Naon oksigén? sanyawa oksigén

unsur kimia non-logam tina group 16 (via) tina tabel periodik - oksigén (O). Ieu gas teu warnaan, hambar tur euweuh bauan diperlukeun pikeun organisme hirup - sato nu ngarobah kana karbon dioksida, jeung tutuwuhan nu ngagunakeun CO ₂ salaku sumber karbon, jeung O ₂ ieu balik ka atmosfir. Oksigén ngabentuk sanyawa ngaréaksikeun kalawan ampir sagala unsur séjén, sarta displaces unsur kimiawi komunikasi saling. Dina loba kasus, prosés ieu téh dipirig ku sékrési panas sarta lampu. Sanyawa pangpentingna oksigén nyaéta cai.

Sajarah kapanggihna

Dina 1772, kimiawan Swedia Carl Wilhelm Scheele kahiji nunjukkeun yén oksigén sapertos narima eta ku pemanasan nitrat kalium oksida, raksa, kitu ogé loba zat lianna. Bebas tina anjeunna di taun 1774, kimiawan Inggris Dzhozef Pristli manggihan unsur kimia ku dékomposisi termal of oksida raksa jeung diterbitkeun papanggihan na di taun anu sarua, tilu taun sateuacan ieu publikasi Scheele. Dina taun 1775-1780 kimiawan Prancis Antuan Lavuaze diinterpretasi peran oksigén dina napas sarta ngaduruk, discarding téori phlogiston, ilahar ditarima wanoh. Hal ieu nyatet pikeun kacenderungan -na pikeun ngabentuk asam mun digabungkeun jeung sagala rupa zat sarta disebut unsur oxygène, nu di hartosna Yunani "dihasilkeun asam".

Prévalénsi

Naon oksigén? Administrasi pikeun 46% ku beurat kerak, éta ngarupakeun unsur paling umum ngeunaan eta. Jumlah oksigén di atmosfir téh 21% dumasar eusi sarta beurat 89% taun seawater.

Dina batu unsur digabungkeun jeung logam jeung nonlogam salaku oksida anu asam (e.g., walirang, karbon, aluminium, jeung fosfor) atawa dasar (kalsium, magnesium jeung beusi) jeung salaku sanyawa uyah-kawas nu bisa dianggap salaku dibentuk tina asam nu jeung oksida dasar kayaning sulfat, karbonat, silikat, fosfat jeung aluminates. Sanajan aranjeunna sababaraha tapi ieu padet moal bisa ngawula ka salaku sumber oksigén, sabab beungkeut dipegatkeunana kalawan unsur logam atom pamakéan énérgi teuing.

fitur

Lamun hawa oksigén handap -183 ° C, janten cair biru bulak, sarta di -218 ° C - padet. Murni O ₂ nyaeta 1.1 kali heavier ti hawa.

Salila engapan sato jeung sababaraha baktéri meakeun oksigén ti atmosfir jeung karbon dioksida didaur, sedengkeun dina fotosintésis tutuwuhan héjo ku ayana cahya panonpoé nyerep karbon dioksida jeung ngaleupaskeun oksigén bébas. Ampir sakabeh O ₂ di atmosfir dihasilkeun fotosintésis.

Dina 20 ° C salila kira 3 bagian ku volume oksigén leyur dina 100 bagéan cai seger, gawena kurang ti - di seawater. Éta dipikabutuh pikeun réspirasi lauk jeung kahirupan laut lianna.

oksigén Pengetahuan Alam mangrupa campuran tilu isotop stabil ¹⁶ O (99,759%), ¹⁷ O ^(0,037%), jeung ¹⁸ O (0,204%). Aya sababaraha isotop radioaktif dihasilkeun sacara artifisial. Kalobaannana mangrupakeun lila-cicing téh ¹⁵ O (satengah hirup 124) nu dipaké pikeun diajar engapan di mamalia.

Alotrop

Hiji gagasan jelas ngeunaan naon oksigén, ngidinan pikeun ménta dua bentuk na alotrop, diatomik (O ₂₎ jeung triatomic (O _3, ozon). Sipat formulir diatomik nyarankeun yén genep éléktron ngabeungkeut atom na dua tetep unpaired, ngabalukarkeun paramagnetism of oksigén. Tilu molekul ozon atom teu ayana dina hiji garis lempeng.

Ozon bisa dihasilkeun tina Luyu maké kasaruan: 3O ₂ → 2o _3.

prosés téh endothermic (merlukeun énergi); konversi ozon deui kana oksigén diatomik nyumbang ka ayana logam transisi atanapi oksida maranéhanana. oksigén murni dirobah jadi ozon ku aksi tina hiji ngurangan glow listrik. réaksi ogé lumangsung sanggeus nyerep sinar ultraviolet mibanda panjang gelombang kira-kira 250 nm. The lumangsungna proses ieu di atmosfir luhur eliminates radiasi nu bakal ngabahayakeun pikeun hirup dina beungeut Bumi. bau Pungent ozon nyaéta jero rohangan hadir sareng alat-alat listrik sparking kayaning Generators. gas ieu biru lampu. Na dénsitas dina 1.658 kali leuwih gede dibandingkeun hawa, sarta ngabogaan titik golak -112 ° C dina tekenan atmosfir.

Ozon - oxidant kuat sanggup ngarobah sulfur dioksida, trioxide, sulfida jeung sulfat, iodida, iodin (métode déskriptif analitik pikeun nyadiakeun assessment na) ogé loba oksigén-ngandung turunan sanyawa organik kayaning aldehida jeung asam. Konversi hidrokarbon jeung ozon ti gas mobil haseup dina asam ieu sarta aldehida nyaéta anu ngabalukarkeun smog. Dina industri, ozon ieu dipaké salaku réaktan kimia, disinféktan pikeun pengobatan kokotor, purifikasi cai na pemutihan of fabrics.

métode persiapan

Prosés pikeun ngahasilkeun oksigén gumantung kana sabaraha gas anu diperlukeun pikeun nampa. métode laboratorium pikeun di handap:

1. dékomposisi effect tina sababaraha Uyah kayaning kalium chlorate atanapi potasium nitrat:

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

Kalium chlorate dékomposisi dikatalisan ku oksida logam transisi. Pikeun mangan ieu dioksida mindeng dipaké (pyrolusite, MnO _2). katalisna lowers suhu diperlukeun pikeun évolusi oksigén, ti 400 nepi ka 250 ° C.

2. degradasi tina oksida logam dina peta ngeunaan suhu:

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

Scheele na Priestley pikeun unsur kimia ieu dipaké sanyawa (oksida), oksigén sarta raksa (II).

3. dékomposisi termal tina peroxides logam atawa hidrogén péroxida:

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

métode industri kahiji pikeun pisah tina oksigén ti atmosfir atawa pikeun ngahasilkeun hidrogén péroxida gumantung kana formasi mangrupa oksida of barium péroxida.

4. Éléktrolisis cai kalawan admixtures leutik uyah atawa asam nu nyadiakeun konduksi arus listrik:

2H ₂ O → 2H ₂ + O ₂

produksi industrial

Upami diperlukeun pikeun ménta jumlahna ageung oksigén anu dipaké distilasi fractional tina hawa cair. Sahiji komponén utama hawa eta boga titik golak nu pangluhurna, sarta ku kituna, sakumaha dibandingkeun kalawan nitrogén sarta argon kirang volatile. prosés ngagunakeun gas cooling salila ékspansi na. Tahap utama operasi saperti kieu:

• hawa anu disaring ngaleupaskeun partikel padet;
• Uap jeung karbon dioksida nu dikaluarkeun ku nyerep dina alkali;
• hawa anu dikomprés sarta panas komprési dipiceun ku prosedur konvensional cooling;
• mangka asup kana coil ayana dina alam pawenangan;
• bagian tina gas dikomprés (dina tekanan ngeunaan 200 atm) dina expands chamber, cooling coil nu;
• dimekarkeun mulih gas pikeun compressor tur ngaliwatan sababaraha tahapan komprési jeung perluasan saterusna, whereby di -196 ° C, hawa jadi cair;
• dipanaskeun cair distilasi lampu mimiti gas inert, teras nitrogén sarta oksigén cairan tetep. Sababaraha fractionation ngahasilkeun produk sahingga murni (99.5%) pikeun aplikasi paling industri.

Dipaké dina industri

Metallurgy teh konsumen pangbadagna oksigén murni pikeun ngahasilkeun waja tinggi-karbon: meunang leupas tina karbon dioksida jeung pangotor séjén nonmetals sangkan gancang jeung gampang ti mibanda hawa.

Wastewater jangji oksigén pikeun pengobatan anu leuwih efektip kumbah cairan ti dina prosés kimia lianna. Hal ieu jadi beuki penting dina sistem runtah incineration tutup maké murni O _2.

Nu disebut oxidizer rudal anu oksigén cair. Murni O ₂ ieu dipaké dina kapal selam na di bel diving.

Dina industri kimia, oksigén diganti hawa biasa dina produksi zat sapertos acetylene, étiléna oksida jeung métanol. aplikasi médis kaasup pamakéan gas oksigén dina inhalers kamar tur incubators orok. gas ubar keur ngabius enriched kalawan oksigén nyadiakeun rojongan hirup salila anesthesia umum. Tanpa unsur kimia ieu geus bisa aya sababaraha industri anu nganggo electric. Éta naon oksigén.

Sipat kimia jeung réaksi

nilai badag tina pangirut éléktron na Éléktronégativitas oksigén anu komponén has nu némbongkeun sipat logam. Sakabéh sanyawa gaduh négatip kaayaan oksidasi oksigén. Lamun dua éléktron na orbital kaeusi, kabentuk O ^2- ion. The peroxides (O ₂ ^2-) nganggap yen unggal atom boga muatan tina -1. sipat ieu narima éléktron ku transmisi total atanapi parsial tur nangtukeun agén pangoksidasi. Nalika ngajén meta jeung zat, donor éléktron, kaayaan oksidasina sorangan nurun. Parobahan (panurunan) dina kaayaan oksidasi oksigén ti enol nepi ka -2 disebut recovery.

Dina kaayaan normal unsur ngabentuk hiji sanyawa dihydric na trihydric. Sajaba ti éta, aya molekul pisan stabil chetyrehatomnye. Dina formulir diatomik dua éléktron unpaired anu lokasina dina orbital nonbonding. Ieu dikonfirmasi ku kabiasaan paramagnetic gas.

réaktivitas sengit kadangkala dipedar asumsi ozon nu salah sahiji tilu atom nyaéta dina "atom" kaayaan. Ngaréaksikeun atom ieu dissociated ti O _3, ninggalkeun oksigén molekular.

O ₂ molekul dina suhu normal sarta tekanan ambient mawa sipat basa lemah réaktif. The oksigén atom leuwih aktif. Énergi disosiasi (O ₂ → 2o) nyaéta signifikan jeung 117,2 mol kcal.

sambungan

C nonmetals kayaning hidrogén, karbon, walirang, oksigén, ngabentuk hiji rentang badag sanyawa kovalén kabeungkeut, kaasup oksida nonmetal kayaning cai (H ₂ O), sulfur dioksida (SO ₂₎ jeung karbon dioksida (CO _2); sanyawa organik kayaning alkohol, aldehid na asam karboksilat; asam umum sapertos karbonat _{(H2 CO3),} asam sulfat (H ₂ SO ₄₎ jeung nitrat (HNO _3); sarta saluyu Uyah kawas natrium sulfat (Na ₂ SO _4), natrium karbonat (Na ₂ CO ₃₎ jeung sodium nitrat (Nano _3). Oksigén hadir dina wangun O ^2- ion dina struktur kristal tina oksida logam padet, kayaning sanyawa (oksida), oksigén sarta Cao kalsium. Metal superoksida (KO ₂₎ ngandung ion O ₂ ^-, bari peroxides logam (BaO ₂₎ ngandung ion O ₂ ^2-. Sanyawa oksigén umumna boga kaayaan oksidasi -2.

sipat konci

Tungtungna urang daptar sipat utama oksigén:

• Konfigurasi éléktron: 1s 2s ^{2 2} 2p ^4.
• wilangan atom: 8.
• massa atom: 15,9994.
• titik golak: -183,0 ° C.
• titik lebur: -218,4 ° C.
• Kapadetan (lamun tekanan oksigén nyaéta 1 atm dina 0 ° C): 1.429 g / l.
• kaayaan oksidasi -1, -2, +2 (dina sanyawa kalawan fluorine).