Oxigenul este un element al subgrupului principal al celui de-al șaselea grup, a doua perioadă a tabelului periodic al elementelor chimice, cu număr atomic 8. Este desemnat prin simbolul O (lat. Oxigeniu). Oxigenul este un nemetal activ din punct de vedere chimic și este cel mai ușor element din grupul calcogenilor. Substanța simplă oxigen (număr CAS: 7782-44-7) în condiții normale este un gaz incolor, insipid și inodor, a cărui moleculă este formată din doi atomi de oxigen (formula O 2) și de aceea se numește și dioxigen. Oxigenul lichid este de culoare albastru deschis, în timp ce oxigenul solid este cristale de culoare albastru deschis.
Există și alte forme alotrope de oxigen, de exemplu ozonul (număr CAS: 10028-15-6) - în condiții normale un gaz culoarea albastra cu un miros specific, a cărui moleculă este formată din trei atomi de oxigen (formula O 3).
Istoria descoperirii
Se crede oficial că oxigenul a fost descoperit de chimistul englez Joseph Priestley la 1 august 1774 prin descompunerea oxidului de mercuric într-un vas închis ermetic (Priestley a direcționat lumina soarelui către acest compus folosind o lentilă puternică).
2HgO (t) → 2Hg + O 2
Cu toate acestea, Priestley nu și-a dat seama inițial că a descoperit o nouă substanță simplă; el a crezut că a izolat una dintre părțile constitutive ale aerului (și a numit acest gaz „aer deflogistic”). Priestley a raportat descoperirea sa remarcabilului chimist francez Antoine Lavoisier. În 1775, A. Lavoisier a stabilit că oxigenul este parte integrantă aer, acizi și se găsește în multe substanțe.
Cu câțiva ani mai devreme (în 1771), oxigenul a fost obținut de chimistul suedez Karl Scheele. A calcinat salitrul cu acid sulfuric și apoi a descompus oxidul de azot rezultat. Scheele a numit acest gaz „aer de foc” și a descris descoperirea sa într-o carte publicată în 1777 (tocmai pentru că cartea a fost publicată mai târziu decât Priestley și-a anunțat descoperirea, acesta din urmă fiind considerat descoperitorul oxigenului). Scheele a raportat și lui Lavoisier experiența sa.
O etapă importantă care a contribuit la descoperirea oxigenului a fost lucrarea chimistului francez Peter Bayen, care a publicat lucrări despre oxidarea mercurului și descompunerea ulterioară a oxidului acestuia.
În cele din urmă, A. Lavoisier și-a dat seama în cele din urmă natura gazului rezultat, folosind informații de la Priestley și Scheele. Lucrarea sa a avut o importanță enormă, deoarece datorită ei, teoria flogistului, care era dominantă la acea vreme și împiedica dezvoltarea chimiei, a fost răsturnată. Lavoisier a efectuat experimente privind arderea diferitelor substanțe și a infirmat teoria flogistonului, publicând rezultate privind greutatea elementelor arse. Greutatea cenușii a depășit greutatea inițială a elementului, ceea ce i-a dat lui Lavoisier dreptul de a susține că în timpul arderii are loc o reacție chimică (oxidare) a substanței și, prin urmare, masa substanței inițiale crește, ceea ce respinge teoria flogistonului. .
Astfel, meritul pentru descoperirea oxigenului este de fapt împărțit între Priestley, Scheele și Lavoisier.
originea numelui
Cuvântul oxigen (numit în începutul XIX secol, chiar „soluție acidă”), apariția sa în limba rusă se datorează într-o oarecare măsură lui M.V. Lomonosov, care a introdus cuvântul „acid” în uz, împreună cu alte neologisme; Astfel, cuvântul „oxigen”, la rândul său, a fost un traseu al termenului „oxigen” (franceză oxygène), propus de A. Lavoisier (din greaca veche ὀξύς - „acru” și γεννάω - „nasterea”), care este tradus ca „acid generator”, care este asociat cu semnificația sa originală - „acid”, care anterior însemna oxizi, numiți oxizi conform nomenclaturii internaționale moderne.
Chitanță
În prezent, în industrie, oxigenul se obține din aer. Principala metodă industrială de producere a oxigenului este rectificarea criogenică. Instalațiile de oxigen care funcționează pe baza tehnologiei cu membrane sunt, de asemenea, bine cunoscute și utilizate cu succes în industrie.
Oxigenul este folosit în laboratoare productie industriala, furnizate în cilindri de oțel la o presiune de aproximativ 15 MPa.
Cantități mici de oxigen pot fi obținute prin încălzirea permanganatului de potasiu KMnO 4:
2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
Reacția de descompunere catalitică a peroxidului de hidrogen H2O2 este, de asemenea, utilizată:
2H2O2 → 2H2O + O2
Catalizatorul este dioxid de mangan (MnO2) sau o bucată legume crude(conțin enzime care accelerează descompunerea peroxidului de hidrogen).
Oxigenul poate fi obținut prin descompunerea catalitică a cloratului de potasiu (sare Berthollet) KClO 3:
2KClO 3 → 2KCl + 3O 2
Metodele de laborator pentru producerea oxigenului includ metoda de electroliză a soluțiilor apoase de alcalii.
Proprietăți fizice
În condiții normale, oxigenul este un gaz fără culoare, gust sau miros.
1 litru are o masă de 1,429 g. Puțin mai greu decât aerul. Puțin solubil în apă (4,9 ml/100g la 0 °C, 2,09 ml/100g la 50 °C) și alcool (2,78 ml/100g la 25 °C). Se dizolvă bine în argint topit (22 volume de O 2 în 1 volum de Ag la 961 °C). Este paramagnetic.
Când oxigenul gazos este încălzit, are loc disocierea lui reversibilă în atomi: la 2000 °C - 0,03%, la 2600 °C - 1%, 4000 °C - 59%, 6000 °C - 99,5%.
Oxigenul lichid (punct de fierbere -182,98 °C) este un lichid albastru pal.
Oxigen solid (punct de topire −218,79 °C) - cristale albastre.
Oxigenul se caracterizează printr-o activitate chimică ridicată. Multe substanțe reacţionează cu oxigenul la temperatura camerei. De exemplu, o tăietură proaspătă a unui măr capătă rapid o culoare maro; aceasta se întâmplă din cauza reacțiilor chimice dintre substanțele organice conținute în măr și oxigenul conținut în aer.
Oxigenul reacționează de obicei cu substanțe simple atunci când este încălzit. Puneți un cărbune într-o lingură de metal pentru arderea substanțelor, încălziți-l în roșu în flacăra unei lămpi cu alcool și coborâți-l într-un vas cu oxigen. Observăm arderea strălucitoare a cărbunelui în oxigen. Cărbunele este o substanță simplă formată din elementul carbon. Reacția oxigenului cu carbonul produce dioxid de carbon:
C + O2 = CO2
Este de remarcat faptul că multe substanțe chimice au denumiri banale. Dioxidul de carbon este un nume banal pentru o substanță. În viața de zi cu zi se folosesc nume banale de substanțe, multe dintre ele având origini străvechi. De exemplu, bicarbonat de sodiu, sarea lui Berthollet. Cu toate acestea, fiecare substanță chimică are și o denumire chimică sistematică, a cărei compilare este reglementată de reguli internaționale - sistematic nomenclatura chimică. Astfel, dioxidul de carbon are o denumire sistematică monoxid de carbon (IV).
Dioxidul de carbon este o substanță complexă, un compus binar care conține oxigen.
Pune sulful într-o lingură pentru arderea substanțelor și se încălzește. Sulful se topește, apoi se aprinde. În aer, sulful arde cu o flacără albastră palidă, aproape imperceptibilă. Să adăugăm sulf într-un vas cu oxigen - sulful arde cu o flacără albastră strălucitoare. Reacția sulfului cu oxigenul produce dioxid de sulf:
S + O2 = SO2
Dioxidul de sulf, ca și dioxidul de carbon, aparține grupului de oxizi. Acesta este oxid de sulf(IV) este un gaz incolor cu un miros înțepător, înțepător.
Acum să adăugăm fosfor roșu aprins într-un vas cu oxigen. Fosforul arde cu o flacără strălucitoare, orbitoare. Vasul se umple cu fum alb. Fumul alb este un produs de reacție, particule solide mici Oxid de fosfor (V):
4P + 5O2 = 2P2O5
Nu numai nemetalele pot arde în oxigen. Metalele reacţionează, de asemenea, puternic cu oxigenul. De exemplu, magneziul arde în oxigen și aer cu o flacără albă orbitoare. produs de reactie - oxid de magneziu:
2Mg + O2 = 2MgO
Să încercăm să ardem fierul în oxigen. Încălziți un fir de oțel în flacăra unei lămpi cu alcool și coborâți-l rapid într-un vas cu oxigen. Fierul arde în oxigen producând multe scântei. Substanța obținută în urma reacției se numește oxid de fier:
3Fe + 2O2 = Fe3O4.
Snopii de scântei produse atunci când arde o scânteie se explică prin arderea pulberii de fier, care face parte din aceste produse pirotehnice.
În urma reacțiilor luate în considerare, se pot trage concluzii importante: oxigenul reacționează atât cu metale, cât și cu nemetale; Adesea aceste reacții sunt însoțite de arderea substanțelor. Produșii reacțiilor oxigenului cu substanțe simple sunt oxizi.
Vă rugăm să rețineți că atunci când oxigenul interacționează cu substanțe simple - metale și nemetale - se formează substanțe complexe - oxizi. Acest tip de reacție chimică se numește reacții compuse.
Reacția compusă - o reacție în urma căreia se formează substanțe mai complexe din două sau mai multe substanțe mai puțin complexe
Interacțiunea oxigenului cu substanțe complexe
Oxigenul poate reacționa și cu substanțe complexe. Ca exemplu, luați în considerare reacția care are loc în timpul arderii gazelor de uz casnic, care constă în metan CH4.
Pe baza arderii metanului în arzătorul aragazului, putem concluziona că reacția are loc cu eliberarea de energie sub formă de căldură și lumină. Care sunt produsele acestei reacții?
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O.
Produșii de reacție sunt oxizi: dioxid de carbon (monoxid de carbon (IV)) și apă (oxid de hidrogen).
Reacția oxigenului cu mineralul pirita FeS2 (un mineral important de fier și sulf) produce oxizi de sulf și fier. Reacția are loc atunci când este încălzită:
4FeS2 + 11O2 = 8SO2 + 2Fe2O3
Oxidare – ardere și oxidare lentă
Combustie- Aceasta este prima reacție chimică cu care omul a făcut cunoștință. Foc... Este posibil să ne imaginăm existența fără foc? A intrat în viața noastră și a devenit nedespărțit de ea. Fără foc, o persoană nu poate găti alimente sau oțel; fără el, transportul este imposibil. Focul a devenit prietenul și aliatul nostru, un simbol al faptelor glorioase, al faptelor bune și o amintire a trecutului.
Din punct de vedere chimic, arderea este o reacție chimică însoțită de eliberarea unui curent de gaze fierbinți și energie sub formă de căldură și lumină. Putem spune că oxigenul, reacționând cu substanțe simple, le oxidează:
Substanță simplă + Oxidarea oxigenului → Produși de oxidare (oxizi) + Energie.
Oxidarea substanțelor poate să nu fie însoțită de ardere, adică de eliberarea unei flăcări. Astfel de procese se numesc oxidare lentă. Oxidarea lentă este un proces de interacțiune treptată a substanțelor cu oxigenul, cu o eliberare lentă de căldură, neînsoțită de ardere. De exemplu, dioxidul de carbon se formează nu numai în timpul arderii carbonului în oxigen, ci și în timpul oxidării lente a substanțelor organice cu oxigenul atmosferic. (putrezire, descompunere).
- În reacția substanțelor simple cu oxigenul se formează oxizi
- Reacțiile substanțelor simple cu oxigenul apar de obicei atunci când sunt încălzite
- Reacțiile substanțelor simple cu oxigenul sunt reacții compuse
- Denumirile banale ale substanțelor chimice nu reflectă compoziția chimică a substanțelor, ele sunt folosite în practica de zi cu zi, multe dintre ele s-au dezvoltat istoric
- Denumirile sistematice ale substanțelor chimice reflectă compoziție chimică substanțe care respectă nomenclatura sistematică internațională
- Reacția compusă- o reacție în urma căreia, din două sau mai multe substanțe cu structură mai puțin complexă, se formează substanțe mai complexe
- Oxigenul este capabil să reacționeze cu substanțe complexe
- Combustie– o reacție chimică însoțită de eliberarea de energie sub formă de căldură și lumină
- Oxidare lenta– procesul de interacțiune treptată a substanțelor cu oxigenul, cu eliberare lentă de căldură, neînsoțită de ardere
OXIGEN(Latina: Oxigeniu), O (pronunțat „o”), element chimic cu număr atomic 8, masă atomică 15,9994. În tabelul periodic al elementelor lui Mendeleev, oxigenul este situat în a doua perioadă în grupa VIA.
Oxigenul natural este format dintr-un amestec de trei nuclizi stabili cu numere de masă 16 (domină în amestec, conține 99,759% din masă), 17 (0,037%) și 18 (0,204%). Raza unui atom de oxigen neutru este de 0,066 nm. Configurația stratului electronic exterior al atomului de oxigen neutru neexcitat este 2s 2 p 4. Energiile de ionizare secvențială a atomului de oxigen sunt 13,61819 și 35,118 eV, afinitatea electronilor este de 1,467 eV. Raza ionului O 2 la diferite numere de coordonare este de la 0,121 nm (numărul de coordonare 2) la 0,128 nm (numărul de coordonare 8). În compuși prezintă o stare de oxidare de 2 (valență II) și, mai rar, 1 (valență I). Conform scalei Pauling, electronegativitatea oxigenului este de 3,5 (a doua cea mai mare dintre nemetale după fluor).
În forma sa liberă, oxigenul este un gaz incolor, inodor și fără gust.
Caracteristicile structurii moleculei de O2: Oxigenul atmosferic este format din molecule biatomice. Distanța interatomică în molecula de O 2 este de 0,12074 nm. Oxigenul molecular (gazos și lichid) este o substanță paramagnetică; fiecare moleculă de O2 are 2 electroni nepereche. Acest fapt poate fi explicat prin faptul că în moleculă există câte un electron nepereche în fiecare dintre cei doi orbitali de antilegare.
Energia de disociere a moleculei de O 2 în atomi este destul de mare și se ridică la 493,57 kJ/mol.
Proprietati fizice si chimice:în formă liberă se găseşte sub forma a două modificări O 2 (oxigen „obişnuit”) şi O 3 (ozon). О 2 gaze incolore și inodore. În condiții normale, densitatea oxigenului gazos este de 1,42897 kg/m3. Punctul de fierbere al oxigenului lichid (lichidul este albastru) este de 182,9°C. La temperaturi de la 218,7°C la 229,4°C există oxigen solid cu rețea cubică (modificare), la temperaturi de la 229,4°C la 249,3°C -modificare cu rețea hexagonală și la temperaturi sub 249,3°C modificare cubică. Cu hipertensiune arterială și temperaturi scăzute S-au obţinut şi alte modificări ale oxigenului solid.
La 20°C, solubilitatea gazului O2 este: 3,1 ml la 100 ml apă, 22 ml la 100 ml etanol, 23,1 ml la 100 ml acetonă. Există lichide organice care conțin fluor (de exemplu, perfluorbutiltetrahidrofuran), în care solubilitatea oxigenului este mult mai mare.
Rezistența ridicată a legăturii chimice dintre atomii din molecula de O 2 duce la faptul că, la temperatura camerei, oxigenul gazos este destul de inactiv din punct de vedere chimic. În natură, suferă încet transformare în timpul proceselor de degradare. În plus, oxigenul la temperatura camerei este capabil să reacționeze cu hemoglobina din sânge (mai precis cu fierul hem II), care asigură transferul oxigenului de la organele respiratorii către alte organe.
Oxigenul reacționează cu multe substanțe fără încălzire, de exemplu, cu metale alcaline și alcalino-pământoase (oxizi corespunzători precum Li 2 O, CaO etc., peroxizi precum Na 2 O 2, BaO 2 etc. și superoxizi precum KO). 2, RbO se formează 2 etc.), provoacă formarea ruginii pe suprafața produselor din oțel. Fara incalzire, oxigenul reactioneaza cu fosforul alb, cu unele aldehide si alte substante organice.
Când este încălzit, chiar și ușor, activitatea chimică a oxigenului crește brusc. Când este aprins, reacţionează exploziv cu hidrogenul, metanul, alte gaze inflamabile, un numar mare substanțe simple și complexe. Se știe că atunci când sunt încălzite într-o atmosferă de oxigen sau în aer, multe substanțe simple și complexe ard și se formează diverși oxizi, de exemplu:
S+02 = S02; C + O2 = CO2
4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3; 2Cu + O 2 = 2CuO
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H20; 2H2S + 3O2 = 2H2O + 2SO2
Dacă un amestec de oxigen și hidrogen este depozitat într-un vas de sticlă la temperatura camerei, atunci reacția exotermă pentru a forma apă
2H2 + O2 = 2H20 + 571 kJ
procedează extrem de lent; Conform calculelor, primele picături de apă ar trebui să apară în vas peste aproximativ un milion de ani. Dar atunci când platina sau paladiul (care joacă rolul unui catalizator) sunt introduse într-un vas cu un amestec din aceste gaze, precum și atunci când sunt aprinse, reacția continuă cu o explozie.
Oxigenul reacţionează cu azotul N2 fie la temperatură ridicată (aproximativ 1500-2000°C), fie prin trecerea unei descărcări electrice printr-un amestec de azot şi oxigen. În aceste condiții, oxidul nitric (II) se formează reversibil:
NO rezultatul reacţionează apoi cu oxigenul pentru a forma gaz maro (dioxid de azot):
2NO + O 2 = 2NO 2
Din nemetale, oxigenul nu interacționează direct cu halogenii în niciun caz; din metale - cu metale nobile - argint, aur, platină etc.
Compușii binari de oxigen în care starea de oxidare a atomilor de oxigen este 2 se numesc oxizi (numiți anterior oxizi). Exemple de oxizi: monoxid de carbon (IV) CO 2, oxid de sulf (VI) SO 3, oxid de cupru (I) Cu 2 O, oxid de aluminiu Al 2 O 3, oxid de mangan (VII) Mn 2 O 7.
Oxigenul formează, de asemenea, compuși în care starea sa de oxidare este 1. Acestea sunt peroxizi (denumirea veche este peroxizi), de exemplu, peroxid de hidrogen H 2 O 2, peroxid de bariu BaO 2, peroxid de sodiu Na 2 O 2 și altele. Acești compuși conțin o grupare peroxid O O . Cu activ Metale alcaline De exemplu, cu potasiu, oxigenul poate forma și superoxizi, de exemplu, KO2 (superoxid de potasiu), RbO2 (superoxid de rubidiu). În superoxizi, starea de oxidare a oxigenului este 1/2. Se poate observa că formulele de superoxid sunt adesea scrise ca K 2 O 4, Rb 2 O 4 etc.
Cu cel mai activ fluor nemetalic, oxigenul formează compuși în stări pozitive de oxidare. Deci, în compusul O 2 F 2 starea de oxidare a oxigenului este +1, iar în compusul O 2 F +2. Acești compuși nu aparțin oxizilor, ci fluorurilor. Fluorurile de oxigen pot fi sintetizate numai indirect, de exemplu, prin acțiunea fluorului F2 asupra soluțiilor apoase diluate de KOH.
Istoria descoperirilor: istoria descoperirii oxigenului, precum azotul, este legată de studiul care a durat câteva secole aerul atmosferic. Faptul că aerul prin natura sa nu este omogen, ci include părți, dintre care una susține arderea și respirația, iar cealaltă nu, a fost cunoscut încă din secolul al VIII-lea de alchimistul chinez Mao Hoa, iar mai târziu în Europa de Leonardo da Vinci. În 1665, naturalistul englez R. Hooke scria că aerul este format din gazul conținut în nitrat, precum și din gazul inactiv, care formează cea mai mare parte a aerului. Faptul că aerul conține un element de susținere a vieții era cunoscut de mulți chimiști în secolul al XVIII-lea. Farmacistul și chimistul suedez Karl Scheele a început să studieze compoziția aerului în 1768. Timp de trei ani, a descompus salitrul (KNO 3, NaNO 3) și alte substanțe prin încălzire și a obținut „aer de foc” care a susținut respirația și arderea. Dar Scheele a publicat rezultatele experimentelor sale abia în 1777 în cartea „Tratat de chimie despre aer și foc”. În 1774, preotul și naturalistul englez J. Priestley a obținut un gaz care susține arderea prin încălzirea „mercurului ars” (oxid de mercur HgO). În timp ce se afla la Paris, Priestley, care nu știa că gazul pe care l-a obținut face parte din aer, a raportat descoperirea sa lui A. Lavoisier și altor oameni de știință. Până atunci, a fost descoperit și azotul. În 1775, Lavoisier a ajuns la concluzia că aerul obișnuit este format din două gaze: un gaz necesar pentru respirație și susținerea arderii și un gaz cu „caracter opus”: azotul. Lavoisier a numit gazul care susține oxigenul de combustie „formând acizi” (din grecescul oxys sour și gennao dau naștere; prin urmare nume rusesc„oxigen”), deoarece atunci credea că toți acizii conțin oxigen. Se știe de mult timp că acizii pot conține atât oxigen, cât și fără oxigen, dar numele dat elementului Lavoisier a rămas neschimbat. Timp de aproape un secol și jumătate, 1/16 din masa unui atom de oxigen a servit ca unitate pentru compararea maselor diferiților atomi între ele și a fost folosită în caracterizarea numerică a maselor atomice. diverse elemente(așa-numita scară de oxigen a maselor atomice).
Găsirea în natură: Oxigenul este cel mai comun element de pe Pământ; ponderea sa (în diverși compuși, în principal silicați) reprezintă aproximativ 47,4% din masa scoarței terestre solide. Apele maritime și dulci conțin o cantitate imensă de oxigen legat 88,8% (în masă), în atmosferă conținutul de oxigen liber este de 20,95% (în volum). Elementul oxigen face parte din peste 1.500 de compuși din scoarța terestră.
Chitanță:În prezent, oxigenul este produs în industrie prin separarea aerului la temperaturi scăzute. În primul rând, aerul este comprimat de un compresor, care încălzește aerul. Gazul comprimat este lăsat să se răcească până la temperatura camerei, iar apoi asigurați-i expansiunea liberă. Pe măsură ce se extinde, temperatura gazului scade brusc. Aer răcit, a cărui temperatură este cu câteva zeci de grade mai mică decât temperatura mediu inconjurator, din nou supus compresiei la 10-15 MPa. Apoi căldura eliberată este îndepărtată din nou. După mai multe cicluri de „compresie/expansiune”, temperatura scade sub punctul de fierbere atât al oxigenului, cât și al azotului. Se formează aer lichid, care este apoi supus distilarii. Punctul de fierbere al oxigenului (182,9°C) este cu peste 10 grade mai mare decât punctul de fierbere al azotului (195,8°C). Prin urmare, azotul se evaporă mai întâi din lichid, iar oxigenul se acumulează în rest. Datorită distilării lente (fracționate), este posibil să se obțină oxigen pur, în care conținutul de impurități de azot este mai mic de 0,1 procente în volum.
Chiar mai mult oxigen pur poate fi obținut prin electroliza soluțiilor apoase de alcalii (NaOH sau KOH) sau sărurilor acizilor care conțin oxigen (se folosește de obicei o soluție de sulfat de sodiu Na 2 SO 4 ). În laborator, cantități mici de oxigen nu foarte pur pot fi obținute prin încălzirea permanganatului de potasiu KMnO 4:
2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2.
Oxigenul mai pur se obține prin descompunerea peroxidului de hidrogen H 2 O 2 în prezența cantităților catalitice de dioxid de mangan solid MnO 2:
2H2O2 = 2H2O + O2.
Oxigenul se formează în timpul calcinării puternice (peste 600°C) a azotatului de sodiu NaNO3:
2NaNO 3 = 2NaNO 2 + O 2,
la încălzirea unor oxizi mai mari:
4CrO3 = 2Cr2O3 + 3O2;
2PbO2 = 2PbO + O2;
3MnO2 = Mn3O4 + O2.
Anterior, oxigenul a fost obținut prin descompunerea sării berthollet KClO 3 în prezența cantităților catalitice de dioxid de mangan MnO 2:
2KClO3 = 2KCl + 3O2.
Cu toate acestea, sarea Berthollet formează amestecuri explozive, așa că nu mai este folosită în laboratoare pentru a produce oxigen. Desigur, acum nimeni nu s-ar gândi să folosească calcinarea oxidului de mercur HgO pentru a produce oxigen, deoarece oxigenul format în această reacție este contaminat cu vapori toxici de mercur.
Sursa de oxigen în nave spațiale, submarine etc in spatii inchise se foloseste un amestec de peroxid de sodiu Na 2 O 2 si superoxid de potasiu KO 2. Când acești compuși interacționează cu dioxidul de carbon, oxigenul este eliberat:
2Na 2 O 2 + 2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2,
4KO 2 + 2CO 2 = 2K 2 CO 3 + 3O 2.
Dacă utilizați un amestec de Na 2 O 2 și CO 2 luat într-un raport molar de 1:1, atunci pentru fiecare mol de dioxid de carbon absorbit din aer se va elibera 1 mol de oxigen, astfel încât compoziția aerului nu va modificarea datorată absorbției de oxigen în timpul respirației și eliberării de CO2.
Aplicație: Utilizările oxigenului sunt foarte diverse. Principalele cantități de oxigen obținute din aer sunt utilizate în metalurgie. Oxigenul (mai degrabă decât aerul) în furnalele înalte poate crește semnificativ viteza procesului de furnal, poate economisi cocs și poate produce fontă cea mai buna calitate. Blatul de oxigen este utilizat în convertoarele de oxigen la transformarea fontei în oțel (vezi Art. Fier). Oxigenul pur sau aerul îmbogățit cu oxigen este utilizat în producerea multor alte metale (cupr, nichel, plumb etc.). Oxigenul este folosit la tăierea și sudarea metalelor. În acest caz, se folosește oxigen îmbuteliat. Oxigenul din cilindru poate fi sub presiune de până la 15 MPa. Buteliile de oxigen sunt vopsite în albastru.
Oxigenul lichid este un agent oxidant puternic și este folosit ca componentă a combustibilului pentru rachete. Materialele ușor oxidabile precum rumegușul, vata, pudra de cărbune etc., impregnate cu oxigen lichid (aceste amestecuri se numesc oxyliquits), sunt folosite ca explozivi, folosiți, de exemplu, la amenajarea drumurilor la munte.
Oxigenul este principalul element biogen, care face parte din moleculele tuturor celor mai importante substanțe care asigură structura și funcția celulelor: proteine, acizi nucleici, carbohidrați, lipide, precum și mulți compuși cu molecul scăzut. Fiecare plantă sau animal conține mult mai mult oxigen decât orice alt element (în medie aproximativ 70%). Țesutul muscular uman conține 16% oxigen, țesutul osos 28,5%; În total, corpul unei persoane medii (greutate corporală 70 kg) conține 43 kg de oxigen. Oxigenul pătrunde în corpul animalelor și al oamenilor în principal prin organele respiratorii (oxigen liber) și cu apă (oxigen legat). Nevoia de oxigen a organismului este determinată de nivelul (intensitatea) metabolismului, care depinde de masa și suprafața corpului, de vârstă, de sex, de natura alimentației, de condițiile externe etc. În ecologie, raportul dintre respirația totală (care este, procesele oxidative totale) ale unei comunități este determinată ca o caracteristică energetică importantă a organismelor pentru biomasa sa totală.
În medicină se folosesc cantități mici de oxigen: oxigenul (din așa-numitele perne cu oxigen) este administrat pacienților care au dificultăți de respirație de ceva timp. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că inhalarea prelungită a aerului îmbogățit cu oxigen este periculoasă pentru sănătatea umană. Concentrațiile mari de oxigen provoacă formarea de radicali liberi în țesuturi, perturbând structura și funcția biopolimerilor. Radiațiile ionizante au un efect similar asupra organismului. Prin urmare, o scădere a conținutului de oxigen (hipoxie) în țesuturi și celule atunci când organismul este iradiat cu radiații ionizante are un efect protector - așa-numitul efect de oxigen. Acest efect este utilizat în radioterapie: creșterea conținutului de oxigen din tumoră și scăderea conținutului acestuia în țesuturile înconjurătoare crește deteriorarea radiațiilor asupra celulelor tumorale și reduce deteriorarea celor sănătoase. Pentru unele boli se folosește saturația cu oxigen a corpului sub presiune ridicată - oxigenarea hiperbară.
Elemente situate în subgrupa principală a grupei VI tabelul periodic elemente de D. I. Mendeleev.
Element |
Taxa de bază |
Niveluri de energie |
Raza atomică Å |
||||
K |
L |
M |
N |
O |
|||
0,60 1,04 1,16 1,43 |
O examinare a structurilor atomice ale elementelor subgrupului principal al grupului VI arată că toate au o structură de șase electroni a stratului exterior (Tabelul 13) și, prin urmare, au relativ valori mari electronegativitatea. , are cea mai mare electronegativitate și cea mai mică, ceea ce se explică prin modificarea razei atomice. Locul special al oxigenului în acest grup este subliniat de faptul că , și telurul se pot combina direct cu oxigenul, dar nu se pot combina unul cu celălalt.
Elementele grupului de oxigen aparțin și ele grupului R-elemente, deoarece sunt în curs de finalizare R-coajă. Pentru toate elementele familiei, cu excepția oxigenului însuși, 6 electroni din stratul exterior sunt electroni de valență.
În reacțiile redox, elementele grupului de oxigen prezintă adesea proprietăți oxidante. Cele mai puternice proprietăți oxidante sunt exprimate în oxigen.
Toate elementele subgrupului principal al grupului VI sunt caracterizate printr-o stare de oxidare negativă de -2. Cu toate acestea, pentru sulf, seleniu și teluriu sunt posibile și stări de oxidare pozitive (maxim +6).
Molecula de oxigen, ca orice gaz simplu, este diatomică, construită ca o legătură covalentă formată prin două perechi de electroni. Prin urmare, oxigenul este divalent atunci când se formează un oxigen simplu.
sulf - solid. Molecula conține 8 atomi de sulf (S8), dar aceștia sunt legați într-un fel de inel, în care fiecare atom de sulf este conectat doar la doi atomi vecini printr-o legătură covalentă.
Astfel, fiecare atom de sulf, având o pereche de electroni comună cu doi atomi vecini, este el însuși divalent. Molecule similare formează seleniul (Se8) și telurul (Te8).
■
1. Scrie o poveste despre grupa oxigenului după următorul plan: a) poziţia în tabelul periodic; b) sarcinile nucleelor şi. numărul de neutroni din nucleu; c) configuratii electronice; d) structura rețelei cristaline; e) posibile stări de oxidare ale oxigenului și ale tuturor celorlalte elemente din această grupă.
2. Care sunt asemănările și diferențele dintre structurile atomice și configurațiile electronice ale atomilor elementelor principalelor subgrupe ale grupelor VI și VII?
3. Câți electroni de valență au elementele subgrupului principal din grupa VI?
4. Cum ar trebui să se comporte elementele subgrupului principal al grupului VI în reacțiile redox?
5. Care dintre elementele subgrupului principal al grupei VI este cel mai electronegativ?
Când luăm în considerare elementele subgrupului principal al grupului VI, întâlnim mai întâi fenomenul de alotropie. Același element în stare liberă poate forma două sau mai multe substanțe simple. Acest fenomen se numește alotropie și ele însele sunt numite modificări alotropice.
Scrieți această formulare în caiet.
De exemplu, elementul oxigen este capabil să formeze două elemente simple - oxigen și ozon.
Formula de oxigen simplu O2, formula substanță simplă ozon O3. Moleculele lor sunt construite diferit:
Oxigenul și ozonul sunt modificări alotrope ale elementului oxigen.
Sulful poate forma și mai mulți alotropi (modificări). Se cunoaște sulful ortorombic (octaedric), plastic și monoclinic. Seleniul și teluriul formează, de asemenea, mai mulți alotropi. Trebuie remarcat faptul că fenomenul de alotropie este caracteristic multor elemente. Vom lua în considerare diferențele în proprietățile diferitelor modificări alotrope atunci când studiem elementele.
■ 6. Care este diferența dintre structura unei molecule de oxigen și structura unei molecule de ozon?
7. Ce tip de legătură există în moleculele de oxigen și ozon?
Oxigen. Proprietăți fizice, efecte fiziologice, importanța oxigenului în natură
Oxigenul este cel mai ușor element al subgrupului principal al grupului VI. Greutatea atomică a oxigenului este de 15.994. 31.988. Atomul de oxigen are cea mai mică rază a elementelor acestui subgrup (0,6 Å). Configuratie electronica atom de oxigen: ls 2 2s 2 2p 4.
Distribuția electronilor peste orbitalii celui de-al doilea strat indică faptul că oxigenul are doi electroni neperechi în orbitalii p, care pot fi utilizați cu ușurință pentru a forma o legătură chimică între atomi. Starea de oxidare caracteristică a oxigenului.
Oxigenul este un gaz incolor și inodor. Este mai greu decât aerul, la o temperatură de -183° se transformă într-un lichid albastru, iar la o temperatură de -219° se solidifică.
Densitatea oxigenului este de 1,43 g/l. Oxigenul este slab solubil în apă: 3 volume de oxigen se dizolvă în 100 volume de apă la 0°C. Prin urmare, oxigenul poate fi păstrat într-un gazometru (Fig. 34) - un dispozitiv pentru stocarea gazelor care sunt insolubile și ușor solubile în apă. Cel mai adesea, oxigenul este stocat într-un gazometru.
Gazometrul este format din două părți principale: vasul 1, care servește la stocarea gazului și o pâlnie mare 2 cu robinet și un tub lung care ajunge aproape până la fundul vasului 1 și servește la alimentarea cu apă a dispozitivului. Vasul 1 are trei tuburi: o pâlnie 2 cu un robinet este introdusă în tubul 3 cu o suprafață interioară îngropată, un tub de evacuare a gazului echipat cu un robinet este introdus în tubul 4; tubul 5 din partea de jos servește la eliberarea apei din dispozitiv la încărcarea și descărcarea acestuia. Într-un gazometru încărcat, vasul 1 este umplut cu oxigen. În partea de jos a vasului se află, în care capătul tubului pâlnie 2 este coborât.
Orez. 34.
1 - vas de stocare a gazelor; 2 - pâlnie pentru alimentarea cu apă; 3 - tub cu o suprafață de sol; 4 - tub pentru eliminarea gazului; 5 - tub pentru eliberarea apei la încărcarea dispozitivului.
Dacă trebuie să obțineți oxigen de la un gazometru, deschideți mai întâi robinetul pâlniei și comprimați ușor oxigenul din gazometru. Apoi deschideți robinetul de pe conducta de evacuare a gazului, prin care iese oxigenul, deplasat de apă.
În industrie, oxigenul este stocat în cilindri de oțel în stare comprimată (Fig. 35, a), sau sub formă lichidă în „rezervoare” de oxigen (Fig. 36).
Orez. 35. Balon cu oxigen
Notează din text numele dispozitivelor destinate stocării oxigenului.
Oxigenul este cel mai comun element. Reprezintă aproape 50% din greutatea întregii scoarțe terestre (Fig. 37). Corpul uman conține 65% oxigen, care face parte din diferite substanțe organice din care sunt construite țesuturile și organele. Apa conține aproximativ 89% oxigen. În atmosferă, oxigenul reprezintă 23% din greutate și 21% din volum. Oxigenul se găsește într-o mare varietate de stânci(de exemplu, calcar, cretă, marmură CaCO3, nisip SiO2), minereuri diverse metale(minereu de fier magnetic Fe3O4, minereu de fier brun 2Fe2O3 nH2O, minereu de fier roșu Fe2O3, bauxită Al2O3 nH2O etc.). Oxigenul face parte din majoritatea substanțelor organice.
Semnificația fiziologică a oxigenului este enormă. Este singurul gaz pe care organismele vii îl pot folosi pentru a respira. Lipsa oxigenului determină încetarea proceselor de viață și moartea organismului. Fără oxigen, o persoană poate trăi doar câteva minute. La respirație, oxigenul este absorbit, care participă la procesele redox care au loc în organism, și sunt eliberați produși de oxidare ai substanțelor organice - dioxid de carbon și alte substanțe. Atât organismele vii terestre, cât și acvatice respiră oxigen: cele terestre - cu oxigen atmosferic liber, și cele acvatice - cu oxigen dizolvat în apă.
În natură, are loc un fel de ciclu al oxigenului. Oxigenul din atmosferă este absorbit de animale, plante, oameni și este cheltuit pentru procesele de ardere a combustibilului, degradare și alte procese oxidative. Dioxidul de carbon și apa formată în timpul procesului de oxidare sunt consumate de plantele verzi, în care, cu ajutorul clorofilei frunzelor și a energiei solare, se realizează procesul de fotosinteză, adică sinteza substanțelor organice din dioxid de carbon și apă, însoțită. prin eliberarea de oxigen.
Pentru a oferi oxigen unei persoane, sunt necesare coroanele a doi copaci mari. Plantele verzi mențin o compoziție constantă a atmosferei.
■
8. Care este importanța oxigenului în viața organismelor vii?
9. Cum se realizează aportul de oxigen din atmosferă?
Proprietățile chimice ale oxigenului
Oxigenul liber, atunci când reacționează cu substanțe simple și complexe, se comportă de obicei ca.
Orez. 37.
Starea de oxidare pe care o dobândește în acest caz este întotdeauna -2. Multe elemente interacționează direct cu oxigenul, cu excepția metalelor nobile, a elementelor cu valori de electronegativitate apropiate de oxigen () și a elementelor inerte.
Ca rezultat, se formează compuși de oxigen cu substanțe simple și complexe. Mulți ard în oxigen, deși în aer fie nu ard, fie ard foarte slab. arde în oxigen cu o flacără galben strălucitor; aceasta produce peroxid de sodiu (Fig. 38):
2Na + O2 =Na2O2,
Sulful arde în oxigen cu o flacără albastră strălucitoare pentru a forma dioxid de sulf:
S + O2 = SO2
Cărbuneîn aer abia mocnește, dar în oxigen devine foarte fierbinte și arde cu formarea de dioxid de carbon (Fig. 39):
C + O2 = CO2
Orez. 36.
Arde în oxigen cu o flacără albă, orbitor de strălucitoare și se formează pentoxid de fosfor alb solid:
4P + 5O2 = 2P2O5
arde în oxigen, împrăștiind scântei și formând solzi de fier (Fig. 40).
Substanțele organice, cum ar fi metanul CH4, ard și în oxigen. compoziția de intrare gaz natural: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
Arderea în oxigen pur are loc mult mai intens decât în aer și permite obținerea unor temperaturi semnificativ mai ridicate. Acest fenomen este folosit pentru a intensifica o serie de procese chimice și nu numai. ardere eficientă combustibil.
În procesul de respirație, oxigenul se combină cu hemoglobina din sânge pentru a forma oxihemoglobina, care, fiind un compus foarte instabil, se descompune cu ușurință în țesuturi cu formarea de oxigen liber care intră în oxidare. Putreirea este, de asemenea, un proces oxidativ care implică oxigen.
Ei recunosc oxigenul pur introducând o așchie care mocnește în vas unde ar trebui să fie prezent. Clipește puternic - acesta este un test de înaltă calitate pentru oxigen.
■ 10. Cum, având o așchie la dispoziție, poți recunoaște oxigenul și dioxidul de carbon în diferite vase? 11. Ce volum de oxigen va fi folosit pentru a arde 2 kg de cărbune care conțin 70% carbon, 5% hidrogen, 7% oxigen, iar restul - componente incombustibile?
Orez. 38. Arderea sodiului Orez. 39. Arderea carbunelui Orez. 40. Arderea fierului în oxigen.
12. Este suficient 10 litri de oxigen pentru a arde 5 g de fosfor?
13. 1 m3 dintr-un amestec gazos care conține 40% monoxid de carbon, 20% azot, 30% hidrogen și 10% dioxid de carbon a fost ars în oxigen. Cât oxigen a fost consumat?
14. Este posibil să se usuce oxigenul prin trecerea lui prin: a) acid sulfuric, b) clorură de calciu, c) anhidridă fosforică, d) metal?
15. Cum să eliberezi dioxidul de carbon de impuritățile de oxigen și invers, cum să eliberezi oxigenul de impuritățile de dioxid de carbon?
16. Prin 200 ml de 0,1 N s-au trecut 20 de litri de oxigen conţinând un amestec de dioxid de carbon. soluție de bariu. Ca rezultat, cationul Ba2+ a fost complet precipitat. Cât dioxid de carbon (în procente) conținea oxigenul original?
Obținerea oxigenului
Oxigenul se obține în mai multe moduri. În laborator, oxigenul este obținut din substanțe care conțin oxigen care îl pot desprinde cu ușurință, de exemplu din permanganatul de potasiu KMnO4 (Fig. 41) sau din sarea berthollet KClO3:
2КМnО4 = K2MnO4 + МnО2 + O2
2КlO3 = 2Кl + O2
Când se produce oxigen din sare de bertolit, trebuie să fie prezent un catalizator pentru a accelera reacția - dioxid de mangan. Catalizatorul accelerează descompunerea și o face mai uniformă. Fără catalizator se poate
Orez. 41. Dispozitiv pentru producerea de oxigen folosind o metodă de laborator din permanganat de potasiu. 1 - permanganat de potasiu; 2 - oxigen; 3 - vată; 4 - cilindru - colectie.
se poate produce o explozie dacă sarea Bertholet este luată în cantităţi mari şi mai ales dacă este contaminată cu substanţe organice.
Oxigenul se obține și din peroxid de hidrogen în prezența unui catalizator - dioxid de mangan MnO2 conform ecuației:
2H2O2[MnO2] = 2H2O + O2
■ 17. De ce se adaugă MnO2 în timpul descompunerii sării Berthollet?
18. Oxigenul format în timpul descompunerii KMnO4 poate fi colectat deasupra apei. Reflectați acest lucru în diagrama dispozitivului.
19. Uneori, dacă dioxidul de mangan nu este disponibil în laborator, se adaugă un mic reziduu după calcinarea permanganatului de potasiu la sarea de berholtol. De ce este posibilă o astfel de înlocuire?
20. Ce volum de oxigen va fi eliberat în timpul descompunerii a 5 moli de sare Berthollet?
Oxigenul poate fi obținut și prin descompunerea nitraților atunci când este încălzit peste punctul de topire:
2KNO3 = 2KNO2 + O2
În industrie, oxigenul se obține în principal din aerul lichid. Aerul, transformat în stare lichidă, este supus evaporării. În primul rând, se evaporă (punctul său de fierbere este de 195,8°), iar oxigenul rămâne (punctul său de fierbere este -183°). În acest fel, oxigenul este obținut în formă aproape pură.
Uneori, dacă este disponibilă electricitate ieftină, oxigenul este obținut prin electroliza apei:
H2O ⇄ H + + OH —
N++ e— → Н 0
la catod
2OH — — e— → H2O + O; 2O = O2
la anod
■ 21. Lista laborator şi metode industriale obtinerea de oxigen. Notează-le în caiet, însoțind fiecare metodă cu ecuația reacției.
22. Reacțiile sunt folosite pentru a produce oxigen redox? Dați un răspuns motivat.
23. S-au luat 10 g din următoarele substanțe; permanganat de potasiu, sare berthollet, azotat de potasiu. În ce caz se va putea obține cel mai mare volum de oxigen?
24. S-a ars 1 g cărbune în oxigen obţinut prin încălzirea a 20 g de permanganat de potasiu. Ce procent din permanganat a fost descompus?
Oxigenul este cel mai abundent element din natură. Este utilizat pe scară largă în medicină, chimie, industrie etc. (Fig. 42).
Orez. 42. Utilizarea oxigenului.
Piloții de la altitudini mari, oamenii care lucrează într-o atmosferă de gaze nocive și cei angajați în lucrări subterane și subacvatice folosesc dispozitive cu oxigen (Fig. 43).
În cazurile în care este dificil din cauza unei anumite boli, persoana are voie să respire oxigen pur din pernă de oxigen sau pune-l într-un cort de oxigen.
În prezent, aerul îmbogățit cu oxigen sau oxigenul pur este utilizat pe scară largă pentru a intensifica procesele metalurgice. Pătrele cu oxigen-hidrogen și oxiacetilenă sunt folosite pentru sudarea și tăierea metalelor. Prin impregnarea substanţelor inflamabile cu oxigen lichid: rumeguş, pulbere de cărbune etc., se obţin amestecuri explozive numite oxyliquits.
■ 25. Desenează un tabel în caiet și completează-l.
Ozon O3
După cum sa menționat deja, elementul oxigen poate forma o altă modificare alotropică - ozonul O3. Ozonul fierbe la -111° și se solidifică la -250°. În stare gazoasă este albastru, în stare lichidă este albastru. ozonul din apă este mult mai mare decât oxigenul: 45 de volume de ozon se dizolvă în 100 de volume de apă.
Ozonul diferă de oxigen prin faptul că molecula sa este formată din trei, mai degrabă decât din doi atomi. Datorită acestui fapt, molecula de oxigen este mult mai stabilă decât molecula de ozon. Ozonul se descompune ușor conform ecuației:
O3 = O2 + [O]
Eliberarea de oxigen atomic în timpul descompunerii ozonului îl face un agent oxidant mult mai puternic decât oxigenul. Ozonul are un miros proaspăt („ozonul” în traducere înseamnă „miroase”). În natură, se formează sub influența unei descărcări electrice liniștite și în pădurile de pini. Pacienții cu boli pulmonare sunt sfătuiți să petreacă mai mult timp în pădurile de pini. Cu toate acestea, expunerea prelungită la o atmosferă foarte îmbogățită cu ozon poate avea un efect toxic asupra organismului. Intoxicația este însoțită de amețeli, greață și sângerări nazale. Cu otrăvirea cronică, pot apărea boli de inimă.
În laborator, ozonul se obține din oxigenul din ozonizatoare (Fig. 44). Oxigenul este trecut în tubul de sticlă 1, învelit la exterior cu firul 2. În interiorul tubului trece firul 3. Ambele fire sunt conectate la polii unei surse de curent care creează o tensiune înaltă la electrozii indicați. Între electrozi are loc o descărcare electrică liniștită, din cauza căreia se formează ozon din oxigen.
Fig 44; Ozonizator. 1 - recipient din sticlă; 2 - înfășurare exterioară; 3 - fir în interiorul tubului; 4 - soluție de iodură de potasiu cu amidon
3O2 = 2O3
Ozonul este un agent oxidant foarte puternic. Reacționează mult mai energetic decât oxigenul și, în general, este mult mai activ decât oxigenul. De exemplu, spre deosebire de oxigen, poate înlocui iodură de hidrogen sau sărurile de iodură:
2KI + O3 + H2O = 2KOH + I2 + O2
Există foarte puțin ozon în atmosferă (aproximativ o milioneme dintr-o sută), dar joacă un rol semnificativ în absorbția ultravioletelor. razele de soare, motiv pentru care cad pe pământ în cantități mai mici și nu au un efect dăunător asupra organismelor vii.
Ozonul este folosit în cantități mici în principal pentru aer condiționat și, de asemenea, în chimie.
■ 26. Ce sunt modificările alotropice?
27. De ce hârtia iod-amidon devine albastră sub influența ozonului? Dați un răspuns motivat.
28. De ce este o moleculă de oxigen mult mai stabilă decât o moleculă de ozon? Justificați răspunsul în termeni de structură intramoleculară.
Descoperirea oxigenului a avut loc de două ori, în a doua jumătate a secolului al XVIII-lea, la câțiva ani distanță. În 1771, oxigenul a fost obținut de suedezul Karl Scheele prin încălzirea salitrului și acidului sulfuric. Gazul rezultat a fost numit „aer de foc”. În 1774, chimistul englez Joseph Priestley a efectuat procesul de descompunere a oxidului de mercur într-un vas complet închis și a descoperit oxigenul, dar l-a confundat cu un ingredient din aer. Abia după ce Priestley a împărtășit descoperirea sa cu francezul Antoine Lavoisier, a devenit clar că un nou element (calorizator) fusese descoperit. Priestley preia conducerea acestei descoperiri, deoarece Scheele și-a publicat lucrarea științifică în care descrie descoperirea abia în 1777.
Oxigenul este un element din grupa XVI din perioada II a tabelului periodic elemente chimice DI. Mendeleev, are număr atomic 8 și masă atomică 15,9994. Se obișnuiește să se desemneze oxigenul prin simbol DESPRE(din latină Oxigeniu- generatoare de acid).În rusă numele oxigen a devenit un derivat al acizi, termen care a fost introdus de M.V. Lomonosov.
Fiind în natură
Oxigenul este cel mai frecvent element găsit în scoarța terestră și în Oceanul Mondial. Compușii oxigenului (în principal silicați) reprezintă cel puțin 47% din masa scoarței terestre, oxigenul este produs în timpul fotosintezei de către păduri și toate plantele verzi, cea mai mare parte provine din fitoplanctonul marin și apa dulce. Oxigen - obligatoriu componentă orice celule vii, se găsește și în majoritatea substanțelor de origine organică.
Proprietati fizice si chimice
Oxigenul este un nemetal ușor, aparține grupului de calcogeni și are activitate chimică ridicată. Oxigenul, ca substanță simplă, este un gaz incolor, inodor și fără gust; are o stare lichidă - lichid transparent albastru deschis și o stare solidă - cristale albastru deschis. Constă din doi atomi de oxigen (notați cu formula O₂).
Oxigenul este implicat în reacțiile redox. Ființele vii respiră oxigen din aer. Oxigenul este utilizat pe scară largă în medicină. Pentru boli cardiovasculare, pentru a îmbunătăți procesele metabolice, spuma de oxigen („cocktail de oxigen”) este injectată în stomac. Administrarea subcutanată a oxigenului este utilizată pentru ulcerul trofic, elefantiaza și gangrena. Pentru dezinfectarea aerului și dezodorizarea și curățarea bând apă se foloseşte îmbogăţirea artificială cu ozon.
Oxigenul este baza activității vitale a tuturor organismelor vii de pe Pământ și este principalul element biogen. Se găsește în moleculele tuturor celor mai importante substanțe care sunt responsabile de structura și funcțiile celulelor (lipide, proteine, carbohidrați, acizi nucleici). Fiecare organism viu conține mult mai mult oxigen decât orice element (până la 70%). De exemplu, corpul unui om adult mediu care cântărește 70 kg conține 43 kg de oxigen.
Oxigenul pătrunde în organismele vii (plante, animale și oameni) prin sistemul respirator și prin aportul de apă. Amintindu-ne că în corpul uman cel mai mult corpul principal respirația este pielea, devine clar cât de mult oxigen poate primi o persoană, mai ales vara pe malul unui rezervor. Determinarea nevoii de oxigen a unei persoane este destul de dificilă, deoarece depinde de mulți factori - vârstă, sex, greutate corporală și suprafață, sistemul de nutriție, Mediul extern etc.
Utilizarea oxigenului în viață
Oxigenul este folosit aproape peste tot - de la metalurgie la producția de combustibil pentru rachete și explozivi folosiți pentru lucrări de drumuri in munti; de la medicină la industria alimentară.
În industria alimentară, oxigenul este înregistrat ca aditiv alimentar, ca propulsor și gaz de ambalare.