kilalanin at ihambing ang mga allotropic na pagbabago ng oxygen, pisikal at kemikal na mga katangian, mga pamamaraan para sa pagkuha ng oxygen at ozone, ang kanilang praktikal na kahalagahan; ang kahalagahan ng ozone layer para sa buhay sa Earth;
ipaliwanag ang kakanyahan ng allotropy;
gumuhit ng mga equation at scheme ng elektronikong balanse ng kaukulang mga reaksiyong kemikal.
oxygen at ozone. Ang oxygen ay bumubuo ng dalawang simpleng sangkap: oxygen O2 at ozone O3. Mr(O2) = 32, Mr(O3) = 48.
Sa kalikasan, ang ozone ay nabuo sa atmospera mula sa oxygen sa panahon ng kidlat na mga paglabas ng kuryente. Ang katangian ng amoy ng pagiging bago na nararamdaman natin pagkatapos ng bagyo ay ang amoy ng ozone. Ang kababalaghan ng pagkakaroon ng isang elemento ng kemikal sa anyo ng dalawa o higit pang mga simpleng sangkap, na naiiba sa mga katangian at istraktura, ay tinatawag na allotropy, at ang pinakasimpleng mga sangkap ay tinatawag na allotropic modification (mga anyo, pagbabago) ng isang elemento ng kemikal.
Ang Oxygen O2 at ozone O3 ay mga allotropic modification ng chemical element na oxygen.
Ano ang dahilan ng iba't ibang katangian ng allotropic modifications, katulad ng oxygen at ozone? Alam mo na na ang mga katangian ng isang sangkap ay tinutukoy ng komposisyon at istraktura nito.
Ang oxygen at ozone ay may parehong qualitative composition, ngunit magkaibang quantitative; ang parehong molekular na istraktura, ngunit iba't ibang spatial na istraktura ng mga molekula: linear - sa non-polar oxygen molecules at angular - sa polar ozone molecules. Kaya, bilang karagdagan sa mga katulad na sangkap, ang mga sangkap na ito ay may iba't ibang mga katangian.
- Gumawa ng electronic balance diagram para sa bawat equation. Ipaliwanag kung paano lumulutang ang presensya ng manganese (IV) oxide sa kurso ng mga reaksyon ng agnas ng H2O2 at KClO3.
Sa laboratoryo, ang ozone ay nakuha sa mga espesyal na aparato - mga ozonizer mula sa oxygen sa ilalim ng pagkilos ng isang electric discharge (Larawan 36).
Mga kemikal na katangian ng allotropic na pagbabago ng oxygen. Ang mataas na electronegativity ng oxygen ay nagreresulta sa malakas na oxidizing properties ng mga allotropic modification nito.
Alam mo na ang oxygen ay lubos na reaktibo. Ito ay tumutugon sa karamihan ng mga simpleng sangkap upang bumuo ng mga oxide.
Ang paggamit ng oxygen sa isang pang-industriya na sukat ay nagsimula noong kalagitnaan ng ika-20 siglo. - Matapos ang pag-imbento ng isang aparato para sa pagtunaw at paghihiwalay ng hangin. Bilang isang ahente ng oxidizing, ginagamit ito sa metalurhiya para sa paggawa ng bakal sa pamamagitan ng paraan ng converter, pagputol ng mga metal, sa isang halo sa iba pang mga compound na mayaman sa oxygen para sa oksihenasyon ng rocket fuel, sa mga pinaghalong gas para sa paghinga sa panahon ng trabaho sa ilalim ng tubig, at sa gamot para sa respiratory failure.
Ang paggamit ng ozone ay dahil sa napakataas na reaktibiti nito. Ito ay ginagamit upang disimpektahin ang inuming tubig, linisin ang mga flue gas, pang-industriya at domestic wastewater, bleach fabrics, at bilang isang oxidizer para sa rocket fuel.
Physiological action ng O3. Dapat tandaan na ang matinding oxidizing power ng ozone ay humahantong sa mga nakakalason na epekto nito sa mga tao, hayop at halaman. Kahit na ang maliliit na konsentrasyon ng ozone, na lumalampas sa natural, ay nagdudulot ng pangangati ng respiratory tract, pag-ubo, pagsusuka, pagkahilo, at pagkapagod. Ang ganitong mga sintomas ay maaaring maobserbahan sa malalaking lungsod, kung saan ang pagtaas ng mga emisyon ng sasakyan na naglalaman ng mga nitrogen oxide ay nagiging sanhi ng oxygen na ma-convert sa ozone.
Naabot ng ozone ang pinakamataas na konsentrasyon nito sa atmospera sa layo na 23-25 km mula sa ibabaw ng Earth, na bumubuo ng tinatawag na ozone layer.
Ang ozone layer ay may mahalagang papel sa pagpapanatili ng buhay sa ating planeta. Inaantala nito ang bahagi ng mapaminsalang ultraviolet solar radiation na nakakapinsala sa mga tao, hayop at halaman, na maaaring magdulot ng mga sakit sa balat (kabilang ang kanser), at masamang makaapekto sa mga biological na proseso. Bilang karagdagan, kasama ng carbon dioxide, ang ozone layer ay sumisipsip ng thermal, infrared radiation ng Earth at pinipigilan ito mula sa paglamig.
Gayunpaman, sa ilalim ng impluwensya ng mga anthropogenic na kadahilanan, ang ozone layer ay sumasailalim sa pagkawasak, "mga butas ng ozone" ay nabuo sa loob nito. Dose-dosenang mga sangkap ang kilala - mga pollutant sa atmospera na sumisira sa ozone layer. Napag-aralan ng mga siyentipiko na ang mga nitrogen oxide, na nabuo sa panahon ng pagpapatakbo ng mga makina ng sasakyang panghimpapawid, ay lalong mapanganib. Ayon sa antas ng impluwensya ng iba pang mga sangkap, hindi pa ito natukoy sa wakas sa mga natural na kondisyon.
Ang pag-iingat at pagpapanumbalik ng ozone layer, ang pagtatatag ng mga sanhi ng pagkasira nito ay isa sa pinakamabigat na problema ng sangkatauhan na kailangang matugunan.
Maikling tungkol sa pangunahing
Ang oxygen ay bumubuo ng dalawang allotropic modification - oxygen O2 at ozone O3, na naiiba sa komposisyon at istraktura ng molekula at, nang naaayon, sa mga katangian. Ang pagkakaroon ng isang elemento ng kemikal sa anyo ng dalawa o higit pang mga simpleng sangkap, na naiiba sa mga katangian at istraktura, ay tinatawag na allotropy, at ang pinakasimpleng mga sangkap ay tinatawag na allotropic modifications (mga anyo) ng isang elemento ng kemikal. Ang mga allotropic na pagbabago ng oxygen - oxygen O2 at ozone O3 - ay malakas na mga ahente ng oxidizing, na nagpapakita ng sarili sa mga reaksyon sa karamihan ng mga simpleng sangkap at maraming kumplikado. Ang mga produkto ng mga reaksyon ng oksihenasyon na may oxygen ay karaniwang mga oxide. Ang oxidizing power ng O3 ozone ay mas mataas kaysa sa O2 oxygen, na dahil sa pagbuo ng mga eksklusibong aktibong oxygen atoms.
Ang mga atomo ng parehong uri ay maaaring maging bahagi ng iba't ibang mga sangkap. Para sa elementong tinutukoy ng simbolong "O" (mula sa Latin na pangalang Oxygenium), kilala ang dalawang simpleng sangkap na karaniwan sa kalikasan. Ang formula ng isa sa kanila ay O 2, ang pangalawa ay O 3. Ito ay oxygen (allotropes). Mayroong iba pang mga compound na hindi gaanong matatag (O 4 at O 8). Upang maunawaan ang pagkakaiba sa pagitan ng mga form na ito, isang paghahambing ng mga molekula at
mga pagbabago?
Maraming elemento ng kemikal ang maaaring umiral sa dalawa, tatlo o higit pang anyo. Ang bawat isa sa mga pagbabagong ito ay nabuo ng mga atomo ng parehong uri. Ang siyentipikong si J. Berzellius noong 1841 ang unang tumawag sa naturang phenomenon na allotropy. Ang open regularity ay orihinal na ginamit lamang upang makilala ang mga sangkap ng isang molekular na istraktura. Halimbawa, kilala ang dalawang allotropic na pagbabago ng oxygen, ang mga atomo na bumubuo ng mga molekula. Nang maglaon, natuklasan ng mga mananaliksik na ang mga pagbabago ay maaaring kabilang sa mga kristal. Ayon sa mga modernong konsepto, ang allotropy ay isa sa mga kaso ng polymorphism. Ang mga pagkakaiba sa pagitan ng mga anyo ay sanhi ng mga mekanismo ng pagbuo ng bono ng kemikal sa mga molekula at kristal. Ang tampok na ito ay pangunahing ipinakita ng mga elemento ng mga pangkat 13-16 ng periodic table.
Paano nakakaapekto ang iba't ibang kumbinasyon ng mga atomo sa mga katangian ng bagay?
Ang mga allotropic na pagbabago ng oxygen at ozone ay nabuo ng mga atomo ng elemento na may atomic number na 8 at ang parehong bilang ng mga electron. Ngunit naiiba sila sa istraktura, na humantong sa isang makabuluhang pagkakaiba sa mga katangian.
| palatandaan | Oxygen | Ozone |
Komposisyon ng molekula | 2 atomo ng oxygen | 3 mga atomo ng oxygen |
| Istruktura |
|
|
| Pinagsama-samang estado at kulay | Walang kulay na transparent na gas o maputlang asul na likido | Asul na gas, asul na likido, madilim na lilang solid |
| Amoy | Ay absent | Matalim, nakapagpapaalaala ng isang bagyong may pagkidlat, bagong pinutol na dayami |
Natutunaw na punto (°C) | -219 | -193 |
| Boiling point (°C) | -183 | -112 |
Densidad | 1,4 | 2,1 |
Solubility sa tubig | Maliit na natutunaw | Mas mahusay kaysa sa oxygen |
Aktibidad ng kemikal | Matatag sa ilalim ng normal na mga kondisyon | Madaling nabubulok upang bumuo ng oxygen |
Mga konklusyon batay sa mga resulta ng paghahambing: ang mga allotropic na pagbabago ng oxygen ay hindi naiiba sa kanilang husay na komposisyon. Ang istraktura ng isang molekula ay makikita sa pisikal at kemikal na mga katangian ng mga sangkap.
Pareho ba ang dami ng oxygen at ozone sa kalikasan?
Ang isang sangkap na ang formula ay O 2 ay matatagpuan sa atmospera, hydrosphere, crust ng lupa at mga buhay na organismo. Humigit-kumulang 20% ng atmospera ay nabuo sa pamamagitan ng diatomic oxygen molecules. Sa stratosphere, sa taas na humigit-kumulang 12-50 km mula sa ibabaw ng mundo, mayroong isang layer na tinatawag na "ozone screen". Ang komposisyon nito ay sumasalamin sa formula O 3 . Pinoprotektahan ng ozone ang ating planeta sa pamamagitan ng matinding pagsipsip ng mga mapanganib na sinag ng pula at ultraviolet spectrum ng araw. Ang konsentrasyon ng isang sangkap ay patuloy na nagbabago, at ang mababang konsentrasyon nito ay 0.001%. Kaya, ang O 2 at O 3 ay mga allotropic na pagbabago ng oxygen, na may makabuluhang pagkakaiba sa pamamahagi sa kalikasan.
paano
Ang molecular oxygen ay ang pinakamahalagang simpleng substance sa Earth. Ito ay nabuo sa mga berdeng bahagi ng mga halaman sa liwanag sa mga electric discharges ng natural o artipisyal na pinagmulan, ang diatomic oxygen molekula decomposes. Ang temperatura kung saan nagsisimula ang proseso ay humigit-kumulang 2000 °C. Ang ilan sa mga nagresultang radical ay muling pinagsama, na bumubuo ng oxygen. Ang ilang mga aktibong particle ay tumutugon sa mga molekula ng diatomic na oxygen. Ang reaksyong ito ay gumagawa ng ozone, na tumutugon din sa mga oxygen free radical. Lumilikha ito ng mga diatomic molecule. Ang reversibility ng mga reaksyon ay humahantong sa ang katunayan na ang konsentrasyon ng atmospheric ozone ay patuloy na nagbabago. Sa stratosphere, ang pagbuo ng isang layer na binubuo ng O 3 molecules ay nauugnay sa ultraviolet radiation mula sa Araw. Kung wala ang proteksiyon na kalasag na ito, ang mga mapanganib na sinag ay maaaring umabot sa ibabaw ng Earth at sirain ang lahat ng anyo ng buhay.
Allotropic na pagbabago ng oxygen at sulfur
Ang mga elemento ng kemikal na O (Oxygenium) at S (Sulfur) ay matatagpuan sa parehong pangkat ng periodic table, nailalarawan sila sa pamamagitan ng pagbuo ng mga allotropic form. Sa mga molekula na may iba't ibang bilang ng mga atomo ng asupre (2, 4, 6, 8), sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang pinaka-matatag ay S8, na kahawig ng isang korona sa hugis. Ang rhombic at monoclinic sulfur ay binuo mula sa naturang 8-atomic molecules.
Sa temperatura na 119 ° C, ang dilaw na monoclinic form ay bumubuo ng isang brown viscous mass - isang plastic modification. Ang pag-aaral ng allotropic modification ng sulfur at oxygen ay may malaking kahalagahan sa teoretikal na kimika at praktikal na aktibidad.
Sa isang pang-industriya na sukat, ang mga katangian ng oxidizing ng iba't ibang anyo ay ginagamit. Ang ozone ay ginagamit upang disimpektahin ang hangin at tubig. Ngunit sa mga konsentrasyon na higit sa 0.16 mg/m3, ang gas na ito ay mapanganib para sa mga tao at hayop. Ang molekular na oxygen ay mahalaga para sa paghinga at ginagamit sa industriya at medisina. Ang isang mahalagang papel sa aktibidad ng ekonomiya ay nilalaro ng mga allotropes ng carbon (brilyante, grapayt, pula) at iba pang mga elemento ng kemikal.
Ang epekto ng ozone sa kalusugan ng tao ay kontrobersyal. Sa loob ng maraming taon, nagkaroon ng malalim na pag-aaral ng mga epekto ng ozone, dahil ang konsepto ng ozone ay hangin ay hindi ganap na tama. Matuto nang higit pa tungkol dito, at pagkatapos ay sasabihin mo nang may kumpiyansa kung kaibigan mo o hindi ang ozone.
Ang ozone ay halos oxygen, wala itong hiwalay na cell sa periodic table. Sa pamamagitan ng pagkakataon, ang mga atomo ng oxygen ay konektado sa tatlo, at hindi sa dalawa, gaya ng dati. Sa isang pagkakataon, natuklasan ng isang Dutch physicist, na nagsasagawa ng mga eksperimento, ang pagkakaibang ito. Upang maunawaan kung ano ang ozone, at kung ano ang oxygen, ito ay nagkakahalaga ng pagsasabi nang mas detalyado. Ang oxygen ay ang hangin na ating nilalanghap bawat minuto, ngunit ang ozone ay ang amoy ng hangin pagkatapos ng bagyo. Ang bagyo ay kumikilos sa ganitong paraan, sa pamamagitan ng kapangyarihan ng magnetism nito, na pinipilit ang oxygen na pagsamahin sa tatlong mga atomo, at bilang isang resulta, kung ano ang mangyayari ay kung ano ang mangyayari. Bihirang, ngunit ang gayong koneksyon ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng ilang mga kemikal na compound. At kahit na ang ozone ay isinasaalang-alang at isang mahalagang bahagi ng hangin, ang opisyal na petsa ng paglitaw ng osono ay itinuturing na 1840, na nangangahulugan na ang ozone ay isang medyo batang bahagi ng hangin. Sa pagsasalin, ang ibig sabihin ng ozone ay pang-amoy, ang katunayan na ang amoy nito ay isang napatunayang katotohanan, ngunit mahirap pag-usapan ang lahat ng iba pa, dahil ang mga siyentipiko ay hindi pa nagkakasundo, at sa kasamaang-palad ay walang makapagsasabi kung ano ang higit na pinsala o pakinabang dito.
Para sa impormasyon, sa Estados Unidos ng Amerika, ang pamamaraan ng ozone therapy ay mataas ang pangangailangan, at tulad ng ipinapakita ng mga istatistika, ang gayong paggamot ay nakakaharap sa isang malaking bilang ng mga sakit, sa ngayon, ang paggamot sa ozone ay kasama rin sa Russia. Ngunit narito ang mga espesyalista sa nakakahawang sakit ay namagitan, sinasabi nila na ang isang napakalaking bilang ng mga virus ay maaaring pumasok sa katawan ng tao sa pamamagitan ng pamamaraang ito, na, bilang isang resulta, ay maaaring mag-mutate, at ito ay seryoso na. Ngunit hindi nila maaaring i-back up ang kanilang mga salita sa mga katotohanan. Kung gayon ay masyadong maaga para isipin at pag-usapan ito. Sa paggamot na may ozone, ang mga sumusunod ay dapat tandaan, ang una ay ang mga sisidlan. Ang dugo na pinayaman ng ozone ay nagpapabuti sa microcirculation sa mga capillary ng balat, sa gayon ay inaalis ang pamamaga at pamamaga, parehong panlabas at panloob. Ang Ozone ay mayroon ding banal na positibong epekto sa buong sistema ng nerbiyos ng isang tao, dahil hindi nagkataon na pagkatapos ng isang maingay na metropolis, ang pagpasok sa kagubatan, halimbawa, ito ay nagiging hindi kapani-paniwalang mabuti kapwa sa pisikal at mental.
Malamang, hindi na malayo ang oras kung kailan sasabihin sa atin ng mga siyentipiko kung kapaki-pakinabang o nakakapinsala ang ozone, ngunit ang una ay malamang na mapapatunayan, dahil walang pinsala mula sa ozone, sa anumang kaso, marami, marami, parehong mga siyentipiko at ang mga ordinaryong tao, ay kumbinsido dito.mga planeta na gustong makalanghap ng malinis at malusog na hangin.
