Četiri elementa - "halkogen" (tj. "rađanje bakra") predvode glavnu podgrupu grupe VI (prema novoj klasifikaciji - 16. grupa) periodnog sistema. Pored sumpora, telura i selena, oni takođe sadrže kiseonik. Pogledajmo pobliže svojstva ovog najčešćeg elementa na Zemlji, kao i upotrebu i proizvodnju kiseonika.
Obilje elemenata
U vezanom obliku kiseonik je uključen u hemijski sastav vode - njegov procenat je oko 89%, kao i u sastav ćelija svih živih bića - biljaka i životinja.
U zraku je kisik u slobodnom stanju u obliku O2, koji zauzima petinu njegovog sastava, a u obliku ozona - O3.
Fizička svojstva
Kiseonik O2 je gas bez boje, ukusa i mirisa. Slabo je rastvorljiv u vodi. Tačka ključanja je 183 stepena ispod nule Celzijusa. U tečnom obliku kiseonik ima plavu boju, au čvrstom obliku stvara plave kristale. Tačka topljenja kristala kiseonika je 218,7 stepeni ispod nule Celzijusa.
Hemijska svojstva
Kada se zagrije, ovaj element reagira s mnogim jednostavnim tvarima, kako metalima tako i nemetalima, pri čemu tvori takozvane okside - spojeve elemenata s kisikom. u koje elementi ulaze s kisikom naziva se oksidacija.
Na primjer,
4Na + O2= 2Na2O
2. Kroz razgradnju vodikovog peroksida kada se zagrije u prisustvu mangan oksida, koji djeluje kao katalizator.
3. Kroz razgradnju kalijum permanganata.
Proizvodnja kiseonika u industriji odvija se na sledeće načine:
1. Za tehničke svrhe kiseonik se dobija iz vazduha, u kome je njegov uobičajeni sadržaj oko 20%, tj. peti dio. Da bi se to postiglo, prvo se spaljuje vazduh, dobijajući mešavinu sa sadržajem tečnog kiseonika od oko 54%, tečnog azota - 44% i tekućeg argona - 2%. Zatim se ovi gasovi odvajaju postupkom destilacije koristeći relativno mali interval između tačaka ključanja tečnog kiseonika i tečnog azota - minus 183 i minus 198,5 stepeni, respektivno. Ispostavilo se da dušik isparava prije kisika.
Moderna oprema osigurava proizvodnju kisika bilo kojeg stepena čistoće. Azot, koji se dobija odvajanjem tečnog vazduha, koristi se kao sirovina u sintezi njegovih derivata.
2. takođe daje kiseonik u veoma čistoj meri. Ova metoda je postala široko rasprostranjena u zemljama s bogatim resursima i jeftinom električnom energijom.
Primena kiseonika
Kiseonik je najvažniji element u životu čitave naše planete. Ovaj plin, koji se nalazi u atmosferi, u procesu troše životinje i ljudi.
Dobijanje kiseonika je veoma važno za oblasti ljudske delatnosti kao što su medicina, zavarivanje i rezanje metala, miniranje, vazduhoplovstvo (za disanje ljudi i za rad motora), metalurgija.
U procesu ljudske ekonomske aktivnosti, kisik se troši u velikim količinama - na primjer, pri sagorijevanju različitih vrsta goriva: prirodnog plina, metana, uglja, drva. U svim tim procesima nastaje, a priroda je omogućila proces prirodnog vezivanja ovog jedinjenja fotosintezom, koja se odvija u zelenim biljkama pod uticajem sunčeve svetlosti. Kao rezultat ovog procesa nastaje glukoza koju biljka zatim koristi za izgradnju svojih tkiva.
Kiseonik zauzima 21% atmosferskog vazduha. Najviše se nalazi u zemljinoj kori, slatkoj vodi i živim mikroorganizmima. Koristi se u mnogim industrijama i koristi se za kućne i medicinske potrebe. Potražnja za supstancom je zbog hemijskih i fizičkih karakteristika.
Kako se kisik proizvodi u industriji. 3 metode
Proizvodnja kisika u industriji odvija se dijeljenjem atmosferskog zraka. Za to se koriste sljedeće metode:
Proizvodnja kisika u industrijskim razmjerima je od velike važnosti. Veću pažnju treba posvetiti izboru tehnologije i odgovarajuće opreme. Učinjene greške mogu negativno uticati na tehnološki proces i dovesti do povećanja troškova nakon klanja.
Tehničke karakteristike opreme za proizvodnju kiseonika u industriji
Generatori industrijskog tipa "OXIMAT" pomažu da se uspostavi proces dobijanja kiseonika u gasovitom stanju. Njihove tehničke karakteristike i karakteristike dizajna imaju za cilj dobijanje ove supstance u industriji potrebne čistoće i potrebne količine tokom celog dana (bez prekida). Treba napomenuti da oprema može raditi u bilo kojem načinu rada sa ili bez zaustavljanja. Jedinica radi pod pritiskom. Na ulazu mora biti osušeni zrak u komprimiranom stanju, bez vlage. Predviđeni su modeli male, prosječne i velike produktivnosti.
Prilikom rezanja metala, ono se izvodi visokotemperaturnim plinskim plamenom dobivenim sagorijevanjem zapaljivog plina ili tečne pare pomiješane sa komercijalno čistim kisikom.
Kiseonik je najzastupljeniji element na zemlji nalazi se u obliku hemijskih jedinjenja sa raznim supstancama: u zemlji - do 50% mase, u kombinaciji sa vodonikom u vodi - oko 86% po masi iu vazduhu - do 21% po zapremini i 23% po masi.
Kiseonik u normalnim uslovima (temperatura 20°C, pritisak 0,1 MPa) je bezbojan, nezapaljiv gas, nešto teži od vazduha, bez mirisa, ali aktivno podržava sagorevanje. Pri normalnom atmosferskom pritisku i temperaturi od 0°C, masa 1 m 3 kiseonika je 1,43 kg, a pri temperaturi od 20°C i normalnom atmosferskom pritisku - 1,33 kg.
Kiseonik ima visoku reaktivnost, formirajući spojeve sa svim hemijskim elementima, osim (argon, helijum, ksenon, kripton i neon). Reakcije spoja s kisikom odvijaju se s oslobađanjem velike količine topline, odnosno egzotermne su prirode.
Kada komprimirani plinoviti kisik dođe u kontakt s organskim tvarima, uljima, mastima, ugljenom prašinom, zapaljivom plastikom, oni se mogu spontano zapaliti kao rezultat oslobađanja topline pri brzoj kompresiji kisika, trenja i udara čvrstih čestica o metal, kao i elektrostatičke iskre. pražnjenje. Stoga, kada koristite kisik, morate paziti da ne dođe u kontakt sa zapaljivim i zapaljivim tvarima.
Sva oprema za kiseonik, vodovi za kiseonik i cilindri moraju biti temeljno odmašćeni. sposoban je da formira eksplozivne mešavine sa zapaljivim gasovima ili tečnim zapaljivim parama u širokom opsegu, što takođe može dovesti do eksplozije u prisustvu otvorenog plamena ili čak varnice.
Zapažene karakteristike kiseonika treba uvek imati na umu kada se koristi u procesima obrade plamenom.
Atmosferski vazduh je uglavnom mehanička mešavina tri gasa sa sledećim zapreminskim sadržajem: azot - 78,08%, kiseonik - 20,95%, argon - 0,94%, ostatak je ugljen dioksid, azot oksid itd. Kiseonik se dobija odvajanjem vazduha na kiseonik i metodom dubokog hlađenja (likvefakcije), uz izdvajanje argona, čija se upotreba kontinuirano povećava pri. Azot se koristi kao zaštitni gas pri zavarivanju bakra.
Kiseonik se može dobiti hemijski ili elektrolizom vode. Hemijske metode neproduktivno i neekonomično. At elektroliza vode kisik jednosmjerne struje dobiva se kao nusproizvod u proizvodnji čistog vodika.
Kiseonik se proizvodi u industriji iz atmosferskog zraka dubokim hlađenjem i rektifikacijama. U instalacijama za proizvodnju kisika i dušika iz zraka, potonji se čisti od štetnih nečistoća, komprimira u kompresoru do odgovarajućeg tlaka rashladnog ciklusa od 0,6-20 MPa i hladi u izmjenjivačima topline do temperature ukapljivanja, razlika u temperatura ukapljivanja kiseonika i azota je 13°C, što je dovoljno za njihovo potpuno odvajanje u tečnoj fazi.
Tečni čisti kisik akumulira se u aparatu za odvajanje zraka, isparava i skuplja u plinskom držaču, odakle se kompresorom pumpa u cilindre pod pritiskom do 20 MPa.
Kroz cevovod se transportuje i tehnički kiseonik. Tlak kisika koji se transportira kroz cjevovod mora biti dogovoren između proizvođača i potrošača. Kiseonik se na mesto dostavlja u bocama sa kiseonikom, au tečnom obliku - u posebnim posudama sa dobrom toplotnom izolacijom.
Za pretvaranje tečnog kiseonika u gas koriste se gasifikatori ili pumpe sa isparivačima tečnog kiseonika. Pri normalnom atmosferskom pritisku i temperaturi od 20°C, 1 dm 3 tekućeg kiseonika tokom isparavanja daje 860 dm 3 gasovitog kiseonika. Stoga je preporučljivo dopremiti kisik na mjesto zavarivanja u tekućem stanju, jer se na taj način tara težina smanjuje za faktor 10, čime se štedi metal za izradu cilindara, a smanjuju se troškovi transporta i skladištenja cilindara.
Za zavarivanje i rezanje prema -78 tehnički kiseonik se proizvodi u tri razreda:
- 1. - čistoća ne manja od 99,7%
- 2. - ne manje od 99,5%
- 3. - ne manje od 99,2% zapremine
Čistoća kiseonika je od velike važnosti za rezanje kiseonikom. Što manje nečistoća plina sadrži, veća je brzina rezanja, čistija i manja potrošnja kisika.
Pozdrav .. Danas ću vam reći o kiseoniku i kako ga nabaviti. Podsjećam vas, ako imate pitanja za mene, možete ih napisati u komentarima na članak. Ako vam zatreba pomoć oko hemije, . Biće mi drago da vam pomognem.
Kiseonik je u prirodi distribuiran u obliku izotopa 16 O, 17 O, 18 O, koji na Zemlji imaju sledeći procenat - 99,76%, 0,048%, 0,192%.
U slobodnom stanju kiseonik je u obliku tri alotropske modifikacije : atomski kiseonik - O o, dioksigen - O 2 i ozon - O 3. Štaviše, atomski kiseonik se može dobiti na sledeći način:
KClO 3 \u003d KCl + 3O 0
KNO 3 = KNO 2 + O 0
Kiseonik je deo više od 1400 različitih minerala i organskih materija, a u atmosferi njegov sadržaj iznosi 21% zapremine. Ljudsko tijelo sadrži do 65% kisika. Kiseonik je gas bez boje i mirisa, slabo rastvorljiv u vodi (3 zapremine kiseonika se otapaju u 100 zapremina vode na 20°C).
U laboratoriji se kisik dobiva umjerenim zagrijavanjem određenih tvari:
1) Prilikom razlaganja jedinjenja mangana (+7) i (+4):
2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
permanganat manganat
kalijum kalijum
2MnO 2 → 2MnO + O 2
2) Kada se perhlorati razlažu:
2KClO 4 → KClO 2 + KCl + 3O 2
perklorat
kalijum
3) Prilikom raspadanja bertolet soli (kalijev hlorat).
U ovom slučaju nastaje atomski kiseonik:
2KClO 3 → 2KCl + 6O 0
hlorat
kalijum
4) Kada se soli hipohlorne kiseline raspadaju na svetlosti- hipohloriti:
2NaClO → 2NaCl + O 2
Ca(ClO) 2 → CaCl 2 + O 2
5) Prilikom zagrevanja nitrata.
Ovo proizvodi atomski kiseonik. Ovisno o tome koju poziciju nitratni metal zauzima u nizu aktivnosti, nastaju različiti produkti reakcije:
2NaNO 3 → 2NaNO 2 + O 2
Ca(NO 3) 2 → CaO + 2NO 2 + O 2
2AgNO 3 → 2 Ag + 2NO 2 + O 2
6) Prilikom razlaganja peroksida:
2H 2 O 2 ↔ 2H 2 O + O 2
7) Prilikom zagrijavanja oksida neaktivnih metala:
2Ag 2 O ↔ 4Ag + O 2
Ovaj proces je relevantan u svakodnevnom životu. Činjenica je da posuđe od bakra ili srebra, koje ima prirodni sloj oksidnog filma, prilikom zagrijavanja stvara aktivni kisik, što je antibakterijski učinak. Otapanje soli neaktivnih metala, posebno nitrata, također dovodi do stvaranja kisika. Na primjer, cjelokupni proces rastvaranja srebrnog nitrata može se predstaviti u fazama:
AgNO 3 + H 2 O → AgOH + HNO 3
2AgOH → Ag 2 O + O 2
2Ag 2 O → 4Ag + O 2
ili u sažetom obliku:
4AgNO 3 + 2H 2 O → 4Ag + 4HNO 3 + 7O 2
8) Prilikom zagrijavanja soli hroma najvećeg oksidacijskog stanja:
4K 2 Cr 2 O 7 → 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 + 3 O 2
dihromat hromat
kalijum kalijum
U industriji se kiseonik dobija:
1) Elektrolitičko razlaganje vode:
2H 2 O → 2H 2 + O 2
2) Interakcija ugljičnog dioksida sa peroksidima:
CO 2 + K 2 O 2 → K 2 CO 3 + O 2
Ova metoda je nezamjenjivo tehničko rješenje problema disanja u izolovanim sistemima: podmornicama, minama, svemirskim letjelicama.
3) Kada ozon stupa u interakciju sa redukcijskim agensima:
O 3 + 2KJ + H 2 O → J 2 + 2KOH + O 2
Od posebnog značaja je proizvodnja kiseonika u procesu fotosinteze. koji se javljaju u biljkama. Sav život na Zemlji u osnovi zavisi od ovog procesa. Fotosinteza je složen proces u više koraka. Početak mu daje svjetlost. Sama fotosinteza se sastoji od dvije faze: svijetle i tamne. U svjetlosnoj fazi, pigment klorofila koji se nalazi u listovima biljke formira takozvani kompleks koji "upija svjetlost" koji uzima elektrone iz vode i na taj način je dijeli na vodikove ione i kisik:
2H 2 O \u003d 4e + 4H + O 2
Akumulirani protoni doprinose sintezi ATP-a:
ADP + F = ATP
U tamnoj fazi ugljični dioksid i voda se pretvaraju u glukozu. A kiseonik se oslobađa kao nusproizvod:
6CO 2 + 6H 2 O \u003d C 6 H 12 O 6 + O 2
blog.site, uz potpuno ili djelomično kopiranje materijala, obavezan je link na izvor.
Kiseonik se pojavio u Zemljinoj atmosferi pojavom zelenih biljaka i fotosintetskih bakterija. Zahvaljujući kiseoniku, aerobni organizmi vrše disanje ili oksidaciju. Kiseonik je važan u industriji - koristi se u metalurgiji, medicini, vazduhoplovstvu, narodnoj privredi i drugim industrijama.
Svojstva
Kiseonik je osmi element Mendeljejevljevog periodnog sistema. To je plin koji podržava sagorijevanje i oksidira tvari.
Rice. 1. Kiseonik u periodnom sistemu.
Kiseonik je zvanično otkriven 1774. Engleski hemičar Joseph Priestley izolovao je element iz živinog oksida:
2HgO → 2Hg + O 2 .
Međutim, Priestley nije znao da je kiseonik dio zraka. Na svojstva i prisustvo kiseonika u atmosferi kasnije je ukazao Priestlijev kolega, francuski hemičar Antoan Lavoazije.
Opće karakteristike kiseonika:
- bezbojni plin;
- nema miris i ukus;
- teže od vazduha;
- molekul se sastoji od dva atoma kiseonika (O 2);
- u tečnom stanju ima blijedo plavu boju;
- slabo rastvorljiv u vodi;
- je jako oksidaciono sredstvo.
Rice. 2. Tečni kiseonik.
Prisustvo kiseonika se lako može proveriti spuštanjem tinjajuće baklje u posudu sa gasom. U prisustvu kiseonika, baklja se pali.
Kako primiti
Postoji nekoliko načina za dobivanje kisika iz različitih spojeva u industrijskim i laboratorijskim uvjetima. U industriji se kiseonik dobija iz vazduha ukapljivanjem pod pritiskom i na temperaturi od -183°C. Tečni vazduh je podvrgnut isparavanju, tj. postepeno zagrijati. Na -196°C dušik počinje da se ispari, dok kisik zadržava svoje tekuće stanje.
U laboratoriji se kisik formira iz soli, vodikovog peroksida i elektrolize. Do raspadanja soli dolazi prilikom zagrijavanja. Na primjer, kalijev hlorat ili Bertoletova sol se zagrijavaju na 500 ° C, a kalijev permanganat ili kalijev permanganat se zagrijavaju na 240 ° C:
- 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2;
- 2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2.
Rice. 3. Zagrijavanje Berthollet soli.
Kiseonik možete dobiti i zagrijavanjem salitre ili kalijevog nitrata:
2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2 .
Razgradnja vodikovog peroksida koristi mangan (IV) oksid - MnO 2 , ugljik ili željezni prah kao katalizator. Opća jednačina izgleda ovako:
2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2.
Otopina natrijum hidroksida se podvrgava elektrolizi. Kao rezultat, nastaju voda i kisik:
4NaOH → (elektroliza) 4Na + 2H 2 O + O 2.
Kiseonik se takođe izoluje iz vode elektrolizom, razlažući ga na vodik i kiseonik:
2H 2 O → 2H 2 + O 2 .
Na nuklearnim podmornicama kisik se dobivao iz natrijevog peroksida - 2Na 2 O 2 + 2CO 2 → 2Na 2 CO 3 + O 2. Metoda je zanimljiva po tome što se ugljični dioksid apsorbira zajedno s oslobađanjem kisika.
Kako se prijaviti
Prikupljanje i prepoznavanje je neophodno za oslobađanje čistog kiseonika koji se u industriji koristi za oksidaciju supstanci, kao i za održavanje disanja u svemiru, pod vodom, u zadimljenim prostorijama (kiseonik je neophodan vatrogascima). U medicini, rezervoari za kiseonik pomažu pacijentima sa poteškoćama u disanju da dišu. Kiseonik se takođe koristi za lečenje respiratornih bolesti.
Kiseonik se koristi za sagorevanje goriva - uglja, nafte, prirodnog gasa. Kisik se široko koristi u metalurgiji i inženjerstvu, na primjer, za topljenje, rezanje i zavarivanje metala.
Prosječna ocjena: 4.9. Ukupno primljenih ocjena: 181.