Контрольные работы, курсовые, дипломные, рефераты, а также подготовка докладов, чертежей, лабораторных работ, презентаций и еще много всего. Недорого и быстро.

Узнать больше...

Главная страница Шпаргалки
Решение задач Эксклюзивные фото по химии
Сочинения (более 4000) Юмор из жизни учащихся
Вернуться в раздел "Учебные материалы"

Химия

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. ЭЛЕМЕНТЫ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ

3. Кислород

Свойства 8О.

Атомная масса

15,99

кларк, ат.%

(распространненость в природе)

58

Электронная конфигурация*

Агрегатное состояние

(н. у.).

газ

0,06

Цвет

бесцветный

¾

- 218,8

Энергия ионизации

13,614

- 183,0

Относительная электро-
отрицательность

3,5

Плотность

1,27тв.

Возможные степени окисления

-2,+1,-1,1,+2

Стандартный электродный потенциал

¾

*Приведена конфигурация внешних электронных уровней атома элемента. Конфигурация остальных электронных уровней совпадает с таковой для благородного газа, завершающего предыдущий период и указанного в скобках.

Кислород в природе имеет три устойчивых изотопа: 16О, 17О и 18О. В свободном состоянии находится в виде двух аллотропных модификаций — кислород О2 и озон О3.

Как известно, аллотропия — способность химического элемента существовать в виде двух или нескольких простых веществ, отличающихся лишь числом атомов в молекуле либо строением.

Кислород относят к первой категории аллотропных элементов.

Физические свойства. Кислород в нормальных условиях — газ без цвета и запаха.

Вместе с азотом и незначительным количеством других газов свободный кислород образует атмосферу Земли — воздух (23,15% по массе, или 20,95% по объему).

Получение. В промышленности кислород получают:

  1. фракционной перегонкой жидкого воздуха (азот, обладающий более низкой температурой кипения, испаряется, а жидкий кислород остается);
  2. электролизом воды.

В лабораторных условиях кислород получают разложением ряда солей, оксидов и пероксидов:

Особенно легко кислород выделяется в результате последней реакции, поскольку в пероксиде водорода H2O2 не двойная, а одинарная связь между атомами кислорода —О—О—.

В частности, пероксиды щелочных металлов используют на космических станциях для обеспечения космонавтов кислородом за счет его регенерации из выдыхаемого СО2:

Химические свойства. Важнейшее химическое свойство кислорода — способность образовывать оксиды почти со всеми элементами Кислород образует соединения со всеми элементами, кроме некоторых благородных газов (гелия, неона, аргона). С большинством металлов кислород реагирует уже при комнатной температуре:

С неметаллами кислород реагирует, как правило, при нагревании. С фосфором кислород активно реагирует

при температуре 60 °С:

с серой — при температуре около 250 °С:

с углеродом (в виде графита) — при 700—800 °С:

Взаимодействие кислорода с азотом начинается лишь при 1200 °С или в электрическом разряде:

Кислород реагирует и со многими сложными соединениями, например с оксидами азота (II) он реагирует уже при комнатной температуре:

Сероводород, реагируя с кислородом при нагревании, дает серу:

или оксид серы (IV):

в зависимости от соотношения между кислородом и сероводородом.

В приведенных реакциях кислород является окислителем. В большинстве реакций окисления с участием кислорода выделяется тепло и свет — такие процессы называются горением.

Кислород не взаимодействует непосредственно с галогенами, золотом и платиной, их оксиды получаются косвенным путем.

Сложные вещества при определенных условиях также взаимодействуют с кислородом. При этом образуются оксиды, а в некоторых случаях — оксиды и простые вещества:

Кислород как окислитель. По величине относительной электроотрицательности кислород является вторым элементом (см. табл.). Поэтому в химических реакциях как с простыми, так и со сложными веществами он является окислителем, так как принимает электроны.

Горение, ржавление, гниение и дыхание протекают при участии кислорода. Это окислительно-восстановительные процессы.

Кислород в химических и металлургических процессов. Процессы окисления протекают интенсивнее в кислороде, чем на воздухе. Это подтверждают простые опыты: горение угля, серы, стальной проволоки в кислороде.

Для ускорения процессов окисления вместо обыкновенного воздуха применяют кислород или воздух, обогащенный кислородом. Кислород используется для интенсификации окислительных процессов в химической промышленности (производство азотной и серной кислот, искусственного жидкого топлива, смазочных масел и других веществ).

Кислород — эффективное средство интенсификации металлургических процессов. При продувании в доменную печь воздуха, обогащенного кислородом, значительно повышается температура пламени, в результате чего ускоряется процесс плавки и увеличивается производительность печи. Еще больший эффект получается при полной или частичной замене воздуха кислородом в сталеплавильном производстве — мартеновском и бессемеровском процессах: происходит не только интенсификация этих процессов, но и улучшение качества получаемых сталей. Успешно применяется обогащенный кислородом воздух (до 60% О2) в цветной металлургии (окисление сульфидных руд цинка, меди и других металлов).

Применение. Кислород применяется для получения высоких температур. Температура кислородно-ацетиленового пламени достигает 3500 °С, кислородно-водородного — 3000 °С.

В медицине кислород применяется для облегчения дыхания больных (кислородные подушки и палатки). Он используется в кислородных приборах при выполнении работ в трудной для дыхания атмосфере (подземные и подводные работы, высотные и космические полеты и др.)

Озон. Молекула кислорода состоит из двух атомов O2. Химическая связь в ней — ковалентная неполярная, а молекула озона состоит из трех атомов кислорода О3, и хотя кислород и озон образованы одним и тем же элементом, свойства их различны.

Озон — газ с характерным резким, но приятным запахом. Он является еще более сильным окислителем, чем кислород О2. Озон образуется в атмосфере при грозовых разрядах, чем объясняется специфический запах свежести после грозы.

В лабораториях озон получают пропусканием разряда через кислород (реакция эндотермическая):

При взаимодействии озона с раствором иодида калия выделяется иод, тогда как с кислородом эта реакция не идет:

Реакция часто используется как качественная для обнаружения ионов I- или озона. Для этого в раствор добавляют крахмал, который дает характерный синий комплекс с выделившимся иодом. Реакция качественная еще и потому, что озон не окисляет ионы Сl- и Вг- .

Озон разрушает органические вещества, окисляет многие металлы, в том числе золото и платину, а также производит белящее и дезинфицирующее действие.

 

Взломостойкие сейфы. На сайте http://privatsafe.ru можно посмотреть сейф для хранения патронов дома.

 

Вы находитесь на сайте Xenoid v2.0:
если вам нужно быстро, подробно и недорого
решить контрольную - обращайтесь. Возможны консультации
онлайн. См. раздел "Решение задач".

 

 

 

Copyright © 2005-2013 Xenoid v2.0

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Химия: решение задач