makalenin içeriği

OKSİJEN, Periyodik Elementler Tablosunun VIA alt grubunun kimyasal bir elementi olan O (oksijenyum): O, S, Se, Te, Po, kalkojen ailesinin bir üyesidir. Bu, doğadaki en yaygın elementtir, Dünya atmosferindeki içeriği% 21'dir (hacimce), yer kabuğunda yaklaşık bileşikler şeklinde. %50 (ağırlıkça) ve hidrosferde %88,8 (ağırlıkça).

Oksijen, dünyadaki yaşam için gereklidir: hayvanlar ve bitkiler solunum yoluyla oksijen tüketir ve bitkiler fotosentez yoluyla oksijen salar. Canlı madde sadece vücut sıvılarında (kan hücreleri vb.) değil, karbonhidratlarda (şeker, selüloz, nişasta, glikojen), yağlarda ve proteinlerde de bağlı oksijen içerir. Killer, kayalar, silikatlar ve oksitler, hidroksitler, karbonatlar, sülfatlar ve nitratlar gibi diğer oksijen içeren inorganik bileşiklerden oluşur.

Tarihsel referans.

Oksijenle ilgili ilk bilgiler, Avrupa'da 8. yüzyılın Çin el yazmalarından tanındı. 16. yüzyılın başında Leonardo da Vinci oksijenin bir element olduğunu henüz bilmeden oksijenin kimyasıyla ilgili veriler yayınladı. Oksijen ekleme reaksiyonları, S. Gales (1731) ve P. Bayen'in (1774) bilimsel çalışmalarında anlatılmıştır. K. Scheele'nin 1771-1773'te metallerin ve fosforun oksijenle etkileşimine ilişkin çalışmaları özel bir ilgiyi hak ediyor. J. Priestley, Bayen'in hava ile reaksiyonları bildirmesinden birkaç ay sonra, 1774'te oksijenin bir element olarak keşfini bildirdi. Oksijenyum ("oksijen") adı bu elemente Priestley'in keşfinden kısa bir süre sonra verildi ve Yunanca "asit üreten" kelimesinden türetildi; Bu, oksijenin tüm asitlerde mevcut olduğu yanılgısından kaynaklanmaktadır. Oksijenin solunum ve yanma süreçlerindeki rolünün açıklaması ise A. Lavoisier'e (1777) aittir.

Atomun yapısı.

Herhangi bir doğal oksijen atomu çekirdeğinde 8 proton içerir, ancak nötron sayısı 8, 9 veya 10 olabilir. Üç oksijen izotopunun (%99,76) en yaygın olanı 16 8 O'dur (8 proton ve 8 nötron). Başka bir izotop olan 18 8 O'nun (8 proton ve 10 nötron) içeriği yalnızca %0,2'dir. Bu izotop, bir etiket olarak veya belirli moleküllerin tanımlanması için ve ayrıca biyokimyasal ve tıbbi-kimyasal araştırmalar (radyoaktif olmayan izleri incelemek için bir yöntem) için kullanılır. Üçüncü radyoaktif olmayan oksijen izotopu 17 8 O (% 0,04) 9 nötron içerir ve kütle numarası 17'dir. 12 6 C karbon izotopunun kütlesi 1961'de Uluslararası Komisyon tarafından standart atom kütlesi olarak kabul edildikten sonra oksijenin ağırlıklı ortalama atomik kütlesi 15,9994 olmuştur. 1961 yılına kadar kimyagerler, standart atomik kütle birimini, üç doğal oksijen izotopunun bir karışımı için 16.000 olduğu varsayılan oksijenin atomik kütlesi olarak kabul ettiler. Fizikçiler, oksijen izotopu 16 8 O'nun kütle numarasını standart bir atom kütlesi birimi olarak aldılar, bu nedenle, fiziksel ölçeğe göre, oksijenin ortalama atomik kütlesi 16.0044 idi.

Bir oksijen atomunda 2 elektron iç seviyede ve 6 elektron dış seviyede olmak üzere 8 elektron vardır. Bu nedenle, kimyasal reaksiyonlarda oksijen, donörlerden iki elektrona kadar kabul edebilir, dış kabuğunu 8 elektrona kadar tamamlar ve fazla bir negatif yük oluşturur.

Moleküler oksijen.

Atomları 8 elektronlu dış kabuğu tamamlamak için 1-2 elektrondan yoksun olan diğer birçok element gibi, oksijen de iki atomlu bir molekül oluşturur. Bu işlem çok fazla enerji açığa çıkarır (~490 kJ/mol) ve buna göre, molekülün atomlara ayrışmasının tersi işlemi için aynı miktarda enerji harcanmalıdır. O-O bağının gücü o kadar yüksektir ki 2300°C'de oksijen moleküllerinin sadece %1'i atomlarına ayrışır. (Nitrojen molekülü N2'nin oluşumunda N-N bağının gücünün daha da yüksek, ~710 kJ/mol olması dikkat çekicidir.)

Elektronik yapı.

Oksijen molekülünün elektronik yapısında, tahmin edilebileceği gibi, elektronların her atomun etrafındaki bir oktet ile dağılımı gerçekleşmez, ancak eşleşmemiş elektronlar vardır ve oksijen, bu tür bir yapının tipik özelliklerini sergiler (örneğin, bir manyetik alanla etkileşir, bir paramanyetiktir).

tepkiler.

Uygun koşullar altında, moleküler oksijen, soy gazlar dışında hemen hemen her elementle reaksiyona girer. Ancak oda koşullarında yalnızca en aktif elementler oksijenle oldukça hızlı reaksiyona girer. Çoğu reaksiyonun yalnızca oksijenin atomlara ayrışmasından sonra ilerlemesi muhtemeldir ve ayrışma yalnızca çok yüksek sıcaklıklarda gerçekleşir. Bununla birlikte, reaksiyona giren sistemdeki katalizörler veya diğer maddeler O2'nin ayrışmasını destekleyebilir. Alkali (Li, Na, K) ve toprak alkali (Ca, Sr, Ba) metallerinin moleküler oksijen ile reaksiyona girerek peroksit oluşturduğu bilinmektedir:

Makbuz ve uygulama.

Atmosferde serbest oksijen bulunması nedeniyle, onu çıkarmanın en etkili yöntemi, safsızlıkların, CO 2 , tozun vb. giderildiği havanın sıvılaştırılmasıdır. kimyasal ve fiziksel yöntemler. Döngüsel süreç, havanın sıvılaşmasına yol açan sıkıştırma, soğutma ve genleşmeyi içerir. Sıcaklıktaki yavaş bir artışla (fraksiyonel damıtma), sıvı hava önce soy gazları (sıvılaştırması en zor olan), ardından nitrojeni buharlaştırır ve sıvı oksijen kalır. Sonuç olarak, sıvı oksijen eser miktarda asal gaz ve nispeten yüksek oranda nitrojen içerir. Birçok uygulama için bu safsızlıklar karışmaz. Ancak yüksek saflıkta oksijen elde etmek için damıtma işleminin tekrarlanması gerekir. Oksijen tanklarda ve silindirlerde depolanır. Roketlerde ve uzay araçlarında kerosen ve diğer yakıtlar için oksitleyici olarak büyük miktarlarda kullanılır. Çelik endüstrisi, C, S ve P safsızlıklarını hızlı ve verimli bir şekilde gidermek için Bessemer işlemi yoluyla demiri üflemek için oksijen gazı kullanır.Oksijen püskürtme, çeliği hava püskürtmeden daha hızlı ve daha iyi üretir. Oksijen ayrıca metallerin kaynaklanması ve kesilmesi için de kullanılır (oksi-asetilen alevi). Oksijen tıpta da örneğin nefes almakta güçlük çeken hastaların solunum ortamını zenginleştirmek için kullanılır. Oksijen çeşitli kimyasal yöntemlerle elde edilebilmekte ve bir kısmı laboratuvar uygulamalarında az miktarda saf oksijen elde etmek için kullanılmaktadır.

Elektroliz.

Oksijen elde etme yöntemlerinden biri, katalizör olarak küçük NaOH veya H2S04 ilaveleri içeren suyun elektrolizidir: 2H20® 2H2 + O2. Bu durumda, küçük hidrojen safsızlıkları oluşur. Bir boşaltma cihazının yardımıyla, gaz karışımındaki eser miktardaki hidrojen tekrar, buharları dondurularak veya adsorpsiyonla uzaklaştırılan suya dönüştürülür.

Termal ayrışma.

Oksijen elde etmek için J. Priestley tarafından önerilen önemli bir laboratuvar yöntemi, ağır metal oksitlerin termal ayrışmasıdır: 2HgO® 2Hg + O2 . Bunun için Priestley, güneş ışınlarını cıva oksit tozu üzerine odakladı. İyi bilinen bir laboratuvar yöntemi aynı zamanda oksosaltların, örneğin potasyum kloratın bir katalizör - manganez dioksit varlığında termal ayrışmasıdır:

Kalsinasyondan önce az miktarda eklenen manganez dioksit, gerekli sıcaklık ve ayrışma hızının korunmasını mümkün kılar ve işlem sırasında MnO2'nin kendisi değişmez.

Nitratların termal ayrışma yöntemleri de kullanılır:

yanı sıra bazı aktif metallerin peroksitleri, örneğin:

2BaO 2 ® 2BaO + O 2

İkinci yöntem, bir zamanlar atmosferden oksijeni çıkarmak için yaygın olarak kullanılıyordu ve BaO'nun havada BaO2 oluşana kadar ısıtılmasından ve ardından peroksidin termal ayrışmasından oluşuyordu. Termal ayrıştırma yöntemi, hidrojen peroksit üretimi için önemini korumaktadır.

fiziki ozellikleri.

Oksijen normal şartlarda renksiz, kokusuz ve tatsız bir gazdır. Sıvı oksijen soluk mavi bir renge sahiptir. Katı oksijen en az üç kristal modifikasyonda bulunur. Gaz halindeki oksijen suda çözünür ve muhtemelen O 2H H 2 O ve muhtemelen O 2 H 2H 2 O gibi kararsız bileşikler oluşturur.

Kimyasal özellikler.

Daha önce bahsedildiği gibi, oksijenin kimyasal aktivitesi, oldukça reaktif olan O atomlarına ayrışma kabiliyeti ile belirlenir. Sadece en aktif metaller ve mineraller O2 ile düşük sıcaklıklarda yüksek oranda reaksiyona girer. En aktif alkali (IA alt grupları) ve bazı toprak alkali (IIA alt grupları) metaller, O2 ile NaO 2 ve BaO 2 gibi peroksitler oluşturur. Diğer elementler ve bileşikler sadece ayrışma ürünü O2 ile reaksiyona girer. Uygun koşullar altında soy gazlar ve Pt, Ag, Au metalleri dışındaki tüm elementler oksijenle reaksiyona girer. Bu metaller ayrıca oksitler oluşturur, ancak özel koşullar altında.

Oksijenin elektronik yapısı (1s 2 2s 2 2p 4), O atomunun dış seviyeye iki elektron alarak kararlı bir dış elektron kabuğu oluşturarak bir O2- iyonu oluşturacak şekildedir. Alkali metal oksitlerde ağırlıklı olarak iyonik bağlar oluşur. Bu metallerin elektronlarının neredeyse tamamen oksijene çekildiği varsayılabilir. Daha az aktif metallerin ve metal olmayan oksitlerde, elektronların geçişi eksiktir ve oksijen üzerindeki negatif yük yoğunluğu daha az belirgindir, bu nedenle bağ daha az iyonik veya daha fazla kovalenttir.

Metallerin oksijenle oksidasyonu sırasında, büyüklüğü M-O bağının gücü ile ilişkili olan ısı açığa çıkar. Bazı metal olmayanların oksidasyonu sırasında, oksijen ile daha zayıf bağlarını gösteren ısı emilir. Bu tür oksitler termal olarak kararsızdır (veya iyonik olarak bağlı oksitlerden daha az kararlıdır) ve genellikle oldukça reaktiftir. Tablo, en tipik metallerin oksit oluşum entalpilerinin, geçiş metallerinin ve metal olmayanların, A- ve B-alt gruplarının elementlerinin (eksi işareti ısı salınımı anlamına gelir) karşılaştırmasını gösterir.

Oksitlerin özellikleri hakkında birkaç genel sonuç çıkarılabilir:

1. Alkali metal oksitlerin erime noktaları, metalin atomik yarıçapındaki artışla azalır; Bu yüzden, T pl (Cs 2 O) t pl (Na 2 O). İyonik bağın baskın olduğu oksitler, kovalent oksitlerin erime noktalarından daha yüksek erime noktalarına sahiptir: T pl (Na2O) > T pl (S02).

2. Reaktif metallerin oksitleri (IA–IIIA alt grupları), geçiş metalleri ve ametallerin oksitlerinden termal olarak daha kararlıdır. Termal ayrışma sırasında en yüksek oksidasyon durumundaki ağır metal oksitler, daha düşük oksidasyon durumlarına sahip oksitler oluşturur (örneğin, 2Hg 2+ O ® (Hg +) 2 O + 0.5O 2 ® 2Hg 0 + O 2). Yüksek oksidasyon durumlarındaki bu tür oksitler iyi oksitleyiciler olabilir.

3. En aktif metaller, peroksitleri oluşturmak için yüksek sıcaklıklarda moleküler oksijen ile etkileşime girer:

Sr + O 2 ® SrO2 .

4. Aktif metallerin oksitleri renksiz çözeltiler oluştururken çoğu geçiş metalinin oksitleri renklidir ve pratikte çözünmez. Metal oksitlerin sulu çözeltileri, temel özellikler sergiler ve OH grupları içeren hidroksitlerken, sulu çözeltilerdeki metal olmayan oksitler, H + iyonu içeren asitler oluşturur.

5. A alt gruplarının metalleri ve metal olmayanları, grup numarasına karşılık gelen bir oksidasyon durumuna sahip oksitler oluşturur, örneğin, Na, Be ve B, Na 1 2 O, Be II O ve B 2 III O 3'ü oluşturur ve C, N, S, Cl alt gruplarının metal olmayan IVA-VIIA'sı C IV O 2, N V 2 O 5, S VI O 3, Cl VII 2 O 7 oluşturur. Elementlerin daha düşük oksidasyon durumlarına sahip oksitler de mümkün olduğundan, bir elementin grup numarası yalnızca maksimum oksidasyon durumuyla ilişkilidir. Bileşiklerin yanma işlemlerinde oksitler tipik ürünlerdir, örneğin:

2H 2 S + 3O 2 ® 2SO 2 + 2H 2 O

Karbon içeren maddeler ve hidrokarbonlar hafifçe ısıtıldığında CO 2 ve H 2 O'ya oksitlenir (yanar).Bu tür maddelere örnek olarak yakıtlar - odun, yağ, alkoller (ayrıca karbon - kömür, kok ve odun kömürü) verilebilir. Yanma işleminden elde edilen ısı, buhar üretimi (ve daha sonra elektrik veya elektrik santrallerine gider) ve evlerin ısıtılması için kullanılır. Yanma işlemleri için tipik denklemler şunlardır:

a) ahşap (selüloz):

(C6H10O5) N + 6N O 2 ® 6 N CO2+5 N H 2 O + termal enerji

b) petrol veya gaz (benzin C8H18 veya doğal gaz CH4):

2C 8 H 18 + 25O 2 ® 16CO 2 + 18H 2 O + termal enerji

CH 4 + 2O 2 ® CO 2 + 2H 2 O + termal enerji

C 2 H 5 OH + 3O 2 ® 2CO 2 + 3H 2 O + termal enerji

d) karbon (taş veya odun kömürü, kok):

2C + O 2 ® 2CO + termal enerji

2CO + O 2 ® 2CO 2 + termal enerji

Yüksek enerji rezervine sahip bir dizi C-, H-, N-, O içeren bileşikler de yanmaya tabidir. Oksidasyon için oksijen sadece atmosferden (önceki reaksiyonlarda olduğu gibi) değil, aynı zamanda maddenin kendisinden de kullanılabilir. Bir reaksiyonu başlatmak için, reaksiyonun bir darbe veya sallama gibi hafif bir aktivasyonu yeterlidir. Bu reaksiyonlarda, oksitler de yanma ürünleridir, ancak hepsi gaz halindedir ve işlemin yüksek bir nihai sıcaklığında hızla genişler. Bu nedenle, bu tür maddeler patlayıcıdır. Patlayıcı örnekleri, trinitrogliserin (veya nitrogliserin) C3H5(NO3)3 ve trinitrotoluen (veya TNT) C7H5(NO2)3'tür.

Bir elementin daha düşük oksidasyon durumlarına sahip metal veya metal olmayan oksitler, bu elementin yüksek oksidasyon durumlarına sahip oksitlerini oluşturmak için oksijen ile reaksiyona girer:

Cevherlerden elde edilen veya sentezlenen doğal oksitler, birçok önemli metalin üretimi için hammadde görevi görür, örneğin Fe203'ten (hematit) ve Fe304'ten (manyetit), Al203'ten alüminyum (alümina), MgO'dan magnezyum (magnezyum). Hafif metal oksitler, kimya endüstrisinde alkaliler veya bazlar üretmek için kullanılır. Potasyum peroksit KO 2, nem varlığında ve onunla reaksiyona girerek oksijen saldığı için alışılmadık bir kullanım alanı bulur. Bu nedenle KO 2 solunum cihazlarında oksijen üretmek için kullanılır. Dışarı verilen havadaki nem, solunum cihazındaki oksijeni serbest bırakır ve KOH, CO2'yi emer. CaO oksit ve kalsiyum hidroksit Ca(OH)2 üretimi, seramik ve çimento teknolojisinde büyük ölçekli bir üretimdir.

Su (hidrojen oksit).

H 2 O suyunun hem kimyasal reaksiyonlar için laboratuvar uygulamalarında hem de yaşam süreçlerindeki önemi, bu maddenin SU, BUZ VE BUHAR) özel olarak ele alınmasını gerektirir) . Daha önce bahsedildiği gibi, oksijen ve hidrojenin örneğin kıvılcım deşarjı koşulları altında doğrudan etkileşiminde, 143 kJ/(mol H20) salınımıyla bir patlama ve su oluşumu meydana gelir.

Su molekülü neredeyse dört yüzlü bir yapıya sahiptir, H–O–H açısı 104° 30°'dir. Moleküldeki bağlar kısmen iyoniktir (%30) ve oksijen için yüksek yoğunlukta negatif yük ve buna bağlı olarak hidrojen için pozitif yüklerle kısmen kovalenttir:

H-O bağlarının yüksek mukavemeti nedeniyle, hidrojen oksijenden güçlükle ayrılır ve su çok zayıf asidik özellikler sergiler. Suyun birçok özelliği, yüklerin dağılımı ile belirlenir. Örneğin, bir su molekülü bir metal iyonu ile bir hidrat oluşturur:

Su, H + olabilen bir alıcıya bir elektron çifti verir:

Oksoanyonlar ve oksokasyonlar

- artık negatif (oksoanyonlar) veya artık pozitif (oksokasyonlar) yüke sahip oksijen içeren parçacıklar. O2– iyonu, H+ tipi pozitif yüklü parçacıklar için yüksek bir afiniteye (yüksek reaktivite) sahiptir. Kararlı oksoanyonların en basit temsilcisi hidroksit iyonu OH-'dir. Bu, yüksek yük yoğunluğuna sahip atomların kararsızlığını ve pozitif yüklü bir parçacığın eklenmesinin bir sonucu olarak kısmi stabilizasyonlarını açıklar. Bu nedenle, aktif metal (veya oksidi) suya etki ettiğinde, O 2– değil, OH oluşur:

2Na + 2H2O® 2Na + + 2OH - + H2

Na 2 O + H 2 O ® 2Na + + 2OH -

Daha karmaşık oksoanyonlar, bir metal iyonu veya büyük bir pozitif yüke sahip metal olmayan bir parçacık ile oksijenden oluşturulur, bu da daha kararlı olan düşük yüklü bir parçacıkla sonuçlanır, örneğin:

fiziki ozellikleri. Oksijen normal şartlarda renksiz ve kokusuz bir gazdır, suda az çözünür (5 hacim oksijen 0°C'de 1 hacim, 20°C'de 3 hacim oksijen içinde çözünür). Diğer çözücülerde çözünürlüğü de ihmal edilebilir düzeydedir.

Atmosfer basıncında oksijen -183 derecede sıvılaşır. C'de ve -219 derecede sertleşir. C. Oksijen sıvı ve katı halde mavi renktedir ve manyetik özelliklere sahiptir.

Kimyasal özellikler. Oksijen aktif bir ametaldir. Flor ve peroksit içeren bileşikler hariç tüm bileşiklerde -2 oksidasyon durumuna sahiptir (flor içeren bileşiklerde oksijen +2 oksidasyon durumu gösterir ve peroksit bileşiklerinde oksidasyon durumu -1 veya hatta kesirli bir sayıdır. Bunun nedeni peroksitlerde 2 veya birkaç oksijen atomunun birbirine bağlı olmasıdır).

Oksijen, oksit oluşturan altın ve platin metalleri (osmiyum hariç) hariç tüm metallerle etkileşime girer:

2 Mg + O2 = 2 MgO (magnezyum oksit);

4 Al + 3 O 2 \u003d 2 Al 2 O 3 (alüminyum oksit).

Bazı metaller, bazik oksitlere ek olarak, amfoterik (ZnO, Cr203, Al203, vb.) ve hatta asidik (CrO3 , Mn207, vb.) oksitler oluşturur.

Ayrıca, asitli veya tuz oluşturmayan (farklı olmayan) oksitler oluşturan halojenler, metal olmayanlar hariç tümü ile etkileşime girer:

S + O2 \u003d S02 (kükürt oksit (IV));

4 P + 5 O2 \u003d 2P205 (fosfor (V) oksit);

N2 + O2 \u003d 2 NO (nitrik oksit (II)).

Altın ve platin metal oksitleri, bunların ayrışmasıyla elde edilir (hidroksitler ve halojenlerin oksijen bileşikleri - oksijen içeren asitlerin dikkatli bir şekilde dehidrasyonu).

Oksijende ve havada birçok inorganik ve organik madde kolayca oksitlenir (yanar veya için için yanar). Metaller ve ametaller dışındaki inorganik maddelerden, klorürler ve bromürler hariç, metallerin metal olmayan tüm bileşikleri oksijenle reaksiyona girer:

CaH2 + O2 \u003d CaO + H20;

2 ZnS + 3 O2 \u003d 2 ZnO + 2 SO2;

Mg3P2 + 4 O2 \u003d Mg3 (P04)2;

Ca2Si + 2 O2 \u003d Ca2SiO4;

4 KI + O 2 + 2 H 2 O \u003d 4 KOH + I 2.

Tamamen florlanmış hidrokarbonlar (freonlar) ve ayrıca yüksek oranda klor veya brom içeren klor ve bromo türevleri (kloroform, karbon tetraklorür, polikloroetanlar ve benzeri bromo türevleri) dışında hemen hemen tüm organik bileşikler oksijenle etkileşime girer:

C 3 H 8 + 5 O 2 \u003d 3 CO 2 + 4 H 2 O;

2 C2H5OH + O2 \u003d 2CH3CHO + 2H20;

2 CH3CHO + O2 \u003d 2 CH3COOH;

C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 \u003d 6 CO 2 + 6 H 2 O;

2 C 6 H 6 + 15 O 2 \u003d 12 CO 2 + 6 H 2 O.

Atomik durumda, oksijen moleküler durumda olduğundan daha aktiftir. Bu özellik, çeşitli malzemeleri ağartmak için kullanılır (renklendirici organik maddeler daha kolay yok edilir). Moleküler durumda oksijen, oksijen (O2) ve ozon (O3) formunda bulunabilir, yani allotropi fenomeni ile karakterize edilir.

giriiş

Her gün ihtiyacımız olan havayı soluyoruz. Havanın nelerden, daha doğrusu hangi maddelerden oluştuğunu hiç düşündünüz mü? En çok nitrojen (%78), ardından oksijen (%21) ve inert gazlar (%1) içerir. Oksijen havanın en temel kısmını oluşturmasa da, oksijen olmadan atmosfer yaşanmaz olurdu. Onun sayesinde Dünya'da yaşam var çünkü nitrojen hem birlikte hem de bireysel olarak insanlar için zararlıdır. Oksijenin özelliklerine bakalım.

Oksijenin fiziksel özellikleri

Havada oksijen basitçe ayırt edilemez, çünkü normal koşullar altında tadı, rengi ve kokusu olmayan bir gazdır. Ancak oksijen yapay olarak diğer toplanma durumlarına aktarılabilir. Böylece -183 o C'de sıvı hale gelir, -219 o C'de ise katılaşır. Ancak katı ve sıvı oksijen ancak insan tarafından elde edilebilir ve doğada yalnızca gaz halinde bulunur. buna benziyor (fotoğraf). Ve buz gibi sert.

Oksijenin fiziksel özellikleri aynı zamanda basit bir maddenin molekülünün yapısıdır. Oksijen atomları bu tür iki madde oluşturur: oksijen (O2) ve ozon (O3). Bir oksijen molekülünün modeli aşağıda gösterilmiştir.

Oksijen. Kimyasal özellikler

Bir elementin kimyasal özelliğinin başladığı ilk şey, D. I. Mendeleev'in periyodik sistemindeki konumudur. Yani oksijen 8 numarada ana alt grubun 6. grubunun 2. periyodundadır. Atom kütlesi 16 amu'dur, ametaldir.

İnorganik kimyada, diğer elementlerle ikili bileşikleri, ayrı bir tek oksit halinde birleştirildi. Oksijen hem metallerle hem de ametallerle kimyasal bileşikler oluşturabilir.

Bunu laboratuvarlara sokmaktan bahsedelim.

Kimyasal olarak oksijen, potasyum permanganat, hidrojen peroksit, bertolet tuzu, aktif metal nitratlar ve ağır metal oksitlerin ayrışmasıyla elde edilebilir. Bu yöntemlerin her biri için reaksiyon denklemlerini göz önünde bulundurun.

1. Su elektrolizi:

H 2 O 2 \u003d H 2 O + O 2

5. Ağır metal oksitlerin ayrışması (örn. cıva oksit):

2HgO \u003d 2Hg + O2

6. Aktif metallerin nitratlarının ayrışması (örneğin, sodyum nitrat):

2NaNO 3 \u003d 2NaNO 2 + O2

oksijen uygulaması

Kimyasal özelliklerle işimiz bitti. Şimdi sıra oksijenin insan hayatındaki kullanımından bahsetmeye geldi. Elektrik ve termik santrallerde yakıt yanması için gereklidir. Dökme demir ve hurda metalden çelik üretmek, metali kaynaklamak ve kesmek için kullanılır. İtfaiyecilerin maskeleri, dalgıç tüpleri için oksijen gereklidir, demir ve demir dışı metalurjide ve hatta patlayıcı imalatında kullanılır. Ayrıca gıda endüstrisinde oksijen, gıda katkı maddesi E948 olarak bilinir. Kullanılmadığı sektör yok gibi görünüyor ama en önemli rolü tıpta oynuyor. Orada ona "tıbbi oksijen" denir. Oksijenin kullanılabilmesi için önceden sıkıştırılmıştır. Oksijenin fiziksel özellikleri, sıkıştırılabilmesine katkıda bulunur. Bu haliyle bunlara benzer silindirlerin içinde depolanır.

Hasta bir hastanın vücudundaki yaşam süreçlerini sürdürmek için resüsitasyon ve ekipman operasyonlarında ve ayrıca bazı hastalıkların tedavisinde kullanılır: dekompresyon, gastrointestinal sistem patolojileri. Yardımı ile doktorlar her gün birçok hayat kurtarıyor. Oksijenin kimyasal ve fiziksel özellikleri yaygın kullanımına katkıda bulunur.

D. I. Mendeleev'in periyodik element tablosunun VI grubunun ana alt grubunda yer alan elementler.

Grup VI'nın ana alt grubunun elementlerinin atomik yapılarına bakıldığında, hepsinin dış katmanın altı elektronlu bir yapıya sahip olduğu (Tablo 13) ve bu nedenle nispeten yüksek elektronegatiflik değerlerine sahip olduğu görülmektedir. Atom yarıçapının değerindeki bir değişiklikle açıklanan en yüksek elektronegatifliğe, en küçük - sahiptir. Oksijenin bu gruptaki özel yeri, ve tellürün doğrudan oksijenle birleşebilmesi, ancak birbiriyle birleşememesi gerçeğiyle vurgulanmaktadır.

Oksijen grubunun elementleri de sayıya aittir. R-öğeler, tamamlandıkları için R-kabuk. Ailenin tüm elementleri için, oksijenin kendisi hariç, dış tabakanın 6 elektronu değerliktir.
Redoks reaksiyonlarında, oksijen grubunun elementleri genellikle oksitleyici özellikler sergiler. En güçlü oksitleyici özellikler oksijende ifade edilir.
Grup VI'nın ana alt grubunun tüm elemanları, -2'lik bir negatif oksidasyon durumu ile karakterize edilir. Bununla birlikte kükürt, selenyum ve tellür için bununla birlikte pozitif oksidasyon durumları da mümkündür (maksimum +6).
Oksijen molekülü, herhangi bir basit gaz gibi, iki elektron çiftinin oluşturduğu kovalent bağın türüne göre inşa edilmiş iki atomludur. Bu nedenle, bir basit oluştuğunda oksijen iki değerlidir.
Kükürt bir katıdır. Molekül 8 kükürt atomu (S8) içerir, ancak bunlar, her bir kükürt atomunun yalnızca iki komşu atoma bir kovalent bağ ile bağlandığı bir tür halkayla bağlanır.

Bu nedenle, iki komşu atomla bir ortak elektron çiftine sahip olan her kükürt atomunun kendisi iki değerlidir. Benzer moleküller selenyum (Se8) ve tellür (Te8) oluşturur.

■ 1. Aşağıdaki plana göre oksijen grubu hakkında bir hikaye yapın: a) periyodik sistemdeki konumu; b) nükleer yükler ve. çekirdekteki nötronların sayısı; c) elektronik konfigürasyonlar; d) kristal kafesin yapısı; e) oksijenin ve bu grubun diğer tüm elementlerinin olası oksidasyon durumları.
2. Grup VI ve VII'nin ana alt gruplarının elementlerinin atomlarının atomik yapıları ve elektronik konfigürasyonlarındaki benzerlikler ve farklılıklar nelerdir?
3. VI grubunun ana alt grubunun elemanlarının kaç değerlik elektronu vardır?
4. Grup VI'nın ana alt grubunun elemanları redoks reaksiyonlarında nasıl davranmalıdır?
5. Grup VI'nın ana alt grubunun elementlerinden hangisi en elektronegatiftir?

Grup VI'nın ana alt grubunun öğelerini ele aldığımızda, ilk olarak allotropi olgusuyla karşılaşırız. Serbest durumdaki aynı element iki veya daha fazla basit madde oluşturabilir. Bu fenomene allotropi denir ve kendilerine allotropik modifikasyonlar denir.

Bu ifadeyi defterinize yazın.

Örneğin, oksijen elementi iki basit element oluşturabilir - oksijen ve ozon.
Basit oksijenin formülü O2, ozonun basit maddesinin formülü O3'tür. Molekülleri farklı şekilde inşa edilmiştir:

Oksijen ve ozon, oksijen elementinin allotropik modifikasyonlarıdır.
Kükürt ayrıca birkaç allotropik modifikasyon (modifikasyon) oluşturabilir. Bilinen eşkenar dörtgen (oktahedral), plastik ve monoklinik kükürt. Selenyum ve tellür ayrıca birkaç allotropik modifikasyon oluşturur. Allotropi fenomeninin birçok elementin karakteristiği olduğu belirtilmelidir. Elementleri incelerken farklı allotropik modifikasyonların özelliklerindeki farklılıkları dikkate alacağız.

■ 6. Oksijen molekülünün yapısı ile ozon molekülünün yapısı arasındaki fark nedir?

7. Oksijen ve ozon moleküllerinde ne tür bir bağ vardır?

Oksijen. Fiziksel özellikler, fizyolojik etki, oksijenin doğadaki önemi

Oksijen, VI. grubun ana alt grubunun en hafif elementidir. Oksijenin atom ağırlığı 15.994'tür. 31.988. Oksijen atomu, bu alt grubun (0,6 Å) elementlerinin en küçük yarıçapına sahiptir. Oksijen atomunun elektronik konfigürasyonu: ls 2 2s 2 2p 4 .

Elektronların ikinci katmanın yörüngeleri üzerindeki dağılımı, oksijenin p-orbitalleri üzerinde atomlar arasında kimyasal bir bağ oluşturmak için kolayca kullanılabilen iki eşleşmemiş elektrona sahip olduğunu gösterir. Oksijenin karakteristik oksidasyon durumu.
Oksijen renksiz ve kokusuz bir gazdır. Havadan ağırdır, -183° sıcaklıkta mavi bir sıvıya dönüşür ve -219° sıcaklıkta katılaşır.

Oksijenin yoğunluğu 1,43 g/L'dir. Oksijen suda az çözünür: 3 hacim oksijen, 0°C'de 100 hacim suda çözünür. Bu nedenle oksijen, suda çözünmeyen ve az çözünen gazları depolamak için bir cihaz olan bir gazometrede (Şekil 34) tutulabilir. Çoğu zaman, oksijen bir gazometrede depolanır.
Gazölçer iki ana parçadan oluşur: gazı depolamaya hizmet eden kap 1 ve neredeyse kabın 1 dibine kadar ulaşan ve cihaza su sağlamaya yarayan, bir musluğu ve uzun bir tüpü olan büyük bir huni 2. Kap 1'in üç borusu vardır: iç yüzeyi taşlanmış boru 3 sokulur, musluklu bir huni 2, boru 4'e bir muslukla donatılmış bir gaz çıkış borusu sokulur; alt kısımdaki tüp 5, cihaz şarj olurken ve boşalırken cihazdan su tahliye etmeye yarar. Yüklü bir gazometre kabında 1 oksijenle doludur. Kabın dibinde, huni 2'nin tüpünün ucunun indirildiği yer bulunur.

Pirinç. 34.
1 - gaz depolama kabı; 2 - su temini için huni; 3 - zemin yüzeyli tüp; 4 - gazı çıkarmak için tüp; 5 - cihazı şarj ederken su tahliyesi için bir tüp.

Gaz ölçerden oksijen almanız gerekiyorsa, önce huni valfini açın ve gaz ölçerdeki oksijeni hafifçe sıkıştırın. Ardından, su ile yer değiştiren oksijenin kaçtığı gaz çıkış borusundaki valf açılır.

Endüstride oksijen, çelik silindirlerde sıkıştırılmış halde (Şekil 35, a) veya sıvı halde oksijen "tanklarında" (Şekil 36) depolanır.

Pirinç. 35. oksijen balonu

Oksijen depolamak için tasarlanmış cihazların adlarını metinden yazın.
Oksijen en yaygın elementtir. Tüm yer kabuğunun ağırlığının neredeyse %50'sini oluşturur (Şek. 37). İnsan vücudu, doku ve organların yapıldığı çeşitli organik maddelerin bir parçası olan% 65 oksijen içerir. Su yaklaşık %89 oksijen içerir. Atmosferde oksijen, ağırlıkça %23 ve hacimce %21'dir. Oksijen çok çeşitli kayalarda (örneğin kireçtaşı, tebeşir, mermer CaCO3, kum SiO2), çeşitli metal cevherlerinde (manyetik demir cevheri Fe3O4, kahverengi demir cevheri 2Fe2O3 nH2O, kırmızı demir cevheri Fe2O3, boksit Al2O3 nH2O, vb.) bulunur. Oksijen, çoğu organik maddenin bir bileşenidir.

Oksijenin fizyolojik önemi çok büyüktür. Canlı organizmaların solunum için kullanabilecekleri tek gazdır. Oksijen eksikliği, hayati süreçlerin durmasına ve organizmanın ölümüne neden olur. Oksijen olmadan, bir kişi sadece birkaç dakika yaşayabilir. Nefes alırken vücutta meydana gelen redoks süreçlerinde yer alan oksijen emilir ve organik maddelerin oksidasyon ürünleri, karbondioksit ve diğer maddeler açığa çıkar. Hem karasal hem de suda yaşayan organizmalar oksijen solur: karasal - atmosferin serbest oksijeni ve suda - suda çözünmüş oksijen.
Doğada bir çeşit oksijen döngüsü meydana gelir. Atmosferdeki oksijen hayvanlar, bitkiler, insanlar tarafından emilir, yakıtın yanması, çürüme ve diğer oksidatif süreçlerde harcanır. Oksidasyon işlemi sırasında oluşan karbondioksit ve su, yaprak klorofil ve güneş enerjisi yardımıyla fotosentez işleminin, yani oksijenin salınmasıyla birlikte karbondioksit ve sudan organik maddelerin sentezinin gerçekleştirildiği yeşil bitkiler tarafından tüketilir.
Bir kişiye oksijen sağlamak için iki büyük ağacın taçlarına ihtiyaç vardır. Yeşil bitkiler, atmosferin sabit bir bileşimini korur.

■ 8. Oksijenin canlı organizmaların yaşamındaki önemi nedir?
9. Atmosferdeki oksijen arzı nasıl yenilenir?

Oksijenin kimyasal özellikleri

Basit ve karmaşık maddelerle reaksiyona giren serbest oksijen, genellikle gibi davranır.

Pirinç. 37.

Bu durumda elde ettiği oksidasyon durumu her zaman -2'dir. Soy metaller, oksijene () yakın elektronegatiflik değerlerine sahip elementler ve inert elementler dışında birçok element oksijen ile doğrudan etkileşime girer.
Sonuç olarak, basit ve karmaşık maddelerle oksijen bileşikleri oluşur. Birçoğu oksijende yanar, ancak havada yanmazlar veya çok zayıf yanarlar. parlak sarı bir alevle oksijende yanar; bu durumda sodyum peroksit oluşur (Şek. 38):
2Na + O2 = Na2O2,
Kükürt, kükürt dioksit oluşturmak için oksijende parlak mavi bir alevle yanar:
S + O2 = SO2
Kömür havada zar zor yanar, ancak oksijende çok ısınır ve karbondioksit oluşumu ile yanar (Şek. 39):
C + O2 = CO2

Pirinç. 36.

Oksijende beyaz, göz kamaştırıcı parlak bir alevle yanar ve katı beyaz fosfor pentoksit oluşur:
4P + 5O2 = 2P2O5
oksijende yanar, kıvılcımlar saçar ve demir tortusu oluşturur (Şek. 40).
Organik maddeler de oksijende yanar, örneğin doğal gazın bir parçası olan metan CH4: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
Saf oksijendeki yanma havadakinden çok daha yoğundur ve önemli ölçüde daha yüksek sıcaklıklar elde etmeyi mümkün kılar. Bu fenomen, bir dizi kimyasal işlemi yoğunlaştırmak ve yakıtın daha verimli yanmasını sağlamak için kullanılır.
Solunum sürecinde oksijen, kan hemoglobini ile birleşerek, çok kararsız bir bileşik olan, oksidasyon için kullanılan serbest oksijen oluşumu ile dokularda kolayca ayrışan oksihemoglobini oluşturur. Çürüme ayrıca oksijen içeren oksidatif bir süreçtir.
Varlığının beklendiği damara için için yanan bir kıymık sokarak saf oksijeni tanırlar. Parlak bir şekilde yanıp sönüyor - bu, oksijen için kalitatif bir testtir.

■ 10. Elinizde bir kıymık varken, farklı kaplardaki oksijen ve karbondioksiti nasıl tanıyabilirsiniz? 11. %70 karbon, %5 hidrojen, %7 oksijen içeren ve geri kalanı yanıcı olmayan bileşenler olan 2 kg kömürü yakmak için ne kadar oksijen kullanılacaktır?

Pirinç. 38. yanan sodyum Pirinç. 39. yanan kömür Pirinç. 40. Oksijende demirin yanması.

12. 5 gr fosforu yakmak için 10 litre oksijen yeterli olur mu?
13. %40 karbon monoksit, %20 azot, %30 hidrojen ve %10 karbondioksit içeren 1 m3 gaz karışımı oksijen içinde yakılmıştır. Ne kadar oksijen tüketildi?
14. Oksijeni a) sülfürik asit, b) kalsiyum klorür, c) fosforik anhidrit, d) metalik içinden geçirerek kurutmak mümkün müdür?
15. Oksijen safsızlıklarından karbon dioksit nasıl serbest bırakılır ve tersi, oksijen karbon dioksit safsızlıklarından nasıl arındırılır?
16. 20 litre oksijen içeren karbondioksit karışımı 200 ml 0.1 n'den geçirildi. baryum çözeltisi. Sonuç olarak, Ba2+ katyonu tamamen çökelmiştir. Orijinal oksijen ne kadar karbondioksit (yüzde olarak) içeriyordu?

oksijen elde etmek

Oksijen birkaç yoldan elde edilir. Laboratuvarda oksijen, örneğin potasyum permanganat KMnO4'ten (Şekil 41) veya Bertolet tuzu KClO3'ten kolayca ayrıştırılabilen oksijen içeren maddelerden elde edilir:
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

2KSlO3 = 2KSl + O2
Bertolet tuzundan oksijen elde edilirken, reaksiyonu hızlandırmak için bir katalizör olan manganez dioksit bulunmalıdır. Katalizör ayrışmayı hızlandırır ve daha homojen hale getirir. katalizör olmadan

Pirinç. 41. Potasyum permanganattan laboratuvar ortamında oksijen elde etmek için bir cihaz. 1 - potasyum permanganat; 2 - oksijen; 3 - pamuk yünü; 4 - silindir - toplama.

Bertolet tuzu çok miktarda alınırsa ve özellikle organik maddelerle kirlenirse patlama meydana gelir.
Oksijen ayrıca, denkleme göre bir katalizör - manganez dioksit MnO2 varlığında hidrojen peroksitten elde edilir:
2H2O2[MnO2] = 2H2O + O2

■ 17. Berthollet tuzunun ayrışması sırasında neden MnO2 eklenir?
18. KMnO4'ün ayrışması sırasında oluşan oksijen su üzerinde toplanabilir. Bunu cihaz şemasına yansıtın.
19. Bazen laboratuvarda manganez dioksitin yokluğunda, potasyum permanganatın kalsinasyonundan sonra Bertolet tuzuna onun yerine az miktarda tortu eklenir. Neden böyle bir değişiklik mümkün?
20. 5 mol Bertolet tuzunun ayrışması sırasında ne kadar oksijen açığa çıkar?

Oksijen, erime noktasının üzerinde ısıtıldığında nitratların ayrışmasıyla da elde edilebilir:
2KNO3 = 2KNO2 + O2
Endüstride oksijen esas olarak sıvı havadan elde edilir. Sıvı hale çevrilen hava buharlaşmaya tabi tutulur. Önce buharlaşır (kaynama noktası 195.8°) ve oksijen kalır (kaynama noktası -183°). Bu sayede oksijen neredeyse saf halde elde edilir.
Bazen, ucuz elektriğin varlığında, suyun elektrolizi ile oksijen elde edilir:
H2O ⇄ H + + OH -
H++ e— → H 0
katotta
2OH — — e— → H2O + O; 2O = O2
anotta

■ 21. Bildiğiniz laboratuvar ve endüstriyel oksijen elde etme yöntemlerini listeleyin. Her yönteme bir reaksiyon denklemiyle eşlik ederek bunları bir deftere yazın.
22. Oksijen redoksu üretmek için reaksiyonlar kullanılıyor mu? Mantıklı bir cevap verin.
23. Aşağıdaki maddelerden 10 gr alınır; potasyum permanganat, potasyum klorür, potasyum nitrat. Hangi durumda en fazla miktarda oksijen elde etmek mümkün olacaktır?
24. 20 gr potasyum permanganatın ısıtılmasıyla elde edilen oksijende, 1 gr kömür yakıldı. Permanganatın yüzde kaçı ayrıştırıldı?

Oksijen doğada en çok bulunan elementtir. Tıp, kimya, endüstri vb. alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır (Şek. 42).

Pirinç. 42. Oksijen kullanımı.

Yüksek irtifadaki pilotlar, zararlı gazların olduğu ortamlarda çalışan kişiler, yer altı ve su altı işlerinde çalışan kişiler oksijen cihazları kullanırlar (Şekil 43).

Belirli bir hastalık nedeniyle zor olduğu durumlarda, kişinin bir oksijen torbasından saf oksijen solumasına izin verilir veya bir oksijen çadırına yerleştirilir.
Şu anda, oksijenle zenginleştirilmiş hava veya saf oksijen, metalürjik süreçleri yoğunlaştırmak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Oksi-hidrojen ve oksijen-asetilen torçları metalleri kaynaklamak ve kesmek için kullanılır. Sıvı oksijenin yanıcı maddelerle emprenye edilmesiyle: talaş, kömür tozu vb. Oksilikitler adı verilen patlayıcı karışımlar elde edilir.

■ 25. Defterinize bir tablo çizin ve tamamlayın.

Ozon O3

Daha önce de belirtildiği gibi, oksijen elementi başka bir allotropik modifikasyon oluşturabilir - ozon O3. Ozon -111°'de kaynar ve -250°'de katılaşır. Gaz halinde mavi, sıvı halde mavidir. Sudaki ozon oksijenden çok daha fazladır: 45 hacim ozon 100 hacim suda çözünür.

Ozon, molekülünün iki yerine üç atomdan oluşması bakımından oksijenden farklıdır. Bu bakımdan oksijen molekülü, ozon molekülünden çok daha kararlıdır. Ozon, denkleme göre kolayca parçalanır:
O3 = O2 + [O]

Ozonun bozunması sırasında atomik oksijenin salınması, onu oksijenden çok daha güçlü bir oksitleyici ajan yapar. Ozonun taze bir kokusu vardır (“ozon” çeviride “kokulu” anlamına gelir). Doğada, sessiz bir elektrik deşarjının etkisi altında ve çam ormanlarında oluşur. Akciğer hastalığı olan hastaların çam ormanlarında daha fazla zaman geçirmeleri tavsiye edilir. Bununla birlikte, ozonla yüksek oranda zenginleştirilmiş bir atmosfere uzun süre maruz kalmak vücut üzerinde toksik bir etkiye sahip olabilir. Zehirlenmeye baş dönmesi, mide bulantısı, burun kanaması eşlik eder. Kronik zehirlenmelerde kalp hastalığı meydana gelebilir.
Laboratuvarda ozon, ozonizörlerdeki oksijenden elde edilir (Şekil 44). Oksijen, tel 2 ile dışarıdan sarılmış cam tüp 1'e geçirilir. Tel 3 tüpün içinden geçer.Bu tellerin her ikisi de bu elektrotlar üzerinde yüksek voltaj oluşturan bir akım kaynağının kutuplarına bağlanır. Oksijenden ozon oluşması nedeniyle elektrotlar arasında sessiz bir elektrik boşalması meydana gelir.

Şekil 44; Ozonatör. 1 - cam şişe; 2 - dış sargı; 3 - borunun içindeki tel; 4 - nişastalı potasyum iyodür çözeltisi

3O2 = 2O3
Ozon çok güçlü bir oksitleyici ajandır. Oksijenden çok daha enerjiktir, reaksiyonlara girer ve genellikle oksijenden çok daha aktiftir. Örneğin, oksijenden farklı olarak, hidrojen iyodür veya iyot tuzlarından yer değiştirebilir:
2KI + O3 + H2O = 2KOH + I2 + O2

Atmosferde çok az ozon vardır (yaklaşık yüzde milyonda biri), ancak ultraviyole güneş ışığının emilmesinde önemli bir rol oynar, bu nedenle yere daha küçük miktarlarda düşer ve canlı organizmalar üzerinde zararlı bir etkisi yoktur.
Ozon, küçük miktarlarda, esas olarak iklimlendirme ve ayrıca kimyada kullanılır.

■ 26. Allotropik modifikasyonlar nelerdir?
27. Nişasta iyotlu kağıt ozona maruz kaldığında neden maviye döner? Mantıklı bir cevap verin.
28. Oksijen molekülü neden ozon molekülünden çok daha kararlıdır? Cevabınızı molekül içi yapı açısından gerekçelendirin.

8 O 1s 2 2s 2 2p 4 ; Ar = 15.999 İzotoplar: 160 (%99.759); 170 (%0.037); 180 (%0.204); EO - 3.5

Clark yer kabuğunda kütlece %47; hidrosferde ağırlıkça %85.82; atmosferde hacimce %20.95.

En yaygın unsur.

Elemanı bulma biçimleri: a) serbest biçimde - O2, O3;

b) bağlı formda: O 2- anyonlar (esas olarak)

Oksijen tipik bir metal olmayan p-elementidir. Değerlik = II; oksidasyon durumu -2 (H 2 O 2, OF 2, O 2 F 2 hariç)

O 2'nin fiziksel özellikleri

Moleküler oksijen O 2 normal koşullarda gaz halindedir, rengi, kokusu ve tadı yoktur ve suda az çözünür. Basınç altında derin soğutma üzerine, -219 ° C'de mavi kristallere dönüşen soluk mavi bir sıvıya (Tbp - 183 ° C) yoğunlaşır.

Nasıl alınır

1. Doğada fotosentez sürecinde oksijen oluşur mCO2 + nH2O → mO2 + Cm (H20) n

2. Endüstriyel üretim

a) sıvı havanın düzeltilmesi (N2'den ayırma);

b) su elektrolizi: 2H 2 O → 2H 2 + O 2

3. Laboratuarda, tuzların termal redoks ayrışmasıyla elde edilirler:

a) 2KSIO 3 \u003d 3O 2 + 2KCI

b) 2KMnO 4 \u003d O2 + MnO2 + K2MnO4

c) 2KNO 3 \u003d O 2 + 2KNO 2

d) 2Cu (NO 3) O 2 \u003d O 2 + 4NO 2 + 2CuO

e) 2AgNO 3 \u003d O2 + 2NO2 + 2Ag

4. Hermetik olarak kapatılmış odalarda ve otonom solunum aparatlarında, oksijen aşağıdaki reaksiyonla elde edilir:

2Na 2 O 2 + 2СO 2 \u003d O 2 + 2Na 2 CO 3

Oksijenin kimyasal özellikleri

Oksijen güçlü bir oksitleyici ajandır. Kimyasal aktivite açısından, yalnızca flordan sonra ikinci sıradadır. He, Ne ve Ar hariç tüm elementlerle bileşik oluşturur. Normal koşullar altında veya ısıtıldığında ve ayrıca katalizörlerin varlığında (Au, Pt, Hal 2, soy gazlar hariç) en basit maddelerle doğrudan reaksiyona girer. O2 içeren reaksiyonlar çoğu durumda ekzotermiktir, genellikle yanma modunda, bazen de bir patlamada ilerler. Reaksiyonların bir sonucu olarak, oksijen atomlarının kural olarak C.O.'ya sahip olduğu bileşikler oluşur. -2:

alkali metal oksidasyonu

4Li + O 2 = 2Li 2 O lityum oksit

2Na + O2 \u003d Na202 sodyum peroksit

K + O 2 \u003d KO 2 potasyum süperoksit

Au, Pt dışındaki tüm metallerin oksidasyonu

Me + O 2 = Me x O y oksitler

Halojenler ve asal gazlar hariç metal olmayanların oksidasyonu

N 2 + O 2 \u003d 2NO - Q

S + O2 \u003d SO2;

C + O2 \u003d C02;

4P + 5O2 \u003d 2P2O5

Si + O2 \u003d SiO2

Metal olmayan ve metallerin hidrojen bileşiklerinin oksidasyonu

4HI + O2 \u003d 2I2 + 2H2O

2H 2 S + 3O 2 \u003d 2SO 2 + 2H 2 O

4NH3 + 3O2 \u003d 2N2 + 6H2O

4NH3 + 5O2 \u003d 4NO + 6H2O

2PH 3 + 4O 2 \u003d P 2 O 5 + 3H 2 O

SiH 4 + 2O2 \u003d SiO2 + 2H20

C x H y + O 2 = CO 2 + H 2 O

MeH x + 3O 2 \u003d Me x O y + H 2 O

Çok değerlikli metallerin ve ametallerin düşük oksitlerinin ve hidroksitlerinin oksidasyonu

4FeO + O 2 \u003d 2Fe 2 O 3

4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe(OH) 3

2SO2 + O2 = 2SO3

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4HNO 3

metal sülfitlerin oksidasyonu

4FeS 2 + 11О 2 = 8SO 2 + 2Fe 2 О 3

Organik maddelerin oksidasyonu

Tüm organik bileşikler, atmosferik oksijen tarafından oksitlenerek yanar.

Moleküllerinde bulunan çeşitli elementlerin oksidasyon ürünleri şunlardır:

Tam oksidasyon (yanma) reaksiyonlarına ek olarak, kısmi oksidasyon reaksiyonları da mümkündür.

Organik maddelerin eksik oksidasyon reaksiyonlarına örnekler:

1) alkanların katalitik oksidasyonu

2) alkenlerin katalitik oksidasyonu

3) alkollerin oksidasyonu

2R-CH2OH + O2 → 2RCOH + 2H2O

4) aldehitlerin oksidasyonu

Ozon

Ozon O3, O2'den daha güçlü bir oksitleyici ajandır, çünkü reaksiyon sırasında molekülleri atomik oksijen oluşturmak üzere ayrışır.

Saf O 3 mavi bir gazdır, çok zehirlidir.

K + O 3 \u003d KO 3 potasyum ozonit, kırmızı.

PbS + 2O3 \u003d PbS04 + O2

2KI + O3 + H2O \u003d I2 + 2KOH + O2

İkinci reaksiyon, ozonun kalitatif ve kantitatif tayini için kullanılır.