Урок 11 Получить доступ за 75 баллов Кислород
Кислород – химический элемент и простое вещество
Кислород – самый распространенный на Земле химический элемент:
земная кора содержит 47% кислорода
мировой океан состоит из кислорода на 85%
Кроме этого, кислород – основной участник обмена веществ в живых организмах – дыхания и фотосинтеза.
В таблице приведены основные сведения о кислороде.
|
Химический элемент |
Простое вещество |
|
Название «Oxygenium» произошло от двух слов, в переводе «рождающий кислоты» Химический знак – О Атомный номер – 8 Расположение в периодической системе – 2 период, VI группа Типичный неметалл (сильный окислитель) Атомная масса – 16 а. е. м. Валентность – 2 Степени окисления – –2; 0; +1; +2
|
Химическая формула – O2 Молекулярная масса – 32 а. е. м. Бесцветный газ без запаха; светло-голубая жидкость; синие кристаллы Температура кипения – –183 °С Температура плавления – –218 °С |
В жидком состоянии кислород имеет голубой цвет, поэтому на всех формулах мы его будем обозначать голубым!
Изучением кислорода занимались несколько учёных примерно в одно и то же время.
Официально первооткрывателем кислорода считается англичанин Джозеф Пристли (1774 год).
Однако установлен факт, что в свое время Леонардо да Винчи изучал химию кислорода, не подозревая тогда, что он является элементом.
Название «кислород» в русский язык ввёл Михаил Ломоносов, который также ввёл в употребление термин «кислота», который в те времена обозначал оксид – соединение элемента с кислородом.
Поэтому истинное значение названия «кислород» переводится как «рождающий оксиды». Некоторое время в России кислород называли «кислотвор».
Химический элемент кислород образует два простых вещества: кислород (O2) и озон (O3).
Кислород активно участвует в обмене веществ, именно ему обязана наша планета возникновением на ней жизни.
Атмосфера содержит 21 % кислорода.
Считается, что несколько сотен миллионов лет назад концентрация кислорода в атмосфере была почти в 2 раза выше – около 40%.
Количество кислорода в воздухе ниже 8% является угрозой для жизни человека.
В отличие от кислорода, озон даже в газообразном состоянии имеет голубой цвет, в жидком – насыщенный фиолетовый, в твёрдом – почти чёрный.
Озон (O3) образуется из кислорода при воздействии ионизирующих излучений: радиации или жестких ультрафиолетовых лучей (это свойство кислорода было открыто в 1899 году учеными Пьером и Марией Кюри).
Он образуется в атмосфере под воздействием разрядов молнии, а также при работе бытовой техники, например, лазерных принтеров.
При этом вы можете чувствовать характерный запах – это и есть запах озона.
Слово «озон» с греческого языка так и переводится: «пахну».
Озон также способен в некоторой степени задерживать ультрафиолетовые лучи. Это его свойство является одним из факторов существования жизни на Земле.
Кислород и озон являются парамагнетиками – это значит, что они притягиваются к магниту.
Это заметно при проведении опытов с жидкими кислородом и озоном.
Химические свойства кислорода
Существует два способа получения кислорода:
- разложение химических соединений (в лаборатории чаще всего кислород получают разложением перманганата калия или пероксида водорода)
- выделение кислорода из воздуха.
Качественной реакцией на кислород является его способность зажигать тлеющую лучину.
Кислород – очень активное вещество, при нормальных условиях он взаимодействует почти со всеми простыми веществами, кроме нескольких.
В чистом кислороде горят даже на первый взгляд негорючие материалы, например, железо.
Реакции взаимодействия веществ с кислородом называются реакциями окисления.
Сложные вещества, состоящие из атомов двух химических элементов, один из которых – кислород, называются оксидами.
В этом правиле есть единственное исключение: соединения кислорода и фтора называются фторидами кислорода, поскольку окислителем («отнимающим электроны») здесь является не кислород, а химически более активный фтор.
Многие оксиды имеют собственные («тривиальные») названия.
Наиболее часто встречающиеся нам в обыденной жизни оксиды приведены в таблице.
|
Химическая формула |
Систематическое название |
Тривиальное название |
|
H2O |
Оксид водорода |
Вода |
|
H2O2 |
Пероксид водорода |
Перекись водорода |
|
CO |
Оксид углерода (II) |
Угарный газ |
|
CO2 |
Оксид углерода (IV) |
Углекислый газ |
|
N2O |
Оксид азота (I) |
Веселящий газ |
|
Al2O3 |
Оксид алюминия |
Корунд |
|
SiO2 |
Оксид кремния (IV) |
Песок |
|
SO2 |
Оксид серы (IV) |
Сернистый газ |
|
CaO |
Оксид кальция |
Негашеная известь |
Кислород также способен окислять и сложные вещества.
В абсолютном большинстве случаев подобные реакции сопровождаются выделением большого количества энергии в виде света и тепла – это реакции горения.
Надо помнить, что кислород поддерживает горение, а не горит сам.
Применение кислорода
Кислород в промышленности получают фракционной перегонкой воздуха.
Применяется он везде: от медицины для дыхания тяжелобольных до окислителя ракетного топлива.
Хранят и перевозят кислород в баллонах голубого цвета.
На схеме приведены лишь основные сферы применения кислорода, на деле их гораздо больше.
Более 60 % производимого в промышленности кислорода потребляет металлургия – он используется для выплавки металлов из руды.
Через нагретую до высокой температуры смесь руды и кокса продувают кислород, в результате чего природная руда: сульфиды и более сложные соединения металлов превращаются в оксиды, из которых извлечь чистый металл гораздо проще.
Кислородные коктейли широко используются в санаториях и домах отдыха в качестве тонизирующего средства, для повышения иммунитета.
На подводных лодках используют три различных источника кислорода: сжиженный кислород в баллонах, электролиз морской воды, из пероксида калия.
Последняя реакция особенно интересна тем, что пероксид калия реагирует с углекислым газом с выделением кислорода:
Этот способ применяется чаще остальных, потому что баллоны – это дополнительная масса, а при электролизе воды выделяется также взрывоопасный водород.
В бесплатной версии урока недоступны:
- Видео
- Изображения
- Дополнительная информация
- Таблицы
- Тесты