Кислород реагира с от 2

Министерство на образованието и науката

Общи характеристики на кислород.

Кислород (лат. Oxygenium), О (чете "о"), химичен елемент с атомен номер 8 15.9994 атомна маса. В периодична система кислород намира във втория период от групата VIA.

Естественият кислород се състои от три стабилен изотоп смеси с масови числа 16 (преобладава в сместа, то в него 99,759% тегловно) 17 (0.037%) и 18 (0.204%). Радиус на неутрален кислороден атом 0.066 пМ. Конфигурацията на външния слой на неутрален електрон 2s2r4 спокоен глас кислороден атом. Енергия в съответствие йонизация на кислородния атом и 35,118 13.61819 ЕГ, електронно сродство 1467 ЕГ. Радиус O2 - йон при различни координационни брой от 0.121 пМ (координационната брой 2) 0128 нм (координационната броя 8). Съединенията проявяват редица окисляване -2 (валентност II), и рядко -1 (валентно I). По скала Полинг Електроотрицателност на кислород от 3.5 (втората по големина неметални след флуор).

Свободната форма на кислород - газ без цвят, мирис и вкус.

Характеристики O2 молекула структура. атмосферен кислород се състои от двуатомни молекули. В interatomic разстоянието в молекулата O2 0.12074 нм. Молекулен кислород (в газообразно състояние и течност) - парамагнитен вещество във всяка молекула на O2 има две несдвоен електрон. Този факт може да се обясни с факта, че молекулата на всяка от двете antibonding орбитите е един свободен електрон.

O2 молекула дисоциация енергия на атома доста високи и е 493.57 кДж / мол.

Физични и химични свойства

Физични и химични свойства: в свободна форма намерено под формата на две модификации на 2 ( "нормален" кислород) и 3 (озон). O2 - газ е безцветна и без мирис. При нормални условия, кислород газ плътност 1.42897 кг / м 3. кипене течен кислород (течност има син цвят) е -182,9 ° С При температури от -218,7 ° С до -229,4 ° С има твърд кислород центрирана кубична решетка (-modification), при температури от -229,4 ° С до -249,3 ° С --modification с шестоъгълна решетка и при температури под -249,3 ° С - кубичен-модификация. При повишено налягане и ниски температури и други модификации, получени твърдо вещество кислород.

При 20 ° С разтворимостта на O2 газ. 3.1 мл на 100 мл вода, 22 мл на 100 мл етанол, 23.1 мл на 100 мл ацетон. Има флуор-съдържаща органична течност (например, perftorbutiltetragidrofuran), в които разтворимостта на кислород е значително по-висока.

Високото съдържание на химични връзки между атомите в молекулата O2 води до факта, че при стайна температура газообразен кислород химически доста maloaktiven. В природата, тя идва бавно се разпада по време на процеса на преобразуване. В допълнение, кислород при стайна температура е способен да реагира с кръв хемоглобин (по-точно с хема желязо II), който осигурява прехвърлянето на кислород от белите дробове към други органи.

С много вещества, кислород реагира без нагряване, например, алкални и алкалоземни метали (образуване на съответните оксиди LI2 О, CaO, и др. Пероксиди като Na2 O2, BaO2 и др. И супероксиди като КО2. RbO2 и др.), Причини образуване на ръжда върху повърхностите на продукти от стомана. Без загряване, кислород реагира с бял фосфор, с някои алдехиди и други органични вещества.

При нагряване, дори малко, химическата активност на кислород се увеличава драстично. При запалване реагира с експлозия на водород, метан и други горими газове, с голям брой прости и сложни съединения. Известно е, че когато се нагрява в кислородна атмосфера или във въздуха, много прости и сложни съединения са изгорени, образуването на различни оксиди, като например:

Ако смес от кислород и водород се съхранява в стъклен съд при стайна температура, екзотермична реакция на образуване на вода

Той работи изключително бавно; чрез изчисления, на първите капки вода трябва да се появи в съда на около един милион години. Въпреки това, когато прави съд със смес от тези газове, платина или паладий (която играе ролята на катализатор), и реакцията протича при запалване с експлозия.

Появиха NO след това взаимодейства с кислород, за да се образува кафяв газ (азот диоксид):

Неметални кислород директно при всякакви условия, не реагира с халоген, метал - с благородни метали сребро, злато, платина и др.

двоични кислородни съединения, където степента на окисление на кислородни атоми е равно на 2, наречени оксиди (предишно наименование - оксиди). Примери на оксиди: въглероден окис (IV) СО2, серен оксид (VI) SO3. меден оксид (I) Cu2 О, алуминиев Al2 О3. манганов оксид (VII) Mn2 О7.

Кислородът също образува съединение, в което неговото окисление, равна на 1. Това - пероксиди (стара име - пероксид), например, водороден пероксид Н 2О 2. бариев прекис BaO2. натриев пероксид, Na2 O2 и др. пероксид остатък, съдържащ се в тези съединения - О - О -. С активните алкални метали като калиев, кислород могат също да образуват супероксиди, например, КО2 (калиев супероксид), RbO2 (рубидий супероксид). Състоянието на супероксид окисляване -1/2 кислород. Може да се отбележи, че често формула супероксид записва като К2 O4. Rb2 O4 и т.н.

Най-активен кислород образува неметални флуор съединение в положителните окислителни състояния. Така, в съединение с O2 F2 кислород окисление 1 и съединението O2 F - 2. Тези съединения не принадлежат към оксиди и флуориди. кислородни флуориди могат да бъдат синтезирани само индиректно, например, флуор F2 действащ за разреждане на водни разтвори на КОН.

Историята на откриването на кислород, както и азот, свързан с продължава за няколко столетия изследването на атмосферния въздух. Фактът, че въздухът в природата не е хомогенна и включва части, едната от които поддържа горенето и дишането, а другият - не, знаеше още през 8-ми век китайски алхимик Мао Хоа, а по-късно в Европа - Леонардо да Винчи. В 1665, British учен R. Хук пише, че въздух се състои от газ, съдържащ се в нитрат, но също и от неактивния газ представлява голяма част от въздуха. Фактът, че въздух съдържа елемент, който поддържа живота през 18 век е бил известен от много химици. Шведската фармацевт и химик Карл Sheele започва да изучава състава на въздуха в 1768 година По време на трите години, той се разгражда от отопление нитрат (KNO3. NaNO3) и други вещества, и са получили "огън въздух" в подкрепа дишане и горене. Но резултатите от своите експерименти Шеле направени публично достояние само през 1777 в книгата "Химическа Трактат за въздух и огън." В 1774, British J. Priest и естественик. Priestley нагряване "изгорял живак" (живачен оксид HgO) получи изгаряне подкрепа газ. Докато е в Париж, Пристли, който не знаеше, че газът е получил част от въздуха, съобщи откритието си Лавоазие и други учени. По това време той беше открит и азот. През 1775, Лавоазие заключи, че нормален въздух съдържа две газове - газове, необходими за дишане и comburent газ и "срещу характер" - азот. Лавоазие нарича горене подкрепа газ кислородни - «образуващи киселини" (от гръцки oxys - киселинни и gennao - раждат ;. руски следователно името "кислород"), тъй като след това се смята, че всички киселини съдържат кислород. Отдавна е известно, че киселини могат да бъдат както окислени и свободни от кислород, но името, дадено на елемент от Лавоазие, остава непроменен. За почти половин век 1/16 от масата на кислороден атом служи като единица за сравнение между различни атоми маса и се използва в цифров характеризиране на атомните маси на различните елементи (така наречените мащаб кислородни атомните маси).

Още по-чист кислород могат да бъдат получени чрез електролиза на водни разтвори на основи (NaOH или КОН) или соли на кислород-съдържащи киселини (обикновено се използва Na2SO4 разтвор на натриев сулфат). В лабораторията, малко количество от много чист кислород може да се получи чрез нагряване на калиев перманганат KMnO4:

Повече чист кислород, произведен от разлагане на Н 2О 2 водороден пероксид в присъствието на каталитични количества от твърд манганов диоксид МпО 2.

2N2O2 = 2H2O + О2.

Кислород, произведено при силен (над 600 ° С) калциниране натриев нитрат NaNO3.

при нагряване някои високи оксиди:

Преди кислород се получава KClO3 разлагане на калиев хлорат в присъствието на каталитични количества от манганов диоксид МпО 2.

Въпреки bertoletova солеви форми експлозивни смеси, така че да се получи си кислород в лабораториите вече не се използват. Разбира се сега никой никога няма да бъде използвана за производство на кислород калциниране живачен оксид HgO, са формирани в тази реакция, кислород е замърсена с отровни живачни пари.

Източникът на кислород в космически кораби, подводници и т. Р. Затворено пространство е смес от натриев пероксид Na2 O2 и КО2 калиев супероксид. При взаимодействие на тези съединения с освобождава въглероден диоксид кислород:

Ако използвате смес от Na2 O2 и КО2. смесват в моларно съотношение 1: 1, след това за всеки мол въглероден диоксид се абсорбира от въздуха ще бъдат освободени 1 мол на кислород, така че съставът на въздуха не се променя поради усвояването на кислород по време на дишането и емисиите на СО2.

Използването на кислород е много разнообразен. Основното количество на кислорода от приложение в металургията въздуха. Кислород (вместо въздух) взрив в доменни пещи може значително да увеличи скоростта на процеса на високите пещи, за да запазите кокс и чугун, за да получите най-доброто качество. Кислород разпенващ в кислородни конвертори използват с преразпределение на желязо в стомана. Чист кислород или обогатен с кислород въздух се използва за получаването на много други метали (мед, никел, олово и др.). Кислородът се използва при рязане и заваряване на метали. Когато това се използва "балон" на кислород. цилиндър кислород може да бъде под налягане 15 МРа. Бутилки кислородни са боядисани в синьо.

Течен кислород - мощен окислител, той се използва като компонент пропелант. Импрегнирани течен кислород лесно се окислява материали като дървени стърготини, вълна, въглероден прах и др. (Тези съединения са наречени oxyliquit) се използват като взривни вещества, използвани например при полагане пътища в планините.

Кислородът в атмосферата на Земята започва да се натрупват в резултат на първичните фотосинтезиращи организми се появили преди около 2,8 милиарда вероятно. Години. Смята се, че преди два милиарда години, атмосферата вече се съдържа около 1% кислород .; постепенно да го намали от окисляващи и се превръща в приблизително 400 млн. преди години, придобити модерна композиция. Наличието на кислород в атмосферата се определя до голяма степен от природата на биологичната еволюция. Аеробика (с O2) метаболизъм стана по-късно анаеробна (без участието на O2), но това, че реакцията на биологичното окисление, по-добре от древните енергични процесите на ферментация и гликолиза, доставка на живите организми по-голямата част от енергията им е необходимо. Изключения са облигатни анаеробни бактерии, например, някои паразити, към които кислородът е отрова. Използването на кислород с висока редокси потенциал, като краен електронен акцептор във веригата ензими респираторни доведе до биохимичен механизъм на модерни видове дъх. Този механизъм осигурява енергия аеробни организми.

Кислород - основния биогенен елемент, който е част от всички основни молекулни вещества, осигуряващи структурата и функциите на клетки - протеини, нуклеинови киселини, въглехидрати, липиди, както и множество малки молекули. Всеки растителен или животински кислород много повече, отколкото всеки друг елемент (средно около 70%). Човешки мускулна тъкан съдържа 16% кислород, костна тъкан - 28,5%; само средната човешкото тяло (телесно тегло 70 кг), съдържащ 43 кг кислород. При животни и хора, кислород влиза главно чрез дихателната система (свободен кислород) и вода (свързан кислород). Нуждата на тялото на кислород се определя от степента (интензивността) на метаболизма, което зависи от маса и телесната повърхност, възрастта, пола, диетата, условията на околната среда и др. екология като важен енергия характеристика определя съотношението на общия въздух (т.е. общо окислителни процеси) Общността организми към общия си биомаса.