Dobivanje kiseonika - Hipermarket znanja. Hemijska i fizička svojstva, primjena i proizvodnja kisika Metode za proizvodnju kisikovih reakcija

SVOJSTVA KISEONIKA I NAČINI NJEGOVOG DOBIJANJA

Kiseonik O2 je najzastupljeniji element na zemlji. Nalazi se u velikim količinama u obliku hemijskih jedinjenja sa raznim supstancama u zemljinoj kori (do 50% tež.), u kombinaciji sa vodonikom u vodi (oko 86% tež.) i u slobodnom stanju u atmosferskom vazduhu u mešavina uglavnom sa azotom u količini od 20,93% vol. (23,15% mas.).

Kiseonik je od velikog značaja u nacionalnoj ekonomiji. Široko se koristi u metalurgiji; hemijska industrija; za gasno-plamensku obradu metala, vatrogasno bušenje tvrdih stena, podzemnu gasifikaciju uglja; u medicini i raznim aparatima za disanje, na primjer za letove na velikim visinama, iu drugim oblastima.

U normalnim uslovima, kiseonik je gas bez boje, mirisa i ukusa koji nije zapaljiv, ali aktivno podržava sagorevanje. Na veoma niskim temperaturama kiseonik se pretvara u tečnost, pa čak i čvrstu materiju.

Najvažnije fizičke konstante kiseonika su sledeće:

Kiseonik ima veliku hemijsku aktivnost i formira spojeve sa svim hemijskim elementima osim retkih gasova. Reakcije kiseonika sa organskim materijama imaju izražen egzotermni karakter. Dakle, kada komprimirani kisik stupi u interakciju s masnim ili fino dispergiranim čvrstim zapaljivim tvarima, dolazi do njihove trenutne oksidacije i stvorena toplina doprinosi spontanom izgaranju ovih tvari, što može uzrokovati požar ili eksploziju. Ovo svojstvo se mora posebno uzeti u obzir pri rukovanju opremom za kiseonik.

Jedno od važnih svojstava kiseonika je njegova sposobnost da formira eksplozivne mešavine sa zapaljivim gasovima i tečnim zapaljivim parama u širokom opsegu, što takođe može dovesti do eksplozije u prisustvu otvorenog plamena ili čak varnice. Eksplozivne su i mješavine zraka s plinskim ili parnim gorivima.

Kiseonik se može dobiti: 1) hemijskim metodama; 2) elektroliza vode; 3) fizički iz vazduha.

Hemijske metode koje uključuju proizvodnju kisika iz različitih supstanci su neučinkovite i trenutno imaju samo laboratorijski značaj.

Elektroliza vode, odnosno njena razgradnja na njene komponente - vodonik i kiseonik, vrši se u uređajima koji se nazivaju elektrolizatori. Kroz vodu se propušta jednosmjerna struja kojoj se dodaje kaustična soda NaOH radi povećanja električne provodljivosti; kiseonik se skuplja na anodi, a vodonik na katodi. Nedostatak ove metode je velika potrošnja energije: 12-15 kW se troši na 1 m 3 0 2 (osim toga, dobiva se 2 m 3 N 2). h Ova metoda je racionalna u prisustvu jeftine električne energije, kao iu proizvodnji elektrolitičkog vodonika, kada je kiseonik otpadni proizvod.

Fizička metoda je odvajanje zraka na njegove komponente pomoću dubokog hlađenja. Ova metoda omogućava dobivanje kisika u gotovo neograničenim količinama i od velikog je industrijskog značaja. Potrošnja električne energije po 1 m 3 O 2 iznosi 0,4-1,6 kW. h, ovisno o vrsti instalacije.

DOBIJANJE KISEONIKA IZ ZRAKA

Atmosferski vazduh je uglavnom mehanička mešavina tri gasa sa sledećim zapreminskim sadržajem: azot - 78,09%, kiseonik - 20,93%, argon - 0,93%. Osim toga, sadrži oko 0,03% ugljičnog dioksida i male količine rijetkih plinova, vodonika, dušikovog oksida itd.

Glavni zadatak u dobivanju kisika iz zraka je razdvajanje zraka na kisik i dušik. Usput se izdvaja argon, čija je upotreba u specijalnim metodama zavarivanja u stalnom porastu, kao i rijetki plinovi koji imaju važnu ulogu u nizu industrija. Azot se koristi u zavarivanju kao zaštitni plin, u medicini i drugim poljima.

Suština metode je duboko hlađenje vazduha, pretvaranje u tečno stanje, koje se pri normalnom atmosferskom pritisku može postići u temperaturnom rasponu od -191,8°C (početak ukapljivanja) do -193,7°C (kraj ukapljivanja). ).

Odvajanje tekućine na kisik i dušik vrši se korištenjem razlike u njihovim temperaturama ključanja, i to: T bp. o2 = -182,97° C; Temperatura ključanja N2 = -195,8° C (na 760 mm Hg).

Postepenim isparavanjem tečnosti, azot, koji ima nižu tačku ključanja, prvo će preći u gasovitu fazu, a kako se oslobađa, tečnost će biti obogaćena kiseonikom. Višestruko ponavljanje ovog procesa omogućava dobijanje kiseonika i azota potrebne čistoće. Ova metoda razdvajanja tekućina na sastavne dijelove naziva se rektifikacija.

Za proizvodnju kiseonika iz vazduha postoje specijalizovana preduzeća opremljena jedinicama visokih performansi. Osim toga, velika metaloprerađivačka preduzeća imaju svoje stanice za kiseonik.

Niske temperature potrebne za ukapljivanje zraka postižu se korištenjem takozvanih ciklusa hlađenja. Glavni ciklusi hlađenja koji se koriste u modernim instalacijama ukratko su razmotreni u nastavku.

Ciklus hlađenja s prigušivanjem zraka temelji se na Joule-Thomsonovom efektu, odnosno naglom padu temperature plina tokom njegovog slobodnog širenja. Dijagram ciklusa je prikazan na sl. 2.

Vazduh se komprimira u višestepenom kompresoru 1 do 200 kgf/cm2 i zatim prolazi kroz frižider 2 sa tekućom vodom. Dubinsko hlađenje zraka nastaje u izmjenjivaču topline 3 obrnutim strujanjem hladnog plina iz kolektora tekućine (ukapljivača) 4. Kao rezultat širenja zraka u prigušnom ventilu 5, on se dodatno hladi i djelomično. tečni.

Pritisak u kolektoru 4 se reguliše unutar 1-2 kgf/cm 2 . Tečnost se periodično odvodi iz sakupljača u posebne posude kroz ventil 6. Netečni deo vazduha se ispušta kroz izmenjivač toplote, hladeći nove porcije ulaznog vazduha.

Hlađenje zraka do temperature ukapljivanja se odvija postepeno; Kada je instalacija uključena, postoji period puštanja u rad tokom kojeg se ne opaža ukapljivanje vazduha, već se dešava samo hlađenje instalacije. Ovaj period traje nekoliko sati.

Prednost ciklusa je njegova jednostavnost, ali nedostatak je relativno velika potrošnja energije - do 4,1 kW. h po 1 kg tečnog zraka pri pritisku kompresora od 200 kgf/cm 2; pri nižem pritisku, specifična potrošnja energije naglo raste. Ovaj ciklus se koristi u instalacijama niskog i srednjeg kapaciteta za proizvodnju gasa kiseonika.

Ciklus sa prigušivanjem i predhlađenjem vazduha amonijakom je nešto složeniji.

Rashladni ciklus srednjeg pritiska sa ekspanzijom u ekspanderu zasniva se na smanjenju temperature gasa tokom ekspanzije sa povratkom spoljašnjeg rada. Osim toga, koristi se i Joule-Thomsonov efekat. Dijagram ciklusa je prikazan na sl. 3.

Vazduh se kompresuje u kompresoru 1 do 20-40 kgf/cm 2, prolazi kroz frižider 2, a zatim kroz izmenjivače toplote 3 i 4. Nakon izmenjivača toplote 3, najveći deo vazduha (70-80%) se šalje na ekspanziju klipa. mašinski ekspander 6, a manji deo vazduha (20-30%) ide na slobodno širenje u prigušni ventil 5, a zatim u kolektor 7 koji ima ventil 8 za ispuštanje tečnosti. U ekspanderu 6

vazduh, već ohlađen u prvom izmenjivaču toplote, radi - gura klip mašine, pritisak mu pada na 1 kgf/cm 2, zbog čega temperatura naglo pada. Iz ekspandera se hladni zrak, temperature oko -100 °C, ispušta van kroz izmjenjivače topline 4 i 3, hladeći ulazni zrak. Tako ekspander obezbeđuje veoma efikasno hlađenje instalacije pri relativno niskom pritisku u kompresoru. Korisno se koristi rad ekspandera i time se djelomično nadoknađuje energija utrošena na kompresiju zraka u kompresoru.

Prednosti ciklusa su: relativno nizak pritisak kompresije, što pojednostavljuje konstrukciju kompresora, i povećan kapacitet hlađenja (zahvaljujući ekspanderu), koji osigurava stabilan rad instalacije kada se kiseonik uzima u tečnom obliku.

Rashladni ciklus niskog pritiska sa ekspanzijom u turboekspanderu, razvijen od strane akad. P. L. Kapitsa, zasniva se na korišćenju vazduha niskog pritiska uz proizvodnju hladnoće samo kroz ekspanziju ovog vazduha u vazdušnoj turbini (turboekpander) uz proizvodnju spoljnog rada. Dijagram ciklusa je prikazan na sl. 4.

Vazduh se komprimira turbokompresorom 1 na 6-7 kgf/cm2, hladi se vodom u frižideru 2 i dovodi u regeneratore 3 (izmjenjivači topline), gdje se hladi obrnutim strujanjem hladnog zraka. Do 95% vazduha nakon regeneratora se šalje u turboekspander 4, ekspandira se do apsolutnog pritiska od 1 kgf/cm 2 sa spoljnim radom i oštro se hladi, nakon čega se dovodi u cevni prostor kondenzatora 5. i kondenzuje ostatak komprimovanog vazduha (5%), ulazeći u prsten. Iz kondenzatora 5 glavni protok vazduha se usmerava ka regeneratorima i hladi nadolazeći vazduh, a tečni vazduh prolazi kroz prigušni ventil 6 u kolektor 7, odakle se odvodi kroz ventil 8. Na dijagramu je prikazan jedan regenerator. , ali u stvarnosti ih ima nekoliko i pali se jedan po jedan.

Prednosti ciklusa niskog pritiska sa turboekspanderom su: veća efikasnost turbomašina u poređenju sa klipnim mašinama, pojednostavljenje tehnološke šeme, povećana pouzdanost i sigurnost od eksplozije instalacije. Ciklus se koristi u instalacijama velikog kapaciteta.

Razdvajanje tečnog vazduha na komponente vrši se procesom rektifikacije, čija je suština da se parna mešavina azota i kiseonika nastala isparavanjem tečnog vazduha propušta kroz tečnost sa manjim sadržajem kiseonika. Budući da je u tekućini manje kisika, a više dušika, ona ima nižu temperaturu od pare koja prolazi kroz nju, a to uzrokuje kondenzaciju kisika iz pare i njeno obogaćivanje tekućine uz istovremeno isparavanje dušika iz tekućine, tj. njegovo obogaćivanje pare iznad tečnosti.

Ideju o suštini procesa rektifikacije može dati slika prikazana na Sl. 5 je pojednostavljeni dijagram procesa ponovljenog isparavanja i kondenzacije tekućeg zraka.

Pretpostavljamo da se vazduh sastoji samo od azota i kiseonika. Zamislimo da postoji nekoliko posuda (I-V) povezanih jedna s drugom. Zahvaljujući stepenastom rasporedu posuda, tečnost će teći prema dole i istovremeno se postepeno obogaćivati ​​kiseonikom, a temperatura će joj porasti.

Pretpostavimo da se u sudu II nalazi tečnost koja sadrži 30% 0 2, u sudu III - 40%, u sudu IV - 50% iu sudu V - 60% kiseonika.

Da bismo odredili sadržaj kisika u parnoj fazi, koristit ćemo poseban grafikon - Sl. 6, čije krive pokazuju sadržaj kiseonika u tečnosti i pari pri različitim pritiscima.

Započnimo isparavanje tečnosti u posudi V pri apsolutnom pritisku od 1 kgf/cm 2 . Kao što se može vidjeti sa sl. 6, iznad tečnosti u ovoj posudi, koja se sastoji od 60% 0 2 i 40% N 2, može postojati ravnotežni sastav pare koji sadrži 26,5% 0 2 i 73,5% N 2, koji ima istu temperaturu kao tečnost. Ovu paru ubacujemo u posudu IV, gdje tečnost sadrži samo 50% 0 2 i 50% N 2 i stoga će biti hladnija. Od sl. 6 pokazuje da para iznad ove tečnosti može sadržati samo 19% 0 2 i 81% N 2, a samo u tom slučaju će njena temperatura biti jednaka temperaturi tečnosti u ovoj posudi.

Shodno tome, para koja se dovodi u posudu IV iz posude V, koja sadrži 26,5% O 2, ima višu temperaturu od tečnosti u posudi IV; stoga se kiseonik iz pare kondenzuje u tečnosti posude IV, a deo azota iz nje će ispariti. Kao rezultat, tečnost u posudi IV će biti obogaćena kiseonikom, a para iznad nje biće obogaćena azotom.

Sličan proces će se desiti i u drugim posudama, pa se tečnost prilikom ispuštanja iz gornjih sudova u donje obogaćuje kiseonikom, kondenzuje je iz dižućih para i daje im svoj dušik.

Nastavljajući proces prema gore, možete dobiti paru koja se sastoji od gotovo čistog dušika, au donjem dijelu - čistog tekućeg kisika. U stvarnosti, proces rektifikacije koji se dešava u destilacionim kolonama postrojenja za kiseonik je mnogo komplikovaniji od opisanog, ali njegov osnovni sadržaj je isti.

Bez obzira na tehnološku shemu instalacije i vrstu rashladnog ciklusa, proces proizvodnje kisika iz zraka uključuje sljedeće faze:

1) čišćenje zraka od prašine, vodene pare i ugljičnog dioksida. Vezanje CO 2 se postiže propuštanjem vazduha kroz vodeni rastvor NaOH;

2) kompresiju vazduha u kompresoru, nakon čega sledi hlađenje u frižiderima;

3) hlađenje komprimovanog vazduha u izmenjivačima toplote;

4) širenje komprimovanog vazduha u prigušnoj klapni ili ekspanderu radi njegovog hlađenja i tečnosti;

5) ukapljivanje i rektifikacija vazduha radi proizvodnje kiseonika i azota;

6) ispuštanje tečnog kiseonika u stacionarne rezervoare i ispuštanje gasovitog kiseonika u rezervoare za gas;

7) kontrolu kvaliteta proizvedenog kiseonika;

8) punjenje transportnih rezervoara tečnim kiseonikom i punjenje cilindara gasovitim kiseonikom.

Kvalitet plinovitog i tekućeg kisika reguliran je odgovarajućim GOST-ovima.

Prema GOST 5583-58, gasoviti tehnički kiseonik proizvodi se u tri razreda: najviši - sa sadržajem ne manjim od 99,5% O 2, 1 - ne manji od 99,2% O 2 i 2 - ne manji od 98,5% O 2 , ostalo je argon i azot (0,5-1,5%). Sadržaj vlage ne bi trebao biti veći od 0,07 g/f 3 . Kiseonik dobijen elektrolizom vode ne bi trebalo da sadrži više od 0,7% vodonika po zapremini.

Prema GOST 6331-52, tečni kiseonik se proizvodi u dva razreda: razred A sa sadržajem od najmanje 99,2% O 2 i razred B sa sadržajem od najmanje 98,5% O 2 . Sadržaj acetilena u tečnom kiseoniku ne bi trebalo da prelazi 0,3 cm 3 /l.

Procesni kiseonik koji se koristi za intenziviranje različitih procesa u metalurškoj, hemijskoj i drugim industrijama sadrži 90-98% O 2 .

Kontrola kvaliteta gasovitog, ali i tečnog kiseonika vrši se direktno tokom procesa proizvodnje uz pomoć posebnih instrumenata.

Administracija Ukupna ocjena članka: Objavljeno: 2012.06.01

Kiseonik zauzima 21% atmosferskog vazduha. Najviše se nalazi u zemljinoj kori, slatkoj vodi i živim mikroorganizmima. Koristi se u mnogim oblastima industrije i koristi se za ekonomske i medicinske potrebe. Potražnja za supstancom je zbog njenih hemijskih i fizičkih svojstava.

Kako se kisik proizvodi u industriji. 3 metode

Proizvodnja kisika u industriji odvija se dijeljenjem atmosferskog zraka. Za to se koriste sljedeće metode:

Proizvodnja kisika u industrijskim razmjerima je od velike važnosti. Velika pažnja se mora posvetiti odabiru tehnologije i odgovarajuće opreme. Učinjene greške mogu negativno utjecati na tehnološki proces i dovesti do povećanja troškova klanja.

Tehničke karakteristike opreme za proizvodnju kiseonika u industriji

Generatori industrijskog tipa “OXIMAT” pomažu da se uspostavi proces dobijanja kiseonika u gasovitom stanju. Njihove tehničke karakteristike i karakteristike dizajna imaju za cilj dobijanje ove supstance u industriji potrebne čistoće i potrebne količine tokom celog dana (bez prekida). Treba napomenuti da oprema može raditi u bilo kojem načinu rada, sa i bez zaustavljanja. Jedinica radi pod pritiskom. Na ulazu treba biti osušeni zrak u komprimiranom stanju, bez vlage. Dostupni su modeli malog, srednjeg i velikog kapaciteta.

Vazduh je neiscrpni izvor kiseonika. Da bi se iz njega dobio kiseonik, ovaj gas se mora odvojiti od azota i drugih gasova. Industrijska metoda proizvodnje kisika temelji se na ovoj ideji. Realizira se pomoću posebne, prilično glomazne opreme. Prvo se vazduh u velikoj meri ohladi dok se ne pretvori u tečnost. Zatim se temperatura ukapljenog zraka postepeno povećava. Iz njega se prvi počinje oslobađati plin dušik (tačka ključanja tekućeg dušika je -196 ° C), a tekućina se obogaćuje kisikom.

Dobivanje kiseonika u laboratoriji. Laboratorijske metode za proizvodnju kiseonika zasnivaju se na hemijskim reakcijama.

J. Priestley je dobio ovaj plin iz spoja zvanog živin(II) oksid. Naučnik je koristio stakleno sočivo kojim je fokusirao sunčevu svetlost na supstancu.

U modernoj verziji, ovaj eksperiment je prikazan na slici 54. Kada se zagrije, živin (||) oksid (žuti prah) pretvara se u živu i kisik. Živa se oslobađa u gasovitom stanju i kondenzuje se na zidovima epruvete u obliku srebrnastih kapi. Kiseonik se sakuplja iznad vode u drugoj epruveti.

Priestleyeva metoda se više ne koristi jer je živa para otrovna. Kiseonik se proizvodi pomoću drugih reakcija sličnih onoj o kojoj se raspravlja. Obično se javljaju prilikom zagrijavanja.

Reakcije u kojima iz jedne supstance nastaje nekoliko drugih naziva se reakcijama raspadanja.

Za dobivanje kisika u laboratoriji koriste se sljedeća jedinjenja koja sadrže kisik:

Kalijum permanganat KMnO4 (uobičajeni naziv kalijum permanganat; supstanca je uobičajeno dezinfekciono sredstvo)

Kalijum hlorat KClO3 (trivijalan naziv - Bertoletova so, u čast francuskog hemičara s kraja 18. - početka 19. veka C.-L. Bertholleta)

Mala količina katalizatora - mangan (IV) oksida MnO2 - dodaje se kalijevom hloratu tako da dolazi do razgradnje jedinjenja uz oslobađanje kiseonika1.

Struktura molekula halkogen hidrida H2E može se analizirati metodom molekularne orbite (MO). Kao primjer, razmotrite dijagram molekularnih orbitala molekule vode (slika 3)

Za konstrukciju (Za više detalja vidi G. Grey "Electrons and Chemical Bonding", M., izdavačka kuća "Mir", 1967, str. 155-62 i G. L. Miessier, D. A. Tarr, "Neorganska hemija", Prantice Hall Int. Inc., 1991, str.153-57) dijagrama MO molekula H2O, kombinućemo ishodište koordinata sa atomom kiseonika, a atome vodonika postaviti u ravninu xz (slika 3). Preklapanje 2s- i 2p-AO kiseonika sa 1s-AO vodonika prikazano je na slici 4. AO vodonika i kiseonika, koji imaju istu simetriju i slične energije, učestvuju u formiranju MO. Međutim, doprinos AO formiranju MO je različit, što se ogleda u različitim vrijednostima koeficijenata u odgovarajućim linearnim kombinacijama AO. Interakcija (preklapanje) 1s-AO vodonika i 2s- i 2pz-AO kiseonika dovodi do formiranja 2a1-vezujućih i 4a1-antivezujućih MO-ova.

Pozdrav. Danas ću vam reći o kiseoniku i kako ga nabaviti. Da vas podsjetim da ako imate pitanja za mene, možete ih napisati u komentarima na članak. Ako vam treba pomoć iz hemije, . Biće mi drago da vam pomognem.

Kiseonik je u prirodi rasprostranjen u obliku izotopa 16 O, 17 O, 18 O, koji na Zemlji imaju sledeće procente - 99,76%, 0,048%, 0,192%.

U slobodnom stanju kiseonik postoji u obliku tri alotropske modifikacije : atomski kiseonik - O o, dioksigen - O 2 i ozon - O 3. Štaviše, atomski kiseonik se može dobiti na sledeći način:

KClO 3 = KCl + 3O 0

KNO 3 = KNO 2 + O 0

Kiseonik je deo više od 1400 različitih minerala i organskih materija u atmosferi, njegov sadržaj je 21% zapremine. A ljudsko tijelo sadrži do 65% kisika. Kiseonik je gas bez boje i mirisa, slabo rastvorljiv u vodi (3 zapremine kiseonika se otapaju u 100 zapremina vode na 20 o C).

U laboratoriji se kisik dobiva umjerenim zagrijavanjem određenih tvari:

1) Prilikom razlaganja jedinjenja mangana (+7) i (+4):

2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
permanganat manganat
kalijum kalijum

2MnO 2 → 2MnO + O 2

2) Prilikom razlaganja perklorata:

2KClO 4 → KClO 2 + KCl + 3O 2
perklorat
kalijum

3) Tokom razgradnje bertolet soli (kalijev hlorat).
U ovom slučaju nastaje atomski kiseonik:

2KClO 3 → 2 KCl + 6O 0
hlorat
kalijum

4) Tokom razlaganja soli hipohlorne kiseline na svetlosti- hipohloriti:

2NaClO → 2NaCl + O 2

Ca(ClO) 2 → CaCl 2 + O 2

5) Prilikom zagrevanja nitrata.
U tom slučaju nastaje atomski kisik. U zavisnosti od položaja metalnog nitrata u nizu aktivnosti nastaju različiti produkti reakcije:

2NaNO 3 → 2NaNO 2 + O 2

Ca(NO 3) 2 → CaO + 2NO 2 + O 2

2AgNO3 → 2Ag + 2NO2 + O2

6) Tokom razgradnje peroksida:

2H 2 O 2 ↔ 2H 2 O + O 2

7) Prilikom zagrijavanja oksida neaktivnih metala:

2Ag 2 O ↔ 4Ag + O 2

Ovaj proces je relevantan u svakodnevnom životu. Činjenica je da posuđe od bakra ili srebra, koje ima prirodni sloj oksidnog filma, prilikom zagrijavanja stvara aktivni kisik, što je antibakterijski učinak. Otapanje soli neaktivnih metala, posebno nitrata, također dovodi do stvaranja kisika. Na primjer, cjelokupni proces rastvaranja srebrnog nitrata može se predstaviti u fazama:

AgNO 3 + H 2 O → AgOH + HNO 3

2AgOH → Ag 2 O + O 2

2Ag 2 O → 4Ag + O 2

ili u sažetom obliku:

4AgNO 3 + 2H 2 O → 4Ag + 4HNO 3 + 7O 2

8) Prilikom zagrijavanja soli hroma najvećeg oksidacijskog stanja:

4K 2 Cr 2 O 7 → 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 + 3 O 2
dihromat hromat
kalijum kalijum

U industriji se kiseonik dobija:

1) Elektrolitičko razlaganje vode:

2H 2 O → 2H 2 + O 2

2) Interakcija ugljičnog dioksida sa peroksidima:

CO 2 + K 2 O 2 →K 2 CO 3 + O 2

Ova metoda je nezamjenjivo tehničko rješenje problema disanja u izolovanim sistemima: podmornicama, minama, svemirskim letjelicama.

3) Kada ozon stupa u interakciju sa redukcijskim agensima:

O 3 + 2KJ + H 2 O → J 2 + 2KOH + O 2

Od posebnog značaja je proizvodnja kiseonika tokom procesa fotosinteze. koji se javljaju u biljkama. Sav život na Zemlji u osnovi zavisi od ovog procesa. Fotosinteza je složen proces u više koraka. Svetlost mu daje početak. Sama fotosinteza se sastoji od dvije faze: svijetle i tamne. Tokom svjetlosne faze, pigment klorofila koji se nalazi u listovima biljke formira takozvani kompleks koji "upija svjetlost" koji uzima elektrone iz vode i tako je dijeli na vodikove ione i kisik:

2H 2 O = 4e + 4H + O 2

Akumulirani protoni doprinose sintezi ATP-a:

ADP + P = ATP

Tokom mračne faze, ugljični dioksid i voda se pretvaraju u glukozu. A kiseonik se oslobađa kao nusproizvod:

6CO 2 + 6H 2 O = C 6 H 12 O 6 + O 2

blog.site, pri kopiranju materijala u cijelosti ili djelimično, potrebna je veza do originalnog izvora.

Kiseonik se pojavio u Zemljinoj atmosferi pojavom zelenih biljaka i fotosintetskih bakterija. Zahvaljujući kiseoniku, aerobni organizmi vrše disanje ili oksidaciju. Kiseonik je važan u industriji - koristi se u metalurgiji, medicini, vazduhoplovstvu, narodnoj privredi i drugim industrijama.

Svojstva

Kiseonik je osmi element periodnog sistema. To je plin koji podržava sagorijevanje i oksidira tvari.

Rice. 1. Kiseonik u periodnom sistemu.

Kiseonik je zvanično otkriven 1774. Engleski hemičar Joseph Priestley izolirao je element iz živinog oksida:

2HgO → 2Hg + O 2 .

Međutim, Priestley nije znao da je kisik dio zraka. Svojstva i prisustvo kiseonika u atmosferi kasnije je utvrdio Priestleyev kolega, francuski hemičar Antoine Lavoisier.

Opće karakteristike kiseonika:

• bezbojni gas;
• nema miris ni ukus;
• teže od vazduha;
• molekul se sastoji od dva atoma kiseonika (O 2);
• u tečnom stanju ima blijedoplavu boju;
• slabo rastvorljiv u vodi;
• je jako oksidaciono sredstvo.

Rice. 2. Tečni kiseonik.

Prisustvo kiseonika može se lako proveriti spuštanjem tinjajuće krhotine u posudu koja sadrži gas. U prisustvu kiseonika, baklja se rasplamsava.

Kako to dobijaš?

Postoji nekoliko poznatih metoda za proizvodnju kisika iz različitih spojeva u industrijskim i laboratorijskim uvjetima. U industriji se kiseonik dobija iz vazduha ukapljivanjem pod pritiskom i na temperaturi od -183°C. Tečni vazduh je podvrgnut isparavanju, tj. postepeno zagrijati. Na -196°C dušik počinje da isparava, a kisik ostaje tečan.

U laboratoriju kisik nastaje iz soli, vodikovog peroksida i kao rezultat elektrolize. Do raspadanja soli dolazi prilikom zagrijavanja. Na primjer, kalijev hlorat ili bertolitna so se zagrevaju na 500°C, a kalijum permanganat ili kalijum permanganat se zagrevaju na 240°C:

• 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2;
• 2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 .

Rice. 3. Zagrijavanje Berthollet soli.

Kiseonik možete dobiti i zagrijavanjem nitrata ili kalijevog nitrata:

2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2 .

Prilikom razlaganja vodikovog peroksida kao katalizator se koristi mangan (IV) oksid - MnO 2, ugljen ili željezni prah. Opća jednačina izgleda ovako:

2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2.

Otopina natrijum hidroksida se podvrgava elektrolizi. Kao rezultat, nastaju voda i kisik:

4NaOH → (elektroliza) 4Na + 2H 2 O + O 2.

Kisik se također izoluje iz vode pomoću elektrolize, razgrađujući ga na vodik i kisik:

2H 2 O → 2H 2 + O 2.

Na nuklearnim podmornicama kisik se dobivao iz natrijevog peroksida - 2Na 2 O 2 + 2CO 2 → 2Na 2 CO 3 + O 2. Metoda je zanimljiva jer se ugljični dioksid apsorbira zajedno s oslobađanjem kisika.

Kako koristiti

Sakupljanje i prepoznavanje su neophodni za oslobađanje čistog kiseonika koji se u industriji koristi za oksidaciju materija, kao i za održavanje disanja u svemiru, pod vodom i u zadimljenim prostorijama (kiseonik je neophodan vatrogascima). U medicini, boce s kisikom pomažu pacijentima s poteškoćama u disanju da dišu. Kiseonik se takođe koristi za lečenje respiratornih bolesti.

Kiseonik se koristi za sagorevanje goriva - uglja, nafte, prirodnog gasa. Kiseonik se široko koristi u metalurgiji i mašinstvu, na primer, za topljenje, rezanje i zavarivanje metala.

Prosječna ocjena: 4.9. Ukupno primljenih ocjena: 220.