Ki sa ki se oksijèn? konpoze oksijèn

Oksijèn (O) - ki pa Peye-metalik pwodui chimik eleman nan gwoup la 16 (via) nan tablo peryodik. Li se yon san koulè, ni gou ak san odè gaz obligatwa pou òganis vivan - bèt ki konvèti l 'nan gaz kabonik, ak plant ki itilize CO ₂ kòm yon sous kabòn, epi li se O ₂ retounen nan atmosfè a. Oksijèn fòme yon konpoze reyaji ak pwatikman nenpòt lòt eleman, ak deplase eleman yo pwodui chimik nan kominikasyon ak youn ak lòt. Nan anpil ka, pwosedi sa yo yo te akonpaye pa liberasyon an nan chalè ak limyè. konpoze ki pi enpòtan nan oksijèn se dlo.

Istwa nan dekouvèt

Nan 1772, magazen an swedwa Carl Wilhelm Scheele premye demontre ke oksijèn tankou resevwa li pa nitrat chofaj potasyòm oksid, mèki, osi byen ke anpil lòt sibstans ki sou. Poukont nan l 'nan 1774, magazen an angle Dzhozef Pristli dekouvri eleman nan pwodui chimik pa dekonpozisyon tèmik nan mèki oksid epi pibliye rezilta li nan menm ane an, twa ane anvan Scheele piblikasyon. Nan ane sa yo 1775-1780 magazen an franse Antuan Lavuaze entèprete wòl nan nan oksijèn nan souf la ak boule, jete teyori a phlogiston, souvan aksepte nan moman an. Li se te note pou tandans li yo fòme asid lè konbine avèk divès kalite sibstans ki sou, li rele eleman oksijen, ki nan vle di grèk "pwodwi asid".

prévalence

Ki sa ki se oksijèn? Kontablite pou 46% pa pwa nan kwout la, li se eleman ki pi komen nan li. Kantite lajan an nan oksijèn nan atmosfè a se 21% pa volim ak pwa a nan li yo 89% nan dlo lanmè.

Nan wòch eleman konbine avèk metal yo ak moun ki pa metal kòm oksid yo ki asid (egzanp, souf, kabòn, aliminyòm, ak fosfò) oswa debaz yo (kalsyòm, mayezyòm ak fè) ak kòm yon konpoze sèl ki tankou ki ka konsidere kòm ki fòme nan asid la ak oksid debaz tankou sulfat, carbonate, Silikat, fosfat ak aluminat. Malgre ke yo yo anpil, men sa yo solid pa ka sèvi kòm sous oksijèn, kòm klivaj kosyon ak eleman metal atòm konsomasyon enèji tou.

karakteristik

Si tanperati a oksijèn pi ba a -183 ° C, li vin pal likid ble, ak nan -218 ° C - solid. Pi O ₂ se 1.1 fwa pi lou pase lè.

Pandan respire bèt ak kèk bakteri konsome oksijèn nan atmosfè a ak resikle gaz kabonik, tandiske nan fotosentèz plant vèt nan prezans nan limyè solèy la absòbe gaz kabonik ak divilge gratis oksijèn. Prèske se O la tout antye ₂ nan atmosfè a ki te pwodwi pa fotosentèz.

Nan 20 ° C pou apeprè 3 pati pa volim nan oksijèn ki fonn nan 100 pati nan dlo fre, yon ti kras mwens pase - nan dlo lanmè. Sa a se nesesè pou respirasyon nan pwason ak lòt lavi maren.

oksijèn Natirèl se yon melanj de twa izotòp ki estab ¹⁶ O (99,759%), ¹⁷ O ^(0,037%), ak ¹⁸ O (0,204%). Gen plizyè atifisyèlman pwodwi izotòp radyo-aktif. Pifò nan yo se long te viv se ¹⁵ O (mwatye lavi 124) ki te itilize pou etidye respire nan mamifè.

allotrope

Yon lide klè nan sa ki oksijèn, pèmèt yo jwenn de li yo fòm allotropic, diatomik (O ₂₎ ak triyatomik (O _3, ozòn). Pwopriyete diatomik fòm sijere ke sis elektwon yo mare atòm ak de rete enpèr, sa ki lakòz paramayetism nan oksijèn. Twa molekil atòm ozòn pa yo sitiye sou yon sèl liy dwat.

ka Ozòn ap pwodui an akò avèk ekwasyon an: 3O ₂ → 2o _3.

Pwosesis sa a se andotèmik (mande pou enèji); konvèsyon nan tounen ozòn nan oksijèn diatomik kontribye nan prezans nan metal tranzisyon oswa oksid yo. Se pi bon kalite oksijèn konvèti nan ozòn pa aksyon an nan yon egzeyat lumière elektrik. reyaksyon a tou rive sou absòpsyon nan limyè iltravyolèt ak yon longèdonn nan sou 250 NM. ensidan an nan pwosesis sa a nan atmosfè a anwo elimine radyasyon ki ta ka poze danje pou pou lavi sou sifas la nan Latè a. Pike odè a ozòn se andedan kay la prezan ak yon kote lite ekipman elektrik tankou dèlko. gaz Sa a se ble limyè. dansite li yo nan 1.658 fwa pi plis pase lè a, e li gen yon pwen bouyi nan -112 ° C nan presyon atmosferik.

Ozòn - fò oksidan ki kapab konvèti dyoksid souf, TRIOXIDE, SULFIDE silfat, yode, yòd (analyse metòd pou bay evalyasyon li yo) osi byen ke anpil oksijèn ki gen dérivés konpoze òganik tankou aldeid ak asid. Konvèsyon nan idrokarbur ak ozòn soti nan gaz tiyo echapman otomobil nan asid sa yo ak aldeid nan kòz la nan smog. Nan endistri, ozòn se itilize kòm yon reyaktan chimik, dezenfektan pou tretman dlo egou, pou pirifye dlo ak klowòks nan twal.

metòd nan preparasyon

Pwosesis pou pwodwi oksijèn depann de konbyen gaz oblije resevwa. metòd laboratwa pou bagay sa yo:

1. tèmik dekonpozisyon nan kèk sèl tankou klorat potasyòm oswa nitrat potasyòm:

• 2KClO ₃ → 2KCl + 3O _2.
• 2KNO ₃ → 2KNO ₂ + O _2.

Potasyòm klorat dekonpozisyon catalysée pa oksid metal tranzisyon an. Pou sa souvan itilize gaz Manganèz (pyrolusite, MNO _2). katalis nan bese tanperati a obligatwa pou evolisyon oksijèn, soti nan 400 a 250 ° C.

2. degradasyon nan oksid yo metal anba aksyon an nan tanperati:

• 2HgO → 2Hg + O _2.
• 2Ag ₂ O → 4Ag + O _2.

Scheele ak Priestley pou sa a eleman chimik yo itilize konpoze (oksid), oksijèn ak mèki (II).

3. dekonpozisyon nan tèmik nan peroksid yo metal oswa oksijene idwojèn:

• 2BaO + O ₂ → 2BaO _2.
• ₂ 2BaO → 2BaO + O _2.
• Bao ₂ + H ₂ SO ₄ → H ₂ O ₂ + forè _4.
• 2H ₂ O ₂ → 2H ₂ O + O _2.

premye metòd yo endistriyèl pou separasyon nan oksijèn nan atmosfè a oswa pou pwodiksyon an nan oksijene idwojèn depann sou fòmasyon an nan yon oksid nan barium oksijene.

4. elèktroliz nan dlo ak ti melanj nan sèl oswa asid ki bay kondiksyon nan kouran elektrik:

2H ₂ O → 2H ₂ + O ₂

pwodiksyon endistriyèl

Si sa nesesè yo jwenn yon gwo kantite oksijèn yo te itilize fraksyon distilasyon nan syèl likid. Nan eleman yo nan gwo lè li gen pi wo pwen an bouyi, se poutèt sa, tankou konpare ak nitwojèn ak Agon an mwens temèt. Pwosesis la sèvi ak yon gaz refwadisman pandan ekspansyon li yo. Premye etap yo prensipal nan operasyon jan sa a:

• lè se filtre yo retire patikil solid;
• yo imidite ak gaz kabonik retire pa absòpsyon nan alkali;
• se lè konprese epi li se chalè a konpresyon retire pa pwosedi konvansyonèl refwadisman;
• lè sa a li antre nan antre nan bobin an ki sitiye nan chanm lan;
• yon pati nan gaz la konprese (nan yon presyon nan apeprè 200 ATM) nan vinn yo chanm, refwadisman bobin an;
• elaji retounen gaz nan COMPRESSOR a ak pase nan plizyè etap nan konpresyon ak ekspansyon ki vin apre, annakò ak sa a -196 ° C, lè la vin likid;
• chofe likid distilasyon premye limyè gaz inaktif, lè sa a nitwojèn ak oksijèn likid rete. Multiple fraksyonè pwodui yon pwodwi ase pi bon kalite (99.5%) pou pifò aplikasyon pou endistriyèl.

Sèvi ak nan endistri

Metaliji se konsomatè a pi gwo nan oksijèn pi bon kalite pou pwodiksyon an nan asye wo-kabòn: debarase m de gaz kabonik ak lòt enpurte Nonmetals yo pou pi vit ak pi fasil pase ak lè.

O oksijèn pwomès pou tretman ki pi efikas pou efluan likid pase nan lòt pwosesis chimik. Li se vin de pli zan pli enpòtan nan fèmen sistèm fatra ensinerasyon lè l sèvi avèk pi bon kalite O _2.

oksidan nan misil sa yo rele se likid oksijèn. se pi O ₂ Sa a itilize sou soumarin ak nan klòch la plonje.

Nan endistri a pwodui chimik, oksijèn ranplase lè òdinè nan pwodiksyon an nan sibstans ki sou tankou asetilèn, ethylene oksid ak METHANOL. aplikasyon Medikal gen ladan itilize nan gaz oksijèn nan chanm inalè yo ak Pépinyèr ti bebe. gaz anestezi rich ak oksijèn bay sipò lavi pandan anestezi jeneral. San yo pa sa a eleman chimik te kapab egziste yon kantite endistri ki itilize founo. Sa a ki sa oksijèn.

Pwopriyete yo pwodui chimik ak reyaksyon

valè gwo nan vokasyon elèktron ak electronegativity elektwonegativite nan oksijèn se eleman tipik ki montre pwopriyete metalik. Tout konpoze gen negatif eta oksidasyon oksijèn. Lè de orbitals elèktron plen, ki te fòme O ^2- ion. peroksid yo (O ₂ ^2-) sipoze ke chak atòm gen yon chaj nan -1. Pwopriyete sa a nan aksepte elektwon pa yon transmisyon total oswa an pati yo epi detèmine yon ajan oksidant. Lè ajan an reyaji ak sibstans lan, donatè elèktron, eta pwòp oksidasyon li yo diminye. Chanjman nan (diminye) nan eta a oksidasyon oksijèn soti nan zewo rive -2 rele rekiperasyon an.

Nan kondisyon nòmal eleman nan fòme yon konpoze dihydric ak trihydric. Anplis de sa, gen molekil trè enstab chetyrehatomnye. Nan fòm diatomik de elektwon enpèr yo sitiye sou orbitals yo nonbonding. Sa a se konfime pa konpòtman gaz paramayetik.

Gwo reaction se pafwa eksplike ozòn sipozisyon ke youn nan twa atòm yo se nan "atomik" eta a. Reyaji atòm sa a se endisosyabl soti nan O la _3, kite molekilè oksijèn.

O ₂ molekil nan tanperati nòmal ak presyon anbyen chetif reyaktif. oksijèn nan atomik se pi plis aktif. Enèji a izolman (O ₂ → 2o) se enpòtan ak 117.2 kilokalori mol.

koneksyon

C Nonmetals tankou idwojèn, kabòn, souf, oksijèn, fòme yon seri gwo lyezon kovalan mare konpoze, ki gen ladan oksid nonmetal tankou dlo (H ₂ O), dyoksid souf (SO ₂₎ ak gaz kabonik (CO _2); konpoze òganik tankou alkol, aldeid ak asid aminokarboksilik; asid komen tankou kabonik _{(H2 CO3),} asid silfirik (H ₂ SO ₄₎ ak nitrique (HNO _3); ak sèl yo korespondan tankou silfat sodyòm (Na ₂ SO _4), carbonate sodyòm (Na ₂ CO ₃₎ ak nitrat sodyòm (Nano _3). Oksijèn se prezan nan fòm lan nan O ^2- ion nan estrikti a kristal nan oksid metal solid, tankou konpoze (oksid), oksijèn ak kao a kalsyòm. superoksid metal (KO ₂₎ gen ion O ₂ ^-, pandan y ap peroksid metal (BAO ₂₎ gen ion O ₂ ^2-. konpoze oksijèn jeneralman gen yon eta -2 oksidasyon.

pwopriyete kle

Finalman nou lis propriétés prensipal yo nan oksijèn:

• Elektwon konfigirasyon: 1S 2s ^{2 2} 2p ^4.
• Nimewo atomik: 8.
• Atomik mas: 15,9994.
• Lè w bouyi dlo pwen: -183,0 ° C.
• Fizyon pwen: -218,4 ° C.
• Dansite (si presyon an oksijèn se 1 ATM nan 0 ° C): 1,429 g / l.
• oksidasyon eta de -1, -2, +2 (nan konpoze ak fliyò).