Химические свойства кислорода

Химические свойства

Кислород - второй по электроотрицательности элемент после фтора, поэтому он проявляет сильные окислительные свойства. С большинством металлов он реагирует уже при комнатной температуре, образуя основные оксиды. С неметаллами (за исключением гелия, неона, аргона) кислород реагирует, как правило, при нагревании. Так, с фосфором он реагирует при температуре ~ 60 °С, образуя Р2О5, с серой - при температуре около 250 °С:

 S + О2 = SO2.  

С графитом кислород реагирует при 700 °С 

С + О2 = СО2

Взаимодействие кислорода с азотом начинается лишь при 1200°С или в электрическом разряде

 N2 + О2 2NО - Q. 

Кислород реагирует и со многими сложными соединениями, например с оксидом азота (II) он реагирует уже при комнатной температуре:

  2NО + О2 = 2NО2

Сероводород, реагируя с кислородом при нагревании, дает серу

2S + О2 = 2S + 2Н2О

или оксид серы (IV)

2S + ЗО2 = 2SО2 + 2Н2О

в зависимости от соотношения между кислородом и сероводорододом.

В приведенных реакциях кислород является окислителем. В большинстве реакций окисления с участием кислорода выделяется тепло и свет - такие процессы называются горением.

Еще более сильным окислителем, чем кислород О2, является озон О3. Он образуется в атмосфере при грозовых разрядах, объясняется специфический запах свежести после грозы. Обычно озон получают пропусканием разряда через кислород (реакция эндотермическая и сильно обратимая; выход озона около 5%):

ЗО23 - 284 кДж.

При взаимодействии озона с раствором иодида калия выделяется йод, тогда как с кислородом эта реакция не идет:

2КI + О3 + Н2О = I2 + 2КОН + О2.

Реакция часто используется как качественная для обнаружения ионов I- или озона. Для этого в раствор добавляют крахмал, который дает характерный синий комплекс с выделившимся иодом. Реакция качественная еще и потому, что озон не окисляет ионы Сl- и Br-.

При пропускании газообразного озона через раствор какого-либо алкена в тетрахлорметане при температуре ниже 20°С образуется озонид соответствующего алкена:

 




O





/




\


H2C = CH2 + O3 → H2C






CH2


\




/




O


O




озонид этилена

Озониды - неустойчивые соединения. Они подвергаются гидролизу с образованием альдегидов или кетонов, например:




O





/




\


H 2C





CH2

+ H2O → CH2 = O+H2O2


\




/




O


O



В этом случае часть метаналя (формальдегида) реагирует с пероксидом водорода, образуя метановую (муравьиную) кислоту:

НСНО + Н2О2 → НСООН + Н2О.

Получение и применение

В промышленности кислород получают:

1) фракционной перегонкой жидкого воздуха (азот, обладающий более низкой температурой кипения, испаряется, а жидкий кислород остается);

2) электролизом воды. Ежегодно во всем мире получают свыше 80 млн. т кислорода.

В лабораторных условиях кислород получают разложением ряда солей, оксидов и пероксидов:

 2КМnО4 К2MnО4 + МnО2 + О2↑,

 2Сr2О7 2CrO4 + 2Сr2О3 + 3O2↑, 

 NО3NО2 + О2↑,

 2Pb3О4 6PbО + О2↑,

 gО 2Нg + О2 ↑,

 2ВаО2 2ВаО + О2↑,

  2O2  2О + О2↑.

Особенно легко кислород выделяется в результате последней реакции, поскольку в пероксиде водорода Н2О2 не двойная, а одинарная связь между атомами кислорода -О-.

В частности, пероксиды щелочных металлов используют на космических станциях для обеспечения космонавтов кислородом за счет его регенерации из выдыхаемого СО2:

2О2 + 2СО2 = 2К2СО3 + О2.

Кислород и его соединения (в первую очередь Н2О, СО2) незаменимы для поддержания жизни. Они играют важнейшую роль в процессах обмена веществ и дыхания. Большая часть добываемого в мире кислорода расходуется в металлургической промышленности для получения стали из чугуна. Кислород необходим также для сжигания всевозможных горючих топливных материалов, таких как метан, нефть, уголь и т.п. Его широко применяют в химической промышленности для получения самых разнообразных соединений. В космической технике кислород используется для сжигания водорода и других видов горючего, в медицинской практике - для поддержания жизни больных с затрудненным дыханием (кислородные подушки, барокамеры, «кислородный коктейль»).


Нравится материал? Поддержи автора!

Ещё документы из категории химия:

X Код для использования на сайте:
Ширина блока px

Скопируйте этот код и вставьте себе на сайт

X

Чтобы скачать документ, порекомендуйте, пожалуйста, его своим друзьям в любой соц. сети.

После чего кнопка «СКАЧАТЬ» станет доступной!

Кнопочки находятся чуть ниже. Спасибо!

Кнопки:

Скачать документ