Oxygen (O) nakatayo sa yugto 1, pangkat VI, sa pangunahing subgroup. p-elemento. Elektronikong pagsasaayos 1s22s22p4 . Ang bilang ng mga electron sa panlabas na antas ay 6. Ang oxygen ay maaaring tumanggap ng 2 electron at, sa mga bihirang kaso, ibigay ito. Oxygen valence 2, estado ng oksihenasyon -2.
Mga katangiang pisikal: oxygen ( O2 ) – walang kulay na gas, walang amoy at walang lasa; bahagyang natutunaw sa tubig, bahagyang mas mabigat kaysa sa hangin. Sa -183 °C at 101.325 Pa, ang oxygen ay tunaw, nagiging mala-bughaw ang kulay. Istruktura ng molekula: Ang molekula ng oxygen ay diatomic, malakas sa ilalim ng normal na mga kondisyon, at may magnetic properties. Ang bono sa molekula ay covalent non-polar. Ang oxygen ay may allotropic modification - ozone(O3 ) – isang mas malakas na ahente ng oxidizing kaysa sa oxygen.
Mga katangian ng kemikal: bago ang pagkumpleto ng antas ng enerhiya, kailangan ng oxygen ng 2 electron, na tinatanggap nito na nagpapakita ng estado ng oksihenasyon na -2, ngunit kasama ng fluorine, oxygen OF2 -2 at O2F2 -1. Dahil sa aktibidad ng kemikal nito, ang oxygen ay nakikipag-ugnayan sa halos lahat ng mga simpleng sangkap. Bumubuo ng mga oxide at peroxide na may mga metal:
Ang oxygen ay hindi tumutugon lamang sa platinum. Sa mataas at mataas na temperatura, tumutugon ito sa maraming hindi metal:
Ang oxygen ay hindi direktang nakikipag-ugnayan sa mga halogens. Ang oxygen ay tumutugon sa maraming kumplikadong mga sangkap:
Ang oxygen ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga reaksyon ng pagkasunog:
Maraming mga organikong sangkap ang nasusunog sa oxygen:
Kapag ang acetaldehyde ay na-oxidize sa oxygen, ang acetic acid ay nakuha:
Resibo: sa laboratoryo: 1) sa pamamagitan ng electrolysis ng isang may tubig na solusyon ng alkali: sa kasong ito, ang hydrogen ay inilabas sa katod, at ang oxygen sa anode; 2) agnas ng berthollet salt kapag pinainit: 2KSlO3?2KSl + 3O2?; 3) napakadalisay na oxygen ay nakukuha: 2KMnO4?K2MnO4 + MnO2 + O2?.
Paghahanap sa kalikasan: oxygen ang bumubuo sa 47.2% ng masa ng crust ng lupa. Sa libreng estado, ito ay nakapaloob sa hangin sa atmospera - 21%. Ito ay bahagi ng maraming natural na mineral, isang malaking halaga nito ay matatagpuan sa mga organismo ng mga halaman at hayop. Ang natural na oxygen ay binubuo ng 3 isotopes: O(16), O(17), O(18).
Application: ginagamit sa kemikal, industriyang metalurhiko, sa medisina.
24. Ozone at mga katangian nito
Sa solid state, ang oxygen ay may tatlong pagbabago: ?-, ?- at ?- modifications. Ozone ( O3 ) – isa sa mga allotropic na pagbabago ng oxygen . Istruktura ng molekula: Ang ozone ay may non-linear na molekular na istraktura na may anggulo sa pagitan ng mga atomo na 117°. Ang molekula ng ozone ay may isang tiyak na polarity (sa kabila ng mga atomo ng parehong uri na bumubuo sa molekula ng osono), ito ay diamagnetic, dahil wala itong mga hindi magkapares na electron.
Mga katangiang pisikal: ozone ay isang asul na gas na may isang katangian amoy; molekular na timbang = 48, punto ng pagkatunaw (solid) = 192.7 °C, punto ng kumukulo = 111.9 °C. Ang likido at solidong ozone ay sumasabog, nakakalason, at lubos na natutunaw sa tubig: sa 0 °C, hanggang 49 na volume ng ozone ang natutunaw sa 100 volume ng tubig.
Mga katangian ng kemikal: Ang Ozone ay isang malakas na ahente ng oxidizing, na-oxidize nito ang lahat ng mga metal, kabilang ang ginto - Au at platinum - Pt (at mga metal na pangkat ng platinum). Ang ozone ay kumikilos sa isang makintab na plato na pilak, na agad na natatakpan ng itim na pilak na peroxide - Ag2O2; papel na moistened na may turpentine ignites, sulfur compounds ng mga metal ay oxidized sa salts ng sulfuric acid; maraming mga tina ang kupas; sumisira ng organikong bagay - habang ang molekula ng ozone ay humihiwalay sa isang atom ng oxygen, at ang ozone ay nagiging ordinaryong oxygen. Pati na rin ang karamihan sa mga di-metal, pinapalitan nito ang mga mas mababang oksido sa mas mataas, at ang mga sulfide ng kanilang mga metal sa kanilang mga sulpate:
Ang ozone ay nag-oxidize ng potassium iodide sa molecular iodine:
Ngunit sa hydrogen peroxide H2O2, ang ozone ay kumikilos bilang isang ahente ng pagbabawas:
Sa kemikal, ang mga molekula ng ozone ay hindi matatag - ang ozone ay maaaring kusang mabulok sa molekular na oxygen:
Resibo: Ang ozone ay ginawa sa mga ozonizer sa pamamagitan ng pagpasa ng mga electric spark sa pamamagitan ng oxygen o hangin. Ang pagbuo ng ozone mula sa oxygen:
Ang ozone ay maaaring mabuo sa panahon ng oksihenasyon ng wet phosphorus, resinous substances. Ozone Detector: upang matukoy ang pagkakaroon ng ozone sa hangin, kinakailangang isawsaw ang isang piraso ng papel na binasa sa isang solusyon ng potassium iodide at starch paste sa hangin - kung ang piraso ng papel ay naging asul, nangangahulugan ito na ang ozone ay naroroon sa hangin. Paghahanap sa kalikasan: Sa kapaligiran, ang ozone ay nabuo sa panahon ng mga paglabas ng kuryente. Application: bilang isang malakas na ahente ng oxidizing, ang ozone ay sumisira sa iba't ibang uri ng bakterya, samakatuwid ito ay malawakang ginagamit upang linisin ang tubig at disimpektahin ang hangin, at ginagamit bilang isang pampaputi.
Omnipresent, omnipotent at invisible - lahat ito ay tungkol sa kanya. Wala rin itong lasa o amoy. Tila ang pag-uusap ay tungkol sa isang bagay na wala sa lahat. Gayunpaman, ang sangkap na ito ay umiiral, bukod pa rito: kung wala ito, ang sangkatauhan ay masusuffocate lamang. Samakatuwid, malamang, agad na tinawag ni Lavoisier ang gas na ito na "vital gas".
Oxygen omnipotent
Ayon sa mga taong relihiyoso, tanging ang Diyos lamang ang maaaring maging omnipresent, omnipotent at sa parehong oras ay hindi nakikita. Sa katunayan, ang lahat ng tatlong epithet na ito ay maaaring maiugnay sa elemento ng kemikal na may atomic number 8 - oxygen. Kung ang mga halaman ay hindi nagko-convert ng tubig at carbon dioxide sa mga organikong compound sa panahon ng photosynthesis, at ang prosesong ito ay hindi sinamahan ng paglabas ng nakagapos na oxygen, kung gayon, sa mabilis na pagkaubos ng oxygen sa atmospera, ang buong mundo ng hayop, kabilang ang sangkatauhan, ay malapit nang ma-suffocate.
Ang oxygen ay nasa lahat ng dako: hindi lamang hangin, tubig at lupa, kundi ikaw at ako, ang ating pagkain, inumin, damit ay higit na binubuo nito; Karamihan sa mga sangkap sa paligid natin ay naglalaman ng oxygen. Ang kapangyarihan ng oxygen ay naipakita na sa katotohanang nilalanghap natin ito, at ang paghinga ay kasingkahulugan ng buhay. At ang oxygen ay maaari ding ituring na omnipotent dahil ang makapangyarihang elemento ng apoy, bilang panuntunan, ay lubos na nakadepende sa ating kandidato para sa lahat ng dako at makapangyarihan sa lahat.
Tulad ng para sa ikatlong epithet - "hindi nakikita", kung gayon marahil ay hindi na kailangan ng patunay. Sa ilalim ng mga ordinaryong kondisyon, ang elemental na oxygen ay hindi lamang walang kulay at samakatuwid ay hindi nakikita, ngunit hindi rin nakikita, hindi nakikita ng anumang mga organo ng pakiramdam. Totoo, ang kakulangan, at higit pa sa kakulangan ng oxygen, mararamdaman natin kaagad ...
Pagtuklas: ika-18 siglo
Ang katotohanan na ang oxygen ay hindi nakikita, walang lasa, walang amoy, puno ng gas sa ilalim ng ordinaryong mga kondisyon, ay naantala ang pagtuklas nito sa loob ng mahabang panahon. Maraming mga siyentipiko sa nakaraan ang nahulaan na mayroong isang sangkap na may mga katangian na, tulad ng alam natin ngayon, ay likas sa oxygen.
pagbubukas oxygen (Ingles oxygen, Pranses oxygen, Aleman Sauerstoff) ay minarkahan ang simula ng modernong panahon sa pagbuo ng kimika. Mula noong sinaunang panahon, alam na ang hangin ay kailangan para sa pagkasunog, ngunit sa maraming siglo ang proseso ng pagkasunog ay nanatiling hindi maunawaan. Lamang sa siglo XVII. Sina Mayow at Boyle, na independyente sa isa't isa, ay nagmungkahi na mayroong ilang sangkap sa hangin na sumusuporta sa pagkasunog.
Ang oxygen ay natuklasan halos sabay-sabay at independiyente sa isa't isa ng dalawang natatanging chemist ng ikalawang kalahati ng ika-18 siglo, ang Swede na si Carl Wilhelm Scheele at ang Englishman na si Joseph Priestley. Si Scheele ay nakatanggap ng oxygen nang mas maaga, ngunit ang kanyang treatise na On Air and Fire, na naglalaman ng impormasyon tungkol sa oxygen, ay nai-publish sa ibang pagkakataon kaysa sa pagtuklas ni Priestley.
Joseph
Priestley
“Agosto 1, 1774, sinubukan kong kumuha ng hangin mula sa mercury scale at nalaman kong madaling maalis ang hangin mula rito sa pamamagitan ng isang lente. Ang hangin na ito ay hindi nasisipsip ng tubig. Isipin ang aking pagkamangha nang matuklasan ko na ang kandila ay nagniningas sa hangin na ito na may kakaibang maliwanag na apoy. Sinubukan kong maghanap ng paliwanag para sa hindi pangkaraniwang bagay na ito.
Gayunpaman, ang pangunahing pigura sa kasaysayan ng pagtuklas ng oxygen ay hindi Scheele o Priestley. Nakatuklas sila ng bagong gas - at wala nang iba pa. Isusulat ni Friedrich Engels ang tungkol dito sa bandang huli: “Hindi nila nalaman kung ano ang nasa kanilang mga kamay. Ang elemento na nakatakdang baguhin ang kimika ay nawala nang walang bakas sa kanilang mga kamay ... Samakatuwid, nananatiling Lavoisier ang aktwal na nakatuklas ng oxygen, at hindi ang dalawa na naglalarawan lamang ng oxygen, hindi man lang hinulaan kung ano ang kanilang inilalarawan.
Ang isang detalyadong pag-aaral ng mga katangian ng oxygen at ang papel nito sa mga proseso ng pagkasunog at pagbuo ng mga oxide ay humantong kay Lavoisier sa maling konklusyon na ang gas na ito ay isang prinsipyo na bumubuo ng acid. Noong 1779, ipinakilala ni Lavoisier ang pangalan para sa oxygen Oxygenium(mula sa Griyego"oxide" - "maasim" at "gennao" - nanganak ako) - "nagsilang ng mga acid".
"Oxidative" na elemento
Ang oxygen ay isang walang kulay (sa isang makapal na layer - asul) na gas na walang lasa at amoy. Ito ay bahagyang mas mabigat kaysa sa hangin at bahagyang natutunaw sa tubig. Kapag pinalamig sa -183°C, ang oxygen ay nagiging isang mobile na asul na likido, at sa -219°C ito ay nagyeyelo.
Tulad ng nararapat para sa isang elemento na sumasakop sa isang lugar sa kanang sulok sa itaas ng periodic table, ang oxygen ay isa sa mga pinaka-aktibong non-metal na elemento at may binibigkas na mga katangian ng oxidizing. Kung masasabi ko, isang elemento lamang, ang fluorine, ang mas nakaka-oxidize kaysa sa oxygen. Iyon ang dahilan kung bakit ang mga likidong tangke ng oxygen ay isang kinakailangang accessory para sa karamihan ng mga likidong rocket engine. Ang isang compound ng oxygen ay nakuha kahit na may tulad na chemically passive gas bilang xenon.
Para sa pagbuo ng isang aktibong reaksyon ng oxygen na may pinaka-simple at kumplikadong mga sangkap, kinakailangan ang pag-init - upang mapagtagumpayan ang potensyal na hadlang na pumipigil sa proseso ng kemikal. Sa tulong ng mga catalyst na nagbabawas sa enerhiya ng pag-activate, ang mga proseso ay maaaring magpatuloy nang walang pag-init, lalo na, ang kumbinasyon ng oxygen na may hydrogen.
Ang mataas na oxidizing power ng oxygen ay sumasailalim sa pagkasunog ng lahat ng uri ng gasolina, kabilang ang pulbura, na hindi nangangailangan ng atmospheric oxygen para sa combustion: sa proseso ng pagkasunog ng naturang mga sangkap, ang oxygen ay inilabas mula sa kanilang sarili.
Ang mga proseso ng mabagal na oksihenasyon ng iba't ibang mga sangkap sa ordinaryong temperatura ay hindi gaanong mahalaga para sa buhay kaysa sa pagkasunog ay para sa enerhiya.
Ang mabagal na oksihenasyon ng mga sangkap ng pagkain sa ating katawan ay ang "energy base" ng buhay. Pansinin natin na ang ating katawan ay hindi gumagamit ng inhaled oxygen nang napakatipid: sa exhaled air, ang oxygen ay humigit-kumulang 16%. Ang init ng nabubulok na dayami ay resulta ng mabagal na oksihenasyon ng organikong bagay na pinagmulan ng halaman. Ang mabagal na oksihenasyon ng pataba at humus ay nagpapainit sa mga greenhouse.
Application: "dagat ng enerhiya"
Ginagamit ang oxygen sa medikal na kasanayan, at hindi lamang sa mga sakit sa baga at puso, kapag mahirap huminga. Ang pang-ilalim ng balat na pangangasiwa ng oxygen ay napatunayang isang mabisang paggamot para sa mga malulubhang sakit gaya ng gangrene, thrombophlebitis, elephantiasis, at trophic ulcers.
Ito ay hindi gaanong mahalaga para sa industriya. Ang pagpapayaman ng hangin na may oxygen ay gumagawa ng maraming teknolohikal na proseso batay sa oksihenasyon na mas mahusay, mas mabilis, mas matipid. At sa ngayon, halos lahat ng thermal energy ay batay sa naturang mga proseso. Ginagawang bakal ang bakal imposible din kung walang oxygen. Ito ay oxygen na "nag-aalis" ng labis na carbon mula sa cast iron. Kasabay nito, ang kalidad ng bakal ay napabuti din. Kailangan ng oxygen at non-ferrous metalurhiya. Ang likidong oxygen ay nagsisilbi propellant oxidizer.
Kapag ang hydrogen ay sinunog sa isang stream ng oxygen, isang napaka-ordinaryong sangkap ay nabuo - H 2 O. Siyempre, upang makuha ang sangkap na ito, ang isa ay hindi dapat makisali sa pagkasunog ng hydrogen (na, sa pamamagitan ng paraan, ay madalas na nakuha mula sa tubig). Ang layunin ng prosesong ito ay naiiba, magiging malinaw kung ang parehong reaksyon ay nakasulat nang buo, na isinasaalang-alang hindi lamang ang mga produktong kemikal, kundi pati na rin ang enerhiya na inilabas sa panahon ng reaksyon: H 2 + 0.5 O 2 \u003d H 2 O + 68317 calories.
Halos pitumpung malalaking calorie kada gramo-molekula! Kaya maaari kang makakuha ng hindi lamang isang "dagat ng tubig", kundi isang "dagat ng enerhiya". Para dito, ang tubig ay nakukuha sa mga jet engine na tumatakbo sa hydrogen at oxygen.
Ang parehong reaksyon ay ginagamit para sa hinang at pagputol ng mga metal. Totoo, sa rehiyong ito, ang hydrogen ay maaaring mapalitan ng acetylene. Sa pamamagitan ng paraan, ang acetylene ay lalong ginagawa sa isang malaking sukat nang tumpak sa tulong ng oxygen, sa mga proseso ng thermal-oxidative cracking: 6CH 4 + 4O 2 = C 2 H 2 + 8H 2 + ZCO + CO 2 + ZH 2 O .
Ito ay isa lamang halimbawa paggamit ng oxygen sa industriya ng kemikal. Ang oxygen ay kinakailangan para sa paggawa ng maraming mga sangkap (isipin lamang ang nitric acid), para sa gasification ng karbon, langis, langis ng gasolina ...
Ang anumang porous na nasusunog na sangkap, halimbawa, sawdust, na pinapagbinhi ng isang mala-bughaw na malamig na likido - likidong oxygen, ay nagiging isang paputok. Ang mga naturang sangkap ay tinatawag oxyliquites at, kung kinakailangan, maaaring palitan ang dinamita sa pagbuo ng mga deposito ng mineral.
Ang taunang produksyon (at pagkonsumo) ng oxygen sa mundo ay sinusukat sa milyun-milyong tonelada. Bukod sa oxygen na nalalanghap natin.
Paggawa ng oxygen
Ang mga pagtatangka na lumikha ng mas marami o hindi gaanong malakas na industriya ng oxygen ay ginawa noong nakaraang siglo sa maraming bansa. Ngunit mula sa isang ideya hanggang sa isang teknikal na pagpapatupad ay kadalasang mayroong "malaking distansya"...
Ang partikular na mabilis na pag-unlad ng industriya ng oxygen ay nagsimula pagkatapos ng pag-imbento ng turboexpander ng Academician P.L. Kapitsa at ang paglikha ng mga makapangyarihang planta ng paghihiwalay ng hangin.
Ang pinakamadaling paraan upang makakuha ng oxygen ay mula sa hangin, dahil ang hangin ay hindi isang tambalan, at ito ay hindi napakahirap na paghiwalayin ang hangin. Ang mga punto ng kumukulo ng nitrogen at oxygen ay nag-iiba (sa atmospheric pressure) ng 12.8°C. Samakatuwid, ang likidong hangin ay maaaring paghiwalayin sa mga bahagi sa mga haligi ng distillation sa parehong paraan tulad ng, halimbawa, ang langis ay nahahati. Ngunit upang gawing likido ang hangin, dapat itong palamig sa minus 196°C. Masasabi nating ang problema sa pagkuha ng oxygen ay ang problema ng paglamig.
Upang makakuha ng malamig sa tulong ng ordinaryong hangin, ang huli ay dapat na i-compress, at pagkatapos ay pinapayagan na palawakin at sa parehong oras gawin itong mekanikal na gawain. Pagkatapos, alinsunod sa mga batas ng pisika, ang hangin ay dapat palamigin. Ang mga makina na gumagawa nito ay tinatawag na mga nagpapalawak.
Upang makakuha ng likidong hangin gamit ang mga expander ng piston, kailangan ang mga presyon ng pagkakasunud-sunod ng 200 atmospheres. Ang kahusayan ng pag-install ay bahagyang mas mataas kaysa sa isang steam engine. Ang pag-install ay naging kumplikado, mahirap, mahal. Sa pagtatapos ng dekada thirties, iminungkahi ng pisiko ng Sobyet na si Academician P.L. Kapitsa ang paggamit ng turbine bilang expander. Ang pangunahing tampok ng Kapitza turboexpander ay ang hangin sa loob nito ay lumalawak hindi lamang sa nozzle apparatus, kundi pati na rin sa mga blades ng impeller. Sa kasong ito, ang gas ay gumagalaw mula sa paligid ng gulong patungo sa gitna, na nagtatrabaho laban sa mga puwersang sentripugal.
"Ginagawa" ng turboexpander ang lamig na may naka-compress na hangin sa ilang atmospheres lang. Ang enerhiya na ibinibigay ng lumalawak na hangin ay hindi nasayang, ginagamit ito upang paikutin ang rotor ng electric current generator.
Ang mga modernong halaman sa paghihiwalay ng hangin, kung saan nakuha ang malamig sa tulong ng mga turbo-expander, ay nagbibigay ng mga industriya, pangunahin ang metalurhiya at kimika, na may daan-daang libong metro kubiko ng gas na oxygen.
Kapag ang pagputol ng metal, ito ay isinasagawa sa pamamagitan ng isang mataas na temperatura ng apoy ng gas na nakuha sa pamamagitan ng pagsunog ng isang nasusunog na gas o likidong singaw na may halong komersyal na purong oxygen.
Ang oxygen ay ang pinaka-masaganang elemento sa mundo matatagpuan sa anyo ng mga kemikal na compound na may iba't ibang mga sangkap: sa lupa - hanggang sa 50% ng masa, kasama ng hydrogen sa tubig - tungkol sa 86% ng masa at sa hangin - hanggang sa 21% ng dami at 23% ng masa.
Ang oxygen sa ilalim ng normal na mga kondisyon (temperatura 20 ° C, presyon 0.1 MPa) ay isang walang kulay, hindi nasusunog na gas, bahagyang mas mabigat kaysa sa hangin, walang amoy, ngunit aktibong sumusuporta sa pagkasunog. Sa normal na presyon ng atmospera at isang temperatura ng 0 ° C, ang masa ng 1 m 3 ng oxygen ay 1.43 kg, at sa isang temperatura ng 20 ° C at normal na presyon ng atmospera - 1.33 kg.
Ang oxygen ay may mataas na reaktibiti, na bumubuo ng mga compound na may lahat ng elemento ng kemikal, maliban sa (argon, helium, xenon, krypton at neon). Ang mga reaksyon ng compound na may oxygen ay nagpapatuloy sa pagpapalabas ng isang malaking halaga ng init, iyon ay, sila ay exothermic sa kalikasan.
Kapag ang naka-compress na gas na oxygen ay nakipag-ugnayan sa mga organikong sangkap, langis, taba, alikabok ng karbon, nasusunog na plastik, maaari silang kusang mag-apoy bilang resulta ng paglabas ng init sa panahon ng mabilis na pag-compress ng oxygen, friction at epekto ng mga solidong particle sa metal, pati na rin ang electrostatic spark discharge. Samakatuwid, kapag gumagamit ng oxygen, kailangang mag-ingat upang matiyak na hindi ito madikit sa mga nasusunog at nasusunog na sangkap.
Ang lahat ng kagamitan sa oxygen, mga linya ng oxygen at mga silindro ay dapat na lubusang ma-degrease. ito ay may kakayahang bumuo ng mga paputok na halo na may mga nasusunog na gas o mga likidong nasusunog na singaw sa isang malawak na hanay, na maaari ring humantong sa mga pagsabog sa pagkakaroon ng isang bukas na apoy o kahit isang spark.
Ang mga nabanggit na katangian ng oxygen ay dapat palaging isaisip kapag ginagamit ito sa mga proseso ng paggamot sa apoy.
Ang hangin sa atmospera ay pangunahing isang mekanikal na halo ng tatlong gas na may sumusunod na dami ng nilalaman: nitrogen - 78.08%, oxygen - 20.95%, argon - 0.94%, ang natitira ay carbon dioxide, nitrous oxide, atbp. Ang oxygen ay nakukuha sa pamamagitan ng paghihiwalay ng hangin sa oxygen at sa pamamagitan ng paraan ng malalim na paglamig (liquefaction), kasama ang paghihiwalay ng argon, ang paggamit nito ay patuloy na tumataas sa. Ang nitrogen ay ginagamit bilang isang shielding gas kapag hinang ang tanso.
Ang oxygen ay maaaring makuha sa kemikal o sa pamamagitan ng electrolysis ng tubig. Mga pamamaraan ng kemikal hindi produktibo at hindi matipid. Sa tubig electrolysis ang direktang kasalukuyang oxygen ay nakukuha bilang isang by-product sa paggawa ng purong hydrogen.
Ang oxygen ay ginawa sa industriya mula sa hangin sa atmospera sa pamamagitan ng malalim na paglamig at pagwawasto. Sa mga pag-install para sa paggawa ng oxygen at nitrogen mula sa hangin, ang huli ay nililinis ng mga nakakapinsalang impurities, naka-compress sa isang compressor sa naaangkop na presyon ng cycle ng pagpapalamig na 0.6-20 MPa at pinalamig sa mga heat exchanger sa isang temperatura ng pagkatunaw, ang pagkakaiba sa ang temperatura ng oxygen at nitrogen liquefaction ay 13 ° C, na sapat para sa kanilang kumpletong paghihiwalay sa likidong bahagi.
Ang likidong purong oxygen ay nag-iipon sa air separation apparatus, evaporates at kinokolekta sa isang gas holder, mula sa kung saan ito ay pumped sa cylinders sa pamamagitan ng isang compressor sa isang presyon ng hanggang sa 20 MPa.
Ang teknikal na oxygen ay dinadala din sa pamamagitan ng pipeline. Ang presyon ng oxygen na dinadala sa pamamagitan ng pipeline ay dapat na napagkasunduan sa pagitan ng tagagawa at ng mamimili. Ang oxygen ay inihatid sa lugar sa mga cylinder ng oxygen, at sa likidong anyo - sa mga espesyal na sisidlan na may mahusay na thermal insulation.
Upang gawing gas ang likidong oxygen, ginagamit ang mga gasifier o pump na may mga liquid oxygen evaporator. Sa normal na presyon ng atmospera at temperatura na 20 ° C, ang 1 dm 3 ng likidong oxygen sa panahon ng pagsingaw ay nagbibigay ng 860 dm 3 ng gas na oxygen. Samakatuwid, ipinapayong maghatid ng oxygen sa lugar ng hinang sa isang likidong estado, dahil binabawasan nito ang bigat ng tare ng 10 beses, na nakakatipid ng metal para sa paggawa ng mga cylinder, at binabawasan ang gastos ng transportasyon at pag-iimbak ng mga cylinder.
Para sa hinang at pagputol ayon sa -78 teknikal na oxygen ay ginawa sa tatlong grado:
- 1st - kadalisayan na hindi bababa sa 99.7%
- Ika-2 - hindi bababa sa 99.5%
- Ika-3 - hindi bababa sa 99.2% sa dami
Ang kadalisayan ng oxygen ay napakahalaga para sa pagputol ng oxyfuel. Ang mas kaunting mga dumi ng gas na nilalaman nito, mas mataas ang bilis ng pagputol, mas malinis at mas kaunting pagkonsumo ng oxygen.
Ang nilalaman ng artikulo
OXYGEN, Ang O (oxygenium), isang kemikal na elemento ng VIA subgroup ng Periodic Table of Elements: O, S, Se, Te, Po, ay isang miyembro ng pamilyang chalcogen. Ito ang pinakakaraniwang elemento sa kalikasan, ang nilalaman nito sa kapaligiran ng Earth ay 21% (vol.), Sa crust ng lupa sa anyo ng mga compound na tinatayang. 50% (wt.) at sa hydrosphere 88.8% (wt.).
Ang oxygen ay mahalaga para sa buhay sa lupa: ang mga hayop at halaman ay kumakain ng oxygen sa pamamagitan ng paghinga, at ang mga halaman ay naglalabas ng oxygen sa pamamagitan ng photosynthesis. Ang buhay na bagay ay naglalaman ng nakagapos na oxygen hindi lamang sa mga likido ng katawan (mga selula ng dugo, atbp.), kundi pati na rin sa mga carbohydrate (asukal, selulusa, almirol, glycogen), taba, at mga protina. Ang mga clay, bato ay binubuo ng mga silicate at iba pang mga inorganic na compound na naglalaman ng oxygen, tulad ng mga oxide, hydroxides, carbonates, sulfates at nitrates.
Sanggunian sa kasaysayan.
Ang unang impormasyon tungkol sa oxygen ay nakilala sa Europa mula sa mga manuskrito ng Tsino noong ika-8 siglo. Sa simula ng ika-16 na siglo Inilathala ni Leonardo da Vinci ang data na may kaugnayan sa kimika ng oxygen, hindi pa alam na ang oxygen ay isang elemento. Ang mga reaksyon sa pagdaragdag ng oxygen ay inilarawan sa mga gawaing siyentipiko ni S. Gales (1731) at P. Bayen (1774). Ang mga pag-aaral ni K. Scheele noong 1771–1773 ng pakikipag-ugnayan ng mga metal at posporus sa oxygen ay nararapat na espesyal na atensyon. Iniulat ni J. Priestley ang pagtuklas ng oxygen bilang isang elemento noong 1774, ilang buwan pagkatapos iulat ni Bayen ang mga reaksyon sa hangin. Ang pangalang oxygenium ("oxygen") ay ibinigay sa elementong ito sa ilang sandali matapos ang pagkatuklas ni Priestley, at hinango sa mga salitang Griyego para sa "acid-producing"; ito ay dahil sa maling kuru-kuro na ang oxygen ay naroroon sa lahat ng mga acid. Ang paliwanag ng papel ng oxygen sa mga proseso ng paghinga at pagkasunog, gayunpaman, ay kabilang sa A. Lavoisier (1777).
Ang istraktura ng atom.
Anumang natural na oxygen atom ay naglalaman ng 8 proton sa nucleus, ngunit ang bilang ng mga neutron ay maaaring 8, 9 o 10. Ang pinakakaraniwan sa tatlong oxygen isotopes (99.76%) ay 16 8 O (8 proton at 8 neutron). Ang nilalaman ng isa pang isotope, 18 8 O (8 protons at 10 neutrons), ay 0.2% lamang. Ang isotope na ito ay ginagamit bilang isang label o para sa pagkakakilanlan ng ilang mga molekula, gayundin para sa biochemical at medikal-kemikal na pag-aaral (isang paraan para sa pag-aaral ng mga di-radioactive na bakas). Ang ikatlong non-radioactive oxygen isotope 17 8 O (0.04%) ay naglalaman ng 9 neutron at may mass number na 17. Matapos ang mass ng carbon isotope 12 6 C ay tinanggap ng International Commission bilang karaniwang atomic mass noong 1961, ang Ang timbang na average na atomic mass ng oxygen ay naging 15, 9994. Hanggang 1961, itinuturing ng mga chemist ang karaniwang yunit ng atomic mass bilang atomic mass ng oxygen, na ipinapalagay na 16,000 para sa pinaghalong tatlong natural na oxygen isotopes. Kinuha ng mga physicist ang mass number ng oxygen isotope 16 8 O bilang isang standard unit ng atomic mass, samakatuwid, ayon sa physical scale, ang average na atomic mass ng oxygen ay 16.0044.
Mayroong 8 electron sa isang oxygen atom, na may 2 electron sa panloob na antas at 6 na electron sa panlabas. Samakatuwid, sa mga kemikal na reaksyon, ang oxygen ay maaaring tumanggap mula sa mga donor hanggang sa dalawang electron, na kumukumpleto sa panlabas na shell nito hanggang 8 electron at bumubuo ng labis na negatibong singil.
Molekular na oxygen.
Tulad ng karamihan sa iba pang mga elemento, ang mga atomo na kulang sa 1–2 electron upang makumpleto ang panlabas na shell ng 8 electron, ang oxygen ay bumubuo ng diatomic molecule. Ang prosesong ito ay naglalabas ng maraming enerhiya (~490 kJ/mol) at, nang naaayon, ang parehong halaga ng enerhiya ay dapat na gastusin para sa baligtad na proseso ng paghihiwalay ng molekula sa mga atomo. Ang lakas ng O–O bond ay napakataas na sa 2300°C 1% lamang ng mga molekula ng oxygen ang naghihiwalay sa mga atomo. (Kapansin-pansin na sa pagbuo ng nitrogen molecule N 2 ang lakas ng N–N bond ay mas mataas pa, ~710 kJ/mol.)
Elektronikong istraktura.
Sa elektronikong istraktura ng molekula ng oxygen, tulad ng maaaring inaasahan, ang pamamahagi ng mga electron sa pamamagitan ng isang octet sa paligid ng bawat atom ay hindi natanto, ngunit may mga hindi magkapares na mga electron, at ang oxygen ay nagpapakita ng mga katangian na tipikal ng naturang istraktura (halimbawa, nakikipag-ugnayan ito sa isang magnetic field, pagiging isang paramagnet).
Mga reaksyon.
Sa ilalim ng naaangkop na mga kondisyon, ang molekular na oxygen ay tumutugon sa halos anumang elemento maliban sa mga marangal na gas. Gayunpaman, sa ilalim ng mga kondisyon ng silid, ang mga pinaka-aktibong elemento lamang ang tumutugon sa oxygen nang mas mabilis. Malamang na ang karamihan sa mga reaksyon ay nagpapatuloy lamang pagkatapos ng paghihiwalay ng oxygen sa mga atomo, at ang paghihiwalay ay nangyayari lamang sa napakataas na temperatura. Gayunpaman, ang mga catalyst o iba pang mga sangkap sa reacting system ay maaaring magsulong ng dissociation ng O 2 . Alam na ang alkali (Li, Na, K) at alkaline earth (Ca, Sr, Ba) na mga metal ay tumutugon sa molecular oxygen upang bumuo ng mga peroxide:
Resibo at aplikasyon.
Dahil sa pagkakaroon ng libreng oxygen sa kapaligiran, ang pinaka-epektibong paraan ng pagkuha nito ay ang liquefaction ng hangin, kung saan ang mga impurities, CO 2 , alikabok, atbp. kemikal at pisikal na pamamaraan. Kasama sa cyclic na proseso ang compression, cooling at expansion, na humahantong sa liquefaction ng hangin. Sa isang mabagal na pagtaas ng temperatura (fractional distillation), ang likidong hangin ay sumingaw muna sa mga noble gas (ang pinakamahirap na tunawin), pagkatapos ay nitrogen, at likidong oxygen ay nananatili. Bilang resulta, ang likidong oxygen ay naglalaman ng mga bakas ng mga marangal na gas at medyo mataas na porsyento ng nitrogen. Para sa maraming mga aplikasyon, ang mga impurities na ito ay hindi nakakasagabal. Gayunpaman, upang makakuha ng oxygen na may mataas na kadalisayan, ang proseso ng paglilinis ay dapat na paulit-ulit. Ang oxygen ay nakaimbak sa mga tangke at mga silindro. Ito ay ginagamit sa malalaking dami bilang isang oxidizer para sa kerosene at iba pang panggatong sa mga rocket at spacecraft. Gumagamit ang industriya ng bakal ng oxygen gas upang mag-ihip ng bakal sa pamamagitan ng proseso ng Bessemer upang maalis ang mga dumi ng C, S at P nang mabilis at mahusay. Ang pagsabog ng oxygen ay gumagawa ng bakal na mas mabilis at mas mahusay kaysa sa sabog ng hangin. Ginagamit din ang oxygen para sa hinang at pagputol ng mga metal (oxy-acetylene flame). Ginagamit din ang oxygen sa medisina, halimbawa, upang pagyamanin ang kapaligiran sa paghinga ng mga pasyenteng nahihirapang huminga. Ang oxygen ay maaaring makuha sa pamamagitan ng iba't ibang kemikal na pamamaraan, at ang ilan sa mga ito ay ginagamit upang makakuha ng maliit na halaga ng purong oxygen sa laboratory practice.
Electrolysis.
Ang isa sa mga pamamaraan para sa pagkuha ng oxygen ay ang electrolysis ng tubig na naglalaman ng maliliit na karagdagan ng NaOH o H 2 SO 4 bilang isang katalista: 2H 2 O ® 2H 2 + O 2. Sa kasong ito, ang mga maliliit na impurities ng hydrogen ay nabuo. Sa tulong ng isang discharge device, ang mga bakas ng hydrogen sa pinaghalong gas ay muling binago sa tubig, ang mga singaw na kung saan ay inalis sa pamamagitan ng pagyeyelo o adsorption.
Thermal dissociation.
Ang isang mahalagang paraan ng laboratoryo para sa pagkuha ng oxygen, na iminungkahi ni J. Priestley, ay ang thermal decomposition ng heavy metal oxides: 2HgO ® 2Hg + O 2 . Para dito, itinuon ni Priestley ang mga sinag ng araw sa mercury oxide powder. Ang isang kilalang pamamaraan ng laboratoryo ay din ang thermal dissociation ng mga oxosalts, halimbawa, potassium chlorate sa pagkakaroon ng isang katalista - manganese dioxide:
Ang Manganese dioxide, na idinagdag sa maliliit na halaga bago ang calcination, ay ginagawang posible na mapanatili ang kinakailangang temperatura at rate ng dissociation, at ang MnO 2 mismo ay hindi nagbabago sa panahon ng proseso.
Ang mga paraan ng thermal decomposition ng nitrates ay ginagamit din:
pati na rin ang mga peroxide ng ilang aktibong metal, halimbawa:
2BaO 2 ® 2BaO + O 2
Ang huling pamamaraan ay sa isang pagkakataon ay malawakang ginagamit upang kunin ang oxygen mula sa atmospera at binubuo sa pagpainit ng BaO sa hangin hanggang sa nabuo ang BaO 2, na sinusundan ng thermal decomposition ng peroxide. Ang paraan ng thermal decomposition ay nagpapanatili ng kahalagahan nito para sa produksyon ng hydrogen peroxide.
| ILANG PISIKAL NA KATANGIAN NG OXYGEN | |
| atomic number | 8 |
| Mass ng atom | 15,9994 |
| Punto ng pagkatunaw, °С | –218,4 |
| Boiling point, °C | –183,0 |
| Densidad | |
| solid, g / cm 3 (sa t pl) | 1,27 |
| likido g / cm 3 (sa t kip) | 1,14 |
| gaseous, g / dm 3 (sa 0 ° C) | 1,429 |
| may kaugnayan sa hangin | 1,105 |
| kritikal a, g / cm 3 | 0,430 |
| Kritikal na temperatura a, °C | –118,8 |
| Kritikal na presyon a, atm | 49,7 |
| Solubility, cm 3 /100 ml ng solvent | |
| sa tubig (0°C) | 4,89 |
| sa tubig (100°C) | 1,7 |
| sa alkohol (25°C) | 2,78 |
| Radius, Å | 0,74 |
| covalent | 0,66 |
| ionic (O 2–) | 1,40 |
| Potensyal ng ionization, V | |
| una | 13,614 |
| pangalawa | 35,146 |
| Electronegativity (F=4) | 3,5 |
| a Ang temperatura at presyon kung saan ang density ng isang gas at isang likido ay pareho. | |
pisikal na katangian.
Ang oxygen sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay isang walang kulay, walang amoy at walang lasa na gas. Ang likidong oxygen ay may maputlang asul na kulay. Ang solidong oxygen ay umiiral sa hindi bababa sa tatlong mga pagbabagong mala-kristal. Ang gas na oxygen ay natutunaw sa tubig at malamang na bumubuo ng hindi matatag na mga compound tulad ng O 2 H H 2 O, at posibleng O 2 H 2H 2 O.
Mga katangian ng kemikal.
Tulad ng nabanggit na, ang aktibidad ng kemikal ng oxygen ay natutukoy sa pamamagitan ng kakayahang mag-dissociate sa mga atomo ng O, na lubos na reaktibo. Tanging ang pinaka-aktibong mga metal at mineral ay tumutugon sa O 2 sa isang mataas na rate sa mababang temperatura. Ang pinaka-aktibong alkali (IA subgroups) at ilang alkaline earth (IIA subgroups) na mga metal ay bumubuo ng mga peroxide gaya ng NaO 2 at BaO 2 na may O 2 . Ang ibang mga elemento at compound ay tumutugon lamang sa produkto ng paghihiwalay O 2 . Sa ilalim ng angkop na mga kondisyon, ang lahat ng mga elemento, maliban sa mga marangal na gas at mga metal na Pt, Ag, Au, ay tumutugon sa oxygen. Ang mga metal na ito ay bumubuo rin ng mga oxide, ngunit sa ilalim ng mga espesyal na kondisyon.
Ang elektronikong istraktura ng oxygen (1s 2 2s 2 2p 4) ay tulad na ang O atom ay tumatanggap ng dalawang electron sa panlabas na antas upang bumuo ng isang matatag na panlabas na shell ng elektron, na bumubuo ng isang O 2– ion. Sa alkali metal oxides, nakararami ang mga ionic bond ay nabuo. Maaaring ipagpalagay na ang mga electron ng mga metal na ito ay halos ganap na iginuhit sa oxygen. Sa mga oxide ng hindi gaanong aktibong mga metal at non-metal, ang paglipat ng mga electron ay hindi kumpleto, at ang negatibong density ng singil sa oxygen ay hindi gaanong binibigkas, kaya ang bono ay hindi gaanong ionic o mas covalent.
Sa panahon ng oksihenasyon ng mga metal na may oxygen, ang init ay inilabas, ang laki nito ay nauugnay sa lakas ng M-O bond. Sa panahon ng oksihenasyon ng ilang mga di-metal, ang init ay nasisipsip, na nagpapahiwatig ng kanilang mas mahina na mga bono sa oxygen. Ang mga naturang oxide ay thermally unstable (o hindi gaanong stable kaysa sa ionically bonded oxides) at kadalasang lubhang reaktibo. Ipinapakita ng talahanayan para sa paghahambing ang mga halaga ng mga enthalpies ng pagbuo ng mga oxide ng pinakakaraniwang mga metal, mga metal na transisyon at mga di-metal, mga elemento ng A- at B-subgroup (ang minus sign ay nangangahulugang paglabas ng init).
Maraming pangkalahatang konklusyon ang maaaring makuha tungkol sa mga katangian ng mga oxide:
1. Ang mga natutunaw na punto ng mga oxide ng alkali metal ay bumababa sa pagtaas ng atomic radius ng metal; Kaya, t pl (Cs 2 O) t pl (Na 2 O). Ang mga oxide na pinangungunahan ng ionic bonding ay may mas mataas na mga punto ng pagkatunaw kaysa sa mga melting point ng covalent oxides: t pl (Na 2 O) > t pl (SO 2).
2. Ang mga oxide ng reactive metals (IA–IIIA subgroups) ay mas thermally stable kaysa sa oxides ng transition metals at nonmetals. Ang mga heavy metal oxide na nasa pinakamataas na estado ng oksihenasyon sa panahon ng thermal dissociation ay bumubuo ng mga oxide na may mas mababang estado ng oksihenasyon (halimbawa, 2Hg 2+ O ® (Hg +) 2 O + 0.5O 2 ® 2Hg 0 + O 2). Ang ganitong mga oxide sa mataas na estado ng oksihenasyon ay maaaring maging mahusay na mga oxidizer.
3. Ang pinaka-aktibong mga metal ay nakikipag-ugnayan sa molecular oxygen sa mataas na temperatura upang bumuo ng mga peroxide:
Sr + O 2 ® SrO 2 .
4. Ang mga oxide ng mga aktibong metal ay bumubuo ng mga walang kulay na solusyon, habang ang mga oxide ng karamihan sa mga transition na metal ay may kulay at halos hindi matutunaw. Ang mga may tubig na solusyon ng mga metal oxide ay nagpapakita ng mga pangunahing katangian at mga hydroxides na naglalaman ng mga pangkat ng OH, habang ang mga non-metal na oxide sa mga aqueous na solusyon ay bumubuo ng mga acid na naglalaman ng isang H + ion.
5. Ang mga metal at non-metal ng A-subgroup ay bumubuo ng mga oxide na may estado ng oksihenasyon na tumutugma sa numero ng grupo, halimbawa, Na, Be at B ay bumubuo ng Na 1 2 O, Be II O at B 2 III O 3, at hindi- mga metal IVA-VIIA ng mga subgroup C, N , S, Cl form C IV O 2 , N V 2 O 5 , S VI O 3 , Cl VII 2 O 7 . Ang pangkat ng numero ng isang elemento ay nauugnay lamang sa pinakamataas na estado ng oksihenasyon, dahil ang mga oksido na may mas mababang estado ng oksihenasyon ng mga elemento ay posible rin. Sa mga proseso ng pagkasunog ng mga compound, ang mga oxide ay karaniwang mga produkto, halimbawa:
2H 2 S + 3O 2 ® 2SO 2 + 2H 2 O
Ang mga sangkap na naglalaman ng carbon at hydrocarbon ay na-oxidized (nasusunog) sa CO 2 at H 2 O kapag bahagyang pinainit. Ang mga halimbawa ng naturang mga sangkap ay mga panggatong - kahoy, langis, alkohol (pati na rin ang carbon - karbon, coke at uling). Ang init mula sa proseso ng pagkasunog ay ginagamit para sa produksyon ng singaw (at pagkatapos ay kuryente o napupunta sa mga planta ng kuryente), pati na rin para sa mga heating house. Ang mga karaniwang equation para sa mga proseso ng pagkasunog ay:
a) kahoy (cellulose):
(C6H10O5) n + 6n O 2 ® 6 n CO2+5 n H 2 O + thermal energy
b) langis o gas (gasoline C 8 H 18 o natural gas CH 4):
2C 8 H 18 + 25O 2 ® 16CO 2 + 18H 2 O + thermal energy
CH 4 + 2O 2 ® CO 2 + 2H 2 O + thermal energy
C 2 H 5 OH + 3O 2 ® 2CO 2 + 3H 2 O + thermal energy
d) carbon (bato o uling, coke):
2C + O 2 ® 2CO + thermal energy
2CO + O 2 ® 2CO 2 + thermal energy
Ang isang bilang ng mga compound na naglalaman ng C-, H-, N-, O na may mataas na reserbang enerhiya ay napapailalim din sa pagkasunog. Ang oxygen para sa oksihenasyon ay maaaring gamitin hindi lamang mula sa kapaligiran (tulad ng sa mga nakaraang reaksyon), kundi pati na rin mula sa sangkap mismo. Upang simulan ang isang reaksyon, ang isang bahagyang pag-activate ng reaksyon, tulad ng isang suntok o isang pag-iling, ay sapat. Sa mga reaksyong ito, ang mga oxide ay mga produkto ng pagkasunog, ngunit lahat sila ay puno ng gas at mabilis na lumalawak sa isang mataas na huling temperatura ng proseso. Samakatuwid, ang mga naturang sangkap ay sumasabog. Ang mga halimbawa ng mga pampasabog ay trinitroglycerin (o nitroglycerin) C 3 H 5 (NO 3) 3 at trinitrotoluene (o TNT) C 7 H 5 (NO 2) 3 .
Ang mga oxide ng mga metal o non-metal na may mas mababang estado ng oksihenasyon ng isang elemento ay tumutugon sa oxygen upang bumuo ng mga oxide na may mataas na estado ng oksihenasyon ng elementong ito:
Ang mga natural na oxide, na nakuha mula sa mga ores o synthesized, ay nagsisilbing hilaw na materyales para sa paggawa ng maraming mahahalagang metal, halimbawa, bakal mula sa Fe 2 O 3 (hematite) at Fe 3 O 4 (magnetite), aluminyo mula sa Al 2 O 3 (alumina). ), magnesiyo mula sa MgO (magnesia). Ang mga light metal oxide ay ginagamit sa industriya ng kemikal upang makagawa ng mga alkali o base. Ang potasa peroxide KO 2 ay nakakahanap ng isang hindi pangkaraniwang paggamit, dahil sa pagkakaroon ng kahalumigmigan at bilang isang resulta ng reaksyon dito, naglalabas ito ng oxygen. Samakatuwid, ang KO 2 ay ginagamit sa mga respirator upang makagawa ng oxygen. Ang halumigmig mula sa ibinubuga na hangin ay naglalabas ng oxygen sa respirator, at ang KOH ay sumisipsip ng CO 2 . Ang produksyon ng CaO oxide at calcium hydroxide Ca(OH) 2 ay isang malakihang produksyon sa teknolohiya ng ceramics at semento.
Tubig (hydrogen oxide).
Ang kahalagahan ng tubig H 2 O kapwa sa pagsasagawa ng laboratoryo para sa mga reaksiyong kemikal at sa mga proseso ng buhay ay nangangailangan ng espesyal na pagsasaalang-alang sa sangkap na ito TUBIG, YELO AT SINGAW) . Tulad ng nabanggit na, sa direktang pakikipag-ugnayan ng oxygen at hydrogen sa ilalim ng mga kondisyon ng, halimbawa, isang spark discharge, isang pagsabog at ang pagbuo ng tubig ay nangyari, na may paglabas ng 143 kJ/(mol H 2 O).
Ang molekula ng tubig ay may halos tetrahedral na istraktura, ang anggulo ng H–O–H ay 104° 30°. Ang mga bono sa molekula ay bahagyang ionic (30%) at bahagyang covalent na may mataas na density ng negatibong singil para sa oxygen at, nang naaayon, mga positibong singil para sa hydrogen:
Dahil sa mataas na lakas ng mga bono ng H–O, ang hydrogen ay halos hindi nahahati sa oxygen, at ang tubig ay nagpapakita ng napakahina na mga katangian ng acid. Maraming mga katangian ng tubig ang natutukoy sa pamamagitan ng pamamahagi ng mga singil. Halimbawa, ang isang molekula ng tubig ay bumubuo ng isang hydrate na may isang metal na ion:
Ang tubig ay nagbibigay ng isang pares ng elektron sa isang acceptor, na maaaring H +:
Mga oxoanion at oxocation
- mga particle na naglalaman ng oxygen na may natitirang negatibo (oxoanion) o natitirang positibo (oxocations) na singil. Ang O 2– ion ay may mataas na affinity (mataas na reaktibiti) para sa mga particle na may positibong charge ng H + type. Ang pinakasimpleng kinatawan ng mga matatag na oxoanion ay ang hydroxide ion OH - . Ipinapaliwanag nito ang kawalang-tatag ng mga atom na may mataas na density ng singil at ang kanilang bahagyang pagpapapanatag bilang resulta ng pagdaragdag ng isang particle na may positibong singil. Samakatuwid, kapag ang aktibong metal (o ang oksido nito) ay kumikilos sa tubig, ang OH ay nabuo, at hindi O 2–:
2Na + 2H 2 O ® 2Na + + 2OH - + H 2
Na 2 O + H 2 O ® 2Na + + 2OH -
Ang mas kumplikadong mga oxoanion ay nabuo mula sa oxygen na may metal na ion o isang non-metal na particle na may malaking positibong singil, na nagreresulta sa isang maliit na sisingilin na particle na mas matatag, halimbawa:
°C isang madilim na lilang solid ay nabuo. Ang likidong ozone ay bahagyang natutunaw sa likidong oxygen, at 49 cm 3 O 3 ay natutunaw sa 100 g ng tubig sa 0 ° C. Sa mga tuntunin ng mga kemikal na katangian, ang ozone ay mas aktibo kaysa sa oxygen, at sa mga tuntunin ng mga katangian ng oxidizing ito ay pangalawa lamang sa O, F 2 at OF 2 (oxygen difluoride). Ang normal na oksihenasyon ay gumagawa ng isang oxide at molekular na oxygen O 2 . Sa ilalim ng pagkilos ng ozone sa mga aktibong metal sa ilalim ng mga espesyal na kondisyon, ang mga ozonides ng komposisyon K + O 3 - ay nabuo. Ang ozone ay nakuha sa industriya para sa mga espesyal na layunin, ito ay isang mahusay na disinfectant at ginagamit upang linisin ang tubig at bilang isang bleach, nagpapabuti sa kondisyon ng kapaligiran sa mga saradong sistema, nagdidisimpekta ng mga bagay at pagkain, nagpapabilis sa pagkahinog ng mga butil at prutas. Sa isang laboratoryo ng kemikal, ang isang ozonator ay kadalasang ginagamit upang makagawa ng ozone, na kinakailangan para sa ilang mga pamamaraan ng pagsusuri at synthesis ng kemikal. Ang goma ay madaling masira kahit na sa ilalim ng impluwensya ng mababang konsentrasyon ng ozone. Sa ilang mga pang-industriya na lungsod, ang isang makabuluhang konsentrasyon ng ozone sa hangin ay humahantong sa mabilis na pagkasira ng mga produktong goma kung hindi sila protektado ng mga antioxidant. Ang ozone ay lubhang nakakalason. Ang patuloy na paglanghap ng hangin kahit na may napakababang konsentrasyon ng ozone ay nagdudulot ng pananakit ng ulo, pagduduwal at iba pang hindi kanais-nais na mga kondisyon.Ang OXYGEN, O (a. oxygen; at. Sauerstoff; f. oxygene; at. oxygeno), ay isang kemikal na elemento ng Pangkat VI ng periodic system ng Mendeleev, atomic number 8, atomic mass 15.9994. Sa kalikasan, binubuo ito ng tatlong matatag na isotopes: 16 O (99.754%), 17 O (0.0374%), 18 O (0.2039%). Ito ay natuklasan nang nakapag-iisa ng Swedish chemist na si K. V. Scheele (1770) at ng English explorer na si J. Priestley (1774). Noong 1775, natuklasan ng Pranses na chemist na si A. Lavoisier na ang hangin ay binubuo ng dalawang gas, oxygen at nitrogen, at binigyan ang dating pangalan nito.
Mahigit sa 99.9% ng oxygen ng Earth ay nasa isang bound state. Ang oxygen ay ang pangunahing kadahilanan na kumokontrol sa pamamahagi ng mga elemento sa isang planetary scale. Ang nilalaman nito ay natural na bumababa nang may lalim. Ang dami ng oxygen sa mga igneous na bato ay nag-iiba mula 49% sa acid volcanic rock hanggang 38-42% sa dunites at kimberlites. Ang nilalaman ng oxygen sa mga metamorphic na bato ay tumutugma sa lalim ng kanilang pagbuo: mula 44% sa eclogites hanggang 48% sa crystalline schists. Ang maximum na oxygen sa sedimentary rocks ay 49-51%. Kapag ang mga sediment ay humupa, ang kanilang pag-aalis ng tubig at bahagyang pagbawas ng oxide iron ay nangyayari, na sinamahan ng pagbawas sa dami ng oxygen sa bato. Kapag ang mga bato ay tumaas mula sa kalaliman hanggang sa malapit sa ibabaw na mga kondisyon, ang mga proseso ng kanilang pagbabago ay nagsisimula sa pagpapakilala ng tubig at carbon dioxide, at ang nilalaman ng oxygen ay tumataas. Ang isang pambihirang papel sa mga proseso ng geochemical ay nilalaro ng libreng oxygen, ang halaga nito ay natutukoy sa pamamagitan ng mataas na aktibidad ng kemikal, mataas na kakayahan sa paglipat at pare-pareho, medyo mataas na nilalaman sa biosphere, kung saan ito ay hindi lamang natupok, ngunit muling ginawa.
libreng oxygen
Ito ay pinaniniwalaan na ang libreng oxygen ay lumitaw sa Proterozoic bilang isang resulta ng photosynthesis. Sa mga proseso ng hypergene, ang oxygen ay isa sa mga pangunahing ahente; ito ay nag-oxidize ng hydrogen sulfide at mas mababang mga oxide. Tinutukoy ng oxygen ang pag-uugali ng maraming elemento: pinatataas nito ang kakayahan sa paglipat ng mga chalcophile, pag-oxidize ng mga sulfide sa mga mobile sulfate, binabawasan ang mobility ng iron at, pinasisigla ang mga ito sa anyo ng mga hydroxides at sa gayon nagiging sanhi ng kanilang paghihiwalay, atbp. Sa tubig ng karagatan, ang oxygen nagbabago ang nilalaman: sa tag-araw, ang karagatan ay nagbibigay ng oxygen sa kapaligiran, sinisipsip ito sa taglamig. Ang mga polar na rehiyon ay pinayaman ng oxygen. Ang mga compound ng oxygen at carbon dioxide ay may malaking geochemical na kahalagahan.
Ang pangunahing isotopic na komposisyon ng oxygen ng Earth ay tumutugma sa isotopic na komposisyon ng mga meteorite at ultrabasic na bato (18O = 5.9-6.4%). Ang mga proseso ng sedimentation ay humantong sa fractionation ng isotopes sa pagitan ng sediments at tubig at ang pag-ubos ng mabigat na oxygen sa karagatang tubig. Ang oxygen sa atmospera ay naubos ng 18 O kumpara sa oxygen sa karagatan, na kinukuha bilang pamantayan. Ang mga alkalina na bato, granite, metamorphic at sedimentary na bato ay pinayaman ng mabigat na oxygen. Ang mga pagkakaiba-iba sa isotopic na komposisyon sa mga terrestrial na bagay ay pangunahing tinutukoy ng temperatura ng proseso. Ito ang batayan para sa isotope thermometry ng pagbuo ng carbonate at iba pang mga prosesong geochemical.
Pagkuha ng oxygen
Ang pangunahing pang-industriya na paraan para sa pagkuha ng oxygen ay ang paghihiwalay ng hangin sa pamamagitan ng malalim na paglamig. Bilang isang by-product, ang oxygen ay nakukuha mula sa electrolysis ng tubig. Ang isang paraan ay binuo para sa paggawa ng oxygen sa pamamagitan ng paraan ng selective diffusion ng mga gas sa pamamagitan ng mga molekular na sieves.
may gas na oxygen
Ang gaseous oxygen ay ginagamit sa metalurhiya para sa pagpapatindi ng mga proseso ng blast-furnace at steel-smelting, para sa pagtunaw ng mga non-ferrous na metal sa mga furnace, para sa pag-alis ng mga matte, atbp. (mahigit sa 60% ng natupok na oxygen); bilang isang ahente ng oxidizing sa maraming industriya ng kemikal; sa teknolohiya - kapag hinang at pagputol ng mga metal; sa underground gasification ng karbon, atbp.; ozone - sa isterilisasyon ng tubig ng pagkain at pagdidisimpekta ng mga lugar. Ang likidong oxygen ay ginagamit bilang isang oxidizing agent para sa mga rocket fuel.
