Cele patru elemente de calcogen (adică„Nașterea cuprului”) conduce subgrupul principal al grupului VI (conform noii clasificări - al 16-lea grup) al sistemului periodic. Pe lângă sulf, telur și seleniu, acestea includ și oxigen. Să aruncăm o privire mai atentă la proprietățile acestui element cel mai comun pe Pământ, precum și la utilizarea și producția de oxigen.
Prevalența elementelor
Conținutul de oxigen din scoarța terestră este de aproape 50%. Se găsește în diferite minerale sub formă de oxizi și săruri.
Într-o formă legată, oxigenul este inclus în compoziția chimică a apei - procentul său este de aproximativ 89%, precum și în compoziția celulelor tuturor ființelor vii - plante și animale.
În aer, oxigenul se află în stare liberă sub formă de O2, ocupând o cincime din compoziția sa, și sub formă de ozon - O3.
Proprietăți fizice
Oxigenul O2 este un gaz care nuposedă culoare, gust și miros. Se dizolvă ușor în apă. Punctul de fierbere este de 183 grade sub zero Celsius. Oxigenul este albastru sub formă lichidă și cristalele albastre sub formă solidă. Punctul de topire al cristalelor de oxigen este de 218,7 grade sub zero Celsius.
Proprietăți chimice
Când este încălzit, acest element reacționează cu mulțisubstanțe simple, atât metale cât și nemetale, formând în același timp așa-numiții oxizi - compuși ai elementelor cu oxigenul. Reacția chimică în care elementele intră cu oxigenul se numește oxidare.
De exemplu
4Na + О2 = 2Na2O
S + O2 = SO2
Unele dintre substanțele complexe reacționează și cu oxigenul, formând și oxizi:
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
2CO + O2 = 2CO2
Dacă o substanță reacționează lent cu oxigenul, atunci această oxidare se numește lentă. De exemplu, acestea sunt procesele de descompunere a produselor alimentare, decadere.
Producția de oxigen
Acest element chimic poate fi obținut atât în laborator, cât și la o întreprindere industrială.
Producția de oxigen în laborator se desfășoară în mai multe moduri:
1. Prin reacția de descompunere a sării Berthollet (clorat de potasiu).
2. Prin descompunerea peroxidului de hidrogen atunci când este încălzită în prezența oxidului de mangan, care acționează ca un catalizator.
3. Prin descompunerea permanganatului de potasiu.
Producția de oxigen în industrie se desfășoară în următoarele moduri:
unu.În scopuri tehnice, oxigenul se obține din aer, în care conținutul său obișnuit este de aproximativ 20%, adică a cincea parte. Pentru a face acest lucru, aerul este mai întâi ars, obținându-se un amestec cu un conținut de oxigen lichid de aproximativ 54%, azot lichid - 44% și argon lichid - 2%. Apoi, aceste gaze sunt separate folosind un proces de distilare folosind un interval relativ mic între punctele de fierbere ale oxigenului lichid și azotului lichid - minus 183 și respectiv minus 198,5 grade. Se pare că azotul se evaporă mai devreme decât oxigenul.
Echipamentele moderne asigură producția de oxigen de orice puritate. Azotul, care se obține prin separarea aerului lichid, este utilizat ca materie primă pentru sinteza derivaților săi.
2. Electroliza apei produce de asemenea oxigen de un grad foarte pur. Această metodă a devenit răspândită în țările cu resurse bogate și energie electrică ieftină.
Utilizarea oxigenului
Oxigenul este cel mai important element din viața planetei noastre. Acest gaz, care este conținut în atmosferă, este consumat de plante, animale și oameni în timpul respirației.
Obținerea oxigenului este foarte importantă pentru astfel de domenii ale activității umane precum medicina, sudarea și tăierea metalelor, operații de sablare, aviație (pentru respirația oamenilor și pentru acționarea motoarelor), metalurgie.
În procesul activității economice umaneoxigenul este consumat în cantități mari - de exemplu, la arderea diferitelor tipuri de combustibil: gaz natural, metan, cărbune, lemn. În toate aceste procese, se formează monoxid de carbon. În același timp, natura a asigurat procesul de legare naturală a acestui compus prin fotosinteză, care are loc la plantele verzi sub influența soarelui. Ca urmare a acestui proces, se formează glucoza, pe care planta o folosește apoi pentru a-și construi țesuturile.
