Oksijeni ni nini? misombo oksijeni

Oxygen (O) - isiyo metali kemikali kipengele cha kundi 16 (kupitia) ya Jedwali ya Kurudiarudia. Ni haina rangi, dufu na odorless gesi inahitajika kwa ajili ya viumbe vilivyo hai - wanyama ambayo kubadilisha ndani dioksidi kaboni, na mimea kutumia CO ₂ kama chanzo kaboni, na O ₂ ni kurudi kwa anga. Oxygen hutengeneza kiwanja Akijibu na karibu kipengele nyingine yoyote, na displaces mambo ya kemikali ya mawasiliano na kila mmoja. Mara nyingi, taratibu hizi ni akiongozana na kutolewa kwa joto na mwanga. kiwanja muhimu ya oksijeni ni maji.

Historia ya ugunduzi

Katika 1772, Swedish duka la dawa Carl Wilhelm Scheele kwanza ulionyesha kuwa oksijeni kama kuipokea na joto nitrate oksidi potasiamu, zebaki, pamoja na vitu vingine vingi. Bila kutegemea naye katika 1774, Kiingereza duka Dzhozef Pristli aligundua kipengele kemikali na mtengano mafuta ya oxide zebaki na kuchapishwa matokeo yake katika mwaka huo huo, miaka mitatu kabla ya Scheele uchapishaji. Katika miaka ya 1775-1780 Kifaransa duka la dawa Antuan Lavuaze kutafsiriwa nafasi ya oksijeni katika pumzi na uchomaji, na kutupa nadharia Phlogiston, kwa kawaida kukubalika kwa wakati. Ni maarufu kwa tabia yake ya kuunda asidi wakati pamoja na vitu mbalimbali na kuitwa Oxygene kipengele, ambayo kwa njia Kigiriki "yanayotokana asidi".

kiwango cha maambukizi

oksijeni ni nini? Uhasibu kwa 46% na uzito wa ukoko, ni kipengele kawaida yake. kiasi cha oksijeni katika anga ni 21% kwa kiasi na uzito wa 89% yake katika maji ya bahari.

Katika miamba ya kipengele pamoja na vyuma na yasiyo ya metali kama vile oksidi za walio tindikali (kwa mfano, kiberiti, dioksidi, alumini, na fosforasi) au msingi (kalsiamu, magnesiamu na chuma) na kama misombo chumvi-kama ambayo inaweza kuonekana kama sumu kutoka asidi na oksidi msingi kama vile sulfates, carbonati, silikati, fosfeti na aluminati. Ingawa ni nyingi, lakini hizi yabisi hawezi kuwa chanzo ya oksijeni, dhamana cleavage na kipengele chuma atomi matumizi ya nishati pia.

makala

Kama oksijeni joto chini -183 ° C, inakuwa rangi ya bluu maji, na katika -218 ° C - ngumu. Pure O ₂ ni mara 1.1 nzito kuliko hewa.

Wakati wa kupumua wanyama na baadhi ya bakteria hutumia oksijeni kutoka kwenye anga na recycled carbon dioxide, ambapo katika kijani kupanda usanisinuru mbele ya jua kunyonya carbon dioxide na kutolewa bure oksijeni. Karibu wote O ₂ katika anga ni zinazozalishwa na photosynthesis.

Wakati 20 ° C kwa muda wa 3 sehemu kwa kiasi cha oksijeni kufutwa katika sehemu ya 100 ya maji safi, kidogo chini ya - katika maji ya bahari. Ni muhimu kwa ajili ya kupumua ya samaki na viumbe wengine wa baharini.

Asili oksijeni ni mchanganyiko wa isotopu tatu imara ¹⁶ O (99759%), ¹⁷ O ^(0037%), na ¹⁸ O (0204%). Kuna artificially zinazozalishwa isotopu mionzi. Wengi wao ni wa muda aliishi ni ¹⁵ O (nusu ya maisha 124) ambayo hutumiwa kwa ajili ya kusoma kinga katika mamalia.

allotrope

Wazo wazi wa oksijeni nini, kuruhusu kupata wake aina mbili allotropic, diatomic (O ₂₎ na triatomic (O _3, ozoni). Mali diatomic aina zinaonyesha kwamba elektroni sita kumfunga chembe na mbili kubaki thiol, na kusababisha paramagnetism wa oksijeni. Tatu molekuli chembe ozoni si ziko juu mstari mmoja moja kwa moja.

Ozone yanaweza kuzalishwa kwa mujibu wa equation: 3O ₂ → 2O _3.

mchakato ni endothermic (inahitaji nishati); kubadilishwa kwa ozoni tena ndani oksijeni diatomic inachangia kuwepo kwa madini ya mpito au oksidi za wao. Pure oksijeni hubadilishwa ozoni na hatua ya umeme mwanga usaha. majibu pia hutokea juu ya ngozi ya mwanga ultraviolet na wavelength ya juu 250 nm. tukio la mchakato huu katika anga ya juu hupunguza mionzi ambayo kuwa na madhara kwa maisha juu ya uso wa dunia. KALI harufu ya ozoni ni sasa ndani ya nyumba na hivyo kuzua vya umeme kama vile jenereta. gesi hii ni mwanga wa bluu. wiani ya mara kwa mara 1,658 zaidi ya hewa, na ina kiwango mchemko ya -112 ° C katika shinikizo anga.

Ozone - nguvu madhubuti uwezo wa kuwabadili dioksidi sulfuri, trioksidi, sulfidi kwa sulfate, iodidi, madini (uchambuzi mbinu kwa ajili ya kutoa tathmini yake) pamoja na wengi oksijeni zenye viumbe hai derivat kiwanja kama vile aldehidi na asidi. Kubadilishwa kwa hidrokaboni na ozoni kutoka gesi kutolea nje magari katika asidi hizi na aldehidi ni chanzo cha wingu. Katika sekta ya viwanda ozoni hutumika kama reactant kemikali, disinfectant kwa ajili ya matibabu ya maji taka, kusafisha maji na matumbawe ya vitambaa.

njia hizi

Mchakato kwa ajili ya kuzalisha oksijeni inategemea ni kiasi gani gesi inahitajika kupokea. mbinu Maabara kwa yafuatayo:

1. Mafuta mtengano wa baadhi chumvi kama vile CHLORATE potasiamu au nitrate potassium:

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

Potassium CHLORATE kuoza kichocheo oksidi mpito chuma. Kwa ajili ya hii mara nyingi hutumika manganisi kaboni (pyrolusite, MNO _2). kichocheo hupunguza joto required ya oksijeni mageuzi 400-250 ° C.

2. Uharibifu wa oksidi za metali chini ya hatua ya joto:

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

Scheele na Priestley kwa kipengele hiki kemikali kutumika kiwanja (oxide), oksijeni na zebaki (II).

3. mtengano mafuta ya peroksidi chuma au peroksidi hidrojeni:

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

kwanza mbinu viwanda kwa mgawanyo wa oksijeni kutoka kwenye anga au kwa ajili ya uzalishaji wa peroksidi hidrojeni hutegemea malezi ya oxide ya bari peroksidi.

4. Electrolysis ya maji na admixtures kidogo cha chumvi au asidi inayotoa upitishaji ya sasa ya umeme:

2H ₂ O → 2H ₂ + O ₂

uzalishaji wa viwanda

Kama ni muhimu ili kupata kiasi kikubwa cha oksijeni hutumiwa za sehemu kunereka ya hewa kioevu. Ya sehemu kubwa ya hewa ina juu ya kiwango mchemko, na kwa hiyo, kama ikilinganishwa na nitrojeni na Argon chini tete. mchakato anatumia gesi baridi wakati wa upanuzi wake. hatua kuu ya kazi kama ifuatavyo:

• hewa huchujwa ili kuondoa chembe imara;
• unyevu na dioksidi kaboni ni kuondolewa kwa ngozi katika alkali,
• hewa ni USITUMIE na compression joto kuondolewa kwa taratibu za kawaida baridi;
• basi ni inaingia katika coil iko ndani ya chumba,
• sehemu ya gesi USITUMIE (katika shinikizo la 200 atm) katika expands chumba, baridi coil,
• kupanua mapato ya gesi kwa kujazia na hupitia hatua kadhaa za compression na upanuzi baadae, ambapo katika -196 ° C, hewa inakuwa kioevu;
• moto kioevu kunereka mwanga kwanza gesi ajizi, basi nitrojeni na oksijeni kioevu mabaki. Nyingi fractionation hutoa bidhaa kutosha safi (99.5%) kwa maombi ya wengi viwanda.

Matumizi katika sekta ya

Madini ni matumizi mkubwa wa oksijeni safi kwa ajili ya uzalishaji wa juu ya kaboni chuma: kujikwamua carbon dioxide na uchafu mwingine nonmetals hivyo kwa kasi na rahisi kuliko kwa hewa.

Maji machafu oksijeni ahadi kwa ajili ya matibabu bora zaidi wa maji machafu maji kuliko katika michakato mingine kemikali. Ni inazidi kuwa muhimu katika mifumo ya kufungwa taka incineration kutumia safi O _2.

kinachojulikana kombora oxidizer kioevu oksijeni. Pure O ₂ hii ni kutumika juu ya nyambizi na katika kengele mbizi.

Katika sekta ya kemikali, oksijeni badala hewa kawaida katika uzalishaji wa vitu kama vile asetilini, oksidi ethilini na methanoli. maombi ya matibabu ni pamoja na matumizi ya gesi ya oksijeni katika vyumba inhalers na mtoto incubators. gesi anesthetic utajiri na oksijeni hutoa maisha msaada wakati wa anesthesia ujumla. Bila kipengele hiki kemikali wameweza kuwepo idadi ya viwanda zinazotumia tanuu. Hivyo ndivyo oksijeni.

mali kemikali na majibu

maadili kubwa ya elektroni mshikamano na electronegativity ya oksijeni ni kawaida sehemu hiyo kuonyesha mali ya chuma. misombo wote wana hasi oksijeni oxidation serikali. Wakati mbili elektroni orbitals kujazwa, hutengenezwa O ^2- ion. peroksidi (O ₂ ^2-) akubali kwamba kila chembe ina jukumu la -1. Mali hii ya kupokea elektroni na maambukizi jumla au sehemu na huamua wakala vioksidishaji. Wakati wakala humenyuka na dutu, elektroni wafadhili, kwa oxidation hali yake hupungua. mabadiliko (kupunguza) katika hali ya oksijeni oxidation kutoka sifuri kwa -2 kuitwa kupona.

Katika hali ya kawaida kipengele aina misombo dihydric na trihydric. Aidha, kuna molekuli imara sana chetyrehatomnye. Katika hali diatomic mbili elektroni unpaired ziko orbitals nonbonding. Hii imethibitishwa na tabia ya gesi paramagnetic.

Makali reactivity wakati mwingine alielezea ozoni dhana kwamba moja ya atomi tatu ni katika "atomia" serikali. Akijibu chembe hii kutenganishwa na O _3, na kuacha oksijeni Masi.

O ₂ molekuli katika kawaida joto na shinikizo la kawaida weakly tendaji. oksijeni atomia ni zaidi ya kazi. dissociation nishati (O ₂ → 2O) ni muhimu na 117.2 kcal Mol.

uhusiano

C kama nonmetals kama hidrojeni, kaboni, kiberiti, oksijeni, aina mbalimbali kubwa ya misombo covalently kufungwa, kama vile oksidi nonmetal kama vile maji (H ₂ O), dioksidi sulfuri (SO ₂₎ na dioksidi kaboni (CO _2); misombo ya kikaboni kama vile alkoholi, aldehidi na asidi ya kaboksili, asidi za kawaida kama vile kaboni _{(H 2 CO3),} sulfuriki (H ₂ SO ₄₎ na nitriki (HNO _3); na chumvi sambamba kama vile sulfate sodiamu (Na ₂ SO _4), sodium carbonate (Na ₂ CO ₃₎ na sodium nitrate (nano _3). Oxygen ni sasa katika mfumo wa O ^2- ion katika muundo wa kioo ya oksidi imara chuma, kama vile kiwanja (oxide), oksijeni na Cao ya kalsiamu. Chuma superoxide (KO ₂₎ vyenye ion O ₂ ^-, wakati chuma peroksidi (Bao ₂₎ vyenye ion O ₂ ^2-. misombo oksijeni ujumla wana hali -2 oxidation.

mali muhimu

Hatimaye sisi orodha ya mali kuu ya oksijeni:

• Electron Configuration: 1s 2S ^{2 2} 2p ^4.
• Atomiki ya simu: 8.
• Atomi: 15.9994.
• Kiwango mchemko: -183,0 ° C.
• Kiwango myeyuko: -218,4 ° C.
• Density (kama shinikizo oksijeni ni 1 atm ifikapo 0 ° C): 1,429 g / l.
• oxidation hali ya -1, -2, +2 (katika misombo na florini).