Кислород - характеристика на елемента, разпространение в природата, физични и химични свойства, получаване. Как се произвежда кислород в промишлеността?

При рязане на метал то се извършва от високотемпературен газов пламък, получен чрез изгаряне на горим газ или течни пари, смесени с търговски чист кислород.

Кислородът е най-разпространеният елемент на земятанамира се под формата на химични съединения с различни вещества: в земята - до 50% от масата, в комбинация с водород във вода - около 86% от масата и във въздуха - до 21% от обема и 23% от масата.

Кислородът при нормални условия (температура 20 ° C, налягане 0,1 MPa) е безцветен, негорим газ, малко по-тежък от въздуха, без мирис, но активно поддържащ горенето. При нормално атмосферно налягане и температура 0 ° C масата на 1 m 3 кислород е 1,43 kg, а при температура 20 ° C и нормално атмосферно налягане - 1,33 kg.

Кислородът има висока реактивност, образуващи съединения с всички химични елементи, с изключение на (аргон, хелий, ксенон, криптон и неон). Реакциите на съединението с кислород протичат с отделяне на голямо количество топлина, т.е. те са екзотермични по природа.

Когато сгъстеният газообразен кислород влезе в контакт с органични вещества, масла, мазнини, въглищен прах, горими пластмаси, те могат спонтанно да се запалят в резултат на отделяне на топлина при бързо компресиране на кислород, триене и удар на твърди частици върху метал, както и електростатична искра освобождаване от отговорност. Ето защо, когато използвате кислород, трябва да се внимава да не влиза в контакт със запалими и горими вещества.

Цялото кислородно оборудване, кислородните тръбопроводи и бутилки трябва да бъдат напълно обезмаслени.способен е да образува експлозивни смеси с горими газове или течни горими пари в широк диапазон, което също може да доведе до експлозии в присъствието на открит пламък или дори искра.

Отбелязаните характеристики на кислорода винаги трябва да се имат предвид, когато се използва в процеси на обработка с пламък.

Атмосферният въздух е предимно механична смес от три газа със следното обемно съдържание: азот - 78,08%, кислород - 20,95%, аргон - 0,94%, останалото е въглероден диоксид, азотен оксид и др. Кислородът се получава чрез отделяне на въздухана кислород и чрез метода на дълбоко охлаждане (втечняване), заедно с отделянето на аргон, чиято употреба непрекъснато се увеличава при. Азотът се използва като защитен газ при заваряване на мед.

Кислородът може да се получи по химичен път или чрез електролиза на вода. Химични методинепродуктивни и неикономични. При водна електролизакислородът с постоянен ток се получава като страничен продукт при производството на чист водород.

Кислородът се произвежда в промишленосттаот атмосферния въздух чрез дълбоко охлаждане и ректификация. В инсталациите за производство на кислород и азот от въздуха, последният се почиства от вредни примеси, компресира се в компресор до съответното налягане на хладилния цикъл от 0,6-20 MPa и се охлажда в топлообменници до температура на втечняване, разликата в температурите на втечняване на кислорода и азота са 13°C, което е достатъчно за пълното им отделяне в течната фаза.

Течният чист кислород се натрупва в апарата за разделяне на въздуха, изпарява се и се събира в газхолдер, откъдето се изпомпва в цилиндри от компресор при налягане до 20 MPa.

По тръбопровода се транспортира и технически кислород. Налягането на кислорода, транспортиран през тръбопровода, трябва да бъде договорено между производителя и потребителя. Кислородът се доставя до мястото в кислородни бутилки, а в течно състояние - в специални съдове с добра топлоизолация.

За превръщането на течния кислород в газ се използват газификатори или помпи с изпарители на течен кислород. При нормално атмосферно налягане и температура от 20 ° C, 1 dm 3 течен кислород по време на изпаряване дава 860 dm 3 газообразен кислород. Поради това е препоръчително кислородът да се доставя до мястото на заваряване в течно състояние, тъй като това намалява теглото на тарата с коефициент 10, което спестява метал за производството на бутилки и намалява разходите за транспортиране и съхранение на бутилки.

За заваряване и рязанесъгласно -78 техническият кислород се произвежда в три степени:

• 1-во - чистота не по-малко от 99,7%
• 2-ро - не по-малко от 99,5%
• 3-то - не по-малко от 99,2% обемни

Чистотата на кислорода е от голямо значение за рязане с кислородно гориво. Колкото по-малко газови примеси съдържа, толкова по-висока е скоростта на рязане, по-чисто и по-малко потребление на кислород.

план:

История на откритията

Произход на името

Да бъдеш сред природата

Касова бележка

Физически свойства

Химични свойства

Приложение

10. Изотопи

Кислород

Кислород- елемент от 16-та група (според остарялата класификация - основната подгрупа на група VI), вторият период от периодичната система от химични елементи на Д. И. Менделеев, с атомен номер 8. Означава се със символа O (лат. , оксигений). Кислородът е реактивен неметал и е най-лекият елемент от групата на халкогена. просто вещество кислород(CAS номер: 7782-44-7) при нормални условия - газ без цвят, вкус и мирис, чиято молекула се състои от два кислородни атома (формула O 2), поради което се нарича още диоксиген. Течният кислород има светлосини, а твърдото вещество е светлосини кристали.

Има и други алотропни форми на кислород, например озон (CAS номер: 10028-15-6) - при нормални условия син газ със специфична миризма, чиято молекула се състои от три кислородни атома (формула O 3).

История на откритията

Официално се смята, че кислородът е открит от английския химик Джоузеф Пристли на 1 август 1774 г. чрез разлагане на живачен оксид в херметически затворен съд (Пристли насочва слънчевите лъчи към това съединение с помощта на мощна леща).

Първоначално обаче Пристли не осъзнава, че е открил ново просто вещество, той вярва, че е изолирал една от съставните части на въздуха (и нарича този газ „дефлогистиран въздух“). Пристли съобщава за откритието си на изключителния френски химик Антоан Лавоазие. През 1775 г. А. Лавоазие установи, че кислородът е неразделна част от въздуха, киселините и се намира в много вещества.

Няколко години по-рано (през 1771 г.) шведският химик Карл Шееле получава кислород. Той калцинира селитра със сярна киселина и след това разлага получения азотен оксид. Шееле нарича този газ "огнен въздух" и описва откритието си в книга, публикувана през 1777 г. (именно защото книгата е публикувана по-късно, отколкото Пристли обявява откритието си, последният се смята за откривател на кислорода). Шееле също съобщава за своя опит на Лавоазие.

Важен етап, допринесъл за откриването на кислорода, е работата на френския химик Пиер Байен, който публикува работа за окисляването на живака и последващото разлагане на неговия оксид.

Накрая А. Лавоазие най-накрая разбра естеството на получения газ, използвайки информация от Пристли и Шеле. Неговата работа беше от голямо значение, тъй като благодарение на нея теорията за флогистона, която доминираше по това време и възпрепятстваше развитието на химията, беше съборена. Лавоазие провежда експеримент върху изгарянето на различни вещества и опровергава теорията за флогистона, като публикува резултатите за теглото на изгорелите елементи. Теглото на пепелта надвишава първоначалното тегло на елемента, което дава право на Лавоазие да твърди, че по време на горенето настъпва химическа реакция (окисляване) на веществото, във връзка с което масата на първоначалното вещество се увеличава, което опровергава теория на флогистона.

По този начин заслугата за откриването на кислорода всъщност се споделя от Пристли, Шееле и Лавоазие.

Произход на името

Думата кислород (в началото на 19 век все още се нарича "киселина"), нейната поява в руския език до известна степен се дължи на М. В. Ломоносов, който въвежда заедно с други неологизми думата "киселина"; по този начин думата "кислород", от своя страна, е била калка на термина "кислород" (на френски oxygène), предложен от А. Лавоазие (от други гръцки ὀξύς - "кисел" и γεννάω - "раждам"), което се превежда като "генерираща киселина", което се свързва с първоначалното му значение - "киселина", което преди това е означавало вещества, наречени оксиди според съвременната международна номенклатура.

Да бъдеш сред природата

Кислородът е най-често срещаният елемент на Земята, неговият дял (като част от различни съединения, главно силикати) представлява около 47,4% от масата на твърдата земна кора. Морските и сладките води съдържат огромно количество свързан кислород - 88,8% (по маса), в атмосферата съдържанието на свободен кислород е 20,95% по обем и 23,12% по маса. Повече от 1500 съединения на земната кора съдържат кислород в състава си.

Кислородът е съставна част на много органични вещества и присъства във всички живи клетки. По отношение на броя на атомите в живите клетки той е около 25%, по отношение на масовата част - около 65%.

Касова бележка

Понастоящем в промишлеността кислородът се получава от въздуха. Основният промишлен метод за получаване на кислород е криогенната дестилация. Кислородните инсталации, базирани на мембранна технология, също са добре известни и се използват успешно в промишлеността.

В лабораториите се използва промишлен кислород, доставян в стоманени бутилки под налягане около 15 MPa.

Малки количества кислород могат да бъдат получени чрез нагряване на калиев перманганат KMnO 4:

Използва се и реакцията на каталитично разлагане на водороден пероксид H 2 O 2 в присъствието на манганов (IV) оксид:

Кислородът може да се получи чрез каталитично разлагане на калиев хлорат (бертолетна сол) KClO 3:

Лабораторните методи за производство на кислород включват метода на електролиза на водни разтвори на основи, както и разлагането на живачен (II) оксид (при t = 100 ° C):

На подводниците обикновено се получава чрез реакцията на натриев пероксид и въглероден диоксид, издишани от човек:

Физически свойства

В океаните съдържанието на разтворен O 2 е по-голямо в студена вода и по-малко в топла вода.

При нормални условия кислородът е газ без цвят, вкус и мирис.

1 литър от него има маса 1,429 г. Той е малко по-тежък от въздуха. Слабо разтворим във вода (4,9 ml/100 g при 0°C, 2,09 ml/100 g при 50°C) и алкохол (2,78 ml/100 g при 25°C). Разтваря се добре в разтопено сребро (22 обема O 2 в 1 обем Ag при 961 ° C). Междуатомно разстояние - 0,12074 nm. Той е парамагнитен.

При нагряване на газообразния кислород настъпва неговата обратима дисоциация на атоми: при 2000 °C - 0,03%, при 2600 °C - 1%, 4000 °C - 59%, 6000 °C - 99,5%.

Течният кислород (точка на кипене −182,98 °C) е бледосиня течност.

O 2 фазова диаграма

Твърд кислород (точка на топене −218,35°C) - сини кристали. Известни са шест кристални фази, от които три съществуват при налягане от 1 атм.:

α-O 2 - съществува при температури под 23,65 K; яркосините кристали принадлежат към моноклинната система, клетъчни параметри a=5.403 Å, b=3.429 Å, c=5.086 Å; β=132.53°.

β-O 2 - съществува в температурния диапазон от 23,65 до 43,65 K; бледосините кристали (с увеличаване на налягането цветът става розов) имат ромбоедрична решетка, параметри на клетката a=4,21 Å, α=46,25°.

γ-O 2 - съществува при температури от 43,65 до 54,21 K; бледосините кристали имат кубична симетрия, период на решетка a=6,83 Å.

При високо налягане се образуват още три фази:

δ-O 2 температурен диапазон 20-240 K и налягане 6-8 GPa, оранжеви кристали;

ε-O 4 налягане от 10 до 96 GPa, цвят на кристала от тъмно червено до черно, моноклинна система;

ζ-O n налягане над 96 GPa, метално състояние с характерен метален блясък, при ниски температури преминава в свръхпроводящо състояние.

Химични свойства

Силен окислител, взаимодейства с почти всички елементи, образувайки оксиди. Степента на окисление е -2. По правило реакцията на окисление протича с отделяне на топлина и се ускорява с повишаване на температурата (вижте Изгаряне). Пример за реакции, протичащи при стайна температура:

Окислява съединения, които съдържат елементи с не-максимална степен на окисление:

Окислява повечето органични съединения:

При определени условия е възможно да се извърши леко окисление на органично съединение:

Кислородът реагира директно (при нормални условия, при нагряване и/или в присъствието на катализатори) с всички прости вещества, с изключение на Au и инертни газове (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn); реакциите с халогени възникват под въздействието на електрически разряд или ултравиолетово лъчение. Косвено са получени оксиди на злато и тежки инертни газове (Xe, Rn). Във всички двуелементни съединения на кислорода с други елементи, кислородът играе ролята на окислител, с изключение на съединенията с флуор

Кислородът образува пероксиди със степен на окисление на кислородния атом формално равна на -1.

Например пероксидите се получават чрез изгаряне на алкални метали в кислород:

Някои оксиди абсорбират кислород:

Според теорията на горенето, разработена от А. Н. Бах и К. О. Енглер, окисляването протича на два етапа с образуването на междинно пероксидно съединение. Това междинно съединение може да бъде изолирано, например, когато пламък от горящ водород се охлажда с лед, заедно с вода, се образува водороден пероксид:

В супероксидите, кислородът официално има степен на окисление от -½, т.е. един електрон на два кислородни атома (О-2 йон). Получава се чрез взаимодействие на пероксиди с кислород при повишено налягане и температура:

Калий K, рубидий Rb и цезий Cs реагират с кислород, за да образуват супероксиди:

В диоксигенилния йон O 2 + кислородът формално има степен на окисление +½. Получете чрез реакция:

Кислородни флуориди

Кислороден дифлуорид, OF 2 степен на окисление на кислород +2, се получава чрез преминаване на флуор през алкален разтвор:

Кислородният монофлуорид (диоксидифлуорид), O 2 F 2 , е нестабилен, степента на окисление на кислорода е +1. Получава се от смес от флуор и кислород в тлеещ разряд при температура -196 ° C:

При преминаване на тлеещ разряд през смес от флуор с кислород при определено налягане и температура се получават смеси от по-високи кислородни флуориди O 3 F 2, O 4 F 2, O 5 F 2 и O 6 F 2.

Квантово-механичните изчисления предсказват стабилното съществуване на OF 3 + трифлуорохидроксониевия йон. Ако този йон наистина съществува, тогава степента на окисление на кислорода в него ще бъде +4.

Кислородът поддържа процесите на дишане, горене и гниене.

В свободната си форма елементът съществува в две алотропни модификации: O 2 и O 3 (озон). Както е установено през 1899 г. от Пиер Кюри и Мария Склодовска-Кюри, под въздействието на йонизиращо лъчение O 2 се превръща в O 3.

Приложение

Широкото промишлено използване на кислорода започва в средата на 20-ти век, след изобретяването на турборазширители - устройства за втечняване и отделяне на течен въздух.

INметалургия

Конверторният метод за производство на стомана или обработка на мат е свързан с използването на кислород. В много металургични агрегати за по-ефективно изгаряне на гориво в горелките се използва кислородно-въздушна смес вместо въздух.

Заваряване и рязане на метали

Кислородът в сини бутилки се използва широко за рязане с пламък и заваряване на метали.

Ракетно гориво

Течен кислород, водороден пероксид, азотна киселина и други богати на кислород съединения се използват като окислител за ракетно гориво. Смес от течен кислород и течен озон е един от най-мощните окислители на ракетно гориво (специфичният импулс на сместа водород-озон надвишава специфичния импулс за двойката водород-флуор и водород-кислороден флуорид).

INлекарство

Медицинският кислород се съхранява в сини метални газови бутилки с високо налягане (за сгъстен или втечнен газ) с различен капацитет от 1,2 до 10,0 литра под налягане до 15 MPa (150 atm) и се използва за обогатяване на дихателни газови смеси в анестезиологично оборудване, с дихателна недостатъчност, за спиране на пристъп на бронхиална астма, премахване на хипоксия от всякакъв произход, с декомпресионна болест, за лечение на патология на стомашно-чревния тракт под формата на кислородни коктейли. За индивидуална употреба медицинският кислород от бутилки се пълни със специални гумирани контейнери - кислородни възглавници. За подаване на кислород или кислородно-въздушна смес едновременно на един или двама пострадали на полето или в болница се използват кислородни инхалатори от различни модели и модификации. Предимството на кислородния инхалатор е наличието на кондензатор-овлажнител на газовата смес, който използва влагата на издишания въздух. За да се изчисли количеството кислород, оставащ в цилиндъра в литри, налягането в цилиндъра в атмосфери (според манометъра на редуктора) обикновено се умножава по обема на цилиндъра в литри. Например в цилиндър с вместимост 2 литра манометърът показва налягане на кислорода 100 атм. Обемът на кислорода в този случай е 100 × 2 = 200 литра.

INХранително-вкусовата промишленост

В хранително-вкусовата промишленост кислородът е регистриран като хранителна добавка E948, като пропелант и опаковъчен газ.

INхимическа индустрия

В химическата промишленост кислородът се използва като окислител в множество синтези, например окисляването на въглеводороди до кислородсъдържащи съединения (алкохоли, алдехиди, киселини), амоняк до азотни оксиди при производството на азотна киселина. Поради високите температури, които се развиват по време на окисляването, последните често се извършват в режим на горене.

INселско стопанство

В оранжерии, за производство на кислородни коктейли, за увеличаване на теглото на животните, за обогатяване на водната среда с кислород в рибовъдството.

Биологичната роля на кислорода

Аварийно снабдяване с кислород в бомбоубежище

Повечето живи същества (аероби) дишат кислород от въздуха. Кислородът се използва широко в медицината. При сърдечно-съдови заболявания, за подобряване на метаболитните процеси, в стомаха се въвежда кислородна пяна („кислороден коктейл“). Подкожното приложение на кислород се използва при трофични язви, елефантиаза, гангрена и други сериозни заболявания. Изкуственото обогатяване с озон се използва за дезинфекция и дезодориране на въздуха и пречистване на питейната вода. Радиоактивният изотоп на кислорода 15 O се използва за изследване на скоростта на кръвния поток, белодробната вентилация.

Токсични производни на кислорода

Някои производни на кислорода (така наречените реактивни кислородни видове), като синглетния кислород, водороден пероксид, супероксид, озон и хидроксилния радикал, са силно токсични продукти. Те се образуват в процеса на активиране или частично намаляване на кислорода. Супероксид (супероксиден радикал), водороден пероксид и хидроксилен радикал могат да се образуват в клетките и тъканите на човешкото и животинското тяло и да причинят оксидативен стрес.

изотопи

Кислородът има три стабилни изотопа: 16 O, 17 O и 18 O, чието средно съдържание е съответно 99,759%, 0,037% и 0,204% от общия брой кислородни атоми на Земята. Рязкото преобладаване на най-лекия от тях, 16 O, в сместа от изотопи се дължи на факта, че ядрото на атома 16 O се състои от 8 протона и 8 неутрона (двойно магическо ядро ​​със запълнени неутронни и протонни черупки). И такива ядра, както следва от теорията за структурата на атомното ядро, имат специална стабилност.

Известни са и изотопи на радиоактивния кислород с масови числа от 12 O до 24 O. Всички изотопи на радиоактивния кислород имат кратък период на полуразпад, най-дългоживеещият от тях е 15 O с период на полуразпад ~120 s. Най-краткоживеещият изотоп 12 O има период на полуразпад от 5,8·10 −22 s.

Целта на урока:

• допринасят за формирането на знания на учениците за методите за получаване на кислород в природата, индустрията и лабораториите, доказателства за наличието и методите за неговото събиране;
• да насърчава формирането на умения за открояване на общи и съществени черти; способност за виждане на проблема и намиране на начини за разрешаването му; способност за прилагане на придобитите знания на практика и оценка на резултатите от извършените действия;
• продължават да развиват паметта, вниманието, творческата дейност;
• продължи развитието на независимостта, способността за работа в групи;
• продължи изграждането на екипа.

Организиране на времето.

Въведение

Каква глава изучаваме? (Прости вещества.)

Какви вещества се наричат ​​прости? (Вещества, чиито молекули са съставени от атоми от един и същи вид.)

На какви групи се делят простите вещества? (За метали и неметали.)

Учене на нов материал.

Продължаваме да се запознаваме с прости вещества. Днес научаваме повече за веществото, около което според Берцелиус се върти химията на земята. Какъв вид вещество ще научите, като изпълните следната задача. Вместо ..., вмъкнете думата, която съответства на елемента на веществото, и запишете думата в тетрадката си. (Приложение 2.)

1. ... - най-често срещаният елемент на земната кора.

2. Молекулата на простото вещество озон се образува от елемента ...

3. Въздухът съдържа 21% ...

4. Оксидите са сложни вещества, състоящи се от два елемента, единият от които е ...

5. Водата съдържа два водородни атома и един атом ...

Записахте ли една дума?

Кой записа няколко думи?

– Каква е тази дума? (Кислород.)

И така, започваме да изучаваме простото вещество кислород!

Защо изучаваме тази тема? Защо кислородът е важен? (Кислородът е необходимо вещество за дишане, най-често срещаният елемент на земната кора, е част от водата.)

- В раздела на простите вещества има жизненоважна задача, която е свързана с кислорода. Прочети го.

Житейска задача.

Пътуването през пещерата изисква доставка на кислород. Как може да се получи в полеви условия?

- Въз основа на житейската задача ми кажете какво трябва да изучавате днес? (Как се получава кислород?)

Тема на урока: „Производство на кислород“.

Когато изучавате тази тема:

• ще се научиш

какви вещества и химични реакции се използват за получаване на кислород;

уча

напишете съответните уравнения на реакцията;

уча

получават кислород и доказват наличието му.

За да разрешим житейската задача, пред която сме изправени, работете в групи.

Класът е разделен на пет групи от по 4 човека. Всяка група има своя задача. (Приложение 1.)

– Внимателно проучете информацията, отговорете на въпросите, запишете уравненията на реакцията.

Групова работа.

След това представяне на изпълнената задача. Един представител от групата отговаря устно на въпросите от задачата, а вторият записва уравненията на реакцията на дъската.

- Внимавайте да се изслушвате един друг. В хода на вашите изказвания ще съставим схема - получаване на кислород.

Използвайки кислорода във въздуха за дишане, ние намаляваме количеството му. Но съдържанието във въздуха остава постоянно - 21%. Как се поддържа постоянното съдържание на кислород, от което се нуждаем? Как се произвежда кислород в природата?

Реч на 1-ва група за производството на кислород в природата.

Уравнение на реакцията

Общо заключение: кислородът в природата се получава чрез процеса на фотосинтеза в растенията на светлина.

Част от схемата е съставена

- Подходящ ли е този метод за решаване на житейски проблем? (Не, фотосинтезата изисква светлина.)

Кислородът е необходим не само в природата. В промишлеността се използва за получаване на метали и други необходими вещества. За това е необходим кислород в големи количества. Методите за получаване, които се използват в този случай, се наричат ​​индустриални.

Реч на 2-ра група за производството на кислород в промишлеността.

Уравнение на реакцията

Общо заключение: Кислородът в промишлеността се получава от въздуха и водата.

Защо въздухът и водата се използват за производството на големи количества кислород? (най-често срещаните вещества в природата, съдържащи кислород)

Разработва се следващата част от схемата „Производство на кислород”.

- Подходящ ли е този метод за решаване на житейски проблем? (не, скъпо оборудване, такива процеси отнемат много време)

В Англия на един от площадите в Лийдс има паметник на учения. В дясната си ръка той държи леща за събиране на лъч слънчева светлина, а в лявата си тигел с живачен оксид. Младият мъж е съсредоточен и внимателен в очакване на резултатите от опита. Това е Джоузеф Пристли. учен, заловен, докато получава кислород в лабораторията си.

Разглеждаме лабораторни методи за получаване на кислород.

Реч на 3-та група за някои методи за получаване на кислород в лабораторията.

Уравнения на реакциите

Заключение: тези методи не са подходящи за решаване на жизненоважна задача, т.к живачните съединения са отровни, а калиевият нитрат може да не е в полеви условия.

„Производството на кислород не се ограничава до тези лабораторни методи. Има няколко други начина за получаване на кислород в лабораторията.

Презентация на 4-та група за най-разпространените методи за получаване на кислород в лабораторията.

Уравнения на реакциите

MnO 2 е катализатор, ускорява химическата реакция, но сам по себе си не се изразходва.

Всички реакции на химично разлагане.

Общо заключение: в лабораторията кислородът се получава чрез реакции на разлагане на кислородсъдържащи вещества при нагряване или под действието на катализатор.

Останалата част от схемата е съставена.

Учениците правят предположения.

Например, за да получите кислород в полеви условия, можете да използвате реакцията на разлагане на калиев перманганат, който винаги е в комплекта за първа помощ. Можете също така да използвате разлагането на водороден пероксид, за тази реакция кръвта, слюнката, които съдържат естествени катализатори, могат да се използват като катализатор.

- След получаване на кислород също е необходимо да се събере по определен начин и да се докаже наличието.

Реч на 5-та група за методите за събиране на кислород и доказване на неговото присъствие.

Общо заключение: кислородът се събира чрез изместване на въздуха и водата, наличието на кислород се доказва с помощта на тлееща треска.

Извършване на лабораторна работа „Получаване на кислород чрез разлагане на калиев перманганат и доказване на неговото присъствие“ по двойки.

Преди работа се повтарят правилата за безопасност при работа със спиртна лампа и при нагряване.

Заключение.

Постигнахте ли целите на урока?

Как се получава кислород?

Заключение на урока: кислородът може да се получи в природата, промишлеността и лабораторията. За получаване на кислород се използват реакции на разлагане на кислородсъдържащи вещества. Реакциите протичат при нагряване или в присъствието на катализатор.

Домашна работа.

Изберете задачата, която ви харесва най-много.

Задача номер 1.

Кажете на ваш приятел, който е отсъствал от урока по придобиване на кислород, като използвате знанията за стиловете на говорене, научени в уроците по руски език.

Задача номер 2.

Подгответе реч за училищна конференция - Четения на Ломоносов на тема „Историята на откриването на кислорода“, като използвате знанията за стиловете на речта, придобити в уроците по руски език.

Днес разбрах...
Беше трудно …
Сега мога …
Осъзнах че...
успях..
Беше интересно…
Бях изненадан...
Исках …

В урок 17 " Получаване на кислород» от курса « Химия за манекени» разберете как се получава кислород в лабораторията; научете какво е катализатор и как растенията влияят на производството на кислород на нашата планета.

Най-важното вещество за хората и другите живи организми, което е част от въздуха, е кислородът. В промишлеността се използват големи количества кислород, така че е важно да знаете как да си го набавите.

В химическа лаборатория кислородът може да се получи чрез нагряване на някои сложни вещества, които включват кислородни атоми. Сред тези вещества е веществото KMnO 4, което се предлага в домашния ви комплект за първа помощ, наречено "калиев перманганат".

Запознати сте с най-простите устройства за получаване на газове. Ако малко прах KMnO 4 се постави в едно от тези устройства и се нагрее, ще се освободи кислород (фиг. 76):

Кислородът може да се получи и чрез разлагане на водороден пероксид H 2 O 2 . За да направите това, трябва да добавите много малко количество специално вещество към епруветка с H 2 O 2 - катализатор- и затворете епруветката със запушалка с изходна тръба за газ (фиг. 77).

За тази реакция катализаторът е вещество, чиято формула е MnO 2. Протича следната химична реакция:

Имайте предвид, че няма формула на катализатор нито от лявата, нито от дясната страна на уравнението. Формулата му обикновено се записва в уравнението на реакцията над знака за равенство. Защо се добавя катализатор? Процесът на разлагане на H 2 O 2 при стайни условия протича много бавно. Следователно отнема много време, за да се получат значителни количества кислород. Тази реакция обаче може драстично да се ускори чрез добавяне на катализатор.

КатализаторВещество, което ускорява химическа реакция, но самото не се изразходва в нея.

Именно защото катализаторът не се изразходва в реакцията, ние не записваме неговата формула в нито една от частите на уравнението на реакцията.

Друг начин за получаване на кислород е разлагането на водата под действието на постоянен електрически ток. Този процес се нарича електролизавода. Можете да получите кислород в устройството, схематично показано на фигура 78.

Протича следната химична реакция:

Кислород в природата

В атмосферата се съдържа огромно количество газообразен кислород, разтворен във водите на моретата и океаните. Кислородът е от съществено значение за дишането на всички живи организми. Без кислород би било невъзможно получаването на енергия чрез изгаряне на различни видове гориво. Годишно за тези нужди се изразходват около 2% от атмосферния кислород.

Откъде идва кислородът на Земята и защо количеството му остава приблизително постоянно въпреки такава консумация? Единственият източник на кислород на нашата планета са зелените растения, които го произвеждат под действието на слънчевата светлина чрез процеса на фотосинтеза. Това е много сложен процес с много стъпки. В резултат на фотосинтезата в зелените части на растенията въглеродният диоксид и водата се превръщат в глюкоза C 6 H 12 O 6 и кислород. Обща сума
уравнението на реакциите, протичащи в процеса на фотосинтеза, може да бъде представено по следния начин:

Установено е, че около една десета (11%) от кислорода, произведен от зелените растения, се осигурява от сухоземни растения, а останалите девет десети (89%) се осигуряват от водни растения.

Получаване на кислород и азот от въздуха

Огромните запаси от кислород в атмосферата позволяват получаването и използването му в различни индустрии. При промишлени условия от въздуха се получават кислород, азот и някои други газове (аргон, неон).

За целта въздухът първо се превръща в течност (фиг. 79) чрез охлаждане до толкова ниска температура, при която всички негови компоненти преминават в течно агрегатно състояние.

След това тази течност бавно се нагрява, в резултат на което при различни температури веществата, съдържащи се във въздуха, последователно се изваряват (т.е. преминават в газообразно състояние). Чрез събиране на газове, кипящи при различни температури, се получават отделно азот, кислород и други вещества.

Обобщение на урока:

1. В лабораторни условия кислородът се получава чрез разлагане на някои сложни вещества, които включват кислородни атоми.
2. Катализаторът е вещество, което ускорява химическа реакция, без да се изразходва.
3. Източникът на кислород на нашата планета са зелените растения, в които протича процесът на фотосинтеза.
4. В промишлеността кислородът се получава от въздуха.

Надявам се урок 17 " Получаване на кислород“ беше ясен и информативен. Ако имате въпроси, напишете ги в коментарите.

Този урок е посветен на изучаването на съвременните методи за получаване на кислород. Ще научите по какви методи и от какви вещества се получава кислород в лабораторията и промишлеността.

Тема: Вещества и техните превръщания

Урок:Получаване на кислород

За промишлени цели кислородът трябва да се получава в големи количества и възможно най-евтино. Този метод за получаване на кислород е предложен от носителя на Нобелова награда Петър Леонидович Капица. Той изобретил инсталацията за втечняване на въздуха. Както знаете, около 21% от обема на кислорода се съдържа във въздуха. Кислородът може да се отдели от течния въздух чрез дестилация, т.к Всички вещества във въздуха имат различни точки на кипене. Точката на кипене на кислорода е -183°C, а тази на азота е -196°C. Това означава, че по време на дестилацията на втечнен въздух първо ще заври и се изпари азотът, а след това кислородът.

В лабораторията не се изисква кислород в толкова големи количества, както в промишлеността. Обикновено се докарва в сини стоманени бутилки, в които е под налягане. В някои случаи все още е необходимо да се получи кислород по химичен път. За това се използват реакции на разлагане.

ОПИТ 1. Изсипете разтвор на водороден пероксид в петриево блюдо. При стайна температура водородният пероксид се разлага бавно (не виждаме признаци на реакция), но този процес може да се ускори чрез добавяне на няколко зърна манганов (IV) оксид към разтвора. Около зърната от черен оксид веднага започват да се открояват газови мехурчета. Това е кислород. Без значение колко време отнема реакцията, зърната от манганов (IV) оксид не се разтварят в разтвора. Тоест, мангановият (IV) оксид участва в реакцията, ускорява я, но не се изразходва в нея.

Наричат ​​се вещества, които ускоряват реакцията, но не се изразходват в реакцията катализатори.

Реакциите, ускорени от катализатори, се наричат каталитичен.

Ускоряването на реакцията от катализатор се нарича катализа.

Така мангановият (IV) оксид служи като катализатор при разлагането на водороден пероксид. В уравнението на реакцията формулата на катализатора е написана над знака за равенство. Нека напишем уравнението на проведената реакция. Когато водородният пероксид се разложи, се отделя кислород и се образува вода. Освобождаването на кислород от разтвора е показано със стрелка, сочеща нагоре:

2. Единна колекция от цифрови образователни ресурси ().

3. Електронна версия на списание "Химия и живот" ().

Домашна работа

с. 66-67 №№ 2 - 5 от Работна тетрадка по химия: 8. клас: към учебника на П.А. Оржековски и др., „Химия. 8 клас” / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековски; под. изд. проф. П.А. Оржековски - М.: АСТ: Астрел: Профиздат, 2006.