 2 + O 2 → 2NO-Q

Тази реакция протича при температура над 1200 o C или при електрически разряд.

Кислородът може да окислява сложни вещества, например:

2H 2 S + 3O 2 → 2SO 2 + 2H 2 O (излишен кислород),

2H 2 S + O 2 → 2S + 2H 2 O (липса на кислород),

4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O (без катализатор),

4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O (в присъствието на Pt катализатор),

CH 4 (метан) + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O,

4FeS 2 (пирит) + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2.

Известни са съединения, съдържащи диоксигенилов катион O 2 +, например O 2 + - (успешният синтез на това съединение подтикна Н. Бартлет да се опита да получи съединения на инертни газове).

Озон

Озонът е химически по-активен от кислорода O 2 . И така, озонът окислява йодид - йони I - в разтвор на Kl:

O 3 + 2Kl + H 2 O \u003d I 2 + O 2 + 2KOH

Озонът е силно токсичен, неговите токсични свойства са по-силни от, например, сероводорода. В природата обаче озонът, съдържащ се във високите слоеве на атмосферата, действа като защитник на целия живот на Земята от вредното ултравиолетово лъчение на слънцето. тънък озонов слойабсорбира тази радиация и тя не достига до повърхността на Земята. Има значителни колебания в дебелината и дължината на този слой във времето (така наречените озонови дупки), причините за такива колебания все още не са изяснени.

Приложение на кислород О 2: за интензифициране на процесите на производство на желязо и стомана, при топенето на цветни метали, като окислител в различни химически индустрии, за поддържане на живота на подводници, като окислител за ракетно гориво (течен кислород), в медицината, в заваряване и рязане на метали.

Използването на озон O 3:за дезинфекция на питейна вода, канализация, въздух, за избелване на тъкани.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Кислород- елемент от втория период на групата VIA на периодичната система на химичните елементи D.I. Менделеев, с атомен номер 8. Символ - О.

Атомна маса - 16 a.m.u. Молекулата на кислорода е двуатомна и има формула - O 2

Кислородът принадлежи към семейството на p-елементите. Електронна конфигурациякислороден атом 1s 2 2s 2 2p 4 . В своите съединения кислородът може да проявява няколко степени на окисление: „-2“, „-1“ (в пероксиди), „+2“ (F 2 O). Кислородът се характеризира с проявата на явлението алотропия - съществуването под формата на няколко прости вещества- алотропни модификации. Алотропните модификации на кислорода са кислород O 2 и озон O 3.

Химични свойства на кислорода

Кислородът е силен окислител, т.к за да завърши външния електронен нивелир, му липсват само 2 електрона и той лесно ги прикрепя. По отношение на реактивността кислородът е на второ място след флуора. Кислородът образува съединения с всички елементи с изключение на хелий, неон и аргон. Кислородът директно реагира с халогени, сребро, злато и платина (техните съединения се получават индиректно). Почти всички реакции, включващи кислород, са екзотермични. Особеностмного реакции на комбиниране с кислород - отделяне на голямо количество топлина и светлина. Такива процеси се наричат ​​горене.

Взаимодействие на кислород с метали. Така алкални метали(с изключение на литий) кислородът образува пероксиди или супероксиди, с останалата част - оксиди. Например:

4Li + O 2 = 2Li 2 O;

2Na + O 2 \u003d Na 2 O 2;

K + O 2 \u003d KO 2;

2Ca + O 2 \u003d 2CaO;

4Al + 3O 2 \u003d 2Al 2 O 3;

2Cu + O 2 \u003d 2CuO;

3Fe + 2O 2 \u003d Fe 3 O 4.

Взаимодействие на кислород с неметали. Взаимодействието на кислорода с неметалите протича при нагряване; всички реакции са екзотермични, с изключение на взаимодействието с азот (реакцията е ендотермична, протича при 3000C в електрическа дъга, в природата - с мълния). Например:

4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5;

C + O 2 \u003d CO 2;

2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O;

N 2 + O 2 ↔ 2NO - Q.

Взаимодействие със сложни неорганични вещества. При изгаряне сложни веществав излишък на кислород се образуват оксиди на съответните елементи:

2H 2 S + 3O 2 \u003d 2SO 2 + 2H 2 O (t);

4NH3 + 3O2 \u003d 2N2 + 6H2O (t);

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O (t, kat);

2PH 3 + 4O 2 = 2H 3 PO 4 (t);

SiH 4 + 2O 2 \u003d SiO 2 + 2H 2 O;

4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8 SO 2 (t).

Кислородът е способен да окислява оксидите и хидроксидите до съединения с по-високо ниво на окисление:

2CO + O 2 \u003d 2CO 2 (t);

2SO 2 + O 2 = 2SO 3 (t, V 2 O 5);

2NO + O 2 \u003d 2NO 2;

4FeO + O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 (t).

Взаимодействие със сложни органични вещества. Почти всички органични вещества горят, като се окисляват от атмосферния кислород до въглероден диоксид и вода:

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + H 2 O.

В допълнение към реакциите на горене (пълно окисление) са възможни и реакции на частично или каталитично окисление, в който случай продуктите на реакцията могат да бъдат алкохоли, алдехиди, кетони, карбоксилни киселинии други вещества:

Окисляването на въглехидрати, протеини и мазнини служи като източник на енергия в живия организъм.

Физични свойства на кислорода

Кислородът е най-разпространеният елемент на земята (47% от масата). Въздухът съдържа 21% кислород по обем. кислород - компонентвода, минерали, органични вещества. Растителните и животинските тъкани съдържат 50-85% кислород под формата на различни съединения.

В свободно състояние кислородът е газ без цвят, вкус и мирис, слабо разтворим във вода (3 литра кислород се разтварят в 100 литра вода при 20°C. Течен кислород син цвят, има парамагнитни свойства (изтегля се в магнитно поле).

Получаване на кислород

Има промишлени и лабораторни методи за производство на кислород. Така че в промишлеността кислородът се получава чрез дестилация на течен въздух, а основните лабораторни методи за получаване на кислород включват реакциите на термично разлагане на сложни вещества:

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

4K 2 Cr 2 O 7 \u003d 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 +3 O 2

2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2

2KClO 3 \u003d 2KCl + 3 O 2

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1

Буцата в гърлото е кислород. Установено е, че в състояние на стрес глотисът се разширява. Разположен е в средата на ларинкса, ограничен от 2 мускулни гънки.

Именно те оказват натиск върху близките тъкани, създавайки усещане за буца в гърлото. Разширяването на празнината е следствие от повишената консумация на кислород. Помага за справяне със стреса. И така, прословутата буца в гърлото може да се нарече кислород.

8-мият елемент на таблицата е познат във формата. Но понякога течен кислород. елементмагнетизирани в това състояние. За свойствата на кислорода и предимствата, които могат да бъдат извлечени от тях обаче, ще говорим в основната част.

Свойства на кислорода

Благодарение на магнитните свойства, кислородът се премества с помощта на мощни. Ако говорим за елемент в обичайното му състояние, самият той е в състояние да движи, по-специално, електрони.

Всъщност дихателната система е изградена върху редокс потенциала на дадено вещество. Кислородът в него е крайният акцептор, т.е. приемащият агент.

Ензимите действат като донори. Вещества, окислени с кислород, се освобождават в външна среда. Това е въглероден диоксид. Произвежда от 5 до 18 литра на час.

Излизат още 50 грама вода. Така че приемът на много вода е разумна препоръка от лекарите. Плюс това, страничните продукти от дишането са около 400 вещества. Сред тях е ацетонът. Освобождаването му се засилва при редица заболявания, например диабет.

Обичайната модификация на кислорода, O 2, участва в процеса на дишане. Това е двуатомна молекула. Има 2 несдвоени електрона. И двете са в антисвързващи орбитали.

Те имат по-голям енергиен заряд от свързващите вещества. Следователно молекулата на кислорода лесно се разпада на атоми. Енергията на дисоциация достига почти 500 килоджаула на мол.

In vivo кислород - газс почти инертни молекули. Те имат силна междуатомна връзка. Окислителните процеси са едва забележими. За ускоряване на реакциите са необходими катализатори. В тялото те са ензими. Те провокират образуването на радикали, които възбуждат верижния процес.

Температурата може да бъде катализатор за химични реакции с кислорода. 8-мият елемент реагира дори на леко нагряване. Топлината предизвиква реакции с водород, метан и други горими газове.

Взаимодействията протичат с експлозии. Нищо чудно, че един от първите дирижабли в историята на човечеството е избухнал. Беше пълен с водород. Самолетът се нарича Хинденбург и се разбива през 1937 г.

Нагряването позволява на кислорода да създава връзки с всички елементи на периодичната таблица, с изключение на инертните газове, т.е. аргон, неон и хелий. Между другото, хелият се превърна в заместител на пълненето на дирижабли.

Газът не влиза в реакцията, само че е скъп. Но да се върнем към героя на статията. кислород - химичен елемент взаимодействащи с метали дори при стайна температура.

Достатъчно е и за контакт с някои сложни съединения. Последните включват азотни оксиди. Но с прост азот химичен елемент кислородреагира само при 1200 градуса по Целзий.

За реакциите на героя на статията с неметали е необходимо нагряване поне до 60 градуса по Целзий. Това е достатъчно, например, за контакт с фосфор. Героят на статията взаимодейства със сивото вече на 250 градуса. Между другото, сярата е включена в елементи от кислородната подгрупа. Тя е основната в 6-та група на периодичната таблица.

Кислородът взаимодейства с въглерода при 700-800 градуса по Целзий. Това се отнася до окисляването на графита. Този минерал е една от кристалните форми на въглерода.

Между другото, окисляването е ролята на кислорода във всякакви реакции. Повечето от тях протичат с отделяне на светлина и топлина. Просто казано, взаимодействието на веществата води до изгаряне.

Биологичната активност на кислорода се дължи на неговата разтворимост във вода. При стайна температура в него се дисоциират 3 милилитра от 8-то вещество. Изчислението се основава на 100 милилитра вода.

Елементът показва висока производителност в етанол и ацетон. Те разтварят 22 грама кислород. Максималната дисоциация се наблюдава в течности, съдържащи флуор, например перфлуоробутиттрахидрофуран. На 100 милилитра от него се разтварят почти 50 грама от 8-ия елемент.

Говорейки за разтворен кислород, нека споменем неговите изотопи. Atmospheric се класира на 160-то място. Във въздуха е 99,7%. 0,3% са изотопи 170 и 180. Молекулите им са по-тежки.

В контакт с тях водата почти не преминава в парообразно състояние. Само 160-ата модификация на 8-ия елемент се издига във въздуха. Тежките изотопи остават в моретата и океаните.

Интересното е, че освен газообразни и течни състояниякислородът е твърдо вещество. Той, подобно на течния вариант, се образува при минусови температури. За водния кислород са необходими -182 градуса, а за камъка най-малко -223.

Последната температура дава кубичната решетка на кристалите. От -229 до -249 градуса по Целзий кристалната структура на кислорода вече е шестоъгълна. Изкуствено получени и други модификации. Но освен тях ниски температуринеобходимо е повишено налягане.

В обичайното състояние кислородът принадлежи към елементитес 2 атома, той е безцветен и без мирис. Въпреки това, има 3-атомна версия на героя на статията. Това е озон.

Има подчертан свеж аромат. Приятно е, но токсично. Разликата от обикновения кислород също е голяма маса от молекули. Атомите се събират в мълниеносни разряди.

Ето защо миризмата на озон се усеща след душ. Можете да усетите аромата и голяма надморска височина 10-30 километра. Там образуването на озон провокира ултравиолетова радиация. Кислородните атоми улавят радиацията на слънцето, комбинирайки се в големи молекули. Това всъщност спасява човечеството от радиация.

Екстракция на кислород

Индустриалците изваждат героя на статията от нищото. Почиства се от водна пара, въглероден окис и прах. След това въздухът се втечнява. След пречистване остават само азот и кислород. Първият се изпарява при -192 градуса.

Кислородът остава. Но руски учени са открили склад на вече втечнения елемент. Намира се в мантията на Земята. Нарича се още геосфера. Под твърдата кора на планетата и над нейното ядро ​​има слой.

Инсталирайте там знак за кислороден елементпомогна лазерна преса. Работихме с него в Синхротронния център DESY. Намира се в Германия. Изследването е проведено съвместно с немски учени. Заедно те изчислиха, че съдържанието на кислород в предполагаемия слой на мания е 8-10 пъти по-голямо, отколкото в атмосферата.

Нека изясним практиката за изчисляване на дълбоки кислородни реки. Физиците са работили с железен оксид. Изстисквайки и нагрявайки го, учените получиха всички нови метални оксиди, неизвестни досега.

Когато се стигне до температури от 1000 градуса и налягане 670 000 пъти атмосферното, се получава съединението Fe 25 O 32. Описани са условията на средните слоеве на геосферата.

Реакцията на преобразуване на оксид протича с глобално освобождаване на кислород. Трябва да се предположи, че това се случва и вътре в планетата. Желязото е типичен елемент за мантията.

Комбинация на елемент с кислородсъщо типичен. Версията, че атмосферният газ се е просмукал от земята в продължение на милиони години и се е натрупал близо до нейната повърхност, не е типична.

Грубо казано, учените поставиха под въпрос доминиращата роля на растенията в образуването на кислород. Зелените могат да дадат само част от газа. В този случай трябва да се страхувате не само от унищожаването на флората, но и от охлаждането на ядрото на планетата.

Намаляването на температурата на мантията може да блокира образуването на кислород. Масова частто в атмосферата също ще намалее, а в същото време животът на планетата.

Въпросът как да извлечете кислород от мания не си струва. Невъзможно е да се пробие земята на дълбочина повече от 7000-8000 километра. Остава да изчакаме, докато героят на статията сам изплува на повърхността и го извади от атмосферата.

Приложение на кислород

Активното използване на кислород в промишлеността започва с изобретяването на турборазширители. Те се появяват в средата на миналия век. Устройствата втечняват въздуха и го разделят. Всъщност това са инсталации за копаене кислород.

Какви елементи се образуваткръгът на "комуникация" на героя на статията? Първо, те са метали. Тук не става въпрос за пряко взаимодействие, а за топене на елементи. Към горелките се добавя кислород, за да изгори горивото възможно най-ефективно.

В резултат на това металите се размекват по-бързо, смесвайки се в сплави. Без кислород, например, конвекторният метод за производство на стомана е незаменим. Обикновеният въздух като запалване е неефективен. Не без втечнен газ в цилиндри и рязане на метал.

Открит е кислородът като химичен елементи фермери. В втечнена форма веществото влиза в коктейли за животни. Те активно наддават на тегло. Връзката между кислорода и масата на животните може да се проследи в карбоновия период от развитието на Земята.

Ерата е белязана от горещ климат, изобилие от растения и следователно от 8-ия газ. В резултат на това около планетата пълзяха стоножки с дължина под 3 метра. Открити са вкаменелости от насекоми. Схемата работи и днес. Дайте на животното постоянна добавка към обичайната порция кислород, ще получите увеличение на биологичната маса.

Лекарите се запасяват с кислород в бутилки за спиране, тоест спиране на астматични пристъпи. Газът е необходим и при елиминиране на хипоксията. Така наречен кислородно гладуване. 8-мият елемент помага и при заболявания на стомашно-чревния тракт.

В този случай кислородните коктейли се превръщат в лекарство. В други случаи веществото се дава на пациентите в гумирани възглавници или чрез специални тръби и маски.

IN химическа индустриягероят на статията е окислител. Реакциите, в които може да участва 8-ми елемент, вече бяха споменати. Характеристика на кислородаположително разглеждани, например, в ракетната наука.

Героят на статията е избран като окислител на гориво за кораби. Комбинацията от двете модификации на 8-ия елемент е призната за най-мощната окислителна смес. Тоест ракетното гориво взаимодейства с обикновения кислород и озона.

Цената на кислорода

Героят на статията се продава в балони. Те осигуряват елемент връзка. С кислородможете да закупите бутилки от 5, 10, 20, 40, 50 литра. Като цяло стандартната стъпка между обемите на тарата е 5-10 литра. Ценовият диапазон за 40-литрова версия например е от 3000 до 8500 рубли.

До етикетите с висока цена, като правило, има индикация за наблюдавания GOST. Номерът му е "949-73". В рекламите с бюджетната цена на цилиндрите рядко се регистрира GOST, което е тревожно.

Транспортиране на кислород в бутилки

Философски погледнато, кислородът е безценен. Елементът е основата на живота. Кислородът транспортира желязото в човешкото тяло. Група елементи се нарича хемоглобин. Недостигът му е анемия.

Заболяването има сериозни последствия. Първият от тях е намаляването на имунитета. Интересното е, че при някои животни кислородът в кръвта не се пренася от желязото. При подковоносите, например, медта доставя 8-ия елемент на органите.

Кислородът подпомага процесите на дишане и горене. Много неметали изгарят в кислород. Например въглищата горят във въздуха, докато взаимодействат с кислорода. В резултат на тази реакция се образува въглероден диоксид и се отделя топлина. Известно е, че топлината се обозначава с буквата "Q". Ако в резултат на реакцията се отделя топлина, тогава в уравнението се записва "Q", ако се абсорбира, тогава "-Q".

Топлината, отделена или погълната по време на химическа реакция, се нарича термична ефектът от химическа реакция.

Реакциите, при които се отделя топлина, се наричат екзотермичен.

Реакциите, протичащи с поглъщане на топлина, се наричат ендотермичен.

Взаимодействие на кислород с неметали

Уравнението за реакцията на изгаряне на въглища във въздуха:

CO 2 \u003d CO 2 Q

Ако изгаряте въглища в съд с кислород, тогава в този случай въглищата ще изгорят по-бързо, отколкото във въздуха. Тоест скоростта на изгаряне на въглища в кислород е по-висока, отколкото във въздуха.

Сярата също гори във въздуха и също се отделя топлина. Това означава, че реакцията на взаимодействие на сярата с кислорода може да се нарече екзотермична. IN чист кислородсярата гори по-бързо, отколкото във въздуха.

Уравнението на реакцията за изгаряне на сяра в кислород, ако в този случай се образува серен оксид (IV) :

S O 2 \u003d SO 2 Q

По подобен начин е възможно да се извърши реакцията на изгаряне на фосфор във въздух или в кислород. Тази реакция също е екзотермична. Неговото уравнение, ако резултатът е фосфорен оксид (V):

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

Взаимодействие на кислород с метали

Някои метали могат да горят в кислородна атмосфера. Например, желязото изгаря в кислород, за да образува желязо:

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

Но медта не гори в кислород, а се окислява от кислород при нагряване. В този случай се образува меден (II) оксид:

2CuO 2 = 2CuO

Взаимодействието на кислорода със сложни вещества

Кислородът може да реагира не само с прости, но и със сложни вещества.

Природният газ метан изгаря в кислород, за да образува въглероден оксид (IV) и вода:

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

При непълно изгаряне на метан (при условия на недостатъчен кислород) се образува не въглероден диоксид, а въглероден оксид CO. Въглероден окис- токсично вещество, което е изключително опасно за хората, т.к. човек не усеща токсичния му ефект, но бавно заспива със загуба на съзнание.

Реакциите на прости и сложни вещества с кислород се наричат ​​окисление. Когато простите и сложните вещества взаимодействат с кислорода, като правило се образуват сложни вещества, състоящи се от два елемента, единият от които е кислород. Тези вещества се наричат ​​оксиди.

1. Сборник задачи и упражнения по химия: 8. клас: към учеб. П.А. Оржековски и др., „Химия. 8 клас / P.A. Оржековски, Н.А. Титов, Ф.Ф. Хегел. - М .: AST: Астрел, 2006. (стр. 70-74)

2. Ушакова О.В. Работна тетрадка по химия: 8. клас: към учебника на П.А. Оржековски и др., „Химия. 8 клас” / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековски; под. изд. проф. П.А. Оржековски - М .: AST: Астрел: Профиздат, 2006. (стр. 68-70)

3. Химия. 8 клас. Proc. за общ институции / П.А. Оржековски, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. – М.: Астрел, 2012. (§21)

4. Химия: 8. клас: учеб. за общ институции / П.А. Оржековски, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: AST: Астрел, 2005. (§28)

5. Химия: неорганична. химия: учебник. за 8 кл. общ инст. /Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фелдман. - М .: Образование, АО "Московски учебници", 2009. (§ 20)

6. Енциклопедия за деца. Том 17. Химия / Глава. редактиран от V.A. Володин, водещ. научен изд. И. Леенсън. – М.: Аванта, 2003.

8 O 1s 2 2s 2 2p 4 ; A r = 15.999 Изотопи: 16 O (99.759%); 170 (0,037%); 180 (0,204%); ЕО - 3,5

Кларк вътре земната кора 47% тегловни; в хидросферата 85,82 тегл.%; в атмосферата 20,95% обемни.

Най-често срещаният елемент.

Форми за намиране на елемента: а) в свободна форма - O 2, O 3;

б) в свързана форма: O 2- аниони (главно)

Кислородът е типичен неметал, p-елемент. Валентност = II; степен на окисление -2 (с изключение на H 2 O 2, OF 2, O 2 F 2)

Физични свойства на O 2

Молекулен кислород O 2 at нормални условияе в газообразно състояние, няма цвят, мирис и вкус, слабо разтворим във вода. При дълбоко охлаждане под налягане кондензира в бледосиня течност (Tbp - 183°C), която при -219°C се превръща в сини кристали.

Как да получите

1. Кислородът се образува в природата в процеса на фотосинтеза mCO 2 + nH 2 O → mO 2 + Cm (H 2 O) n

2. Промишлено производство

а) ректификация на течен въздух (отделяне от N 2);

б) електролиза на вода: 2H 2 O → 2H 2 + O 2

3. В лабораторията те се получават чрез термично редокс разлагане на соли:

а) 2KSlO 3 \u003d 3O 2 + 2KCI

б) 2KMnO 4 \u003d O 2 + MnO 2 + K 2 MnO 4

в) 2KNO 3 \u003d O 2 + 2KNO 2

г) 2Cu (NO 3) O 2 \u003d O 2 + 4NO 2 + 2CuO

д) 2AgNO 3 \u003d O 2 + 2NO 2 + 2Ag

4. В херметически затворени помещения и в автономни дихателни апарати кислородът се получава по реакцията:

2Na 2 O 2 + 2СO 2 \u003d O 2 + 2Na 2 CO 3

Химични свойства на кислорода

Кислородът е силен окислител. По химическа активност той е на второ място след флуора. Образува съединения с всички елементи с изключение на He, Ne и Ar. Реагира директно с повечето прости вещества при нормални условия или при нагряване, както и в присъствието на катализатори (с изключение на Au, Pt, Hal 2, благородни газове). Реакциите с O 2 в повечето случаи са екзотермични, често протичат в режим на горене, понякога в експлозия. В резултат на реакциите се образуват съединения, в които кислородните атоми, като правило, имат C.O. -2:

Окисление на алкални метали

4Li + O 2 = 2Li 2 O литиев оксид

2Na + O 2 \u003d Na 2 O 2 натриев пероксид

K + O 2 \u003d KO 2 калиев супероксид

Окисляване на всички метали с изключение на Au, Pt

Me + O 2 = Me x O y оксиди

Окисляване на неметали, с изключение на халогени и благородни газове

N 2 + O 2 \u003d 2NO - Q

S + O 2 \u003d SO 2;

C + O 2 \u003d CO 2;

4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5

Si + O 2 \u003d SiO 2

Окисляване на водородни съединения на неметали и метали

4HI + O 2 \u003d 2I 2 + 2H 2 O

2H 2 S + 3O 2 \u003d 2SO 2 + 2H 2 O

4NH 3 + 3O 2 \u003d 2N 2 + 6H 2 O

4NH3 + 5O2 \u003d 4NO + 6H2O

2PH 3 + 4O 2 \u003d P 2 O 5 + 3H 2 O

SiH 4 + 2O 2 \u003d SiO 2 + 2H 2 O

C x H y + O 2 = CO 2 + H 2 O

MeH x + 3O 2 \u003d Me x O y + H 2 O

Окисляване на нисши оксиди и хидроксиди на поливалентни метали и неметали

4FeO + O 2 \u003d 2Fe 2 O 3

4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe(OH) 3

2SO 2 + O 2 = 2SO 3

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4HNO 3

Окисляване на метални сулфиди

4FeS 2 + 11О 2 = 8SO 2 + 2Fe 2 О 3

Окисляване на органични вещества

всичко органични съединенияизгаря при окисляване от атмосферния кислород.

Продукти на окисляване различни елементивключени в техните молекули са:

В допълнение към реакциите на пълно окисление (изгаряне) са възможни и реакции на частично окисление.

Примери за реакции на непълно окисление на органични вещества:

1) каталитично окисление на алкани

2) каталитично окисление на алкени

3) окисляване на алкохоли

2R-CH 2 OH + O 2 → 2RCOH + 2H 2 O

4) окисление на алдехиди

Озон

Озон O 3 е по-силен окислител от O 2, тъй като по време на реакцията неговите молекули се разлагат, за да образуват атомарен кислород.

Чистият O 3 е син газ, много токсичен.

K + O 3 \u003d KO 3 калиев озонид, червен.

PbS + 2O 3 \u003d PbSO 4 + O 2

2KI + O 3 + H 2 O \u003d I 2 + 2KOH + O 2

Последната реакция се използва за качествени и количествено определянеозон.