La scoperta dell'ossigeno avvenne due volte, nella seconda metà del 18° secolo, con una differenza di diversi anni. Nel 1771, lo svedese Carl Scheele ottenne l'ossigeno riscaldando salnitro e acido solforico. Il gas risultante è stato chiamato "aria di fuoco". Nel 1774, il chimico inglese Joseph Priestley decompose l'ossido di mercurio in un recipiente completamente chiuso e scoprì l'ossigeno, ma lo scambiò per un ingrediente dell'aria. Solo dopo che Priestley ha condiviso la sua scoperta con il francese Antoine Lavoisier è diventato chiaro che era stato scoperto un nuovo elemento (il riscaldatore). Il palmo di questa scoperta appartiene a Priestley perché Scheele pubblicò il suo lavoro scientifico descrivendo la scoperta solo nel 1777.
L'ossigeno è un elemento del XVI gruppo del II periodo del sistema periodico di elementi chimici di D.I. Mendeleev, ha un numero atomico di 8 e una massa atomica di 15,9994. È consuetudine indicare l'ossigeno con il simbolo DI(dal latino ossigeno- generazione di acido). Nome in russo ossigenoè diventato derivato da acidi, termine introdotto da M.V. Lomonosov.
Essere nella natura
L'ossigeno è l'elemento più comune che si trova nella crosta terrestre e negli oceani. I composti dell'ossigeno (principalmente silicati) costituiscono almeno il 47% della massa della crosta terrestre, l'ossigeno è prodotto nel processo di fotosintesi dalle foreste e da tutte le piante verdi, la maggior parte cade sul fitoplancton delle acque marine e dolci. L'ossigeno è un componente obbligatorio di tutte le cellule viventi; si trova anche nella maggior parte delle sostanze di origine organica.
Proprietà fisiche e chimiche
L'ossigeno è un non metallo leggero, appartiene al gruppo del calcogeno e ha un'elevata attività chimica. L'ossigeno, come sostanza semplice, è un gas incolore, inodore e insapore, ha uno stato liquido - un liquido trasparente azzurro e un solido - cristalli azzurri. Consiste di due atomi di ossigeno (indicati dalla formula O₂).
L'ossigeno è coinvolto nelle reazioni redox. Gli esseri viventi respirano ossigeno nell'aria. L'ossigeno è ampiamente usato in medicina. Nelle malattie cardiovascolari, per migliorare i processi metabolici, viene introdotta nello stomaco schiuma di ossigeno ("cocktail di ossigeno"). La somministrazione sottocutanea di ossigeno viene utilizzata per ulcere trofiche, elefantiasi, cancrena. L'arricchimento artificiale dell'ozono viene utilizzato per disinfettare e deodorare l'aria e purificare l'acqua potabile.
L'ossigeno è la base della vita di tutti gli organismi viventi sulla Terra, è il principale elemento biogenico. Fa parte delle molecole di tutte le sostanze più importanti che sono responsabili della struttura e della funzione delle cellule (lipidi, proteine, carboidrati, acidi nucleici). Ogni organismo vivente contiene molto più ossigeno di qualsiasi elemento (fino al 70%). Ad esempio, il corpo di un essere umano adulto medio che pesa 70 kg contiene 43 kg di ossigeno.
L'ossigeno entra negli organismi viventi (piante, animali e esseri umani) attraverso il sistema respiratorio e l'acqua. Tenendo presente che l'organo respiratorio più importante del corpo umano è la pelle, diventa chiaro quanto ossigeno può ricevere una persona, soprattutto in estate sulla riva di un bacino idrico. È abbastanza difficile determinare il bisogno di ossigeno di una persona, perché dipende da molti fattori: età, sesso, peso corporeo e superficie, sistema nutrizionale, ambiente esterno, ecc.
L'uso dell'ossigeno nella vita
L'ossigeno viene utilizzato quasi ovunque: dalla metallurgia alla produzione di carburante per missili ed esplosivi utilizzati per i lavori stradali in montagna; dalla medicina all'industria alimentare.
Nell'industria alimentare, l'ossigeno è registrato come additivo alimentare, propellente e gas di imballaggio.
L'ossigeno è l'elemento più abbondante nella crosta terrestre. Contiene circa il 23% in peso nell'atmosfera e circa l'89% in acqua. Se calcoliamo la sua quantità in aria (atmosfera), acqua (idrosfera) e una parte della crosta terrestre solida (litosfera) accessibile allo studio chimico diretto, risulta che l'ossigeno rappresenta circa il 50% della loro massa totale. L'ossigeno naturale è costituito da tre isotopi stabili: 8 16 O (99,76%), 8 17 O (0,04%) e 8 18 O (0,2%).
Proprietà fisiche:
Il gas è incolore, inodore e insapore, paramagnetico, il che dimostra la presenza di elettroni spaiati (l'ossigeno liquido viene attratto da un magnete). Poco solubile in acqua, ma può dissolversi in metalli fini o carbone, quindi tali miscele verranno utilizzate come agente ossidante.
L'ossigeno libero è costituito da molecole biatomiche. A pressione normale, liquefa a -183°C e solidifica a -219°C. Allo stato gassoso l'ossigeno è incolore, mentre allo stato liquido e solido ha un colore azzurro pallido.
Ottenere ossigeno:
1. Modi industriali:
Ø Elettrolisi dell'acqua:
2H 2 O → 2H 2 + O 2
Ø Pirolusite e acido solforico (metodo "banale"):
2MnO 2 + 2H 2 SO 4 \u003d 2MnSO 4 + O 2 + 2H 2 O
Ø Decomposizione del perossido di bario:
2BaO 2 →2BaO+O 2 (temperatura circa 500℃)
Ø Distillazione diffrattiva di aria liquida.
L'aria viene liquefatta a temperature di circa −222,65 °C, quindi l'aria inizia a essere distillata frazionata, ottenendo gradualmente ossigeno, azoto e gas inerti da essa. Questo metodo si basa sull'effetto Joule-Thompson.
Questo è interessante:
Tutte le reazioni di ossidazione avvengono molto più velocemente nell'aria liquida che nell'aria gassosa. Poiché nell'aria liquida il contenuto di ossigeno è maggiore rispetto a quello gassoso (l'azoto fonde a -192,5 ° C e l'ossigeno a -183°С ) e l'area di contatto dei reagenti è più grande.
2. I metodi di laboratorio sono divisi in 2 tipi:
1) "Secco" - decomposizione di composti ricchi di ossigeno, ma termicamente instabili:
KClO 3 → KCl + O 2 (Questa reazione è interessante in quanto accelera notevolmente e procede a temperature più basse se viene prima aggiunto un po' di biossido di manganese (MnO 2) a KCl0 3).
KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
NaNO 3 → NaNO 2 + O 2
2Mg(NO 3) 2 →2MgO + NO 2 + O 2
2BaO 2 → 2BaO + O 2
2HgO→2Hg+O 2
2) "Bagnato" - effettuato in soluzioni:
v 2MnO 2 + 2H 2 SO 4 \u003d 2MnSO 4 + O 2 + 2H 2 O
v 2KMnO 4 + 5H 2 O 2 + 3H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5O 2 + 8H 2 O
v 2H 2 O 2 →2H 2 O + O 2
v K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + H 2 Cr 2 O 7
H 2 Cr 2 O 7 → 2CrO 3 + H 2 O
4CrO 3 →2Cr 2 O 3 + 3O 2
Proprietà chimiche:
L'elevata energia di legame, l'alto grado di ionizzazione, l'elevata elettronegatività gli conferiscono un tipico non metallo. L'ossigeno purissimo a n.c. è molto inerte (elevata energia di legame), ma appena riscaldato diventa estremamente reattivo.
1) Reazioni con sostanze semplici. L'ossigeno interagisce direttamente con molte sostanze semplici, ad eccezione di Ne, Ar, He. Con alogeni e metalli nobili, solo indirettamente. Interagendo con sostanze semplici, forma i loro ossidi:
Le caratteristiche compaiono quando si reagisce con i metalli dei gruppi I e II, i sottogruppi principali. Ad esempio, di tutti i metalli del gruppo IA, per interazione diretta con l'ossigeno, si forma un ossido normale solo nel litio, nel perossido di sodio, quindi, più basso è il periodo, più predomina nella miscela di perossido e superossido superossido.
4Li+O2 →2Li2O
2Na+O 2 →Na 2 O 2
Nelle reazioni dell'ossigeno e dei metalli del gruppo IIA, soprattutto ossido, con una piccola miscela di perossido:
4P bianco + 5O 2 → 2P 2 O 5 (la reazione procede spontaneamente, ma quando la corrente O 2 viene fatta passare lentamente sul fosforo bianco, si formerà O 3).
1) 4P rosso +5O 2 →2P 2 O 5
Con l'azoto avviene la seguente reazione:
O 2 +N 2 → 2NO (questa reazione è avvenuta e sta avvenendo nell'atmosfera terrestre sotto l'azione di scariche di fulmini e forti radiazioni UV).
Già l'ossigeno nell'aria ossida il ferro, con formazione di ruggine:
O 2 + Fe → Fe 2 O 3
2) Reazioni con sostanze complesse. Può essere suddiviso in diversi tipi: combustione e reazioni di ossidazione lenta L'ossigeno può convertire ossidi inferiori a ossidi superiori:
2SO2+O2→2SO3
2CO+O2→2CO2
2 NO+ o 2 →2 NO 2
Reazioni di combustione - si accompagna alla formazione di ossidi degli elementi che compongono la sostanza. È importante sapere sulle sostanze organiche che se un metallo è incluso nella loro composizione, si forma il suo carbonato; azoto - azoto molecolare; alogeno; zolfo atomico - zolfo molecolare:
C X H Y N Z + O 2 → C O 2 + H 2 O+ N 2
C X H Y O Z + O 2 → C O 2 + H 2 O
2C 2 H 6 + 7O 2 \u003d 4C O 2 + 6H 2 O
2H 2 S + 30 2 \u003d 2H 2 0 + 2S02 + 269 kcal
2H 2 S+0 2 \u003d 2H 2 0 + 2S + 127 kcal
Na 2 S0 3 +0 2 \u003d 2Na 2 S0 4
4HI+O 2 →2H 2 O+2I 2 ↓
4Fe(OH) 2 +O 2 +2H 2 O→4Fe(OH) 3
Inoltre, l'ossigeno molecolare è in grado di combinarsi con l'ossigeno atomico, con la formazione di ozono- O 3 .
Come l'ossigeno ordinario, l'ozono è una sostanza semplice, l'ozono è una modifica allotropica dell'ossigeno. Per una molecola, la sua formula strutturale probabilistica è: o =O=O con un atomo di ossigeno tetravalente al centro.
La figura mostra un ozonizzatore, un dispositivo per la produzione di ozono (maggiori dettagli di seguito).
Reazione generale:
Applicazione di ossigeno:
1. L'ossigeno è ampiamente utilizzato per ottenere temperature elevate, che si ottengono bruciando vari gas combustibili (idrogeno, gas di accensione, ecc.) In una miscela non con aria, ma con ossigeno puro. Particolarmente comune è l'uso di ossigeno miscelato con acetilene (temperatura della fiamma circa 3000°C) per la saldatura e il taglio dei metalli.
2. In medicina, l'inalazione di ossigeno puro è talvolta prescritta per alcuni avvelenamenti, malattie polmonari, ecc.
3. Di grande importanza pratica è l'uso dell'ossigeno (spesso aria arricchita di ossigeno) per l'intensificazione di alcuni dei più importanti processi produttivi nell'industria metallurgica e chimica.
4. Ossidante per carburante per razzi - applicato ossigeno liquido,perossido di idrogeno, Acido nitrico e altri composti ricchi di ossigeno. Una miscela di ossigeno liquido e liquidoozono - uno dei più potenti ossidanti del carburante per razzi.
Nel 1840 si ottenne una sostanza gassosa, costituita da 0 3 molecole e molto diverse per proprietà dall'ossigeno ordinario (0 2). Il nuovo gas, che ha un odore caratteristico, è stato chiamato ozono (in greco - "odorante").Come l'ossigeno ordinario, l'ozono è semplice sostanza. Sulla superficie terrestre, l'ozono si forma principalmente durante le scariche dei fulmini e l'ossidazione di alcune sostanze organiche. A questo proposito, le sue notevoli quantità si trovano solitamente nell'aria delle foreste di conifere, dove si ossida la resina degli alberi, e in riva al mare, dove si ossidano le alghe lanciate dalle onde.
Questo è interessante:
Contenuto medio di ozono e nell'aria vicino alla superficie terrestre è di solito da C.01 a 0,06 mg/m3.Il suo contenuto totale nell'atmosfera corrisponde a uno strato di gas di circa 3 mm(a pressione normale). La maggior parte dell'ozono è concentrata in strati d'aria alti (10-30 km),dove è formato dall'ossigeno sotto l'influenza dei raggi ultravioletti del Sole con una lunghezza d'onda fino a 1850 . Onde più lunghe (2000-3200 con azione massima a 2550 ) causare, al contrario, il decadimento dell'ozono. Pertanto, nell'atmosfera c'è un equilibrio mobile tra i processi di formazione e decadimento dell'ozono, il cui mantenimento richiede circa il 5% di tutta l'energia solare che raggiunge la Terra. L'assorbimento delle radiazioni a onde corte dal Sole da parte dell'ozono è di grandissima importanza biologica: se questi raggi "duri" raggiungessero liberamente la superficie terrestre, ucciderebbero rapidamente tutti vita su di esso
Proprietà fisiche:
L'ozono gassoso è di colore bluastro, allo stato liquido diventa blu scuro, allo stato solido è quasi nero. Il punto di fusione dell'ozono è -192°C, il punto di ebollizione è -112°C. In tutti gli stati di aggregazione, l'ozono è in grado di esplodere all'impatto. La sua solubilità in acqua è molto maggiore di quella dell'ossigeno.
Questo è interessante:
Alla normale pressione dell'ozono, 100 volumi di acqua dissolvono a temperature normali circa 45 volumi di questo gas. Un solvente ancora migliore è il tetracloruro di carbonio, un volume del quale, nelle stesse condizioni, assorbe circa tre volumi di ozono. Questa soluzione ha un bel colore blu.
Ricevuta:
1. L'ozono si ottiene più spesso dall'azione di una scarica silenziosa sull'ossigeno gassoso (scarica elettrica senza bagliore e scintille). Il dispositivo utilizzato per questo in laboratorio è ozonizzatore (le estremità dei fili sono collegate ai poli della bobina di induzione ad alta tensione). Una scarica silenziosa si verifica nello spazio tra le pareti dei vasi di vetro interni ed esterni. L'ossigeno in uscita dall'ozonizzatore contiene diverse percentuali di ozono (fino al 15% in volume). La sua formazione è accompagnata da una diminuzione del volume, poiché secondo la reazione Z0 2 \u003d 20 3, da 3 volumi di ossigeno si ottengono 2 volumi di ozono. Come puoi vedere, la reazione procede con una diminuzione dell'entropia, quindi l'energia di Gibbs aumenta, quindi l'ozono è un composto instabile.
Per aumentare la produzione di O 3, è necessario introdurre nell'ozonizzatore ossigeno essiccato e raffreddato La formazione di ozono avviene in due fasi: la prima è il decadimento sotto l'azione di una scarica silenziosa di una molecola di ossigeno negli atomi (O 2 + 119 kcal \u003d 2O), il secondo è la combinazione di atomi di ossigeno con molecole non decomposte
O 2 + O → O 3 +25 kcal
2. L'ozono si ottiene anche in tutte le reazioni in cui si ottiene anche ossigeno.
2H 2 O 2 → 2H 2 0 + O 2 (l'ozono si ottiene come impurità dell'ossigeno)
2H 2 0+2F 2 →4HF+O 2 (resa di ozono circa il 30%, sottoprodotti-OF 2 , H 2 O 2)
L'ozono viene prodotto anche dall'elettrolisi di HClO 4 concentrato, H 2 SO 4 , H 3 PO 4 . Con il successivo raffreddamento sull'anodo, che è fatto di platino, si verifica una reazione:
O 2 + O → O 3
L'ozono può essere ottenuto anche dalle seguenti reazioni:
KMnO 4 + H 2 SO 4 → KHSO 4 + HMnO 4
2HMnO 4 → Mn 2 O 7 + H 2 0
Mn 2 O 7 → 2 Mn O 2 + O 3
Proprietà chimiche.
La molecola di O 3 cede facilmente un atomo di ossigeno. Pertanto, l'ozono lo è agente ossidante molto forte . Sotto la sua azione, quasi tutti i metalli (tranne Au, Pt e Ig) vengono convertiti in ossidi, i composti dello zolfo vengono ossidati in solfato, l'ammoniaca in acido nitroso e nitrico, ecc. La gomma viene distrutta molto rapidamente dall'ozono e da molte altre sostanze organiche ( ad esempio alcol) si accendono al contatto. Questa attività ossidativa eccezionalmente elevata dell'ozono è la sua proprietà chimica più caratteristica.
È importante sapere:
o 3 +2KI+Í 2 0→2KOH+I 2 +O 2 (reazione qualitativa all'ozono!)
O 3 +2NO→N 2 O 5 (questa è l'equazione generale)
O 3 + NO → NO 2 + O 2
O 3 + 2NO 2 →N 2 O 5
O 3 + N 2 → N 2 O + O 2
2O 3 + 2NH 3 →NH 4 NO 3 + H 2 0 + O 2
S + H 2 0 + O 3 → H 2 SO 4
3SO 2 + 3H 2 0 + O 3 → 3H 2 SO 4
3H 2 S + 4O 3 → 3H 2 SO 4
2KOH+5O 3 →2KO 3 +5O 2 +H 2 0
KO 2 +O 3 →KO 3 +O 2
L'ozono ossida anche il manganese in ossiidrossido di manganese (in un ambiente neutro) e in permanganato in un ambiente alcalino. Pb 2+ si ossida a PbO 2:
Pb 2+ + O 3 + H 2 0 → PbO 2 + O 2 + 2H +
2Mn 2+ +2O 3 +4Í 2 0→2MnO(OH) 2 ↓+2O 2 +4H +
2Mn 2+ + 2O 3 + 6OH - → 2MnO 4 - + 0,5O 2 + 3H 2 0
Questo è interessante:
Dopo una certa ossidazione superficiale, resistono abbastanza bene all'azione dell'ozono C, Ni e sn . Non distrutta dall'ozono è anche una lega di ferro (non contenente carbonio) con 25 % cromo.
L'effetto dell'ozono sul corpo:
L'odore di ozono diventa evidente a una concentrazione superiore a 1:100000000 in volume. L'esposizione prolungata ad un'atmosfera con un contenuto di ozono di circa 1:1.000.000 provoca irritabilità, affaticamento e mal di testa. A concentrazioni più elevate, a questi sintomi si aggiungono nausea, epistassi e infiammazione degli occhi. In condizioni industriali, l'ozono può formarsi ovunque si verifichino scariche elettriche o agiscano radiazioni a onde corte. Il suo maggiore contenuto si trova spesso, ad esempio, nelle sale a raggi X. La concentrazione massima consentita di ozono negli spazi chiusi è considerata pari a 0,1 mg/m 3 . L'esposizione più pericolosa ad alte concentrazioni di ozono nell'aria:
· sull'apparato respiratorio per irritazione diretta;
· sugli organi riproduttivi nei maschi di tutte le specie animali, compreso l'uomo (la respirazione di questo gas uccide le cellule germinali maschili e ne impedisce la formazione). Una lunga permanenza in un ambiente con una maggiore concentrazione di questo gas può causare infertilità maschile.
Applicazione dell'ozono:
L'uso pratico dell'ozono si basa sul suo forte effetto ossidante e sterilizzante. Sotto l'azione dell'ozono muoiono non solo i batteri, ma anche le formazioni fungine e i virus. L'aria ozonizzata viene utilizzata per la disinfezione dei locali (magazzini frigoriferi, ecc.), l'eliminazione degli odori sgradevoli (nelle sale fumatori, ecc.), la sterilizzazione dell'acqua potabile, l'aria condizionata e alcuni altri processi ossidativi. La combustione di sostanze combustibili in atmosfera di ozono crea la possibilità di una forte accelerazione della combustione e temperature più elevate rispetto a quando le stesse sostanze vengono bruciate in ossigeno. Pertanto, l'ozono è di grande interesse per la tecnologia dei jet.
Strato di ozono.
Parte della stratosfera ad un'altitudine compresa tra 20 e 25 km ( a latitudini tropicali 25-30 km, a latitudini temperate 20-25 km, a latitudini polari 15-20 km), con il più alto contenuto di ozono. Circa il 90% dell'ozono atmosferico si trova nella stratosfera, principalmente a un'altezza compresa tra 20 e 40 km sopra la superficie terrestre. La sua concentrazione nella stratosfera è compresa tra 2 e 8 parti per milione. Lo strato di ozono assorbe dal 97 al 99% della radiazione solare nell'intervallo di lunghezze d'onda da 200 a 315 nm.
L'ultravioletto molto pericoloso nella gamma UV-c (100-280 nm) è quasi completamente assorbito dall'ossigeno (< 200 нм с образованием монокислорода и далее озона) и озоном (200-280 нм) в самых верхних слоях атмосферы, выше 35 км. Диапазон UV-b (315-280 нм), вызывающий загар и рак кожи, поглощается озоном почти полностью, до поверхности Земли доходит лишь несколько процентов, причём в длинноволновой части этого диапазона, тогда как на длине волны 290 нм коэффициент поглощения озонового слоя составляет 3,5×10 8 . Диапазон UV-a (315-400 нм), ближайший к видимому свету(400-700 нм) почти не поглощается.Lo strato di ozono si è formato nell'atmosfera terrestre 500-600 milioni di anni fa, quando in esso si è accumulato abbastanza ossigeno a causa della fotosintesi .L'unità di misura dello spessore dello strato di ozono è Unità Dobson (DU) - Un'unità Dobson equivale a 10 µm di ozono a pressione e temperatura standard. Ciò corrisponde a 2,69 × 10 16 molecole di ozono per centimetro quadrato della superficie terrestre, o 0,447 millimoli per metro quadrato.
Meccanismi di riduzione dell'ozono:
1) meccanismo chapman:
O 3 + hν → O 2 + O ∙
O 3 + O → 2 O 2
2) Ciclo dell'azoto (NO x):
N 2 O+O →NO+NO
O 3 +NO →NO 2 + O 2
N O 2 + O → NO + O 2
3) Ciclo dell'idrogeno (HO x):
H 2 0+O →2OH ∙
OH + O 3 → HO 2 + O 2
H O 2 + O 3 → OH + 2 O 2
4) Ciclo del cloro (ClO x):
CFC l 3 +hν →CFCl 2 +Cl
Cl+ O 3 → ClO+ O 2
ClO+O → Cl+O2
Editore: Kharlamova Galina Nikolaevna
Ossigenoè un elemento chimico le cui proprietà saranno discusse nei prossimi paragrafi. Passiamo al Sistema Periodico degli elementi chimici di D.I. Mendeleev. L'elemento ossigeno si trova nel periodo 2, gruppo VI, il sottogruppo principale.
Afferma inoltre che la massa atomica relativa dell'ossigeno è 16.
Con il numero di serie dell'ossigeno nel sistema periodico, si può facilmente determinare il numero di elettroni contenuti nel suo atomo, la carica nucleare dell'atomo di ossigeno, il numero di protoni.
La valenza dell'ossigeno nella maggior parte dei composti è II. Un atomo di ossigeno può attaccare due elettroni e trasformarsi in uno ione: O0 + 2ē = O−2.
Vale la pena notare che l'ossigeno è l'elemento più comune sul nostro pianeta. L'ossigeno fa parte dell'acqua. Le acque marine e dolci contengono l'89% di ossigeno in massa. L'ossigeno si trova in molti minerali e rocce. La frazione di massa dell'ossigeno nella crosta terrestre è di circa il 47%. L'aria contiene circa il 23% di ossigeno in massa.
Proprietà fisiche dell'ossigeno
Quando due atomi di ossigeno interagiscono, si forma una molecola stabile di una semplice sostanza di ossigeno O2. Questa semplice sostanza, come l'elemento, è chiamata ossigeno. Non confondere l'ossigeno come elemento e l'ossigeno come semplice sostanza!
Le proprietà fisiche dell'ossigenoÈ un gas incolore, inodore e insapore. Praticamente insolubile in acqua (a temperatura ambiente e normale pressione atmosferica, la solubilità dell'ossigeno è di circa 8 mg per litro d'acqua).
L'ossigeno è solubile in acqua: 31 ml di ossigeno (0,004% in massa) si sciolgono in 1 litro di acqua a una temperatura di 20 ° C. Tuttavia, questa quantità è sufficiente per la respirazione dei pesci che vivono nei corpi idrici. L'ossigeno gassoso è leggermente più pesante dell'aria: 1 litro di aria a 0°C e pressione normale pesa 1,29 g e 1 litro di ossigeno pesa 1,43 g.
L'ossigeno mostra proprietà interessanti quando è fortemente raffreddato. Quindi, a temperatura -183°С l'ossigeno si condensa in un liquido mobile trasparente di colore azzurro pallido.
Se l'ossigeno liquido viene raffreddato ancora di più, quindi a una temperatura -218°С l'ossigeno "congela" sotto forma di cristalli blu. Se la temperatura viene gradualmente aumentata, allora -218°С, l'ossigeno solido inizierà a sciogliersi e quando -183°С- Bollire. Pertanto, i punti di ebollizione e di condensazione, nonché i punti di congelamento e di fusione delle sostanze, sono gli stessi.
Le navi Dewar sono utilizzate per immagazzinare e trasportare ossigeno liquido.. Le navi Dewar sono utilizzate per lo stoccaggio e il trasporto di liquidi, la cui temperatura deve rimanere costante per lungo tempo. La nave Dewar porta il nome del suo inventore, il fisico e chimico scozzese James Dewar.
La nave Dewar più semplice è un thermos domestico. Il dispositivo della nave è abbastanza semplice: è una fiaschetta posta in una grande fiaschetta. L'aria viene evacuata dallo spazio sigillato tra i flaconi. A causa dell'assenza di aria tra le pareti dei flaconi, il liquido versato nel pallone interno non si raffredda o si riscalda per molto tempo.
L'ossigeno è una sostanza paramagnetica, cioè allo stato liquido e solido è attratto da un magnete.
In natura esiste un'altra sostanza semplice, costituita da atomi di ossigeno. Questo è ozono. La formula chimica dell'ozono è O3. L'ozono, come l'ossigeno, è un gas in condizioni normali. L'ozono si forma nell'atmosfera durante le scariche dei fulmini. L'odore caratteristico di freschezza dopo un temporale è l'odore di ozono.
Se l'ozono viene ottenuto in laboratorio e ne viene raccolta una quantità significativa, ad alte concentrazioni l'ozono avrà un forte odore sgradevole. L'ozono è ottenuto in laboratorio in dispositivi speciali - ozonizzatori. Ozonizzatore- un tubo di vetro in cui viene fornita una corrente di ossigeno e viene creata una scarica elettrica. Una scarica elettrica trasforma l'ossigeno in ozono:
A differenza dell'ossigeno incolore, l'ozono è un gas blu. La solubilità dell'ozono in acqua è di circa 0,5 litri di gas per 1 litro di acqua, che è molto superiore a quella dell'ossigeno. Data questa proprietà, l'ozono viene utilizzato per disinfettare l'acqua potabile, poiché ha un effetto dannoso sugli agenti patogeni.
A basse temperature, l'ozono si comporta in modo simile all'ossigeno. Alla temperatura di -112°C condensa in un liquido viola, e alla temperatura di -197°C cristallizza sotto forma di cristalli viola scuro, quasi neri.
Pertanto, possiamo concludere che gli atomi dello stesso elemento chimico possono formare diverse sostanze semplici.
Viene chiamato il fenomeno dell'esistenza di un elemento chimico sotto forma di più sostanze semplici allotropia.
Si chiamano sostanze semplici formate dallo stesso elemento modificazioni allotropiche
Significa, ossigeno e ozono sono modificazioni allotropiche dell'elemento chimico ossigeno. Ci sono prove che a temperature ultra basse, allo stato liquido o solido, l'ossigeno può esistere sotto forma di molecole di O4 e O8.
Il ciclo dell'ossigeno in natura
La quantità di ossigeno nell'atmosfera è costante. Di conseguenza, l'ossigeno consumato viene costantemente reintegrato con nuovo.
Le più importanti fonti di ossigeno in natura sono l'anidride carbonica e l'acqua. L'ossigeno entra nell'atmosfera principalmente come risultato del processo di fotosintesi che avviene nelle piante, secondo lo schema di reazione:
CO2 + H2O → C6H12O6 + O2.
L'ossigeno può formarsi anche negli strati superiori dell'atmosfera terrestre: a causa dell'esposizione alla radiazione solare, il vapore acqueo si decompone parzialmente con la formazione di ossigeno.
L'ossigeno viene consumato durante la respirazione, la combustione del carburante, l'ossidazione di varie sostanze negli organismi viventi e l'ossidazione delle sostanze inorganiche presenti in natura. Una grande quantità di ossigeno viene consumata nei processi tecnologici, come ad esempio la fusione dell'acciaio.
Il ciclo dell'ossigeno in natura può essere rappresentato come un diagramma:
- Ossigeno- un elemento del gruppo VI, il sottogruppo principale, 2 periodi del Sistema Periodico di D.I. Mendeleev
- L'elemento ossigeno forma in natura due modificazioni allotropiche: ossigeno O2 e ozono O3
- Il fenomeno dell'esistenza di un elemento chimico sotto forma di più sostanze semplici è chiamato allotropia
- Le sostanze semplici sono chiamate modificazioni allotropiche
- L'ossigeno e l'ozono hanno proprietà fisiche diverse
- Ossigeno- un gas incolore, inodore, insapore, praticamente insolubile in acqua, alla temperatura di -183°C condensa in un liquido azzurro pallido. A -218°C cristallizza sotto forma di cristalli blu
- Ozono- un gas blu dall'odore pungente. Sciolgiamo bene in acqua. A -112°С, condensa in un liquido viola, cristallizza come cristalli viola scuro, quasi neri, a -197°С
- Ossigeno liquido, ozono e altri gas sono conservati in flaconi Dewar
Cos'è l'ossigeno? Questo è l'8° elemento chimico della tavola periodica di D.I. Mendeleev, avente una massa atomica relativa di 16. È un gas incolore, inodore e insapore. L'ossigeno gioca un ruolo essenziale nella vita umana. È impossibile nominare un elemento che sarebbe più importante per la Terra. Non iniziamo solo a studiare chimica con l'ossigeno. Con tutti gli elementi della tavola periodica, l'ossigeno forma qualsiasi composto. L'eccezione sono i gas inerti leggeri.
L'ossigeno, insieme all'elemento chimico "carbonio", svolge un ruolo importante nelle attività dell'uomo e della vita sulla Terra. Nell'atmosfera terrestre, è in uno stato libero. Gli oceani e i mari contengono una grande quantità di ossigeno. Ossigeno - "generazione di acido". In condizioni normali, è un gas costituito da molecole biatomiche. Ma l'ossigeno tende anche a solidificarsi e condensarsi in un liquido azzurro. Può formare miscele esplosive quando interagisce con gas combustibili. Nell'industria, l'ossigeno si ottiene scindendo l'aria. L'ossigeno viene utilizzato in alcuni tipi di carburante per razzi, nelle imprese metallurgiche, negli stabilimenti chimici e nelle miniere.
I procarioti, che sono alghe verde-azzurre, hanno avuto una grande influenza sull'aumento dei volumi di ossigeno sulla superficie del nostro pianeta. Questi organismi semplici sono apparsi circa 2 miliardi di anni fa. Hanno consumato carbonio e ossigeno dall'anidride carbonica, attraverso la fotosintesi, e allo stesso tempo hanno rilasciato ossigeno libero nell'aria. I procarioti non avevano bisogno di ossigeno libero perché avevano un tipo di respirazione anaerobica. Si scopre che la sostanza, senza la quale ora non potremmo esistere, un tempo era un inquinante. A causa di questo inquinamento, ci sono stati cambiamenti significativi nella struttura della Terra. L'ossigeno è la causa principale della ruggine dei metalli ed è anche un forte agente ossidante quando riscaldato. Questo elemento chimico è leggermente solubile in acqua. Ad una temperatura di 20 gradi Celsius, ha una bassa attività chimica. Supporta la combustione di determinate sostanze all'aria aperta. L'esperimento più semplice per testare questo fenomeno è l'accensione di una scheggia di legno già fumante in un'atmosfera di ossigeno.
Fatti storici sull'elemento chimico Ossigeno
Sin dai tempi antichi, gli scienziati si sono interessati ai processi di respirazione e combustione. Documenti cinesi dell'VIII secolo indicano che non è l'aria stessa a sostenere il processo di combustione, ma solo una parte di essa. Anche Leonardo Da Vinci, vissuto nel XV secolo, esplorò questo fenomeno. La scoperta finale dei due costituenti dell'aria avvenne nel 1773. L'eccezionale scienziato svedese K.V. Scheele e Joseph Priestley hanno ricevuto ossigeno quasi contemporaneamente, indipendentemente l'uno dall'altro. Sulla base di ricerche scientifiche su larga scala, sono stati in grado di spiegare la combustione e la respirazione come processi di interazione di determinate sostanze con l'ossigeno. E nel 1775, A. Lavoisier chiamò l'ossigeno "che forma acidi". Questo nome è stato scelto perché l'ossigeno fa parte di alcuni acidi. Un contributo significativo alla scoperta dell'ossigeno è stato dato dallo scienziato francese Pierre Bayen. Ha pubblicato il suo lavoro sugli esperimenti con il mercurio e il suo ossido. Anche qui vale la pena citare la teoria del flogisto, che per lungo tempo ha ostacolato lo sviluppo della scienza.
Nel 1898 si sosteneva che l'umanità fosse in pericolo di morte per soffocamento nel prossimo futuro. Questa affermazione era dovuta al fatto che ogni giorno viene rilasciata nell'aria un'enorme quantità di anidride carbonica, principalmente da fabbriche e impianti industriali. Fortunatamente, questa affermazione è stata smentita. K.A. Timiryazev ha dimostrato che le piante verdi che producono ossigeno non permetteranno all'umanità di scomparire da questo pianeta.
Ossigeno
OSSIGENO-ma; m. Un elemento chimico (O), un gas incolore e inodore che fa parte dell'aria, necessario per la respirazione e la combustione, e forma acqua in combinazione con l'idrogeno.
◊ Chiudere l'ossigeno a smb. Creare condizioni di vita e di lavoro insopportabili.
◁ Ossigeno, th, th. K-esimo ambiente. K connessioni. Taglio K-esimo(taglio a gas). Saldatura K-esima(saldatura a gas). K-esima fame; quale insufficienza (Miele.; una diminuzione del contenuto di ossigeno nei tessuti del corpo; ipossia).
◊ Cuscino di ossigeno (vedi Cuscino).
ossigeno(lat. Oxygenium), elemento chimico del gruppo VI del sistema periodico. In forma libera, si presenta sotto forma di due modifiche: O 2 (ossigeno "ordinario") e O 3 (ozono). O 2 - gas incolore e inodore, densità 1,42897 g / l, T pl -218,6ºC, T kip -182,96ºC. Chimicamente il non metallo più attivo (dopo il fluoro). Con la maggior parte degli altri elementi (idrogeno, alogeni, zolfo, molti metalli, ecc.) interagisce direttamente (ossidazione) e, di norma, con il rilascio di energia. All'aumentare della temperatura, il tasso di ossidazione aumenta e può iniziare la combustione. Animali e piante ricevono l'energia necessaria per la vita a causa dell'ossidazione biologica di varie sostanze da parte dell'ossigeno che entra negli organismi durante la respirazione. L'elemento più comune sulla Terra; sotto forma di composti è circa 1/2 della massa della crosta terrestre; fa parte dell'acqua (88,8% in peso) e di molti tessuti di organismi viventi (circa 70% in peso). L'ossigeno libero dell'atmosfera (20,95% in volume) è stato formato e immagazzinato attraverso la fotosintesi. L'ossigeno (o aria arricchita di ossigeno) è utilizzato nella metallurgia, nell'industria chimica, nella medicina e negli apparecchi respiratori ad ossigeno. L'ossigeno liquido è un componente del carburante per razzi.
OSSIGENOdizionario enciclopedico. 2009 .
Sinonimi:Guarda cos'è "ossigeno" in altri dizionari:
- (Ossigeno). Gas incolore, inodore e insapore. Leggermente solubile in acqua (circa 1:43). Le inalazioni di ossigeno sono ampiamente utilizzate in varie malattie accompagnate da ipossia: nelle malattie respiratorie (polmonite, edema polmonare ... Dizionario di medicina
