Презентация, доклад на тему Кислород. Полная характеристика элемента

Иззатуллаевна
Учитель химии

встречаются уже
в VIII веке в трактате китайского алхимика Мао Хоа.
Китайцы представляли себе,
что этот газ («йын») — составная часть воздуха, и называли его «деятельным началом»!
Жителям самой большой азиатской страны было известно и то,
что кислород соединяется с древесным углем,
горящей серой, некоторыми металлами.
Китайцы могли и получать кислород, используя соединения типа селитры.

Лишь в XV веке о кислороде мимоходом упоминает великий Леонардо да Винчи.
Вновь его открывает в XVII веке голландец Корнелиус ван Дреббель. 

История открытия КИСЛОРОДА

Все эти древние сведения постепенно забылись.

разными способами, но не знали, что держат в руках новый элемент.  
По-видимому, на самом деле кислород был открыт гораздо раньше официальной даты. Подтверждением этому может быть и история, связанная с созданием первой в мире подводной лодки Корнелиусом ван Дреббелем (Drebbel, Cornelius,1572-1633).   
Примерно в 1620 г. (в литературных источниках нет точной даты) он продемонстрировал в Лондоне английскому королю Иакову I и нескольким тысячам зрителей, собравшихся на берегу Темзы, первую в мире подводную лодку.

Чем дышали в 1620 г. первые в мире подводники? Секрет получения кислорода Корнелиуса ван Дреббеля.

принято считать, что в открытии кислорода принимали участие
Карл Шелле, Джозеф Пристли и Антуан Лавуазье.
В XVII веке, при изучении нагревания многих веществ, ученый Шелле заметил выделения газа. По одной версии принято считать, что именно в 1771 году, при нагревании пиролюзита с кислотой им и был получен кислород, по другой версии ученый подвергал нагреванию селитру.

Шведскому химику Карлу Шелле удалось разгадать великую тайну о том, что воздух состоит из двух компонентов –
«негодного» и «огненного».
В те годы, распространенная теория о флогистоне, так и не дала возможности дальше O2 быть исследованному.
Мистика огненного воздуха так и осталась для многих ученых того времени просто загадкой

Свой О2 Дж. Пристли получил достаточно простым способом, он поместил HgO под колбу,
и нагрел ее с помощью линзы. Далее, поместив под колбу горящую свечу, он сделал открытие, что она горит в несколько раз ярче.
Но пресловутая теория о флогистоне опять помешала тщательней исследовать получившийся газ. 

ученый, которого по праву тоже можно считать открывателем O2, считается А. Л. Лавуазье. Проанализировав все исследования своих коллег, он решил сам провести эксперимент по получению чудо газа. Проделав опыт, подобный Пристли,
он доказал,
что в воздухе присутствует O2 и N2. Так же, он научно объяснил процессы горения веществ в O2.

В 1777 году А. Лавуазье сделал выводы, что этот газ является одним из составляющих элементом атмосферы. Теория о флогистоне была, наконец, то разрушена.
В дальнейшем А. Лавуазье посвятил не один год на изучение кислорода,
в 1779 году дав ему название – охуgenium, в переводе означающий – рождающий кислоту.

элементы, расположенные во втором периоде.
Номер группы –VI (халькогены) – свидетельствует о том,
что на внешнем ē уровне атома О2 находится 6 валентных ē.
Обладает высокой окислительной способностью (выше только у F2).

О2 – элемент p-семейства.

+8

2

6

K

L

1s22s22p4

2s2

2p4

На 2р-подуровне атома имеются 2 неспаренных ē, что объясняет появление с/о –2 и +2.
2 спаренных ē не могут разъединиться, чтобы с/о возросла до +4, как у S и других халькогенов.

Причина — отсутствие свободного подуровня.

Поэтому в соединениях х/э О2 не проявляет валентность и с/о, = № гр. в коротком варианте периодической системы (6).
Обычное для него окислительное число равно –2.

O=O,   :O::O:

..

..

в природе весьма разнообразно.
Нахождение кислорода в природе как отдельного несвязанного элемента зафиксировано только в атмосфере планеты.

Нахождение кислорода в природе

виде озона О3. Молекула озона состоит из трёх атомов кислорода.
Голубой цвет неба непосредственно связан с наличием этого соединения в верхних слоях атмосферы.
Благодаря озону, жёсткое коротковолновое излучение от нашего Солнца поглощается и не попадает на поверхность.

Нахождение кислорода в природе

В случае отсутствия озонового слоя органическая жизнь была бы уничтожена, подобно поджаренной еде в микроволновой печи.

В гидросфере нашей планеты этот элемент находится в связанном виде с двумя молекулами водорода и образует воду.

Доля содержания кислорода в океанах, морях, реках и подземных водах оценивается около 86- 89 %, с учётом растворенных солей.

В земной коре кислород находится в связанном виде и является наиболее распространённым элементом.
Его доля составляет около 47 %.
Нахождение кислорода в природе не ограничивается оболочками планеты, этот элемент входит в состав всех органических существ.
Его доля в среднем достигает 67 % от общей массы всех элементов.

путём его сжижения под давлением и при температуре в -183°С. Жидкий воздух подвергают испарению, т.е. постепенно нагревают. При -196°C азот начинает улетучиваться,
а кислород сохраняет жидкое состояние.

Известно несколько способов получения кислорода из различных соединений в промышленных и лабораторных условиях.

1 способ

2 способ

Жидкий кислород

Основные электродные процессы при электролизе – выделение водорода на катоде и кислорода на аноде
по суммарной реакции
2Н2О→ 2Н2+О2.
Кислород является при электролизе попутным продуктом, самостоятельного значения этот продукт не имеет, поскольку получать кислород из воздуха экономичнее

пробирку насыпаем кристаллический перманганат калия.
При нагревании перманганат калия начинает разлагаться, и выделяется кислород.
Тлеющая лучинка вспыхивает в колбе.

в 1 объёме воды растворяется примерно 3,1 объёма кислорода. Растворимость кислорода, так же как и других газов, зависит от температуры. С повышением температуры растворимость уменьшается.

галогенов) сгорают в О2 с образованием оксидов.
Если S зажечь и опустить в сосуд с O2, то она сгорает ярким синим пламенем.
При этом образуется сернистый газ:
S + O2 = SO2 + Q.

Зажжённый P горит в О2 белым пламенем.
Сосуд заполняется дымом, состоящим из мелких частиц оксида фосфора(V): 
4P + 5O2 = 2P2O5 + Q.

Подобным образом протекают реакции с углеродом, кремнием, водородом:
 
C + O2 = CO2 + Q, 
Si + O2 = SiO2 + Q, 
2H2 + O2 = 2H2O + Q.
 
Реакция азота с кислородом идёт с поглощением тепла. Для её протекания требуется высокая температура:
N2 + O2 ⇄ NO − Q. (3000°C)

2Li2O,
 
2Ca + O2 = 2CaO + Q.
 
При нагревании реагируют менее активные металлы: 
 
2Cu + O2 = 2CuO.
 
Многие металлы сгорают в кислороде. Так, раскалённое железо в чистом кислороде начинает ярко светиться и разбрасывать яркие искры:
 
3Fe + 2O2 = Fe3O4 + Q.

Химические свойства О2

с простыми веществами-металлами

В реакции с железом образуется смешанный оксид: Fe3O4 (FeO⋅Fe2O3).

Неактивные металлы (Au, Pt, Ag) + O2 не реагируют.

правило, образуются оксиды элементов, входящих в состав этих веществ:
 
CH4 + 3O2 = CO2 + 2H2O + Q,
 
2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O + Q,
 
2CO + O2 = 2CO2 + Q

Химические свойства О2

со сложными веществами

устройств для
сжижения и разделения жидкого воздуха.

более эффективного сжигания топлива вместо воздуха в горелках используют кислородно-воздушную смесь.
Сварка и резка металлов
Кислород в баллонах голубого цвета широко используется для газопламенной резки и сварки металлов.

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).

В пищевой промышленности
В пищевой промышленности кислород зарегистрирован в качестве пищевой добавки E948, как пропеллент и упаковочный газ.

В химической промышленности
В химической промышленности кислород используют как реактив-окислитель в многочисленных синтезах,
например, — окисления углеводородов в кислородсодержащие соединения (спирты, альдегиды, кислоты), аммиака в оксиды азота в производстве азотной кислоты.
Вследствие высоких температур, развивающихся при окислении, последние часто проводят в режиме горения.

различной ёмкости от 1,2 до 10,0 литров под давлением до 15 МПа (150 атм) и используется для обогащения дыхательных газовых смесей в наркозной аппаратуре, при нарушении дыхания, для купирования приступа бронхиальной астмы, устранения гипоксии любого генеза, при декомпрессионной болезни, для лечения патологии желудочно-кишечного тракта в виде кислородных коктейлей.
Для индивидуального применения медицинским кислородом из баллонов заполняют специальные прорезиненные ёмкости — кислородные подушки.
Для подачи кислорода или кислородо-воздушной смеси одновременно одному или двум пострадавшим в полевых условиях или в условиях стационара применяются кислородные ингаляторы различных моделей и модификаций.
Достоинством кислородного ингалятора является наличие конденсатора-увлажнителя газовой смеси, использующего влагу выдыхаемого воздуха.