Kiseonik je opis supstance. Kiseonik: hemijska svojstva elementa. Pogledajte šta je "kiseonik" u drugim rečnicima
Kiseonik je u drugom periodu VI glavne grupe zastarele kratke verzije periodnog sistema. Prema novim standardima numeracije, ovo je 16. grupa. Odgovarajuću odluku donio je IUPAC 1988. Formula za kisik kao jednostavnu supstancu je O 2 . Razmotrite njegova glavna svojstva, ulogu u prirodi i ekonomiji. Počnimo sa karakteristikama cijele grupe koju vodi kisik. Element se razlikuje od srodnih halkogena, a voda se razlikuje od vodika, selena i telura. Objašnjenje svih karakterističnih osobina može se pronaći samo učenjem o strukturi i svojstvima atoma.
Halkogeni su elementi povezani sa kiseonikom.
Atomi sličnih svojstava čine jednu grupu u periodičnom sistemu. Kiseonik je glavni u porodici halkogena, ali se od njih razlikuje po brojnim svojstvima.
Atomska masa kiseonika, pretka grupe, je 16 amu. m. Halkogeni u formiranju jedinjenja sa vodonikom i metalima pokazuju svoje uobičajeno oksidaciono stanje: -2. Na primjer, u sastavu vode (H 2 O), oksidacijski broj kisika je -2.
Sastav tipičnih vodoničnih jedinjenja halkogena odgovara opštoj formuli: H 2 R. Kada se ove supstance rastvore, nastaju kiseline. Samo vodonično jedinjenje kiseonika - voda - ima posebna svojstva. Prema naučnicima, ova neobična supstanca je i veoma slaba kiselina i veoma slaba baza.
Sumpor, selen i telur imaju tipična pozitivna oksidaciona stanja (+4, +6) u jedinjenjima sa kiseonikom i drugim nemetalima visoke elektronegativnosti (EO). Sastav halkogen oksida odražava opšte formule: RO 2 , RO 3 . Odgovarajuće kiseline imaju sastav: H 2 RO 3 , H 2 RO 4 .
Elementi odgovaraju jednostavnim supstancama: kiseonik, sumpor, selen, telur i polonijum. Prva tri predstavnika pokazuju nemetalna svojstva. Formula kiseonika je O2. Alotropska modifikacija istog elementa je ozon (O 3). Obje modifikacije su plinovi. Sumpor i selen su čvrsti nemetali. Telur je metaloidna supstanca, provodnik električne struje, polonijum je metal.
Kiseonik je najčešći element
Već znamo da postoji još jedna vrsta postojanja istog hemijskog elementa u obliku jednostavne supstance. Ovo je ozon, gas koji formira sloj na visini od oko 30 km od površine zemlje, koji se često naziva ozonskim omotačem. Vezani kiseonik je uključen u molekule vode, u sastav mnogih stena i minerala, organskih jedinjenja.
Struktura atoma kiseonika
Periodni sistem Mendeljejeva sadrži potpune informacije o kiseoniku:
- Redni broj elementa je 8.
- Napunjenost jezgre - +8.
- Ukupan broj elektrona je 8.
- Elektronska formula kiseonika je 1s 2 2s 2 2p 4 .
U prirodi postoje tri stabilna izotopa koji imaju isti serijski broj u periodnom sistemu, identičan sastav protona i elektrona, ali različit broj neutrona. Izotopi su označeni istim simbolom - O. Za poređenje, predstavljamo dijagram koji odražava sastav tri izotopa kiseonika:
Svojstva kiseonika - hemijskog elementa
Na 2p podnivou atoma nalaze se dva nesparena elektrona, što objašnjava pojavu oksidacionih stanja -2 i +2. Dva uparena elektrona ne mogu se razdvojiti da bi se oksidacijsko stanje povećalo na +4, kao kod sumpora i drugih halkogena. Razlog je nepostojanje slobodnog podnivoa. Dakle, u jedinjenjima hemijski element kiseonik ne pokazuje valentnost i oksidaciono stanje jednake broju grupe u kratkoj verziji periodični sistem(6). Njegov uobičajeni oksidacijski broj je -2.
Samo u spojevima sa fluorom kiseonik pokazuje pozitivno oksidaciono stanje od +2, što je za njega nekarakteristično. EO vrijednost dva jaka nemetala je različita: EO(O) = 3,5; EO (F) = 4. Kao elektronegativniji hemijski element, fluor jače drži svoje elektrone i privlači valentne čestice na atome kiseonika. Dakle, u reakciji s fluorom kisik je redukcijski agens, donira elektrone.
Kiseonik je jednostavna supstanca
Engleski istraživač D. Priestley je 1774. godine, tokom eksperimenata, ispustio plin prilikom razgradnje živinog oksida. Dvije godine ranije, K. Scheele je dobio istu supstancu u čistom obliku. Samo nekoliko godina kasnije, francuski hemičar A. Lavoisier je ustanovio kakav je gas deo vazduha, proučavao svojstva. Hemijska formula kiseonika je O2. Odrazimo u zapisu o sastavu supstance elektrone koji su uključeni u formiranje nepolarne kovalentne veze - O::O. Zamenimo svaki vezni elektronski par jednom linijom: O=O. Ova formula kisika jasno pokazuje da su atomi u molekuli povezani između dva zajednička para elektrona.
Izvršimo jednostavne proračune i odredimo kolika je relativna molekulska težina kisika: Mr (O 2) = Ar (O) x 2 = 16 x 2 = 32. Za poređenje: Mr (vazduh) = 29. Hemikalija formula kiseonika se razlikuje od atoma kiseonika. To znači da je Mr (O 3) = Ar (O) x 3 = 48. Ozon je 1,5 puta teži od kisika.
Fizička svojstva
Kiseonik je gas bez boje, ukusa i mirisa (pri normalnoj temperaturi i atmosferskom pritisku). Supstanca je nešto teža od vazduha; rastvorljiv u vodi, ali u malim količinama. Tačka topljenja kiseonika je negativna i iznosi -218,3 °C. Tačka u kojoj se tečni kiseonik ponovo pretvara u gasoviti kiseonik je njegova tačka ključanja. Za molekule O 2, vrijednost ove fizičke veličine doseže -182,96 ° C. U tečnom i čvrstom stanju kiseonik dobija svetloplavu boju.
Dobivanje kiseonika u laboratoriji
Prilikom zagrijavanja tvari koje sadrže kisik, kao što je kalijev permanganat, oslobađa se bezbojni plin koji se može prikupiti u tikvici ili epruveti. Ako upaljenu baklju unesete u čisti kiseonik, ona gori jače nego u vazduhu. Dvije druge laboratorijske metode za dobivanje kisika su razgradnja vodikovog peroksida i kalijevog hlorata (bertolet soli). Razmotrite shemu uređaja koji se koristi za termičku razgradnju.
U epruvetu ili tikvicu okruglog dna sipajte malo bertolet soli, zatvorite čepom sa cijevi za odvod plina. Njegov suprotni kraj treba da bude usmjeren (pod vodom) u bocu okrenutu naopako. Vrat treba spustiti u široku čašu ili kristalizator napunjen vodom. Kada se epruveta s Bertholletovom soli zagrije, oslobađa se kisik. Kroz cijev za izlaz plina ulazi u tikvicu, istiskujući vodu iz nje. Kada se tikvica napuni gasom, zatvara se pod vodom čepom i okreće se. Kiseonik dobijen u ovom laboratorijskom eksperimentu može se koristiti za proučavanje hemijskih svojstava jednostavne supstance.
Sagorijevanje
Ako laboratorij sagorijeva tvari u kisiku, onda morate znati i pridržavati se vatrogasnih pravila. Vodonik trenutno sagorijeva na zraku, a pomiješan sa kisikom u omjeru 2:1 je eksplozivan. Sagorijevanje tvari u čistom kisiku je mnogo intenzivnije nego u zraku. Ovaj fenomen se objašnjava sastavom vazduha. Kiseonik u atmosferi je nešto više od 1/5 dijela (21%). Izgaranje je reakcija tvari s kisikom, uslijed čega nastaju različiti proizvodi, uglavnom oksidi metala i nemetala. Mješavine O 2 sa zapaljivim tvarima su zapaljive, osim toga, dobivena jedinjenja mogu biti toksična.
Gorenje obične svijeće (ili šibice) je praćeno stvaranjem ugljičnog dioksida. Sljedeće iskustvo možete izvesti kod kuće. Ako spalite neku supstancu ispod staklene posude ili velike čaše, onda će sagorevanje prestati čim se potroši sav kiseonik. Dušik ne podržava disanje i sagorevanje. Ugljični dioksid, proizvod oksidacije, više ne reagira s kisikom. Transparentna vam omogućava da otkrijete prisustvo nakon sagorevanja svijeće. Ako se produkti sagorevanja propuštaju kroz kalcijum hidroksid, rastvor postaje zamućen. Hemijska reakcija se odvija između krečne vode i ugljičnog dioksida, što rezultira nerastvorljivim kalcijum karbonatom.
Proizvodnja kisika u industrijskim razmjerima
Najjeftiniji proces, koji rezultira molekulama O 2 bez zraka, ne uključuje kemijske reakcije. U industriji, recimo, u metalurškim postrojenjima, vazduh na niskoj temperaturi i visokog pritiska tečni. Najvažnije komponente atmosfere, kao što su dušik i kisik, ključaju na različitim temperaturama. Odvojite mješavinu zraka uz postepeno zagrijavanje do normalne temperature. Prvo se oslobađaju molekuli dušika, a zatim kisik. Metoda razdvajanja temelji se na različitim fizičkim svojstvima jednostavnih supstanci. Formula jednostavne supstance kiseonika je ista kao što je bila pre hlađenja i ukapljivanja vazduha - O 2.
Kao rezultat nekih reakcija elektrolize, također se oslobađa kisik, koji se skuplja preko odgovarajuće elektrode. Plin je potreban industrijskim i građevinskim preduzećima u velikim količinama. Potražnja za kiseonikom stalno raste, posebno u hemijskoj industriji. Nastali plin se skladišti za industrijske i medicinske svrhe u čeličnim bocama s oznakama. Spremnici s kisikom obojeni su plavom ili plavom bojom kako bi se razlikovali od drugih tečnih plinova - dušika, metana, amonijaka.
Hemijski proračuni prema formuli i jednadžbama reakcija koje uključuju molekule O2
Numerička vrijednost molarna masa kiseonik se poklapa sa drugom vrednošću - relativnom molekulskom težinom. Samo u prvom slučaju postoje jedinice mjere. Ukratko, formulu za tvar kisika i njegovu molarnu masu treba napisati na sljedeći način: M (O 2) \u003d 32 g / mol. U normalnim uslovima, mol bilo kog gasa odgovara zapremini od 22,4 litara. To znači da je 1 mol O 2 22,4 litara supstance, 2 mol O 2 je 44,8 litara. Prema jednadžbi reakcije između kisika i vodika, može se vidjeti da 2 mola vodika i 1 mol kisika međusobno djeluju:
Ako je u reakciji uključen 1 mol vodonika, tada će volumen kisika biti 0,5 mol. 22,4 l / mol \u003d 11,2 l.
Uloga O 2 molekula u prirodi i životu čovjeka
Kiseonik troše živi organizmi na Zemlji i uključen je u kruženje materije više od 3 milijarde godina. Ovo je glavna tvar za disanje i metabolizam, uz nju se razgrađuju molekuli hranjivih tvari, a sintetizira se energija potrebna organizmima. Kiseonik se na Zemlji stalno troši, ali se njegove rezerve obnavljaju fotosintezom. Ruski naučnik K. Timiryazev vjerovao je da zahvaljujući ovom procesu život još uvijek postoji na našoj planeti.
Uloga kiseonika u prirodi i ekonomiji je velika:
- apsorbira se u procesu disanja od strane živih organizama;
- učestvuje u reakcijama fotosinteze u biljkama;
- dio je organskih molekula;
- procesi propadanja, fermentacije, hrđe odvijaju se uz sudjelovanje kisika, koji djeluje kao oksidant;
- koristi se za dobijanje vrednih proizvoda organske sinteze.
Tečni kiseonik u bocama koristi se za rezanje i zavarivanje metala na visokim temperaturama. Ovi procesi se izvode u mašinama, u transportnim i građevinskim preduzećima. Za obavljanje poslova pod vodom, pod zemljom, na velikoj nadmorskoj visini u vakuumu, ljudima su potrebni i O 2 molekuli. koriste se u medicini za obogaćivanje sastava vazduha koji udišu bolesni ljudi. Plin za medicinske svrhe razlikuje se od tehničkog plina po gotovo potpunom odsustvu nečistoća i mirisa.
Kiseonik je idealno oksidaciono sredstvo
Jedinjenja kiseonika su poznata sa svim hemijskim elementima periodnog sistema, osim za prve predstavnike porodice plemenitih gasova. Mnoge supstance direktno reaguju sa O atomima, osim halogena, zlata i platine. Velika važnost imaju pojave koje uključuju kiseonik, koje su praćene oslobađanjem svetlosti i toplote. Ovakvi procesi se široko koriste u svakodnevnom životu i industriji. U metalurgiji se interakcija ruda sa kisikom naziva prženje. Prethodno zdrobljena ruda se miješa sa zrakom obogaćenim kisikom. Pri visokim temperaturama metali se redukuju iz sulfida u jednostavne tvari. Tako se dobija gvožđe i neki obojeni metali. Prisustvo čistog kiseonika povećava brzinu tehnoloških procesa u različitim granama hemije, tehnologije i metalurgije.
Pojava jeftine metode dobijanja kiseonika iz vazduha separacijom na komponente na niskim temperaturama potaknula je razvoj mnogih oblasti industrijske proizvodnje. Hemičari smatraju molekule O 2 i atome O idealnim oksidantima. To su prirodni materijali, stalno se obnavljaju u prirodi, ne zagađuju okolinu. Osim toga, kemijske reakcije koje uključuju kisik najčešće završavaju sintezom drugog prirodnog i sigurnog proizvoda - vode. Uloga O 2 u neutralizaciji toksičnog industrijskog otpada, prečišćavanju vode od zagađenja je velika. Osim kisika, za dezinfekciju se koristi njegova alotropna modifikacija, ozon. Ova jednostavna tvar ima visoku oksidacijsku aktivnost. Kada se voda ozonizira, zagađivači se razlažu. Ozon također štetno djeluje na patogenu mikrofloru.
>>
Hemijska svojstva kiseonika. oksidi
Ovaj paragraf govori o:
> o reakcijama kisika s jednostavnim i složene supstance;
> o reakcijama spojeva;
> o spojevima koji se nazivaju oksidi.
Hemijska svojstva svake supstance se manifestuju u hemijske reakcije uz njegovo učešće.
Kiseonik je jedan od najaktivnijih nemetala. Ho u normalnim uslovima reaguje sa nekoliko supstanci. Njegova reaktivnost se značajno povećava s povećanjem temperature.
Reakcije kiseonika sa jednostavnim supstancama.
Kiseonik reaguje, po pravilu, kada se zagreje, sa većinom nemetala i skoro svim metalima.
Reakcija sa ugljem (ugljikom). Poznato je da se ugalj zagrijava na zraku visoke temperature, Svjetla. To ukazuje na pojavu kemijske reakcije tvari s kisikom. Toplina koja se oslobađa u ovom slučaju koristi se, na primjer, za grijanje kuća u ruralnim područjima.
Glavni proizvod sagorijevanja uglja je ugljični dioksid. Njegovo hemijska formula- CO 2 . Ugalj je mješavina mnogih tvari. Maseni udio ugljika u njemu prelazi 80%. Uz pretpostavku da se ugalj sastoji samo od atoma ugljika, pišemo odgovarajuću hemijsku jednačinu:
t
C + O 2 \u003d CO 2.
Ugljik formira jednostavne tvari - grafit i dijamant. Oni imaju zajednički naziv - ugljenik - i stupaju u interakciju sa kiseonikom kada se zagreju prema datoj hemijskoj jednačini 1.
Reakcije u kojima jedna supstanca nastaje iz više supstanci nazivaju se složene reakcije.
reakcija sa sumporom.
Ovu hemijsku transformaciju izvodi svako kada udari šibicu; sumpor je dio njegove glave. U laboratoriju se reakcija sumpora s kisikom provodi u dimovodu. Mala količina sumpora (svetložuti prah ili kristali) se zagreva u gvozdenoj kašiki. Supstanca prvo se topi, a zatim zapali kao rezultat interakcije sa atmosferskim kiseonikom i sagorijeva jedva primjetnim plavim plamenom (Sl. 56, b). Postoji oštar miris produkta reakcije - sumpor-dioksida (taj miris osjećamo u trenutku paljenja šibice). Hemijska formula sumpor-dioksida je SO 2, a jednadžba reakcije je
t
S + O 2 \u003d SO 2.
Rice. 56. Sumpor (a) i njegovo sagorijevanje u zraku (b) i u kisiku (c)
1 U slučaju nedovoljne količine kiseonika, formira se drugo jedinjenje ugljenika Kiseonik- ugljen monoksid
t
CO: 2C + O 2 \u003d 2CO.
Rice. 57. Crveni fosfor (a) i njegovo sagorevanje u vazduhu (b) i u kiseoniku (c)
Ako se kašika sa zapaljenim sumporom stavi u posudu sa kiseonikom, tada će sumpor goreti jačim plamenom nego u vazduhu (Sl. 56, c). Ovo se može objasniti činjenicom da u čistom kiseoniku ima više molekula O2 nego u vazduhu.
reakcija sa fosforom. Fosfor, kao i sumpor, intenzivnije gori u kiseoniku nego u vazduhu (Sl. 57). Produkt reakcije je bijele boje solidan- fosfor (\/) oksid (njegove male čestice stvaraju dim):
t
P + O 2 -> P 2 0 5 .
Pretvorite shemu reakcije u hemijsku jednadžbu.
reakcija sa magnezijumom.
Ranije se koristila ova reakcija fotografi za stvaranje jakog osvjetljenja („magnezijumski blic“) prilikom snimanja slika. U hemijskoj laboratoriji odgovarajuće iskustvo se izvodi na sledeći način. Magnezijumska traka se uzima metalnom pincetom i zapali na vazduhu. Magnezijum gori blistavo belim plamenom (Sl. 58, b); ne možeš da gledaš! Reakcija proizvodi bijelu čvrstu supstancu. Ovo je spoj magnezijuma sa kiseonikom; ime mu je magnezijum oksid.
Rice. 58. Magnezijum (a) i njegovo sagorevanje na vazduhu (b)
Napišite jednadžbu za reakciju magnezijuma sa kiseonikom.
Reakcije kiseonika sa složenim supstancama. Kiseonik može stupiti u interakciju s nekim spojevima koji sadrže kisik. Na primjer, ugljični monoksid CO sagorijeva u zraku i stvara ugljični dioksid:
t
2CO + O 2 \u003d 2C0 2.
Mnoge reakcije kiseonika sa složenim supstancama u svakodnevnom životu vršimo sagorevanjem prirodnog gasa (metana), alkohola, drveta, papira, kerozina itd. Pri njihovom sagorevanju nastaju ugljen-dioksid i vodena para:
t
CH 4 + 20 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O;
metan
t
C 2 H 5 OH + 30 2 \u003d 2C0 2 + 3H 2 O.
alkohol
Oksidi.
Produkti svih reakcija razmatranih u paragrafu su binarna jedinjenja elemenata sa kiseonikom.
Spoj formiran od dva elementa, od kojih je jedan kisik, naziva se oksid.
Opća formula za okside je EnOm.
Svaki oksid ima hemijsko ime, a neki imaju i tradicionalna ili trivijalna 1 imena (tabela 4). Hemijski naziv oksida sastoji se od dvije riječi. Prva riječ je naziv odgovarajućeg elementa, a druga riječ "oksid". Ako element ima promjenjivu valenciju, tada može formirati nekoliko oksida. Njihova imena moraju biti drugačija. Da biste to učinili, nakon naziva elementa navedite (bez uvlačenja) rimskim brojem u zagradama vrijednost njegove valencije u oksidu. Primjer takvog naziva za jedinjenje je bakrov(II) oksid (čitaj "kuprum-dva-oksid").
Tabela 4
1 Izraz dolazi od latinske riječi trivialis - običan.
zaključci
Kiseonik je hemijski aktivna supstanca. U interakciji je s većinom jednostavnih tvari, kao i sa složenim tvarima. Produkti takvih reakcija su spojevi elemenata s kisikom - oksidi.
Reakcije u kojima jedna supstanca nastaje iz više supstanci nazivaju se složene reakcije.
?
135. Koja je razlika između reakcija kombinacije i razlaganja?
136. Pretvorite šeme reakcije u hemijske jednačine:
a) Li + O 2 -> Li 2 O;
N2 + O2 -> NE;
b) SO 2 + O 2 -> SO 3;
CrO + O 2 -> Cr 2 O 3.
137. Među datim formulama odaberite one koje odgovaraju oksidima:
O 2 , NaOH, H 2 O, HCI, I 2 O 5 , FeO.
138. Dajte hemijska imena oksidima sa sljedećim formulama:
NO, Ti 2 O 3 , Cu 2 O, MnO 2 , CI 2 O 7 , V 2 O 5 , CrO 3 .
Uzmite u obzir da su elementi koji formiraju ove okside promjenjive valencije.
139. Zapišite formule: a) plumum(I\/) oksid; b) hrom(III) oksid;
c) hlor(I) oksid; d) dušikov (I\/) oksid; e) osmijum(\/III) oksid.
140. Dodajte formule jednostavnih supstanci u šeme reakcija i napravite hemijske jednadžbe:
a) ... + ... -> CaO;
b) NE + ... -> NE 2; ... + ... -> As 2 O 3 ; Mn 2 O 3 + ... -> MnO 2.
141. Napišite jednadžbe reakcije pomoću kojih možete izvesti takve "lance" transformacija, tj. dobiti drugu od prve supstance, a treću od druge:
a) C -> CO -> CO 2;
b) P -> P 2 0 3 -> P 2 0 5 ;
c) Cu -> Cu 2 O -> CuO.
142.. Napravite jednadžbe reakcija koje nastaju pri sagorijevanju acetona (CH 3) 2 CO i etra (C 2 H 5) 2 O u zraku.Produkti svake reakcije su ugljični dioksid i voda.
143. Maseni udio kiseonika u EO 2 oksidu je 26%. Definirajte element E.
144. Dvije tikvice su napunjene kisikom. Nakon njihovog zatvaranja, višak magnezijuma je spaljen u jednoj tikvi, a višak sumpora u drugoj. Koja boca ima vakuum? Objasnite odgovor.
Popel P. P., Kriklya L. S., Hemija: Pdruch. za 7 ćelija. zahalnosvit. navch. zakl. - K.: Izložbeni centar "Akademija", 2008. - 136 str.: il.
Sadržaj lekcije sažetak lekcije i okvir za podršku prezentacija lekcije interaktivne tehnologije koje ubrzavaju nastavne metode Vježbajte kvizovi, testiranje onlajn zadataka i vježbi, radionice za domaće zadatke i trening pitanja za diskusije u razredu Ilustracije video i audio materijali fotografije, slike grafike, tabele, sheme stripova, parabole, izreke, križaljke, anegdote, vicevi, citati Dodaci sažeci cheat sheets čipovi za radoznale članke (MAN) literatura glavni i dodatni glosar pojmova Poboljšanje udžbenika i lekcija ispravljanje grešaka u udžbeniku zamjenom zastarjelih znanja novim Samo za nastavnike kalendarski planovi programa obuke metodološke preporukeUvod
Svaki dan udišemo vazduh koji nam je potreban. Da li ste ikada razmišljali o tome od čega, tačnije, od kojih se materija sastoji vazduh? Najviše sadrži azota (78%), zatim kiseonika (21%) i inertnih gasova (1%). Iako kiseonik ne čini najosnovniji deo vazduha, bez njega atmosfera bi bila nenastanjiva. Zahvaljujući njemu na Zemlji postoji život, jer dušik, zajedno i pojedinačno, šteti ljudima. Pogledajmo svojstva kiseonika.
Fizička svojstva kiseonika
U vazduhu se kiseonik jednostavno ne razlikuje, jer je u normalnim uslovima gas bez ukusa, boje i mirisa. Ali kisik se može umjetno prenijeti u druga agregatna stanja. Dakle, na -183 o C postaje tečno, a na -219 o C stvrdnjava. Ali čvrsti i tečni kiseonik može dobiti samo osoba, a u prirodi postoji samo u gasovitom stanju. izgleda ovako (fotografija). I tvrd kao led.
Fizička svojstva kiseonika su i struktura molekula jednostavne supstance. Atomi kiseonika formiraju dve takve supstance: kiseonik (O 2) i ozon (O 3). Model molekule kiseonika prikazan je u nastavku.
Kiseonik. Hemijska svojstva
Prva stvar s kojom počinje hemijska karakterizacija elementa je njegova pozicija kod D. I. Mendeljejeva. Dakle, kiseonik je u 2. periodu 6. grupe glavne podgrupe na broju 8. Njegova atomska masa je 16 amu, on je nemetal.
U neorganskoj hemiji, njena binarna jedinjenja sa drugim elementima su kombinovana u zasebnu - okside. može nastati kiseonik hemijska jedinjenja i metala i nemetala.
Hajde da razgovaramo o tome da ga dobijemo u laboratorijama.
Hemijski, kiseonik se može dobiti razlaganjem kalijum permanganata, vodikovog peroksida, bartolet soli, nitrata aktivni metali i oksidi teških metala. Razmotrite jednadžbe reakcije za svaku od ovih metoda.
1. Elektroliza vode:
H 2 O 2 \u003d H 2 O + O 2
5. Razgradnja oksida teških metala (npr. živin oksid):
2HgO \u003d 2Hg + O 2
6. Razgradnja nitrata aktivnih metala (na primjer, natrijum nitrata):
2NaNO 3 = 2NaNO 2 + O 2
Primena kiseonika
Završili smo sa hemijskim svojstvima. Sada je vrijeme da govorimo o upotrebi kisika u ljudskom životu. Potreban je za sagorevanje goriva u elektro i termoelektranama. Koristi se za proizvodnju čelika od livenog gvožđa i starog metala, za zavarivanje i rezanje metala. Kiseonik je potreban za vatrogasne maske, ronilačke cilindre, koristi se u crnoj i obojenoj metalurgiji, pa čak i u proizvodnji eksploziva. Takođe u prehrambenoj industriji, kiseonik je poznat kao aditiv za hranu E948. Čini se da nema industrije u kojoj se ne koristi, ali ima najvažniju ulogu u medicini. Tamo ga zovu "medicinski kiseonik". Da bi kiseonik bio upotrebljiv, on je prethodno komprimovan. Fizička svojstva kisika doprinose činjenici da se može komprimirati. U ovom obliku se pohranjuje u cilindrima sličnim ovim.
Koristi se u reanimaciji i operacijama u opremi za održavanje životnih procesa u organizmu bolesnog pacijenta, kao i u liječenju određenih bolesti: dekompresija, patologije gastrointestinalnog trakta. Uz njegovu pomoć, ljekari svakodnevno spašavaju mnoge živote. Hemijska i fizička svojstva kisika doprinose njegovoj širokoj upotrebi.
Lekcija 1.
Predmet. Kiseonik Kiseonik, sastav njegove molekule, fizička svojstva.
Dobivanje kisika u laboratoriju Reakcija razgradnje.
Koncept katalizatora.
Ciljevi lekcije: tokom časa konsolidovati znanja učenika o hemikalijama
elementa i jednostavne supstance na primjeru kisika i
kiseonik;
razmotriti kako dobiti kisik u laboratoriji i
industrija;
upoznati učenike sa istorijom otkrića kiseonika i
distribucija elementa kiseonika u prirodi;
generalizovati znanja učenika o vazduhu i njegovom sastavu;
formiraju ideju o reakciji raspadanja,
katalizator.
nastaviti razvijati sposobnost rada sa dodatnim
literaturu, generalizovati, istaći ono glavno.
Tokom nastave.
1. Org. momenat.
2. Ažuriranje osnovnih znanja učenika.
Šta proučava hemija?
Definirajte supstancu.
Šta nazivamo jednostavnom materijom? Navedite primjere.
U koje se dvije grupe dijele jednostavne tvari?
Navedite primjere metala i nemetala.
Po čemu se metali razlikuju od nemetala?
Šta je "hemijski element"?
Koja je razlika između "hemijskog elementa" i "jednostavne supstance"?
3. Učenje novog gradiva.
Od ove lekcije počinjemo se upoznavati sa supstancama koje igraju važnu ulogu u ljudskom životu - jedna od tih tvari je kisik.
Šta već znate o kiseoniku?
Šta biste još željeli znati?
Prema religioznim ljudima, samo Bog može biti sveprisutan, svemoguć i istovremeno nevidljiv. Zapravo, sva ova tri epiteta su sasvim moguća za hemijski element s atomskim brojem 8 - kisik, koji čini jednostavnu supstancu kisik.
Razmislite i popunite tabele - karakteristike hemijskog elementa i jednostavne supstance.
Hemijski znak Jednostavna supstanca
Ime elementa Formula spoja kisikaO 2
Simbol Mr 32
Ar 16 Fizička svojstva
Valence 11 Hemijska svojstva
Potvrda
Biti u prirodi
Aplikacija
Šta mislite gdje se nalazi element kisik?
47% mase zaštitne kore
(SiO2, Fe2 O3, Al2 O3 i t . P .)
65% tjelesne težine
O 2
čovjek
80% hidrosfere ( H 2 O)
Hemijski element kiseonik zaslužuje ovakve poetske stihove.
grebam po tebi,
Bo Oxygen - ja sam moj.
Ja sam na drveću, pored trave
U tvojim venama, u tvojoj krvi.
Šta znamo o fizičkim svojstvima jednostavne supstance kiseonika?
At U normalnim uslovima, to je gas bez boje, ukusa i mirisa. Teži je od zraka i sakuplja se istiskivanjem zraka. Slabo je rastvorljiv u vodi, ali je to dovoljno da živa bića (ribe, insekti itd.) žive u vodi. Može se sakupljati i metodom istiskivanja vode. Za ljude, najvažnija svojstva kiseonika su sposobnost da podržava disanje i sagorevanje.
Kako možete dobiti kiseonik?
U laboratoriji se kisik proizvodi zagrijavanjem koji sadrži kisik
supstance kao što su kalijum permanganat, vodikov peroksid, kalijum hlorat. Razgrađuju se oslobađanjem kisika. Obratite pažnju na sljedeće jednačine
o
t
2KM n O 4 → TO 2 M n O 4 +M n O 2 + O 2
o
t,MnO2
2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2
o
t
2KCLO 3 → 2KCL + 3O 2
Šta ove jednačine imaju zajedničko?
Da u pravu si. I takve reakcije se zovureakcije raspadanja. To su reakcije u kojima se iz jedne složene tvari dobije nekoliko jednostavnih ili složenih tvari.
Imajte na umu da u reakciji raspadanja vodikovog peroksida u
uslove za tok reakcija, osim temperature, postoji i manganova formula (IV) oksid. Ova supstancazove se katalizator.
Pronađite u §17 na strani 137 definiciju onoga što se zove katalizator. Zapišite ovu definiciju u svoju bilježnicu.
U industriji se za proizvodnju kisika koriste one tvari koje su široko rasprostranjene u prirodi.
To je voda i vazduh.
Kroz vodu prolazi jednosmjerna struja koja se raspada oslobađanjem kisika.
brzo. struja
2 H 2 O → 2 H 2 + O 2
- Kakva je ovo reakcija?
Da bi se oslobodio kiseonik iz vazduha, vazduh se hladi na t º = -196ºS. Tada se temperatura podiže i tekući kisik ostaje u otopini. Skladišti se u posebnim posudama - rezervoarima za kiseonik i koristi se za potrebe industrije.
U narednim lekcijama ćemo razmotriti hemijska svojstva kiseonika.
4. Komunikacija znanja učenika.
- Šta ste novo naučili na lekciji?
- Opišite hemijski element kiseonik.
- Opišite fizička svojstva kisika.
- Objasnite kako se kisik proizvodi u laboratoriju i industriji.
- Rasporedite koeficijente u jednadžbi reakcija i pronađite reakcije ekspanzije.
Fe + HCL → FeCL 2 + H 2 CaCO 3 → CaO + CO 2
tº
N 2 O 5 → No 2 + O 2 KBr + Cl 2 → Kcl + Br 2
tº
Pb + O 2 → PbO KNO 3 → KNO 2 + O 2
5. Rezultati lekcije.
Ocjenjivanje.
Zadatak kreativnom timu će pripremiti izvještaj o historiji otkrića kisika.
6. Domaći.
2) Napravi dijagram - sažetak
"Karakteristike elementa kiseonika"
"Proizvodnja kiseonika laboratorija i industrija"
"Fizička svojstva kiseonika"
3) pokušajte da sastavite senkan koji opisuje svojstva kiseonika ili njegovu upotrebu (vidi str. 12).
Lekcija 2
PREDMET.Hemijska svojstva kiseonika: interakcija sa ugljem, sumporom, fosforom. reakcija veze. Koncept oksida, oksidacije, sagorijevanja.
Ciljevi lekcije: tokom lekcije nastavite sa formiranjem ideje o
razlika između pojmova "hemijski element" i "jednostavan
supstanca";
razmotriti Hemijska svojstva jednostavna supstanca
kiseonik;
nastaviti razvijati sposobnost pisanja jednačina
hemijske reakcije;
upoznati pojmove: reakcija sagorevanja, oksidi, oksidacija, sagorevanje;
nastaviti formirati sposobnost da se istakne glavna stvar, da se generalizira.
Tokom nastave.
Org. momenat.
Provjera domaćeg.
a) radi pr. 9 (str. 141).
b) razmotriti izrađene šeme - sažetke.
c) slušanje poezije.
d) poruka kreativnog tima.
3. Ažuriranje osnovnih znanja učenika.
- Koje jednostavne supstance formira hemijski element kiseonik?
- Kako se kiseonik može prikupiti? Zašto?
- Kako možete dokazati da staklo sadrži kisik?
- Navedite fizička svojstva kiseonika.
- Ko od njih igra važnu ulogu u ljudskom životu? Zašto?
Koja svojstva supstance se nazivaju hemijskim ?
4. Proučavanje novog gradiva.
Kiseonik je jedna od najaktivnijih supstanci, reaguje sa jednostavnim supstancama: metalima i nemetalima, sa složenim supstancama. Većina reakcija se odvija pri zagrijavanju.
Pogledajmo neke od ovih reakcija.
- Demonstracija sagorevanja sumpora, ugljenika, alkohola u kiseoniku.
Zapišimo jednadžbe ovih transformacija.
S + O 2 → SO 2
IV II
C + O 2 → CO 2
- Pronađite u §19 opis iskustva sagorevanja crvenog fosfora.
- Zapisujemo jednačinu za reakciju sagorevanja fosfora.
IVII
4 P + 5 O 2 → 2 P 2 O 5
Ono što je uobičajeno u jednadžbama napisanih reakcija.
- Reakcije, kada se iz više jedinjenja dobije samo jedna složena supstanca, nazivaju se reakcije veze.
Reakcije koje uključuju kisik nazivaju se reakcije oksidacija. Ako je proces oksidacije praćen oslobađanjem svjetlosti i topline, onda se naziva gori.
Pogledajmo jedinjenja koja su nastala tokom sagorevanja sumpora, ugljenika, fosfora.
- Šta je zajedničko ovim spojevima?
- Koje razlike vidite u napisanim formulama:
Ova jedinjenja se nazivaju oksidi. oksidi - To su složene tvari koje se sastoje od dva elementa, od kojih je jedan kisik.
Sve novo što smo naučili u ovoj lekciji može se zapisati u obliku kratkog dijagrama.
Jaoksidacija
O2 + NeJaE 2 Ox
sl. in-vasagorijevanje oksidi.
5. Učvršćivanje znanja učenika.
- Šta smo novo naučili na lekciji?
Šta vam se svidjelo na lekciji?
Šta ti se nije svidjelo?
Koji učenik je po vašem mišljenju bio najaktivniji?
- Sa liste tvari napišite formule oksida
HNO 3 , K 2 O, NaCl, HJ, CaO, H 2 So 4 , So 2 , CuSo 4 , O 2 .
- Rasporedite koeficijente u jednadžbe sljedećih reakcija.
Fe+O2 → Fe3 O4 Ca+O2 → CaO
SO 2 + O 2 → SO 3 Li + O 2 → Li 2 O
H 2 + O 2 → H 2 O PH 3 + O 2
KMnO 4 O 2
BaO
Hemijski element kisik može postojati u obliku dvije alotropne modifikacije, tj. formira dve jednostavne supstance. Obje ove supstance imaju molekularnu strukturu. Jedan od njih ima formulu O 2 i zove se kiseonik, tj. isto kao i naziv hemijskog elementa sa kojim se formira.
Još jedna jednostavna supstanca koju formira kiseonik naziva se ozon. Ozon se, za razliku od kiseonika, sastoji od troatomskih molekula, tj. ima formulu O 3 .
Budući da je glavni i najčešći oblik kisika molekularni kisik O 2, prvo ćemo razmotriti njegova kemijska svojstva.
Hemijski element kisik je na drugom mjestu po elektronegativnosti među svim elementima i drugi je samo nakon fluora. S tim u vezi, logično je pretpostaviti visoku aktivnost kiseonika i prisustvo gotovo isključivo oksidacionih svojstava u njemu. Zaista, lista jednostavnih i složenih tvari s kojima kisik može reagirati je ogromna. Međutim, treba napomenuti da budući da postoji jaka dvostruka veza u molekuli kisika, većina reakcija s kisikom zahtijeva korištenje topline. Najčešće je potrebno jako zagrijavanje na samom početku reakcije (paljenja), nakon čega se mnoge reakcije odvijaju samostalno bez dovoda topline izvana.
Među jednostavnim tvarima ne oksidira samo kisik plemenitih metala(Ag, Pt, Au), halogeni i inertni gasovi.
Sumpor sagorijeva u kisiku i stvara sumpor dioksid:
Fosfor, ovisno o višku ili nedostatku kisika, može formirati i fosfor (V) oksid i fosfor (III) oksid:
Interakcija kiseonika sa azotom odvija se u izuzetno teškim uslovima, jer su energije vezivanja u kiseoniku, a posebno u molekulima azota, veoma visoke. Visoka elektronegativnost oba elementa također doprinosi složenosti reakcije. Reakcija počinje tek na temperaturama iznad 2000 o C i reverzibilna je:
Ne reaguju sve jednostavne tvari s kisikom i formiraju okside. Tako, na primjer, natrij, koji gori u kisiku, stvara peroksid:
a kalijum je superoksid:
Najčešće, kada se složene tvari spaljuju u kisiku, nastaje mješavina oksida elemenata koji su formirali izvornu tvar. Na primjer:
Međutim, tokom sagorevanja u kiseoniku koji sadrži azot organska materija umjesto dušikovog oksida nastaje molekularni dušik N2. Na primjer:
Kada se derivati hlora sagorevaju u kiseoniku, umesto hlorovih oksida nastaje klorovodik:
Hemijska svojstva ozona:
Ozon je jači oksidant od kiseonika. To je zbog činjenice da se jedna od veza kisik-kisik u molekuli ozona lako lomi i kao rezultat toga nastaje izuzetno aktivan atomski kiseonik. Ozon, za razliku od kisika, ne zahtijeva zagrijavanje da bi pokazao svoja visoka oksidirajuća svojstva. Svoju aktivnost pokazuje na uobičajenim, pa čak i niskim temperaturama:
PbS + 4O 3 \u003d PbSO 4 + 4O 2
Kao što je gore spomenuto, srebro ne reagira s kisikom, ali reagira s ozonom:
2Ag + O 3 \u003d Ag 2 O + O 2
Kvalitativna reakcija na prisustvo ozona je da kada se ispitni plin propušta kroz otopinu kalijevog jodida, uočava se stvaranje joda:
2KI + O 3 + H 2 O = I 2 ↓ + O 2 + 2KOH
Hemijska svojstva sumpora
Sumpor kao hemijski element može postojati u nekoliko alotropskih modifikacija. Razlikovati rombični, monoklinski i plastični sumpor. Monoklinski sumpor se može dobiti sporim hlađenjem rombične taline sumpora, dok se plastika, naprotiv, dobija oštrim hlađenjem taline sumpora koja je prethodno dovedena do ključanja. Plastični sumpor ima rijetku osobinu elastičnosti za anorganske tvari - sposoban je da se reverzibilno rasteže pod djelovanjem vanjske sile, vraćajući se u svoj izvorni oblik kada se ovaj učinak prekine. Rombični sumpor je najstabilniji u normalnim uslovima, a sve ostale alotropske modifikacije prelaze u njega tokom vremena.
Rombični molekuli sumpora sastoje se od osam atoma, tj. njegova formula se može napisati kao S 8 . Međutim, budući da su kemijska svojstva svih modifikacija prilično slična, kako ne bi otežavali pisanje jednadžbi reakcije, svaki sumpor se jednostavno označava simbolom S.
Sumpor može komunicirati sa jednostavnim i složenim supstancama. U kemijskim reakcijama pokazuje i oksidirajuća i redukcijska svojstva.
Oksidirajuća svojstva sumpora se očituju kada je u interakciji s metalima, kao i nemetalima formiranim od atoma manje elektronegativnog elementa (vodik, ugljik, fosfor):
Kao redukcijski agens, sumpor djeluje u interakciji s nemetalima formiranim od više elektronegativnih elemenata (kisik, halogeni), kao i složenih tvari s izraženom oksidirajućom funkcijom, na primjer, koncentrirane sumporne i dušične kiseline:
Sumpor takođe stupa u interakciju tokom ključanja sa koncentrovanim vodeni rastvori alkalije. Interakcija se odvija prema vrsti disproporcionalnosti, tj. sumpor snižava i povećava njegovo oksidacijsko stanje.
