Általános információ oxigénről
A jó munka elküldése a tudásbázisba könnyű. Használja az alábbi űrlapot
Diákok, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik a tudásbázisot tanulmányaik és munkájuk során használják, nagyon hálásak lesznek Önöknek.
Az oxigén (Okhugenum) a legfontosabb biogén kémiai elem, amely az élő organizmusok többségének a Földön való légzését biztosítja, amely nélkül csak néhány percig élhetünk.
Az oxigén ereje már megmutatkozik abban, hogy belélegezzük, és a légzés az élet szinonimája. És az oxigént mindenhatónak tekinthetjük, mert a tűz nagy ereje, mint általában, nagymértékben függ a jelöltünktől mindenütt jelenlévő és mindenható.
Priestley azonban kezdetben nem vette észre, hogy felfedezett egy új egyszerű anyagot, úgy vélte, hogy a levegő egyik alkotóelemét különválasztotta (és ezt a gáz "deflogisztikus levegőnek" nevezte). A felfedezéséről Priestley tájékoztatta Antoine Lavoisier kiváló francia vegyészét. 1775-ben A. Lavoisier megállapította, hogy az oxigén a levegő, savak szerves része, és sok anyagban megtalálható.
Így az oxigén felfedezésének érdeme ténylegesen felosztja Priestley-t, Scheele-t és Lavoisiert.
1. Általános információk
Az oxigén a VI-A csoport egyik eleme, a Mendeleev kémiai elemeinek periodikus rendszerének második periódusa a 8. atomszámmal. Ezt az O (Oxygenium) szimbólum jelöli.
Az oxigén sok szerves anyag része, és az összes élő sejtben jelen van. Az élő sejtekben található atomok száma szerint körülbelül 25%, tömegszázalék - körülbelül 65%.
Az elektronikus konfiguráció alapállapotban 1s22s22p4.
Az oxigén atomtömege 15,9994 g / mol.
Az O2 molekula szerkezetének jellemzői: a légköri oxigén a diatom molekulákból áll. A molekula interatomikus távolsága O20.12074 nm. A molekuláris oxigén (gáz-halmazállapotú és folyékony) paramágneses anyag, mindegyik O2 molekulában 2 páratlan elektron van. Ezt a tényt azzal magyarázhatja, hogy a molekulában egy páratlan elektron van a két lazító orbitális mindegyikén.
Különböző vegyületekben az oxigén sp3 és sp2 hibridizációs állapotokban lehet.
3. Fizikai tulajdonságok
Normál körülmények között az oxigén színtelen, íz és szagú gáz.
1 liter 1,429 g tömegű, enyhén nehezebb a levegőnél. Vízben kevéssé oldódik (4,9 ml / 100 g 0 ° C-on, 2,09 ml / 100 g 50 ° C-on) és alkohollal (2,78 ml / 100 g 25 ° C-on). Jól olvadt ezüstben (22 térfogat O2 1 térfogat Ag-ben 961 ° C-on). Az interatomikus távolság 0,12074 nm. Ez egy paramágnet.
Folyékony oxigén (forráspont # 63; 182,98 ° C) halványkék folyadék.
Szilárd oxigén (olvadáspont # 63; 218,35 ° C) - kék kristályok. Hat kristályos fázis ismeretes, amelyek közül három létezik 1 atm nyomáson:
· B-O2 - 23,65 K alatt van; világos kék kristályok tartoznak a monoklinikus rendszerbe, a sejtparaméterek a = 5.403 E, b = 3.429 E, c = 5.086 E; = 132,53 °.
· В-О2 - a hőmérsékleti tartományban 23,65 és 43,65 K között van; halványkék kristályok (amikor a nyomás nő, a szín rózsaszínűvé válik) romboéderes rácshálóval rendelkeznek, a sejtparaméterek a = 4,21 E, b = 46,25 °
· R-O2 - 43,65 és 54,21 K közötti hőmérsékleten létezik; a halványkék kristályok köbös szimmetriája, a rácsos periódus a = 6,83 E].
Három további fázis keletkezik nagy nyomáson:
· D-02 hőmérséklet-tartomány 20-240 K és nyomás 6-8 GPa, narancssárga kristályok;
· E-O4 nyomás 10-96 GPa, a kristályok színe a sötétvöröstől a feketeig, monoklinikus syngony;
· A Ж-Оn nyomás meghaladja a 96 GPa-t, a fémes állapotú fémállapot alacsony hőmérsékleten halad át a szupravezető állapotban.
4. Kémiai tulajdonságok
molekula oxigén vegyi lizózit
Az oxigén aktív nemfémekre vonatkozik. Az összes vegyületet, azzal az eltéréssel, fluor- vegyületek és peroxidok, azt az oxidációs állapotban -2, vegyületek, fluorral az oxigénnek egy oxidációs állapotban +2, és a peroxid-vegyületek oxidáció mértéke egyenlő -1 vagy akár törtszám. Ennek oka, hogy a peroxidokban 2 vagy több oxigénatom kapcsolódik egymáshoz.
Az oxigén kölcsönhatásba lép minden fémmel, kivéve az arany és platinafémeket (kivéve az ozmiumot), oxidokat képezve:
2 Mg + 02 = 2 MgO (magnézium-oxid);
4 Al + 3O2 = 2 Al2O3 (alumínium-oxid).
Számos fém a bázikus oxidok mellett amfoter (ZnO, Cr2O3, Al2O3 stb.) És még savas (CrO3, Mn2O7 stb.) Oxidokat is tartalmaz.
Ezenkívül kölcsönhatásba lép minden olyan halogénnel, nemmetallal, amely savas vagy nem só (indifferens) oxidokat képez:
S + 02 = SO2 (kén-oxid (IV));
4P + 5O2 = 2 P2O5 (foszforoxid (V));
N2 + O2 = 2 NO (nitrogén-monoxid (II)).
Az arany- és platinafém-oxidokat (hidroxidok és halogénvegyületek oxigénvegyületeinek bomlása útján állítják elő - oxigéntartalmú savak óvatos dehidratálásával).
Oxigénben és a levegőben számos szervetlen és szerves anyag könnyen oxidálható (égő vagy égő). Szervetlen anyagok, fémek és nemfémek kivételével, oxigénnel minden fémvegyület nem fémekkel reagál, kivéve a kloridokat és a bromidokat:
CaH2 + O2 = CaO + H20;
2 ZnS + 3O2 = 2 ZnO + 2S02;
Mg3P2 + 4O2 = Mg3 (PO4) 2;
Ca2Si + 2O2 = Ca2Si04;
4 KI + O2 + 2 H2O = 4 KOH + I2.
C3H8 + 5O2 = 3C02 + 4H20;
2C 2H 5OH + O 2 = 2 CH 3CHO + 2 H 2O;
2 CH 3CHO + O 2 = 2 CH 3COOH;
C6H12O6 + 6O2 = 6C02 + 6H2O;
2 C6H6 + 1502 = 12 CO2 + 6 H2O.
Az atomállapotban az oxigén aktívabb, mint a molekuláris állapotban. Ez a tulajdonság különböző anyagok fehérítésére szolgál (a szerves anyagok színezése könnyebben megsemmisíthető). A molekuláris állapotban az oxigén oxigén (O2) és ózon (O3) formájában létezhet, vagyis az allotrópia jelensége jellemző rá.
Még tisztaabb oxigént nyerhetünk lúgok (NaOH vagy KOH) vizes oldatainak vagy az oxigéntartalmú savak sóinak elektrolízisével (nátrium-szulfát Na2S04 oldatot használunk általában). A laboratóriumban kis mennyiségű nem túl tiszta oxigént lehet előállítani KMnO4 kálium-permanganát kondicionálásával:
2KMnO4 = K2MnO4 + Mn02 + 02.
Több tiszta oxigént állítunk elő a hidrogén-peroxid H 2 O 2 dekompozíciójával katalitikus mennyiségű mangán-dioxid Mn02:
2H2O2 = 2H20 + 02.
Az oxigén kialakulása erős (600 ° C feletti) nátrium-nitrát kalcinálásával történik NaNO3:
2NaNO3 = 2NaNO2 + 02,
ha bizonyos magasabb oxidokat melegítenek:
4CrO3 = 2Cr2O3 + 3O2;
2PbO2 = 2PbO + 02;
3MnO2 = Mn3O4 + 02.
Korábban oxigént kaptunk a KClO3 Berlotole sójának bomlása útján katalitikus mennyiségű mangán-dioxid Mn02:
2KClO3 = 2KCI + 3O2.
A Berthollet só azonban robbanásveszélyes keverékeket képez, így laboratóriumokban nem használnak oxigént. Természetesen most nem fordul elő, hogy bárki használná az oxigén kalcinálására a higany-oxid HgO kalcinálását, mivel az ebben a reakcióban keletkező oxigén mérgező higanygőzzel szennyezett.
Az űrjárművekben, tengeralattjárókban stb. Található oxigénforrás a zárt helyiségekben nátrium-peroxid Na2O2 és KO2 kálium-szuperoxid keveréke. Ha ezek a vegyületek szén-dioxiddal reagálnak, oxigént szabadítanak fel:
2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2C03 + 02,
4KO2 + 2CO2 = 2K2CO3 + 3O2.
Ha keveréket Na2O2 és KO2, hozott mólaránya 1: 1, majd minden egyes mól abszorbeált szén-dioxidot a levegőbe felszabadul 1 mól oxigén, úgy, hogy az összetétele a levegő nem fog változni, mivel az oxigénfelvételt során a légzés és a CO2-kibocsátás.
Az oxigén használata nagyon változatos. Az oxigén szükséges szinte minden élő lény számára. A légzés egy oxidációs redukciós folyamat, ahol az oxigén egy oxidálószer. A lélegzés segítségével az élőlények az energia fenntartásához szükséges energiát termelik. Szerencsére a Föld légkörében még nem tapasztalható észrevehető oxigénhiány, de ez a veszély a jövőben is felmerülhet.
A föld légkörén kívül egy személy kénytelen viselni oxigénellátást. Már beszéltünk a tengeralattjárók használatáról. Hasonlóképpen, oxigén termelődik mesterségesen használt légzés bármely idegen környezetben, ahol meg kell dolgozni, hogy az emberek: a repülőgép repülés közben nagy magasságban a emberes űrhajók, miközben mászni a magas hegyek, a ruhát tűzoltók, akiknek gyakran működik egy füstös és mérgező légkör stb.
Az orvostudományban az oxigént használják a légzési nehézségekkel küzdő betegek életének támogatására és bizonyos betegségek kezelésére. Azonban a tiszta oxigén normál nyomáson hosszú ideig nem tud lélegezni - ez veszélyes az egészségre.
A levegőből előállított oxigén főbb mennyiségeit a kohászatban használják. Az oxigén (és nem levegő), amely a nagyolvasztó kemencékben fúj, jelentősen megnöveli a nagyolvasztási folyamat sebességét, kivéve a kokszot és jobb minőségű öntöttvasot. Az oxigénfúvást oxigén-átalakítókban használják, amikor a vasat acélvá alakítják. Az oxigénnel dúsított tiszta oxigént vagy levegőt sok más fém (réz, nikkel, ólom stb.) Előállítására használják. Az oxigént fémek vágására és hegesztésére használják. Ebben az esetben "ballon" oxigént használnak. Hengerben az oxigén nyomás alatt lehet 15 MPa. Az oxigénes hengereket kék színnel festették.
A folyékony oxigén hatékony oxidálószer, a rakéta-üzemanyag komponenseként használják. Impregnált folyékony oxigén könnyen oxidálódnak anyagok, mint például fűrészpor, gyapjú, szénpor és mások. (Ezeket a vegyületeket nevezzük oxyliquit) használunk robbanóanyagok használható például amikor szóló utak a hegyek.
7. Elemek befolyásolása a környezetre
Az oxigén létfontosságú az ember, a növények, az állatok és a természet számára.
Az oxigén is részt vesz a különböző anyagok lassú oxidációjának folyamatában a szokásos hőmérsékleten. Ezek a folyamatok nem kevésbé fontosak, mint az égési reakciók. Tehát az élelmiszer lassú oxidációja a szervezetünkben egy energiaforrás, amely miatt a szervezet él. Az oxigént erre a célra a vér hemoglobin biztosítja, amely már szobahőmérsékleten képes törékeny vegyületet képezni. Oxidált hemoglobin oxihemoglobin szállít minden szövetben és egy olyan szervezet sejtjeiből oxigén oxidálja a fehérjék, zsírok és szénhidrátok, alkotó szén-dioxid és víz, felszabadító energia szükséges az aktivitáshoz a szervezet.
Tehát különböző információkat kaptunk a VI csoport elemeinek kémiai területéről, és többet az oxigénről, megtudtuk, hogy hol és hogyan használjuk és fogadjuk az oxigént, továbbá megtudjuk az oxigén hatását az életünkre, a nemzetgazdaságra és a kultúrára.
Ha az esszém olvasása után vágyakozódott volna arra, hogy jobban megismerkedjen a tudomány hatalmas területeivel, ahol a DI Mendeleyev folyóirat rendszerének VI csoportjaira vonatkozó információk származnak, akkor elvégeztem a feladatomat.
Hosted on Allbest.ru