Содержание
-
Оксиген.Кисень
ПІДГОТУВАВ УЧЕНЬ 8-Б КЛАСУ ДУБАНИЧ ЮРІЙ
-
Фізичні і хімічні властивості
Хімічний символ елемента Оксигену — O. Відносна атомна маса Оксигену — Аr(O) = 16. Валентність Оксигену в сполуках — 2. Хімічна формула простої речовини кисню — O2. Відносна молекулярна маса кисню — Мr(O2) = 32. У вільному виді кисень - газ без кольору, запаху ісмаку. Бінарні сполуки кисню, у яких ступінь окислювання атомів киснюдорівнює -2, називають оксидами (колишня назва - окисли). Приклади оксидів: оксид вуглецю (ІV) CO2,оксид сірки (VІ) SO3, оксид міді (І) Cu2O, оксид алюмінію Al2O3, оксид марганцю (VІІ) Mn2O7. Кисень утворює також сполуки, у яких його ступінь окислювання дорівнює -1. Це - пероксиди (стара назва - перекиси),наприклад, пероксид водню Н2O2, пероксид барію ВаО2, пероксид натрію Na2O2 і інші.
-
Без нагрівання кисень реагує з білим фосфором, з деякими альдегідами й іншими органічними речовинами. З активними лужними металами, наприклад, з калієм, кисень може утворювати також супероксиди, наприклад, KО2 (супероксид калію), RbО2 (супероксид рубідію). У супероксидах ступінь окислювання кисню -1/2. Можна відзначити, що часто формули супероксидів записують як K2O4, Rb2O4 і т.д. Із самим активним неметалом фтором кисень утворить з'єднання в позитивних ступенях окислювання. Так, у з'єднанні O2F2 ступінь окислювання кисню +1, а в з'єднанні O2F - +2. Ці з'єднання належать не до оксидів, а до фторидам. Фториди кисню можна синтезувати тільки непрямим шляхом, наприклад, діючи фтором F2 на розведені водяні розчини КОН.
-
Відкриття кисню Історія відкриття кисню, як і азоту, зв'язана з вивченням, що продовжувалися кілька століть, атмосферного повітря. Про те, що повітря по своїй природі не однорідний, а включає частини, одна з яких підтримує горіння і подих, а інша - ні, знав ще в VIII столітті китайський алхімік Мао Хоа, а пізніше в Європі - Леонардо Да Вінчі. У 1665 англійський натураліст Р. Гук писав, що повітря складається з газу, що міститься в селітрі, а також з неактивного газу, що складає велику частину повітря. Про те, що повітря містить елемент, що підтримує життя, у 18 столітті було відомо багатьом хімікам.
-
Шведський аптекар і хімік Карл Шееле почав вивчати склад повітря в 1768. Протягом трьох років він розкладав нагріванням селітри (KNO3, NaNO3) і інші речовини й одержував "вогненне повітря", що підтримує подих і горіння. У 1771 р. встановив, що повітря складається з кисню й азоту. Але результати своїх досвідів Шееле обнародував тільки в 1777 році в книзі "Хімічний трактат про повітря і вогонь".
-
У 1774 англійський священик і натураліст Дж. Прістлі нагріванням "паленої ртуті" (оксиду ртуті Hg) одержав газ, що підтримує горіння. До цього часу був відкритий і азот. На одному з майданів міста Лідса вдячні англійці встановили бронзову скульптуру свого видатного співвітчизника.
-
Усе ж – головні особи в історії відкриття кисню не К.В. Шеєле і не Дж. Прістлі. Вони відкрили новий газ – кисень, попри це і до кінця своїх років залишаючись ревними захисниками теорії флогістону, яка тривалий час гальмувала розвиток науки. Особливе значення в історії відкриття кисню мають праці А. Лавуазьє. Він встановив, що кисень – складова частина повітря, створив кисневу теорію горіння (за 200 років вона не тільки не була спростована, а й отримала безліч підтверджень своєї правильності), яка прийшла на зміну теорії флогістону.
-
У 1775 Лавуазьє прийшов до висновку, що звичайне повітря складається з двох газів - газу, необхідного для подиху і підтримуючого горіння, і газу "протилежного характеру" - азоту. Лавуазьє назвав підтримуючий горіння газ oxygene - "утворюючий кислоти" (від грецьк. oxys - кислий і gennao - народжую; звідси і російська назва "кисень"), тому що він тоді вважав, що всі кислоти містять кисень. Давно уже відомо, що кислоти бувають і безкисневими, але назва, дана елементу Лавуазьє, залишилося незмінною.
-
У 1898 р. англійський вчений Томпсон лорд Кельвін твердив, що людству загрожує задуха, оскільки в повітря виділяється величезна кількість вуглекислого газу не тільки від дихання, а й від промислових підприємств. Це ствердження спростував К.А. Тимірязєв. Він довів, що людству не дадуть загинути зелені рослини.
-
Одержання
В даний час кисень у промисловості одержують за рахунок поділу повітря при низьких температурах. Спочатку повітря стискають компресором, при цьому повітря розігрівається. Стиснутому газу дають остудитися до кімнатної температури, а потім забезпечують його вільне розширення. При розширенні температура газу різко знижується. Охолоджене повітря, температура якого на кілька десятків градусів нижче температури навколишнього середовища, знову піддають стиску до 10-15 МПа
-
Потім знову відбирають теплоту, що виділилася. Через кілька циклів "стиск-розширення" температура падає нижче температури кипіння і кисню, і азоту. Утвориться рідке повітря, що потім піддають перегонці (дистиляції). Температура кипіння кисню (-182,9°C) більш ніж на 10 градусів вище, ніж температура кипіння азоту (-195,8°C). Тому з рідини азот випаровується першим, а в залишку накопичується кисень. За рахунок повільної (фракційної) дистиляції вдається одержати чистий кисень, у якому зміст домішки азоту складає менш 0,1 об'ємного відсотка.
-
Ще більш чистий кисень можна одержати при електролізі водяних розчинів лугів (NaOH чи KOH) чи солей кисневмісних кислот (звичайно використовують розчин сульфату натрію Na2SO4). У лабораторії невеликі кількості не дуже чистого кисню можна одержати при нагріванні перманганату калію KMnO4: 2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2. Більш чистий кисень одержують розкладанням пероксиду водню Н2O2 у присутності каталітичних кількостей твердого діоксиду марганцю Mn2: 2Н2O2 = 2Н2O + O2. Кисень утвориться при сильному (вище 600°C) прожарюванні нітрату натрію NaNO3: 2NaNO3 =2NaNO2 + O2, при нагріванні деяких оксидів: 4CrO3= 2Cr2O3 + 3O2; 2PbO = 2Pb + O2; 3MnO2 = Mn3O4 + O2.
-
Раніше кисень одержували розкладанням Бертолетової солі KClO3 у присутності каталітичних кількостей диоксиду марганцю MnO2: 2KClO3 = 2KCl + 3O2. Однак бертолетова сіль утворить вибухові суміші, тому її для одержання кисню в лабораторіях тепер не використовують. Зрозуміло, зараз нікому в голову не прийде використовувати для одержання кисню прожарювання оксиду ртуті Hg, тому що кисень, що утвориться в цій реакції, забруднений отруйними парами ртуті. Джерелом кисню в космічних кораблях, підвідних човнах і т.п. замкнутих приміщеннях служить суміш пероксиду натрію Na2O2 і супероксиду калію KO2. При взаємодії цих з'єднань з вуглекислим газом звільняється кисень: 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2, 4KO2 + 2CO2 = 2K2CO3 + 3O2. Якщо використовувати суміш Na2O2 і KO2, узятих у молярному відношенні 1:1, то на кожен моль поглиненого з повітря вуглекислого газу буде виділятися 1 моль кисню, так що склад повітря не буде змінюватися за рахунок поглинання при подиху кисню і виділення CO2.
-
Застосування кисню
Застосування кисню дуже різноманітно. Основна кількість одержуваного з повітря кисню використовуються в металургії. Кисневе (а не повітряне) дуття в домнах дозволяє істотно підвищувати швидкість доменного процесу, заощаджувати кокс і одержувати чавун кращої якості. Кисневе дуття застосовують у кисневих конвертерах при переділі чавуна в сталь. Чистий кисень чи повітря, збагачене киснем, використовується при одержанні і багатьох інших металів (міді, нікелю, свинцю й ін.). Кисень використовують при різанні і зварюванні металів. При цьому застосовують "балонний" кисень. У балоні кисень може знаходитися під тиском до 15 Мпа. Балони з киснем пофарбовані в блакитний колір.
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.