Por recebendo oxigênio, você precisará de substâncias ricas neles. Estes são peróxidos, nitratos, cloratos. Usaremos aqueles que podem ser obtidos sem muita dificuldade.

Existem várias maneiras de obter oxigênio em casa, vamos analisá-las em ordem.

A maneira mais fácil e acessível de obter oxigênio é usar permanganato de potássio (ou o nome mais correto é permanganato de potássio). Todo mundo sabe que o permanganato de potássio é um excelente antisséptico, usado como desinfetante. Se não estiver disponível, você pode comprá-lo na farmácia.

Vamos fazer isso. Despeje um pouco de permanganato de potássio no tubo de ensaio, feche-o com um tubo de ensaio com um orifício, instale um tubo de saída de gás no orifício (o oxigênio fluirá através dele). Colocamos a outra extremidade do tubo em outro tubo de ensaio (deve estar de cabeça para baixo, pois o oxigênio liberado é mais leve que o ar e subirá. Feche o segundo tubo de ensaio com a mesma tampa.
Como resultado, devemos obter dois tubos de ensaio conectados entre si por um tubo de saída de gás através de plugues. Em um tubo de ensaio (não invertido) - permanganato de potássio. Vamos aquecer um tubo de ensaio com permanganato de potássio. A cor roxo-cereja escura dos cristais de permanganato de potássio desaparecerá e se transformará em cristais verdes escuros de manganato de potássio.

A reação fica assim:

2KMnO 4 → MnO 2 + K 2 MnO 4 + O 2

Portanto, a partir de 10 gramas de permanganato de potássio, você pode obter quase 1 litro de oxigênio. Após alguns minutos, você pode remover o frasco com permanganato de potássio da chama. Conseguimos oxigênio em um tubo de ensaio invertido. Podemos verificar. Para isso, desconecte cuidadosamente o segundo tubo (com oxigênio) do tubo de saída de gás, cobrindo o orifício com o dedo. Agora, se você colocar um fósforo fracamente aceso em um frasco com oxigênio, ele se acenderá intensamente!

Obtenção de oxigênio também é possível com a ajuda de nitrato de sódio ou potássio (sais de sódio e potássio correspondentes de ácido nítrico).
(Nitratos de potássio e sódio - também são nitratos, são vendidos em lojas de fertilizantes).

Então, para obter oxigênio do salitre, pegamos um tubo de ensaio de vidro refratário em um tripé, colocamos pó de salitre (5 gramas serão suficientes). Você precisará colocar um copo de cerâmica com areia sob o tubo de ensaio, pois o vidro pode derreter da temperatura e vazar. Portanto, o queimador precisará ser mantido um pouco ao lado e o tubo de ensaio com nitrato - em ângulo.

Com forte aquecimento do salitre, ele começa a derreter, enquanto o oxigênio é liberado. A reação fica assim:

2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2

A substância resultante é o nitrito de potássio (ou sódio, dependendo de qual salitre é usado) - um sal de ácido nitroso.

Outra maneira recebendo oxigênio- use peróxido de hidrogênio. Peróxido, hidroperita - tudo a mesma substância. O peróxido de hidrogênio é vendido em comprimidos e na forma de soluções (3%, 5%, 10%), que podem ser adquiridos em uma farmácia.

Ao contrário das substâncias anteriores, salitre ou permanganato de potássio, o peróxido de hidrogênio é uma substância instável. Já na presença de luz, começa a se decompor em oxigênio e água. Portanto, nas farmácias, o peróxido é vendido em frascos de vidro escuro.

Além disso, catalisadores como óxido de manganês, carvão ativado, pó de aço (cavacos finos) e até saliva contribuem para a rápida decomposição do peróxido de hidrogênio em água e oxigênio. Portanto, o peróxido de hidrogênio não precisa ser aquecido, basta um catalisador!

Quatro elementos - "calcogen" (ou seja, "dar à luz o cobre") encabeçam o principal subgrupo do grupo VI (de acordo com a nova classificação - o 16º grupo) do sistema periódico. Além de enxofre, telúrio e selênio, eles também incluem oxigênio. Vejamos mais de perto as propriedades desse elemento mais comum na Terra, bem como o uso e a produção de oxigênio.

Abundância de elementos

De forma ligada, o oxigênio está incluído na composição química da água - sua porcentagem é de cerca de 89%, bem como na composição das células de todos os seres vivos - plantas e animais.

No ar, o oxigênio está em estado livre na forma de O2, ocupando um quinto de sua composição, e na forma de ozônio - O3.

Propriedades físicas

O oxigênio O2 é um gás incolor, insípido e inodoro. É ligeiramente solúvel em água. O ponto de ebulição é de 183 graus abaixo de zero Celsius. Na forma líquida, o oxigênio tem uma cor azul e na forma sólida forma cristais azuis. O ponto de fusão dos cristais de oxigênio é 218,7 graus abaixo de zero Celsius.

Propriedades quimicas

Quando aquecido, esse elemento reage com muitas substâncias simples, tanto metálicas quanto não metálicas, formando os chamados óxidos - compostos de elementos com oxigênio. em que os elementos entram com oxigênio é chamado de oxidação.

Por exemplo,

4Na + O2 = 2Na2O

2. Pela decomposição do peróxido de hidrogênio quando aquecido na presença de óxido de manganês, que atua como catalisador.

3. Através da decomposição do permanganato de potássio.

A produção de oxigênio na indústria é realizada das seguintes maneiras:

1. Para fins técnicos, o oxigênio é obtido do ar, no qual seu teor usual é de cerca de 20%, ou seja, quinta parte. Para fazer isso, o ar é queimado primeiro, obtendo uma mistura com um teor de oxigênio líquido de cerca de 54%, nitrogênio líquido - 44% e argônio líquido - 2%. Esses gases são então separados por um processo de destilação usando um intervalo relativamente pequeno entre os pontos de ebulição do oxigênio líquido e do nitrogênio líquido - menos 183 e menos 198,5 graus, respectivamente. Acontece que o nitrogênio evapora antes do oxigênio.

Equipamentos modernos garantem a produção de oxigênio de qualquer grau de pureza. O nitrogênio, obtido pela separação do ar líquido, é utilizado como matéria-prima na síntese de seus derivados.

2. também fornece oxigênio em um grau muito puro. Este método tornou-se difundido em países com recursos ricos e eletricidade barata.

Aplicação de oxigênio

O oxigênio é o elemento mais importante na vida de todo o nosso planeta. Esse gás, contido na atmosfera, é consumido no processo por animais e humanos.

A obtenção de oxigênio é muito importante para áreas da atividade humana como medicina, soldagem e corte de metais, jateamento, aviação (para respirar pessoas e para operação de motores), metalurgia.

No processo da atividade econômica humana, o oxigênio é consumido em grandes quantidades - por exemplo, ao queimar vários tipos de combustível: gás natural, metano, carvão, madeira. Em todos esses processos, ele é formado, ao mesmo tempo em que a natureza providenciou o processo de ligação natural desse composto por meio da fotossíntese, que ocorre nas plantas verdes sob a influência da luz solar. Como resultado desse processo, a glicose é formada, que a planta usa para construir seus tecidos.

>> Obtenção de oxigênio

Obtenção de oxigênio

Este parágrafo é sobre:

> sobre a descoberta do oxigênio;
> na produção de oxigênio na indústria e laboratórios;
> sobre reações de decomposição.

Descoberta do oxigênio.

J. Priestley obteve este gás de um composto cujo nome é óxido de mercúrio (II). O cientista usou uma lente de vidro para focar a luz solar na matéria.

Em uma versão moderna, essa experiência é mostrada na Figura 54. Quando aquecido, o óxido de mercúrio (||) (pó amarelo) se transforma em mercúrio e oxigênio. O mercúrio é liberado em estado gasoso e se condensa nas paredes do tubo de ensaio na forma de gotículas prateadas. O oxigênio é coletado sobre a água no segundo tubo de ensaio.

Agora o método Priestley não é usado porque o vapor de mercúrio é tóxico. O oxigênio é produzido por outras reações semelhantes à discutida. Eles geralmente ocorrem quando aquecidos.

As reações nas quais várias outras substâncias são formadas a partir de uma substância são chamadas de reações de decomposição.

Para obter oxigênio no laboratório, são utilizados os seguintes compostos contendo oxigênio:

Permanganato de potássio KMnO 4 (nome comum permanganato de potássio; substânciaé um desinfetante comum)

Clorato de potássio KClO3

Uma pequena quantidade de catalisador - óxido de manganês (IV) MnO 2 - é adicionada ao clorato de potássio para que a decomposição do composto ocorra com a liberação de oxigênio 1 .

Experiência de laboratório nº 8

Obtenção de oxigênio por decomposição de peróxido de hidrogênio H 2 O 2

Despeje 2 ml de uma solução de peróxido de hidrogênio (o nome tradicional para esta substância é peróxido de hidrogênio) em um tubo de ensaio. Acenda uma longa lasca e apague-a (como você faz com um fósforo), de modo que mal arda.
Despeje um pouco de catalisador - pó preto de óxido de manganês (IV) em um tubo de ensaio com uma solução de óxido de hidrogênio. Observe a evolução vigorosa do gás. Use uma lasca fumegante para verificar se este gás é oxigênio.

Escreva uma equação para a decomposição do peróxido de hidrogênio, cujo produto é a água.

No laboratório, o oxigênio também pode ser obtido pela decomposição do nitrato de sódio NaNO 3 ou do nitrato de potássio KNO 3 2 . Quando aquecidos, os compostos primeiro derretem e depois se decompõem:

1 Quando o composto é aquecido sem um catalisador, ocorre outra reação

2 Essas substâncias são usadas como fertilizantes. Seu nome comum é salitre.

Esquema 7. Métodos laboratoriais para obtenção de oxigênio

Transforme esquemas de reação em equações químicas.

As informações sobre como o oxigênio é obtido no laboratório são coletadas no Esquema 7.

O oxigênio junto com o hidrogênio são produtos da decomposição da água sob a ação de uma corrente elétrica:

Na natureza, o oxigênio é produzido pela fotossíntese nas folhas verdes das plantas. Um diagrama simplificado deste processo é o seguinte:

descobertas

O oxigênio foi descoberto no final do século XVIII. de várias cientistas .

O oxigênio é obtido na indústria a partir do ar e no laboratório - com a ajuda de reações de decomposição de certos compostos contendo oxigênio. Durante uma reação de decomposição, duas ou mais substâncias são formadas a partir de uma substância.

129. Como o oxigênio é obtido na indústria? Por que o permanganato de potássio ou peróxido de hidrogênio não é usado para isso?

130. Que reações são chamadas de reações de decomposição?

131. Transforme os seguintes esquemas de reação em equações químicas:

132. O que é um catalisador? Como isso pode afetar o curso das reações químicas? (Consulte também o § 15 para sua resposta.)

133. A Figura 55 mostra o momento de decomposição de um sólido branco que tem a fórmula Cd(NO3)2. Observe a imagem com atenção e descreva tudo o que acontece durante a reação. Por que uma lasca fumegante se acende? Escreva a equação química apropriada.

134. A fração mássica de oxigênio no resíduo após aquecimento de nitrato de potássio KNO 3 foi de 40%. Este composto se decompôs completamente?

Arroz. 55. Decomposição de uma substância quando aquecida

Popel P.P., Kriklya L.S., Chemistry: Pdruch. para 7 células. zahalnosvit. navch. zakl. - K.: Centro de Exposições "Academia", 2008. - 136 p.: il.

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O oxigênio apareceu na atmosfera terrestre com o surgimento de plantas verdes e bactérias fotossintéticas. Graças ao oxigênio, os organismos aeróbicos realizam respiração ou oxidação. É importante obter oxigênio na indústria - é usado na metalurgia, medicina, aviação, economia nacional e outras indústrias.

Propriedades

O oxigênio é o oitavo elemento da tabela periódica de Mendeleev. É um gás que suporta a combustão e oxida substâncias.

Arroz. 1. Oxigênio na tabela periódica.

O oxigênio foi descoberto oficialmente em 1774. O químico inglês Joseph Priestley isolou o elemento do óxido de mercúrio:

2HgO → 2Hg + O2.

O que Priestley não sabia, porém, era que o oxigênio fazia parte do ar. As propriedades e a presença de oxigênio na atmosfera foram posteriormente apontadas pelo colega de Priestley, o químico francês Antoine Lavoisier.

Características gerais do oxigênio:

• gás incolor;
• não tem cheiro e sabor;
• mais pesado que o ar;
• a molécula consiste em dois átomos de oxigênio (O 2);
• no estado líquido tem uma cor azul pálida;
• pouco solúvel em água;
• é um forte agente oxidante.

Arroz. 2. Oxigênio líquido.

A presença de oxigênio pode ser facilmente verificada baixando uma tocha em um recipiente com gás. Na presença de oxigênio, a tocha se acende.

Como receber

Existem várias maneiras de obter oxigênio a partir de vários compostos em condições industriais e laboratoriais. Na indústria, o oxigênio é obtido do ar liquefazendo-o sob pressão e a uma temperatura de -183°C. O ar líquido é submetido à evaporação, ou seja, aquecer gradualmente. A -196°C, o nitrogênio começa a volatilizar, enquanto o oxigênio retém seu estado líquido.

No laboratório, o oxigênio é formado a partir de sais, peróxido de hidrogênio e eletrólise. A decomposição de sais ocorre quando aquecido. Por exemplo, clorato de potássio ou sal de Bertolet é aquecido a 500 ° C, e permanganato de potássio ou permanganato de potássio é aquecido a 240 ° C:

• 2KClO3 → 2KCl + 3O2;
• 2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2.

Arroz. 3. Aquecer o sal Berthollet.

Você também pode obter oxigênio aquecendo salitre ou nitrato de potássio:

2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2 .

A decomposição do peróxido de hidrogênio utiliza óxido de manganês (IV) - MnO 2 , pó de carbono ou ferro como catalisador. A equação geral fica assim:

2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2.

A solução de hidróxido de sódio é submetida a eletrólise. Como resultado, a água e o oxigênio são formados:

4NaOH → (eletrólise) 4Na + 2H 2 O + O 2.

O oxigênio também é isolado da água por eletrólise, decompondo-o em hidrogênio e oxigênio:

2H 2 O → 2H 2 + O 2 .

Nos submarinos nucleares, o oxigênio era obtido a partir do peróxido de sódio - 2Na 2 O 2 + 2CO 2 → 2Na 2 CO 3 + O 2. O método é interessante porque o dióxido de carbono é absorvido junto com a liberação de oxigênio.

Como aplicar

A coleta e o reconhecimento são necessários para liberar oxigênio puro, que é usado na indústria para a oxidação de substâncias, bem como para manter a respiração no espaço, debaixo d'água, em salas enfumaçadas (o oxigênio é necessário para os bombeiros). Na medicina, os tanques de oxigênio ajudam os pacientes com dificuldades respiratórias a respirar. O oxigênio também é usado para tratar doenças respiratórias.

O oxigênio é usado para queimar combustível - carvão, petróleo, gás natural. O oxigênio é amplamente utilizado em metalurgia e engenharia, por exemplo, para fusão, corte e soldagem de metal.

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O oxigênio é um dos gases mais utilizados pela humanidade, sendo amplamente utilizado em quase todas as áreas da nossa vida. Metalurgia, indústria química, medicina, economia nacional, aviação - esta é apenas uma pequena lista de áreas onde esta substância é indispensável.

A produção de oxigênio é realizada de acordo com duas tecnologias: laboratorial e industrial. As primeiras técnicas para a produção de gás incolor foram baseadas em reações químicas. O oxigênio é obtido como resultado da decomposição do permanganato de potássio, sal de bertolet ou peróxido de hidrogênio na presença de um catalisador. No entanto, as técnicas de laboratório não podem atender totalmente à demanda por esse elemento químico único.

A segunda maneira de produzir oxigênio é a destilação criogênica ou usando tecnologias de adsorção ou membrana. A primeira técnica fornece alta pureza dos produtos de separação, mas tem um período de inicialização mais longo (em comparação com os segundos métodos).

As plantas de adsorção de oxigênio provaram estar entre as melhores entre os sistemas de alto desempenho para a produção de ar enriquecido com oxigênio. Eles permitem obter um gás incolor com pureza de até 95% (até 99% com o uso de uma etapa de purificação adicional). Seu uso se justifica economicamente, principalmente em situações em que não há necessidade de oxigênio de alta pureza, pelo qual seria necessário pagar a parte.

Principais características dos sistemas criogênicos

Interessado em produzir oxigênio com até 99,9% de pureza? Em seguida, preste atenção às instalações que operam com base na tecnologia criogênica. Vantagens dos sistemas de produção de oxigênio de alta pureza:

• longa vida útil da instalação;
• alta performance;
• a capacidade de obter oxigênio com uma pureza de 95 a 99,9%.

Mas devido às grandes dimensões dos sistemas criogênicos, a impossibilidade de partida e parada rápidas e outros fatores, o uso de equipamentos criogênicos nem sempre é adequado.

O princípio de operação das plantas de adsorção

O esquema de operação dos sistemas de oxigênio usando a tecnologia de adsorção pode ser representado da seguinte forma:

• o ar comprimido se move para o receptor, para o sistema de preparação de ar para se livrar de impurezas mecânicas e filtragem da umidade condensada;
• o ar purificado é enviado para a unidade de separação de ar de adsorção, que inclui adsorventes com adsorvente;
• durante a operação, os adsorvedores estão em dois estados - absorção e regeneração; no estágio de absorção, o oxigênio entra no receptor de oxigênio e o nitrogênio no estágio de geração é descarregado na atmosfera; após o qual o oxigênio é enviado ao consumidor;
• se necessário, a pressão do gás pode ser aumentada usando um compressor de oxigênio de reforço com enchimento subsequente em cilindros.

Os complexos de adsorção se distinguem por um alto nível de confiabilidade, automação total, facilidade de manutenção, pequenas dimensões e peso.

Vantagens dos sistemas de separação de gases

Instalações e estações que utilizam a tecnologia de adsorção para produzir oxigênio são amplamente utilizadas em vários campos: na soldagem e corte de metais, na construção, piscicultura, cultivo de mexilhões, camarão, etc.

Vantagens dos sistemas de separação de gases:

• a possibilidade de automatizar o processo de obtenção de oxigênio;
• não há requisitos especiais para as instalações;
• arranque e paragem rápidos;
• alta fiabilidade;
• baixo custo do oxigênio produzido.

Benefícios das plantas de adsorção NPK "Grasys"

Você está interessado na produção de oxigênio da maneira usada na indústria? Você gostaria de receber oxigênio a um custo financeiro mínimo? A empresa científica e de produção "Grasys" ajudará a resolver seu problema no mais alto nível. Oferecemos sistemas confiáveis ​​e eficientes para obter oxigênio do ar. Aqui estão os principais diferenciais de nossos produtos:

• automação completa;
• projetos bem pensados;
• modernos sistemas de controle e gestão.

O oxigênio produzido por nossas unidades de adsorção de separação de ar é até 95% puro (com a opção de pós-tratamento de até 99%). O gás com tais características é amplamente utilizado na metalurgia para soldagem e corte de metais, na economia nacional. Nossos equipamentos utilizam tecnologias modernas que proporcionam oportunidades únicas na área de separação de gases.

Características de nossas plantas de oxigênio de adsorção:

• alta fiabilidade;
• baixo custo do oxigênio produzido;
• sistema inovador de monitoramento e controle altamente inteligente;
• facilidade de manutenção;
• a capacidade de produzir oxigênio com pureza de até 95% (com a opção de purificação adicional de até 99%);
• a capacidade é de até 6000 m³/h.

Plantas de oxigênio de adsorção NPK "Grasys" - uma combinação única de experiência em design mundial na produção de equipamentos de separação de gás e tecnologias inovadoras domésticas.

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O método industrial de obtenção de oxigênio utilizando instalações baseadas em tecnologia de adsorção é um dos mais promissores atualmente. Permite obter um gás incolor com custos energéticos mínimos com a pureza necessária. Uma substância com esses parâmetros está em demanda na metalurgia, engenharia mecânica, indústria química e medicina.

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