Слайд 1Кислород
Выполнила:
Ковальчук Ирина
Ученица 11 класса
Слайд 2Кислоро́д — элемет главной подгруппы VI группы, второго периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным
номером 8. Обозначается символом O (лат. Oxygenium). Кислород — химически активный неметалл, является самым лёгким элементом
из группы халькогенов.
Простое вещество кислород при нормальных условиях — газ без цвета, вкуса и запаха, молекула которого состоит из двух атомов кислорода (формула O2), в связи с чем его также называют дикислород.
Жидкий кислород имеет светло-голубой цвет, а твёрдый представляет собой кристаллы светло-синего цвета.
Слайд 3Существуют и другие аллотропные формы кислорода, например, озон — при нормальных условиях газ голубого
цвета со специфическим запахом, молекула которого состоит из трёх атомов
кислорода (формула O3).
Слайд 4История открытия
Официально считается, что кислород был открыт английским химиком Джозефом Пристли 1
августа 1774 года путём разложения оксида ртути в герметично закрытом сосуде (Пристли направлял на
это соединение солнечные лучи с помощью мощной линзы).
Однако Пристли первоначально не понял, что открыл новое простое вещество, он считал, что выделил одну из составных частей воздуха (и назвал этот газ «дефлогистированным воздухом»). О своём открытии Пристли сообщил выдающемуся французскому химику Антуану Лавуазье. В 1775 году А. Лавуазье установил, что кислород является составной частью воздуха, кислот и содержится во многих веществах.
Несколькими годами ранее (в 1771 году) кислород получил шведский химик Карл Шееле. Он прокаливал селитру с серной кислотой и затем разлагал получившийся оксид азота. Шееле назвал этот газ «огненным воздухом» и описал своё открытие в изданной в 1777 году книге (именно потому, что книга опубликована позже, чем сообщил о своём открытии Пристли, последний и считается первооткрывателем кислорода). Шееле также сообщил о своём опыте Лавуазье.
Слайд 5История открытия
Важным этапом, который способствовал открытию кислорода, были работы французского
химика Пьера Байена, который опубликовал работы по окислению ртути и последующему
разложению её оксида.
Наконец, окончательно разобрался в природе полученного газа А. Лавуазье, воспользовавшийся информацией от Пристли и Шееле. Его работа имела громадное значение, потому что благодаря ей была ниспровергнута господствовавшая в то время и тормозившая развитие химии флогистонная теория. Лавуазье провёл опыт по сжиганию различных веществ и опроверг теорию флогистона, опубликовав результаты по весу сожженных элементов. Вес золы превышал первоначальный вес элемента, что дало Лавуазье право утверждать, что при горении происходит химическая реакция (окисление) вещества, в связи с этим масса исходного вещества увеличивается, что опровергает теорию флогистона.
Флогисто́н (от греч. — горючий, воспламеняемый) — в истории химии — гипотетическая «сверхтонкая материя» — «огненная субстанция», якобы наполняющая все горючие вещества и высвобождающаяся из них при горении.
Таким образом, заслугу открытия кислорода фактически делят между собой Пристли, Шееле и Лавуазье.
Слайд 6Джозеф Пристли
Антуан Лоран Лавуазье
Карл Вильгельм Шее́ле
Слайд 7Происхождение названия
Слово кислород своим появлением в русском языке до какой-то
степени обязано М. В. Ломоносову, который ввёл в употребление, наряду с другими
неологизмами, слово «кислота»; таким образом слово «кислород», в свою очередь, явилось калькой термина «оксиген», предложенного А. Лавуазье, который переводится как «порождающий кислоту», что связано с первоначальным значением его — «кислота», ранее подразумевавшим окислы, именуемые по современной международной номенклатуре оксидами.
Слайд 8Нахождение в природе
Кислород — самый распространённый на Земле элемент, на его
долю (в составе различных соединений, главным образом силикатов) приходится около 47 %
массы твёрдой земной коры. Морские и пресные воды содержат огромное количество связанного кислорода — 85,82 % (по массе). Более 1500 соединений земной коры в своём составе содержат кислород.
Кислород входит в состав многих органических веществ и присутствует во всех живых клетках. По числу атомов в живых клетках он составляет около 25 %, по массовой доле — около 65 %.
Слайд 9Получение
В настоящее время в промышленности кислород получают из воздуха. Основным
промышленным способом получения кислорода является криогенная ректификация. Также хорошо известны
и успешно применяются в промышленности кислородные установки, работающие на основе мембранной технологии.
В лабораториях пользуются кислородом промышленного производства, поставляемым в стальных баллонах под давлением около 15 МПа.
Небольшие количества кислорода можно получать нагреванием перманганата калия KMnO4:
Слайд 10Получение
Используют также реакцию каталитического разложения пероксида водорода Н2О2 в присутствии оксида марганца(IV):
Кислород можно получить каталитическим разложением
хлората калия (бертолетовой соли) KClO3:
К лабораторным способам получения кислорода относится
метод электролиза водных растворов щелочей, а также разложение оксида ртути(II) (при t = 100 °C):
На подводных лодках обычно получается реакцией пероксида натрия и углекислого газа, выдыхаемого человеком:
Слайд 11Физические свойства
При нормальных условиях кислород — это газ без цвета, вкуса и запаха.
1
л его имеет массу 1,429 г. Немного тяжелее воздуха. Слабо растворяется в воде (4,9 мл/100 г
при 0 °C, 2,09 мл/100 г при 50 °C) и спирте (2,78 мл/100 г при 25 °C).
Хорошо растворяется в расплавленном серебре.
При нагревании газообразного кислорода происходит его обратимая диссоциация на атомы: при 2000 °C — 0,03 %, при 2600 °C — 1 %, 4000 °C — 59 %, 6000 °C — 99,5 %.
Жидкий кислород (температура кипения −182,98 °C) — это бледно-голубая жидкость.
Твёрдый кислород (температура плавления −218,35°C) — синие кристаллы.
Слайд 12Химические свойства
Сильный окислитель, взаимодействует практически со всеми элементами, образуя оксиды. Степень
окисления −2. Как правило, реакция окисления протекает с выделением тепла
и ускоряется при повышении температуры. Пример реакций, протекающих при комнатной температуре:
Окисляет соединения, которые содержат элементы с не максимальной степенью окисления:
Окисляет большинство органических соединений:
При определённых условиях можно провести мягкое окисление органического соединения:
Слайд 13Химические свойства
Кислород реагирует непосредственно (при нормальных условиях, при нагревании и/или
в присутствии катализаторов) со всеми простыми веществами, кроме Au и инертных газов (He,
Ne, Ar, Kr, Xe, Rn); реакции с галогенами происходят под воздействием электрического разряда или ультрафиолета. Косвенным путём получены оксиды золота и тяжёлых инертных газов (Xe, Rn). Во всех двухэлементных соединениях кислорода с другими элементами кислород играет роль окислителя, кроме соединений со фтором.
Кислород образует пероксиды со степенью окисления атома кислорода, формально равной −1.
Например, пероксиды получаются при сгорании щелочных металлов в кислороде:
Некоторые оксиды поглощают кислород:
Слайд 14Кислород поддерживает процессы дыхания, горения, гниения.
Горение стальной проволоки в кислороде.
Слайд 16Применение
Широкое промышленное применение кислорода началось в середине XX века, после изобретения турбодетандеров —
устройств для сжижения и разделения жидкого воздуха.
1. В металлургии
Конвертерный способ
производства стали или переработки штейнов связан с применением кислорода. Во многих металлургических агрегатах для более эффективного сжигания топлива вместо воздуха в горелках используют кислородно-воздушную смесь.
2.Сварка и резка металлов
Кислород в баллонах широко используется для газопламенной резки и сварки металлов.
Слайд 17Применение
3. Ракетное топливо
В качестве окислителя для ракетного топлива применяется жидкий
кислород, пероксид водорода, азотная кислота и другие богатые кислородом соединения.
Смесь жидкого кислорода и жидкого озона — один из самых мощных окислителей ракетного топлива (удельный импульс смеси водород — озон превышает удельный импульс для пары водород-фтор и водород-фторид кислорода) .
4. В медицине
Кислород используется для обогащения дыхательных газовых смесей при нарушении дыхания, для лечения астмы, профилактики гипоксии в виде кислородных коктейлей, кислородных подушек.
5.В пищевой промышленности
В пищевой промышленности кислород зарегистрирован в качестве пищевой добавки E948, как пропеллент и упаковочный газ.
Слайд 18Применение
6. В сельском хозяйстве:
В тепличном хозяйстве, для изготовления кислородных
коктейлей, для прибавки в весе у животных, для обогащения
кислородом водной среды в рыбоводстве
Слайд 19Некоторые производные кислорода (реактивные формы кислорода), такие как синглетный кислород,
перекись водорода, супероксид, озон и гидроксильный радикал, являются высокотоксичными продуктами.
Они образуются в процессе активирования или частичного восстановления кислорода. Супероксид (супероксидный радикал), перекись водорода и гидроксильный радикал могут образовываться в клетках и тканях организма человека и животных и вызывают оксидативный стресс.