Çfarë është oksigjen? komponimet oksigjen

element jo-metalik kimik i grupit 16 (VIa) e Tabelës Periodike - oksigjen (O). Kjo është një gaz pa ngjyrë, pa shije dhe pa erë e nevojshme për organizmat e gjallë - kafshë e cila kthyer atë në dioksid karboni, dhe bimët që shfrytëzojnë CO ₂ si një burim i karbonit, dhe O ₂ është kthyer në atmosferë. Oksigjen formon nje komponimi reaguar me praktikisht çdo element tjetër dhe zhvendos elementet kimike komunikimi me njëri tjetrin. Në shumë raste, këto procese janë të shoqëruara me lirimin e ngrohjes dhe të lehta. Përbërësi më i rëndësishëm i oksigjenit është ujë.

Historia e zbulimit

Në 1772, kimisti suedez Carl Wilhelm Scheele parë demonstroi se oksigjenit të tillë merr atë me nitrat ngrohje oksid kalium, merkuri, si dhe shumë substanca të tjera. Në mënyrë të pavarur prej tij në 1774, kimisti Anglisht Dzhozef Pristli zbuluar element kimik me dekompozim termike e oksidit merkuri dhe publikoi zbulimet e tij në të njëjtin vit, tre vjet para publikimit Scheele. Në vitet 1775-1780 kimisti francez Antuan Lavuaze interpretuar rolin e oksigjenit në frymëmarrje dhe djegies, discarding teorinë flogjiston, pranohet zakonisht në atë kohë. Ajo është shquar për tendencën e saj për të formuar acide kur kombinohet me substanca të ndryshme dhe që quhet element Oxygene, e cila në mjetet greke "të krijuara acid".

përhapje

Çfarë është oksigjen? Të kontabilitetit për 46% nga pesha e kores, ajo është elementi më i zakonshëm i saj. Sasia e oksigjenit në atmosferë është 21% nga volumi dhe pesha e 89% të saj në ujin e detit.

Elementi gur i kombinuar me metale dhe jo-metalesh në formën e oksideve të cilat janë acid (p.sh., squfur, të karbonit, alumini dhe fosfor) apo bazë (kripërat e kalciumit, magnezit dhe hekurit), si dhe si komponimet kripë-like, të cilat mund të jenë të konsiderohet si rrjedh nga acidi dhe oksidet themelore të tilla si sulfateve, karbonate, silikate, fosfate dhe aluminates. Edhe pse ata janë të shumta, por këto solids nuk mund të shërbejnë si burime të oksigjenit, si copëtim lidhje me element metalik atomeve konsumin e energjisë shumë.

Features

Nëse temperatura oksigjeni nën -183 ° C, ajo bëhet e lëngshme zbehtë blu, dhe në -218 ° C - të ngurta. O pastër ₂ është 1.1 herë më i rëndë se ajri.

Gjatë frymë kafshë dhe disa baktere të konsumojnë oksigjen nga atmosfera dhe dioksidit të karbonit riciklohen, ndërsa në fotosintezë bimëve të gjelbër në prani të diellit thithin dioksid karboni dhe lirimin pa oksigjen. Gati i tërë O ₂ në atmosferë është prodhuar nga fotosintezë.

Në 20 ° C për rreth 3 pjesë nga vëllimi i oksigjenit të tretur në 100 pjesë të ujit të freskët, pak më pak se - në ujin e detit. Është e nevojshme për frymëmarrje të peshkut dhe jetën tjetër detare.

oksigjen natyral është një përzierje e tre izotope qëndrueshme ¹⁶ O (99.759%), ¹⁷ O ^(0.037%), dhe ¹⁸ O (0,204%). Ka disa izotope të prodhuara artificialisht radioaktive. Shumica e tyre janë të gjatë-jetuar është ¹⁵ O (gjysmë-jeta 124) e cila është përdorur për të studiuar frymë në gjitarët.

allotrope

Një ide të qartë të asaj oksigjenit, të lejojë për të marrë dy forma të saj allotropic, dyatomik (O ₂₎ dhe triatomic (O _3, ozonit). Properties formë dyatomik tregojnë se gjashtë elektrone lidhin atome dhe dy mbeten unpaired, duke shkaktuar paramagnetism e oksigjenit. Tre molekulat atom ozonit nuk janë të vendosura në një vijë të drejtë.

Ozonit mund të prodhohen në përputhje me ekuacionin: 3O ₂ → 2O _3.

Procesi është endothermic (kërkon energji); konvertimin e pasme ozonit në oksigjen dyatomik kontribuon në praninë e metaleve në tranzicion ose oksidet e tyre. oksigjen pastër është konvertuar në ozonit nga veprimi i një shkarkim elektrik shkëlqim. Reaksioni ndodh edhe me thithjen e dritës ultravjollcë me një gjatësi vale prej rreth 250 nm. Ndodhja e këtij procesi në atmosferë e sipërme eliminon rrezatimit që do të jetë e dëmshme për jetën në sipërfaqen e Tokës. erë të athët e ozonit është e pranishme në ambiente të mbyllura me një pajisje duke ndezur elektrike të tilla si gjeneratorë. Ky gaz është dritë blu. dendësia e saj në 1,658 herë më e madhe se ajri, dhe ka një pikë vlimi i -112 ° C në presion atmosferik.

Ozon - oksidant fortë aftë për konvertimin dioksid squfuri, trioksid, sulfide te sulfatit, jodur, jod (metodë analitike për sigurimin vlerësimin e tij), si dhe shumë permbajne oksigjen derivatet organike kompleksi tilla si aldehide dhe acide. Konvertimi i hidrokarbureve me ozonit nga gazrat automobilave në këto acide dhe aldehidet është shkaku i smogut. Në industri, ozonit është përdorur si një reagent kimik, dezinfektues për trajtimin e ujërave të zeza, pastrimit të ujit dhe zbardhues të pëlhurave.

Metoda e përgatitjes

Procesi për prodhimin e oksigjenit varet se sa e gazit është e nevojshme për të marrë. Metodat laboratorike për:

1. dekompozim termike e disa kripëra të tilla si chlorate kalium ose nitrat kaliumi:

• 2KClO ₃ → 2KCl + 3O _2.
• 2KNO ₃ → 2KNO ₂ + O _2.

dekompozimi kalium chlorate katalizuar nga oksid metali tranzicioni. Për këtë dioksid mangan përdorur shpesh (pyrolusite, MNO _2). Katalizator ul temperaturën e kërkuar për evolucionin e oksigjenit, nga 400 deri në 250 ° C.

2. degradimit nga oksid metali nën veprimin e temperaturës:

• 2HgO → 2Hg + O _2.
• 2AG ₂ O → 4AG + O _2.

Scheele dhe Priestley për këtë element kimik përdoret komponimit (oksid), oksigjen dhe merkur (II).

3. dekompozimi termal të peroksideve metalike ose peroksid hidrogjeni:

• 2BaO + O ₂ → 2BaO _2.
• ₂ 2BaO → 2BaO + O _2.
• Bao ₂ + H ₂ SO ₄ → H ₂ O ₂ + Baso _4.
• 2H ₂ O ₂ → 2H ₂ O + O _2.

Metodat e para industriale për ndarjen e oksigjenit nga atmosfera ose për prodhimin e peroksidit te hidrogjenit varet formimin e një oksidit te peroksidit barium.

4. Elektroliza e ujit me përzierje të vogël të kripërave ose acideve që ofrojnë kryerjen e rrymës elektrike:

2H ₂ O → 2H ₂ + O ₂

Prodhimi industrial

Nëse është e nevojshme për të marrë sasi të mëdha të oksigjenit janë përdorur distilim i pjesshëm i ajrit të lëngshme. Nga komponentët kryesorë të ajrit ka pikën më të lartë vlimi, dhe për këtë arsye, në krahasim me azot dhe argon më pak të paqëndrueshme. Procesi përdor një gazit ftohës gjatë zgjerimit të saj. Fazat kryesore të funksionimit si vijon:

• ajër filtrohet per te larguar grimcat e ngurta;
• lagështisë dhe dioksidit të karbonit janë hequr nga përthithjes në alkali;
• ajri është i ngjeshur dhe nxehtësia compression është hequr nga procedura konvencionale ftohjes;
• atëherë ajo hyn në spirale që ndodhet brenda dhomës;
• një pjesë e gazit të ngjeshur (në një presion prej rreth 200 atm) në zgjerohet dhomës, ftohje spirale;
• zgjeruar kthimin e gazit në kompresor dhe kalon përmes disa fazat e ngjeshjes dhe zgjerimit të mëvonshme, ku në -196 ° C, ajri bëhet e lëngshme;
• ngrohur likuide distilim dritës së pari gazrat e inerte, pastaj e azotit dhe oksigjenit likuid mbetje. fractionation Multiple prodhon një produkt mjaft të pastër (99,5%) për shumicën aplikimet industriale.

Të përdorur në industrinë e

Metalurgji është konsumatori më i madh i oksigjenit të pastër për prodhimin e çelikut të lartë të karbonit: shpëtoj e dioksidit të karbonit dhe papastërtitë e tjera jometaleve në mënyrë më të shpejtë dhe më e lehtë se sa me ajër.

Ujërat e zeza premtim oksigjen për trajtimin më shumë efektive të rrjedhës të lëngshme sesa në proceset e tjera kimike. Ajo po bëhet gjithnjë e më i rëndësishëm në sistemet e mbyllura djegies së mbetjeve që përdorin O pastër _2.

I ashtuquajturi oxidizer raketave është oksigjen i lëngët. O pastër ₂ Kjo është përdorur në nëndetëse dhe në zile zhytjes.

Në industrinë kimike, oksigjen zëvendësuar ajrin e zakonshëm në prodhimin e substancave të tilla si acetilen, oksid etilenit dhe metanol. aplikacionet mjekësore përfshijnë përdorimin e gazit të oksigjenit në dhomën e aerosolet dhe inkubatorët baby. gazit anestezik pasuruar me oksigjen siguron mbështetje të jetës gjatë anestezi të përgjithshme. Pa këtë element kimik kanë qenë në gjendje të ekzistojë një numër të industrive që përdorin furrat. Kjo është ajo që oksigjen.

Vetitë kimike dhe reagim

Vlerat e mëdha të afinitetit elektronike dhe Electronegativity e oksigjenit janë komponente tipike që shfaqin veti metalike. Të gjitha përbërjet e kanë negativ gjendjen oksidimi oksigjen. Kur dy orbitalet elektron mbushur, formuar O ^2- jonit. E perokside (O ₂ ^2-) merr që secili atom ka një ngarkuar -1. Kjo pronë e pranuar elektrone nga një transmetimi të përgjithshëm ose të pjesshëm dhe përcakton një agjent oksidues. Kur agjenti reagon me substancën, donator elektron, shteti vet oksidimi ul. Ndryshimi (ulje) në gjendjen e oksidimit oksigjen nga zero deri -2 quajtur e shërimit.

Nën kushte normale elementi formon një komponimet dihydric dhe trihydric. Përveç kësaj, ekzistojnë molekula shumë të paqëndrueshme chetyrehatomnye. Në formën dyatomik dy elektronet unpaired janë të vendosura në orbitalet nonbonding. Kjo është konfirmuar nga sjellje paramagnetik gazit.

reaktivitet intensive nganjëherë shpjegohet supozimin e ozonit se një nga tre atome është në gjendje të "atomike". Reaksionin këtë atom është shkëputur nga O _3, duke lënë oksigjen molekulare.

O ₂ molekulë në temperatura normale dhe presionit te ambientit dobët reaktive. Oksigjeni atomike është shumë më aktiv. Energjia veçim (O ₂ → 2O) është i rëndësishëm dhe 117.2 mol kcal.

lidhjet

C jometaleve tilla si hidrogjen, karbon, squfur, oksigjen, formon një numër i madh i komponimeve të lidhur në mënyrë kovalente, duke përfshirë oksidet nonmetal të tilla si uji (H ₂ O), dioksid squfuri (SO ₂₎ dhe dioksidit të karbonit (CO _2); komponimeve organike si alkoolet, aldehidet dhe acideve karboksilike; acide të zakonshme të tilla si karbonik _{(CO3 H2),} acid sulfurik (H ₂ SO ₄₎ dhe nitrik (HNO _3); dhe kripërat përkatëse të tilla si sodium sulfate (NA ₂ SO _4), karbonat sodium (Na ₂ CO ₃₎ dhe nitrat sodium (nano _3). Oksigjen eshte e pranishme ne formen e O ^2- jon në strukturën e kristal oksidet ngurta metalike, të tilla si komponimi (oksid), oksigjen dhe CaO e kalciumit. superoksid metalik (KO ₂₎ përmbajnë ion O ₂ ^-, ndërsa perokside metalike (BAO ₂₎ përmbajnë jon O ₂ ^2-. Komponimet e oksigjenit në përgjithësi kanë një gjendje -2 oksidimi.

pronat kryesore

Së fundi ne lista vetitë kryesore të oksigjenit:

• Elektron konfiguracion: 1s 2S ^{2 2} 2P ^4.
• numri atomik: 8.
• në masë atomike: 15,9994.
• Pika e vlimit: -183,0 ° C.
• Pika e shkrirjes: -218,4 ° C.
• Densitet (nëse presioni oksigjen eshte 1 atm në 0 ° C): 1,429 g / l.
• oksidimi gjendja e -1, -2, +2 (ne komponimet me fluorine).