Кисень – хімія

Кисень є родоначальником головної підгрупи VI групи (VIA групи) Періодичної системи Д. І. Менделєєва.

Елементи цієї підгрупи – кисень О, сірка S, селен Se, телур Ті, полоній Ро – мають загальну назву «халькогена», що означає «рождающие руди». (Згадайте, з якими рудами, що містять кисень і сірку, ви вже познайомилися.)

З деякими аспектами хімії кисню ви вже частково знайомі. Отримання кисню з пероксиду водню (рис. 108) і перманганату калію (рис. 109) ви розбирали торік (згадайте ці реакції).

Ви тепер добре знайомі і з аллотропией кисню, вам відоме таке важливе проста речовина, як озон. (Порівняйте ще раз властивості кисню O2 і озону O3, згадайте біологічне значення озону.)

Кисень – найпоширеніший елемент на нашій планеті. Він входить до складу води (88,9%), яка покриває 2/3 поверхні земної кулі, створюючи його водну оболонку – гідросферу. Кисень – друга за кількістю і перша за значенням для життя складова частина повітряної оболонки Землі – атмосфери, де на його частку припадає 20,95% за обсягом і 23,15% по масі. Кисень входить до складу численних мінералів твердої оболонки земної кори – літосфери: з кожних 100 атомів земної кори на частку кисню припадає 58 атомів.

Як ви вже знаєте, кисень існує у формі O2. Це газ без кольору, запаху. У рідкому стані має світло-блакитне забарвлення, в твердому – синю. У воді газоподібний кисень розчинний краще, ніж азот і водень.

Кисень взаємодіє майже з усіма простими речовинами, крім галогенів, благородних газів, золота і платинових металів. Наприклад, енергійно реагує з металами: лужними, утворюючи оксид з літієм Li2O та інші продукти, наприклад пероксиди М2O2; з залізом, утворюючи залізну окалину Fe3O4; з алюмінієм (запишіть відповідні рівняння реакцій, розгляньте окислювально-відновні процеси).

Реакції металів і неметалів з киснем протікають дуже часто з виділенням великої кількості теплоти і супроводжуються займанням -Реакция горіння. (Запишіть рівняння реакцій горіння сірки з утворенням SO2, фосфору – з утворенням Р2O5 і вугілля – з утворенням СO2.)

Висока окислювальна здатність кисню лежить в основі горіння усіх видів палива.

Кисень бере участь і в процесах дихання (рис. 110), повільного окислення різних речовин при звичайній температурі. Ці процеси не менш важливі, ніж реакції горіння. Так, повільне окислення їжі в нашому організмі є джерелом енергії, за рахунок якої живе організм. Кисень для цієї мети доставляється гемоглобіном крові, який здатний утворювати з ним безсила з’єднання вже при кімнатній температурі. Окислений гемоглобін – оксігемогло- бін – доставляє у всі тканини і клітини організму кисень, який окисляє білки, жири і вуглеводи (складові частини їжі), утворюючи при цьому оксид вуглецю (IV) (вуглекислий газ) і воду і звільняючи енергію, необхідну для діяльності організму.

Виключно важлива роль кисню в процесі дихання людини і тварин.

Рослини також поглинають атмосферний кисень. Але якщо в темряві йде тільки процес поглинання рослинами кисню, то на світлі протікає ще один протилежний йому процес – фотосинтез (рис. 111), в результаті якого рослини поглинають вуглекислий газ і виділяють кисень. Так як процес фотосинтезу йде більш інтенсивно, то в підсумку на світлі рослини виділяють набагато більше кисню, ніж поглинають його при диханні. Таким чином, зміст вільного кисню Землі зберігається завдяки життєдіяльності зелених рослин, хоча спочатку атмосфера нашої планети була друго

Кисень застосовують у металургійній та хімічній промисловості для прискорення (інтенсифікації) виробничих процесів. Так, заміна повітряного дуття кисневим в доменному та сталеплавильному виробництві набагато прискорює виплавку металу. Чистий кисень застосовують також для отримання високих температур, наприклад при газовій зварці і різанні металів. Його використовують для життєзабезпечення на підводних і космічних кораблях, при роботах водолазів, пожежників.

У медицині кисень застосовують у випадках тимчасового утруднення дихання, пов’язаного з деякими захворюваннями.

Кисень зберігають у сталевих балонах, пофарбованих у блакитний колір (рис. 114, а), під тиском 150 атм. У лабораторних умовах кисень зберігають у скляному приладі – газометра (рис. 114, б).

Основні області застосування кисню представлені на малюнку 115.

Відкриття кисню. Кисень відкрили і вперше отримали майже одночасно два видатних хіміка XVIII в. – Швед К. Шеєле шляхом нагрівання селітри і англієць Дж. Прістлі при нагріванні оксиду ртуті (II). Назва oxygenium, т. Е. «Народжує кислоти», або «кисень», цьому елементу дав великий французький хімік А. Лавуазьє.

Властивості кисню

Ми знаємо, що кисень — це газ, яким ми повинні дихати, і що це одна з умов розвитку життя, яке ми знаємо. The властивості кисню Вони нам багаторазово непотрібні. Однак багато людей про них не знають.

Тому ми збираємося присвятити цю статтю тому, щоб розповісти вам, які основні властивості кисню, його характеристики та багато іншого.

Що таке кисень

Кисень — хімічний елемент, який відноситься до неметалічних. Зазвичай він знаходиться в газоподібному стані і в достатку поширений в атмосфері Землі. Насправді, Він становить близько 20,8% поточного об’єму атмосфери в його молекулярній формі, O2. У Всесвіті це третій за поширеністю елемент після водню та гелію. Кисень є ключовим компонентом для життя, як ми його розуміємо, і особливо важливий у формуванні молекул води, H2O, у поєднанні з воднем.

Через свою високу реакційну здатність кисень (O) рідко зустрічається в елементарній формі. Натомість він зазвичай з’єднується з іншими атомами кисню, утворюючи молекули, або реагує з іншими елементами, утворюючи хімічні сполуки.

Зазвичай молекула кисню знаходиться в двоатомному стані (O2) за стандартного кімнатного тиску та температури. однак, За певних умов середовища він може існувати як триатомна молекула (озон O3). Наприклад, молекула озону в стратосфері утворюється в результаті розпаду О2 ультрафіолетовим світлом. З іншого боку, озон у тропосфері утворюється в результаті фотохімічної взаємодії між оксидами азоту та леткими органічними сполуками.

Завдяки високій реакційній здатності атоми цього конкретного елемента можна знайти в широкому спектрі органічних і неорганічних сполук по всій планеті, які існують у різних станах речовини. Як результат, це надзвичайно поширений елемент як у світі, так і у Всесвіті.

Властивості кисню

Ось найбільш відомі та корисні властивості кисню:

• Хімічний символ і атомний номер: Кисень позначається символом «О» в періодичній таблиці Менделєєва і має атомний номер 8, що означає, що він має 8 протонів у своєму ядрі.
• Фізичний стан: При кімнатній температурі кисень перебуває в газоподібному стані, утворюючи молекулу О2. Це найпоширеніша форма кисню в атмосфері Землі.
• Без кольору, запаху та смаку: Кисень — це газ без кольору, запаху та смаку, тобто ми не можемо виявити його за допомогою органів чуття.
• реактивність: Кисень має високу реакційну здатність. Він може реагувати з різноманітними речовинами, і ця властивість є важливою в процесах горіння та дихання живих організмів.
• Життєзабезпечення: Кисень необхідний для аеробного дихання більшості живих істот, включаючи людину. У цьому процесі кисень використовується клітинами для виробництва енергії.
• Горіння: Для горіння необхідний кисень. У поєднанні з горючими речовинами, такими як вуглець у процесі окислення, він виробляє тепло і світло. Це важливо, наприклад, у промисловості та на кухні.
• Розчинність: Кисень розчинний у воді, що дозволяє водним організмам, таким як риби, отримувати його з води для дихання.
• Щільність: Кисень щільніший за повітря, тобто він має тенденцію накопичуватися на дні закритих просторів. Ця властивість впливає на безпеку в промислових умовах.
• Промислове застосування: Кисень використовується в різних промислових цілях, таких як зварювання та різання металів, виробництво сталі та скла, а також хімічне виробництво.
• Вплив на навколишнє середовище: Кисень необхідний у природних процесах, таких як окислення розкладеної органічної речовини та утворення озонових шарів у стратосфері, які захищають Землю від ультрафіолетового випромінювання.

Походження і відкриття

Хоча деякі атрибути кисню були визнані з давніх часів завдяки вивченню повітря, лише в 1772 році Карл Вільгельм Шеєле, шведський фармацевт, відкрив кисень як елемент. Під час експерименту зі спалюванням оксиду ртуті він спостерігав виділення «повітря з вогню».

У той же період були інші вчені, які також зробили відкриття, схоже на відкриття Джозефа Прістлі, британського священика. Вони провели аналогічні експерименти і дали йому назву «дефлогістиковане повітря».

Після своєї початкової діяльності Антуан де Лавуазьє присвятив свої дослідження аналізу окислення та горіння. Він розвінчав попередню віру в існування «флогістону», нібито речовини, яка міститься в усіх видах палива. Натомість припустив існування нового хімічного елемента: кисню.

Джон Дальтон створив свою атомну теорію в 1808 році. Ця теорія постулювала, що кожен хімічний елемент складається з одного атома і що найменша можлива кількість кожного елемента використовується для утворення сполук. Дальтон вважав, що хімічна формула води — H O, хоча пізніше це виявилося невірним. Справжня формула води – H2O.

У 1877 році фізикам Раулю Пікте і Луї Полю Кайєле вдалося отримати рідкий кисень, хоча кількості було недостатньо, щоб його дослідити. Однак у 1891 році хімік Джеймс Дьюар зміг отримати достатню кількість рідкого кисню для подальшого аналізу. У 1895 році було створено початкову техніку виробництва комерційно цінного рідкого кисню.

Інші властивості кисню

За типових умов температури та тиску кисень непомітний на вигляд і не має кольору, запаху чи смаку. Кисень краще розчиняється у воді, ніж азот: Прісна вода містить приблизно 6,04 мл кисню на літр, а морська – 4,95 мл на літр.

При температурі -182,95 °C кисень може переходити з газоподібного стану в рідкий, процес, відомий як конденсація. При ще нижчій температурі, -218,79 °C, він може перетворюватися з рідкого стану на твердий або замерзати. Під час цього процесу кисень набуває тонкого блакитного відтінку.

Ізотопи кисню є важливим аспектом наукових досліджень. Ці ізотопи є варіаціями атомів кисню з різною кількістю нейтронів, які викликають варіації атомної маси. Вони використовуються в різних областях, включаючи геологію, кліматологію та біологію.

У геології ізотопи кисню використовуються для вивчення палеоклімату та палеосередовища шляхом вивчення співвідношення ізотопів кисню в осадових породах. У кліматології вони використовуються для вивчення минулих змін клімату шляхом вимірювання співвідношення ізотопів кисню в керні льоду. Крім того, в біології ізотопи кисню використовуються для відстеження моделей міграції тварин і розуміння того, як тварини адаптуються до різних середовищ.

Я сподіваюся, що з цією інформацією ви зможете більше дізнатися про властивості кисню та його характеристики.

Повний шлях до статті: Мережева метеорологія » Метеорологія » Ciencia » Властивості кисню

Будьте першим, щоб коментувати