Приобретение кислорода

Кислород появился в атмосфере Земли с появлением зеленых растений и фотосинтезирующих бактерий. Благодаря кислороду аэробные организмы осуществляют дыхание или окисление. Важно получать кислород в промышленности – его используют в металлургии, медицине, авиации, народном хозяйстве и других отраслях.

Свойства

Кислород — восьмой элемент таблицы Менделеева. Это газ, поддерживающий горение и окисляющий вещества.

Приобретение кислорода

Рис. 1. Кислород в таблице Менделеева.

Официально кислород был открыт в 1774 году. Английский химик Джозеф Пристли выделил этот элемент из оксида ртути:

2HgO → 2Hg + O2↑.

Однако Пристли не знал, что кислород входит в состав воздуха. Свойства и наличие кислорода в атмосфере позже определил коллега Пристли, французский химик Антуан Лавуазье.

Общие свойства кислорода:

  • бесцветный газ;
  • не имеет запаха и вкуса;
  • тяжелее воздуха;
  • молекула состоит из двух атомов кислорода (О2);
  • в жидком состоянии имеет бледно-голубой цвет;
  • плохо растворяется в воде;
  • является сильным окислителем.

Приобретение кислорода

Рис. 2. Жидкий кислород.

Присутствие кислорода легко проверить, опустив в сосуд с газом тлеющую лучину. При наличии кислорода лучина вспыхивает.

Как получают

Известно несколько способов получения кислорода из различных соединений в промышленных и лабораторных условиях. В промышленности кислород получают из воздуха путем его сжижения под давлением и при температуре -183°С. Жидкий воздух подвергается испарению, т е постепенно нагревается. При -196°С азот начинает испаряться, а кислород остается жидким.

В лаборатории кислород образуется из солей, перекиси водорода и в результате электролиза. Расщепление солей происходит при нагревании. Например, хлорат калия или бертолитовую соль нагревают до 500 °С, а перманганат калия или перманганат калия — до 240 °С:

  • 2KClO3 → 2KCl + 3O2↑;
  • 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2↑.

Приобретение кислорода

Рис. 3. Нагревание бертолетовой соли.

Получить кислород также можно путем нагревания нитрата или нитрата калия:

2KNO3 → 2KNO2 + O2↑.

При расщеплении пероксида водорода в качестве катализатора используют оксид марганца (IV) – MnO2, углерод или порошок железа. Общее уравнение выглядит следующим образом:

2H2O2 → 2H2O + O2↑.

Раствор гидроксида натрия подвергается электролизу. В результате образуются вода и кислород:

4NaOH → (электролиз) 4Na + 2H2O + O2↑.

Кислород также выделяют из воды с помощью электролиза, расщепляя его на водород и кислород:

2H2O → 2H2 + O2↑.

На атомных подводных лодках кислород получали из пироксида натрия – 2Na2O2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + O2↑. Способ интересен тем, что вместе с выделением кислорода поглощается углекислый газ.

Как применяют

Сбор и распознавание необходимы для выделения чистого кислорода, который используется в промышленности для окисления веществ, а также для поддержания дыхания в космосе, под водой и в задымленных помещениях (кислород необходим пожарным). В медицине кислородные баллоны помогают пациентам с затрудненным дыханием дышать. Кислород также используется для лечения респираторных заболеваний.

Кислород используется для сжигания топлива – угля, нефти, природного газа. Кислород широко используется в металлургии и машиностроении, например, для плавки, резки и сварки металла.

Что мы узнали?

Кислород — бесцветный газ, необходимый для дыхания и используемый в промышленности. Кислород получают сжижением и испарением воздуха, электролизом воды или гидроксида натрия, выделяют из солей и перекиси водорода. Кислород используется для поддержания дыхания в местах с ограниченным или полным отсутствием кислорода, а также в отраслях сжигания топлива и производства металлов.