Trimiterea muncii tale bune la baza de cunoștințe este ușoară. Utilizați formularul de mai jos
Elevii, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și activitatea lor vor fi foarte recunoscători.
Oxigenul (Okhugenum) este cel mai important element chimic biogenic, oferind respirația majorității organismelor vii de pe Pământ, fără de care putem trăi doar câteva minute.
Puterea oxigenului se manifestă deja prin faptul că respiram și respirația este un sinonim al vieții. Și oxigenul poate fi considerat atotputernic, deoarece elementul puternic al focului, ca regulă, depinde în mare măsură de candidatul nostru pentru omniprezent și omnipotent.
Cu toate acestea, Priestley nu și-a dat seama inițial că a descoperit o nouă substanță simplă, crezând că a desemnat una din părțile componente ale aerului (și a numit acest gaz "aerul dephlogistic"). Despre descoperirea sa Priestley ia informat pe chimistul francez Antoine Lavoisier. În 1775, A. Lavoisier a stabilit că oxigenul este o parte integrantă a aerului, acizilor și este conținut în multe substanțe.
Astfel, meritul descoperirii oxigenului divide de fapt Priestley, Scheele și Lavoisier.
1. Informații generale
Oxigenul este un element al grupului VI-A, a doua perioadă a sistemului periodic al elementelor chimice Mendeleyev cu numărul atomic 8. Denumită prin simbolul O (Oxigen).
Oxigenul face parte din multe substanțe organice și este prezent în toate celulele vii. Conform numărului de atomi din celulele vii, este de aproximativ 25%, în funcție de fracțiunea de masă - aproximativ 65%.
Configurația electronică în starea de bază este 1s22s22p4.
Masa atomică de oxigen este de 15,9994 g / mol.
Caracteristicile structurii moleculei de O2: oxigenul atmosferic constă din molecule diatomice. Distanta interatomica in molecula este O20.12074 nm. Oxigenul molecular (gazos și lichid) este o substanță paramagnetică, în fiecare moleculă de O2 există doi electroni nepartiți. Acest fapt poate fi explicat prin faptul că în moleculă există un electron nepărsat pe fiecare dintre cele două orbite de slăbire.
În diferiți compuși, oxigenul poate fi în stările de sp3 și sp2-hibridizare.
3. Proprietăți fizice
În condiții normale, oxigenul este un gaz fără culoare, gust și miros.
1 litru are o masă de 1.429 g. Puțin mai greu decât aerul. Puțin solubil în apă (4,9 ml / 100 g la 0 ° C, 2,09 ml / 100 g la 50 ° C) și alcool (2,78 ml / 100 g la 25 ° C). Se dizolvă bine în argintul topit (22 volume de O2 în 1 volum de Ag la 961 ° C). Distanța interatomică este de 0.12074 nm. Este un paramagnet.
Oxigen lichid (punctul de fierbere 182,98 ° C) este un lichid albastru deschis.
Oxigen solid (punct de topire # 218,35 ° C) - cristale albastre. Sunt cunoscute șase faze cristaline, dintre care trei există la o presiune de 1 atm:
· B-O2 - există la o temperatură sub 23,65 K; cristale albastre strălucitoare aparțin sistemului monoclinic, parametrii celulari a = 5,403 E, b = 3,429 E, c = 5,086 E; a = 132,53 °.
· В-О2 - există în intervalul de temperatură de la 23,65 la 43,65 K; (cu o presiune tot mai mare, culoarea devine roz) au o latură rhomboedrică, parametrii celulei a = 4,21 E, b = 46,25 °
· R-O2 - există la temperaturi cuprinse între 43,65 și 54,21 K; culorile albastru deschis au simetrie cubică, perioada de zăbrele a = 6,83 E].
Alte trei faze se formează la presiuni mari:
· Interval de temperatură D-O2 20-240 K și presiune 6-8 GPa, cristale portocalii;
· Presiunea E-O4 de la 10 la 96 GPa, culoarea cristalelor de la roșu închis la negru, syngonia monoclinică;
· Presiunea Ж-Оn este mai mare de 96 GPa, starea metalică cu strălucire metalică caracteristică, la temperaturi scăzute, trece prin starea supraconductoare.
4. Proprietăți chimice
molecula de oxigen chimic lavoisit
Oxigenul se referă la nemetalele active. În toți compușii, cu excepția compușilor fluorurați și peroxizi, are starea de oxidare -2, compuși cu fluor în oxigen are o stare de oxidare +2 și compuși peroxid gradul de oxidare egal cu -1 sau chiar număr fracționar. Acest lucru se datorează faptului că în peroxizi 2 sau mai mulți atomi de oxigen sunt conectați unul la celălalt.
Oxigenul interacționează cu toate metalele, cu excepția metalelor de aur și platină (cu excepția osmiului), formând oxizi:
2 Mg + 02 = 2 MgO (oxid de magneziu);
4 Al + 3O2 = 2 Al2O3 (oxid de aluminiu).
O serie de alte decât oxizi de bază, forme amfotere (ZnO, Cr2O3, Al2O3, etc.), și chiar de acid (CrO3, Mn2O7 et al.) Oxizii de metale.
De asemenea, interacționează cu toți, dar cu halogeni, nemetalici, care formează oxizi acide sau nesaturate (indiferenți):
S + O2 = SO2 (oxid de sulf (IV));
4 P + 5O2 = 2 P2O5 (oxid de fosfor (V));
N2 + O2 = 2 NO (oxid nitric (II)).
Oxizii metalelor de aur și platină sunt obținuți prin descompunerea lor (hidroxizii și compușii de oxigen ai halogenurilor - prin deshidratarea atentă a acizilor lor care conțin oxigen).
În oxigen și în aer, multe substanțe anorganice și organice se oxidează ușor (arde sau smulge). Din substanțe anorganice, cu excepția metalelor și nemetalilor, cu oxigen toți compușii metalici reacționează cu nemetalele, cu excepția clorurilor și bromurilor:
CaH2 + O2 = CaO + H20;
2 ZnS + 3O2 = 2 ZnO + 2S02;
Mg3P2 + 4O2 = Mg3 (PO4) 2;
Ca2Si + 2O2 = Ca2Si04;
4 KI + O2 + 2 H20 = 4 KOH + I2.
C3H8 + 5O2 = 3C02 + 4H20;
2 C2H5OH + 02 = 2 CH3CHO + 2 H20;
2 CH3CHO + 02 = 2 CH3COOH;
C6H12O6 + 6O2 = 6 CO2 + 6 HzO;
2 C6H6 + 15O2 = 12 CO2 + 6 H2O.
În starea atomică, oxigenul este mai activ decât în starea moleculară. Această proprietate este folosită pentru înălbirea diferitelor materiale (substanțele organice de colorat sunt mai ușor distruse). În starea moleculară, oxigenul poate exista sub formă de oxigen (O2) și ozon (O3), adică fenomenul alotropiei este caracteristic pentru acesta.
Chiar și un oxigen pur poate fi obținut prin electroliza soluțiilor apoase de alcalii (NaOH sau KOH) sau sărurile acizilor care conțin oxigen (de obicei se utilizează soluția de sulfat de sodiu Na2SO4). În laborator, se pot obține cantități mici de oxigen care nu sunt foarte pure prin încălzirea permanganatului de potasiu KMnO4:
2KMnO4 = K2Mn04 + Mn02 + 02.
Mai mult oxigen pur se obține prin descompunerea peroxidului de hidrogen H 2 O 2 în prezența unor cantități catalitice de dioxid de mangan solid MnO2:
2H2O2 = 2H20 + 02.
Oxigenul se formează la o calcinare puternică (peste 600 ° C) a azotatului de sodiu NaNO3:
2NaNO3 = 2NaNO2 + O2,
când se încălzesc anumite oxizi mai mari:
4CrO3 = 2Cr2O3 + 302;
2Pb02 = 2PbO + 02;
3MnO2 = Mn3O4 + O2.
Anterior, oxigenul a fost obținut prin descompunerea sării de berlotol a KCI03 în prezența unor cantități catalitice de dioxid de mangan Mn02:
2KCI03 = 2KCI + 302.
Cu toate acestea, sarea Berthollet formează amestecuri explozive, deci nu este utilizată pentru a produce oxigen în laboratoare. Desigur, acum nu va fi nimeni care să folosească pentru calcinarea oxigenului calcinarea oxidului de mercur HgO, deoarece oxigenul format în această reacție este contaminat cu vapori toxici de mercur.
O sursă de oxigen în vehiculele spațiale, submarine etc., incintele închise este un amestec de peroxid de sodiu Na2O2 și superoxid de potasiu KO2. Când acești compuși interacționează cu dioxidul de carbon, oxigenul este eliberat:
2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2,
4KO2 + 2CO2 = 2K2CO3 + 302.
Dacă un amestec Na2O2 și KO2, luate în raport molar de 1: 1, apoi pentru fiecare mol de dioxid de carbon absorbit din aer este eliberat 1 mol de oxigen, astfel încât compoziția aerului nu se va schimba datorită absorbției de oxigen în timpul respirației și a emisiilor de CO2.
Utilizarea oxigenului este foarte diversă. Oxigenul este necesar pentru aproape toate ființele vii. Respirația este un proces de reducere a oxidării, unde oxigenul este un oxidant. Cu ajutorul respirației, ființele vii produc energia necesară pentru a susține viața. Din fericire, atmosfera Pământului nu are încă o lipsă evidentă de oxigen, însă un astfel de pericol poate apărea în viitor.
În afara atmosferei pământului, o persoană este forțată să ia cu el o cantitate de oxigen. Am vorbit deja despre utilizarea sa pe submarine. În mod similar, oxigenul este produsa utilizat în mod artificial pentru a respira în orice mediu străin, în cazul în care este necesar să se lucreze la oameni: în aeronavă atunci când zboară la altitudini mari în nave spațiale cu echipaj, în timp ce urca munții înalți, în pompieri costum, care au de multe ori să opereze într-un fum și atmosfera otrăvitoare etc.
În medicină, oxigenul este utilizat pentru a susține viața pacienților cu dificultăți de respirație și pentru a trata anumite boli. Cu toate acestea, oxigen pur la o presiune normală pentru o lungă perioadă de timp nu puteți respira - acest lucru este periculos pentru sănătate.
Principalele cantitati de oxigen produse din aer sunt folosite in metalurgie. Oxigenul (și nu aerul) care suflă în furnale permite creșterea semnificativă a vitezei procesului de topire, economisirea cocsului și obținerea fontei de o calitate mai bună. Suflarea oxigenului este utilizată în convertoarele de oxigen atunci când fierul este transformat în oțel. Oxigenul pur sau aerul îmbogățit cu oxigen este utilizat în producția multor alte metale (cupru, nichel, plumb etc.). Oxigenul este utilizat pentru tăierea și sudarea metalelor. În acest caz se folosește oxigenul "balon". Într-un cilindru, oxigenul poate fi sub presiune de până la 15 MPa. Cilindrii cu oxigen sunt vopsite în albastru.
Oxigenul lichid este un oxidant puternic, este utilizat ca o componentă a combustibilului cu rachete. oxigen lichid impregnată sunt ușor materiale, cum ar fi rumegușul, lână, praf de carbon și alții oxidat. (Acești compuși se numesc oxyliquit) sunt folosite ca explozive utilizate, de exemplu, atunci când se stabilesc drumurile din munți.
7. Influența elementelor asupra mediului
Oxigenul este vital pentru om, plante, animale și natură.
Oxigenul este, de asemenea, implicat în procesele de oxidare lentă a diferitelor substanțe la temperatura obișnuită. Aceste procese nu sunt mai puțin importante decât reacțiile de combustie. Deci, oxidarea lentă a alimentelor în corpul nostru este o sursă de energie, din cauza căreia trăiește organismul. Oxigenul în acest scop este furnizat de hemoglobina sanguină, care este capabilă să formeze un compus fragil cu el deja la temperatura camerei. hemoglobina oxidata este oxihemoglobină livrează toate țesuturile și celulele unui organism de oxigen care oxidează proteine, grăsimi și carbohidrați, formând dioxid de carbon și apă, eliberând energia necesară pentru activitatea organismului.
Deci, am obținut diverse informații din domeniul chimiei elementelor din grupul VI și mai mult despre oxigen, învățat despre locul și modul în care oxigenul este folosit și primit și, de asemenea, învățat despre efectul oxigenului asupra vieții, economiei naționale și culturii noastre.
Dacă după ce a citit eseul meu aveți o dorință de a explora vasta zona a științei, de la informații colectate de elementele din grupa VI a sistemului periodic al lui Mendeleev, am îndeplinit sarcina.
Găzduit pe Allbest.ru