А ә б в 1 жеке сөздерден сөйлем құра. сөйлемді үлгідегі формула бойынша жаз а ә б в 1 біздін, алтыншы,үлгі, қорғайды. 2 анам, елдің, өте, оқимын. 3 мен, отбасымыз, сабағымды, тұтамын. 4 ата-анамды, менің, сыныпта, қадағалайды. 5 біздін, ерекше, тыныштағын

Общая характеристика элемента

Кислород – самый распространенный элемент на Земле, на его долю приходится чуть меньше половины, 49 % от общей массы земной коры. Природный кислород состоит из 3 стабильных изотопов 16О, 17О и 18О (преобладает 16О). Кислород входит в состав атмосферы (20,9 % по объему, 23,2 по массе), в состав воды и более 1400 минералов: кремнезема, силикатов и алюмосиликатов, мраморов, базальтов, гематита и других минералов и горных пород. Кислород составляет 50-85% массы тканей растений и животных, т.к содержится в белках, жирах и углеводах, из которых состоят живые организмы. Общеизвестна роль кислорода для дыхания, для процессов окисления.

Кислород сравнительно мало растворим в воде – 5 объемов в 100 объемах воды. Однако, если бы весь растворенный в воде кислород перешел в атмосферу, то он занял бы огромный объем – 10 млн км3 ( н.у). Это равно примерно 1% всего кислорода в атмосфере. Образование на земле кислородной атмосферы обусловлено процессами фотосинтеза.

Открыт шведом К. Шееле ( 1771 – 1772 г.г) и англичанином Дж. Пристли ( 1774г.). Первый использовал нагревание селитры, второй – оксида ртути (+2). Название дал А.Лавуазье («оксигениум» — «рождающий кислоты»).

В свободном виде существует в двух аллотропных модификациях – «обыкновенного» кислорода О2 и озона О3.

Строение молекулы озона

2 = 2О3 – 285 кДж
Озон в стратосфере образует тонкий слой, который поглощает большую часть биологически вредного ультрафиолетового излучения.
При хранении озон самопроизвольно превращается в кислород. Химически кислород О2 менее активен, чем озон. Электроотрицательность кислорода 3,5.

Химические свойства кислорода

Кислород поддерживает горение.  Горение — быстрый процесс окисления вещества, сопровождающийся выделением большого количества теплоты и света. Чтобы доказать, что в склянке находится кислород, а не какой-то другой газ, надо в склянку опустить тлеющую лучинку. В кислороде тлеющая лучинка ярко вспыхивает. Горение различных веществ на воздухе – это окислительно-восстановительный процесс, в котором окислителем является кислород. Окислители – это вещества, «отбирающие» электроны у веществ-восстановителей. Хорошие окислительные свойства кислорода можно легко объяснить строением его внешней электронной оболочки.

Валентная оболочка кислорода расположена на 2-м уровне – относительно близко к ядру. Поэтому ядро сильно притягивает к себе электроны. На валентной оболочке кислорода 2s2 2p4  находится 6 электронов. Следовательно, до октета недостает двух электронов, которые кислород стремится принять с электронных оболочек других элементов, вступая с ними в реакции в качестве окислителя.

Кислород имеет вторую (после фтора) электроотрицательность в шкале Полинга. Поэтому в подавляющем большинстве своих соединений с другими элементами кислород имеет отрицательную степень окисления. Более сильным окислителем, чем кислород, является только его сосед по периоду – фтор. Поэтому соединения кислорода с фтором – единственные, где кислород имеет положительную степень окисления.

Итак, кислород – второй по силе окислитель среди всех элементов Периодической системы. С этим связано большинство его важнейших химических свойств.
С кислородом реагируют все элементы, кроме Au, Pt, He, Ne и Ar, во всех реакциях (кроме взаимодействия со фтором) кислород — окислитель.

Кислород легко реагирует с щелочными и щелочноземельными металлами:

4Li + O2 → 2Li2O,

2K + O2 → K2O2,

2Ca + O2 → 2CaO,

2Na + O2 → Na2O2,

2K + 2O2 → K2O4

Мелкий порошок железа ( так называемого пирофорного железа) самовоспламеняется на воздухе, образуя Fe2O3, а стальная проволока горит в кислороде, если ее заранее раскалить:

3 Fe + 2O2 → Fe3O4

2Mg + O2 → 2MgO

2Cu + O2  → 2CuO

С неметаллами (серой, графитом, водородом, фосфором и др.) кислород реагирует при нагревании:

S + O2 → SO2,

C + O2 → CO2,

2H2 + O2 → H2O,

4P + 5O2 → 2P2O5,

Si + O2 → SiO2, и т.д

Почти все реакции с участием кислорода O2 экзотермичны, за редким исключением, например:

N2 + O2 → 2NO – Q

Эта реакция протекает при температуре выше 1200 oC или в электрическом разряде.

Кислород способен окислить сложные вещества, например:

2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O   (избыток кислорода),

2H2S + O2 → 2S + 2H2O   (недостаток кислорода),

4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O   (без катализатора),

4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O   (в присутствии катализатора Pt ),

CH4 (метан) + 2O2 → CO2 + 2H2O,

4FeS2 (пирит) + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2.

Известны соединения, содержащие катион диоксигенила O2+, например, O2+ [PtF6]— (успешный синтез этого соединения  побудил Н. Бартлетта попытаться получить соединения инертных газов).

Озон

Озон химически более активен, чем кислород O2. Так, озон окисляет иодид — ионы I—  в растворе  Kl:

O3 + 2Kl + H2O = I2 + O2 + 2KOH

Озон сильно ядовит, его ядовитые свойства сильнее, чем, например, у сероводорода. Однако в природе озон, содержащийся в высоких слоях атмосферы, выполняет роль защитника всего живого на Земле от губительного ультрафиолетового излучения солнца. Тонкий озоновый слой поглощает это излучение, и оно не достигает поверхности Земли. Наблюдаются значительные колебания в толщине и протяженности этого слоя с течением времени (так называемые озоновые дыры) причины таких колебаний пока не выяснены.

Применение кислорода O2: для интенсификации процессов получения чугуна и стали, при выплавке цветных металлов, как окислитель в различных химических производствах, для жизнеобеспечения на подводных кораблях, как окислитель ракетного топлива (жидкий кислород), в медицине, при сварке и резке металлов.

Применение озона О3: для обеззараживания питьевой воды, сточных вод, воздуха, для отбеливания тканей.

Молекулярный вес — кислород

Молекулярный вес кислорода равен 32 углеродным единицам, так как молекула кислорода также состоит из двух атомов.

По полученным данным вычислить молекулярный вес кислорода с помощью уравнения Клапейрона — Менделеева и исходя из относительной плотности кислорода по водороду.

Так как молекулярный вес жидких топлив значительно выше молекулярного веса кислорода, то р значительно больше ск.

При проведении опытов разложения бертолетовой соли, например при опыте определения молекулярного веса кислорода, студентов всегда предупреждают, что они не должны примешивать к бертолетовой соли слишком много катализатора-двуокиси марганца, чтобы не выпустить из рук управления реакцией. Иначе неизбежна авария: горелка уже отставлена, а бурное разложение соли продолжается, усиливается, вода из принимающего кислород сосуда выбрасывается через сифон настоящим фонтаном, если только напором кислорода из сосуда не 6v-дет выброшена пробка.

Определим объем грамм-молекулы кислорода 02, зная, что при 0 и 760 мм рт. столба 1 л его весит 1 43 грамма. Молекулярный вес кислорода 32; грамм-молекула кислорода весит 32 грамма.

Как и в примере 4, ответ можно получить, сравнивая значения газовой постоянной, вычисленные с помощью уравнения состояния и соотношения Майера. Молекулярный вес кислорода равен 32, отсюда m 32 г / моль.

Молекулярный вес водорода округленно равен двум углеродным единицам, так как молекула его двухатомна. Молекулярный вес кислорода равен 32 углеродным единицам, так как молекула кислорода также состоит из двух атомов.

Молекулярный вес водорода округленно равен 2 кислородным единицам, так как молекула его двухатомна. Молекулярный вес кислорода равен о2 кислородным единицам, так как молекула кислорода также состоит из двух атомов.

Поскольку различные молекулы обладают одинаковой средней кинетической энергией, то среднее значение квадрата скорости, как легко заметить, обратно пропорционально массе молекулы и, следовательно, средняя скорость ( средняя квадратичная скорость) обратно пропорциональна корню квадратному из молекулярного веса. Молекулярный вес кислорода в 16 раз больше молекулярного веса водорода; отсюда следует, что молекулы кислорода движутся в 4 раза медленнее, чем молекулы водорода при одной и той же температуре. Средняя скорость молекул кислорода при 0 равна 0 46 105 см / сек.

Молекулярный вес водорода округленно равен двум углеродным единицам, так как молекула его двухатомна. Молекулярный вес кислорода равен 32 углеродным единицам, так как молекула кислорода также состоит из двух атомов.

Поскольку различные молекулы обладают одинаковой средней кинетической энергией, то среднее значение квадрата скорости, как легко заметить, обратно пропорционально массе молекулы, и, следовательно, средняя скорость ( средняя квадратичная скорость) обратно пропорциональна корню квадратному из молекулярного веса. Молекулярный вес кислорода в 16 раз больше молекулярного веса водорода; отсюда следует, что молекулы кислорода движутся в 4 раза медленнее, чем молекулы водорода при одной и той же температуре.

Используя образец воздуха и принимая молекулярный вес кислорода равным 32, они получили значения 28 2; 39 9 и 44 3 для азота, аргона и двуокиси углерода. Хорошая точность получается при построении зависимости H0 / Ht от времени в логарифмической шкале. График представляет собой прямую; при / 0 Я0 / / / ( 1, где Я0 и HI — высоты пиков в моменты времени 0 и t соответственно. Нелинейность является признаком того, что в образовании данного пика принимает участие более чем одно соединение или что вещество взаимодействует со стенками или сорбируется на них. Ассоциация паров тоже оказывает влияние на получаемые результаты.

Диффузионное горение и связанная с ним неустойчивость наблюдается не только в смесях, содержащих водород. В смесях, содержащих большое количество тяжелого флегматизатора, молекулярный вес которого значительно больше молекулярного веса кислорода и горючих веществ ( четыреххлористый углерод С С14 в смеси окиси углерода с кислородом), коэффициент диффузии горючей компоненты ( или окислителя) значительно выше температуропроводности смеси. В таких смесях тоже наблюдаются диффузионное горение и связанная с ним неустойчивость плоского пламени.

Давление пара воды при 25 С равно 23 76 мм рт. ст. Вычислить: а) вес 1 л кислорода при нормальных условиях, б) плотность кислорода по водороду и в) молекулярный вес кислорода.

Давление пара воды при 25 С равно 23 76 мм рт. ст. Вычислить: а) массу 1 л кислорода при нормальных условиях, б) плотность кислорода по водороду и в) молекулярный вес кислорода.

Ссылка на основную публикацию