Надіслати свою хорошу роботу в базу знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань в своє навчання і роботи, будуть вам дуже вдячні.
Кисень (Охуgenum) - найважливіший біогенний хімічний елемент, що забезпечує дихання більшості живих організмів на Землі, без якого ми можемо прожити всього кілька хвилин.
Могутність кисню виявляється вже в тому, що ми їм дихаємо, але ж дихання це синонім життя. І ще кисень можна вважати всемогутнім тому, що могутня стихія вогню, як правило, сильно залежить від нашого кандидата в всюдисущі і всемогутні.
Однак Прістлі спочатку не зрозумів, що відкрив нове просто речовина, він вважав, що виділив одну із складових частин повітря (і назвав цей газ «дефлогістрованим повітрям»). Про своє відкриття Прістлі повідомив видатному французькому хіміку Антуану Лавуазьє. У 1775 році А. Лавуазьє встановив, що кисень є складовою частиною повітря, кислот і міститься в багатьох речовинах.
Таким чином, заслугу відкриття кисню фактично ділять між собою Прістлі, Шеєле і Лавуазьє.
1. Загальні відомості
Кисень - елемент VI-A групи, другого періоду періодичної системи хімічних елементів Менделєєва з атомним номером 8. Позначається символом O (Oxygenium).
Кисень входить до складу багатьох органічних речовин і присутній у всіх живих клітинах. За кількістю атомів в живих клітинах він становить близько 25%, по масовій частці - близько 65%.
Електронна конфігурація в основному стані 1s22s22p4.
Атомна маса кисню-15,9994 г / моль.
Особливості будови молекули О2: атмосферний кисень складається з двохатомних молекул. Міжатомна відстань в молекулі О20,12074 нм. Молекулярний кисень (газоподібний і рідкий) - парамагнітне речовина, в кожній молекулі О2 є по 2 неспарених електрона. Цей факт можна пояснити тим, що в молекулі на кожній з двох розпушуючих орбіталей знаходиться по одному неспарених електронів.
У різних з'єднаннях кисень може знаходитися в станах sp3 і sp2-гібридизації.
3. Фізичні властивості
При нормальних умовах кисень - це газ без кольору, смаку і запаху.
1 л його має масу 1,429 г. Трохи важче повітря. Слабо розчиняється у воді (4,9 мл / 100 г при 0 ° C, 2,09 мл / 100 г при 50 ° C) і спирті (2,78 мл / 100 г при 25 ° C). Добре розчиняється в розплавленому сріблі (22 обсягу O2 в 1 об'ємі Ag при 961 ° C). Міжатомна відстань - 0,12074 нм. Є парамагнетиком.
Рідкий кисень (температура кипіння # 63; 182,98 ° C) - це блідо-блакитна рідина.
Твердий кисень (температура плавлення # 63; 218,35 ° C) - сині кристали. Відомі 6 кристалічних фаз, з яких три існують при тиску в 1 атм .:
· Б-О2 - існує при температурі нижче 23,65 К; яскраво-сині кристали відносяться до моноклінної сингонії, параметри комірки a = 5,403 Е, b = 3,429 Е, c = 5,086 Е; в = 132,53 °.
· По-О2 - існує в інтервалі температур від 23,65 до 43,65 К; блідо-сині кристали (при підвищенні тиску колір переходить в рожевий) мають ромбоедричних грати, параметри комірки a = 4,21 Е, б = 46,25 °
· Г-О2 - існує при температурах від 43,65 до 54,21 К; блідо-сині кристали мають кубічну симетрію, період решёткіa = 6,83 Е].
Ще три фази утворюються при високому тиску:
· Д-О2 інтервал температур 20-240 К і тиск 6-8 ГПа, помаранчеві кристали;
· Е-О4 тиск від 10 і до 96 ГПа, колір кристалів від темно-червоного до чорного, МОНОКЛІННА СИНГОНІЯ;
· Ж-Оn тиск більше 96 ГПа, металевий стан з характерним металевим блиском, при низьких температурах переходить всверхпроводящее стан.
4. Хімічні властивості
молекула кисень хімічний Лавуазьє
Кисень належить до активних неметаллам. У всіх з'єднаннях, крім сполук з фтором і пероксидів, він має ступінь окислення -2, в з'єднаннях з фтором кисень проявляє ступінь окислення +2, а в пероксидних сполуках ступінь його окислення дорівнює -1 або навіть дробовому числу. Це пояснюється тим, що в пероксид 2 або кілька атомів кисню з'єднані один з одним.
Кисень взаємодіє з усіма металами, за винятком золота і платинових металів (крім осмію), утворюючи оксиди:
2 Мg + О2 = 2 MgО (оксид магнію);
4 Аl + 3 О2 = 2 Аl2O3 (оксид алюмінію).
Ряд металів, крім основних оксидів, утворює амфотерні (ZnО, Сr2О3, Аl2О3 і ін.) І навіть кислотні (СrО3, Мn2О7 і ін.) Оксиди.
Він взаємодіє також з усіма, крім галогенів, неметалами, утворюючи кислотні або несолеобразующіе (індиферентні) оксиди:
S + О2 = SО2 (оксид сірки (IV));
4 Р + 5 O2 = 2 Р2О5 (оксид фосфору (V));
N2 + О2 = 2 NО (оксид азоту (II)).
Оксиди золота і платинових металів отримують розкладанням їх (гідроксидів, а кисневі сполуки галогенів - обережним зневодненням їх кисневмісних кислот).
У кисні і на повітрі легко окислюється (згоряють або тліють) багато неорганічних і органічних речовин. З неорганічних речовин, крім металів і неметалів, з киснем реагують всі з'єднання металів з неметалами, за винятком хлоридів і бромідів:
СаН2 + O2 = СаО + Н2О;
2 ZnS + 3 O2 = 2 ZnО + 2 SO2;
Мg3Р2 + 4 O2 = Мg3 (РО4) 2;
Са2Si + 2 O2 = Са2SiО4;
4 КI + O2 + 2 Н2О = 4 КОН + I2.
С3Н8 + 5 O2 = 3 СО2 + 4 Н2О;
2 С2Н5ОН + O2 = 2 СН3СНО + 2 Н2О;
2 СН3СНО + О2 = 2 СН3СООН;
C6Н12О6 + 6 O2 = 6 СО2 + 6 Н2О;
2 C6H6 + 15 O2 = 12 СО2 + 6 Н2О.
В атомарному стані кисень більш активний, ніж в молекулярному. Це властивість використовують для відбілювання різних матеріалів (легше руйнуються окрашивающие органічні речовини). В молекулярному стані кисень може існувати у вигляді кисню (O2) і озону (O3), т. Е. Для нього характерне явище аллотропии.
Ще більш чистий кисень можна отримати при електролізі водних розчинів лугів (NaOH або KOH) чи солей кисневмісних кислот (звичайно використовують розчин сульфату натрію Na2SO4). У лабораторії невеликі кількості не надто чистого кисню можна одержати при нагріванні перманганату калію KMnO4:
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2.
Більш чистий кисень одержують розкладанням пероксиду водню Н2О2 в присутності каталітичних кількостей твердого діоксиду марганцю MnO2:
2Н2О2 = 2Н2О + О2.
Кисень утворюється при сильному (вище 600 ° C) прожарюванні нітрату натрію NaNO3:
2NaNO3 = 2NaNO2 + О2,
при нагріванні деяких вищих оксидів:
4CrO3 = 2Cr2O3 + 3О2;
2PbO2 = 2PbO + О2;
3MnO2 = Mn3O4 + О2.
Раніше кисень одержували розкладанням бертолетової солі KClO3 в присутності каталітичних кількостей діоксиду марганцю MnO2:
2KClO3 = 2KCl + 3О2.
Однак бертолетова сіль утворить вибухові суміші, тому її для одержання кисню в лабораторіях тепер не використовують. Зрозуміло, зараз нікому в голову не прийде використовувати для отримання кисню прожарювання оксиду ртуті HgO, оскільки утворений в цій реакції кисень забруднений отруйними парами ртуті.
Джерелом кисню в космічних кораблях, підводних човнах і т. П. Замкнутих приміщеннях служить суміш пероксиду натрію Na2O2 і супероксиду калію KO2. При взаємодії цих з'єднань з вуглекислим газом звільняється кисень:
2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2,
4КО2 + 2СО2 = 2К2СО3 + 3О2.
Якщо використовувати суміш Na2O2 і КО2, взятих в молярному відношенні 1: 1, то на кожен моль поглиненого з повітря вуглекислого газу буде виділятися 1 моль кисню, так що склад повітря не буде змінюватися за рахунок поглинання при подиху кисню і виділення СО2.
Застосування кисню дуже різноманітно. Кисень необхідний практично всім живим істотам. Дихання - це окислювально-відновний процес, де кисень є окислювачем. За допомогою дихання живі істоти виробляють енергію, необхідну для підтримання життя. На щастя, атмосфера Землі поки не відчуває помітного недоліку кисню, але така небезпека може виникнути в майбутньому.
Поза земною атмосферою людина змушена брати з собою запас кисню. Ми вже говорили про його застосування на підводних човнах. Точно так же отриманий штучно кисень використовують для дихання в будь-який чужому середовищі, де доводиться працювати людям: в авіації при польотах на великих висотах, в пілотованих космічних апаратах, при сходженні на високі гірські вершини, в екіпіровці пожежних, яким часто доводиться діяти в задимленій і отруйної атмосфері і т.д.
У медицині кисень використовують для підтримки життя хворих з утрудненим диханням і для лікування деяких захворювань. Однак чистим киснем при нормальному тиску довго дихати не можна - це небезпечно для здоров'я.
Основні кількості одержуваного з повітря кисню використовуються в металургії. Кисневе (а не повітряне) дуття в домнах дозволяє істотно підвищувати швидкість доменного процесу, заощаджувати кокс і одержувати чавун кращої якості. Кисневе дуття застосовують у кисневих конвертерах при переділі чавуну в сталь. Чистий кисень або повітря, збагачене киснем, використовується при отриманні і багатьох інших металів (міді, нікелю, свинцю та ін.). Кисень використовують при різанні і зварюванні металів. При цьому застосовують "балонний" кисень. У балоні кисень може знаходитися під тиском до 15 МПа. Балони з киснем пофарбовані в блакитний колір.
Рідкий кисень - потужний окислювач, його використовують як компонент ракетного палива. Просочені рідким киснем такі матеріали, як деревна тирса, вата, вугільний порошок і ін. (Ці суміші називають оксиліквіти), використовують як вибухові речовини, що застосовуються, наприклад, при прокладці доріг у горах.
7. Вплив елементів на навколишнє середовище
Кисень життєво необхідний людині, рослинам, тваринам і природі.
Кисень бере участь і в процесах повільного окислення різних речовин при звичайній температурі. Ці процеси не менш важливі, ніж реакції горіння. Так, повільне окислення їжі в нашому організмі є джерелом енергії, за рахунок якої живе організм. Кисень для цієї мети доставляється гемоглобіном крові, який здатний утворювати з ним безсила з'єднання вже при кімнатній температурі. Окислений гемоглобін оксигемоглобін доставляє в усі тканини і клітини організму кисень, який окисляє білки, жири і вуглеводи, утворюючи при цьому вуглекислий газ і воду і звільняючи енергію, необхідну для діяльності організму.
Отже, ми отримали різні відомості з області хімії елементів VI групи і в більшій мірі про кисень, дізналися про те, де і як застосовують і отримують кисень, також дізналися про вплив кисню на наше життя, народне господарство і культуру.
Якщо після читання мого реферату у вас виникло бажання ближче познайомитися з неосяжної областю тієї науки, звідки взято відомості за основними елементами VI групи періодичної системи Д. І. Менделєєва, то я виконала своє завдання.
Розміщено на Allbest.ru