Ved skjæring av metall utføres det med en høytemperatur gassflamme oppnådd ved å brenne brennbar gass eller flytende damp blandet med teknisk rent oksygen.
Oksygen er det mest tallrike grunnstoffet på jorden, forekommer i formen kjemiske forbindelser Med ulike stoffer: i bakken - opptil 50 vekt-%, i kombinasjon med hydrogen i vann - ca. 86 vekt-% og i luften - opptil 21 volum-% og 23 vekt-%.
Oksygen kl normale forhold(temperatur 20°C, trykk 0,1 MPa) er en fargeløs, ikke-brennbar gass, litt tyngre enn luft, luktfri, men som aktivt støtter forbrenningen. Under normale forhold atmosfærisk trykk og en temperatur på 0°C er massen på 1 m 3 oksygen 1,43 kg, og ved en temperatur på 20°C og normalt atmosfærisk trykk - 1,33 kg.
Oksygen har en høy kjemisk aktivitet , danner forbindelser med alle kjemiske elementer, bortsett fra (argon, helium, xenon, krypton og neon). Reaksjoner av forbindelsen med oksygen fortsetter med frigjøring av stor kvantitet varme, dvs. de er eksoterme i naturen.
Når komprimert gassformig oksygen kommer i kontakt med organiske stoffer, oljer, fett, kullstøv, brennbar plast, kan de spontant antennes som følge av frigjøring av varme under rask komprimering oksygen, friksjon og sjokk svevestøv om metall, samt elektrostatisk gnistutladning. Ved bruk av oksygen må man derfor passe på at det ikke kommer i kontakt med brennbare eller brennbare stoffer.
Alt oksygenutstyr, oksygenledninger og sylindere må avfettes grundig. i stand til å danne eksplosive blandinger med brennbare gasser eller flytende brennbare damper over et bredt område, som også kan føre til eksplosjoner hvis de er tilstede åpne ild eller til og med gnister.
De bemerkede egenskapene til oksygen bør alltid huskes når du bruker det i gassflammebehandlingsprosesser.
Atmosfærisk luft er hovedsakelig en mekanisk blanding av tre gasser med følgende voluminnhold: nitrogen - 78,08%, oksygen - 20,95%, argon - 0,94%, resten er karbondioksid, lystgass, etc. Oksygen oppnås ved å separere luft til oksygen og ved metoden for dypkjøling (flytendegjøring), sammen med separasjon av argon, hvis bruk øker kontinuerlig. Nitrogen brukes som beskyttelsesgass ved sveising av kobber.
Oksygen kan oppnås kjemisk eller ved elektrolyse av vann. Kjemiske metoder ineffektiv og uøkonomisk. På elektrolyse av vann DC oksygen produseres som et biprodukt ved produksjon av rent hydrogen.
Oksygen produseres i industrien fra atmosfærisk luft ved dypkjøling og utbedring. I installasjoner for å hente oksygen og nitrogen fra luft renses sistnevnte fra skadelige urenheter, komprimert i en kompressor til det tilsvarende kjølesyklustrykket på 0,6-20 MPa og avkjølt i varmevekslere til kondenseringstemperaturen, er forskjellen i kondenseringstemperaturene for oksygen og nitrogen 13 °C, noe som er tilstrekkelig for deres fullstendige separasjon i flytende fase.
Flytende rent oksygen akkumuleres i et luftseparasjonsapparat, fordamper og samles i en gasstank, hvorfra det pumpes inn i sylindere av en kompressor under et trykk på opptil 20 MPa.
Teknisk oksygen transporteres også via rørledning. Oksygentrykket som transporteres gjennom rørledningen må avtales mellom produsent og forbruker. Oksygen leveres til stedet i oksygenflasker, og i flytende form i spesialkar med god varmeisolasjon.
Å forvandle flytende oksygen forgassere eller pumper med fordampere for flytende oksygen brukes til å produsere gass. Ved normalt atmosfærisk trykk og en temperatur på 20°C gir 1 dm 3 flytende oksygen ved fordampning 860 dm 3 gassformig oksygen. Derfor er det tilrådelig å levere oksygen til sveisestedet i flytende tilstand, siden dette reduserer vekten på beholderen med 10 ganger, noe som lar deg spare metall for produksjon av sylindere og redusere kostnadene for transport og lagring av sylindre.
For sveising og skjæring I følge -78 produseres teknisk oksygen i tre grader:
- 1. renhet på minst 99,7 %
- 2. - ikke mindre enn 99,5 %
- 3. - ikke mindre enn 99,2 volum%.
Renheten av oksygen har veldig viktig for oksygenkutting. Jo mindre den inneholder gass urenheter, jo høyere skjærehastighet, renere og mindre forbruk oksygen.
Til få oksygen, vil du trenge stoffer som er rike på det. Disse er peroksider, nitrater, klorater. Vi vil bruke de som kan skaffes uten store problemer.
Det er flere måter å skaffe oksygen hjemme; la oss se på dem i rekkefølge.
Den enkleste og mest tilgjengelige måten å få oksygen på er å bruke kaliumpermanganat (eller det mer korrekte navnet er kaliumpermanganat). Alle vet at kaliumpermanganat er et utmerket antiseptisk middel og brukes som et desinfeksjonsmiddel. Hvis du ikke har det, kan du kjøpe det på apoteket.
La oss gjøre dette. Hell litt kaliumpermanganat i reagensrøret, lukk det med et reagensrør med et hull, og installer et gassutløpsrør i hullet (oksygen vil strømme gjennom det). Plasser den andre enden av røret i et annet reagensglass (det bør plasseres opp ned, siden det frigjorte oksygenet er lettere enn luft og vil stige oppover. Vi lukker det andre reagensglasset med samme propp.
Som et resultat bør vi ha to reagensrør koblet til hverandre med et gassutløpsrør gjennom plugger. I ett (ikke-omvendt) reagensglass er det kaliumpermanganat. Vi skal varme opp et reagensrør med kaliumpermanganat. Den mørke lilla kirsebærfargen til kaliumpermanganatkrystallene vil forsvinne og bli til mørkegrønne kaliummanganatkrystaller.
Reaksjonen går slik:
2KMnO 4 → MnO 2 + K 2 MnO 4 + O 2
Så fra 10 gram kaliumpermanganat kan du få nesten 1 liter oksygen. Etter et par minutter kan du fjerne kolben med kaliumpermanganat fra flammen. Vi fikk oksygen i et omvendt reagensrør. Vi kan sjekke det ut. For å gjøre dette, koble forsiktig det andre røret (med oksygen) fra gassutløpsrøret, og dekker hullet med fingeren. Nå, hvis du tar med en svakt brennende fyrstikk i en kolbe med oksygen, vil den blusse opp!
Innhenting av oksygen det er også mulig å bruke natrium- eller kaliumnitrat (de tilsvarende natrium- og kaliumsaltene av salpetersyre).
(Kalium- og natriumnitrat - også kjent som nitrater - selges i gjødselbutikker).
Så, for å få oksygen fra salpeter, ta et reagensglass laget av ildfast glass på et stativ, plasser saltpeterpulver der (5 gram vil være nok Du må plassere en keramisk kopp med sand under reagensrøret). kan smelte av temperatur og flyt. Følgelig må brenneren holdes litt til siden, og reagensrøret med salpeter – i vinkel.
Når nitrat varmes kraftig opp, begynner det å smelte og frigjøre oksygen. Reaksjonen går slik:
2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2
Det resulterende stoffet er kaliumnitritt (eller natriumnitritt, avhengig av hva slags salpeter som brukes) - et salt av salpetersyre.
Annen vei få oksygen– bruk hydrogenperoksid. Peroksid og hydroperitt er alle det samme stoffet. Hydrogenperoksid selges i tabletter og i form av løsninger (3%, 5%, 10%), som kan kjøpes på apoteket.
I motsetning til tidligere stoffer, salpeter eller kaliumpermanganat, er hydrogenperoksid et ustabilt stoff. Allerede i nærvær av lys begynner det å brytes ned til oksygen og vann. Derfor, i apotek, selges peroksid i mørke glassflasker.
I tillegg lettes den raske nedbrytningen av hydrogenperoksid til vann og oksygen av katalysatorer, for eksempel manganoksid, Aktivert karbon, stålpulver (finspon) og til og med spytt. Derfor er det ikke nødvendig å varme hydrogenperoksid, en katalysator er nok!
Oksygen er en gass uten smak, lukt eller farge. Når det gjelder innhold i atmosfæren, ligger den på andreplass etter nitrogen. Oksygen er et sterkt oksidasjonsmiddel og et reaktivt ikke-metall. Denne gassen ble oppdaget samtidig av flere forskere på 1700-tallet. Den første som får oksygen svensk kjemiker Scheele i 1772. Studiet av oksygen ble utført av den franske kjemikeren Lavoisier, som ga den navnet "oxygène". En ulmende splint hjelper til med å identifisere oksygen: ved kontakt med gass blinker den sterkt.
Oksygenverdi
Denne gassen er involvert i forbrenningsprosesser. Oksygen produseres av grønne planter, i bladene som prosessen med fotosyntese skjer, som beriker atmosfæren med denne livsviktige gassen.
Hvordan få oksygen? Gass hentes fra luften industrielt, og luften renses og gjøres flytende. Planeten vår har enorme reserver av vann, komponenten som er oksygen. Det betyr at gass kan produseres ved å spalte vann. Dette kan gjøres hjemme.
Hvordan få oksygen fra vann
For å utføre eksperimentet trenger du følgende verktøy og materialer:
Strømforsyning;
Plastglass (2 stykker);
Elektroder (2 stykker);
Galvanisk bad.
La oss se på selve prosessen. Fyll det galvaniske badet mer enn halvparten av volumet med vann, og tilsett deretter 2 ml kaustisk soda eller fortynnet svovelsyre - dette vil øke den elektriske ledningsevnen til vann.
Vi lager hull i bunnen av plastglass og strekker elektroder - karbonplater - gjennom dem. Det er nødvendig å isolere luftgapet mellom glasset og platen. Vi legger glassene i badekaret slik at elektrodene er i vannet og glassene er opp ned. Det skal være svært lite luft mellom overflaten av vannet og bunnen av glasset.
Vi lodder en metalltråd til hver elektrode og kobler den til en strømkilde. Elektroden koblet til den negative polen kalles katoden, og elektroden koblet til den positive polen kalles anoden.
Går gjennom vannet elektrisitet- elektrolyse av vann utføres.
Elektrolyse av vann
Det oppstår en kjemisk reaksjon hvor to gasser dannes. Hydrogen samler seg inne i glasset med katoden, og oksygen samles i glasset med anoden. Dannelsen av gasser i glass med elektroder bestemmes av luftbobler som stiger opp fra vannet. Gjennom røret fjerner vi oksygen fra glasset til en annen beholder.
Sikkerhetsreguleringer
Gjennomfører kjemisk erfaring Det er kun mulig å få oksygen fra vann hvis sikkerhetsforskriftene overholdes. Gasser som oppnås under elektrolyse av vann må ikke blandes. Det resulterende hydrogenet er eksplosivt, så det bør ikke komme i kontakt med luft. Du kan finne ut hvilke eksperimenter med gasser som er trygge å utføre hjemme.
Hvordan produsere oksygen på en laboratoriemåte
Metode én: hell kaliumpermanganat i et reagensrør, sett reagensrøret på bålet. Kaliumpermanganat varmes opp og oksygen frigjøres. Vi fanger gass med et pneumatisk bad. Resultat: 1 liter oksygen frigjøres fra 10 g kaliumpermanganat.
Stephen Hales pneumatisk bad
Metode to: hell 5 g nitrat i et reagensglass, lukk reagensglasset med en ildfast propp med et glassrør. Vi fester reagensrøret på bordet ved hjelp av et stativ, og legger et bad med sand under det for å unngå overdreven oppvarming. Slå på gassbrenneren og rett ilden mot reagensrøret med salpeter. Stoffet smelter og oksygen frigjøres. Vi samler gassen gjennom et glassrør til en ballong.
Metode tre: hell kaliumklorat i et reagensrør og plasser reagensrøret på bålet til en gassbrenner, etter å ha lukket det på forhånd med en brannsikker propp med et glassrør. Bertholletsalt frigjør oksygen ved oppvarming. Vi samler gass gjennom et rør ved å plassere en ballong på det.
Metode fire: Vi fester glassreagensrøret på bordet ved hjelp av et stativ, hell hydrogenperoksid i reagensrøret. Når den utsettes for luft, brytes den ustabile forbindelsen ned til oksygen og vann. For å fremskynde oksygenfrigjøringsreaksjonen, tilsett aktivt kull i reagensrøret. Vi lukker reagensrøret med en brannsikker propp med glassrør, setter en ballong på røret og samler oksygen.
Hei.. I dag skal jeg fortelle deg om oksygen og hvordan du får tak i det. La meg minne deg på at hvis du har spørsmål til meg, kan du skrive dem i kommentarene til artikkelen. Hvis du trenger hjelp i kjemi, . Jeg hjelper deg gjerne.
Oksygen distribueres i naturen i form av isotoper 16 O, 17 O, 18 O, som har følgende prosentdel på jorden - henholdsvis 99,76 %, 0,048 %, 0,192 %.
I fri tilstand finnes oksygen i i form av tre allotropiske modifikasjoner : atomær oksygen - O o, dioksygen - O 2 og ozon - O 3. Dessuten kan atomært oksygen oppnås som følger:
KClO3 = KCl + 3O 0
KNO 3 = KNO 2 + O 0
Oksygen finnes i mer enn 1400 forskjellige mineraler og organisk materiale, i atmosfæren er innholdet 21 volum%. Og i Menneskekroppen inneholder opptil 65 % oksygen. Oksygen er en fargeløs og luktfri gass, lett løselig i vann (3 volumer oksygen løses opp i 100 volumer vann ved 20 o C).
I laboratoriet oppnås oksygen ved moderat oppvarming av visse stoffer:
1) Ved nedbrytning av manganforbindelser (+7) og (+4):
2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
permanganat manganat
kalium kalium
2MnO 2 → 2MnO + O 2
2) Ved nedbrytning av perklorater:
2KClO4 → KClO2 + KCl + 3O2
perklorat
kalium
3) Under dekomponeringen av bertholletsalt (kaliumklorat).
I dette tilfellet dannes atomært oksygen:
2KClO3 → 2 KCl + 6O 0
klorat
kalium
4) Under dekomponering av hypoklorsyresalter i lyset- hypokloritter:
2NaClO → 2NaCl + O 2
Ca(ClO)2 → CaCl2 + O2
5) Ved oppvarming av nitrater.
I dette tilfellet dannes atomært oksygen. Avhengig av nitratmetallets plassering i aktivitetsserien vil dannelsen av ulike produkter reaksjoner:
2NaNO3 → 2NaNO2 + O2
Ca(NO 3) 2 → CaO + 2NO 2 + O 2
2AgNO3 → 2Ag + 2N02 + O2
6) Under dekomponering av peroksider:
2H 2 O 2 ↔ 2H 2 O + O 2
7) Ved oppvarming av oksider av inaktive metaller:
2Ag 2 O ↔ 4Ag + O 2
Denne prosessen er relevant i hverdagen. Faktum er at retter laget av kobber eller sølv, med et naturlig lag av oksidfilm, dannes når de varmes opp. aktivt oksygen, som har en antibakteriell effekt. Oppløsningen av salter av inaktive metaller, spesielt nitrater, fører også til dannelse av oksygen. For eksempel kan den generelle prosessen med å løse opp sølvnitrat representeres i trinn:
AgNO 3 + H 2 O → AgOH + HNO 3
2AgOH → Ag 2 O + O 2
2Ag 2 O → 4 Ag + O 2
eller i oppsummeringsform:
4AgNO3 + 2H2O → 4Ag + 4HNO3 + 7O2
8) Ved oppvarming av kromsalter høyeste grad oksidasjon:
4K 2 Cr 2 O 7 → 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 + 3 O 2
bikromatkromat
kalium kalium
I industrien oppnås oksygen:
1) Elektrolytisk dekomponering av vann:
2H20 → 2H2 + O2
2) Samhandling karbondioksid med peroksider:
CO 2 + K 2 O 2 → K 2 CO 3 + O 2
Denne metoden er en uunnværlig teknisk løsning pusteproblemer i isolerte systemer: ubåter, gruver, romfartøy.
3) Når ozon interagerer med reduksjonsmidler:
O 3 + 2 KJ + H 2 O → J 2 + 2 KOH + O 2
Av spesiell betydning er produksjonen av oksygen under prosessen med fotosyntese. forekommer i planter. Alt liv på jorden er grunnleggende avhengig av denne prosessen. Fotosyntese er en kompleks flertrinnsprosess. Lys gir det sin begynnelse. Selve fotosyntesen består av to faser: lys og mørk. I lett fase klorofyllpigmentet i planteblader danner et såkalt "lysabsorberende" kompleks, som tar elektroner fra vann, og derved deler det opp i hydrogenioner og oksygen:
2H20 = 4e + 4H + O2
Akkumulerte protoner bidrar til syntesen av ATP:
ADP + P = ATP
I den mørke fasen omdannes karbondioksid og vann til glukose. Og oksygen frigjøres som et biprodukt:
6CO 2 + 6H 2 O = C 6 H 12 O 6 + O 2
blog.site, når du kopierer materiale helt eller delvis, kreves en lenke til originalkilden.
>> Innhenting av oksygen
Innhenting av oksygen
I dette avsnittet vi snakker om:
> om oppdagelsen av oksygen;
> om å skaffe oksygen i industri og laboratorier;
> om nedbrytningsreaksjoner.
Oppdagelse av oksygen.
J. Priestley oppnådde denne gassen fra en forbindelse kalt kvikksølv(II)oksid. Forskeren brukte en glasslinse som han fokuserte sollys på stoffet med.
I en moderne versjon er dette eksperimentet avbildet i figur 54. Ved oppvarming, kvikksølv(||)oksid (pulver) gul farge) blir til kvikksølv og oksygen. Kvikksølv frigjøres i gassform og kondenserer på veggene i reagensrøret i form av sølvfargede dråper. Oksygen samles over vannet i det andre reagensglasset.
Priestleys metode brukes ikke lenger fordi kvikksølvdamp er giftig. Oksygen produseres ved hjelp av andre reaksjoner som ligner på den diskuterte. De oppstår vanligvis når de varmes opp.
Reaksjoner der flere andre dannes fra ett stoff kalles nedbrytningsreaksjoner.
For å få oksygen i laboratoriet brukes følgende oksygenholdige forbindelser:
Kaliumpermanganat KMnO 4 (vanlig navn kaliumpermanganat; substans er et vanlig desinfeksjonsmiddel)
Kaliumklorat KClO 3 (trivielt navn - Berthollets salt, Til ære for fransk kjemiker sent XVIII - tidlig XIX V. K.-L. Berthollet)
En liten mengde katalysator - mangan (IV) oksid MnO 2 - tilsettes kaliumklorat slik at nedbrytningen av forbindelsen skjer med frigjøring av oksygen 1.
Oksygenproduksjon ved nedbrytning av hydrogenperoksid H 2 O 2
Hell 2 ml hydrogenperoksidløsning i et reagensrør ( tradisjonelt navn dette stoffet er hydrogenperoksid). Tenn en lang splint og slukk den (som du gjør med en fyrstikk) slik at den knapt ulmer.
Hell litt katalysator - svartpulver mangan (IV) oksid - i et reagensrør med en løsning av hydrogenoksid. Vær oppmerksom på den raske utslipp av gass. Bruk en ulmende splint for å bekrefte at gassen er oksygen.
Skriv en ligning for nedbrytningsreaksjonen av hydrogenperoksid, hvis reaksjonsprodukt er vann.
I laboratoriet kan oksygen også oppnås ved å spalte natriumnitrat NaNO 3 eller kaliumnitrat KNO 3 2. Ved oppvarming smelter forbindelser først og brytes deretter ned:
1 Når en forbindelse varmes opp uten katalysator, oppstår en annen reaksjon
2 Disse stoffene brukes som gjødsel. Deres vanlig navn- salpeter.
Opplegg 7. Laboratoriemetoder få oksygen
Konverter reaksjonsdiagrammer til kjemiske ligninger.
Informasjon om hvordan oksygen produseres i laboratoriet er samlet i skjema 7.
Oksygen sammen med hydrogen er produkter av nedbrytning av vann under påvirkning av elektrisk strøm:
I naturen produseres oksygen gjennom fotosyntese i de grønne bladene til planter. Et forenklet diagram av denne prosessen er som følger:
konklusjoner
Oksygen ble oppdaget i sent XVIII V. flere forskere .
Oksygen oppnås i industrien fra luften, og i laboratoriet gjennom nedbrytningsreaksjoner av visse oksygenholdige forbindelser. Under en nedbrytningsreaksjon dannes to eller flere stoffer fra ett stoff.
129. Hvordan oppnås oksygen i industrien? Hvorfor bruker de ikke kaliumpermanganat eller hydrogenperoksid til dette?
130. Hvilke reaksjoner kalles dekomponeringsreaksjoner?
131. Konverter følgende reaksjonsskjemaer til kjemiske ligninger:
132. Hva er en katalysator? Hvordan kan det påvirke forløpet av kjemiske reaksjoner? (For ditt svar, bruk også materialet i § 15.)
133. Figur 55 viser øyeblikket for hvit dekomponering fast, som har formelen Cd(NO3)2. Se nøye på tegningen og beskriv alt som skjer under reaksjonen. Hvorfor blusser en ulmende splint opp? Skriv den riktige kjemiske ligningen.
134. Massefraksjon Oksygeninnholdet i resten etter oppvarming av kaliumnitrat KNO 3 var 40 %. Er denne forbindelsen fullstendig dekomponert?
Ris. 55. Dekomponering av et stoff ved oppvarming
Popel P. P., Kryklya L. S., Kjemi: Pidruch. for 7. klasse. zagalnosvit. navch. lukking - K.: VC "Academy", 2008. - 136 s.: ill.
Leksjonens innhold leksjonsoversikt og støtteramme leksjonspresentasjon interaktive teknologier akselerator undervisningsmetoder Øve på tester, testing av nettbaserte oppgaver og øvelser med lekseverksteder og treningsspørsmål for klassediskusjoner Illustrasjoner video- og lydmaterialer fotografier, bilder, grafer, tabeller, diagrammer, tegneserier, lignelser, ordtak, kryssord, anekdoter, vitser, sitater Tillegg sammendrag jukseark tips for nysgjerrige artikler (MAN) litteratur grunnleggende og tilleggsordbok med begreper Forbedre lærebøker og leksjoner rette feil i læreboka, erstatte utdatert kunnskap med ny Kun for lærere kalenderplaner læringsprogrammer retningslinjer