La tăierea metalului, se realizează printr-o flacără de gaz la temperatură înaltă obținută prin arderea unui gaz combustibil sau vapori lichidi amestecați cu oxigen pur comercial.

Oxigenul este cel mai abundent element de pe pământ găsit sub formă de compuși chimici cu diverse substanțe: în pământ - până la 50% din masă, în combinație cu hidrogenul din apă - aproximativ 86% din masă și în aer - până la 21% din volum și 23% din masă.

Oxigenul în condiții normale (temperatura 20 ° C, presiune 0,1 MPa) este un gaz incolor, incombustibil, puțin mai greu decât aerul, inodor, dar susținând activ arderea. La presiunea atmosferică normală și o temperatură de 0 ° C, masa de 1 m 3 de oxigen este de 1,43 kg, iar la o temperatură de 20 ° C și presiunea atmosferică normală - 1,33 kg.

Oxigenul are o reactivitate ridicată, formând compuși cu toate elementele chimice, cu excepția (argon, heliu, xenon, cripton și neon). Reacțiile compusului cu oxigen au loc cu eliberarea unei cantități mari de căldură, adică sunt de natură exotermă.

Când oxigenul gazos comprimat intră în contact cu substanțe organice, uleiuri, grăsimi, praf de cărbune, materiale plastice combustibile, acestea se pot aprinde spontan ca urmare a degajării de căldură în timpul comprimării rapide a oxigenului, frecarea și impactul particulelor solide asupra metalului, precum și scântei electrostatice. deversare. Prin urmare, atunci când utilizați oxigen, trebuie avut grijă să vă asigurați că acesta nu intră în contact cu substanțe inflamabile și combustibile.

Toate echipamentele de oxigen, liniile de oxigen și buteliile trebuie degresate temeinic. este capabil să formeze amestecuri explozive cu gaze combustibile sau vapori combustibili lichizi pe o gamă largă, care pot duce și la explozii în prezența unei flăcări deschise sau chiar a unei scântei.

Caracteristicile observate ale oxigenului ar trebui să fie întotdeauna reținute atunci când îl utilizați în procesele de tratare cu flacără.

Aerul atmosferic este în principal un amestec mecanic de trei gaze cu următorul conținut de volum: azot - 78,08%, oxigen - 20,95%, argon - 0,94%, restul este dioxid de carbon, protoxid de azot etc. Oxigenul se obține prin separarea aerului pe oxigen și prin metoda de răcire profundă (lichefiere), împreună cu separarea argonului, a cărui utilizare este în continuă creștere la. Azotul este folosit ca gaz de protecție la sudarea cuprului.

Oxigenul poate fi obținut chimic sau prin electroliza apei. Metode chimice neproductive și neeconomice. La electroliza apei oxigenul de curent continuu se obține ca produs secundar în producerea hidrogenului pur.

Oxigenul este produs în industrie din aerul atmosferic prin răcire profundă și rectificare. În instalațiile pentru producerea de oxigen și azot din aer, acesta din urmă este curățat de impuritățile nocive, comprimat într-un compresor la presiunea corespunzătoare a ciclului frigorific de 0,6-20 MPa și răcit în schimbătoare de căldură la o temperatură de lichefiere, diferența de temperatura de lichefiere a oxigenului și a azotului este de 13 ° C, ceea ce este suficient pentru separarea lor completă în faza lichidă.

Oxigenul pur lichid se acumulează în aparatul de separare a aerului, se evaporă și se adună într-un suport de gaz, de unde este pompat în butelii de către un compresor la o presiune de până la 20 MPa.

Oxigenul tehnic este de asemenea transportat prin conductă. Presiunea oxigenului transportat prin conductă trebuie convenită între producător și consumator. Oxigenul este livrat la loc în butelii de oxigen, iar sub formă lichidă - în vase speciale cu o bună izolare termică.

Pentru a transforma oxigenul lichid în gaz, se folosesc gazeificatoare sau pompe cu evaporatoare de oxigen lichid. La presiunea atmosferică normală și o temperatură de 20 ° C, 1 dm 3 de oxigen lichid în timpul evaporării dă 860 dm 3 de oxigen gazos. Prin urmare, este recomandabil să se livreze oxigen la locul de sudare în stare lichidă, deoarece aceasta reduce greutatea tară de 10 ori, ceea ce economisește metal pentru fabricarea cilindrilor și reduce costurile de transport și depozitare a cilindrilor.

Pentru sudare și tăiere conform -78 oxigenul tehnic este produs în trei grade:

• 1 - puritate nu mai puțin de 99,7%
• Al doilea - nu mai puțin de 99,5%
• Al treilea - nu mai puțin de 99,2% din volum

Puritatea oxigenului este de mare importanță pentru tăierea cu oxicombustibil. Cu cât conține mai puține impurități de gaz, cu atât viteza de tăiere este mai mare, este mai curat și consumă mai puțin oxigen.

Salut.. Astăzi vă voi spune despre oxigen și cum să-l obțineți. Vă reamintesc, dacă aveți întrebări pentru mine, le puteți scrie în comentariile articolului. Dacă aveți nevoie de ajutor cu chimie, . Voi fi bucuros să vă ajut.

Oxigenul este distribuit în natură sub formă de izotopi 16 O, 17 O, 18 O, care au următorul procent pe Pământ - 99,76%, 0,048%, respectiv 0,192%.

În stare liberă, oxigenul este sub formă de trei modificări alotropice : oxigen atomic - O o, dioxigen - O 2 și ozon - O 3. Mai mult, oxigenul atomic poate fi obținut după cum urmează:

KClO 3 \u003d KCl + 3O 0

KNO 3 = KNO 2 + O 0

Oxigenul face parte din peste 1400 de minerale și substanțe organice diferite, în atmosferă conținutul său este de 21% în volum. Corpul uman conține până la 65% oxigen. Oxigenul este un gaz incolor și inodor, ușor solubil în apă (3 volume de oxigen se dizolvă în 100 de volume de apă la 20 ° C).

În laborator, oxigenul este obținut prin încălzirea moderată a anumitor substanțe:

1) La descompunerea compușilor de mangan (+7) și (+4):

2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
permanganat manganat
potasiu potasiu

2MnO 2 → 2MnO + O 2

2) Când perclorații se descompun:

2KClO 4 → KClO 2 + KCl + 3O 2
perclorat
potasiu

3) La descompunerea sării berthollet (clorat de potasiu).
În acest caz, se formează oxigenul atomic:

2KClO 3 → 2KCl + 6O 0
clorat
potasiu

4) Când sărurile acidului hipocloros se descompun în lumină- hipocloriți:

2NaClO → 2NaCl + O 2

Ca(ClO)2 → CaCl2 + O2

5) La încălzirea nitraților.
Aceasta produce oxigen atomic. În funcție de ce poziție ocupă metalul azotat în seria de activități, se formează diverși produși de reacție:

2NaNO 3 → 2NaNO 2 + O 2

Ca(NO 3) 2 → CaO + 2NO 2 + O 2

2AgNO 3 → 2 Ag + 2NO 2 + O 2

6) La descompunerea peroxizilor:

2H 2 O 2 ↔ 2H 2 O + O 2

7) La încălzirea oxizilor de metale inactive:

2Ag 2 O ↔ 4Ag + O 2

Acest proces este relevant în viața de zi cu zi. Faptul este că vasele din cupru sau argint, având un strat natural de peliculă de oxid, formează oxigen activ atunci când sunt încălzite, ceea ce este un efect antibacterian. Dizolvarea sărurilor metalelor inactive, în special a nitraților, duce, de asemenea, la formarea oxigenului. De exemplu, procesul general de dizolvare a azotatului de argint poate fi reprezentat în etape:

AgNO3 + H2O → AgOH + HNO3

2AgOH → Ag2O + O2

2Ag 2 O → 4Ag + O 2

sau sub formă de rezumat:

4AgNO 3 + 2H 2 O → 4Ag + 4HNO 3 + 7O 2

8) La încălzirea sărurilor de crom cu cea mai mare stare de oxidare:

4K 2 Cr 2 O 7 → 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 + 3 O 2
cromat bicromat
potasiu potasiu

În industrie se obține oxigenul:

1) Descompunerea electrolitică a apei:

2H2O → 2H2 + O2

2) Interacțiunea dioxidului de carbon cu peroxizii:

CO 2 + K 2 O 2 → K 2 CO 3 + O 2

Această metodă este o soluție tehnică indispensabilă la problema respirației în sisteme izolate: submarine, mine, nave spațiale.

3) Când ozonul interacționează cu agenți reducători:

O 3 + 2KJ + H 2 O → J 2 + 2KOH + O 2

De o importanță deosebită este producerea de oxigen în procesul de fotosinteză. care apar la plante. Toată viața de pe Pământ depinde în mod fundamental de acest proces. Fotosinteza este un proces complex în mai multe etape. Începutul îi dă lumină. Fotosinteza în sine constă din două faze: lumină și întuneric. În faza de lumină, pigmentul clorofilă conținut în frunzele plantelor formează așa-numitul complex „de absorbție a luminii”, care preia electronii din apă și, prin urmare, îl împarte în ioni de hidrogen și oxigen:

2H 2 O \u003d 4e + 4H + O 2

Protonii acumulați contribuie la sinteza ATP:

ADP + F = ATP

În faza întunecată, dioxidul de carbon și apa sunt transformate în glucoză. Și oxigenul este eliberat ca produs secundar:

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

blog.site, cu copierea integrală sau parțială a materialului, este necesar un link către sursă.

Întrebarea numărul 2 Cum se obține oxigenul în laborator și în industrie? Scrieți ecuațiile pentru reacțiile corespunzătoare. Cum diferă aceste metode unele de altele?

Răspuns:

În laborator, oxigenul poate fi obținut în următoarele moduri:

1) Descompunerea peroxidului de hidrogen în prezența unui catalizator (oxid de mangan

2) Descompunerea sării Berthollet (clorat de potasiu):

3) Descompunerea permanganatului de potasiu:

În industrie, oxigenul se obține din aer, care conține aproximativ 20% în volum. Aerul este lichefiat sub presiune și cu răcire puternică. Oxigenul și azotul (a doua componentă principală a aerului) au puncte de fierbere diferite. Prin urmare, ele pot fi separate prin distilare: azotul are un punct de fierbere mai mic decât oxigenul, astfel încât azotul se evaporă înaintea oxigenului.

Diferențele dintre metodele industriale și cele de laborator pentru producerea oxigenului:

1) Toate metodele de laborator pentru obținerea oxigenului sunt chimice, adică, în acest caz, unele substanțe sunt transformate în altele. Procesul de obținere a oxigenului din aer este un proces fizic, deoarece transformarea unor substanțe în altele nu are loc.

2) Oxigenul poate fi obținut din aer în cantități mult mai mari.

Aerul este o sursă inepuizabilă de oxigen. Pentru a obține oxigen din acesta, acest gaz trebuie separat de azot și alte gaze. Pe această idee se bazează o metodă industrială de producere a oxigenului. Este implementat folosind echipamente speciale, destul de voluminoase. În primul rând, aerul este puternic răcit până se transformă într-un lichid. Apoi temperatura aerului lichefiat crește treptat. Azotul gazos este primul care este eliberat din acesta (punctul de fierbere al azotului lichid este de -196 ° C), iar lichidul este îmbogățit cu oxigen.

Obținerea oxigenului în laborator. Metodele de laborator pentru obținerea oxigenului se bazează pe reacții chimice.

J. Priestley a obținut acest gaz dintr-un compus al cărui nume este oxid de mercur (II). Omul de știință a folosit o lentilă de sticlă pentru a focaliza lumina soarelui asupra materiei.

Într-o versiune modernă, această experiență este prezentată în Figura 54. Când este încălzit, oxidul de mercur (||) (pulbere galbenă) se transformă în mercur și oxigen. Mercurul este eliberat în stare gazoasă și se condensează pe pereții eprubetei sub formă de picături argintii. Oxigenul este colectat peste apă în a doua eprubetă.

Acum metoda Priestley nu este folosită deoarece vaporii de mercur sunt toxici. Oxigenul este produs prin alte reacții similare cu cea discutată. Ele apar de obicei atunci când sunt încălzite.

Reacțiile în care dintr-o singură substanță se formează mai multe alte substanțe se numesc reacții de descompunere.

Pentru a obține oxigen în laborator, se folosesc următorii compuși care conțin oxigen:

Permanganat de potasiu KMnO4 (denumire comună permanganat de potasiu; substanța este un dezinfectant comun)

Clorat de potasiu, KClO3

O cantitate mică de catalizator - oxid de mangan (IV) MnO2 - se adaugă la cloratul de potasiu, astfel încât descompunerea compusului să aibă loc odată cu eliberarea de oxigen1.

Structura moleculară a hidrurilor de calcogen H2E poate fi analizat folosind metoda orbitalului molecular (MO). Ca exemplu, luați în considerare schema orbitalilor moleculari ai unei molecule de apă (Fig. 3)

Pentru construcție (Pentru detalii, vezi G. Gray „Electrons and chemical bond”, M., editura „Mir”, 1967, pp. 155-62 și G. L. Miessier, D. A. Tarr, „Inorganic Chemistry”, Prantice Hall Int. Inc. . . ., 1991, p.153-57) din schema MO a moleculei H2O, originea coordonatelor este compatibilă cu atomul de oxigen, iar atomii de hidrogen sunt localizați în planul xz (Fig. 3). Suprapunerea 2s- și 2p-AO a oxigenului cu 1s-AO a hidrogenului este prezentată în Fig. 4. Hidrogenul și oxigenul AO, care au aceeași simetrie și energii similare, participă la formarea MO. Cu toate acestea, contribuția AO la formarea MO este diferită, ceea ce se reflectă în diferite valori ale coeficienților din combinațiile liniare corespunzătoare de AO. Interacțiunea (suprapunerea) a 1s-AO a hidrogenului, 2s- și 2pz-AO a oxigenului duce la formarea legăturii 2a1 și a slăbirii 4a1 MO.

>> Obținerea oxigenului

Obținerea oxigenului

Acest paragraf este despre:

> despre descoperirea oxigenului;
> privind producerea de oxigen în industrie și laboratoare;
> despre reacțiile de descompunere.

Descoperirea oxigenului.

J. Priestley a obținut acest gaz dintr-un compus al cărui nume este oxid de mercur (II). Omul de știință a folosit o lentilă de sticlă pentru a focaliza lumina soarelui asupra materiei.

Într-o versiune modernă, această experiență este prezentată în Figura 54. Când este încălzit, oxidul de mercur (||) (pulbere galbenă) se transformă în mercur și oxigen. Mercurul este eliberat în stare gazoasă și se condensează pe pereții eprubetei sub formă de picături argintii. Oxigenul este colectat peste apă în a doua eprubetă.

Acum metoda Priestley nu este folosită deoarece vaporii de mercur sunt toxici. Oxigenul este produs prin alte reacții similare cu cea discutată. Ele apar de obicei atunci când sunt încălzite.

Reacțiile în care dintr-o singură substanță se formează mai multe alte substanțe se numesc reacții de descompunere.

Pentru a obține oxigen în laborator, se folosesc următorii compuși care conțin oxigen:

Permanganat de potasiu KMnO 4 (denumire comună permanganat de potasiu; substanţă este un dezinfectant comun)

Clorat de potasiu KClO3

La cloratul de potasiu se adaugă o cantitate mică de catalizator - oxid de mangan (IV) MnO 2 - astfel încât descompunerea compusului să aibă loc odată cu eliberarea de oxigen 1 .

Experimentul de laborator nr 8

Obținerea oxigenului prin descompunerea peroxidului de hidrogen H 2 O 2

Se toarnă 2 ml dintr-o soluție de peroxid de hidrogen (denumirea tradițională a acestei substanțe este peroxid de hidrogen) într-o eprubetă. Aprindeți o așchie lungă și stingeți-o (cum procedați cu un chibrit), astfel încât abia să mocnească.
Se toarnă puțin catalizator - pulbere neagră de oxid de mangan (IV) într-o eprubetă cu o soluție de oxid de hidrogen. Observați evoluția viguroasă a gazului. Utilizați o așchie care mocnește pentru a verifica dacă acest gaz este oxigen.

Scrieți o ecuație pentru descompunerea peroxidului de hidrogen, al cărui produs este apa.

În laborator, oxigenul poate fi obţinut şi prin descompunerea azotatului de sodiu NaNO 3 sau a azotatului de potasiu KNO 3 2 . Când sunt încălziți, compușii se topesc mai întâi și apoi se descompun:

1 Când compusul este încălzit fără catalizator, are loc o altă reacție

2 Aceste substanțe sunt folosite ca îngrășăminte. Numele lor comun este salitrul.

Schema 7. Metode de laborator pentru obţinerea oxigenului

Transformați schemele de reacție în ecuații chimice.

Informațiile despre modul în care se obține oxigenul în laborator sunt colectate în Schema 7.

Oxigenul împreună cu hidrogenul sunt produse ale descompunerii apei sub acțiunea unui curent electric:

În natură, oxigenul este produs prin fotosinteză în frunzele verzi ale plantelor. O diagramă simplificată a acestui proces este următoarea:

constatări

Oxigenul a fost descoperit la sfârșitul secolului al XVIII-lea. mai multe oameni de știință .

Oxigenul se obține în industrie din aer, iar în laborator - cu ajutorul reacțiilor de descompunere a unor compuși care conțin oxigen. În timpul unei reacții de descompunere, dintr-o singură substanță se formează două sau mai multe substanțe.

129. Cum se obține oxigenul în industrie? De ce nu se utilizează permanganatul de potasiu sau peroxidul de hidrogen pentru aceasta?

130. Ce reacții se numesc reacții de descompunere?

131. Transformă următoarele scheme de reacție în ecuații chimice:

132. Ce este un catalizator? Cum poate afecta cursul reacțiilor chimice? (Consultați și § 15 pentru răspunsul dvs.)

133. Figura 55 prezintă momentul descompunerii unui solid alb care are formula Cd(NO3)2. Privește cu atenție imaginea și descrie tot ce se întâmplă în timpul reacției. De ce arde o așchie care mocnește? Scrieți ecuația chimică adecvată.

134. Fracția de masă a oxigenului din reziduu după încălzirea azotatului de potasiu KNO3 a fost de 40%. S-a descompus complet acest compus?

Orez. 55. Descompunerea unei substanțe atunci când este încălzită

Popel P. P., Kriklya L. S., Chimie: Pdruch. pentru 7 celule. zahalnosvit. navch. zakl. - K .: Centrul Expoziţional „Academia”, 2008. - 136 p.: il.

Conținutul lecției rezumatul lecției și cadru suport prezentarea lecției tehnologii interactive care accelerează metodele de predare Practică chestionare, testare online sarcini și exerciții teme pentru acasă ateliere și întrebări de instruire pentru discuțiile de clasă Ilustrații materiale video și audio fotografii, imagini grafice, tabele, scheme benzi desenate, pilde, proverbe, cuvinte încrucișate, anecdote, glume, citate Suplimente rezumate cheat sheets cipuri pentru articole curios (MAN) literatura principală și glosar suplimentar de termeni Îmbunătățirea manualelor și lecțiilor corectarea erorilor din manual înlocuirea cunoştinţelor învechite cu altele noi Doar pentru profesori calendar planuri programe de instruire recomandari metodologice