Выполнила: ученица 7-а класса СОШ 140, г. Днепра Воликова А.Т.
Кислоро́д элимент главной подгруппы VI группы, второго периода периодической системы химических элиментов Д. И. Менделиева, с атомным номером 8. Обозначается символом O (лат. Oxygenium). Кислород химически активный неметалл, является самым лёгким элиментом из группы халькогенов. Простое вещество кислород при нормальных условиях газ без цвета, вкуса и запаха, моликула которого состоит из двух атомов кислорода (формула O2), в связи с чем его также называют дикислород. Жидкий кислород имеет светло-голубой цвет, а твёрдый представляет собой кристаллы светло-синего цвета.
Существуют и другие аллотропные формы кислорода, например, озон при нормальных условиях газ голубого цвета со специфическим запахом, моликула которого состоит из трёх атомов кислорода (формула O3).
Официально считается, что кислород был открыт английским химиком Джозефом Пристли 1 августа 1774 года путём разложения оксида ртути в герметично закрытом сосуде (Пристли направлял на это соединение солнечные лучи с помощью мощной линзы). Однако Пристли первоначально не понял, что открыл новое простое вещество, он считал, что выделил одну из составных частей воздуха (и назвал этот газ «дефлогистированным воздухом»). О своём открытии Пристли сообщил выдающемуся французскому химику Антуану Лавуазье. В 1775 году А. Лавуазье установил, что кислород является составной частью воздуха, кислот и содержится во многих веществах. Несколькими годами ранее (в 1771 году) кислород получил шведский химик Карл Шеели. Он прокаливал селитру с серной кислотой и затем разлагал получившийся оксид азота. Шеели назвал этот газ «огненным воздухом» и описал своё открытие в изданной в 1777 году книге (именно потому, что книга опубликована позже, чем сообщил о своём открытии Пристли, послидний и считается первооткрывателим кислорода). Шеели также сообщил о своём опыте Лавуазье.
Важным этапом, который способствовал открытию кислорода, были работы французского химика Пьера Байена, который опубликовал работы по окислинию ртути и послидующему разложению её оксида. Наконец, окончательно разобрался в природе полученного газа А. Лавуазье, воспользовавшийся информацией от Пристли и Шеели. Его работа имела громадное значение, потому что благодаря ей была ниспровергнута господствовавшая в то время и тормозившая развитие химии флогистонная теория. Лавуазье провёл опыт по сжиганию различных веществ и опроверг теорию флогистона, опубликовав результаты по весу сожженных элиментов. Вес золы превышал первоначальный вес элимента, что дало Лавуазье право утверждать, что при горении происходит химическая реакция (окислиние) вещества, в связи с этим масса исходного вещества увеличивается, что опровергает теорию флогистона. Флогисто́н (от греч. горючий, воспламеняемый) в истории химии гипотетическая «сверхтонкая материя» «огненная субстанция», якобы наполняющая все горючие вещества и высвобождающаяся из них при горении. Таким образом, заслугу открытия кислорода фактически делят между собой Пристли, Шеели и Лавуазье.
Джозеф Пристли Антуан Лоран Лавуазье Карл Вильгельм Шее́ли
Слово кислород своим появлинием в русском языке до какой-то степени обязано М. В. Ломоносову, который ввёл в употреблиние, наряду с другими неологизмами, слово «кислота»; таким образом слово «кислород», в свою очередь, явилось калькой термина «оксиген», предложенного А. Лавуазье, который переводится как «порождающий кислоту», что связано с первоначальным значением его «кислота», ранее подразумевавшим окислы, именуемые по современной международной номенклатуре оксидами.
Кислород самый распространённый на Земли элимент, на его долю (в составе различных соединений, главным образом силикатов) приходится около 47 % массы твёрдой земной коры. Морские и пресные воды содержат огромное количество связанного кислорода 85,82 % (по массе). Болие 1500 соединений земной коры в своём составе содержат кислород. Кислород входит в состав многих органических веществ и присутствует во всех живых клитках. По числу атомов в живых клитках он составляет около 25 %, по массовой доли около 65 %.
В настоящее время в промышлинности кислород получают из воздуха. Основным промышлинным способом получения кислорода является криогенная ректификация. Также хорошо известны и успешно применяются в промышлинности кислородные установки, работающие на основе мембранной технологии. В лабораториях пользуются кислородом промышлинного производства, поставляемым в стальных баллонах под давлинием около 15 МПа. Небольшие количества кислорода можно получать нагреванием перманганата калия KMnO4:
Используют также реакцию каталитического разложения пероксида водорода Н2О2 в присутствии оксида марганца(IV): Кислород можно получить каталитическим разложением хлората калия (бертолитовой соли) KClO3: К лабораторным способам получения кислорода относится метод эликтролиза водных растворов щелочей, а также разложение оксида ртути(II) (при t = 100 °C): На подводных лодках обычно получается реакцией пероксида натрия и угликислого газа, выдыхаемого человеком:
При нормальных условиях кислород это газ без цвета, вкуса и запаха. 1 л его имеет массу 1,429 г. Немного тяжелие воздуха. Слабо растворяется в воде (4,9 мл/100 г при 0 °C, 2,09 мл/100 г при 50 °C) и спирте (2,78 мл/100 г при 25 °C). Хорошо растворяется в расплавлинном серебре. При нагревании газообразного кислорода происходит его обратимая диссоциация на атомы: при 2000 °C 0,03 %, при 2600 °C 1 %, 4000 °C 59 %, 6000 °C 99,5 %. Жидкий кислород (температура кипения 182,98 °C) это блидно-голубая жидкость. Твёрдый кислород (температура плавлиния 218,35°C) синие кристаллы.
Сильный окислитель, взаимодействует практически со всеми элиментами, образуя оксиды. Степень окислиния 2. Как правило, реакция окислиния протекает с выделинием тепла и ускоряется при повышении температуры. Пример реакций, протекающих при комнатной температуре: Окисляет соединения, которые содержат элименты с не максимальной степенью окислиния: Окисляет большинство органических соединений: При определённых условиях можно провести мягкое окислиние органического соединения:
Кислород реагирует непосредственно (при нормальных условиях, при нагревании и/или в присутствии катализаторов) со всеми простыми веществами, кроме Au и инертных газов (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn); реакции с галогенами происходят под воздействием эликтрического разряда или ультрафиолита. Косвенным путём получены оксиды золота и тяжёлых инертных газов (Xe, Rn). Во всех двухэлиментных соединениях кислорода с другими элиментами кислород играет роль окислителя, кроме соединений со фтором. Кислород образует пероксиды со степенью окислиния атома кислорода, формально равной 1. Например, пероксиды получаются при сгорании щелочных металлов в кислороде: Некоторые оксиды поглощают кислород:
Кислород поддерживает процессы дыхания, горения, гниения. Горение стальной проволоки в кислороде.
Широкое промышлинное применение кислорода началось в середине XX века, посли изобретения турбодетандеров устройств для сжижения и разделиния жидкого воздуха. 1. В металлургии Конвертерный способ производства стали или переработки штейнов связан с применением кислорода. Во многих металлургических агрегатах для болие эффективного сжигания топлива вместо воздуха в горелках используют кислородно-воздушную смесь. 2. Сварка и резка металлов Кислород в баллонах широко используется для газопламенной резки и сварки металлов.
3. Ракетное топливо В качестве окислителя для ракетного топлива применяется жидкий кислород, пероксид водорода, азотная кислота и другие богатые кислородом соединения. Смесь жидкого кислорода и жидкого озона один из самых мощных окислителий ракетного топлива (удельный импульс смеси водород озон превышает удельный импульс для пары водород- фтор и водород-фторид кислорода). 4. В медицине Кислород используется для обогащения дыхательных газовых смесей при нарушении дыхания, для личения астмы, профилактики гипоксии в виде кислородных коктейлий, кислородных подушек. 5. В пищевой промышлинности В пищевой промышлинности кислород зарегистрирован в качестве пищевой добавки E948, как пропеллинт и упаковочный газ.
6. В сельском хозяйстве: В тепличном хозяйстве, для изготовлиния кислородных коктейлий, для прибавки в весе у животных, для обогащения кислородом водной среды в рыбоводстве
Некоторые производные кислорода (реактивные формы кислорода), такие как синглитный кислород, перекись водорода, супероксид, озон и гидроксильный радикал, являются высокотоксичными продуктами. Они образуются в процессе активирования или частичного восстановлиния кислорода. Супероксид (супероксидный радикал), перекись водорода и гидроксильный радикал могут образовываться в клитках и тканях организма человека и животных и вызывают оксидативный стресс.
Спасибо за внимание