ГАЗ ЖИЗНИ —  КИСЛОРОД     

    Он невидим и бесцветен, у него нет вкуса и запаха, и мы не замечаем его, когда он есть — мы просто им дышим. Но стоит ему исчезнуть хотя бы на миг, и мы тут же начнем задыхаться. Человек может больше месяца прожить без пищи, около недели — без воды, а без кислорода погибнет через несколько минут. Любой организм состоит из множества химических веществ, и внутри его, пока он живет, происходят разные химические реакции. Благодаря им человек дышит, питается, передвигается. И почти во всех этих реакциях участвует кислород. Вот почему без кислорода невозможна жизнь. Дышать нужно всем. 

    В воздухе примерно 1/5 часть объема занимает газообразный кислород, а около 4/5 — газообразный азот. Это значит, что мы дышим смесью кислорода и азота, а не чистым кислородом: чистый кислород для дыхания не годится. 

   Кислород — это самый распространенный на Земле химический элемент. Он находится не только в воздухе, но еще и входит в состав воды, большинства горных пород и минералов. А еще атомы кислорода входят в состав веществ, из которых состоят клетки живых организмов. 

     Газообразный кислород, состоящий из молекул кислорода, называется свободным кислородом. Если же кислород в виде атомов входит в состав молекул сложных веществ, то он называется связанным. 

ИЗ ИСТОРИИ ОТКРЫТИЯ КИСЛОРОДА 

    Это случилось 1 августа 1774 года. В этот день английский ученый Джозеф Пристли занимался, как обычно, химическими исследованиями. Он поместил в замкнутый сосуд красный порошок оксида ртути и направил на него солнечные лучи, сфокусировав их большой линзой. Вещество стало разлагаться с выделением газа и образованием блестящей металлической ртути. Этот газ оказался пригодным для дыхания. Свеча, помещенная в сосуд с этим веществом, горела гораздо ярче, чем в обычном воздухе. 

   После сделанного открытия Пристли отправился в Париж, где он рассказал о своих опытах французскому химику Антуану Лорану Лавуазье и некоторым другим французским ученым. 

    Независимо от Пристли на 2 года раньше его этот газ обнаружил и собрал выдающийся шведский химик Карл Вильгельм Шееле. Однако книга «Химический трактат о воздухе и огне», где он описывал свои опыты, была издана лишь в 1777 году, поэтому ее автор не считается первооткрывателем кислорода. Шееле получал газ разными путями, разлагая неорганические соединения. Он назвал его «огненным воздухом». 30 сентября 1774 года он написал об этом Лавуазье, который тоже работал с этим газом. Именно Лавуазье понял, что имеет дело с самостоятельным химическим элементом, а не разновидностью воздуха. Именно он дал ему название «кислород» — «рождающий кислоту» — так как обнаружил, что атомы кислорода входят в состав многих кислот — серной, фосфорной, азотной. 

   Так считалось довольно долго. Но есть и другие сведения о первооткрывателях

кислорода. О них это видео.

          

ПОЗНАКОМИМСЯ ПОБЛИЖЕ                                 

 Свободный кислород- это газ без цвета, запаха и вкуса, чуть тяжелее воздуха. Кислород немного растворим в воде, и им дышат рыбы и другие водные организмы. 

Химический знак

Масса атома кислорода – 16 а.е.м.
В соединениях кислород двухвалентен
Молекула кислорода двухатомна
Масса молекулы кислорода — 32 а.е.м. 

Если газообразный кислород охладить до очень низких температур, то он станет светло-голубой жидкостью, и его можно будет увидеть. А если продолжить охлаждение, то он превратится в красивые ярко-синие кристаллы.   Жидкий кислород втягивается в магнитное поле.  Бывают атомы кислорода с массой 15,17,18,  но их в природе совсем мало. 

Так как кислород немного  тяжелее воздуха, его можно  перелить из одного сосуда в другой, как жидкость. 

Чтобы изучить свойства кислорода, сначала нужно его получить. Это можно сделать разложением некоторых веществ, молекулы которых содержат связанный кислород. 

Одно из таких веществ — марганцовокислый калий, его иногда неправильно называют «марганцовка». Его формула – KMnO4, а правильное название — перманганат калия. Это вещество можно купить в аптеке и использовать для получения кислорода. Для этого его нагревают в приборе, таком же, как при разложении малахита (смотри тему «Типы химических реакций»). Выделяющийся кислород по газоотводной трубке попадает в стакан и скапливается внизу, вытесняя воздух. Кислород можно легко обнаружить: подожжем деревянную лучинку, загасим ее, чтобы она слегка тлела, а потом внесем в стакан с газом. Если в стакане есть кислород, лучинка тут же вспыхнет. Происходит реакция: 

  2KMnO4      →     K2MnO4     +        MnO2          +        O2 

перманганат калия    манганат калия    диоксид марганца   кислород 

Можно получить кислород, нагревая раствор пероксида водорода H2O2. Это бесцветная прозрачная жидкость, внешне очень похожая на воду. Если ее нагреть, то она разлагается на воду и газообразный кислород:      

                             2H2O2    →   2H2O  +  O2 

Но можно получить кислород из пероксида водорода и без нагревания. Для этого достаточно всыпать в стакан с пероксидом водорода немного черного порошка диоксида марганца MnO2. Реакция начнется сразу же: жидкость вспенится и начнет шипеть — это выделяется кислород.     

    

После того, как весь кислород выделится, в стакане останется смесь воды и диоксида марганца. Если мы отфильтруем черный порошок, то увидим, что он совсем не изменился. Он опять может помогать разложению пероксида водорода. Это значит, что в этой реакции он является ее ускорителем, и сам при этом не расходуется.    

Вещества, которые могут ускорять химическую реакцию и при этом не изменяться, называются катализаторами. 

В промышленности кислород получают из воздуха: воздух сначала очень сильно охлаждают, чтобы он стал жидким, а потом испаряют. Сначала испаряется азот, а кислород остается жидким. В таком жидком состоянии кислород разливают в специальные стальные баллоны голубого цвета. Такой баллон легко перевезти в нужное место.

Можно получить кислород и другими способами. Например, разложить воду электрическим током в специальном приборе.   Этот прибор называется электролизер, а сам процесс разложения воды   током – электролиз: 

                                              2H2O    →  2H2  +  O2 

           

Есть еще два давно известных, но очень опасных опыта, которыми химики прошлых веков получали кислород: разложение бертолетовой соли КС1О3 или оксида ртути (II) HgO

                          2KClO3   → 2KC1  +  3O2       (эта реакция взрывоопасна) 

                            2HgO   →   2Hg  +  O2     

 (а в этом опыте можно отравиться  ядовитыми парами ртути) 

           

ЗАПОМНИМ ГЛАВНОЕ: 

1.Атомы кислорода имеют массу 16 а.е.м., во всех соединениях двухвалентны.

2.Атомы кислорода попарно объединяются в молекулы. Из таких молекул состоит газообразный кислород, его химическая формула О2.

3.Кислород — самый распространенный элемент на Земле. В виде молекул он входит в состав воздуха, а в виде атомов содержится в молекулах воды, веществ, образующих минералы, тела живых организмов.

4.В промышленности кислород получают из воздуха, а в лаборатории — разложением некоторых веществ, молекулы которых содержат атомы кислорода.

5.Обнаружить кислород можно тлеющей лучинкой.

Была ли вам полезна эта статья? Поделитесь, пожалуйста. 

Обновлено: 21.03.2019 — 06:50

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *