КИСЛОРОД

Охарактеризовать кислород как химический элемент; Познакомиться со свойствами кислорода - простого вещества; Изучить способы получения и собирания кислорода в промышленности и лаборатории; Указать области применения и значение кислорода.

Голландский алхимик и технолог. Получил кислород примерно за 150 лет до Пристли и Шееле при нагревании нитрата калия: 2КNO 3 = 2KNO 2 + O 2 Его открытие было засекречено, т.к. использование полученного газа предполагалось для дыхания людей на подводных лодках

Английский ученый. В 1774 году разложением оксида ртути ( II ) получил кислород и изучил его свойства 2HgO = 2Hg + O

Кислород был получен им многими способами: прокаливанием оксида ртути (как это сделали Пристли и Лавуазье), нагреванием карбоната ртути и карбоната серебра и т.д. Несомненно, Шееле первым (1772) «держал в руках» чистый кислород.

С целью проверки опытов Шееле и Пристли в 1774 году получил кислород, установил его природу и изучил его способность соединяться с фосфором и серой при горении и металлами при обжиге. Изучил состав атмосферного воздуха. Создал кислородную теорию горения,установил сложный состав воды и получил воду из кислорода и водорода. 2H 2 + O 2 = 2H 2 O Лавуазье показал, что процесс дыхания подобен процессу горения. Название кислороду Oxygenium дал А. Лавуазье C лат. оxygenium – рождающий кислоту

Химический символ Группа Период Порядковый номер Ar Валентность Степень окисления О VI II 8 16 II -1; -2; 0; +2

Атмосфера 21 % Гидросфера 89 % Литосфера 49 % Живые организмы 65% Кислород является самым распространённым элементом нашей планеты. По весу на его долю приходится примерно половина общей массы всех элементов земной коры.

Химическая формула: Модель молекулы М r (О 2 ) = Строение молекулы: О 2 32 О=О

6СO 2 + 6H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6O 2 Кислород расходуется в природе на процессы окисления (дыхания, гниения, горения) Масса кислорода в воздухе пополняется в ходе процесса фотосинтеза

Физические свойства кислорода О2 О2 О2 О2 Ц Г З Тв t пл = о С Ж t кип = о С + Н 2 О мало Газ при обычных условиях. При очень низких температурах (-183°С) переходит в жидкое агрегатное состояние (голубая жидкость), а при еще более низких температурах (-219°С) становится твёрдым (синие снежные кристаллы).

Из жидкого воздуха

В промышленности для получения чистого кислорода используют перегонку жидкого воздуха, основанную на разных температурах кипения компонентов воздуха. Воздух охлаждают примерно до - 200°С и затем медленно нагревают. При достижении температуры - 183°С из жидкого воздуха улетучивается кислород, остальные компоненты сжиженного воздуха при этой температуре остаются в жидком агрегатном состоянии.

KMnO 4 K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 2 toto toto KClO 3 KCl + O Нагрев KMnO 4 Проверка собравшегося кислорода 2H 2 O 2 – MnO2 2H 2 O + O 2

а – вытеснением воды ( над водой ); б – вытеснением воздуха; 1 – вспыхнувшая тлеющая лучина

Кислород очень сильный окислитель! Он окисляет многие вещества уже при комнатной температуре. Химическое взаимодействие вещества с кислородом называется реакцией окисления. Реакции окисления, сопровождающиеся выделением теплоты и света, называются реакциями горения. Реакции горения веществ это примеры быстрого окисления, а вот гниение, ржавление и т.п. это примеры медленного окисления веществ кислородом

С кислородом реагируют все элементы, кроме Au, Pt, He, Ne и Ar. В реакциях со всеми элементами (кроме фтора ОF 2- фторид кислорода ) кислород всегда ОКИСЛИТЕЛЬ. В результате реакции с металлами образуется оксид этого металла. Например, алюминий окисляется кислородом согласно уравнению: t° 4Al + 3O 2 2Al 2 O 3 Другой пример. При опускании раскалённой железной проволоки в склянку с кислородом, проволока сгорает, разбрызгивая в стороны снопы искр - раскалённых частичек железной окалины Fe 3 O 4 : t° 3Fe + 2O 2 Fe 3 O 4 видео

Образуется оксид неметалла. Горение фосфора с образованием оксида фосфора (V): t° 4Р + 5О 2 2Р 2 О 5 видео

Горение серы в кислороде с образованием сернистого газа SO 2 : t° S + O 2 SO 2 Горение угля в кислороде с образованием углекислого газа: t° С + О 2 СО 2 видео

В этом случае образуются оксиды элементов, из которых состоит молекула сложного вещества. обжиг сульфида меди (II) t° 2CuS + 3O 2 2CuO + 2SO 2 горение метана СН 4. t° СН 4 + 2О 2 СО 2 + 2Н 2 О Так как эта молекула состоит из атомов элементов углерода С и водорода Н, значит, образуется два оксида оксид углерода (IV) СО 2 и оксид водорода, то есть вода - Н 2 О: Окисляет соединения, которые содержат элементы с не максимальной степенью окисления: 2NO + O 2 2NO 2

Под воздействием солнечного излучения или электрического разряда может происходить реакция: 3О 2 =2О 3 В результате образуется озон. Он отличается от обычного кислорода составом молекулы (О 3 ) и свойствами.

Озон в природе Содержание озона в воздухе: Летом- до 7*10 -9 % (по объему), зимой- до 2* % В атмосфере максимальная его концентрация на высоте км, где озон образует слой, защищающий Землю от УФ- лучей.

Озон О 3 - газ голубого цвета с резким запахом. Каждый, кто обратил внимание на то, как пахнет воздух после грозы или вблизи источника электрического разряда, знает запах этого газа очень хорошо. В природе озон образуется под действием ультрафиолетового излучения Солнца, а также получается при электрических разрядах в атмосфере:

Озон - очень сильный окислитель, поэтому его используют при обеззараживании питьевой воды. При контакте с большинством способных окисляться веществ происходит взрыв. Озон образуется в атмосфере Земли на высоте 25 км под действием солнечной радиации, он поглощает опасное излучение Солнца. Однако в озоновом "зонтике" Земли, толщиной всего около 30 метров, то и дело возникают "дыры". В воздух попадает все больше "вредных" для озона газов, вроде монооксида азота NO или тех веществ, которые используются для наполнения холодильных установок и аэрозольных баллончиков. Даже частичное исчезновение озонового слоя над Землей грозит всему живому гибелью...

Кислород используется при конвертерном производстве стали, кислородном дутье в доменных печах, извлечении золота из руд, производстве ферросплавов, выплавке никеля, цинка, свинца, циркония и других цветных металлов, прямое восстановление железа, в литейном производстве, огневое бурение твердых пород.

Кислород в баллонах широко используется для газопламенной резки и сварки металлов, для плазменного высокоточного раскроя металлов.

В барокамерах, для работы дизельных двигателей под водой, топливо для ракетных двигателей. Используют в водолазном, космическом и пожарном снаряжении.

. В стекловаренных печах кислород используется для улучшения горения. Кроме этого он применяется для уменьшения выбросов оксидов азота до безопасных уровней. Целлюлозно-бумажная промышленность. Кислород используется при спиртовании и других процессах.

В оксибарокамерах, заправка оксигенераторов (кислородных масок, подушек и т.д.),в палатах со специальным микроклиматом, изготовление кислородных коктейлей, при выращивании микроорганизмов на парафинах нефти

Вычеркните неверное суждение о кислороде: 1. Кислород – элемент IV группы. 2. Кислород необходим для дыхания. 3. Кислород используют при резке и сварке металлов. 4. Кислород – это газ бледно-голубого цвета. 5. В лаборатории кислород получают разложением перманганата калия. 6. Кислород выделяют растения при фотосинтезе. 7. Кислород легче воздуха.

§ 21, 1 - 4