Формула кислорода в химии

• Кислород – самый распространенный на Земле химический элемент:
• земная кора содержит 47% кислорода
• мировой океан состоит из кислорода на 85%
• Кроме этого, кислород – основной участник обмена веществ в живых организмах – дыхания и фотосинтеза.
• В таблице приведены основные сведения о кислороде.

Химический элемент	Простое вещество
Название «Oxygenium» произошло от двух слов, в переводе «рождающий кислоты» Химический знак – О Атомный номер – 8 Расположение в периодической системе – 2 период, VI группа Типичный неметалл (сильный окислитель) Атомная масса – 16 а. е. м. Валентность – 2 Степени окисления –   –2; 0; +1; +2	Химическая формула – O2 Молекулярная масса – 32 а. е. м. Бесцветный газ без запаха; светло-голубая жидкость; синие кристаллы Температура кипения –   –183 °С Температура плавления –   –218 °С

В жидком состоянии кислород имеет голубой цвет, поэтому на всех формулах мы его будем обозначать голубым!

1. Изучением кислорода занимались несколько учёных примерно в одно и то же время.
2. Официально первооткрывателем кислорода считается англичанин Джозеф Пристли (1774 год).
3. Однако установлен факт, что в свое время Леонардо да Винчи изучал химию кислорода, не подозревая тогда, что он является элементом.
4. Название «кислород» в русский язык ввёл Михаил Ломоносов, который также ввёл в употребление термин «кислота», который в те времена обозначал оксид – соединение элемента с кислородом.

Поэтому истинное значение названия «кислород» переводится как «рождающий оксиды». Некоторое время в России кислород называли «кислотвор».

Химический элемент кислород образует два простых вещества: кислород (O2) и озон (O3).

• Кислород активно участвует в обмене веществ, именно ему обязана наша планета возникновением на ней жизни.
• Атмосфера содержит 21 % кислорода.
• Считается, что несколько сотен миллионов лет назад концентрация кислорода в атмосфере была почти в 2 раза выше – около 40%.
• Количество кислорода в воздухе ниже 8% является угрозой для жизни человека.
• В отличие от кислорода, озон даже в газообразном состоянии имеет голубой цвет, в жидком – насыщенный фиолетовый, в твёрдом – почти чёрный.

1. Озон  (O3) образуется из кислорода при воздействии ионизирующих излучений: радиации или жестких ультрафиолетовых лучей (это свойство кислорода было открыто в 1899 году учеными Пьером и Марией Кюри).
2. Он образуется в атмосфере под воздействием разрядов молнии, а также при работе бытовой техники, например, лазерных принтеров.
3. При этом вы можете чувствовать характерный запах – это и есть запах озона.
4. Слово «озон» с греческого языка так и переводится: «пахну».

Озон также способен в некоторой степени задерживать ультрафиолетовые лучи. Это его свойство является одним из факторов существования жизни на Земле.

 Кислород и озон являются парамагнетиками – это значит, что они притягиваются к магниту.

Это заметно при проведении опытов с жидкими кислородом и озоном.

Существует два способа получения кислорода:

• разложение химических соединений (в лаборатории чаще всего кислород получают разложением перманганата калия или пероксида водорода)
• выделение кислорода из воздуха.

Качественной реакцией на кислород является его способность зажигать тлеющую лучину.

Кислород – очень активное вещество, при нормальных условиях он взаимодействует почти со всеми простыми веществами, кроме нескольких.

В чистом кислороде горят даже на первый взгляд негорючие материалы, например, железо.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Закрыть

Этот эксперимент вы можете провести и в бытовых условиях.

Только проводить этот опыт надо, предварительно договорившись со взрослыми, и обязательно под их контролем!

Помните: любой химический эксперимент всегда таит в себе множество опасностей! Поэтому присутствие взрослого человека обязательно!

• Возьмите небольшое количество (около 5 мл) пероксида водорода в стеклянном стаканчике и всыпьте в него перманганат калия (марганцовку) на кончике ножа.
• Помните, что перманганата калия требуется минимальное количество, а также то, что в ходе этой реакции выделяется большое количество тепла!
• Теперь, если внести в стакан почти погасшую лучину (спичку), то она ярко вспыхнет.
• Поэтому делать это нужно аккуратно, лучше взять лучину подлиннее.

1. Реакции взаимодействия веществ с кислородом называются реакциями окисления.
2. Сложные вещества, состоящие из атомов двух химических элементов, один из которых – кислород, называются оксидами.
3. В этом правиле есть единственное исключение: соединения кислорода и фтора называются фторидами кислорода, поскольку окислителем («отнимающим электроны») здесь является не кислород, а химически более активный фтор.
4. Многие оксиды имеют собственные («тривиальные») названия.
5. Наиболее часто встречающиеся нам в обыденной жизни оксиды приведены в таблице.

Химическая формула	Систематическое название	Тривиальное название
H2O	Оксид водорода	Вода
H2O2	Пероксид водорода	Перекись водорода
CO	Оксид углерода (II)	Угарный газ
CO2	Оксид углерода (IV)	Углекислый газ
N2O	Оксид азота (I)	Веселящий газ
Al2O3	Оксид алюминия	Корунд
SiO2	Оксид кремния (IV)	Песок
SO2	Оксид серы (IV)	Сернистый газ
CaO	Оксид кальция	Негашеная известь

• Кислород также способен окислять и сложные вещества.
• В абсолютном большинстве случаев подобные реакции сопровождаются выделением большого количества энергии в виде света и тепла – это реакции горения.
• Надо помнить, что кислород поддерживает горение, а не горит сам.

1. Кислород в промышленности получают фракционной перегонкой воздуха.
2. Применяется он везде: от медицины для дыхания тяжелобольных до окислителя ракетного топлива.
3. Хранят и перевозят кислород в баллонах голубого цвета.

• На схеме приведены лишь основные сферы применения кислорода, на деле их гораздо больше.
• Более 60 % производимого в промышленности кислорода потребляет металлургия – он используется для выплавки металлов из руды.
• Через нагретую до высокой температуры смесь руды и кокса продувают кислород, в результате чего природная руда: сульфиды и более сложные соединения металлов превращаются в оксиды, из которых извлечь чистый металл гораздо проще.

1. Кислородные коктейли широко используются в санаториях и домах отдыха в качестве тонизирующего средства, для повышения иммунитета.
2. На подводных лодках используют три различных источника кислорода: сжиженный кислород в баллонах, электролиз морской воды, из пероксида калия.
3. Последняя реакция особенно интересна тем, что пероксид калия реагирует с углекислым газом с выделением кислорода:

Этот способ применяется чаще остальных, потому что баллоны – это дополнительная масса, а при электролизе воды выделяется также взрывоопасный водород.

Пройти тест

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Источник: https://ladle.ru/education/himia/8class/kislorod

Кислород – характеристика элемента, распространённость в природе, физические и химические свойства, получение » HimEge.ru

Кислород О имеет атомный номер 8, расположен в главной подгруппе (подгруппе а) VI группе, во втором периоде. В атомах кислорода валентные электроны размещаются на 2-м энергетическом уровне, имеющем только s— и p-орбитали. Это исключает возможность перехода атомов О в возбуждённое состояние, поэтому кислород во всех соединениях проявляет постоянную валентность, равную II. Имея высокую электроотрицательность, атомы кислорода всегда в соединениях заряжены отрицательно (с.о. = -2 или -1). Исключение – фториды OF2 и O2F2.

Для кислорода известны степени окисления -2, -1, +1, +2

Общая характеристика элемента

Кислород – самый распространенный элемент на Земле, на его долю приходится чуть меньше половины, 49 % от общей массы земной коры. Природный кислород состоит из 3 стабильных изотопов 16О, 17О и 18О (преобладает 16О).

Кислород входит в состав атмосферы (20,9 % по объему, 23,2 по массе), в состав воды и более 1400 минералов: кремнезема, силикатов и алюмосиликатов, мраморов, базальтов, гематита и других минералов и горных пород. Кислород составляет 50-85% массы тканей растений и животных, т.

к содержится в белках, жирах и углеводах, из которых состоят живые организмы. Общеизвестна роль кислорода для дыхания, для процессов окисления.

Открыт шведом К. Шееле ( 1771 – 1772 г.г) и англичанином Дж. Пристли ( 1774г.). Первый использовал нагревание селитры, второй – оксида ртути (+2). Название дал А.Лавуазье («оксигениум» — «рождающий кислоты»).

В свободном виде существует в двух аллотропных модификациях – «обыкновенного» кислорода О2 и озона О3.

Строение молекулы озона

3О2 = 2О3 – 285 кДж
Озон в стратосфере образует тонкий слой, который поглощает большую часть биологически вредного ультрафиолетового излучения.

При хранении озон самопроизвольно превращается в кислород. Химически кислород О2 менее активен, чем озон. Электроотрицательность кислорода 3,5.

Физические свойства кислорода

O2 – газ без цвета, запаха и вкуса, т.пл. –218,7 °С, т.кип. –182,96 °С, парамагнитен.

Жидкий O2 голубого, твердый – синего цвета. O2 растворим в воде (лучше, чем азот и водород).

Получение кислорода

1.      Промышленный способ — перегонка жидкого воздуха и электролиз воды:

2Н2О → 2Н2 + О2

2.  В лаборатории кислород получают:
1.Электролизом щелочных водных растворов или водных растворов кислородосодержащих солей (Na2SO4 и др.)

• 2. Термическим разложением перманганата калия KMnO4:
  2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2↑,
• Бертолетовой соли  KClO3:
  2KClO3 = 2KCl + 3O2↑      (катализатор MnO2)
• Оксида марганца (+4) MnO2:
  4MnO2 = 2Mn2O3 + O2↑      (700 oC),
• 3MnO2 = 2Mn3O4 + O2↑      (1000 oC),
• Пероксид бария BaO2 :
  2BaO2 = 2BaO + O2↑
• 3. Разложением пероксида водорода:
  2H2O2 = H2O + O2↑           (катализатор MnO2)
• 4. Разложение нитратов:
  2KNO3 → 2KNO2 + O2
• На космических кораблях и подводных лодках кислород получают из смеси K2O2 и K2O4:
  2K2O4 + 2H2O = 4KOH +3O2↑
  4KOH + 2CO2 = 2K2CO3 + 2H2O
• Суммарно:
  2K2O4 + 2CO2 = 2K2CO3 + 3О2 ↑
• Когда используют K2O2, то суммарная реакция выглядит так:
  2K2O2 + 2CO2 = 2K2CO3 + O2 ↑

Если смешать K2O2 и K2O4 в равномолярных (т.е. эквимолярных) количествах, то на 1 моль поглощенного  СО2  выделится один моль О2.

Химические свойства кислорода

Кислород поддерживает горение.  Горение — быстрый процесс окисления вещества, сопровождающийся выделением большого количества теплоты и света. Чтобы доказать, что в склянке находится кислород, а не какой-то другой газ, надо в склянку опустить тлеющую лучинку. В кислороде тлеющая лучинка ярко вспыхивает. Горение различных веществ на воздухе – это окислительно-восстановительный процесс, в котором окислителем является кислород. Окислители – это вещества, «отбирающие» электроны у веществ-восстановителей. Хорошие окислительные свойства кислорода можно легко объяснить строением его внешней электронной оболочки.

Валентная оболочка кислорода расположена на 2-м уровне – относительно близко к ядру. Поэтому ядро сильно притягивает к себе электроны. На валентной оболочке кислорода 2s2 2p4  находится 6 электронов. Следовательно, до октета недостает двух электронов, которые кислород стремится принять с электронных оболочек других элементов, вступая с ними в реакции в качестве окислителя.

Кислород имеет вторую (после фтора) электроотрицательность в шкале Полинга. Поэтому в подавляющем большинстве своих соединений с другими элементами кислород имеет отрицательную степень окисления. Более сильным окислителем, чем кислород, является только его сосед по периоду – фтор. Поэтому соединения кислорода с фтором – единственные, где кислород имеет положительную степень окисления.

Итак, кислород – второй по силе окислитель среди всех элементов Периодической системы. С этим связано большинство его важнейших химических свойств.
С кислородом реагируют все элементы, кроме Au, Pt, He, Ne и Ar, во всех реакциях (кроме взаимодействия со фтором) кислород — окислитель.

1. Кислород легко реагирует с щелочными и щелочноземельными металлами:
2. 4Li + O2 → 2Li2O,
3. 2K + O2 → K2O2,
4. 2Ca + O2 → 2CaO,
5. 2Na + O2 → Na2O2,
6. 2K + 2O2 → K2O4
7. Мелкий порошок железа ( так называемого пирофорного железа) самовоспламеняется на воздухе, образуя Fe2O3, а стальная проволока горит в кислороде, если ее заранее раскалить:
8. 3 Fe + 2O2 → Fe3O4
9. 2Mg + O2 → 2MgO
10. 2Cu + O2  → 2CuO
11. С неметаллами (серой, графитом, водородом, фосфором и др.) кислород реагирует при нагревании:
12. S + O2 → SO2,
13. C + O2 → CO2,
14. 2H2 + O2 → H2O,
15. 4P + 5O2 → 2P2O5,
16. Si + O2 → SiO2, и т.д
17. Почти все реакции с участием кислорода O2 экзотермичны, за редким исключением, например:
18. N2 + O2 → 2NO – Q
19. Эта реакция протекает при температуре выше 1200 oC или в электрическом разряде.
20. Кислород способен окислить сложные вещества, например:
21. 2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O   (избыток кислорода),
22. 2H2S + O2 → 2S + 2H2O   (недостаток кислорода),
23. 4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O   (без катализатора),
24. 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O   (в присутствии катализатора Pt ),
25. CH4 (метан) + 2O2 → CO2 + 2H2O,
26. 4FeS2 (пирит) + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2.

Известны соединения, содержащие катион диоксигенила O2+, например, O2+ [PtF6]— (успешный синтез этого соединения  побудил Н. Бартлетта попытаться получить соединения инертных газов).

• 
• Озон химически более активен, чем кислород O2. Так, озон окисляет иодид — ионы I—  в растворе  Kl:
• O3 + 2Kl + H2O = I2 + O2 + 2KOH

Озон сильно ядовит, его ядовитые свойства сильнее, чем, например, у сероводорода. Однако в природе озон, содержащийся в высоких слоях атмосферы, выполняет роль защитника всего живого на Земле от губительного ультрафиолетового излучения солнца.

Тонкий озоновый слой поглощает это излучение, и оно не достигает поверхности Земли. Наблюдаются значительные колебания в толщине и протяженности этого слоя с течением времени (так называемые озоновые дыры) причины таких колебаний пока не выяснены.

Применение кислорода O2: для интенсификации процессов получения чугуна и стали, при выплавке цветных металлов, как окислитель в различных химических производствах, для жизнеобеспечения на подводных кораблях, как окислитель ракетного топлива (жидкий кислород), в медицине, при сварке и резке металлов.

Применение озона О3: для обеззараживания питьевой воды, сточных вод, воздуха, для отбеливания тканей.

Биологическая роль р-элементов VIA группы. Применение их соединений в медицине

Источник: http://himege.ru/kislorod-xarakteristika-elementa-svojstva/

Урок 16. Кислород и озон – HIMI4KA

Архив уроков › Химия 8 класс

В уроке 16 «Кислород и озон» из курса «Химия для чайников» мы рассмотрим кислород как химический элемент и как простое вещество; узнаем об истории его открытия; выясним, что такое озон и какими свойствами он обладает.

Исторически так сложилось, что химический элемент и одно из простых веществ, образованных атомами этого элемента, имеют общее название — кислород. Поскольку между этими понятиями существует принципиальная разница, следует четко различать, о чем идет речь — о кислороде как о химическом элементе или о простом веществе.

Кислород как химический элемент

Самым первым химическим элементом, к изучению которого мы приступаем, является кислород. Как вы уже знаете, химический знак кислорода — О. Относительная атомная масса кислорода равна 16:

Позднее вы узнаете, какое строение имеет атом кислорода и чем он отличается от атомов других химических элементов.

Когда говорят о кислороде как о химическом элементе, то подразумевают атомы кислорода. Например: «В состав многих сложных веществ входит кислород», «Массовая доля кислорода в глюкозе равна 53,3 %».

В этих примерах речь идет об атомах кислорода (О), которые наряду с атомами других химических элементов входят в состав сложных веществ, следовательно, в данном случае речь идет о кислороде как о химическом элементе.

Кислород как простое вещество

Простое вещество кислород существует в виде молекул. Молекула кислорода состоит из двух атомов химического элемента кислорода (рис. 73), поэтому химическая формула кислорода как простого вещества — O2.

Поскольку относительная атомная масса кислорода равна 16, то относительная молекулярная масса простого вещества кислорода равна:

Следовательно, молярная масса кислорода равна:

Как у всех газов, молярный объем кислорода при нормальных условиях равен:

Когда говорят о кислороде как о простом веществе, то подразумевают вещество, имеющее формулу О2. Например: «Железные изделия быстро ржавеют в атмосфере влажного кислорода», «Для горения древесины необходим кислород». В этих примерах речь идет о веществе, имеющем формулу О2.

История открытия кислорода

История открытия самого важного для человека газа была долгой и запутанной. Впервые об открытии кислорода было сообщено в 1774 г. английским химиком Дж. Пристли. Он получил его при нагревании вещества HgO.

Однако Дж. Пристли в то время не понял, что он получил новое газообразное вещество, и считал его разновидностью воздуха. Еще раньше в 1772 г. кислород был получен К.

Шееле, но сообщение об этом он опубликовал только в 1777 г.

В 1774 г. Дж. Пристли сообщил о своих результатах великому французскому химику А. Лавуазье. Он тут же начал свои опыты и уже в 1775 г. сделал в Академии наук доклад «Мемуар о природе вещества, соединяющегося с металлами при прокаливании и увеличивающего их вес».

Происхождение названия «кислород» связано с образованием кислот в результате растворения в воде некоторых сложных веществ, содержащих атомы этого элемента. А. Лавуазье считал, что кислород — это обязательная составная часть всех кислот, что он «рождает» кислоты. Чтобы подчеркнуть это, А. Лавуазье в 1779 г. назвал этот газ «рождающим кислоты», или сокращенно — кислородом.

Озон

Кроме кислорода, существует еще одно простое вещество, молекулы которого состоят только из атомов кислорода. Это озон, молекула которого содержит три атома кислорода (рис. 74), его формула — О3.

При нормальных условиях озон представляет собой газ с резким раздражающим запахом. Он очень токсичен для всех живых организмов и поэтому используется вместо хлора для обеззараживания воды.

Небольшие количества озона образуются в воздухе во время грозы, а также в результате взаимодействия смолы хвойных деревьев с кислородом. Озон оказывает губительное действие на бактерии, поэтому лесной воздух (особенно в хвойных лесах) обладает целебным действием.

В небольших количествах озон образуется также при работе копировальных аппаратов и лазерных принтеров. Использовать такие приборы следует только в хорошо проветриваемых помещениях.

В верхних слоях атмосферы Земли (на высоте примерно 30—40 км) существует озоновый слой. Содержащийся в нем озон образуется из кислорода под воздействием солнечного излучения.

 Некоторые компоненты этого излучения губительны для живых организмов и растений на нашей планете, а озоновый слой поглощает их.

Если бы не было озонового слоя, то жизнь на Земле постепенно бы прекратилась.

Многие ученые считают, что вещества, образующиеся в процессе производственной деятельности человека, разрушают озоновый слой. Это прежде всего фреоны — соединения, использующиеся в холодильных установках и дезодорантах, выбросы реактивных самолетов и ракет.

Попадая в озоновый слой, эти вещества приводят к уменьшению его толщины или даже разрыву этого слоя — образованию так называемых озоновых дыр. В результате образования и увеличения размеров озоновых дыр могут наступить серьезные экологические катастрофы.

Применение кислорода

Кислород очень широко применяется в народном хозяйстве. На рисунке 75 приведены основные области применения кислорода. Главными потребителями кислорода являются металлургическая промышленность (выплавка стали), космическая техника (окислитель ракетного топлива), процессы обработки металлов (сварка и резка металлов).

Краткие выводы урока:

1. Химический элемент кислород образует два простых вещества — кислород О2 и озон О3.
2. Когда говорят о кислороде как о химическом элементе, подразумевают атомы кислорода О.
3. Когда говорят о кислороде как о простом веществе, подразумевают вещество, состоящее из молекул и имеющее формулу О2.

Надеюсь урок 16 «Кислород и озон» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Источник: https://himi4ka.ru/arhiv-urokov/urok-16-kislorod-i-ozon.html

Кислород

Кислород (лат. Oxygenium) — элемент VIa группы 2 периода периодической таблицы Д.И. Менделеева. Первым открывает группу халькогенов — элементов VIa группы.

Газ без цвета, без запаха, составляет 21% воздуха.

Общая характеристика элементов VIa группы

Общее название элементов VIa группы O, S, Se, Te, Po — халькогены. Халькогены (греч. χαλκος — руда + γενος — рождающий) — входят в состав многих минералов. Например, кислород составляет 50% массы земной коры.

От O к Po (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств. Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизация, сродство к электрону.

Среди элементов VIa группы O, S, Se — неметаллы. Te, Po — металлы.

Электронные конфигурации у данных элементов схожи, так как они находятся в одной группе (главной подгруппе!), общая формула ns2np4:

• O — 2s22p4
• S — 3s23p4
• Se — 4s24p4
• Te — 5s25p4
• Po — 6s26p4

Основное состояние атома кислорода

У атома кислорода (как и атомы азота, фтора, неона) нет возбужденного состояния, так как отсутствует свободная орбиталь с более высоким энергетическим уровнем, куда могли бы перемещаться валентные электроны.

Атом кислорода имеется два неспаренных электрона, максимальная валентность II.

Природные соединения

• Воздух — в составе воздуха кислород занимает 21% (это число пригодится в задачах!)
• В форме различных минералов в земной коре кислорода содержится около 50%
• В живых организмов кислород входит в состав органических веществ: белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот

Получение

В промышленности кислород получают из сжиженного воздуха. Также активно применяются кислородные установки, мембрана которых устроена как фильтр, отсеивающие кислород (мембранная технология).

В лаборатории кислород получают разложением перманганата калия (марганцовки) или бертолетовой соли при нагревании. Применяется реакция каталитического разложения пероксида водорода.

• KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2↑
• KClO3 → KCl + O2↑
• H2O2 → (кат. — MnO2) H2O + O2
• На подводных лодках для получения кислорода применяют следующую реакцию:
• Na2O2 + CO2 → Na2CO3 + O2↑

Химические свойства

Является самым активным неметаллом после фтора, образует бинарные соединения со всеми элементами кроме гелия, неона, аргона. Чаще всего реакции с кислородом экзотермичны (горение), ускоряются при повышении температуры.

• Реакции с неметаллами
1. Во всех реакциях, кроме взаимодействия со фтором, кислород проявляет себя в качестве окислителя.
2. NO + O2 → (t) NO2
3. S + O2 → (t) SO2
4. 2C + O2 = (t) 2CO (неполное окисление — угарный газ, соотношение 2:1)
5. C + O2 = (t) CO2 (полное окисление — углекислый газ, соотношение 1:1)
6. F + O2 → OF2 (фторид кислорода, O+2)



• Реакции с металлами

В реакциях кислорода с металлами образуются оксиды, пероксиды и супероксиды. Реакции с активными металлами идут без нагревания.

• Li + O2 → Li2O (оксид)
• Na + O2 → Na2O2 (пероксид)
• K + O2 → KO2 (супероксид)
• Горение воды

Известна реакция горения воды во фторе.

F2 + H2O → HF + O2



• Окисление органических веществ

Все органические вещества сгорают с образованием углекислого газа и воды.

C3H7 + O2 = CO2 + H2O



• Контролируемое окисление

При применении катализаторов и особых реагентов в органической химии достигают контролируемого окисления: алканы окисляются до спиртов, спирты — до альдегидов, альдегиды — до кислот.

Процесс можно остановить на любой стадии в зависимости от желаемого результата.

Источник: https://studarium.ru/article/172

Кислород

Что такое кислород? Это 8-ой химический элемент периодической таблицы Д.И. Менделеева, имеющий относительную атомную массу 16. Он представляет собой бесцветный газ, который не имеет запаха и вкуса. Кислород играет важнейшую роль в жизни людей. Нельзя назвать элемент, который был бы наиболее важен для Земли. Мы не просто так начинаем изучать химию именно с кислорода. Со всеми элементами периодической таблицы кислород образует какие-либо соединения. Исключением являются легкие инертные газы.

Кислород, наряду с химическим элементом «углерод«, играет важнейшую роль в деятельности человечества и жизни на Земле. В атмосфере Земли он находится в свободном состоянии. В океанах и морях содержится большой объем кислорода. Кислород – «порождающий кислоту». В нормальных условиях он представляет собой газ, состоящий из двухатомных молекул.

Но кислород также имеет свойство затвердевать и конденсироваться в светло-голубую жидкость. Он может образовывать взрывчатые смеси при взаимодействии с горючими газами. В промышленности кислород получают путем деления воздуха. Кислород используют в некоторых видах ракетного топлива, на металлургических предприятиях, химических заводах, в шахтах.

Большое влияние на увеличение объемов кислорода на поверхности нашей планеты оказали прокариоты, представляющие собой зелено-синие водоросли. Эти простейшие организмы появились около 2 миллиардов лет назад. Они потребляли углерод и кислород из углекислого газа, с помощью фотосинтеза, и в то же время выбрасывали в воздух свободный кислород.

Прокариотам не нужен был свободный кислород, потому что они обладали анаэробным типом дыхания. Получается, что вещество, без которого сейчас мы не могли бы существовать, когда-то было загрязняющим. Из-за этого загрязнения произошли значительные изменения в строении Земли.

Простейший опыт для проверки этого явления – воспламенение уже тлеющей деревянной лучинки в кислородной атмосфере.

Исторические факты о химическом элементе Кислород

С самых древних времен ученые интересовались процессами дыхания и горения. Китайские документы 8 века указывают на то, что не сам воздух поддерживает процесс горения, а только некоторая его часть. Леонардо Да Винчи, живший в 15 веке, тоже исследовал это явление.

Финальное открытие двух составляющих воздуха произошло в 1773 году. Выдающийся шведский ученый К.В. Шееле и Джозеф Пристли практически одновременно получили кислород, независимо друг от друга.

На основе масштабных научных исследований они смогли объяснить горение и дыхание как процессы взаимодействия некоторых веществ с Кислородом. А в 1775 году А. Лавуазье назвал кислород «образующим кислоты». Такое название было выбрано потому, что кислород входит в состав некоторых кислот.

Немалый вклад в открытие кислорода внес французский ученый Пьер Байен. Он опубликовал свои работы по экспериментам с ртутью и ее оксидом. Также здесь стоит упомянуть теорию Флогистона, тормозившую развитие науки в течение длительного времени.

В 1898 году было выдвинуто утверждение о том, что человечеству в скором будущем грозит смерть от удушья.

Это утверждение обуславливалось тем, что в воздух ежедневно выделяется огромный объем углекислого газа, преимущественно от промышленных фабрик и заводов. К счастью, это утверждение было опровергнуто. К.А.

Тимирязев доказал, что зеленые растения, выделяющие кислород, не позволят человечеству исчезнуть с этой планеты.

Источник: http://www.alto-lab.ru/elements/kislorod/

Формула кислорода

Определение кислорода и его формула

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Кислород представляет собой химический элемент с серийным номером 8. Он находится во втором периоде в основной подгруппе VI-й группы (в короткой версии периодической таблицы) или в 16-й группе в соответствии с современными стандартами нумерации.

Атомная масса: 15,9994 а.е.

Электронная формула: 1s2 2s2 2p4

Кислород является наиболее распространенным элементом в коре (47% массы). Морские и пресные воды содержат 85,82% (по весу) связанного кислорода.

Количество атомов кислорода в живых клетках составляет около 25%, массовая доля кислорода в живых организмах составляет около 65%.

• Кислород существует в виде двухаллотропных модификаций — кислорода и озона.
• Кислород (диоксид) — это простое вещество, состоящее из двух атомов кислорода.
• Формула: ( mathrm{O} 2 )
• Структурная формула кислорода

Молярная масса: 31,998 г / моль.

Кислород в нормальных условиях — газ без цвета, вкуса и запаха. В жидком состоянии кислород светло-голубого цвета, а в твердом состоянии — светло-голубые кристаллы.

1. Озон — это простое вещество, состоящее из трех атомов кислорода.
2. Формула: ( mathrm{O} 3 )
3. Структурная формула:

Молярная масса: 47,998 г / моль

В нормальных условиях озон представляет собой сине-голубой газ с характерным сильным запахом. В жидком состоянии — темно-фиолетовый (индиго). В твердой форме — черные кристаллы с фиолетовым блеском.

Озон присутствует в атмосфере в так называемом озоновом слое, где он образуется из кислорода под действием ультрафиолетового излучения или молниевых разрядов:

• Примеры решения проблем
• ПРИМЕР 1

Задача.

То же количество металла сочетается с 0,2 г кислорода и 3,173 г одного из галогенов. Определите эквивалент галогена.

Решение

1. Раствор Эквивалент вещества называется его количеством, которое объединяется с 1 молем атомов водорода или заменяет такое же количество атомов водорода в химических реакциях.
2. По закону эквиваленты:
3. ( frac{m_{M e}}{mathcal{Э}_{Me}}=frac{m_{O_{2}}}{mathcal{Э}_{O_{2}}} )
4. ( frac{m_{M e}}{mathcal{Э}_{Me}}=frac{m_{Hal_{2}}}{mathcal{Э}_{Hal_{2}}} )
5. Эквивалентная масса кислорода ( EO2=16 cdot 2 / 4=8 г/моль )
6. Выразить эквивалентную массу галогена:
7. ( frac{m_{Hal_{2}}}{mathcal{Э}_{Hal_{2}}}=frac{m_{O_{2}}}{mathcal{Э}_{O_{2}}} )
8. ( mathcal{Э}_{H a l_{2}}=frac{m_{ Hal_{2}} cdot mathcal{Э}_{O_{2}}}{m_{O_{2}}}=frac{3,173 cdot 8}{0,2}=126,9г/моль )
   Галоген-йод.

Ответ

• галоген — йод.
• ПРИМЕР 2

Задача

Через решения ( N i S O_{4} ) и ( b S O_{4} ) пропущено такое же количество электроэнергии. На одном из катодов было выпущено 25,9 г свинца. Сколько граммов никеля выделялось на другом катоде? Сколько литров кислорода, измеренное при нормальных условиях, было выпущено на каждом из анодов?

Решение.

1. Запишем уравнения процессов, происходящих при электролизе каждого решения.
2. Электролиз раствора: ( mathrm{NISO}_{4} )
3. Катод:
4. ( mathrm{Nl}^{2+}+2 mathrm{E}
   ightarrow mathrm{Ni}^{0} ) восстановление ионов никеля
5. Анод:
6. ( 2 mathrm{H}_{2} mathrm{O}-4 overline{mathrm{e}}=mathrm{O}_{2}+4 mathrm{H}^{+} ) окисление воды с выделением кислорода
7. Электролиз раствора ( mathrm{pbsO}_{4} )
8. Катод:
9. ( P b^{2+}+2 varepsilon
   ightarrow P b^{0} ) восстановление ионов никеля
10. Анод:
11. ( 2 mathrm{H}_{2} mathrm{O}-4 mathrm{e}=mathrm{O}_{2}+4 mathrm{H}^{+} ) окисление воды с выделением кислорода
12. По закону Фарадея:
13. ( m_{M e}=frac{mathcal{J}_{(Me)} cdot I cdot au}{F} )
14. где I — сила тока при электролизе, А; t — продолжительность электролиза, s; F — число Фарадея, F = 96500 C / моль, EMe — эквивалентная масса металла.
15. Поскольку такое же количество электроэнергии пропускалось через растворы ( mathrm{NiSO} 4 ) и ( mathrm{PBSO} 4 ),
16. ( frac{m_{N i}}{mathcal{Э}_{mathrm{Ni}}}=frac{m_{P b}}{mathcal{Э}_{P b}}=frac{V_{O_{2}}}{V_{Э_{2}}} )
17. ( frac{m_{N i}}{mathcal{Э}_{mathrm{Ni}}}=frac{m_{P b}}{mathcal{Э}_{P b}}=frac{V_{O_{2}}}{V_{Э_{2}}} )
18. ( N i=58,67 / 2=29,35г/моль )
19. ( P b=207,2 / 2=103,6г/моль )
20. ( left(O_{2}
    ight)=22,4_{1 / 4}=5,6л )
21. Тогда масса никеля, выпущенного на катоде, будет равна:
22. ( m_{N overline{l}}=frac{m_{P b} cdot Э_{mathrm{Ni}}}{Э_{P b}}=frac{25,9 cdot 29,35}{103,6}=7,34 г )
23. Объем кислорода, выделяемого на каждом из анодов, будет равен:
24. ( V_{0_{2}}= frac{m_{P b} cdot V_{ЭO_{2}}}{Э_{Pb}} =frac{25,9 cdot 5,6}{103,6}=1,4л )

Ответ.

На катоде было выпущено 7,34 г никеля; На каждый анод высвобождалось 1,4 л кислорода.

Нужны оригинальность, уникальность и персональный подход? Закажи свою оригинальную работу УЗНАТЬ СТОИМОСТЬ

Источник: https://sciterm.ru/spravochnik/formula-kisloroda/

Кислород

Кислоро́д — элемент главной подгруппы шестой группы, второго периода периодической системы химических элементов, с атомным номером 8. Обозначается символом O (лат. Oxygenium).

Кислород — химически активный неметалл, является самым лёгким элементом из группы халькогенов.

Простое вещество кислород (CAS-номер: 7782-44-7) при нормальных условиях — газ без цвета, вкуса и запаха, молекула которого состоит из двух атомов кислорода (формула O2), в связи с чем его также называют дикислород.

Жидкий кислород имеет светло-голубой цвет, а твёрдый представляет собой кристаллы светло-синего цвета.
Существуют и другие аллотропные формы кислорода, например, озон (CAS-номер: 10028-15-6) — при нормальных условиях газ голубого цвета со специфическим запахом, молекула которого состоит из трёх атомов кислорода (формула O3).

История открытия

Официально считается, что кислород был открыт английским химиком Джозефом Пристли 1 августа 1774 года путём разложения оксида ртути в герметично закрытом сосуде (Пристли направлял на это соединение солнечные лучи с помощью мощной линзы).

2HgO (t) → 2Hg + O2↑ Однако Пристли первоначально не понял, что открыл новое простое вещество, он считал, что выделил одну из составных частей воздуха (и назвал этот газ «дефлогистированным воздухом»). О своём открытии Пристли сообщил выдающемуся французскому химику Антуану Лавуазье. В 1775 году А.

Лавуазье установил, что кислород является составной частью воздуха, кислот и содержится во многих веществах.
Несколькими годами ранее (в 1771 году) кислород получил шведский химик Карл Шееле. Он прокаливал селитру с серной кислотой и затем разлагал получившийся оксид азота.

Важным этапом, который способствовал открытию кислорода, были работы французского химика Петра Байена, который опубликовал работы по окислению ртути и последующему разложению её оксида.
Наконец, окончательно разобрался в природе полученного газа А. Лавуазье, воспользовавшийся информацией от Пристли и Шееле.

Его работа имела громадное значение, потому что благодаря ей была ниспровергнута господствовавшая в то время и тормозившая развитие химии флогистонная теория. Лавуазье провёл опыт по сжиганию различных веществ и опроверг теорию флогистона, опубликовав результаты по весу сожженных элементов. Вес золы превышал первоначальный вес элемента, что дало Лавуазье право утверждать, что при горении происходит химическая реакция (окисление) вещества, в связи с этим масса исходного вещества увеличивается, что опровергает теорию флогистона.

Таким образом, заслугу открытия кислорода фактически делят между собой Пристли, Шееле и Лавуазье.

Происхождение названия

Слово кислород (именовался в начале XIX века ещё «кислотвором») своим появлением в русском языке до какой-то степени обязано М. В.

Ломоносову, который ввёл в употребление, наряду с другими неологизмами, слово «кислота»; таким образом слово «кислород», в свою очередь, явилось калькой термина «оксиген» (фр. oxygène), предложенного А. Лавуазье (от др.-греч.

ὀξύς — «кислый» и γεννάω — «рождаю»), который переводится как «порождающий кислоту», что связано с первоначальным значением его — «кислота», ранее подразумевавшим окислы, именуемые по современной международной номенклатуре оксидами.

Получение

В настоящее время в промышленности кислород получают из воздуха. Основным промышленным способом получения кислорода, является криогенная ректификация.

Также хорошо известны и успешно применяются в промышленности кислородные установки, работающие на основе мембранной технологии.

В лабораториях пользуются кислородом промышленного производства, поставляемым в стальных баллонах под давлением около 15 МПа.

Небольшие количества кислорода можно получать нагреванием перманганата калия KMnO4:

2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2↑

также используют реакцию каталитического разложения пероксида водорода Н2О2:

2Н2О2 → 2Н2О + О2↑

Катализатором является диоксид марганца (MnO2) или кусочек сырых овощей (в них содержатся ферменты, ускоряющие разложение пероксида водорода).

Кислород можно получить каталитическим разложением хлората калия (бертолетовой соли) KClO3:
2KClO3 → 2KCl + 3O2↑

К лабораторным способам получения кислорода относится метод электролиза водных растворов щелочей.

Физические свойства

При нормальных условиях кислород — это газ без цвета, вкуса и запаха.
1 л его имеет массу 1,429 г. Немного тяжелее воздуха. Слабо растворяется в воде (4,9 мл/100г при 0 °C, 2,09 мл/100г при 50 °C) и спирте (2,78 мл/100г при 25 °C).

Хорошо растворяется в расплавленном серебре (22 объёма O2 в 1 объёме Ag при 961 °C). Является парамагнетиком.
При нагревании газообразного кислорода происходит его обратимая диссоциация на атомы: при 2000 °C — 0,03 %, при 2600 °C — 1 %, 4000 °C — 59 %, 6000 °C — 99,5 %.
Жидкий кислород (темп.

кипения −182,98 °C) — это бледно-голубая жидкость.

Твёрдый кислород (темп. плавления −218,79 °C) — синие кристаллы.

• Источник: Википедия
• Другие заметки по химии

Источник: http://edu.glavsprav.ru/info/o

Кислород: состав молекулы, физические и химические свойства, аллотропия

Молекула кислорода O2 состоит из двух атомов кислорода, связанных ковалентной неполярной связью.

Представление о наличии в молекуле кислорода двух ковалентных связей не соответствует, в частности, её магнитным свойствам (жидкий
кислород притягивается магнитом), поэтому лучше не останавливаться на этом моменте. В высшей школе изучается метод Молекулярных орбиталей о наличии в молекуле кислорода двух неспаренных электронов.

Кислород — бесцветный прозрачный газ, без вкуса, без запаха. Немного тяжелее воздуха, сравнительно мало растворим в воде (в 1 литре воды при 20°C растворяется около 0,03 л кислорода).

Химические свойства:

1. S + O2 = SO2 (образуется оксид серы (IV), или серни́стый газ)
2. C + O2 = CO2 (образуется оксид углерода (IV), или углекислый газ)
   Горение в чистом кислороде происходит гораздо энергичнее, чем в воздухе, так как выделяющаяся теплота не тратится на нагревание азота
   воздуха. Температура горения в чистом кислороде значительно выше.

   Галогены, золото и платина не соединяются с кислородом напрямую, но можно получить их оксиды, в которых они проявляют положительную степень окисления, например, оксид хлора (VII) Cl2O7.

   Фторид кислорода O+2F2−1 — соединение, в котором кислород проявляет положительную степень окисления.

3. Железо горит в кислороде с образованием железной окалины (представляет из себя смешанный оксид Fe+2O•Fe2+3O3):
   3Fe + 2O2 = Fe3O4
4. При пропускании через воздух электрических разрядов, или во время грозы кислород превращается в озон — аллотропное видоизменение, состоящее из трех атомов кислорода:
   3O2 2O3
5. Пропитанные жидким кислородом угольный порошок, древесная мука и  другие горючие материалы обладают взрывчатыми свойствами, используются при подрывных работах.
6. При участии кислорода в природе совершается важнейший процесс — дыхание. Транспорт кислорода из легких человека в ткани осуществляет гемоглобин крови, образующий комплекс с кислородом.

Кислород применяется

• в медицине при затрудненном дыхании,
• в металлургии,
• для газовой сварки и резки металлов и т. д.

Аллотропия — образование одним элементом нескольких простых веществ.

Элемент кислород образует аллотропные видоизменения кислород O2 и озон O3.

Озон — газ, образуется в природе во время грозы и при окислении смолы хвойных деревьев. Придает воздуху запах свежести. Растворяется в воде гораздо лучше кислорода. Сильный окислитель.

Спирт и некоторые другие вещества в озоне самовоспламеняются.

Это связано с самопроизвольным распадом озона на молекулу кислорода и атоммарный кислород, обладающий большой окислительной активностью:
O3 O2 + O

• Озон можно получить пропусканием через воздух электрических разрядов:
  3O2 2O3
• Применяется в озонаторах для уменьшения содержания в воздухе болезнетворных бактерий, для обеззараживания водопроводной воды на станциях водоочистки.
• Озоновый слой в верхних слоях атмосферы (так называемый, озоновый экран) задерживает жесткое ультрафиолетовое излучение, без чего жизнь на поверхности суши была бы невозможна.
• автор: Владимир Соколов

Источник: https://staminaon.com/ru/chemistry/chemistry_9-26.htm