Παρουσίαση με θέμα τη χρήση οξυγόνου στη χημεία. Χρήση οξυγόνου. δ) από υπεροξείδιο του υδρογόνου
Για να χρησιμοποιήσετε προεπισκοπήσεις παρουσίασης, δημιουργήστε έναν λογαριασμό Google και συνδεθείτε σε αυτόν: https://accounts.google.com
Λεζάντες διαφάνειας:
Εργασία για το σπίτι: 1. Άσκηση 4 στη σελ. 83 2. Ολοκληρώστε τις δοκιμαστικές εργασίες
32,25,22,31,13,35,13,35,22,13,11,22,42,14, 34,25,34,24,21 1 2 3 4 5 10 έως 20 a i v d r 30 m p ch o n 40 i s k b i
Ανεξάρτητη εργασία Εργασία: Δώστε ονόματα στα οξείδια Επιλογή 1: C uO Na 2 O CO 2 N 2 O 5 Na 2 O ZnO Επιλογή 2: M gO Al 2 O 3 P 2 O 5 Fe 2 O 3 Cu2O CaO
Επιλογή 1: C uO – οξείδιο του χαλκού Na 2 O – οξείδιο του νατρίου CO 2 – οξείδιο του άνθρακα N 2 O 5 – οξείδιο του αζώτου ZnO – οξείδιο ψευδαργύρου Επιλογή 2: M gO – οξείδιο του μαγνησίου Al 2 O 3 – οξείδιο αλουμινίου P 2 O 5 – οξείδιο του φωσφόρου Fe 2 O 3 - οξείδιο σιδήρου CaO - οξείδιο ασβεστίου
Το οξυγόνο έχει καταστροφική επίδραση: με τη συμμετοχή του, τα μέταλλα οξειδώνονται με το σχηματισμό σκουριάς, τα φυτικά και ζωικά υπολείμματα σαπίζουν και τα μέταλλα καίγονται. Ορισμένες διαδικασίες είναι αργές, άλλες είναι πολύ γρήγορες. Στη φύση, ο κύκλος του οξυγόνου συμβαίνει συνεχώς, επομένως τα αποθέματά του συνεχώς αποκαθίστανται.
Στη φύση, υπάρχει μόνο μία αντίδραση ως αποτέλεσμα της οποίας απελευθερώνεται μοριακό οξυγόνο από τις ενώσεις του - η φωτοσύνθεση. Όπως ήδη γνωρίζετε από το μάθημά σας στη βιολογία, τα φύλλα των φυτών πραγματοποιούν τη διαδικασία διατροφής στο φως με τη βοήθεια της χλωροφύλλης. Ταυτόχρονα, συντίθεται γλυκόζη από H 2 O και CO 2 και σχηματίζεται οξυγόνο.
Αυτή η διαδικασία συμβαίνει και στα φύκια. Ο φυτικός κόσμος επιστρέφει ετησίως περίπου 400 δισεκατομμύρια τόνους οξυγόνου στην ατμόσφαιρα. Το οξυγόνο που απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα, με τη σειρά του, οξειδώνει στοιχεία στην επιφάνεια της Γης. Κατά συνέπεια, αυτές οι ενώσεις σχηματίζουν ζώνες του φλοιού της γης.
ΣΤΗ ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ, ΓΙΑ ΚΟΠΗ ΚΑΙ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗ ΜΕΤΑΛΛΩΝ Το οξυγόνο χρησιμοποιείται στη μεταλλουργία για την παραγωγή χάλυβα. Επίσης, σε πολλές μεταλλουργικές μονάδες, για αποτελεσματικότερη καύση καυσίμου, αντί για αέρα στους καυστήρες, χρησιμοποιείται μείγμα οξυγόνου-αέρα, δηλ. εμπλουτίστε τον αέρα με οξυγόνο.
Παραγωγή χάλυβα
Το οξυγόνο σε κυλίνδρους χρησιμοποιείται ευρέως για την κοπή με φλόγα και τη συγκόλληση μετάλλων. Το εύφλεκτο αέριο ακετυλένιο, που καίγεται σε ρεύμα οξυγόνου, σας επιτρέπει να έχετε θερμοκρασίες πάνω από 3000°C! Αυτό είναι περίπου διπλάσιο από το σημείο τήξης του σιδήρου.
Οξειδωτικό καυσίμου Το οξυγόνο, το οποίο είναι μέρος του αέρα, χρησιμοποιείται για την καύση καυσίμου: για παράδειγμα, στους κινητήρες αυτοκινήτων, μηχανών ντίζελ και πλοίων. Το υγρό οξυγόνο χρησιμοποιείται ως οξειδωτικό για καύσιμο πυραύλων. Ένα μείγμα υγρού οξυγόνου και υγρού όζοντος είναι ένα από τα πιο ισχυρά οξειδωτικά του καυσίμου πυραύλων.
Χρήση για ιατρικούς σκοπούς Το οξυγόνο έχει βρει τη χρήση του και στην ιατρική. Το οξυγόνο χρησιμοποιείται για τον εμπλουτισμό μειγμάτων αερίων του αναπνευστικού συστήματος σε περίπτωση αναπνευστικών προβλημάτων, για τη θεραπεία του άσθματος και για την πρόληψη της υποξίας με τη μορφή κοκτέιλ οξυγόνου και μαξιλαριών οξυγόνου. Ωστόσο, δεν μπορείτε να αναπνεύσετε καθαρό οξυγόνο υπό κανονική πίεση για μεγάλο χρονικό διάστημα - αυτό είναι επικίνδυνο για την υγεία.
Εφαρμογές στη βιομηχανία τροφίμων Στη βιομηχανία τροφίμων, το οξυγόνο καταχωρείται ως πρόσθετο τροφίμων E948, ως προωθητικό και αέριο συσκευασίας. Τα προωθητικά είναι αέρια που αναγκάζουν τα τρόφιμα να βγουν από ένα δοχείο (δοχείο, δοχείο ψεκασμού, δεξαμενή ή εγκατάσταση αποθήκευσης προϊόντων χύδην).
Ανεξάρτητη εργασία 1. Δημιουργήστε τύπους για τα ακόλουθα οξείδια: οξείδιο σιδήρου (II), οξείδιο του θείου (IV), οξείδιο του υδρογόνου, οξείδιο χαλκού (II) 2. Συμπληρώστε τις εξισώσεις για τις ακόλουθες αντιδράσεις: C + O 2 → Mg + O 2 → 3. Να υπολογίσετε το κλάσμα μάζας κάθε στοιχείου της ένωσης NO 2
Με θέμα: μεθοδολογικές εξελίξεις, παρουσιάσεις και σημειώσεις
«Ιδιότητες, παραγωγή και χρήση οξυγόνου»
Μάθημα στην 8η τάξη με θέμα «Ιδιότητες, παραγωγή και χρήση οξυγόνου» Στόχοι: 1. Μελέτη των φυσικών, χημικών ιδιοτήτων του οξυγόνου, μέθοδοι παραγωγής του, χρήση....
«Λήψη υδρογόνου και οξυγόνου» (χρησιμοποιώντας παιδαγωγική τεχνολογία για την ανάπτυξη της κριτικής σκέψης).
Μάθημα με θέμα «Λήψη υδρογόνου και οξυγόνου» (χρησιμοποιώντας παιδαγωγική τεχνολογία για την ανάπτυξη της κριτικής σκέψης) Σκοπός: - Εισαγωγή μεθόδων απόκτησης, συλλογής και ανίχνευσης υδρογόνου και οξυγόνου....
«Χημικές ιδιότητες και εφαρμογές υδρογόνου και οξυγόνου» (χρησιμοποιώντας παιδαγωγική τεχνολογία για την ανάπτυξη της κριτικής σκέψης).
Μάθημα με θέμα «Χημικές ιδιότητες και εφαρμογές υδρογόνου και οξυγόνου» (χρησιμοποιώντας παιδαγωγική τεχνολογία για την ανάπτυξη της κριτικής σκέψης). Στόχος: - Συνέχιση της ανάπτυξης γνώσεων σχετικά με τις έννοιες της «κατάστασης οξείδωσης ...
Αυτό το αέριο είναι άξιο έκπληξης - Χρησιμοποιείται τώρα Για κοπή μετάλλων, στη χαλυβουργία Και σε δυνατούς υψικάμινους. Ο πιλότος το μεταφέρει σε μεγάλα ύψη. Το υποβρύχιο το παίρνει μαζί του. Μάλλον το μαντέψατε ήδη, Τι είναι αυτό το αέριο...
Οξυγόνο
Θέμα μαθήματος: Οξυγόνο. Παραλαβή. Ιδιότητες.
Σκοπός του μαθήματος:Μελετήστε την ιστορία της ανακάλυψης, τις κύριες μεθόδους παραγωγής και τις ιδιότητες του οξυγόνου.
Πλάνο μαθήματος:
- Η έννοια του οξυγόνου. Βιολογικός ρόλος.
2. Επικράτηση στη φύση.
3. Ιστορία της ανακάλυψης.
4. Θέση του στοιχείου οξυγόνου στο PSHE D.I. Μεντελέεφ.
5. Φυσικές ιδιότητες.
6. Λήψη οξυγόνου
7. Χημικές ιδιότητες.
8. Χρήση οξυγόνου.
Joseph Priestley
(1743 – 1794)
Karl Scheele
(1742 – 1786)
Αντουάν Λαβουαζιέ
(1743 – 1794)
t = – 1 83 °C
t = –219 °C
Απαλό μπλε υγρό
Αέριο, άχρωμο, άοσμο, άγευστο, ελαφρώς διαλυτό στο νερό
Μπλε κρύσταλλα
Πιο βαρύ από τον αέρα.
Φως, χλωροφύλλη
6СО 2 + 6Η 2 ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ
ΜΕ 6 Ν 12 ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ 6 + 6Ο 2
Υγροποίηση αέρα υπό πίεση σε t = – 1 83 °C
Με καταστολή V αέρας
Με μετατόπιση νερού
Αποσύνθεση νερού
H 2 Ο H 2 +Ο 2
Αποσύνθεση υπεροξειδίου του υδρογόνου
H 2 Ο 2 H 2 Ο+Ο 2
Αποσύνθεση υπερμαγγανικού καλίου
KMnO 4 κ 2 MnO 4 +MnO 2 +Ο 2
υπερμαγγανικό κάλιο
μαγγανικό κάλιο
Αποσύνθεση του άλατος Berthollet (χλωρικό κάλιο)
KClO 3 KCl + O 2
Το οξυγόνο λαμβάνεται στο εργαστήριο με αποσύνθεση ενώσεων που περιέχουν οξυγόνο
Με απλές ουσίες:
Με μη μέταλλα:
S+O 2 ΕΤΣΙ 2
P+O 2 Π 2 Ο 5
Με μέταλλα:
Mg+O 2 MgO
Fe+O 2 Fe 3 Ο 4 (FeO Fe 2 Ο 3 )
Όταν απλές ουσίες αλληλεπιδρούν με το οξυγόνο, σχηματίζονται οξείδια
Σκεφτείτε και απαντήστε
ΕΝΑ
1
σι
2
V
3
σολ
4
ρε
5
Σκεφτείτε και απαντήστε
- Επιστήμονες που ασχολούνται με την παραγωγή και τη μελέτη του οξυγόνου:
α) Ντμίτρι Ιβάνοβιτς Μεντελέεφ.
β) Joseph Priestley.
γ) Antoine Laurent Lavoisier;
δ) Karl Scheele.
δ) Μιχαήλ Βασίλιεβιτς Λομονόσοφ
Σκεφτείτε και απαντήστε
2. Τρεις διαφορετικές φιάλες περιέχουν αέρα, διοξείδιο του άνθρακα και οξυγόνο. Μπορείτε να αναγνωρίσετε καθένα από τα αέρια:
α) συγκρίνοντας τις μάζες των φιαλών που είναι γεμάτες με αέρια
β) χρησιμοποιώντας θραύσμα που σιγοκαίει
γ) από τη διαλυτότητα των αερίων στο νερό
δ) από τη μυρωδιά
ε) με τη βοήθεια άλλων ουσιών
Σκεφτείτε και απαντήστε
3. Στο εργαστήριο λαμβάνεται οξυγόνο:
α) υγροποίηση αέρα
β) αποσύνθεση του νερού
γ) αποσύνθεση υπερμαγγανικού καλίου
δ) από υπεροξείδιο του υδρογόνου
ε) οξείδωση ουσιών
Σκεφτείτε και απαντήστε
4. Το οξυγόνο μπορεί να συλλεχθεί εκτοπίζοντας το νερό επειδή:
α) ελαφρύτερο από τον αέρα
β) πολύ διαλυτό στο νερό
γ) βαρύτερο από τον αέρα
δ) ελάχιστα διαλυτό στο νερό
ρε ) δεν έχει χρώμα, οσμή, γεύση
Σκεφτείτε και απαντήστε
5. Μιλάμε για το οξυγόνο ως απλή ουσία:
α) το οξυγόνο είναι μέρος του νερού.
β) το οξυγόνο είναι ελάχιστα διαλυτό στο νερό.
γ) Το οξυγόνο υποστηρίζει την αναπνοή και την καύση.
δ) είναι συστατικό του αέρα.
ε) είναι μέρος του διοξειδίου του άνθρακα.
ΕΝΑ
1
2
σι
V
3
σολ
4
ρε
5
Ar(O)=16 αμέταλλο Β= II
t = – 1 83 °C
Απαλό μπλε υγρό
Εγώ Νέμε
t = –219 °C
στη βιομηχανία: ψύξη αέρα σε -183 °C
οξείδωση
μι Χ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ στο
Μπλε κρύσταλλα
στο εργαστήριο:
H 2 O H 2 O 2 KMnO 4 KClO 3
Μέθοδοι συλλογής:
Μετατόπιση αέρα
Μετατόπιση νερού
Εργασία για το σπίτι
§3 2–34
"3" - Με. 111 ερωτήσεις 1,2
"4" - Με. 111 ερωτήσεις 3.4
"5" - Με. 111 ερωτήσεις 5.6
Εργο:Είναι γνωστό ότι το ανθρώπινο σώμα περιέχει 65% οξυγόνο κατά βάρος. Υπολογίστε πόσο οξυγόνο υπάρχει στο σώμα σας.
Δημιουργική εργασία:
Συνθέστε ένα σταυρόλεξο, rebus, VOC με θέμα "Οξυγόνο"
1 διαφάνεια
Την παρουσίαση ετοίμασε η Roxana Smirnova, μαθήτρια της 9ης τάξης του Λυκείου του Otradnoye.
2 διαφάνεια
Το οξυγόνο ως στοιχείο. 1. Το στοιχείο οξυγόνο είναι στην ομάδα VI, κύρια υποομάδα, περίοδος II, αύξων αριθμός αρ. 8, 2. Ατομική δομή: P11 = 8; n01 = 8; ē = 8 σθένος II, κατάσταση οξείδωσης -2 (σπάνια +2; +1; -1). 3. Μέρος οξειδίων, βάσεων, αλάτων, οξέων, οργανικών ουσιών, συμπεριλαμβανομένων των ζωντανών οργανισμών - έως 65% κατά βάρος.
3 διαφάνεια
Το οξυγόνο ως στοιχείο. Το οξυγόνο είναι το πιο κοινό στοιχείο στον πλανήτη μας. Κατά βάρος, αντιπροσωπεύει περίπου το ήμισυ της συνολικής μάζας όλων των στοιχείων του φλοιού της γης. Σύνθεση αέρα: O2 – 20-21%; N2 – 78%; CO2 – 0,03%, το υπόλοιπο προέρχεται από αδρανή αέρια, υδρατμούς και ακαθαρσίες. 4. Στον φλοιό της γης είναι 49% κατά μάζα, στην υδρόσφαιρα - 89% κατά μάζα. 5. Αποτελείται από αέρα (με τη μορφή απλής ουσίας) – 20-21% κατ' όγκο. 6. Περιλαμβάνεται στα περισσότερα ορυκτά και πετρώματα (άμμος, άργιλος κ.λπ.). Αποτελείται από αέρα (με τη μορφή απλής ουσίας). 7. Ζωτικό στοιχείο για όλους τους οργανισμούς, που βρίσκεται στις περισσότερες οργανικές ουσίες, εμπλέκεται σε πολλές βιοχημικές διεργασίες που εξασφαλίζουν την ανάπτυξη και τη λειτουργία της ζωής. 8. Το οξυγόνο ανακαλύφθηκε το 1769-1771. Ο Σουηδός χημικός K.-V. Scheele
4 διαφάνεια
Φυσικές ιδιότητες. Το οξυγόνο είναι ένα χημικά ενεργό αμέταλλο και είναι το ελαφρύτερο στοιχείο από την ομάδα των χαλκογόνων. Η απλή ουσία οξυγόνο υπό κανονικές συνθήκες είναι ένα άχρωμο, άγευστο και άοσμο αέριο, το μόριο του οποίου αποτελείται από δύο άτομα οξυγόνου, για τον λόγο αυτό ονομάζεται και διοοξυγόνο. Το υγρό οξυγόνο έχει ανοιχτό μπλε χρώμα, ενώ το στερεό οξυγόνο είναι ανοιχτό μπλε κρύσταλλοι.
5 διαφάνεια
Χημικές ιδιότητες. Με αμέταλλα C + O2 CO2 S + O2 SO2 2H2 + O2 2H2O Με σύνθετες ουσίες 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 2H2S + 3O2 2SO2 + 2H2O CH4 + 2O2 CO2 + 2H2M O2 + 2H2M +Ou 2H20 δράση των ουσιών με οξυγόνο ονομάζεται οξείδωση. Όλα τα στοιχεία αντιδρούν με το οξυγόνο εκτός από το Au, Pt, He, Ne και Ar· σε όλες τις αντιδράσεις (εκτός από την αλληλεπίδραση με το φθόριο), το οξυγόνο είναι οξειδωτικός παράγοντας. 1. Ασταθής: O3 O2 + O 2. Ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας: 2KI + O3 + H2O 2KOH + I2 + O2 Αποχρωματίζει τις βαφές, αντανακλά τις ακτίνες UV, καταστρέφει τους μικροοργανισμούς.
6 διαφάνεια
Μέθοδοι απόκτησης. Βιομηχανική μέθοδος (απόσταξη υγρού αέρα). Εργαστηριακή μέθοδος (αποσύνθεση ορισμένων ουσιών που περιέχουν οξυγόνο) 2KClO3 –t ;MnO2 2KCl + 3O2 2H2O2 –MnO2 2H2O + O2
7 διαφάνεια
Έλεγχος του συλλεχθέντος οξυγόνου. Λήψη 3O2 2O3 Κατά τη διάρκεια καταιγίδας (στη φύση), (στο εργαστήριο) σε οζονιστή υπερμαγγανικού καλίου όταν θερμαίνεται: 2KMnO4 –t K2MnO4 + MnO2 + O2 Η αποσύνθεση αυτού του άλατος συμβαίνει όταν θερμαίνεται πάνω από 2000 C.
8 διαφάνεια
Εφαρμογές οξυγόνου: Χρησιμοποιείται ευρέως στην ιατρική και τη βιομηχανία. Κατά τη διάρκεια πτήσεων σε μεγάλο ύψος, οι πιλότοι εφοδιάζονται με ειδικές συσκευές οξυγόνου. Για πολλές πνευμονικές και καρδιακές παθήσεις, καθώς και κατά τις επεμβάσεις, χορηγείται οξυγόνο για εισπνοή από μαξιλάρια οξυγόνου. Τα υποβρύχια τροφοδοτούνται με οξυγόνο σε φιάλες. Η καύση χαλαρού εύφλεκτου υλικού εμποτισμένου με υγρό οξυγόνο συνοδεύεται από έκρηξη, η οποία καθιστά δυνατή τη χρήση οξυγόνου στις εργασίες ανατινάξεων. Το υγρό οξυγόνο χρησιμοποιείται σε κινητήρες τζετ, σε αυτογενείς συγκολλήσεις και κοπή μετάλλων, ακόμη και κάτω από το νερό.
Οξυγόνο Το οξυγόνο είναι στοιχείο της κύριας υποομάδας της έκτης ομάδας, της δεύτερης περιόδου του περιοδικού συστήματος χημικών στοιχείων του D.I. Mendeleev, με ατομικό αριθμό 8. Συμβολίζεται με το σύμβολο O (λατ. Oxygenium). Το οξυγόνο είναι ένα χημικά ενεργό αμέταλλο και είναι το ελαφρύτερο στοιχείο της ομάδας του χαλκογόνου. Η απλή ουσία οξυγόνο (αριθμός CAS:) υπό κανονικές συνθήκες είναι ένα άχρωμο, άγευστο και άοσμο αέριο, το μόριο του οποίου αποτελείται από δύο άτομα οξυγόνου (τύπος O 2), και γι' αυτό ονομάζεται και διοοξυγόνο. Το υγρό οξυγόνο έχει ανοιχτό μπλε χρώμα.
Υπάρχουν και άλλες αλλοτροπικές μορφές οξυγόνου, για παράδειγμα, το όζον (αριθμός CAS:) υπό κανονικές συνθήκες, ένα μπλε αέριο με συγκεκριμένη οσμή, το μόριο του οποίου αποτελείται από τρία άτομα οξυγόνου (τύπος O 3).
Ιστορία της ανακάλυψης Επισήμως πιστεύεται ότι το οξυγόνο ανακαλύφθηκε από τον Άγγλο χημικό Joseph Priestley την 1η Αυγούστου 1774 αποσυνθέτοντας οξείδιο του υδραργύρου σε ένα ερμητικά σφραγισμένο δοχείο (ο Priestley κατεύθυνε τις ακτίνες του ήλιου σε αυτήν την ένωση χρησιμοποιώντας έναν ισχυρό φακό). 2HgO (t) 2Hg + O 2
Ωστόσο, ο Priestley αρχικά δεν συνειδητοποίησε ότι είχε ανακαλύψει μια νέα απλή ουσία· πίστευε ότι είχε απομονώσει ένα από τα συστατικά μέρη του αέρα (και το ονόμασε αυτό το αέριο «αποφλογιστικοποιημένος αέρας»). Ο Priestley ανέφερε την ανακάλυψή του στον εξαιρετικό Γάλλο χημικό Antoine Lavoisier. Το 1775, ο A. Lavoisier διαπίστωσε ότι το οξυγόνο είναι συστατικό του αέρα, των οξέων και βρίσκεται σε πολλές ουσίες.
Λίγα χρόνια νωρίτερα (το 1771), το οξυγόνο αποκτήθηκε από τον Σουηδό χημικό Karl Scheele. Πύρωσε το άλας με θειικό οξύ και στη συνέχεια αποδόμησε το προκύπτον μονοξείδιο του αζώτου. Ο Scheele ονόμασε αυτό το αέριο «αέρα φωτιάς» και περιέγραψε την ανακάλυψή του σε ένα βιβλίο που δημοσιεύτηκε το 1777 (ακριβώς επειδή το βιβλίο δημοσιεύτηκε αργότερα από ό,τι ο Priestley ανακοίνωσε την ανακάλυψή του, ο τελευταίος θεωρείται ο ανακάλυψε το οξυγόνο). Ο Scheele ανέφερε επίσης την εμπειρία του στον Lavoisier.
Τελικά, ο A. Lavoisier ανακάλυψε τελικά τη φύση του αερίου που προέκυψε, χρησιμοποιώντας πληροφορίες από τους Priestley και Scheele. Το έργο του είχε τεράστια σημασία γιατί χάρη σε αυτό ανατράπηκε η θεωρία του φλογιστονίου, που ήταν κυρίαρχη εκείνη την εποχή και εμπόδιζε την ανάπτυξη της χημείας. Ο Lavoisier διεξήγαγε πειράματα για την καύση διαφόρων ουσιών και διέψευσε τη θεωρία του phlogiston, δημοσιεύοντας αποτελέσματα σχετικά με το βάρος των στοιχείων που καίγονταν. Το βάρος της τέφρας υπερέβαινε το αρχικό βάρος του στοιχείου, γεγονός που έδωσε στον Λαβουαζιέ το δικαίωμα να ισχυριστεί ότι κατά την καύση συμβαίνει μια χημική αντίδραση (οξείδωση) της ουσίας και επομένως η μάζα της αρχικής ουσίας αυξάνεται, γεγονός που αντικρούει τη θεωρία του φλογιστόν. . Έτσι, τα εύσημα για την ανακάλυψη του οξυγόνου μοιράζονται στην πραγματικότητα οι Priestley, Scheele και Lavoisier.
Προέλευση του ονόματος Η λέξη οξυγόνο (που ονομάζεται επίσης «διάλυμα οξέος» στις αρχές του 19ου αιώνα) οφείλει την εμφάνισή της στη ρωσική γλώσσα σε κάποιο βαθμό στον M.V. Lomonosov, ο οποίος εισήγαγε τη λέξη «οξύ», μαζί με άλλους νεολογισμούς. Έτσι, η λέξη «οξυγόνο», με τη σειρά της, ήταν μια ανίχνευση του όρου «οξυγόνο» (γαλλικά l «oxygène), που προτάθηκε από τον A. Lavoisier (ελληνικά όξυγενναω από το ξύς «ξινός» και γενναω «γεννώ»), που είναι μεταφράζεται ως "δημιουργώντας οξύ", το οποίο οφείλεται στην αρχική του σημασία του "οξύ", που προηγουμένως σήμαινε οξείδια, που ονομάζονταν οξείδια σύμφωνα με τη σύγχρονη διεθνή ονοματολογία.
Εμφάνιση στη φύση Το οξυγόνο είναι το πιο κοινό στοιχείο στη Γη· το μερίδιό του (σε διάφορες ενώσεις, κυρίως πυριτικά) αντιπροσωπεύει περίπου το 47,4% της μάζας του στερεού φλοιού της γης. Η θάλασσα και τα γλυκά νερά περιέχουν τεράστια ποσότητα δεσμευμένου οξυγόνου 88,8% (κατά μάζα), στην ατμόσφαιρα η περιεκτικότητα σε ελεύθερο οξυγόνο είναι 20,95% κατ' όγκο και 23,12% κατά μάζα. Περισσότερες από 1.500 ενώσεις στον φλοιό της γης περιέχουν οξυγόνο. Το οξυγόνο είναι μέρος πολλών οργανικών ουσιών και υπάρχει σε όλα τα ζωντανά κύτταρα. Με τον αριθμό των ατόμων στα ζωντανά κύτταρα είναι περίπου 25%, και κατά κλάσμα μάζας είναι περίπου 65%.
Λήψη Επί του παρόντος, στη βιομηχανία, το οξυγόνο λαμβάνεται από τον αέρα. Τα εργαστήρια χρησιμοποιούν βιομηχανικά παραγόμενο οξυγόνο, το οποίο παρέχεται σε χαλύβδινους κυλίνδρους υπό πίεση περίπου 15 MPa. Η σημαντικότερη εργαστηριακή μέθοδος παραγωγής του είναι η ηλεκτρόλυση υδατικών διαλυμάτων αλκαλίων. Μικρές ποσότητες οξυγόνου μπορούν επίσης να ληφθούν με αντίδραση ενός διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου με ένα οξινισμένο διάλυμα υπεροξειδίου του υδρογόνου. Οι μονάδες οξυγόνου που λειτουργούν με βάση τις τεχνολογίες μεμβράνης και αζώτου είναι επίσης πολύ γνωστές και χρησιμοποιούνται με επιτυχία στη βιομηχανία. Όταν θερμαίνεται, το υπερμαγγανικό κάλιο KMnO 4 αποσυντίθεται σε μαγγανικό κάλιο K 2 MnO 4 και διοξείδιο μαγγανίου MnO 2 με την ταυτόχρονη απελευθέρωση αερίου οξυγόνου O 2: 2KMnO 4 K2MnO 4 + MnO 2 + O 2
Σε εργαστηριακές συνθήκες, λαμβάνεται επίσης με την καταλυτική αποσύνθεση του υπεροξειδίου του υδρογόνου H 2 O 2: 2H 2 O 2 2H 2 O + O 2 Ο καταλύτης είναι το διοξείδιο του μαγγανίου (MnO 2) ή ένα κομμάτι ωμά λαχανικά (περιέχουν ένζυμα που επιταχύνουν την αποσύνθεση του υπεροξειδίου του υδρογόνου). Το οξυγόνο μπορεί επίσης να ληφθεί με την καταλυτική αποσύνθεση του χλωρικού καλίου (άλας Berthollet) KClO 3: 2KClO 3 2KCl + 3O 2 Εκτός από την παραπάνω εργαστηριακή μέθοδο, το οξυγόνο λαμβάνεται με τη μέθοδο διαχωρισμού αέρα σε εγκαταστάσεις διαχωρισμού αέρα με καθαρότητα έως και 99,9999% στο O 2.
Φυσικές ιδιότητες Υπό κανονικές συνθήκες, το οξυγόνο είναι ένα άχρωμο, άγευστο και άοσμο αέριο. 1 λίτρο από αυτό ζυγίζει 1,429 γρ. Ελαφρώς βαρύτερο από τον αέρα. Ελαφρώς διαλυτό στο νερό (4,9 ml/100 g στους 0 °C, 2,09 ml/100 g στους 50 °C) και στην αλκοόλη (2,78 ml/100 g στους 25 °C). Διαλύεται καλά σε λιωμένο άργυρο (22 όγκοι O 2 σε 1 όγκο Ag στους 961 °C). Είναι παραμαγνητικό. Όταν το αέριο οξυγόνο θερμαίνεται, λαμβάνει χώρα η αναστρέψιμη διάσπασή του σε άτομα: στους 2000 °C 0,03%, στους 2600 °C 1%, 4000 °C 59%, 6000 °C 99,5%. Το υγρό οξυγόνο (σημείο βρασμού 182,98 °C) είναι ένα απαλό μπλε υγρό. Διάγραμμα φάσεων O 2 Στερεό οξυγόνο (σημείο τήξης 218,79 °C) μπλε κρύσταλλοι. Είναι γνωστές έξι κρυσταλλικές φάσεις, τρεις από τις οποίες υπάρχουν σε πίεση 1 atm:
Το α-Ο 2 υπάρχει σε θερμοκρασίες κάτω από 23,65 Κ. Οι φωτεινοί μπλε κρύσταλλοι ανήκουν στο μονοκλινικό σύστημα, οι παράμετροι κυττάρων a=5,403 Å, b=3,429 Å, c=5,086 Å; β=132,53° β-Ο 2 υπάρχει στην περιοχή θερμοκρασίας από 23,65 έως 43,65 Κ. ανοιχτό μπλε κρύσταλλα (με αυξανόμενη πίεση το χρώμα γίνεται ροζ) έχουν ένα ρομβοεδρικό πλέγμα, οι παράμετροι κυψέλης a=4,21 Å, α=46,25° γ-O 2 υπάρχει σε θερμοκρασίες από 43,65 έως 54,21 K. οι ανοιχτό μπλε κρύσταλλοι έχουν κυβική συμμετρία, παράμετρος πλέγματος a=6,83 Å
Τρεις ακόμη φάσεις σχηματίζονται σε υψηλές πιέσεις: εύρος θερμοκρασίας δ-O 2 έως 300 K και πίεση 6-10 GPa, πορτοκαλί κρύσταλλοι. Πίεση ε-Ο 2 από 10 έως 96 GPa, χρώμα κρυστάλλου από σκούρο κόκκινο έως μαύρο, μονοκλινικό σύστημα. Η πίεση ζ-Ο 2 είναι μεγαλύτερη από 96 GPa, μια μεταλλική κατάσταση με χαρακτηριστική μεταλλική λάμψη, σε χαμηλές θερμοκρασίες μετατρέπεται σε υπεραγώγιμη κατάσταση.
Χημικές ιδιότητες Ισχυρό οξειδωτικό μέσο, αλληλεπιδρά με όλα σχεδόν τα στοιχεία, σχηματίζοντας οξείδια. Κατάσταση οξείδωσης 2. Κατά κανόνα, η αντίδραση οξείδωσης προχωρά με την απελευθέρωση θερμότητας και επιταχύνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Ένα παράδειγμα αντιδράσεων που συμβαίνουν σε θερμοκρασία δωματίου: 4K + O 2 2K 2 O 2Sr + O 2 2SrO Οξειδώνει ενώσεις που περιέχουν στοιχεία με μη μέγιστη κατάσταση οξείδωσης: 2NO + O 2 2NO 2
Το οξυγόνο δεν οξειδώνει Au και Pt, αλογόνα και αδρανή αέρια. Το οξυγόνο σχηματίζει υπεροξείδια με κατάσταση οξείδωσης 1. Για παράδειγμα, τα υπεροξείδια λαμβάνονται με καύση αλκαλικών μετάλλων σε οξυγόνο: 2Na + O 2 Na 2 O 2 Ορισμένα οξείδια απορροφούν οξυγόνο: 2BaO + O 2 2BaO 2
Σύμφωνα με τη θεωρία της καύσης που αναπτύχθηκε από τους A. N. Bach και K. O. Engler, η οξείδωση συμβαίνει σε δύο στάδια με το σχηματισμό μιας ενδιάμεσης ένωσης υπεροξειδίου. Αυτή η ενδιάμεση ένωση μπορεί να απομονωθεί, για παράδειγμα, όταν μια φλόγα καμένου υδρογόνου ψύχεται με πάγο, μαζί με νερό, σχηματίζεται υπεροξείδιο του υδρογόνου: H 2 + O 2 H 2 O 2 Τα υπεροξείδια έχουν κατάσταση οξείδωσης 1/2, που είναι, ένα ηλεκτρόνιο για δύο άτομα οξυγόνου (ιόν O 2 -). Λαμβάνεται με αντίδραση υπεροξειδίων με οξυγόνο σε υψηλές πιέσεις και θερμοκρασίες: Na 2 O 2 + O 2 2NaO 2 Τα οζονίδια περιέχουν το ιόν O 3 - με κατάσταση οξείδωσης 1/3. Λαμβάνεται από τη δράση του όζοντος σε υδροξείδια αλκαλιμετάλλων: KOH(στερεό) + O 3 KO 3 + KOH + O 2 Το ιόν διοξυγονυλίου O 2 + έχει κατάσταση οξείδωσης +1/2. Λήφθηκε από την αντίδραση: PtF 6 + O 2 O 2 PtF 6
Φθοριούχα οξυγόνου Το διφθορίδιο οξυγόνου, 2 κατάστασης οξείδωσης +2, λαμβάνεται με διέλευση φθορίου μέσω αλκαλικού διαλύματος: 2F 2 + 2NaOH OF 2 + 2NaF + H 2 O Μονοφθοριούχο οξυγόνο (Dioxydifluoride), O 2 F 2, μη οξειδωτική κατάσταση 1. Λαμβάνεται από ένα μείγμα φθορίου και οξυγόνου σε εκκένωση λάμψης σε θερμοκρασία 196 °C. Περνώντας μια εκκένωση λάμψης μέσω ενός μείγματος φθορίου και οξυγόνου σε μια ορισμένη πίεση και θερμοκρασία, λαμβάνονται μείγματα φθοριούχων υψηλότερου οξυγόνου O 3 F 2, O 4 F 2, O 5 F 2 και O 6 F 2. Το οξυγόνο υποστηρίζει τις διαδικασίες της αναπνοής, της καύσης και της αποσύνθεσης. Στην ελεύθερη μορφή του, το στοιχείο υπάρχει σε δύο αλλοτροπικές τροποποιήσεις: O 2 και O 3 (όζον).
Χημεία Εφαρμογών, Πετροχημεία: Δημιουργία αδρανούς περιβάλλοντος σε δοχεία, πυρόσβεση αζώτου, καθαρισμός και δοκιμή αγωγών, αναγέννηση καταλυτών, συσκευασία προϊόντων σε περιβάλλον αζώτου, εντατικοποίηση διεργασιών οξείδωσης, απελευθέρωση μεθανίου, υδρογόνου, διοξειδίου του άνθρακα.
Το οξυγόνο είναι ένα χημικό στοιχείο της ομάδας VI του περιοδικού πίνακα του Mendeleev και το πιο κοινό στοιχείο στον φλοιό της γης (47% της μάζας του). Το οξυγόνο είναι ένα ζωτικό στοιχείο σε όλους σχεδόν τους ζωντανούς οργανισμούς. Διαβάστε περισσότερα για τις λειτουργίες και τις χρήσεις του οξυγόνου σε αυτό το άρθρο.
Γενικές πληροφορίες
Το οξυγόνο είναι ένα άχρωμο, άγευστο και άοσμο αέριο που είναι ελάχιστα διαλυτό στο νερό. Είναι μέρος του νερού, των ορυκτών και των πετρωμάτων. Το ελεύθερο οξυγόνο σχηματίζεται μέσω των διεργασιών της φωτοσύνθεσης. Το οξυγόνο παίζει τον πιο σημαντικό ρόλο στη ζωή του ανθρώπου. Πρώτα απ 'όλα, το οξυγόνο είναι απαραίτητο για την αναπνοή των ζωντανών οργανισμών. Συμμετέχει επίσης στις διαδικασίες αποσύνθεσης νεκρών ζώων και φυτών.
Ο αέρας περιέχει περίπου 20,95% κατ' όγκο οξυγόνο. Η υδρόσφαιρα περιέχει σχεδόν 86% οξυγόνο κατά μάζα.
Το οξυγόνο ελήφθη ταυτόχρονα από δύο επιστήμονες, αλλά το έκαναν ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλο. Ο Σουηδός K. Scheele λάμβανε οξυγόνο με πύρωση άλατος και άλλων ουσιών και ο Άγγλος J. Priestley λάμβανε οξυγόνο θερμαίνοντας οξείδιο του υδραργύρου.
Ρύζι. 1. Λήψη οξυγόνου από οξείδιο του υδραργύρου
Χρήση οξυγόνου στη βιομηχανία
Οι τομείς εφαρμογής του οξυγόνου είναι τεράστιοι.
Στη μεταλλουργία, είναι απαραίτητο για την παραγωγή χάλυβα, ο οποίος λαμβάνεται από παλιοσίδερα και χυτοσίδηρο. Σε πολλές μεταλλουργικές μονάδες, χρησιμοποιείται αέρας εμπλουτισμένος με οξυγόνο για την καλύτερη καύση του καυσίμου.
Στην αεροπορία, το οξυγόνο χρησιμοποιείται ως οξειδωτικό καυσίμου σε πυραυλοκινητήρες. Είναι επίσης απαραίτητο για πτήσεις στο διάστημα και σε συνθήκες όπου δεν υπάρχει ατμόσφαιρα.
Στον τομέα της μηχανολογίας, το οξυγόνο είναι πολύ σημαντικό για την κοπή και τη συγκόλληση μετάλλων. Για να λιώσετε μέταλλο χρειάζεστε έναν ειδικό καυστήρα που αποτελείται από μεταλλικούς σωλήνες. Αυτοί οι δύο σωλήνες εισάγονται ο ένας μέσα στον άλλο. Ο ελεύθερος χώρος μεταξύ τους γεμίζει με ασετυλένιο και αναφλέγεται. Αυτή τη στιγμή, το οξυγόνο απελευθερώνεται μέσω του εσωτερικού σωλήνα. Τόσο το οξυγόνο όσο και το ακετυλένιο παρέχονται από έναν κύλινδρο υπό πίεση. Σχηματίζεται μια φλόγα, η θερμοκρασία της οποίας φτάνει τους 2000 βαθμούς. Σχεδόν κάθε μέταλλο λιώνει σε αυτή τη θερμοκρασία.
Ρύζι. 2. Φακός ασετυλίνης
Η χρήση οξυγόνου στη βιομηχανία χαρτοπολτού και χαρτιού είναι πολύ σημαντική. Χρησιμοποιείται για τη λεύκανση του χαρτιού, την αλκοολοποίηση και την απομάκρυνση των περιττών συστατικών από την κυτταρίνη (απολιγινοποίηση).
Στη χημική βιομηχανία, το οξυγόνο χρησιμοποιείται ως αντιδραστήριο.
Για τη δημιουργία εκρηκτικών απαιτείται υγρό οξυγόνο. Το υγρό οξυγόνο παράγεται με υγροποίηση του αέρα και στη συνέχεια διαχωρισμό του οξυγόνου από το άζωτο.
Η χρήση του οξυγόνου στη φύση και την ανθρώπινη ζωή
Το οξυγόνο παίζει τον πιο σημαντικό ρόλο στη ζωή των ανθρώπων και των ζώων. Δωρεάν οξυγόνο υπάρχει στον πλανήτη μας χάρη στη φωτοσύνθεση. Η φωτοσύνθεση είναι η διαδικασία σχηματισμού οργανικής ύλης στο φως με τη βοήθεια διοξειδίου του άνθρακα και νερού. Ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας, παράγεται οξυγόνο, το οποίο είναι απαραίτητο για τη ζωή των ζώων και των ανθρώπων. Τα ζώα και οι άνθρωποι καταναλώνουν συνεχώς οξυγόνο, αλλά τα φυτά καταναλώνουν οξυγόνο μόνο τη νύχτα και το παράγουν κατά τη διάρκεια της ημέρας.
Χρήση οξυγόνου στην ιατρική
Το οξυγόνο χρησιμοποιείται επίσης στην ιατρική. Η χρήση του είναι ιδιαίτερα σημαντική για δυσκολία στην αναπνοή κατά τη διάρκεια ορισμένων ασθενειών. Χρησιμοποιείται για τον εμπλουτισμό των αεραγωγών στην πνευμονική φυματίωση και χρησιμοποιείται επίσης σε εξοπλισμό αναισθησίας. Το οξυγόνο στην ιατρική χρησιμοποιείται για τη θεραπεία του βρογχικού άσθματος και ασθενειών του γαστρεντερικού σωλήνα. Για τους σκοπούς αυτούς, χρησιμοποιούνται κοκτέιλ οξυγόνου.
Επίσης μεγάλη σημασία έχουν τα μαξιλάρια οξυγόνου - ένα λαστιχένιο δοχείο γεμάτο με οξυγόνο. Χρησιμοποιείται για ατομική χρήση ιατρικού οξυγόνου.
Ρύζι. 3. Μαξιλάρι οξυγόνου
Τι μάθαμε;
Αυτό το μήνυμα, το οποίο καλύπτει το θέμα «Οξυγόνο» στην 9η χημεία, παρέχει εν συντομία γενικές πληροφορίες σχετικά με τις ιδιότητες και τις εφαρμογές αυτού του αερίου. Το οξυγόνο είναι εξαιρετικά σημαντικό για τη μηχανολογία, την ιατρική, τη μεταλλουργία κ.λπ.
Δοκιμή για το θέμα
Αξιολόγηση της έκθεσης
Μέση βαθμολογία: 4.6. Συνολικές βαθμολογίες που ελήφθησαν: 331.