ჟანგბადი (O)დგას მე-1 პერიოდში, VI ჯგუფში, მთავარ ქვეჯგუფში. p- ელემენტი. ელექტრონული კონფიგურაცია 1s22s22p4 . ელექტრონების რაოდენობა გარე დონეზე არის 6. ჟანგბადს შეუძლია მიიღოს 2 ელექტრონი და, იშვიათ შემთხვევებში, გასცეს იგი. ჟანგბადის ვალენტობა 2, ჟანგვის მდგომარეობა -2.

ფიზიკური თვისებები:ჟანგბადი ( O2 ) – უფერო გაზი, უსუნო და უგემოვნო; წყალში ოდნავ ხსნადი, ჰაერზე ოდნავ მძიმე. -183 °C-ზე და 101,325 Pa ტემპერატურაზე ჟანგბადი თხევადდება, ხდება მოლურჯო ფერის. მოლეკულის სტრუქტურა:ჟანგბადის მოლეკულა არის დიატომური, ძლიერია ნორმალურ პირობებში და აქვს მაგნიტური თვისებები. ბმა მოლეკულაში არის კოვალენტური არაპოლარული. ჟანგბადს აქვს ალოტროპული მოდიფიკაცია - ოზონი(O3 ) – უფრო ძლიერი ჟანგვის აგენტი ვიდრე ჟანგბადი.

ქიმიური თვისებები:ენერგეტიკული დონის დასრულებამდე ჟანგბადს ესაჭიროება 2 ელექტრონი, რომლებსაც იგი იღებს აჩვენოს ჟანგვის მდგომარეობა -2, მაგრამ ფტორთან, ჟანგბად OF2 -2 და O2F2 -1 კომბინაციაში. მისი ქიმიური აქტივობის გამო ჟანგბადი ურთიერთქმედებს თითქმის ყველა მარტივ ნივთიერებასთან. აყალიბებს ოქსიდებს და პეროქსიდებს მეტალებთან:

ჟანგბადი არ რეაგირებს მხოლოდ პლატინასთან. ამაღლებულ და მაღალ ტემპერატურაზე ის რეაგირებს ბევრ არამეტალთან:

ჟანგბადი უშუალოდ არ ურთიერთქმედებს ჰალოგენებთან. ჟანგბადი რეაგირებს ბევრ რთულ ნივთიერებასთან:

ჟანგბადს ახასიათებს წვის რეაქციები:

ბევრი ორგანული ნივთიერება იწვის ჟანგბადში:

როდესაც აცეტალდეჰიდი იჟანგება ჟანგბადით, მიიღება ძმარმჟავა:

ქვითარი:ლაბორატორიაში: 1) ტუტეს წყალხსნარის ელექტროლიზით: ამ შემთხვევაში წყალბადი გამოიყოფა კათოდში, ხოლო ჟანგბადი ანოდში; 2) ბერტოლეტის მარილის დაშლა გაცხელებისას: 2KSlO3?2KSl + 3O2?; 3) მიიღება ძალიან სუფთა ჟანგბადი: 2KMnO4?K2MnO4 + MnO2 + O2?.

ბუნებაში აღმოჩენა:ჟანგბადი შეადგენს დედამიწის ქერქის მასის 47,2%-ს. თავისუფალ მდგომარეობაში შეიცავს ატმოსფერულ ჰაერში - 21%. ის მრავალი ბუნებრივი მინერალის ნაწილია, მისი დიდი რაოდენობა გვხვდება მცენარეთა და ცხოველთა ორგანიზმებში. ბუნებრივი ჟანგბადი შედგება 3 იზოტოპისგან: O(16), O(17), O(18).

განაცხადი:გამოიყენება ქიმიურ, მეტალურგიულ მრეწველობაში, მედიცინაში.

24. ოზონი და მისი თვისებები

მყარ მდგომარეობაში ჟანგბადს აქვს სამი მოდიფიკაცია: ?-, ?- და ?- მოდიფიკაციები. ოზონი ( O3 ) – ჟანგბადის ერთ-ერთი ალოტროპული მოდიფიკაცია . მოლეკულის სტრუქტურა:ოზონს აქვს არაწრფივი მოლეკულური სტრუქტურა ატომებს შორის კუთხით 117°. ოზონის მოლეკულას აქვს გარკვეული პოლარობა (მიუხედავად იმისა, რომ იგივე ტიპის ატომები ქმნიან ოზონის მოლეკულას), ის დიამაგნიტურია, რადგან მას არ აქვს დაუწყვილებელი ელექტრონები.

ფიზიკური თვისებები:ოზონი არის ლურჯი გაზი დამახასიათებელი სუნით; მოლეკულური წონა = 48, დნობის წერტილი (მყარი) = 192,7 °C, დუღილის წერტილი = 111,9 °C. თხევადი და მყარი ოზონი ფეთქებადი, ტოქსიკური და წყალში ძალიან ხსნადია: 0 °C ტემპერატურაზე 49 ტომი ოზონი იხსნება 100 ტომ წყალში.

ქიმიური თვისებები:ოზონი არის ძლიერი ჟანგვის აგენტი, ის აჟანგებს ყველა ლითონს, მათ შორის ოქროს - Au და პლატინის - Pt (და პლატინის ჯგუფის ლითონებს). ოზონი მოქმედებს მბზინავ ვერცხლის ფირფიტაზე, რომელიც მყისიერად დაფარულია შავი ვერცხლის პეროქსიდით - Ag2O2; ტურპენტინით დასველებული ქაღალდი აალდება, ლითონების გოგირდის ნაერთები იჟანგება გოგირდმჟავას მარილებად; ბევრი საღებავი გაუფერულებულია; ანადგურებს ორგანულ ნივთიერებებს - ხოლო ოზონის მოლეკულა იშლება ჟანგბადის ერთ ატომს და ოზონი გადაიქცევა ჩვეულებრივ ჟანგბადად. ისევე როგორც არამეტალების უმეტესობა, ის გარდაქმნის ქვედა ოქსიდებს უფრო მაღალ ოქსიდებად, ხოლო მათი ლითონების სულფიდებს მათ სულფატებად:

ოზონი აჟანგებს კალიუმის იოდიდს მოლეკულურ იოდად:

მაგრამ წყალბადის ზეჟანგით H2O2, ოზონი მოქმედებს როგორც შემამცირებელი აგენტი:

ქიმიურად, ოზონის მოლეკულები არასტაბილურია - ოზონს შეუძლია სპონტანურად დაიშალა მოლეკულურ ჟანგბადად:

ქვითარი:ოზონი წარმოიქმნება ოზონიზატორებში ელექტრული ნაპერწკლების გავლის შედეგად ჟანგბადში ან ჰაერში. ჟანგბადისგან ოზონის წარმოქმნა:

ოზონი შეიძლება წარმოიქმნას სველი ფოსფორის, ფისოვანი ნივთიერებების დაჟანგვის დროს. ოზონის დეტექტორი:ჰაერში ოზონის არსებობის დასადგენად აუცილებელია კალიუმის იოდიდისა და სახამებლის პასტის ხსნარში დასველებული ქაღალდის ნაჭერი ჰაერში ჩაეფლო - თუ ქაღალდის ნაჭერი გალურჯდა, ეს ნიშნავს, რომ ოზონი იმყოფება საჰაერო. ბუნებაში აღმოჩენა:ატმოსფეროში ოზონი წარმოიქმნება ელექტრული გამონადენის დროს. განაცხადი:როგორც ძლიერი ჟანგვის აგენტი, ოზონი ანადგურებს სხვადასხვა სახის ბაქტერიებს, ამიტომ იგი ფართოდ გამოიყენება წყლის გასაწმენდად და ჰაერის დეზინფექციისთვის და გამოიყენება როგორც მათეთრებელი საშუალება.

ყოვლისშემძლე, ყოვლისშემძლე და უხილავი - ეს ყველაფერი მასზეა. ასევე არ აქვს გემო და სუნი. როგორც ჩანს, საუბარი იმაზეა, რაც საერთოდ არ არსებობს. თუმცა, ეს ნივთიერება არსებობს, მეტიც: მის გარეშე კაცობრიობა უბრალოდ ახრჩობდა. ამიტომ, ალბათ, ლავუაზიემ ამ გაზს მაშინვე უწოდა "სასიცოცხლო გაზი".

ჟანგბადი ყოვლისშემძლე

რელიგიური ადამიანების აზრით, მხოლოდ ღმერთი შეიძლება იყოს ყოვლისშემძლე, ყოვლისშემძლე და ამავდროულად უხილავი. სინამდვილეში, სამივე ეს ეპითეტი შეიძლება მივაწეროთ ქიმიურ ელემენტს 8 ატომური ნომრით - ჟანგბადი. თუ მცენარეები ფოტოსინთეზის დროს წყალს და ნახშირორჟანგს ორგანულ ნაერთებად არ გარდაქმნიდნენ და ამ პროცესს არ ახლდა შეკრული ჟანგბადის გამოყოფა, მაშინ ატმოსფერული ჟანგბადის საკმაოდ სწრაფად გამოწურვით, მთელი ცხოველური სამყარო, მათ შორის კაცობრიობა, მალე დაიხრჩო.

ჟანგბადი ყველგან არის: არა მხოლოდ ჰაერი, წყალი და მიწა, არამედ შენ და მე, ჩვენი საკვები, სასმელი, ტანსაცმელი ძირითადად მისგან შედგება; ჩვენს ირგვლივ არსებული ნივთიერებების უმეტესობა შეიცავს ჟანგბადს. ჟანგბადის ძალა უკვე გამოიხატება იმაში, რომ ჩვენ მას ვსუნთქავთ, სუნთქვა კი სიცოცხლის სინონიმია. და ჟანგბადი ასევე შეიძლება ჩაითვალოს ყოვლისშემძლე, რადგან ცეცხლის ძლიერი ელემენტი, როგორც წესი, დიდად არის დამოკიდებული ჩვენს კანდიდატზე ყველგან და ყოვლისშემძლეობისთვის.

რაც შეეხება მესამე ეპითეტს - „უხილავი“, მაშინ ალბათ მტკიცება არ არის საჭირო. ჩვეულებრივ პირობებში, ელემენტარული ჟანგბადი არა მხოლოდ უფერო და, შესაბამისად, უხილავია, არამედ არ აღიქმება და არ აღიქმება რაიმე გრძნობის ორგანოს მიერ. მართალია, ნაკლებობას და, მით უმეტეს, ჟანგბადის ნაკლებობას, მაშინვე ვიგრძნობდით...

აღმოჩენა: მე-18 საუკუნე

ის ფაქტი, რომ ჟანგბადი უხილავი, უგემოვნო, უსუნო, აირისებრია ჩვეულებრივ პირობებში, მისი აღმოჩენა დიდი ხნით გადაიდო. წარსულის ბევრმა მეცნიერმა გამოიცნო, რომ არსებობდა ნივთიერება, რომელსაც აქვს თვისებები, რომლებიც, როგორც ახლა ვიცით, თანდაყოლილია ჟანგბადში.

გახსნა ჟანგბადი (ინგლისურიჟანგბადი, ფრანგულიჟანგბადი, გერმანული Sauerstoff) აღნიშნეს თანამედროვე პერიოდის დასაწყისი ქიმიის განვითარებაში. უძველესი დროიდან ცნობილია, რომ ჰაერი საჭიროა წვისთვის, მაგრამ მრავალი საუკუნის განმავლობაში წვის პროცესი გაუგებარი რჩებოდა. მხოლოდ XVII საუკუნეში. მაიომ და ბოილმა, ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად, ვარაუდობდნენ, რომ ჰაერში არის რაღაც ნივთიერება, რომელიც ხელს უწყობს წვას.

ჟანგბადი თითქმის ერთდროულად და ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად აღმოაჩინა მე-18 საუკუნის მეორე ნახევრის ორმა გამოჩენილმა ქიმიკოსმა, შვედმა კარლ ვილჰელმ შელემ და ინგლისელმა ჯოზეფ პრისტლიმ. შილემ ჟანგბადი ადრე მიიღო, მაგრამ მისი ტრაქტატი ჰაერსა და ცეცხლზე, რომელიც შეიცავდა ინფორმაციას ჟანგბადის შესახებ, პრისტლის აღმოჩენაზე გვიან გამოქვეყნდა.

იოსები
პრისტლი

„1774 წლის 1 აგვისტოს ვცადე ჰაერის ამოღება ვერცხლისწყლის მასშტაბიდან და აღმოვაჩინე, რომ ჰაერი ადვილად გამოიდევნება მისგან ლინზების საშუალებით. ეს ჰაერი წყალს არ შთანთქავდა. წარმოიდგინეთ ჩემი გაოცება, როცა აღმოვაჩინე, რომ სანთელი ამ ჰაერში უჩვეულოდ კაშკაშა ალივით იწვოდა. ამაოდ ვცდილობდი ამ ფენომენისთვის ახსნა მეპოვა.

და მაინც, ჟანგბადის აღმოჩენის ისტორიაში მთავარი ფიგურა არ არის შილი ან პრისტლი. მათ აღმოაჩინეს ახალი გაზი - და მეტი არაფერი. ამის შესახებ ფრიდრიხ ენგელსი მოგვიანებით წერდა: „ორივე მათგანმა ვერასოდეს გაიგო რა ეჭირა ხელში. ელემენტი, რომელიც განზრახული იყო ქიმიის რევოლუციისთვის, მათ ხელში უკვალოდ გაქრა... მაშასადამე, რჩება ლავუაზიე, ვინც რეალურად აღმოაჩინა ჟანგბადი და არა ის ორი, ვინც მხოლოდ ჟანგბადს აღწერდა, არც კი გამოიცნო რას აღწერენ.

ჟანგბადის თვისებების და მისი როლის დეტალურმა შესწავლამ წვის პროცესებში და ოქსიდების წარმოქმნაში მიიყვანა ლავუაზიე მცდარ დასკვნამდე, რომ ეს აირი მჟავაწარმომქმნელი პრინციპია. 1779 წელს ლავუაზიემ შემოიღო ჟანგბადის სახელი ჟანგბადი(დან ბერძენი"ოქსიდი" - "მაწონი" და "გენაო" - მე ვშობ) - "მჟავების დაბადება".

"ოქსიდაციური" ელემენტი

ჟანგბადი არის უფერო (სქელ ფენაში - ლურჯი) გაზი გემოსა და სუნის გარეშე. ჰაერზე ოდნავ მძიმეა და წყალში ოდნავ ხსნადი. -183°C-მდე გაცივებისას ჟანგბადი გადაიქცევა მოძრავ ლურჯ სითხეში და -219°C-ზე იყინება.

როგორც უნდა იყოს ელემენტისთვის, რომელიც ადგილს იკავებს პერიოდული ცხრილის ზედა მარჯვენა კუთხეში, ჟანგბადი ერთ-ერთი ყველაზე აქტიური არალითონის ელემენტია და აქვს გამოხატული ჟანგვის თვისებები. თუ შემიძლია ასე ვთქვა, მხოლოდ ერთი ელემენტი, ფტორი, უფრო ჟანგბადია, ვიდრე ჟანგბადი. ამიტომ თხევადი ჟანგბადის ავზები აუცილებელი აქსესუარია თხევადი სარაკეტო ძრავებისთვის. ჟანგბადის ნაერთი მიიღება ისეთი ქიმიურად პასიური გაზითაც კი, როგორიც არის ქსენონი.

ჟანგბადის აქტიური რეაქციის განვითარებისთვის ყველაზე მარტივ და რთულ ნივთიერებებთან, საჭიროა გათბობა - იმისათვის, რომ გადავლახოთ პოტენციური ბარიერი, რომელიც ხელს უშლის ქიმიურ პროცესს. კატალიზატორების დახმარებით, რომლებიც ამცირებენ აქტივაციის ენერგიას, პროცესები შეიძლება გაგრძელდეს გათბობის გარეშე, კერძოდ, ჟანგბადის კომბინაცია წყალბადთან.

ჟანგბადის მაღალი ჟანგვის ძალა უდევს საფუძვლად ყველა სახის საწვავის წვას, მათ შორის დენთის, რომელიც არ საჭიროებს ატმოსფერულ ჟანგბადს წვისთვის: ასეთი ნივთიერებების წვის პროცესში ჟანგბადი გამოიყოფა საკუთარი თავისგან.

ჩვეულებრივ ტემპერატურაზე სხვადასხვა ნივთიერების ნელი დაჟანგვის პროცესები არანაკლებ მნიშვნელოვანია სიცოცხლისთვის, ვიდრე წვა ენერგიისთვის.

ჩვენს ორგანიზმში საკვები ნივთიერებების ნელი დაჟანგვა სიცოცხლის „ენერგეტიკული ბაზაა“. გარდა ამისა აღვნიშნავთ, რომ ჩვენი ორგანიზმი არ იყენებს ჩასუნთქულ ჟანგბადს ძალიან ეკონომიურად: ამოსუნთქულ ჰაერში ჟანგბადი არის დაახლოებით 16%. დამპალი თივის სითბო მცენარეული წარმოშობის ორგანული ნივთიერებების ნელი დაჟანგვის შედეგია. ნაკელისა და ჰუმუსის ნელი დაჟანგვა ათბობს სათბურებს.

განაცხადი: "ენერგიის ზღვა"

ჟანგბადი გამოიყენება სამედიცინო პრაქტიკადა არა მხოლოდ ფილტვების და გულის დაავადებების დროს, როდესაც სუნთქვა გაძნელებულია. ჟანგბადის კანქვეშა შეყვანა ეფექტური მკურნალობაა ისეთი სერიოზული დაავადებებისთვის, როგორიცაა განგრენა, თრომბოფლებიტი, სპილოები და ტროფიკული წყლულები.

არანაკლებ მნიშვნელოვანია ამისთვის ინდუსტრია. ჰაერის ჟანგბადით გამდიდრება ჟანგბადზე დაფუძნებულ ბევრ ტექნოლოგიურ პროცესს უფრო ეფექტურს, სწრაფს, ეკონომიურს ხდის. და ჯერჯერობით, თითქმის მთელი თერმული ენერგია ემყარება ასეთ პროცესებს. რკინის გადაქცევა ფოლადადასევე შეუძლებელია ჟანგბადის გარეშე. ეს არის ჟანგბადი, რომელიც "აშორებს" ჭარბ ნახშირბადს თუჯისგან. ამავდროულად, გაუმჯობესებულია ფოლადის ხარისხიც. სჭირდება ჟანგბადი და ფერადი მეტალურგია. თხევადი ჟანგბადი ემსახურება ძრავის ოქსიდიზატორი.

როდესაც წყალბადი იწვება ჟანგბადის ნაკადში, წარმოიქმნება ძალიან ჩვეულებრივი ნივთიერება - H 2 O. რა თქმა უნდა, ამ ნივთიერების მისაღებად არ უნდა ჩაერთოთ წყალბადის წვაში (რაც, სხვათა შორის, ხშირად ხდება. წყლისგან მიღებული). ამ პროცესის მიზანი განსხვავებულია, გაირკვევა, თუ ერთი და იგივე რეაქცია სრულად ჩაიწერება, არა მხოლოდ ქიმიური პროდუქტების, არამედ რეაქციის დროს გამოთავისუფლებული ენერგიის გათვალისწინებით: H 2 + 0.5 O 2 \u003d H 2 O + 68317 კალორია.

თითქმის სამოცდაათი დიდი კალორია გრამ-მოლეკულაზე! ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ არა მხოლოდ "წყლის ზღვა", არამედ "ენერგიის ზღვა". ამისთვის წყალი მიიღება წყალბადზე და ჟანგბადზე მომუშავე რეაქტიულ ძრავებში.

იგივე რეაქცია გამოიყენება ლითონების შედუღებისა და ჭრისთვის. მართალია, ამ რეგიონში წყალბადი შეიძლება შეიცვალოს აცეტილენით. სხვათა შორის, აცეტილენი სულ უფრო და უფრო ფართომასშტაბიანი წარმოიქმნება ზუსტად ჟანგბადის დახმარებით, თერმულ-ოქსიდაციური კრეკინგის პროცესებში: 6CH 4 + 4O 2 = C 2 H 2 + 8H 2 + ZCO + CO 2 + ZH 2 O. .

ეს მხოლოდ ერთი მაგალითია ჟანგბადის გამოყენება ქიმიურ ინდუსტრიაში.ჟანგბადი საჭიროა მრავალი ნივთიერების წარმოებისთვის (უბრალოდ იფიქრეთ აზოტმჟავაზე), ქვანახშირის, ნავთობის, საწვავის გაზიფიკაციისთვის...

ნებისმიერი ფოროვანი აალებადი ნივთიერება, მაგალითად, ნახერხი, რომელიც გაჟღენთილია მოლურჯო ცივი სითხით - თხევადი ჟანგბადით, ხდება ფეთქებადი. ასეთ ნივთიერებებს ე.წ ოქსილიკვიტებიდა საჭიროების შემთხვევაში, შეუძლია შეცვალოს დინამიტი მადნის საბადოების განვითარებაში.

ჟანგბადის წლიური მსოფლიო წარმოება (და მოხმარება) მილიონობით ტონაში იზომება. გარდა ჟანგბადისა, რომელსაც ჩვენ ვსუნთქავთ.

ჟანგბადის წარმოება

მეტ-ნაკლებად ძლიერი ჟანგბადის მრეწველობის შექმნის მცდელობები გასულ საუკუნეში ბევრ ქვეყანაში გაკეთდა. მაგრამ იდეიდან ტექნიკურ განხორციელებამდე ხშირად არის "კოლოსური მანძილი"...

ჟანგბადის ინდუსტრიის განსაკუთრებით სწრაფი განვითარება დაიწყო აკადემიკოს პ.

ჟანგბადის მიღების უმარტივესი გზა არის ჰაერიდან, რადგან ჰაერი არ არის ნაერთი და არც ისე რთულია ჰაერის გამოყოფა. აზოტისა და ჟანგბადის დუღილის წერტილები განსხვავდება (ატმოსფერული წნევის დროს) 12,8°C-ით. ამრიგად, თხევადი ჰაერი შეიძლება დაყოფილი იყოს კომპონენტებად დისტილაციის სვეტებში, ისევე, როგორც, მაგალითად, ზეთი იყოფა. მაგრამ ჰაერი თხევად გადაქცევისთვის, ის უნდა გაცივდეს მინუს 196°C-მდე. შეიძლება ითქვას, რომ ჟანგბადის მიღების პრობლემა გაციების პრობლემაა.

ჩვეულებრივი ჰაერის დახმარებით სიცივის მისაღებად ეს უკანასკნელი უნდა შეკუმშოს და შემდეგ გაფართოვდეს და ამავდროულად აკეთოს მექანიკური სამუშაოები. შემდეგ, ფიზიკის კანონების შესაბამისად, ჰაერი უნდა გაცივდეს. მანქანები, რომლებიც ამას აკეთებენ, ე.წ ექსპანდერები.

დგუშის გამაფართოებლების გამოყენებით თხევადი ჰაერის მისაღებად საჭირო იყო 200 ატმოსფეროს რიგის წნევა. ინსტალაციის ეფექტურობა ოდნავ აღემატებოდა ორთქლის ძრავას. ინსტალაცია რთული, შრომატევადი, ძვირი აღმოჩნდა. ოცდაათიანი წლების ბოლოს, საბჭოთა ფიზიკოსმა აკადემიკოსმა პ. Kapitza turboexpander-ის მთავარი მახასიათებელია ის, რომ მასში არსებული ჰაერი ფართოვდება არა მხოლოდ საქშენების აპარატში, არამედ იმპულსების პირებზეც. ამ შემთხვევაში, გაზი მოძრაობს ბორბლის პერიფერიიდან ცენტრამდე, მუშაობს ცენტრიდანული ძალების წინააღმდეგ.

ტურბოექსპანდერი "აქცევს" სიცივეს ჰაერით შეკუმშული მხოლოდ რამდენიმე ატმოსფეროზე. გაფართოებული ჰაერით გამოყოფილი ენერგია არ იხარჯება, იგი გამოიყენება ელექტრული დენის გენერატორის როტორის როტაციისთვის.

ჰაერის გამყოფი თანამედროვე ქარხნები, რომლებშიც სიცივე მიიღება ტურბო-ექსპანდერების დახმარებით, უზრუნველყოფენ ინდუსტრიებს, პირველ რიგში მეტალურგიას და ქიმიას, ასობით ათასი კუბური მეტრი აირისებრი ჟანგბადით.

ლითონის ჭრისას იგი ხორციელდება მაღალი ტემპერატურის გაზის ალით, რომელიც მიიღება წვადი აირის ან თხევადი ორთქლის დაწვით, რომელიც შერეულია კომერციულად სუფთა ჟანგბადთან.

ჟანგბადი დედამიწაზე ყველაზე გავრცელებული ელემენტიაგვხვდება სხვადასხვა ნივთიერების ქიმიური ნაერთების სახით: დედამიწაზე - 50%-მდე მასის, წყალბადის კომბინაციაში წყალში - დაახლოებით 86% მასის და ჰაერში - მდე 21% მოცულობით და 23% მასის.

ჟანგბადი ნორმალურ პირობებში (ტემპერატურა 20 ° C, წნევა 0,1 მპა) არის უფერო, აალებადი გაზი, ჰაერზე ოდნავ მძიმე, უსუნო, მაგრამ აქტიურად უჭერს მხარს წვას. ნორმალურ ატმოსფერულ წნევაზე და 0 ° C ტემპერატურაზე, 1 მ 3 ჟანგბადის მასა არის 1,43 კგ, ხოლო 20 ° C ტემპერატურაზე და ნორმალური ატმოსფერული წნევა - 1,33 კგ.

ჟანგბადს აქვს მაღალი რეაქტიულობა, წარმოქმნის ნაერთებს ყველა ქიმიურ ელემენტთან, გარდა (არგონი, ჰელიუმი, ქსენონი, კრიპტონი და ნეონი). ნაერთის რეაქციები ჟანგბადთან მიმდინარეობს დიდი რაოდენობით სითბოს გამოყოფით, ანუ ისინი ბუნებით ეგზოთერმულია.

როდესაც შეკუმშული აირისებრი ჟანგბადი შედის კონტაქტში ორგანულ ნივთიერებებთან, ზეთებთან, ცხიმებთან, ქვანახშირის მტვერთან, წვად პლასტმასებთან, ისინი შეიძლება სპონტანურად აანთონ სითბოს გამოყოფის შედეგად ჟანგბადის სწრაფი შეკუმშვის, ხახუნის და მყარი ნაწილაკების ლითონზე ზემოქმედების დროს, აგრეთვე ელექტროსტატიკური ნაპერწკალი. გამონადენი. ამიტომ ჟანგბადის გამოყენებისას ყურადღება უნდა მიექცეს, რომ ის არ შევიდეს კონტაქტში აალებადი და წვადი ნივთიერებებთან.

ყველა ჟანგბადის მოწყობილობა, ჟანგბადის ხაზები და ბალონები საფუძვლიანად უნდა იყოს გასუფთავებული.მას შეუძლია შექმნას ფეთქებადი ნარევები აალებადი გაზებით ან თხევადი აალებადი ორთქლით ფართო დიაპაზონში, რამაც ასევე შეიძლება გამოიწვიოს აფეთქება ღია ალის ან თუნდაც ნაპერწკლის თანდასწრებით.

ჟანგბადის ნიშანდობლივი თვისებები ყოველთვის უნდა იყოს მხედველობაში ცეცხლოვანი დამუშავების პროცესში მისი გამოყენებისას.

ატმოსფერული ჰაერი ძირითადად წარმოადგენს სამი აირის მექანიკურ ნარევს შემდეგი მოცულობითი შემცველობით: აზოტი – 78,08%, ჟანგბადი – 20,95%, არგონი – 0,94%, დანარჩენი ნახშირორჟანგი, აზოტის ოქსიდი და სხვ. ჟანგბადი მიიღება ჰაერის გამოყოფითჟანგბადზე და ღრმა გაგრილების (გათხევადების) მეთოდით, არგონის გამოყოფასთან ერთად, რომლის გამოყენებაც მუდმივად იზრდება თ. აზოტი გამოიყენება როგორც დამცავი აირი სპილენძის შედუღებისას.

ჟანგბადის მიღება შესაძლებელია ქიმიურად ან წყლის ელექტროლიზით. ქიმიური მეთოდებიარაპროდუქტიული და არაეკონომიური. ზე წყლის ელექტროლიზიპირდაპირი დენის ჟანგბადი მიიღება როგორც სუბპროდუქტი სუფთა წყალბადის წარმოებაში.

ჟანგბადი იწარმოება ინდუსტრიაშიატმოსფერული ჰაერიდან ღრმა გაგრილებითა და რექტიფიკაციით. ჰაერიდან ჟანგბადისა და აზოტის წარმოების დანადგარებში, ეს უკანასკნელი იწმინდება მავნე მინარევებისაგან, იკუმშება კომპრესორში გაგრილების ციკლის შესაბამის წნევაზე 0,6-20 მპა და გაცივდება სითბოს გადამცვლელებში გათხევადების ტემპერატურამდე, განსხვავება ჟანგბადისა და აზოტის გათხევადების ტემპერატურა არის 13 ° C, რაც საკმარისია თხევადი ფაზაში მათი სრული განცალკევებისთვის.

სუფთა თხევადი ჟანგბადი გროვდება ჰაერის გამოყოფის აპარატში, აორთქლდება და გროვდება გაზის დამჭერში, საიდანაც იგი კომპრესორით 20 მპა-მდე წნევით იტუმბება ცილინდრებში.

ტექნიკური ჟანგბადი ასევე ტრანსპორტირდება მილსადენით. მილსადენის მეშვეობით ტრანსპორტირებული ჟანგბადის წნევა უნდა შეთანხმდეს მწარმოებელსა და მომხმარებელს შორის. ჟანგბადი ადგილზე მიეწოდება ჟანგბადის ბალონებში, ხოლო თხევადი სახით - სპეციალურ ჭურჭელში კარგი თბოიზოლაციით.

თხევადი ჟანგბადის გაზად გადაქცევისთვის გამოიყენება გაზიფიკატორები ან ტუმბოები თხევადი ჟანგბადის აორთქლების საშუალებით. ნორმალურ ატმოსფერულ წნევაზე და 20 ° C ტემპერატურაზე, აორთქლების დროს 1 დმ 3 თხევადი ჟანგბადი იძლევა 860 დმ 3 აირისებრ ჟანგბადს. ამიტომ, მიზანშეწონილია ჟანგბადის მიტანა შედუღების ადგილზე თხევად მდგომარეობაში, რადგან ეს ამცირებს ტარის წონას 10-ჯერ, რაც ზოგავს ლითონს ცილინდრების წარმოებისთვის და ამცირებს ცილინდრების ტრანსპორტირებისა და შენახვის ხარჯებს.

შედუღებისა და ჭრისთვის-78 ტექნიკური ჟანგბადის მიხედვით იწარმოება სამ კლასში:

• 1-ლი - სისუფთავე არანაკლებ 99.7%
• მე-2 - არანაკლებ 99,5%
• მე-3 - მოცულობით არანაკლებ 99,2%.

ჟანგბადის სისუფთავეს დიდი მნიშვნელობა აქვს ჟანგბადის ჭრისთვის. რაც უფრო ნაკლებ გაზის მინარევებს შეიცავს, მით უფრო მაღალია ჭრის სიჩქარე, უფრო სუფთა და ნაკლები ჟანგბადის მოხმარება.

სტატიის შინაარსი

ჟანგბადი, O (ჟანგბადი), ელემენტების პერიოდული ცხრილის VIA ქვეჯგუფის ქიმიური ელემენტი: O, S, Se, Te, Po, არის ქალკოგენების ოჯახის წარმომადგენელი. ეს არის ყველაზე გავრცელებული ელემენტი ბუნებაში, მისი შემცველობა დედამიწის ატმოსფეროში არის 21% (მოც.), დედამიწის ქერქში ნაერთების სახით დაახლ. 50% (წონა.) და ჰიდროსფეროში 88.8% (ტ.).

ჟანგბადი აუცილებელია დედამიწაზე სიცოცხლის არსებობისთვის: ცხოველები და მცენარეები სუნთქვის პროცესში მოიხმარენ ჟანგბადს, ხოლო მცენარეები ათავისუფლებენ ჟანგბადს ფოტოსინთეზის პროცესში. ცოცხალი ნივთიერება შეიცავს შეკრულ ჟანგბადს არა მხოლოდ სხეულის სითხეებში (სისხლის უჯრედები და ა.შ.), არამედ ნახშირწყლებში (შაქარი, ცელულოზა, სახამებელი, გლიკოგენი), ცხიმები და ცილები. თიხები, ქანები შედგება სილიკატების და სხვა ჟანგბადის შემცველი არაორგანული ნაერთებისგან, როგორიცაა ოქსიდები, ჰიდროქსიდები, კარბონატები, სულფატები და ნიტრატები.

ისტორიის მინიშნება.

ჟანგბადის შესახებ პირველი ინფორმაცია ევროპაში მე-8 საუკუნის ჩინური ხელნაწერებიდან გახდა ცნობილი. მე-16 საუკუნის დასაწყისში ლეონარდო და ვინჩიმ გამოაქვეყნა მონაცემები ჟანგბადის ქიმიასთან და ჯერ არ იცოდა, რომ ჟანგბადი ელემენტი იყო. ჟანგბადის დამატების რეაქციები აღწერილია S. Gales (1731) და P. Bayen (1774) სამეცნიერო ნაშრომებში. განსაკუთრებულ ყურადღებას იმსახურებს კ.შეელის 1771–1773 წლებში ლითონებისა და ფოსფორის ჟანგბადთან ურთიერთქმედების კვლევები. ჯ. პრისტლიმ თქვა ჟანგბადის, როგორც ელემენტის აღმოჩენის შესახებ 1774 წელს, რამდენიმე თვის შემდეგ, რაც ბაიენმა მოახსენა ჰაერთან დაკავშირებული რეაქციების შესახებ. სახელი ოქსიგენიუმი („ჟანგბადი“) მიენიჭა ამ ელემენტს პრისტლის აღმოჩენიდან მალევე და მომდინარეობს ბერძნული სიტყვებიდან „მჟავა წარმომქმნელი“; ეს გამოწვეულია მცდარი წარმოდგენით, რომ ჟანგბადი არის ყველა მჟავაში. თუმცა ჟანგბადის როლის ახსნა სუნთქვისა და წვის პროცესებში ეკუთვნის ა. ლავუაზიეს (1777).

ატომის სტრუქტურა.

ნებისმიერი ბუნებრივი ჟანგბადის ატომი შეიცავს 8 პროტონს ბირთვში, მაგრამ ნეიტრონების რაოდენობა შეიძლება იყოს 8, 9 ან 10. ჟანგბადის სამი იზოტოპიდან ყველაზე გავრცელებული (99,76%) არის 16 8 O (8 პროტონი და 8 ნეიტრონი). სხვა იზოტოპის, 18 8 O (8 პროტონი და 10 ნეიტრონი) შემცველობა არის მხოლოდ 0,2%. ეს იზოტოპი გამოიყენება ეტიკეტად ან გარკვეული მოლეკულების იდენტიფიკაციისთვის, აგრეთვე ბიოქიმიური და სამედიცინო-ქიმიური კვლევებისთვის (არარადიოაქტიური კვალის შესწავლის მეთოდი). მესამე არარადიოაქტიური ჟანგბადის იზოტოპი 17 8 O (0,04%) შეიცავს 9 ნეიტრონს და აქვს მასის რიცხვი 17. მას შემდეგ, რაც ნახშირბადის იზოტოპის მასა 12 6 C იქნა მიღებული საერთაშორისო კომისიის მიერ, როგორც სტანდარტული ატომური მასა 1961 წელს, ჟანგბადის საშუალო შეწონილი ატომური მასა გახდა 15,9994. 1961 წლამდე ქიმიკოსები ატომური მასის სტანდარტულ ერთეულად თვლიდნენ ჟანგბადის ატომურ მასას, რომელიც ითვლებოდა 16000 ჟანგბადის სამი ბუნებრივი იზოტოპის ნარევისთვის. ფიზიკოსებმა ატომური მასის სტანდარტულ ერთეულად აიღეს ჟანგბადის იზოტოპის 16 8 O მასის რიცხვი, შესაბამისად, ფიზიკური მასშტაბის მიხედვით, ჟანგბადის საშუალო ატომური მასა იყო 16,0044.

ჟანგბადის ატომში არის 8 ელექტრონი, 2 ელექტრონი შიდა დონეზე და 6 ელექტრონი გარე. მაშასადამე, ქიმიურ რეაქციებში ჟანგბადს შეუძლია მიიღოს დონორებისგან ორამდე ელექტრონი, შეავსოს მისი გარე გარსი 8 ელექტრონამდე და წარმოქმნას ზედმეტი უარყოფითი მუხტი.

მოლეკულური ჟანგბადი.

სხვა ელემენტების უმეტესობის მსგავსად, რომელთა ატომებს აკლიათ 1-2 ელექტრონი 8 ელექტრონის გარე გარსის დასასრულებლად, ჟანგბადი ქმნის დიატომურ მოლეკულას. ეს პროცესი ათავისუფლებს უამრავ ენერგიას (~ 490 კჯ/მოლი) და, შესაბამისად, იგივე რაოდენობის ენერგია უნდა დაიხარჯოს მოლეკულების ატომებად დაშლის საპირისპირო პროცესისთვის. O–O ბმის სიძლიერე იმდენად მაღალია, რომ 2300°C ტემპერატურაზე ჟანგბადის მოლეკულების მხოლოდ 1% იშლება ატომებად. (აღსანიშნავია, რომ N 2 აზოტის მოლეკულის ფორმირებისას N–N ბმის სიძლიერე კიდევ უფრო მაღალია, ~710 კჯ/მოლ.)

ელექტრონული სტრუქტურა.

ჟანგბადის მოლეკულის ელექტრონულ სტრუქტურაში, როგორც მოსალოდნელი იყო, ელექტრონების განაწილება ოქტეტით ყოველი ატომის გარშემო არ არის რეალიზებული, მაგრამ არის დაუწყვილებელი ელექტრონები და ჟანგბადი ავლენს ამ სტრუქტურისთვის დამახასიათებელ თვისებებს (მაგალითად, ის ურთიერთქმედებს მაგნიტური ველი, არის პარამაგნიტი).

რეაქციები.

შესაბამის პირობებში, მოლეკულური ჟანგბადი რეაგირებს თითქმის ნებისმიერ ელემენტთან, გარდა კეთილშობილი აირებისა. თუმცა, ოთახის პირობებში, მხოლოდ ყველაზე აქტიური ელემენტები რეაგირებენ ჟანგბადთან საკმაოდ სწრაფად. სავარაუდოა, რომ რეაქციების უმეტესობა მიმდინარეობს მხოლოდ ჟანგბადის ატომებად დაშლის შემდეგ და დისოციაცია ხდება მხოლოდ ძალიან მაღალ ტემპერატურაზე. თუმცა, კატალიზატორებს ან სხვა ნივთიერებებს რეაქციის სისტემაში შეუძლიათ ხელი შეუწყონ O2-ის დისოციაციას. ცნობილია, რომ ტუტე (Li, Na, K) და დედამიწის ტუტე (Ca, Sr, Ba) ლითონები რეაგირებენ მოლეკულურ ჟანგბადთან პეროქსიდების წარმოქმნით:

მიღება და განაცხადი.

ატმოსფეროში თავისუფალი ჟანგბადის არსებობის გამო, მისი მოპოვების ყველაზე ეფექტური მეთოდია ჰაერის გათხევადება, საიდანაც იხსნება მინარევები, CO 2, მტვერი და ა.შ. ქიმიური და ფიზიკური მეთოდები. ციკლური პროცესი მოიცავს შეკუმშვას, გაგრილებას და გაფართოებას, რაც იწვევს ჰაერის გათხევადებას. ტემპერატურის ნელი მატებით (ფრაქციული დისტილაცია) თხევადი ჰაერი აორთქლდება ჯერ კეთილშობილ გაზებს (ყველაზე ძნელად თხევადი), შემდეგ აზოტს და რჩება თხევადი ჟანგბადი. შედეგად, თხევადი ჟანგბადი შეიცავს კეთილშობილური აირების კვალს და აზოტის შედარებით მაღალ პროცენტს. მრავალი განაცხადისთვის, ეს მინარევები არ ერევა. თუმცა, მაღალი სისუფთავის ჟანგბადის მისაღებად, დისტილაციის პროცესი უნდა განმეორდეს. ჟანგბადი ინახება ავზებში და ცილინდრებში. იგი გამოიყენება დიდი რაოდენობით, როგორც ოქსიდიზატორი ნავთის და სხვა საწვავისთვის რაკეტებსა და კოსმოსურ ხომალდებში. ფოლადის მრეწველობა იყენებს ჟანგბადის გაზს ბესემერის პროცესის მეშვეობით რკინის გასაბერად C, S და P მინარევების სწრაფად და ეფექტურად მოსაშორებლად. ჟანგბადის აფეთქება ფოლადს უფრო სწრაფად და უკეთესად გამოიმუშავებს, ვიდრე ჰაერის აფეთქება. ჟანგბადი ასევე გამოიყენება ლითონების შესადუღებლად და ჭრისთვის (ოქსი-აცეტილენის ალი). ჟანგბადი გამოიყენება მედიცინაშიც, მაგალითად, სუნთქვის გაძნელებული პაციენტების სასუნთქი გარემოს გასამდიდრებლად. ჟანგბადის მიღება შესაძლებელია სხვადასხვა ქიმიური მეთოდით და ზოგიერთი მათგანი გამოიყენება მცირე რაოდენობით სუფთა ჟანგბადის მისაღებად ლაბორატორიულ პრაქტიკაში.

ელექტროლიზი.

ჟანგბადის მიღების ერთ-ერთი მეთოდია წყლის ელექტროლიზი, რომელიც შეიცავს NaOH ან H 2 SO 4 მცირე დანამატებს, როგორც კატალიზატორი: 2H 2 O ® 2H 2 + O 2. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება წყალბადის მცირე მინარევები. გამომშვები მოწყობილობის დახმარებით აირის ნარევში წყალბადის კვალი კვლავ წყალად გარდაიქმნება, რომლის ორთქლი იხსნება გაყინვით ან ადსორბციით.

თერმული დისოციაცია.

ჯ.პრისტლის მიერ შემოთავაზებული ჟანგბადის მიღების მნიშვნელოვანი ლაბორატორიული მეთოდია მძიმე ლითონის ოქსიდების თერმული დაშლა: 2HgO ® 2Hg + O 2 . ამისთვის პრისტლიმ მზის სხივები ვერცხლისწყლის ოქსიდის ფხვნილზე გაამახვილა. ცნობილი ლაბორატორიული მეთოდია აგრეთვე ოქსომარილების თერმული დისოციაცია, მაგალითად, კალიუმის ქლორატი კატალიზატორის - მანგანუმის დიოქსიდის თანდასწრებით:

მანგანუმის დიოქსიდი, რომელიც დამატებულია მცირე რაოდენობით კალცინაციამდე, შესაძლებელს ხდის შეინარჩუნოს საჭირო ტემპერატურა და დისოციაციის სიჩქარე, ხოლო თავად MnO 2 არ იცვლება პროცესის დროს.

ასევე გამოიყენება ნიტრატების თერმული დაშლის მეთოდები:

ასევე ზოგიერთი აქტიური ლითონის პეროქსიდები, მაგალითად:

2BaO 2 ® 2BaO + O 2

ეს უკანასკნელი მეთოდი ერთ დროს ფართოდ გამოიყენებოდა ატმოსფეროდან ჟანგბადის გამოსაყვანად და შედგებოდა BaO-ს ჰაერში გაცხელებამდე BaO 2-ის წარმოქმნამდე, რასაც მოჰყვა პეროქსიდის თერმული დაშლა. თერმული დაშლის მეთოდი ინარჩუნებს თავის მნიშვნელობას წყალბადის ზეჟანგის წარმოებისთვის.

ჟანგბადის ზოგიერთი ფიზიკური თვისება
ატომური ნომერი	8
ატომური მასა	15,9994
დნობის წერტილი, °С	–218,4
დუღილის წერტილი, °C	–183,0
სიმკვრივე
მყარი, გ / სმ 3 (at ტ pl)	1,27
სითხე გ / სმ 3 (at ტკიპ)	1,14
აირისებრი, გ/დმ 3 (0 °C-ზე)	1,429
ჰაერთან შედარებით	1,105
კრიტიკული a, გ/სმ 3	0,430
კრიტიკული ტემპერატურა a, °C	–118,8
კრიტიკული წნევა a, ატმ	49,7
ხსნადობა, სმ 3 /100 მლ გამხსნელი
წყალში (0°C)	4,89
წყალში (100°C)	1,7
ალკოჰოლში (25°C)	2,78
რადიუსი, Å	0,74
კოვალენტური	0,66
იონური (O 2–)	1,40
იონიზაციის პოტენციალი, ვ
პირველი	13,614
მეორე	35,146
ელექტროუარყოფითობა (F=4)	3,5
a ტემპერატურა და წნევა, რომლის დროსაც აირისა და სითხის სიმკვრივე ერთნაირია.

ფიზიკური თვისებები.

ჟანგბადი ნორმალურ პირობებში არის უფერო, უსუნო და უგემოვნო გაზი. თხევად ჟანგბადს აქვს ღია ცისფერი ფერი. მყარი ჟანგბადი არსებობს მინიმუმ სამ კრისტალურ მოდიფიკაციაში. აირისებრი ჟანგბადი წყალში ხსნადია და სავარაუდოდ ქმნის არასტაბილურ ნაერთებს, როგორიცაა O 2 H H 2 O და შესაძლოა O 2 H 2H 2 O.

ქიმიური თვისებები.

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ჟანგბადის ქიმიური აქტივობა განისაზღვრება O ატომებად დაშლის უნარით, რომლებიც ძალიან რეაქტიულები არიან. მხოლოდ ყველაზე აქტიური ლითონები და მინერალები რეაგირებენ O 2-თან მაღალი სიჩქარით დაბალ ტემპერატურაზე. ყველაზე აქტიური ტუტე (IA ქვეჯგუფები) და ზოგიერთი ტუტე დედამიწის (IIA ქვეჯგუფი) ლითონი ქმნიან პეროქსიდებს, როგორიცაა NaO 2 და BaO 2 O 2-თან ერთად. სხვა ელემენტები და ნაერთები რეაგირებენ მხოლოდ დისოციაციის პროდუქტთან O 2 . შესაფერის პირობებში, ყველა ელემენტი, გარდა კეთილშობილი გაზებისა და ლითონებისა Pt, Ag, Au, რეაგირებს ჟანგბადთან. ეს ლითონები ასევე ქმნიან ოქსიდებს, მაგრამ განსაკუთრებულ პირობებში.

ჟანგბადის ელექტრონული სტრუქტურა (1s 2 2s 2 2p 4) ისეთია, რომ O ატომი იღებს ორ ელექტრონს გარე დონეზე, რათა შექმნას სტაბილური გარე ელექტრონული გარსი, რომელიც ქმნის O 2– იონს. ტუტე ლითონის ოქსიდებში წარმოიქმნება ძირითადად იონური ბმები. შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ამ ლითონების ელექტრონები თითქმის მთლიანად მიზიდულია ჟანგბადისკენ. ნაკლებად აქტიური ლითონებისა და არამეტალების ოქსიდებში ელექტრონების გადასვლა არასრულია და ჟანგბადზე უარყოფითი მუხტის სიმკვრივე ნაკლებად გამოხატულია, ამიტომ ბმა ნაკლებად იონური ან უფრო კოვალენტურია.

ლითონების ჟანგბადით დაჟანგვის დროს გამოიყოფა სითბო, რომლის ღირებულება კორელირებს M–O ბმის სიძლიერეს. ზოგიერთი არამეტალის დაჟანგვის დროს სითბო შეიწოვება, რაც მიუთითებს მათ სუსტ კავშირზე ჟანგბადთან. ასეთი ოქსიდები თერმულად არასტაბილურია (ან ნაკლებად სტაბილური ვიდრე იონურად შეკრული ოქსიდები) და ხშირად ძალიან რეაქტიულები არიან. ცხრილი შესადარებლად გვიჩვენებს ყველაზე ტიპიური ლითონების, გარდამავალი ლითონებისა და არამეტალების, A- და B ქვეჯგუფების ელემენტების ოქსიდების წარმოქმნის ენთალპიების მნიშვნელობებს (მინუს ნიშანი ნიშნავს სითბოს გათავისუფლებას).

ოქსიდების თვისებების შესახებ შეიძლება რამდენიმე ზოგადი დასკვნის გაკეთება:

1. ტუტე ლითონების ოქსიდების დნობის წერტილები მცირდება ლითონის ატომური რადიუსის მატებასთან ერთად; Ისე, ტ pl (Cs 2 O) t pl (Na 2 O). ოქსიდებს, რომლებშიც დომინირებს იონური კავშირი, აქვთ უფრო მაღალი დნობის წერტილები, ვიდრე კოვალენტური ოქსიდების დნობის წერტილები: ტ pl (Na 2 O) > ტ pl (SO 2).

2. რეაქტიული ლითონების ოქსიდები (IA–IIIA ქვეჯგუფები) თერმულად უფრო მდგრადია, ვიდრე გარდამავალი ლითონებისა და არამეტალების ოქსიდები. თერმული დისოციაციის დროს მძიმე მეტალების ოქსიდები უმაღლეს ჟანგვის მდგომარეობაში ქმნიან ოქსიდებს დაბალი დაჟანგვის მდგომარეობით (მაგალითად, 2Hg 2+ O ® (Hg +) 2 O + 0.5O 2 ® 2Hg 0 + O 2). ასეთი ოქსიდები მაღალი ჟანგვის მდგომარეობებში შეიძლება იყოს კარგი ოქსიდიზატორები.

3. ყველაზე აქტიური ლითონები ურთიერთქმედებენ მოლეკულურ ჟანგბადთან ამაღლებულ ტემპერატურაზე პეროქსიდების წარმოქმნით:

Sr + O 2 ® SrO 2 .

4. აქტიური ლითონების ოქსიდები ქმნიან უფერო ხსნარებს, ხოლო გარდამავალი ლითონების უმეტესობის ოქსიდები ფერადი და პრაქტიკულად უხსნადია. ლითონის ოქსიდების წყალხსნარები ავლენენ ძირითად თვისებებს და არიან ჰიდროქსიდები, რომლებიც შეიცავს OH ჯგუფებს, ხოლო არამეტალის ოქსიდები წყალხსნარებში ქმნიან მჟავებს, რომლებიც შეიცავს H + იონს.

5. A-ქვეჯგუფის ლითონები და არამეტალები ქმნიან ოქსიდებს ჟანგვის მდგომარეობით, რომლებიც შეესაბამება ჯგუფის რიცხვს, მაგალითად, Na, Be და B ქმნიან Na 1 2 O, Be II O და B 2 III O 3 და არა- ლითონები IVA–VIIA ქვეჯგუფების C, N , S, Cl ფორმა C IV O 2 , N V 2 O 5 , S VI O 3 , Cl VII 2 O 7 . ელემენტის ჯგუფის რიცხვი კორელაციაშია მხოლოდ მაქსიმალურ დაჟანგვის მდგომარეობასთან, ვინაიდან შესაძლებელია ელემენტების დაბალი ჟანგვის მდგომარეობების მქონე ოქსიდებიც. ნაერთების წვის პროცესებში ოქსიდები ტიპიური პროდუქტებია, მაგალითად:

2H 2 S + 3O 2 ® 2SO 2 + 2H 2 O

ნახშირბადის შემცველი ნივთიერებები და ნახშირწყალბადები ოდნავ გაცხელებისას იჟანგება (იწვება) CO 2 და H 2 O. ასეთი ნივთიერებების მაგალითებია საწვავი - ხე, ზეთი, სპირტები (ასევე ნახშირბადი - ქვანახშირი, კოქსი და ნახშირი). წვის პროცესიდან მიღებული სითბო გამოიყენება ორთქლის წარმოებისთვის (და შემდეგ ელექტროენერგია ან მიდის ელექტროსადგურებში), ასევე სახლების გასათბობად. წვის პროცესების ტიპიური განტოლებებია:

ა) ხე (ცელულოზა):

(C6H10O5) ნ + 6ნ O 2 ® 6 ნ CO2+5 ნ H 2 O + თერმული ენერგია

ბ) ნავთობი ან გაზი (ბენზინი C 8 H 18 ან ბუნებრივი აირი CH 4):

2C 8 H 18 + 25O 2 ® 16CO 2 + 18H 2 O + თერმული ენერგია

CH 4 + 2O 2 ® CO 2 + 2H 2 O + თერმული ენერგია

C 2 H 5 OH + 3O 2 ® 2CO 2 + 3H 2 O + თერმული ენერგია

დ) ნახშირბადი (ქვა ან ნახშირი, კოქსი):

2C + O 2 ® 2CO + თერმული ენერგია

2CO + O 2 ® 2CO 2 + თერმული ენერგია

წვას ექვემდებარება მრავალი C-, H-, N-, O-შემცველი ნაერთები მაღალი ენერგიის რეზერვით. დაჟანგვისთვის ჟანგბადი შეიძლება გამოყენებულ იქნას არა მხოლოდ ატმოსფეროდან (როგორც წინა რეაქციებში), არამედ თავად ნივთიერებიდანაც. რეაქციის დასაწყებად საკმარისია რეაქციის უმნიშვნელო გააქტიურება, როგორიცაა დარტყმა ან რყევა. ამ რეაქციებში, ოქსიდები ასევე წვის პროდუქტებია, მაგრამ ისინი ყველა არის აირისებრი და სწრაფად ფართოვდებიან პროცესის მაღალ საბოლოო ტემპერატურაზე. ამიტომ, ასეთი ნივთიერებები ფეთქებადია. ასაფეთქებელი ნივთიერებების მაგალითებია ტრინიტროგლიცერინი (ან ნიტროგლიცერინი) C 3 H 5 (NO 3) 3 და ტრინიტროტოლუენი (ან TNT) C 7 H 5 (NO 2) 3 .

ლითონების ან არამეტალების ოქსიდები ელემენტის დაბალი დაჟანგვის მდგომარეობით, რეაგირებენ ჟანგბადთან ამ ელემენტის მაღალი ჟანგვის მდგომარეობების ოქსიდების წარმოქმნით:

ბუნებრივი ოქსიდები, მიღებული მადნებიდან ან სინთეზირებული, ემსახურება როგორც ნედლეულს მრავალი მნიშვნელოვანი ლითონის წარმოებისთვის, მაგალითად, რკინა Fe 2 O 3 (ჰემატიტი) და Fe 3 O 4 (მაგნიტი), ალუმინი Al 2 O 3 (ალუმინი). ), მაგნიუმი MgO-დან (მაგნეზია). მსუბუქი ლითონის ოქსიდები გამოიყენება ქიმიურ მრეწველობაში ტუტეების ან ბაზის წარმოებისთვის. კალიუმის პეროქსიდი KO 2 უჩვეულო გამოყენებას პოულობს, რადგან ტენიანობის არსებობისას და მასთან რეაქციის შედეგად გამოყოფს ჟანგბადს. ამიტომ, KO 2 გამოიყენება რესპირატორებში ჟანგბადის წარმოებისთვის. ამოსუნთქული ჰაერიდან ტენიანობა გამოყოფს ჟანგბადს რესპირატორში და KOH შთანთქავს CO 2-ს. CaO ოქსიდის და კალციუმის ჰიდროქსიდის Ca(OH) 2 მიღება არის ფართომასშტაბიანი წარმოება კერამიკისა და ცემენტის ტექნოლოგიაში.

წყალი (წყალბადის ოქსიდი).

წყლის H 2 O-ს მნიშვნელობა როგორც ლაბორატორიულ პრაქტიკაში ქიმიური რეაქციებისთვის, ასევე სიცოცხლის პროცესებში მოითხოვს ამ ნივთიერების განსაკუთრებულ განხილვას წყალი, ყინული და ორთქლი). როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ჟანგბადისა და წყალბადის უშუალო ურთიერთქმედებისას, მაგალითად, ნაპერწკლის გამონადენი, აფეთქება და წყლის წარმოქმნა ხდება 143 კჯ/(მოლ H 2 O) გამოყოფით.

წყლის მოლეკულას აქვს თითქმის ოთხკუთხა სტრუქტურა, H–O–H კუთხე არის 104° 30°. მოლეკულაში ბმები ნაწილობრივ იონური (30%) და ნაწილობრივ კოვალენტურია ჟანგბადის უარყოფითი მუხტის მაღალი სიმკვრივით და, შესაბამისად, წყალბადის დადებითი მუხტით:

H–O ობლიგაციების მაღალი სიმტკიცის გამო, წყალბადი ძნელია ჟანგბადისგან გამოყოფა და წყალი ავლენს ძალიან სუსტ მჟავე თვისებებს. წყლის მრავალი თვისება განისაზღვრება მუხტების განაწილებით. მაგალითად, წყლის მოლეკულა აყალიბებს ჰიდრატს ლითონის იონთან ერთად:

წყალი აძლევს ერთ ელექტრონულ წყვილს მიმღებს, რომელიც შეიძლება იყოს H +:

ოქსოანიონები და ოქსოკაციები

- ჟანგბადის შემცველი ნაწილაკები, რომლებსაც აქვთ ნარჩენი უარყოფითი (ოქსოანიონები) ან ნარჩენი დადებითი (ოქსოკაციები). O 2– იონს აქვს მაღალი აფინურობა (მაღალი რეაქტიულობა) H + ტიპის დადებითად დამუხტული ნაწილაკების მიმართ. სტაბილური ოქსოანიონების უმარტივესი წარმომადგენელია ჰიდროქსიდის იონი OH - . ამით აიხსნება მუხტის მაღალი სიმკვრივის მქონე ატომების არასტაბილურობა და მათი ნაწილობრივი სტაბილიზაცია დადებითი მუხტის მქონე ნაწილაკების მიმაგრების შედეგად. ამიტომ, როდესაც აქტიური ლითონი (ან მისი ოქსიდი) მოქმედებს წყალზე, წარმოიქმნება OH და არა O 2–:

2Na + 2H 2 O ® 2Na + + 2OH - + H 2

Na 2 O + H 2 O ® 2Na + + 2OH -

უფრო რთული ოქსოანიონები წარმოიქმნება ჟანგბადისგან მეტალის იონთან ან არამეტალის ნაწილაკთან, რომელსაც აქვს დიდი დადებითი მუხტი, რის შედეგადაც წარმოიქმნება დაბალ დამუხტული ნაწილაკი, რომელიც უფრო სტაბილურია, მაგალითად:

°C წარმოიქმნება მუქი მეწამული მყარი. თხევადი ოზონი ოდნავ ხსნადია თხევად ჟანგბადში და 49 სმ 3 O 3 იხსნება 100 გრ წყალში 0 ° C ტემპერატურაზე. ქიმიური თვისებების მიხედვით, ოზონი ბევრად უფრო აქტიურია, ვიდრე ჟანგბადი, ხოლო ჟანგვის თვისებებით ის მეორე ადგილზეა მხოლოდ O, F 2 და OF 2 (ჟანგბადის დიფტორიდი) შემდეგ. ნორმალური დაჟანგვის შედეგად წარმოიქმნება ოქსიდი და მოლეკულური ჟანგბადი O 2 . ოზონის მოქმედებით აქტიურ ლითონებზე სპეციალურ პირობებში წარმოიქმნება K + O 3 - შემადგენლობის ოზონიდები. ოზონი მიიღება მრეწველობაში სპეციალური დანიშნულებით, ის კარგი სადეზინფექციო საშუალებაა და გამოიყენება წყლის გასაწმენდად და როგორც მათეთრებელი, აუმჯობესებს ატმოსფეროს მდგომარეობას დახურულ სისტემებში, დეზინფექციას უკეთებს ობიექტებს და საკვებს, აჩქარებს მარცვლეულისა და ხილის დამწიფებას. ქიმიურ ლაბორატორიაში ოზონატორი ხშირად გამოიყენება ოზონის წარმოებისთვის, რაც საჭიროა ქიმიური ანალიზისა და სინთეზის ზოგიერთი მეთოდისთვის. რეზინი ადვილად ნადგურდება ოზონის დაბალი კონცენტრაციის გავლენითაც კი. ზოგიერთ ინდუსტრიულ ქალაქში, ჰაერში ოზონის მნიშვნელოვანი კონცენტრაცია იწვევს რეზინის პროდუქტების სწრაფ გაფუჭებას, თუ ისინი არ არის დაცული ანტიოქსიდანტებით. ოზონი ძალიან ტოქსიკურია. ჰაერის მუდმივი ჩასუნთქვა, თუნდაც ოზონის ძალიან დაბალი კონცენტრაციით, იწვევს თავის ტკივილს, გულისრევას და სხვა უსიამოვნო მდგომარეობას.

ჟანგბადი, O (a. ჟანგბადი; და. Sauerstoff; f. oxygene; და. oxygeno), არის მენდელეევის პერიოდული სისტემის VI ჯგუფის ქიმიური ელემენტი, ატომური ნომერი 8, ატომური მასა 15,9994. ბუნებაში, იგი შედგება სამი სტაბილური იზოტოპისგან: 16 O (99,754%), 17 O (0,0374%), 18 O (0,2039%). იგი დამოუკიდებლად აღმოაჩინეს შვედმა ქიმიკოსმა კ.ვ.შელემ (1770) და ინგლისელმა მკვლევარმა ჯ.პრისტლიმ (1774). 1775 წელს ფრანგმა ქიმიკოსმა ა. ლავუაზიემ აღმოაჩინა, რომ ჰაერი შედგება ორი აირისგან, ჟანგბადისა და აზოტისგან და პირველს დაარქვეს თავისი სახელი.

დედამიწის ჟანგბადის 99,9%-ზე მეტი შეკრულ მდგომარეობაშია. ჟანგბადი არის მთავარი ფაქტორი, რომელიც არეგულირებს ელემენტების განაწილებას პლანეტარული მასშტაბით. მისი შემცველობა ბუნებრივად მცირდება სიღრმესთან ერთად. ჟანგბადის რაოდენობა ცეცხლოვან ქანებში მერყეობს 49%-დან მჟავე ვულკანურ ქანებში 38-42%-მდე დუნიტებსა და კიმბერლიტებში. მეტამორფულ ქანებში ჟანგბადის შემცველობა შეესაბამება მათი წარმოქმნის სიღრმეს: 44%-დან ეკლოგიტებში 48%-მდე კრისტალურ შისტებში. დანალექ ქანებში მაქსიმალური ჟანგბადი 49-51%-ია. როდესაც ნალექები იძირება, ხდება მათი გაუწყლოება და რკინის ოქსიდის ნაწილობრივი შემცირება, რასაც თან ახლავს კლდეში ჟანგბადის რაოდენობის შემცირება. როდესაც ქანები სიღრმიდან ზედაპირულ პირობებამდე ამოდიან, მათი ცვლილების პროცესები იწყება წყლისა და ნახშირორჟანგის შეყვანით და ჟანგბადის შემცველობა იზრდება. გეოქიმიურ პროცესებში განსაკუთრებულ როლს ასრულებს თავისუფალი ჟანგბადი, რომლის ღირებულება განისაზღვრება მისი მაღალი ქიმიური აქტივობით, მაღალი მიგრაციის უნარით და მუდმივი, შედარებით მაღალი შემცველობით ბიოსფეროში, სადაც ის არა მხოლოდ მოიხმარება, არამედ მრავლდება.

თავისუფალი ჟანგბადი

ითვლება, რომ თავისუფალი ჟანგბადი გაჩნდა პროტეროზოურში ფოტოსინთეზის შედეგად. ჰიპერგენურ პროცესებში ჟანგბადი ერთ-ერთი მთავარი აგენტია, ის ჟანგავს წყალბადის სულფიდს და ქვედა ოქსიდებს. ჟანგბადი განსაზღვრავს მრავალი ელემენტის ქცევას: ზრდის ქალკოფილების მიგრაციის უნარს, ჟანგავს სულფიდებს მოძრავ სულფატებამდე, ამცირებს რკინის მობილურობას და აფუჭებს მათ ჰიდროქსიდების სახით და ამით იწვევს მათ გამოყოფას და ა.შ. ოკეანის წყლებში ჟანგბადი. შინაარსი იცვლება: ზაფხულში ოკეანე ატმოსფეროს აძლევს ჟანგბადს, შთანთქავს მას ზამთარში. პოლარული რეგიონები გამდიდრებულია ჟანგბადით. ჟანგბადისა და ნახშირორჟანგის ნაერთებს დიდი გეოქიმიური მნიშვნელობა აქვს.

დედამიწის ჟანგბადის პირველადი იზოტოპური შემადგენლობა შეესაბამებოდა მეტეორიტებისა და ულტრაბაზური ქანების იზოტოპურ შემადგენლობას (18O = 5,9-6,4%). დალექვის პროცესებმა გამოიწვია იზოტოპების დაყოფა ნალექსა და წყალს შორის და მძიმე ჟანგბადის დაქვეითება ოკეანის წყლებში. ატმოსფერული ჟანგბადი მცირდება 18 O-ით ოკეანის ჟანგბადთან შედარებით, რომელიც მიღებულია როგორც სტანდარტი. ტუტე ქანები, გრანიტები, მეტამორფული და დანალექი ქანები გამდიდრებულია მძიმე ჟანგბადით. ხმელეთის ობიექტებში იზოტოპური შემადგენლობის ცვალებადობა განისაზღვრება ძირითადად პროცესის ტემპერატურით. ეს არის კარბონატის წარმოქმნის იზოტოპური თერმომეტრიისა და სხვა გეოქიმიური პროცესების საფუძველი.

ჟანგბადის მიღება

ჟანგბადის მიღების მთავარი სამრეწველო მეთოდი არის ჰაერის გამოყოფა ღრმა გაგრილებით. როგორც გვერდითი პროდუქტი, ჟანგბადი მიიღება წყლის ელექტროლიზისგან. შემუშავებულია ჟანგბადის გამომუშავების მეთოდი მოლეკულური საცერებით აირების შერჩევითი დიფუზიის მეთოდით.

აირისებრი ჟანგბადი

აირისებრი ჟანგბადი გამოიყენება მეტალურგიაში აფეთქების და ფოლადის დნობის პროცესების გასაძლიერებლად, ღუმელებში ფერადი ლითონების დნობისთვის, მქრქალების მოსაცილებლად და ა.შ. (მოხმარებული ჟანგბადის 60%-ზე მეტი); როგორც ჟანგვის აგენტი მრავალ ქიმიურ ინდუსტრიაში; ტექნოლოგიაში - ლითონების შედუღების და ჭრისას; ქვანახშირის მიწისქვეშა გაზიფიცირებისას და სხვ.; ოზონი - საკვები წყლის სტერილიზაციაში და შენობების დეზინფექციაში. თხევადი ჟანგბადი გამოიყენება როგორც ჟანგვის აგენტი სარაკეტო საწვავისთვის.