Kislorod olish - Bilim gipermarketi. Kislorodning kimyoviy va fizik xususiyatlari, qo'llanilishi va ishlab chiqarilishi Kislorod reaktsiyalarini ishlab chiqarish usullari

KISLORODNING XUSUSIYATLARI VA OLISH USULLARI

Kislorod O2 er yuzidagi eng keng tarqalgan elementdir. U ko'p miqdorda kimyoviy birikmalar shaklida turli moddalar bilan yer qobig'ida (mass. 50% gacha), suvdagi vodorod bilan birgalikda (taxminan 86% og'irlikda) va atmosfera havosida erkin holatda uchraydi. aralashmada asosan azot bilan 20,93% vol. (23,15% og'irlik).

Kislorod xalq xo'jaligida katta ahamiyatga ega. Metallurgiyada keng qo'llaniladi; kimyo sanoati; metallarni gaz-olov bilan qayta ishlash, qattiq jinslarni yong'inga burg'ulash, ko'mirni er osti gazlashtirish uchun; tibbiyotda va turli nafas olish apparatlarida, masalan, baland balandlikdagi parvozlar uchun va boshqa sohalarda.

Oddiy sharoitlarda kislorod rangsiz, hidsiz va ta'msiz gaz bo'lib, yonuvchan emas, lekin yonishni faol qo'llab-quvvatlaydi. Juda past haroratlarda kislorod suyuqlik va hatto qattiq holatga aylanadi.

Kislorodning eng muhim fizik konstantalari quyidagilardir:

Kislorod katta kimyoviy faollikka ega va noyob gazlardan tashqari barcha kimyoviy elementlar bilan birikmalar hosil qiladi. Kislorodning organik moddalar bilan reaksiyalari aniq ekzotermik xususiyatga ega. Shunday qilib, siqilgan kislorod yog'li yoki nozik dispersli qattiq yonuvchan moddalar bilan o'zaro ta'sirlashganda, ularning bir zumda oksidlanishi sodir bo'ladi va hosil bo'lgan issiqlik bu moddalarning o'z-o'zidan yonishiga yordam beradi, bu esa yong'in yoki portlashga olib kelishi mumkin. Kislorod uskunalari bilan ishlashda bu xususiyat ayniqsa e'tiborga olinishi kerak.

Kislorodning muhim xususiyatlaridan biri uning yonuvchan gazlar va suyuq yonuvchi bug'lar bilan keng diapazonda portlovchi aralashmalar hosil qilish qobiliyatidir, bu ham ochiq olov yoki hatto uchqun mavjudligida portlashlarga olib kelishi mumkin. Havoning gaz yoki bug 'yoqilg'i bilan aralashmasi ham portlovchi hisoblanadi.

Kislorodni: 1) kimyoviy usullar bilan; 2) suvni elektroliz qilish; 3) jismoniy jihatdan havodan.

Turli moddalardan kislorod ishlab chiqarishni o'z ichiga olgan kimyoviy usullar samarasiz va hozirda faqat laboratoriya ahamiyatiga ega.

Suvni elektroliz qilish, ya'ni uning tarkibiy qismlariga - vodorod va kislorodga parchalanishi elektrolizatorlar deb ataladigan qurilmalarda amalga oshiriladi. Suv orqali to'g'ridan-to'g'ri oqim o'tkaziladi, elektr o'tkazuvchanligini oshirish uchun unga kaustik soda NaOH qo'shiladi; kislorod anodda, vodorod esa katodda to'planadi. Ushbu usulning nochorligi yuqori energiya iste'moli hisoblanadi: 1 m 3 0 2 uchun 12-15 kVt iste'mol qilinadi (qo'shimcha ravishda 2 m 3 N 2 olinadi). h. Bu usul arzon elektr energiyasi mavjud bo'lganda, shuningdek, kislorod chiqindi mahsulot bo'lsa, elektrolitik vodorod ishlab chiqarishda oqilona.

Jismoniy usul chuqur sovutish yordamida havoni uning tarkibiy qismlariga ajratishdir. Bu usul kislorodni deyarli cheksiz miqdorda olish imkonini beradi va katta sanoat ahamiyatiga ega. 1 m 3 O 2 uchun elektr energiyasi iste'moli 0,4-1,6 kVtni tashkil qiladi. h, o'rnatish turiga qarab.

HAVODAN KISLOROD OLISH

Atmosfera havosi, asosan, quyidagi hajmli tarkibga ega bo'lgan uchta gazning mexanik aralashmasidir: azot - 78,09%, kislorod - 20,93%, argon - 0,93%. Bundan tashqari, u taxminan 0,03% karbonat angidrid va kam miqdorda nodir gazlar, vodorod, azot oksidi va boshqalarni o'z ichiga oladi.

Havodan kislorod olishda asosiy vazifa havoni kislorod va azotga ajratishdir. Yo'lda argon ajratiladi, ulardan maxsus payvandlash usullarida foydalanish doimiy ravishda ortib bormoqda, shuningdek, bir qator sohalarda muhim rol o'ynaydigan noyob gazlar. Azot payvandlashda himoya gaz sifatida, tibbiyotda va boshqa sohalarda qo'llaniladi.

Usulning mohiyati havoni chuqur sovutish, uni suyuq holatga aylantirishdir, bu normal atmosfera bosimida -191,8 ° C dan (suyultirishning boshlanishi) -193,7 ° C gacha (suyuqlanishning oxiri) harorat oralig'ida erishish mumkin. ).

Suyuqlikni kislorod va azotga ajratish ularning qaynash haroratidagi farqdan foydalangan holda amalga oshiriladi, ya'ni: T bp. o2 = -182,97° S; Qaynatish harorati N2 = -195,8 ° S (760 mm Hg da).

Suyuqlikning asta-sekin bug'lanishi bilan qaynash nuqtasi pastroq bo'lgan azot avval gazsimon fazaga o'tadi va u chiqarilganda suyuqlik kislorod bilan boyitiladi. Ushbu jarayonni ko'p marta takrorlash zarur bo'lgan tozalikdagi kislorod va azotni olish imkonini beradi. Suyuqliklarni tarkibiy qismlarga ajratishning bunday usuli rektifikatsiya deb ataladi.

Havodan kislorod ishlab chiqarish uchun yuqori samarali qurilmalar bilan jihozlangan maxsus korxonalar mavjud. Bundan tashqari, yirik metallga ishlov berish korxonalari o'zlarining kislorod stantsiyalariga ega.

Havoni suyultirish uchun zarur bo'lgan past haroratlar sovutish davrlari deb ataladigan vositalar yordamida olinadi. Zamonaviy qurilmalarda ishlatiladigan asosiy sovutish davrlari quyida qisqacha ko'rib chiqiladi.

Havoni o'zgartirish bilan sovutish davri Joule-Tomson effektiga asoslanadi, ya'ni uning erkin kengayishi paytida gaz haroratining keskin pasayishi. Tsikl diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 2.

Havo 1 dan 200 kgf / sm2 gacha bo'lgan ko'p bosqichli kompressorda siqiladi va keyin suv oqimi bilan sovutgich 2 orqali o'tadi. Issiqlik almashtirgichda 3 havoning chuqur sovishi suyuqlik kollektoridan (suyultirgich) 4 dan sovuq gazning teskari oqimi bilan sodir bo'ladi suyultirilgan.

Kollektor 4 dagi bosim 1-2 kgf / sm 2 ichida tartibga solinadi. Suyuqlik vaqti-vaqti bilan to'plamdan vana 6 orqali maxsus idishlarga tushiriladi. Havoning suyultirilmagan qismi issiqlik almashtirgich orqali chiqariladi, kiruvchi havoning yangi qismlarini sovutadi.

Havoning suyuqlanish haroratiga sovishi asta-sekin sodir bo'ladi; O'rnatish yoqilganda, ishga tushirish davri mavjud bo'lib, uning davomida havo suyuqlanishi kuzatilmaydi, faqat o'rnatishning sovishi sodir bo'ladi. Bu davr bir necha soat davom etadi.

Tsiklning afzalligi uning soddaligi, ammo kamchiligi nisbatan yuqori quvvat sarfi - 4,1 kVtgacha. 200 kgf / sm 2 kompressor bosimida 1 kg suyultirilgan havo uchun h; past bosimda, o'ziga xos energiya iste'moli keskin ortadi. Ushbu tsikl kislorod gazini ishlab chiqarish uchun past va o'rta quvvatli qurilmalarda qo'llaniladi.

Havoni ammiak bilan to'ldirish va oldindan sovutish bilan tsikl biroz murakkabroq.

Ekspanderda kengayish bilan o'rta bosimli sovutish aylanishi tashqi ishning qaytishi bilan kengayish vaqtida gaz haroratining pasayishiga asoslangan. Bundan tashqari, Joule-Tomson effekti ham qo'llaniladi. Tsikl diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 3.

Havo kompressor 1 dan 20-40 kgf/sm 2 gacha siqiladi, 2-sovutgichdan, so‘ngra 3 va 4-issiqlik almashtirgichlardan o‘tadi. 3-issiqlik almashtirgichdan so‘ng havoning katta qismi (70-80%) piston kengayishiga yuboriladi. mashina-kengaytirgich 6, va kichikroq qismi havo (20-30%) gaz valfi 5 ichiga erkin kengaytirish va keyin suyuqlik drenaj uchun bir vana 8 ega yig'ish 7, ichiga ketadi. Ekspanderda 6

birinchi issiqlik almashtirgichda allaqachon sovutilgan havo ishlaydi - u mashinaning pistonini itaradi, uning bosimi 1 kgf / sm 2 ga tushadi, buning natijasida harorat keskin pasayadi. Ekspanderdan taxminan -100 ° C haroratga ega sovuq havo kiruvchi havoni sovutib, 4 va 3 issiqlik almashtirgichlar orqali tashqariga chiqariladi. Shunday qilib, kengaytirgich kompressorda nisbatan past bosim ostida o'rnatishni juda samarali sovutishni ta'minlaydi. Ekspanderning ishi foydali ishlatiladi va bu qisman kompressorda havo siqish uchun sarflangan energiyani qoplaydi.

Tsiklning afzalliklari quyidagilardan iborat: kompressorning dizaynini soddalashtiradigan nisbatan past siqish bosimi va kislorod suyuqlik shaklida olinganda o'rnatishning barqaror ishlashini ta'minlaydigan sovutish quvvati (ekspander tufayli) ortdi.

Akad tomonidan ishlab chiqilgan turboekspanderda kengayish bilan past bosimli sovutish davri. P. L. Kapitsa, tashqi ish ishlab chiqarish bilan havo turbinasi (turboekspander) ichida faqat bu havo kengaytirish orqali sovuq ishlab chiqarish bilan past bosimli havo foydalanishga asoslangan. Tsikl diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 4.

Havo turbokompressor 1 dan 6-7 kgf/sm2 gacha siqiladi, 2-sovutgichda suv bilan sovutiladi va regeneratorlarga 3 (issiqlik almashtirgichlar) beriladi, u yerda sovuq havoning teskari oqimi bilan sovutiladi. Regeneratorlar turboekspander 4 ga yuborilgandan so'ng havoning 95% gacha, tashqi ishlar bajarilganda mutlaq bosim 1 kgf / sm 2 gacha kengayadi va keskin sovutiladi, shundan so'ng u kondensator 5 ning quvur bo'shlig'iga etkazib beriladi. va siqilgan havoning qolgan qismini (5%) kondensatsiya qiladi, halqa ichiga kiradi. Kondenser 5 dan asosiy havo oqimi regeneratorlarga yo'naltiriladi va kiruvchi havoni sovutadi va suyuq havo drossel klapan 6 orqali yig'ish 7 ga o'tkaziladi, undan klapan 8 orqali drenajlanadi. Diagrammada bitta regenerator ko'rsatilgan. , lekin aslida ularning bir nechtasi bor va ular birma-bir yoqiladi.

Turboekspander bilan past bosimli tsiklning afzalliklari quyidagilardan iborat: turbomashinalarning piston tipidagi mashinalarga nisbatan yuqori samaradorligi, texnologik sxemani soddalashtirish, o'rnatishning ishonchliligi va portlash xavfsizligini oshirish. Tsikl yuqori quvvatli qurilmalarda qo'llaniladi.

Suyuq havoning tarkibiy qismlarga bo'linishi rektifikatsiya jarayoni orqali amalga oshiriladi, uning mohiyati shundaki, suyuq havoning bug'lanishi paytida hosil bo'lgan azot va kislorodning bug 'aralashmasi kislorod miqdori past bo'lgan suyuqlikdan o'tadi. Suyuqlikda kislorod kamroq va azot ko'p bo'lganligi sababli, u orqali o'tadigan bug'dan pastroq haroratga ega va bu bug'dan kislorodning kondensatsiyasiga va suyuqlikdan azotning bir vaqtning o'zida bug'lanishi bilan suyuqlikning boyib ketishiga olib keladi, ya'ni uning suyuqlik ustidagi bug'ni boyitishi .

Tuzatish jarayonining mohiyati to'g'risida tasavvurni rasmda ko'rsatilgan rasmda berish mumkin. 5 - suyuq havoning takroriy bug'lanishi va kondensatsiyasi jarayonining soddalashtirilgan diagrammasi.

Biz havo faqat azot va kisloroddan iborat deb taxmin qilamiz. Tasavvur qilaylik, bir-biriga bog'langan bir nechta tomirlar (I-V) mavjud bo'lib, ularning yuqori qismida 21% kislorod mavjud. Tomirlarning bosqichma-bosqich joylashishi tufayli suyuqlik pastga tushadi va shu bilan birga asta-sekin kislorod bilan boyitiladi va uning harorati ko'tariladi.

Faraz qilaylik, II idishda 30% 0 2, III idishda - 40%, IV idishda - 50% va V idishda - 60% kislorod bo'lgan suyuqlik bor.

Bug 'fazasidagi kislorod miqdorini aniqlash uchun biz maxsus grafikdan foydalanamiz - rasm. 6, ularning egri chiziqlari turli bosimlarda suyuqlik va bug'dagi kislorod miqdorini ko'rsatadi.

V idishdagi suyuqlikni 1 kgf/sm2 absolyut bosimda bug‘lashni boshlaymiz. Shakldan ko'rinib turibdiki. 6, 60% 0 2 va 40% N 2 dan tashkil topgan bu idishdagi suyuqlikning yuqorisida, suyuqlik bilan bir xil haroratga ega bo'lgan 26,5% 0 2 va 73,5% N 2 ni o'z ichiga olgan muvozanat bug 'tarkibi bo'lishi mumkin. Biz bu bug'ni IV idishga beramiz, bu erda suyuqlik faqat 50% 0 2 va 50% N 2 ni o'z ichiga oladi va shuning uchun sovuqroq bo'ladi. Rasmdan. 6 bu suyuqlik ustidagi bug 'faqat 19% 0 2 va 81% N 2 bo'lishi mumkinligini ko'rsatadi va faqat bu holda uning harorati bu idishdagi suyuqlik haroratiga teng bo'ladi.

Binobarin, 26,5% O 2 ni o'z ichiga olgan V idishdan IV idishga berilgan bug IV idishdagi suyuqlikdan yuqori haroratga ega; shuning uchun bug'ning kislorodi IV idish suyuqligida kondensatsiyalanadi va undan azotning bir qismi bug'lanadi. Natijada IV idishdagi suyuqlik kislorod bilan, uning ustidagi bug‘ esa azot bilan boyitiladi.

Xuddi shunday jarayon boshqa tomirlarda ham sodir bo'ladi va shuning uchun yuqori tomirlardan pastki tomirlarga drenajlashda suyuqlik kislorod bilan boyitiladi, uni ko'tarilgan bug'lardan kondensatsiya qiladi va ularga azot beradi.

Jarayonni yuqoriga qarab davom ettirib, siz deyarli toza azotdan iborat bug'ni olishingiz mumkin, pastki qismida esa - toza suyuq kislorod. Aslida, kislorod zavodlarining distillash ustunlarida sodir bo'ladigan rektifikatsiya jarayoni tasvirlanganidan ancha murakkabroq, ammo uning asosiy mazmuni bir xil.

O'rnatishning texnologik sxemasidan va sovutish davrining turidan qat'i nazar, havodan kislorod ishlab chiqarish jarayoni quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi:

1) havoni chang, suv bug'i va karbonat angidriddan tozalash. CO 2 bilan bog'lanish havoni suvli NaOH eritmasidan o'tkazish orqali amalga oshiriladi;

2) kompressorda havo siqish, so'ngra muzlatgichlarda sovutish;

3) issiqlik almashtirgichlarda siqilgan havoni sovutish;

4) gaz kelebeği yoki kengaytirgichdagi siqilgan havoni sovutish va suyultirish uchun kengaytirish;

5) kislorod va azot hosil qilish uchun havoni suyultirish va rektifikatsiya qilish;

6) suyuq kislorodni statsionar rezervuarlarga tushirish va gazsimon kislorodni gaz baklariga tushirish;

7) ishlab chiqarilgan kislorod sifatini nazorat qilish;

8) transport tanklarini suyuq kislorod bilan to'ldirish va silindrlarni gazsimon kislorod bilan to'ldirish.

Gazsimon va suyuq kislorodning sifati tegishli GOSTlar bilan tartibga solinadi.

GOST 5583-58 ga muvofiq, gazsimon texnik kislorod uchta navda ishlab chiqariladi: eng yuqori - 99,5% dan kam bo'lmagan O 2, 1 - kamida 99,2% O 2 va 2 - kamida 98,5% O 2 , qolganlari argon va azot (0,5-1,5%). Namlik miqdori 0,07 g / f 3 dan oshmasligi kerak. Suvni elektroliz qilish natijasida olingan kislorod hajmi bo'yicha 0,7% dan ortiq vodorodni o'z ichiga olmaydi.

GOST 6331-52 ga ko'ra suyuq kislorod ikki navda ishlab chiqariladi: tarkibida kamida 99,2% O 2 bo'lgan A sinf va kamida 98,5% O 2 bo'lgan B sinf. Suyuq kisloroddagi asetilen miqdori 0,3 sm 3 / l dan oshmasligi kerak.

Metallurgiya, kimyo va boshqa sanoat tarmoqlarida turli jarayonlarni faollashtirish uchun ishlatiladigan texnologik kislorod 90-98% O 2 ni o'z ichiga oladi.

Gazsimon va suyuq kislorodning sifatini nazorat qilish bevosita ishlab chiqarish jarayonida maxsus asboblar yordamida amalga oshiriladi.

Ma'muriyat Maqolaning umumiy reytingi: Nashr etilgan: 2012.06.01

Kislorod atmosfera havosining 21% ni egallaydi. Uning katta qismi er qobig'ida, chuchuk suvda va tirik mikroorganizmlarda uchraydi. U sanoatning ko'plab sohalarida qo'llaniladi va iqtisodiy va tibbiy ehtiyojlar uchun ishlatiladi. Moddaga bo'lgan talab uning kimyoviy va fizik xususiyatlari bilan bog'liq.

Sanoatda kislorod qanday ishlab chiqariladi. 3 usul

Sanoatda kislorod ishlab chiqarish atmosfera havosini bo'lish yo'li bilan amalga oshiriladi. Buning uchun quyidagi usullar qo'llaniladi:

Sanoat miqyosida kislorod ishlab chiqarish katta ahamiyatga ega. Tegishli uskunalar va texnologiyani tanlashga katta e'tibor berish kerak. Yo'l qo'yilgan xatolar texnologik jarayonga salbiy ta'sir ko'rsatishi va so'yish xarajatlarining oshishiga olib kelishi mumkin.

Sanoatda kislorod ishlab chiqarish uchun uskunalarning texnik xususiyatlari

Sanoat tipidagi "OXIMAT" generatorlari gaz holatida kislorod olish jarayonini o'rnatishga yordam beradi. Ularning texnik tavsiflari va konstruktiv xususiyatlari ushbu moddani sanoatda kun davomida (uzluksiz) kerakli tozalik va kerakli miqdorda olishga qaratilgan. Shuni ta'kidlash kerakki, uskuna har qanday rejimda ham to'xtab, ham to'xtamasdan ishlashi mumkin. Qurilma bosim ostida ishlaydi. Kirish joyida namliksiz, siqilgan holatda quritilgan havo bo'lishi kerak. Kichik, o'rta va katta hajmli modellar mavjud.

Havo kislorodning tuganmas manbaidir. Undan kislorod olish uchun bu gazni azot va boshqa gazlardan ajratish kerak. Kislorod ishlab chiqarishning sanoat usuli bu g'oyaga asoslanadi. Bu maxsus, juda noqulay uskunalar yordamida amalga oshiriladi. Birinchidan, havo suyuqlikka aylanmaguncha juda sovutiladi. Keyin suyultirilgan havoning harorati asta-sekin oshiriladi. Undan avval azot gazi chiqa boshlaydi (suyuq azotning qaynash nuqtasi -196 ° C), suyuqlik kislorod bilan boyitiladi.

Laboratoriyada kislorod olish. Kislorod ishlab chiqarishning laboratoriya usullari kimyoviy reaktsiyalarga asoslangan.

J. Pristley bu gazni simob (II) oksidi deb ataladigan birikmadan oldi. Olim shisha linzadan foydalangan, uning yordamida quyosh nurini moddaga qaratgan.

Zamonaviy versiyada bu tajriba 54-rasmda tasvirlangan. Qizdirilganda simob (||) oksidi (sariq kukun) simob va kislorodga aylanadi. Simob gazsimon holatda ajralib chiqadi va probirka devorlarida kumushsimon tomchilar shaklida kondensatsiyalanadi. Ikkinchi probirkadagi suv ustida kislorod yig'iladi.

Priestley usuli endi qo'llanilmaydi, chunki simob bug'lari zaharli hisoblanadi. Kislorod muhokama qilinganga o'xshash boshqa reaktsiyalar yordamida ishlab chiqariladi. Odatda ular qizdirilganda paydo bo'ladi.

Bir moddadan bir nechta boshqa moddalar hosil bo'ladigan reaksiyalarga parchalanish reaksiyalari deyiladi.

Laboratoriyada kislorod olish uchun quyidagi kislorod o'z ichiga olgan birikmalar qo'llaniladi:

Kaliy permanganat KMnO4 (umumiy nomi kaliy permanganat; modda umumiy dezinfeksiyalovchi vositadir)

Kaliy xlorat KClO3 (arzimas nomi - Bertolet tuzi, 18-asr oxiri - 19-asr boshlari frantsuz kimyogari C.-L. Bertolet sharafiga)

Kaliy xloratga oz miqdorda katalizator - marganets (IV) oksidi MnO2 qo'shiladi, shunda birikmaning parchalanishi kislorodning chiqishi bilan sodir bo'ladi1.

H2E xalkogen gidridlari molekulalarining tuzilishi molekulyar orbital (MO) usuli yordamida tahlil qilish mumkin. Misol tariqasida, suv molekulasining molekulyar orbitallari diagrammasini ko'rib chiqing (3-rasm).

Qurilish uchun (Qo'shimcha ma'lumot uchun qarang: G. Grey "Elektronlar va kimyoviy bog'lanish", M., "Mir" nashriyoti, 1967, 155-62-betlar va G. L. Miessier, D. A. Tarr, "Noorganik kimyo", Prantice Hall Int. Inc., 1991, p.153-57) H2O molekulasining MO diagrammasi, biz kislorod atomi bilan koordinatalarning kelib chiqishini birlashtiramiz va vodorod atomlarini xz tekisligiga joylashtiramiz (3-rasm). 2s- va 2p-AO kislorodning 1s-AO vodorod bilan qoplanishi 4-rasmda keltirilgan. MO larning hosil bo`lishida bir xil simmetriya va o`xshash energiyaga ega bo`lgan vodorod va kislorodning AO lari ishtirok etadi. Biroq, AO ning MO ning shakllanishiga qo'shgan hissasi boshqacha bo'lib, bu AO ning tegishli chiziqli birikmalarida koeffitsientlarning turli qiymatlarida aks etadi. Vodorodning 1s-AO va kislorodning 2s- va 2pz-AO larning o'zaro ta'siri (bir-biriga yopishishi) 2a1-bog'lanish va 4a1-antibog'lovchi MO'larning hosil bo'lishiga olib keladi.

Salom.. Bugun men sizga kislorod va uni qanday olish haqida gapirib beraman. Sizga shuni eslatib o'tamanki, agar sizda menga savollar bo'lsa, ularni maqolaga sharhlarda yozishingiz mumkin. Agar kimyodan yordam kerak bo'lsa, . Men sizga yordam berishdan xursand bo'laman.

Kislorod tabiatda 16 O, 17 O, 18 O izotoplari shaklida tarqalgan bo'lib, ular Yerda quyidagi foizlarga ega - mos ravishda 99,76%, 0,048%, 0,192%.

Erkin holatda kislorod uchta shaklda mavjud allotropik modifikatsiyalar : atom kislorodi - O o, dioksid - O 2 va ozon - O 3. Bundan tashqari, atomik kislorodni quyidagicha olish mumkin:

KClO 3 = KCl + 3O 0

KNO 3 = KNO 2 + O 0

Kislorod atmosferadagi 1400 dan ortiq turli minerallar va organik moddalarning bir qismidir, uning miqdori 21% ni tashkil qiladi. Inson tanasida esa 65% gacha kislorod mavjud. Kislorod rangsiz va hidsiz gaz, suvda ozgina eriydi (3 hajm kislorod 100 hajm suvda 20 o C da eriydi).

Laboratoriyada kislorod ma'lum moddalarni o'rtacha isitish orqali olinadi:

1) Marganets birikmalarini (+7) va (+4) parchalashda:

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

2MnO 2 → 2MnO + O 2

2) Perxloratlarni parchalashda:

2KClO 4 → KClO 2 + KCl + 3O 2
perxlorat
kaliy

3) Bertolet tuzi (kaliy xlorat) parchalanishi paytida.
Bunday holda atomik kislorod hosil bo'ladi:

2KClO 3 → 2 KCl + 6O 0
xlorat
kaliy

4) gipoxlorid kislota tuzlarining nurda parchalanishi paytida- gipoxloritlar:

2NaClO → 2NaCl + O 2

Ca(ClO) 2 → CaCl 2 + O 2

5) Nitratlar qizdirilganda.
Bunday holda, atom kislorodi hosil bo'ladi. Nitrat metalining faollik seriyasidagi pozitsiyasiga qarab, turli xil reaksiya mahsulotlari hosil bo'ladi:

2NaNO 3 → 2NaNO 2 + O 2

Ca(NO 3) 2 → CaO + 2NO 2 + O 2

2AgNO3 → 2Ag + 2NO2 + O2

6) Peroksidlarning parchalanishi paytida:

2H 2 O 2 ↔ 2H 2 O + O 2

7) Faol bo'lmagan metallar oksidlarini qizdirishda:

2Ag 2 O ↔ 4Ag + O 2

Bu jarayon kundalik hayotda dolzarbdir. Gap shundaki, mis yoki kumushdan tayyorlangan idishlar tabiiy oksid plyonkasi qatlamiga ega bo'lib, qizdirilganda faol kislorod hosil qiladi, bu antibakterial ta'sirga ega. Faol bo'lmagan metallar tuzlarining, ayniqsa nitratlarning erishi ham kislorod hosil bo'lishiga olib keladi. Masalan, kumush nitratni eritishning umumiy jarayoni bosqichlarda ifodalanishi mumkin:

AgNO 3 + H 2 O → AgOH + HNO 3

2AgOH → Ag 2 O + O 2

2Ag 2 O → 4Ag + O 2

yoki umumlashtirilgan shaklda:

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

8) Eng yuqori oksidlanish darajasidagi xrom tuzlarini qizdirishda:

4K 2 Cr 2 O 7 → 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 + 3 O 2
bikromat kromat
kaliy kaliy

Sanoatda kislorod olinadi:

1) Suvning elektrolitik parchalanishi:

2H 2 O → 2H 2 + O 2

2) Karbonat angidridning peroksidlar bilan o'zaro ta'siri:

CO 2 + K 2 O 2 →K 2 CO 3 + O 2

Bu usul izolyatsiyalangan tizimlarda nafas olish muammosining ajralmas texnik yechimidir: suv osti kemalari, minalar, kosmik kemalar.

3) Ozon qaytaruvchi moddalar bilan oʻzaro taʼsirlashganda:

O 3 + 2KJ + H 2 O → J 2 + 2KOH + O 2

Fotosintez jarayonida kislorod ishlab chiqarish alohida ahamiyatga ega. o'simliklarda uchraydi. Erdagi barcha hayot asosan ushbu jarayonga bog'liq. Fotosintez murakkab ko'p bosqichli jarayondir. Nur uning boshlanishini beradi. Fotosintezning o'zi ikki bosqichdan iborat: yorug'lik va qorong'i. Yorug'lik bosqichida o'simlik barglaridagi xlorofill pigmenti "yorug'likni yutuvchi" kompleksni hosil qiladi, u suvdan elektronlarni oladi va shu bilan uni vodorod ionlari va kislorodga ajratadi:

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

Yig'ilgan protonlar ATP sinteziga hissa qo'shadi:

ADP + P = ATP

Qorong'i fazada karbonat angidrid va suv glyukozaga aylanadi. Va kislorod qo'shimcha mahsulot sifatida chiqariladi:

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

blog.site, materialni to'liq yoki qisman nusxalashda asl manbaga havola talab qilinadi.

Kislorod yer atmosferasida yashil o'simliklar va fotosintez qiluvchi bakteriyalar paydo bo'lishi bilan paydo bo'ldi. Kislorod tufayli aerob organizmlar nafas olish yoki oksidlanishni amalga oshiradilar. Kislorodni sanoatda olish muhim - u metallurgiya, tibbiyot, aviatsiya, xalq xo'jaligi va boshqa sohalarda qo'llaniladi.

Xususiyatlari

Kislorod davriy jadvalning sakkizinchi elementidir. Bu yonishni qo'llab-quvvatlaydigan va moddalarni oksidlovchi gazdir.

Guruch. 1. Davriy sistemadagi kislorod.

Kislorod rasman 1774 yilda kashf etilgan. Ingliz kimyogari Jozef Pristli elementni simob oksididan ajratib oldi:

2HgO → 2Hg + O 2.

Biroq, Pristley kislorod havoning bir qismi ekanligini bilmas edi. Atmosferada kislorodning xossalari va mavjudligi keyinchalik Priestleyning hamkasbi, frantsuz kimyogari Antuan Lavuazye tomonidan aniqlandi.

Kislorodning umumiy xususiyatlari:

• rangsiz gaz;
• hid va ta'mga ega emas;
• havodan og'irroq;
• molekula ikkita kislorod atomidan iborat (O 2);
• suyuq holatda u och ko'k rangga ega;
• suvda yomon eriydi;
• kuchli oksidlovchi moddadir.

Guruch. 2. Suyuq kislorod.

Kislorod borligini gaz bo'lgan idishga yonayotgan parchani tushirish orqali osongina tekshirish mumkin. Kislorod borligida mash'al alangaga aylanadi.

Qanday qilib olasiz?

Sanoat va laboratoriya sharoitida turli birikmalardan kislorod olishning bir qancha usullari ma'lum. Sanoatda kislorod havodan bosim ostida va -183°S haroratda suyultirilgan holda olinadi. Suyuq havo bug'lanishga duchor bo'ladi, ya'ni. asta-sekin qizdiring. -196°C da azot bug'lana boshlaydi, kislorod esa suyuq holatda qoladi.

Laboratoriyada kislorod tuzlardan, vodorod peroksiddan va elektroliz natijasida hosil bo'ladi. Tuzlarning parchalanishi qizdirilganda sodir bo'ladi. Masalan, kaliy xlorat yoki bertolit tuzi 500°C gacha, kaliy permanganat yoki kaliy permanganat esa 240°C gacha qizdiriladi:

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

Guruch. 3. Bertolet tuzini isitish.

Siz kislorodni nitrat yoki kaliy nitratini isitish orqali ham olishingiz mumkin:

2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2.

Vodorod periksni parchalashda marganets (IV) oksidi - MnO 2, uglerod yoki temir kukuni katalizator sifatida ishlatiladi. Umumiy tenglama quyidagicha ko'rinadi:

2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2.

Natriy gidroksid eritmasi elektrolizga uchraydi. Natijada suv va kislorod hosil bo'ladi:

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

Kislorod, shuningdek, elektroliz yordamida suvdan vodorod va kislorodga parchalanadi:

2H 2 O → 2H 2 + O 2.

Yadro suv osti kemalarida kislorod natriy peroksiddan - 2Na 2 O 2 + 2CO 2 → 2Na 2 CO 3 + O 2 dan olingan. Usul qiziqarli, chunki karbonat angidrid kislorodning chiqishi bilan birga so'riladi.

Qanday ishlatish

To'plash va tanib olish sanoatda moddalarni oksidlash uchun ishlatiladigan sof kislorodni chiqarish, shuningdek, kosmosda, suv ostida va tutunli xonalarda nafas olishni ta'minlash uchun zarurdir (kislorod o't o'chiruvchilar uchun zarur). Tibbiyotda kislorod tsilindrlari nafas olish qiyin bo'lgan bemorlarga nafas olishga yordam beradi. Kislorod nafas olish kasalliklarini davolashda ham qo'llaniladi.

Kislorod yoqilg'i - ko'mir, neft, tabiiy gazni yoqish uchun ishlatiladi. Kislorod metallurgiya va mashinasozlikda, masalan, metallni eritish, kesish va payvandlashda keng qo'llaniladi.

O'rtacha reyting: 4.9. Qabul qilingan umumiy baholar: 220.