Diapositivo 2

OXIGÊNIO

O oxigênio é o 16º elemento do subgrupo principal do grupo VI, o segundo período do sistema periódico de elementos químicos de DI Mendeleev, com número atômico 8. É designado pelo símbolo O (lat. Oxygenium). O oxigênio é um não metal quimicamente ativo e é o elemento mais leve do grupo dos calcogênios. A substância simples oxigênio em condições normais é um gás incolor, insípido e inodoro, cuja molécula consiste em dois átomos de oxigênio (fórmula O2), razão pela qual também é chamada de dioxigênio. O oxigênio líquido é de cor azul claro, enquanto o oxigênio sólido é formado por cristais azuis claros.

Diapositivo 3

Acredita-se oficialmente que o oxigênio foi descoberto pelo químico inglês Joseph Priestley em 1º de agosto de 1774, pela decomposição do óxido mercúrico em um recipiente hermeticamente fechado (Priestley direcionou a luz solar para este composto usando uma lente poderosa). No entanto, Priestley inicialmente não percebeu que havia descoberto uma nova substância simples; ele acreditava ter isolado uma das partes constituintes do ar (e chamou esse gás de “ar deflogisticado”). Priestley relatou sua descoberta ao notável químico francês Antoine Lavoisier. Em 1775, A. Lavoisier estabeleceu que o oxigênio é um componente do ar, dos ácidos e é encontrado em muitas substâncias. Alguns anos antes (em 1771), o oxigênio foi obtido pelo químico sueco Karl Scheele. Ele calcinou o salitre com ácido sulfúrico e depois decompôs o óxido nítrico resultante. Scheele chamou esse gás de “ar de fogo” e descreveu sua descoberta em um livro publicado em 1777 (precisamente porque o livro foi publicado depois de Priestley anunciar sua descoberta, este último é considerado o descobridor do oxigênio). Scheele também relatou sua experiência a Lavoisier. Um passo importante que contribuiu para a descoberta do oxigênio foi o trabalho do químico francês Pierre Bayen, que publicou trabalhos sobre a oxidação do mercúrio e a posterior decomposição do seu óxido. Finalmente, A. Lavoisier finalmente descobriu a natureza do gás resultante, usando informações de Priestley e Scheele. Seu trabalho foi de enorme importância porque graças a ele foi derrubada a teoria do flogisto, dominante na época e que dificultava o desenvolvimento da química. Lavoisier conduziu experimentos sobre a combustão de diversas substâncias e refutou a teoria do flogisto, publicando resultados sobre o peso dos elementos queimados. O peso das cinzas ultrapassou o peso original do elemento, o que deu a Lavoisier o direito de afirmar que durante a combustão ocorre uma reação química (oxidação) da substância e, portanto, a massa da substância original aumenta, o que refuta a teoria do flogisto . Assim, o crédito pela descoberta do oxigênio é, na verdade, compartilhado entre Priestley, Scheele e Lavoisier. DESCOBERTA DO OXIGÊNIO

Diapositivo 4

Diapositivo 5

Uso de oxigênio O uso industrial generalizado de oxigênio começou em meados do século XX, após a invenção dos turboexpansores - dispositivos para liquefação e separação. O uso do oxigênio é muito diversificado e se baseia em suas propriedades químicas. Indústria química e petroquímica. O oxigênio é usado para oxidar os reagentes iniciais, produzindo ácido nítrico, óxido de etileno, óxido de propileno, cloreto de vinil e outros compostos básicos. Além disso, pode ser utilizado para aumentar a produtividade dos incineradores de resíduos. Indústria de petróleo e gás. Aumentando a produtividade dos processos de craqueamento de petróleo, processando compostos de alta octanagem, injeção no reservatório para aumentar a energia de deslocamento.

Diapositivo 6

Aplicação de oxigênio

Indústria de vidro. Os fornos de fusão de vidro usam oxigênio para melhorar a combustão. Além disso, é utilizado para reduzir as emissões de óxido de nitrogênio para níveis seguros. Indústria de celulose e papel. O oxigênio é utilizado na deslignificação, alcoolização e outros processos. Na medicina, o oxigênio medicinal é armazenado em cilindros de gás metálico de alta pressão (para gases comprimidos ou liquefeitos) de cor azul de várias capacidades de 1,2 a 10,0 litros sob pressão de até 15 MPa (150 atm) e é usado para enriquecer misturas de gases respiratórios em equipamentos de anestesia, em caso de problemas respiratórios, para alívio de crises de asma brônquica, eliminação de hipóxia de qualquer origem, para doenças descompressivas, para tratamento de patologias do trato gastrointestinal na forma de coquetéis de oxigênio. Para uso individual, recipientes especiais emborrachados - almofadas de oxigênio - são preenchidos com cilindros com oxigênio medicinal. Inaladores de oxigênio de vários modelos e modificações são usados ​​​​para fornecer oxigênio ou uma mistura oxigênio-ar simultaneamente a uma ou duas vítimas em campo ou em ambiente hospitalar. A vantagem de um inalador de oxigênio é a presença de um umidificador-condensador da mistura gasosa, que aproveita a umidade do ar exalado. Para calcular a quantidade de oxigênio restante no cilindro em litros, a pressão no cilindro em atmosferas (de acordo com o manômetro do redutor) geralmente é multiplicada pela capacidade do cilindro em litros. Por exemplo, em um cilindro com capacidade de 2 litros, o manômetro mostra uma pressão de oxigênio de 100 atm. O volume de oxigênio neste caso é 100 × 2 = 200 litros.

O oxigênio é um elemento químico do grupo VI da tabela periódica de Mendeleev e o elemento mais comum na crosta terrestre (47% de sua massa). O oxigênio é um elemento vital em quase todos os organismos vivos. Leia mais sobre as funções e usos do oxigênio neste artigo.

informações gerais

O oxigênio é um gás incolor, insípido e inodoro, pouco solúvel em água. Faz parte da água, minerais e rochas. O oxigênio livre é formado através dos processos de fotossíntese. O oxigênio desempenha o papel mais importante na vida humana. Em primeiro lugar, o oxigênio é necessário para a respiração dos organismos vivos. Também participa dos processos de decomposição de animais e plantas mortos.

O ar contém cerca de 20,95% de oxigênio por volume. A hidrosfera contém quase 86% de oxigênio em massa.

O oxigênio foi obtido simultaneamente por dois cientistas, mas eles fizeram isso independentemente um do outro. O sueco K. Scheele obteve oxigênio calcinando salitre e outras substâncias, e o inglês J. Priestley obteve oxigênio aquecendo óxido de mercúrio.

Arroz. 1. Obtenção de oxigênio a partir de óxido de mercúrio

Uso de oxigênio na indústria

As áreas de aplicação do oxigênio são vastas.

Na metalurgia, é necessária a produção do aço, obtido a partir de sucata e ferro fundido. Em muitas unidades metalúrgicas, ar enriquecido com oxigênio é utilizado para melhor combustão do combustível.

Na aviação, o oxigênio é usado como oxidante de combustível em motores de foguetes. Também é necessário para voos ao espaço e em condições onde não há atmosfera.

No campo da engenharia mecânica, o oxigênio é muito importante para cortar e soldar metais. Para derreter o metal, você precisa de um queimador especial composto por tubos de metal. Esses dois tubos são inseridos um no outro. O espaço livre entre eles é preenchido com acetileno e aceso. Neste momento, o oxigênio é liberado pelo tubo interno. Tanto o oxigênio quanto o acetileno são fornecidos por um cilindro pressurizado. Forma-se uma chama cuja temperatura chega a 2.000 graus. Quase qualquer metal derrete a esta temperatura.

Arroz. 2. Tocha de acetileno

O uso de oxigênio na indústria de celulose e papel é muito importante. É utilizado no branqueamento de papel, na alcoolização e na lavagem do excesso de componentes da celulose (deslignificação).

Na indústria química, o oxigênio é usado como reagente.

O oxigênio líquido é necessário para criar explosivos. O oxigênio líquido é produzido pela liquefação do ar e pela separação do oxigênio do nitrogênio.

O uso de oxigênio na natureza e na vida humana

O oxigênio desempenha o papel mais importante na vida de humanos e animais. O oxigênio livre existe em nosso planeta graças à fotossíntese. A fotossíntese é o processo de formação de matéria orgânica na luz com a ajuda de dióxido de carbono e água. Como resultado desse processo, é produzido oxigênio, necessário à vida de animais e humanos. Animais e humanos consomem oxigênio constantemente, mas as plantas consomem oxigênio apenas à noite e o produzem durante o dia.

Uso de oxigênio na medicina

O oxigênio também é usado na medicina. Seu uso é especialmente importante para dificuldades respiratórias durante certas doenças. É usado para enriquecer as vias aéreas na tuberculose pulmonar e também em equipamentos de anestesia. O oxigênio na medicina é usado para tratar asma brônquica e doenças do trato gastrointestinal. Para esses fins, são utilizados coquetéis de oxigênio.

Também de grande importância são as almofadas de oxigênio - um recipiente emborrachado cheio de oxigênio. É usado para uso individual de oxigênio medicinal.

Arroz. 3. Almofada de oxigênio

O que aprendemos?

Esta mensagem, que aborda o tema “Oxigênio” na química do 9º ano, fornece brevemente informações gerais sobre as propriedades e aplicações deste gás. O oxigênio é extremamente importante para engenharia mecânica, medicina, metalurgia, etc.

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Oxigênio O oxigênio é um elemento do subgrupo principal do sexto grupo, o segundo período do sistema periódico de elementos químicos de D. I. Mendeleev, com número atômico 8. Denotado pelo símbolo O (lat. Oxygenium). O oxigênio é um não metal quimicamente ativo e é o elemento mais leve do grupo dos calcogênios. A substância simples oxigênio (número CAS:) em condições normais é um gás incolor, insípido e inodoro, cuja molécula consiste em dois átomos de oxigênio (fórmula O 2) e, portanto, também é chamada de dioxigênio. O oxigênio líquido é de cor azul claro.

Existem outras formas alotrópicas de oxigênio, por exemplo, o ozônio (número CAS :) em condições normais, um gás azul com odor específico, cuja molécula consiste em três átomos de oxigênio (fórmula O 3).

História da descoberta Acredita-se oficialmente que o oxigênio foi descoberto pelo químico inglês Joseph Priestley em 1º de agosto de 1774, ao decompor o óxido de mercúrio em um recipiente hermeticamente fechado (Priestley direcionou os raios do sol para este composto usando uma lente poderosa). 2HgO (t) 2Hg + O 2

No entanto, Priestley inicialmente não percebeu que havia descoberto uma nova substância simples; ele acreditava ter isolado uma das partes constituintes do ar (e chamou esse gás de “ar deflogisticado”). Priestley relatou sua descoberta ao notável químico francês Antoine Lavoisier. Em 1775, A. Lavoisier estabeleceu que o oxigênio é um componente do ar, dos ácidos e é encontrado em muitas substâncias.

Alguns anos antes (em 1771), o oxigênio foi obtido pelo químico sueco Karl Scheele. Ele calcinou o salitre com ácido sulfúrico e depois decompôs o óxido nítrico resultante. Scheele chamou esse gás de “ar de fogo” e descreveu sua descoberta em um livro publicado em 1777 (precisamente porque o livro foi publicado depois de Priestley anunciar sua descoberta, este último é considerado o descobridor do oxigênio). Scheele também relatou sua experiência a Lavoisier.

Finalmente, A. Lavoisier finalmente descobriu a natureza do gás resultante, usando informações de Priestley e Scheele. Seu trabalho foi de enorme importância porque graças a ele foi derrubada a teoria do flogisto, dominante na época e que dificultava o desenvolvimento da química. Lavoisier conduziu experimentos sobre a combustão de diversas substâncias e refutou a teoria do flogisto, publicando resultados sobre o peso dos elementos queimados. O peso das cinzas ultrapassou o peso original do elemento, o que deu a Lavoisier o direito de afirmar que durante a combustão ocorre uma reação química (oxidação) da substância e, portanto, a massa da substância original aumenta, o que refuta a teoria do flogisto . Assim, o crédito pela descoberta do oxigênio é, na verdade, compartilhado entre Priestley, Scheele e Lavoisier.

Origem do nome A palavra oxigênio (também chamada de “solução ácida” no início do século XIX) deve seu aparecimento na língua russa, em certa medida, a M.V. Lomonosov, que introduziu a palavra “ácido”, junto com outros neologismos; assim, a palavra “oxigênio”, por sua vez, era um traçado do termo “oxigênio” (do francês l "oxygène), proposto por A. Lavoisier (do grego όξύγενναω de ξύς “azedo” e γενναω “dar à luz”), que é traduzido como “gerador de ácido”, o que se deve ao seu significado original de “ácido”, que anteriormente significava óxidos, chamados de óxidos de acordo com a nomenclatura internacional moderna.

Ocorrência na natureza O oxigênio é o elemento mais comum na Terra; sua participação (em vários compostos, principalmente silicatos) representa cerca de 47,4% da massa da crosta terrestre sólida. O mar e as águas doces contêm uma enorme quantidade de oxigênio ligado 88,8% (em massa), na atmosfera o conteúdo de oxigênio livre é de 20,95% em volume e 23,12% em massa. Mais de 1.500 compostos na crosta terrestre contêm oxigênio. O oxigênio faz parte de muitas substâncias orgânicas e está presente em todas as células vivas. Pelo número de átomos nas células vivas é cerca de 25% e pela fração de massa é cerca de 65%.

Obtenção Atualmente, na indústria, o oxigênio é obtido do ar. Os laboratórios utilizam oxigênio produzido industrialmente, fornecido em cilindros de aço sob pressão de cerca de 15 MPa. O método laboratorial mais importante para sua produção é a eletrólise de soluções aquosas de álcalis. Pequenas quantidades de oxigênio também podem ser obtidas pela reação de uma solução de permanganato de potássio com uma solução acidificada de peróxido de hidrogênio. As plantas de oxigênio que operam com base em tecnologias de membrana e nitrogênio também são bem conhecidas e utilizadas com sucesso na indústria. Quando aquecido, o permanganato de potássio KMnO 4 se decompõe em manganato de potássio K 2 MnO 4 e dióxido de manganês MnO 2 com a liberação simultânea do gás oxigênio O 2: 2KMnO 4 K2MnO 4 + MnO 2 + O 2

Em condições de laboratório, também é obtido pela decomposição catalítica do peróxido de hidrogênio H 2 O 2: 2H 2 O 2 2H 2 O + O 2 O catalisador é o dióxido de manganês (MnO 2) ou um pedaço de vegetal cru (contêm enzimas que acelerar a decomposição do peróxido de hidrogênio). O oxigênio também pode ser obtido pela decomposição catalítica do clorato de potássio (sal de Berthollet) KClO 3: 2KClO 3 2KCl + 3O 2 Além do método laboratorial acima, o oxigênio é obtido pelo método de separação do ar em plantas de separação de ar com pureza de até 99,9999% em O 2.

Propriedades físicas Em condições normais, o oxigênio é um gás incolor, insípido e inodoro. 1 litro pesa 1,429 g e é um pouco mais pesado que o ar. Ligeiramente solúvel em água (4,9 ml/100g a 0 °C, 2,09 ml/100g a 50 °C) e álcool (2,78 ml/100g a 25 °C). Dissolve-se bem em prata fundida (22 volumes de O 2 em 1 volume de Ag a 961 °C). É paramagnético. Quando o oxigênio gasoso é aquecido, ocorre sua dissociação reversível em átomos: a 2.000 °C 0,03%, a 2.600 °C 1%, 4.000 °C 59%, 6.000 °C 99,5%. O oxigênio líquido (ponto de ebulição 182,98 °C) é um líquido azul claro. Diagrama de fases O 2 Oxigênio sólido (ponto de fusão 218,79 °C) cristais azuis. São conhecidas seis fases cristalinas, três das quais existem a uma pressão de 1 atm:

α-O 2 existe em temperaturas abaixo de 23,65 K; cristais azuis brilhantes pertencem ao sistema monoclínico, parâmetros celulares a=5,403 Å, b=3,429 Å, c=5,086 Å; β=132,53° β-O 2 existe na faixa de temperatura de 23,65 a 43,65 K; cristais azuis claros (com o aumento da pressão a cor fica rosa) têm uma rede romboédrica, parâmetros celulares a=4,21 Å, α=46,25° γ-O 2 existe em temperaturas de 43,65 a 54,21 K; cristais azuis claros têm simetria cúbica, parâmetro de rede a = 6,83 Å

Mais três fases são formadas em altas pressões: faixa de temperatura δ-O 2 de até 300 K e pressão de 6 a 10 GPa, cristais laranja; Pressão ε-O 2 de 10 a 96 GPa, cor cristalina de vermelho escuro a preto, sistema monoclínico; A pressão ζ-O 2 é superior a 96 GPa, um estado metálico com brilho metálico característico, em baixas temperaturas se transforma em um estado supercondutor.

Propriedades químicas Forte agente oxidante, interage com quase todos os elementos, formando óxidos. Estado de oxidação 2. Via de regra, a reação de oxidação prossegue com a liberação de calor e acelera com o aumento da temperatura. Um exemplo de reações que ocorrem à temperatura ambiente: 4K + O 2 2K 2 O 2Sr + O 2 2SrO Oxida compostos que contêm elementos com estado de oxidação não máximo: 2NO + O 2 2NO 2

O oxigênio não oxida Au e Pt, halogênios e gases inertes. O oxigênio forma peróxidos com estado de oxidação 1. Por exemplo, os peróxidos são obtidos pela combustão de metais alcalinos em oxigênio: 2Na + O 2 Na 2 O 2 Alguns óxidos absorvem oxigênio: 2BaO + O 2 2BaO 2

De acordo com a teoria da combustão desenvolvida por A. N. Bach e K. O. Engler, a oxidação ocorre em duas etapas com a formação de um composto peróxido intermediário. Este composto intermediário pode ser isolado, por exemplo, quando uma chama de queima de hidrogênio é resfriada com gelo, junto com a água, forma-se peróxido de hidrogênio: H 2 + O 2 H 2 O 2 Os superóxidos têm um estado de oxidação de 1/2, que isto é, um elétron para dois átomos de oxigênio (íon O 2 -). É obtido pela reação de peróxidos com oxigênio a pressões e temperaturas elevadas: Na 2 O 2 + O 2 2NaO 2 Os ozonídeos contêm o íon O 3 - com um estado de oxidação de 1/3. É obtido pela ação do ozônio sobre hidróxidos de metais alcalinos: KOH(sólido) + O 3 KO 3 + KOH + O 2 O íon dioxigenila O 2 + possui estado de oxidação de +1/2. Obtido pela reação: PtF 6 + O 2 O 2 PtF 6

Fluoretos de oxigênio O difluoreto de oxigênio, estado de oxidação OF 2 +2, é obtido pela passagem do flúor por uma solução alcalina: 2F 2 + 2NaOH OF 2 + 2NaF + H 2 O Monofluoreto de oxigênio (dioxidifluoreto), O 2 F 2, instável, estado de oxidação + 1. É obtido a partir de uma mistura de flúor e oxigênio em uma descarga luminosa a uma temperatura de 196 °C. Ao passar uma descarga luminosa através de uma mistura de flúor e oxigênio a uma certa pressão e temperatura, são obtidas misturas de fluoretos de oxigênio superiores O 3 F 2, O 4 F 2, O 5 F 2 e O 6 F 2. O oxigênio suporta os processos respiração, combustão e decomposição. Na sua forma livre, o elemento existe em duas modificações alotrópicas: O 2 e O 3 (ozônio).

Aplicação Química, petroquímica: Criação de ambiente inerte em contêineres, extinção de incêndio com nitrogênio, purga e teste de dutos, regeneração de catalisadores, embalagem de produtos em ambiente de nitrogênio, intensificação de processos de oxidação, liberação de metano, hidrogênio, dióxido de carbono.

Esse gás é digno de surpresa - Está sendo usado agora Para corte de metais, na siderurgia E em poderosos altos-fornos. O piloto o leva a grandes altitudes. O submarinista leva consigo. Você provavelmente já adivinhou, O que é esse gás...

Oxigênio

Tópico da lição: Oxigênio. Recibo. Propriedades.

O objetivo da lição: Estude a história da descoberta, os principais métodos de produção e propriedades do oxigênio.

Plano de aula:

• O significado do oxigênio. Papel biológico.

2. Prevalência na natureza.

3. História da descoberta.

4. Posição do elemento oxigênio em PSHE D.I. Mendeleiev.

5. Propriedades físicas.

6. Obtenção de oxigênio

7. Propriedades químicas.

8. Uso de oxigênio.

José Priestley

(1743 – 1794)

Carlos Scheele

(1742 – 1786)

Antoine Lavoisier

(1743 – 1794)

t = – 1 83 °C

t = –219 °C

Líquido azul pálido

Gás, incolor, inodoro, insípido, ligeiramente solúvel em água

Cristais azuis

Mais pesado que o ar.

Luz, clorofila

6СО 2 + 6H 2 SOBRE

COM 6 N 12 SOBRE 6 + 6O 2

Liquefação de ar sob pressão em t = – 1 83 °C

Pela repressão V ar

Ao deslocar a água

Decomposição da água

H 2 Ó  H 2 + Ó 2

Decomposição de peróxido de hidrogênio

H 2 Ó 2  H 2 O+O 2

Decomposição de permanganato de potássio

KMnO 4  K 2 MnO 4 +MnO 2 + Ó 2

permanganato de potássio

manganato de potássio

Decomposição do sal Berthollet (clorato de potássio)

KClO 3  KCl + O 2

O oxigênio é obtido em laboratório pela decomposição de compostos contendo oxigênio

Com substâncias simples:

Com não metais:

S+O 2  ENTÃO 2

P+O 2  P 2 Ó 5

Com metais:

Mg+O 2  MgO

Fe+O 2  Fé 3 Ó 4 (FeO  Fé 2 Ó 3 )

Quando substâncias simples interagem com o oxigênio, formam-se óxidos

Pense e responda

A

1

b

2

V

3

G

4

d

5

Pense e responda

• Cientistas envolvidos na produção e estudo do oxigênio:

a) Dmitry Ivanovich Mendeleev;

b) José Priestley;

c) Antoine Laurent Lavoisier;

d) Karl Scheele;

d) Mikhail Vasilievich Lomonosov

Pense e responda

2. Três frascos diferentes contêm ar, dióxido de carbono e oxigênio. Você pode reconhecer cada um dos gases:

a) comparar as massas dos frascos cheios de gases

b) usando uma lasca fumegante

c) pela solubilidade dos gases na água

d) pelo cheiro

e) com a ajuda de outras substâncias

Pense e responda

3. No laboratório, o oxigênio é obtido:

a) liquefação ao ar

b) decomposição da água

c) decomposição do permanganato de potássio

d) de peróxido de hidrogênio

e) oxidação de substâncias

Pense e responda

4. O oxigênio pode ser coletado deslocando a água porque:

a) mais leve que o ar

b) altamente solúvel em água

c) mais pesado que o ar

d) pouco solúvel em água

d ) não tem cor, cheiro, sabor

Pense e responda

5. Estamos falando do oxigênio como uma substância simples:

a) o oxigênio faz parte da água;

b) o oxigênio é pouco solúvel em água;

c) o oxigênio apoia a respiração e a combustão;

d) é um componente do ar;

e) faz parte do dióxido de carbono.

A

1

2

b

V

3

G

4

d

5

Ar(O)=16 não metálico B = II

t = – 1 83 °C

Líquido azul pálido

Eu nem

t = –219 °C

na industria: resfriamento de ar para -183 °C

oxidação

E X SOBRE no

Cristais azuis

no laboratório:

H 2 O  H 2 O 2  KMnO 4  KClO 3 

Métodos de coleta:

Deslocamento de ar

Deslocamento de água

Trabalho de casa

§3 2–34

"3" - Com. 111 questões 1,2

"4" - Com. 111 questões 3.4

"5" - Com. 111 questões 5.6

Tarefa: Sabe-se que o corpo humano contém 65% de oxigênio em peso. Calcule quanto oxigênio existe em seu corpo.

Tarefa criativa:

Componha palavras cruzadas, rebus, VOC sobre o tema “Oxigênio”