Wat ass Sauerstoff? Sauerstoff awer

Sauerstoff (O) - Nët-Metallkugele chemeschen Element vun der Grupp 16 (via) vun der Periodesystem Table. Et ass e sëlwert, tasteless an odorless Gas fir Liewensstandard Organismen néideg - Déieren déi et an geflunn Kuelendioxid, a Planzen, déi CO ₂ als Kuelestoff Quell am Räich, an O ₂ ass un der Atmosphär zréck. Sauerstoff Formen engem Facettenaen mat quasi all aner Element reagéiert, an displaces d'chemesch Elementer vun Kommunikatioun mat all aner. A ville Fäll sinn dës Prozesser vun der Verëffentlechung vun Hëtzt an Liichtjoer begleet. Déi wichtegst Facettenaen vun Sauerstoff ass Waasser.

Geschicht vun der Entdeckung

Am Joer 1772, hien huet d'schwedesch Chemiker Carl Wilhelm Scheele éischt dass esou Sauerstoff et duerch Heizung Nitratveruerdnung feieren KaliumiodidPëlle It, Merkur, wéi och vill aner Substanze. Onofhängeg vun him vun 1774, entdeckt déi englesch Chemiker Dzhozef Pristli de chemeschen Element vun thermesch decomposition vun Merkur It a publizéiert seng Conclusiounen am selwechte Joer, dräi Joer virun Scheele Publikatioun. An de Joren 1775-1780 interpretéiert de franséische Chemiker Antuan Lavuaze der Roll vum Sauerstoff am Goalchance koum an Brennen, de phlogiston Theorie discarding, allgemeng an der Zäit akzeptéiert. Et ass fir seng Tendenz feststellen Saieren zu Form wéi mat verschidden Substanzen a genannt oxygène Element kombinéiert, deen am griichesche heescht "generéiert sauerem".

prevalence

Wat ass Sauerstoff? Ginn 46% vum Gewiicht vum Planéit, ass et déi gemeinsam Element dovunner. D'Quantitéit vum Sauerstoff an der Atmosphär ass 21% vum Volume an d'Gewiicht vu senge 89% vun iwwerschwemmt.

An Fielsen Element mat der Metaller kombinéiert an Net-Metaller wéi de oxides datt saierzege sinn (e.g., Schwiefel verbrannt, Kuelestoff, Al a Phosphorgehalt) oder Basis (Kalzium, Magnesium an Eisen) an als Salz-wëll awer déi wéi aus dem sauerem gemaach preservéiert ginn an elementar oxides wéi sulfates, carbonates, silicates, phosphates an aluminates. Obwuel si vill, mä dës amuletum kann als Sauerstoff Quellen net déngen, wéi Emissioun Rëss mat Metall Element Energieverbrauch ze Atomer.

Fonctiounen

Wann de Sauerstoff Temperatur ënner -183 ° C, gëtt et Grillwirscht blo flësseg, an op -218 ° C - staark. Pure O ₂ ass 1,1 mol schwéier wéi Loft.

Während Déieren an e puer Bakterien konsuméiere Sauerstoff aus der Atmosphär a verwäert Kuelendioxid, Well an gréng Planz photosynthesis an der Präsenz vun Sonn absorbéieren Kuelendioxid an Fräisetzung gratis Sauerstoff anhalen. Bal de ganzen O ₂ an der Atmosphär ass vun photosynthesis produzéiert.

Bei 20 ° C fir ronn 3 Deeler vum Volumen vum Sauerstoff zu 100 Deeler vun frësch Waasser opgeléist, e bësse manner wéi - an iwwerschwemmt. Et ass néideg fir vlaicht verbrannt vun Fësch an aner Marine Liewen.

Natural Sauerstoff ass eng Mëschung aus dräi stabil Isotopen ¹⁶ O (99,759%), ¹⁷ O ^(0,037%), an ¹⁸ O (0,204%). Et ginn e puer Fëschweier produzéiert radioaktiv Isotopen. Meescht vun hinne si laang-gelieft ass ¹⁵ O (Broscht Liewen 124) déi fir studéiert anhalen an Mamendéieren benotzt gëtt.

allotrope

Eng kloer Iddi wat Sauerstoff, erlaben hir zwou allotropic Formen ze kréien, diatomic (O ₂₎ an triatomic (O _3, Ozonschicht). Eegeschafte diatomic Form proposéiere datt de sechs Elektronepueren festleeën Atomer an zwee bleiwen unpaired, dauernd der paramagnetism vun Sauerstoff. Dräi Atom Ozonschicht Molekülle sinn net op eng riicht Linn läit.

3O ₂ → 2O _3: Ozonschicht kënnen mat der Equatioun am Aklang produzéiert _ginn.

De Prozess ass endothermic (verlaangt Energie); Konversioun vun Ozonschicht zréck an diatomic Sauerstoff dréit zu der Presenz vun Transitioun Metaller oder hir oxides. Pure Sauerstoff gëtt duerch d'Aktioun vun engem elektreschen Liichtebengelchen Offlossquantitéit an Ozonschicht ëmgerechent. D'Reaktioun existeiert och op Un- vun violett Liicht mat enger Wellelängt vu ronn 250 nm. D'Optriede vun dësem Prozess an der ieweschter Atmosphär Achtelsfinal Stralung, datt op der Uewerfläch vun der Äerd geféierlech lieweg ginn hätt. Pungent Geroch vun Ozonschicht ass präsent Sall mat enger Regelméisseg elektresch Equipement wéi Generatoren. Dëse Gas ass Liicht blo. Seng Dicht op 1.658 mol méi grouss wéi d'Loft, an huet eng kache Punkt vun -112 ° C um Loftdrock.

Ozonschicht - staark oxidant kapabel vun Ëmwandlung Schwiewel Nahrung, trioxide, sulfide zu sulfate, Kaliumiodid, Jod (analytesch Method fir seng Aschätzung suergt) wéi och vill Sauerstoff-haltege Bio Facettenaen dësem Projet wéi aldehydes an Saieren. Konversioun vun hydrocarbons mat Ozonschicht aus motoriséiert Communiqué Gasen an dëse Saieren a aldehydes ass d'Ursaach vun smog. An Industrie, ass Ozonschicht als chemesche reactant, disinfectant fir Kläranlag Behandlung, Waasser Offäll an Bleechmëttelen vun Stoffer benotzt.

Methode vun Virbereedung

Prozess fir Sauerstoff produzéiert hänkt wéi vill Gas néideg ass ze kréien. Labo Methode fir déi folgend:

1. Déi sideresch decomposition vun e puer Salzer wéi KaliumiodidPëlle chlorate oder KaliumiodidPëlle Nitratveruerdnung:

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

KaliumiodidPëlle chlorate decomposition vun Transitioun Metal oxides catalyzed. Fir dës oft benotzt Mangan Nahrung (pyrolusite, MnO _2). De Katalysator sénkt der Temperatur fir Sauerstoff Entwécklung néideg, vun 400 bis 250 ° C.

2. ofgeschnidden vun der Metal oxides ënnert der Aktioun vun Temperatur:

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

Scheele an Priestley fir dës chemeschen Element benotzt Massa (It), Sauerstoff a Merkur (II).

3. D'thermesch decomposition vun der Metal peroxides oder Waasserstoff Hem:

• 2BaO + O ₂ → 2BaO _2.
• ₂ 2BaO → 2BaO + O _2.
• Bao ₂ + H ₂ Dofir ₄ → H ₂ O ₂ + BaSO _4.
• ₂ 2H O ₂ → 2H ₂ O + O _2.

Déi éischt industriell Methode fir Trennung vu Sauerstoff aus der Atmosphär oder fir d'Produktioun vu Waasserstoff Hem hänkt op d'Équipe vun en It vun Barium Hem.

4. Electrolysis Waasser mat klenge admixtures vun Salzer oder Saieren datt conduction vun elektresche Stroum bidden:

2H ₂ O → 2H ₂ + O ₂

industrieller Produktioun

Wann néideg grouss Quantitéiten vun Sauerstoff ze kréien sinn fractional distillation vun Flëssegket Loft benotzt. Vun de groussen Deeler vun Loft huet et den héchste kache Punkt, an dofir, well am Verglach mat Stéckstoff an der manner liichtflüchtege Argon. Prozess benotzt engem kille Gas während hirer Expansioun. D'Haaptrei Etappe vun Operatioun wéi follegt:

• Loft ass Filter staark Deelchen ze läschen;
• Fiichtegkeet zréck a Kuelendioxid sinn vun Tellur am Buvette geläscht;
• Loft ass Kompresser an der externen Kompressor Hëtzt ass duerch konventionell Prozeduren geläscht Widerufsdélai;
• dann Prënzenhochzäit et nees coil bannent der Chamber läit;
• Deel vun der Kompresser Gas (bei engem Drock vun iwwer 200 Geldautomaten) an der Chamber gëtt, kille der coil;
• Gas nees de bekenne erweidert an Eiffeltuerm verschidden Etappe vun externen Kompressor a Kierzunge Expansioun, woubäi op -196 ° C, d'Loft gëtt Flëssegket;
• gehëtzt Flëssegket distillation éischt Liicht Inertgas- Gasen, da Stéckstoff a flëssege Sauerstoff bleift. MÉI Zersteckelung produzéiert genuch reng engem Produit (99.5%) fir déi industriell Applikatiounen.

Benotzen an Industrie

Metallurgy ass de gréisste Konsument vun reng Sauerstoff fir d'Produktioun vun héich-Kuelestoff Stolindustrie: Geruch vu de Kuelendioxid an aner Gëftstoffer Kärluedzuel sou séier a méi einfach wéi mat Loft.

Kanalisatiounsréseau Sauerstoff verspriechen fir méi efficace Behandlung vun Flëssegket effluent wéi an anere chemesch Prozesser. Et ass ëmmer méi wichteg an zougemaach Offall maa- Systemer mat reng O _2.

De sougenannte Rakéitenoofwiersystem oxidizer ass flëssege Sauerstoff. Pure O ₂ Dëst ass op fannt Dir an der gewisen Bell benotzt.

An der chemescher Industrie, ersat Sauerstoff normal Loft an der Produktioun vun Substanze wéi Arbescht, ethylene It an methanol. Medical Applikatiounen och Benotzung vun Sauerstoff Gas an der Chambers inhalers an Puppelchen incubators. Anästhesietechniken Gas mat Sauerstoff beräichert gëtt Liewen Ënnerstëtzung während allgemeng Anästhesie. Ouni dës chemeschen Element gewiescht kënnen eng Rei vun Industrien ze existéieren, dass Schmelzen benotzen. Dat ass wat Sauerstoff.

D'chemesch Eegeschaften a Reaktioun

Grousse Wäerter vun Elektronen Affinitéit a electronegativity vun Sauerstoff sinn typesch Komponente datt Metallkugele Eegeschafte weise. All awer hunn negativen Sauerstoff oxydéiert Staat. Wann zwou Elektronen orbitals gefëllt, O ^2- Ion gemaach. D'peroxides (O ₂ ^2-) mengt datt all Atom enger Vitesse vun -1 huet. Dëse Besëtz vun Elektronepueren vun engem Ganzen oder partiell Transmissioun a bestëmmt eng oxidizing Agent unhuelen. Wann der Agent mat der Substanz reagéiert, Elektronen Donateur, Verloschter seng eege oxydéiert Staat. D'änneren (erofgoen) am Sauerstoff oxydéiert Staat vun null bis -2 Erhuelung genannt.

Ënner normale Konditioune Formen der Element engem dihydric an trihydric awer. Zousätzlech ginn et extrem onbestänneg Molekülle chetyrehatomnye. An diatomic Form zwee Elektronepueren unpaired sinn op der nonbonding orbitals etabléiert. Dëst ass duerch Gas paramagnetic gelooss confirméiert.

Enorm ofbaubar ass erkläert heiansdo Ozonschicht Virgab, dass ee vun deenen dräi Atomer an der "atomarer" Zoustand ass. Reagéiert dëser Atom ass aus dem O _3, dissociated molekulare Sauerstoff loosst.

O ₂ Protein um normal Temperaturen an entgoe Drock schwaach reaktiv. Der atomarer Sauerstoff ass vill méi aktiv. D'dissociation Energie (O ₂ → 2O) ass wichteg an 117,2 kcal mol.

Verbindungen

C esou Kärluedzuel wéi Waasserstoff, Kuelestoff, Schwiefel verbrannt, Sauerstoff, Formen eng grouss Gamme vu covalently gebonnen awer, dorënner nonmetal oxides wéi Waasser (H ₂ O), Schwiewel Nahrung (Also ₂₎ a Kuelendioxid _(CO2); Bio awer wéi iessen, aldehydes an carboxylic Saieren; gemeinsam Saieren wéi carbonic _{(H2 CO3),} Schwiewel sauerem (H ₂ Dofir ₄₎ an nitric (HNO _3); an den entspriechende Salzer wéi Natrium sulfate (Na ₂ Dofir _4), Natrium kënne (Na ₂ CO ₃₎ an Natrium Nitratveruerdnung (Nanotechnike _3). Sauerstoff ass an der Form vun O ^2- Ion an der Kristallsglas produzéiert Struktur vun staark Metal oxides, wéi Massa (It), Sauerstoff an Cao vun Kalzium. Metal superoxide (KO ₂₎ enthalen Ion O ₂ ^-, während Metal peroxides (Bao ₂₎ enthalen Ion O ₂ ^2-. Sauerstoff awer hunn normalerweis eng -2 oxydéiert Staat.

Schlëssel Eegeschafte

Endlech hu mer den Haaptgrond Eegeschafte vun Sauerstoff Lëscht:

• Elektronen Configuratioun: mol 1. 2s ^{2 2} 2p ^4.
• Atomarer Zuel: 8.
• Atomarer Mass: 15,9994.
• Kache Punkt: -183,0 ° C.
• Melting Punkt: -218,4 ° C.
• Dicht (wann de Sauerstoff Drock ass 1 Geldautomaten vun 0 ° C): 1.429 g / l.
• oxydéiert Zoustand vun -1, -2, +2 (an awer mat Fluor).