Swali No. 2 Oksijeni hupatikanaje katika maabara na viwandani? Andika milinganyo kwa miitikio inayolingana. Njia hizi zinatofautianaje kutoka kwa kila mmoja?

Jibu:

Katika maabara, oksijeni inaweza kupatikana kwa njia zifuatazo:

1) Mtengano wa peroxide ya hidrojeni mbele ya kichocheo (oksidi ya manganese

2) Mtengano wa chumvi ya berthollet (klorate ya potasiamu):

3) Mtengano wa permanganate ya potasiamu:

Katika tasnia, oksijeni hupatikana kutoka kwa hewa, ambayo ina karibu 20% kwa kiasi. Hewa hutiwa maji chini ya shinikizo na baridi kali. Oksijeni na nitrojeni (sehemu kuu ya pili ya hewa) ina viwango tofauti vya kuchemsha. Kwa hiyo, wanaweza kutenganishwa na kunereka: nitrojeni ina kiwango cha chini cha kuchemsha kuliko oksijeni, hivyo nitrojeni huvukiza kabla ya oksijeni.

Tofauti kati ya njia za viwandani na maabara za kutoa oksijeni:

1) Njia zote za maabara za kutoa oksijeni ni kemikali, ambayo ni, mabadiliko ya vitu vingine kuwa vingine hufanyika. Mchakato wa kupata oksijeni kutoka kwa hewa ni mchakato wa kimwili, kwani mabadiliko ya vitu vingine ndani ya wengine haifanyiki.

2) Oksijeni inaweza kupatikana kutoka kwa hewa kwa kiasi kikubwa zaidi.

Oksijeni ilionekana katika anga ya dunia na kuibuka kwa mimea ya kijani na bakteria ya photosynthetic. Shukrani kwa oksijeni, viumbe vya aerobic hufanya kupumua au oxidation. Ni muhimu kupata oksijeni katika sekta - hutumiwa katika madini, dawa, anga, uchumi wa taifa na viwanda vingine.

Mali

Oksijeni ni kipengele cha nane cha jedwali la upimaji. Ni gesi inayounga mkono mwako na oxidizes vitu.

Mchele. 1. Oksijeni katika meza ya mara kwa mara.

Oksijeni iligunduliwa rasmi mnamo 1774. Mwanakemia wa Kiingereza Joseph Priestley alitenga kipengele kutoka kwa oksidi ya zebaki:

2HgO → 2Hg + O 2 .

Hata hivyo, Priestley hakujua kwamba oksijeni ni sehemu ya hewa. Sifa na uwepo wa oksijeni kwenye angahewa uliamuliwa baadaye na mwenzake wa Priestley, mwanakemia Mfaransa Antoine Lavoisier.

Tabia za jumla za oksijeni:

• gesi isiyo na rangi;
• haina harufu au ladha;
• nzito kuliko hewa;
• molekuli ina atomi mbili za oksijeni (O 2);
• katika hali ya kioevu ina rangi ya rangi ya bluu;
• mumunyifu duni katika maji;
• ni wakala wa oksidi kali.

Mchele. 2. Oksijeni ya kioevu.

Uwepo wa oksijeni unaweza kuchunguzwa kwa urahisi kwa kupunguza splinter inayovuta moshi kwenye chombo kilicho na gesi. Katika uwepo wa oksijeni, tochi hupasuka ndani ya moto.

Je, unaipataje?

Kuna mbinu kadhaa zinazojulikana za kuzalisha oksijeni kutoka kwa misombo mbalimbali katika hali ya viwanda na maabara. Katika tasnia, oksijeni hupatikana kutoka kwa hewa kwa kuinyunyiza chini ya shinikizo na kwa joto la -183 ° C. Hewa ya kioevu inakabiliwa na uvukizi, i.e. hatua kwa hatua joto. Kwa -196 ° C, nitrojeni huanza kuyeyuka, na oksijeni inabaki kioevu.

Katika maabara, oksijeni hutengenezwa kutoka kwa chumvi, peroxide ya hidrojeni na kama matokeo ya electrolysis. Mtengano wa chumvi hutokea wakati wa joto. Kwa mfano, klorati ya potasiamu au chumvi ya bertholite huwashwa hadi 500°C, na pamanganeti ya potasiamu au pamanganeti ya potasiamu huwashwa hadi 240°C:

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

Mchele. 3. Inapokanzwa chumvi ya Berthollet.

Unaweza pia kupata oksijeni kwa kupokanzwa nitrati au nitrati ya potasiamu:

2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2 .

Wakati wa kuoza peroksidi ya hidrojeni, oksidi ya manganese (IV) - MnO 2, poda ya kaboni au chuma hutumiwa kama kichocheo. Equation ya jumla inaonekana kama hii:

2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2.

Suluhisho la hidroksidi ya sodiamu hupitia electrolysis. Kama matokeo, maji na oksijeni huundwa:

4NaOH → (umeme) 4Na + 2H 2 O + O 2.

Oksijeni pia hutengwa na maji kwa kutumia electrolysis, ikitengana na hidrojeni na oksijeni:

2H 2 O → 2H 2 + O 2.

Kwenye manowari za nyuklia, oksijeni ilipatikana kutoka kwa peroksidi ya sodiamu - 2Na 2 O 2 + 2CO 2 → 2Na 2 CO 3 + O 2. Njia hiyo inavutia kwa sababu dioksidi kaboni inafyonzwa pamoja na kutolewa kwa oksijeni.

Jinsi ya kutumia

Ukusanyaji na utambuzi ni muhimu ili kutolewa oksijeni safi, ambayo hutumiwa katika sekta ya oxidize vitu, pamoja na kudumisha kupumua katika nafasi, chini ya maji, na katika vyumba vya moshi (oksijeni ni muhimu kwa wazima moto). Katika dawa, mitungi ya oksijeni husaidia wagonjwa wenye shida ya kupumua kupumua. Oksijeni pia hutumiwa kutibu magonjwa ya kupumua.

Oksijeni hutumiwa kuchoma mafuta - makaa ya mawe, mafuta, gesi asilia. Oksijeni hutumiwa sana katika metallurgy na uhandisi wa mitambo, kwa mfano, kwa kuyeyuka, kukata na kulehemu chuma.

Ukadiriaji wastani: 4.9. Jumla ya makadirio yaliyopokelewa: 220.

>> Kupata oksijeni

Kupata oksijeni

Kifungu hiki kinazungumzia:

> kuhusu ugunduzi wa oksijeni;
> kuhusu kupata oksijeni katika viwanda na maabara;
> kuhusu athari za mtengano.

Ugunduzi wa oksijeni.

J. Priestley alipata gesi hii kutoka kwa kiwanja kiitwacho mercury(II) oxide. Mwanasayansi alitumia lenzi ya glasi ambayo alielekeza mwanga wa jua kwenye dutu hii.

Katika toleo la kisasa, jaribio hili linaonyeshwa kwenye Mchoro 54. Inapokanzwa, zebaki (||) oksidi (poda ya manjano) hubadilika kuwa zebaki na oksijeni. Mercury hutolewa katika hali ya gesi na hupungua kwenye kuta za tube ya mtihani kwa namna ya matone ya silvery. Oksijeni hukusanywa juu ya maji kwenye bomba la pili la majaribio.

Njia ya Priestley haitumiki tena kwa sababu mvuke wa zebaki ni sumu. Oksijeni huzalishwa kwa kutumia miitikio mingine inayofanana na ile iliyojadiliwa. Kawaida hutokea wakati wa joto.

Matendo ambayo mengine kadhaa huundwa kutoka kwa dutu moja huitwa athari za mtengano.

Ili kupata oksijeni kwenye maabara, misombo ifuatayo iliyo na oksijeni hutumiwa:

Permanganate ya potasiamu KMnO 4 (jina la kawaida la permanganate ya potasiamu; dutu ni dawa ya kawaida ya kuua vijidudu)

Klorate ya potasiamu KClO 3 (jina lisilo na maana - chumvi ya Berthollet, kwa heshima ya mwanakemia wa Kifaransa wa mwishoni mwa 18 - mapema karne ya 19 C.-L. Berthollet)

Kiasi kidogo cha kichocheo - oksidi ya manganese (IV) MnO 2 - huongezwa kwa klorate ya potasiamu ili mtengano wa kiwanja utokee na kutolewa kwa oksijeni 1.

Jaribio la kimaabara Na

Uzalishaji wa oksijeni kwa kuoza kwa peroksidi ya hidrojeni H 2 O 2

Mimina 2 ml ya suluhisho la peroksidi hidrojeni kwenye bomba la majaribio (jina la kitamaduni la dutu hii ni peroksidi hidrojeni). Washa splinter ndefu na uizima (kama unavyofanya na mechi) ili iweze kuvuta moshi.
Mimina kichocheo kidogo - poda nyeusi ya manganese (IV) oksidi - kwenye bomba la mtihani na suluhisho la oksidi ya hidrojeni. Angalia kutolewa kwa haraka kwa gesi. Tumia kijisehemu kinachovuta moshi ili kuthibitisha kuwa gesi hiyo ni oksijeni.

Andika equation kwa mmenyuko wa mtengano wa peroxide ya hidrojeni, bidhaa ya majibu ambayo ni maji.

Katika maabara, oksijeni pia inaweza kupatikana kwa kuoza nitrati ya sodiamu NaNO 3 au nitrati ya potasiamu KNO 3 2. Inapokanzwa, misombo huyeyuka kwanza na kisha kuoza:

1 Wakati kiwanja kinapokanzwa bila kichocheo, mmenyuko tofauti hutokea

2 Dutu hizi hutumika kama mbolea. Jina lao la kawaida ni saltpeter.

Mpango wa 7. Mbinu za maabara za kuzalisha oksijeni

Badilisha michoro ya majibu kuwa milinganyo ya kemikali.

Taarifa kuhusu jinsi oksijeni inavyozalishwa katika maabara inakusanywa katika Mpango wa 7.

Oksijeni pamoja na hidrojeni ni bidhaa za mtengano wa maji chini ya ushawishi wa sasa wa umeme:

Kwa asili, oksijeni hutolewa kupitia photosynthesis kwenye majani ya kijani ya mimea. Mchoro rahisi wa mchakato huu ni kama ifuatavyo:

hitimisho

Oksijeni iligunduliwa mwishoni mwa karne ya 18. kadhaa wanasayansi .

Oksijeni hupatikana katika tasnia kutoka kwa hewa, na katika maabara kupitia athari za mtengano wa misombo fulani iliyo na oksijeni. Wakati wa mmenyuko wa mtengano, vitu viwili au zaidi huundwa kutoka kwa dutu moja.

129. Oksijeni hupatikanaje katika tasnia? Kwa nini hawatumii permanganate ya potasiamu au peroxide ya hidrojeni kwa hili?

130. Ni miitikio gani inayoitwa miitikio ya mtengano?

131. Badilisha mifumo ifuatayo ya athari kuwa milinganyo ya kemikali:

132. Kichocheo ni nini? Inawezaje kuathiri mwendo wa athari za kemikali? (Kwa jibu lako, pia tumia nyenzo katika § 15.)

133. Mchoro 55 unaonyesha wakati wa kuharibika kwa kingo nyeupe, ambayo ina fomula Cd(NO3)2. Angalia kwa uangalifu mchoro na ueleze kila kitu kinachotokea wakati wa majibu. Kwa nini splinter inayovuta moshi huwaka? Andika mlinganyo wa kemikali unaofaa.

134. Sehemu kubwa ya Oksijeni kwenye mabaki baada ya kupokanzwa nitrati ya potasiamu KNO 3 ilikuwa 40%. Je, kiwanja hiki kimeharibika kabisa?

Mchele. 55. Mtengano wa dutu inapokanzwa

Papa P. P., Kryklya L. S., Kemia: Pidruch. kwa darasa la 7 zagalnosvit. navch. kufunga - K.: VC "Academy", 2008. - 136 p.: mgonjwa.

Maudhui ya somo vidokezo vya somo na uwasilishaji wa somo la fremu mbinu shirikishi za ufundishaji wa kichapuzi Fanya mazoezi majaribio, majaribio ya kazi za mtandaoni na warsha za mazoezi ya nyumbani na maswali ya mafunzo kwa mijadala ya darasani Vielelezo vifaa vya video na sauti picha, picha, grafu, meza, michoro, vichekesho, mafumbo, misemo, maneno mtambuka, hadithi, vichekesho, nukuu. Viongezi abstracts cheat sheets tips for the curious articles (MAN) fasihi ya msingi na kamusi ya ziada ya maneno Kuboresha vitabu vya kiada na masomo kusahihisha makosa katika kitabu cha kiada, kubadilisha maarifa ya zamani na mpya Kwa walimu pekee kalenda inapanga mipango ya mafunzo mapendekezo ya mbinu

Mpango:

Historia ya ugunduzi

Asili ya jina

Kuwa katika asili

Risiti

Tabia za kimwili

Tabia za kemikali

Maombi

Jukumu la kibaolojia la oksijeni

Derivatives ya oksijeni yenye sumu

10. Isotopu

Oksijeni

Oksijeni- kipengele cha kikundi cha 16 (kulingana na uainishaji wa kizamani - kikundi kikuu cha kikundi VI), kipindi cha pili cha mfumo wa mara kwa mara wa vipengele vya kemikali vya D.I Mendeleev, na nambari ya atomiki 8. Inaonyeshwa na ishara O (lat. Oxygenium) . Oksijeni ni kemikali amilifu isiyo ya metali na ni kipengele nyepesi kutoka kwa kundi la chalcogens. Dutu rahisi oksijeni(Nambari ya CAS: 7782-44-7) katika hali ya kawaida ni gesi isiyo na rangi, isiyo na ladha na isiyo na harufu, molekuli ambayo ina atomi mbili za oksijeni (formula O 2), na kwa hiyo inaitwa pia dioksijeni ya kioevu rangi ya bluu, na fuwele dhabiti zina rangi ya samawati isiyokolea.

Kuna aina nyingine za allotropic za oksijeni, kwa mfano, ozoni (Nambari ya CAS: 10028-15-6) - chini ya hali ya kawaida, gesi ya bluu yenye harufu maalum, molekuli ambayo ina atomi tatu za oksijeni (formula O 3).

1. Historia ya ugunduzi

Inaaminika rasmi kwamba oksijeni iligunduliwa na mwanakemia wa Kiingereza Joseph Priestley mnamo Agosti 1, 1774 kwa kuoza oksidi ya zebaki katika chombo kilichofungwa kwa hermetically (Priestley alielekeza mwanga wa jua kwenye kiwanja hiki kwa kutumia lenzi yenye nguvu).

Hata hivyo, Priestley mwanzoni hakutambua kwamba alikuwa amegundua kitu kipya rahisi; Priestley aliripoti ugunduzi wake kwa mwanakemia mashuhuri wa Ufaransa Antoine Lavoisier. Mnamo 1775, A. Lavoisier aligundua kuwa oksijeni ni sehemu ya hewa, asidi na hupatikana katika vitu vingi.

Miaka michache mapema (mnamo 1771), oksijeni ilipatikana na mwanakemia wa Uswidi Karl Scheele. Yeye calcined saltpeter na asidi sulfuriki na kisha kuoza kusababisha nitriki oksidi. Scheele aliita gesi hii "hewa ya moto" na alielezea ugunduzi wake katika kitabu kilichochapishwa mwaka wa 1777 (haswa kwa sababu kitabu kilichapishwa baadaye kuliko Priestley alitangaza ugunduzi wake, mwisho huo unachukuliwa kuwa mgunduzi wa oksijeni). Scheele pia aliripoti uzoefu wake kwa Lavoisier.

Hatua muhimu iliyochangia ugunduzi wa oksijeni ilikuwa kazi ya mwanakemia wa Kifaransa Pierre Bayen, ambaye alichapisha kazi juu ya oxidation ya zebaki na mtengano wa baadaye wa oksidi yake.

Hatimaye, A. Lavoisier hatimaye aligundua asili ya gesi iliyotokea, kwa kutumia maelezo kutoka kwa Priestley na Scheele. Kazi yake ilikuwa ya umuhimu mkubwa kwa sababu kwa sababu hiyo, nadharia ya phlogiston, ambayo ilikuwa kubwa wakati huo na ilizuia maendeleo ya kemia, ilipinduliwa. Lavoisier alifanya majaribio juu ya mwako wa vitu mbalimbali na kukanusha nadharia ya phlogiston, kuchapisha matokeo juu ya uzito wa vipengele vilivyochomwa. Uzito wa majivu ulizidi uzito wa asili wa kitu hicho, ambacho kilimpa Lavoisier haki ya kudai kwamba wakati wa mwako mmenyuko wa kemikali (oxidation) wa dutu hutokea, na kwa hiyo wingi wa dutu ya awali huongezeka, ambayo inakataa nadharia ya phlogiston. .

Kwa hivyo, sifa ya ugunduzi wa oksijeni inashirikiwa kwa kweli kati ya Priestley, Scheele na Lavoisier.

1. asili ya jina

Neno oksijeni (pia linaitwa "suluhisho la asidi" mwanzoni mwa karne ya 19) linadaiwa kuonekana kwake katika lugha ya Kirusi kwa kiasi fulani kwa M.V Lomonosov, ambaye alianzisha neno "asidi", pamoja na neologisms nyingine; Kwa hivyo, neno "oksijeni", kwa upande wake, lilikuwa ni ufuatiliaji wa neno "oksijeni" (oksijeni ya Kifaransa), iliyopendekezwa na A. Lavoisier (kutoka kwa Kigiriki cha kale ὀξύς - "sour" na γεννάω - "kuzaa"). Ilitafsiriwa kama "asidi inayozalisha", ambayo inahusishwa na maana yake ya asili - "asidi", ambayo hapo awali ilimaanisha vitu vinavyoitwa oksidi kulingana na nomenclature ya kisasa ya kimataifa.

1. Kuwa katika asili

Oksijeni ni kipengele cha kawaida zaidi duniani; Bahari na maji safi yana kiasi kikubwa cha oksijeni iliyofungwa - 88.8% (kwa wingi), katika angahewa maudhui ya oksijeni ya bure ni 20.95% kwa kiasi na 23.12% kwa wingi. Zaidi ya misombo 1,500 katika ukoko wa dunia ina oksijeni.

Oksijeni ni sehemu ya vitu vingi vya kikaboni na iko katika seli zote zilizo hai. Kwa upande wa idadi ya atomi katika seli hai, ni karibu 25%, na kwa suala la sehemu ya molekuli - karibu 65%.

Wakati wa kukata chuma, hufanywa na mwali wa gesi wa joto la juu unaopatikana kwa kuchoma gesi inayoweza kuwaka au mvuke ya kioevu iliyochanganywa na oksijeni safi ya kitaalam.

Oksijeni ni kipengele kingi zaidi duniani, hupatikana kwa namna ya misombo ya kemikali na vitu mbalimbali: katika ardhi - hadi 50% kwa uzito, pamoja na hidrojeni katika maji - karibu 86% kwa uzito na hewa - hadi 21% kwa kiasi na 23% kwa uzito.

Oksijeni chini ya hali ya kawaida (joto 20 ° C, shinikizo 0.1 MPa) ni gesi isiyo na rangi, isiyoweza kuwaka, nzito kidogo kuliko hewa, isiyo na harufu, lakini inasaidia kikamilifu mwako. Kwa shinikizo la kawaida la anga na joto la 0 ° C, wingi wa 1 m 3 ya oksijeni ni 1.43 kg, na kwa joto la 20 ° C na shinikizo la kawaida la anga - 1.33 kg.

Oksijeni ina shughuli nyingi za kemikali, kutengeneza misombo yenye vipengele vyote vya kemikali isipokuwa (argon, heliamu, xenon, kryptoni na neon). Mitikio ya kiwanja na oksijeni hutokea kwa kutolewa kwa kiasi kikubwa cha joto, i.e. ni asili ya hali ya juu.

Wakati oksijeni iliyoshinikwa ya gesi inapogusana na vitu vya kikaboni, mafuta, mafuta, vumbi vya makaa ya mawe, plastiki inayoweza kuwaka, zinaweza kuwaka kwa hiari kama matokeo ya kutolewa kwa joto wakati wa mgandamizo wa haraka wa oksijeni, msuguano na athari ya chembe ngumu kwenye chuma, na vile vile. kama kutokwa kwa cheche za kielektroniki. Kwa hiyo, wakati wa kutumia oksijeni, utunzaji lazima uchukuliwe ili kuhakikisha kuwa haipatikani na vitu vinavyoweza kuwaka au vinavyoweza kuwaka.

Vifaa vyote vya oksijeni, mistari ya oksijeni na mitungi lazima viharibiwe kabisa. yenye uwezo wa kutengeneza michanganyiko inayolipuka na gesi zinazoweza kuwaka au mivuke ya kioevu inayoweza kuwaka juu ya anuwai, ambayo inaweza pia kusababisha milipuko mbele ya moto wazi au hata cheche.

Vipengele vilivyojulikana vya oksijeni vinapaswa kukumbushwa daima wakati wa kutumia katika michakato ya usindikaji wa gesi-moto.

Hewa ya anga ni hasa mchanganyiko wa mitambo ya gesi tatu na maudhui yafuatayo ya kiasi: nitrojeni - 78.08%, oksijeni - 20.95%, argon - 0.94%, iliyobaki ni dioksidi kaboni, oksidi ya nitrous, nk. Oksijeni hupatikana kwa kutenganisha hewa kwa oksijeni na kwa njia ya baridi ya kina (liquefaction), pamoja na kujitenga kwa argon, matumizi ambayo yanaendelea kuongezeka. Nitrojeni hutumika kama gesi ya kukinga wakati wa kulehemu shaba.

Oksijeni inaweza kupatikana kwa kemikali au kwa electrolysis ya maji. Mbinu za kemikali wasio na tija na wasio na uchumi. Katika electrolysis ya maji Kwa mkondo wa moja kwa moja, oksijeni hutolewa kama bidhaa katika utengenezaji wa hidrojeni safi.

Oksijeni hutolewa katika tasnia kutoka kwa hewa ya anga kwa baridi ya kina na urekebishaji. Katika mitambo ya kupata oksijeni na nitrojeni kutoka kwa hewa, mwisho huo husafishwa kwa uchafu unaodhuru, kushinikizwa kwenye compressor kwa shinikizo la mzunguko wa friji wa 0.6-20 MPa na kupozwa katika kubadilishana joto kwa joto la kioevu, tofauti ya joto la kioevu. oksijeni na nitrojeni ni 13 ° C, ambayo inatosha kwa kujitenga kwao kamili katika awamu ya kioevu.

Oksijeni safi ya kioevu hujilimbikiza kwenye kifaa cha kutenganisha hewa, huvukiza na kukusanya kwenye tanki la gesi, kutoka ambapo hutupwa ndani ya mitungi na compressor chini ya shinikizo la hadi 20 MPa.

Oksijeni ya kiufundi pia husafirishwa kupitia bomba. Shinikizo la oksijeni inayosafirishwa kupitia bomba lazima likubaliwe kati ya mtengenezaji na mtumiaji. Oksijeni hutolewa kwenye tovuti katika mitungi ya oksijeni, na kwa fomu ya kioevu katika vyombo maalum na insulation nzuri ya mafuta.

Ili kubadilisha oksijeni ya kioevu kuwa gesi, gesi au pampu na evaporators ya oksijeni ya kioevu hutumiwa. Katika shinikizo la kawaida la anga na joto la 20°C, 1 dm 3 ya oksijeni ya kioevu inapovukizwa hutoa 860 dm 3 ya oksijeni ya gesi. Kwa hiyo, ni vyema kutoa oksijeni kwenye tovuti ya kulehemu katika hali ya kioevu, kwa kuwa hii inapunguza uzito wa chombo kwa mara 10, ambayo huokoa chuma kwa ajili ya utengenezaji wa mitungi na kupunguza gharama ya kusafirisha na kuhifadhi mitungi.

Kwa kulehemu na kukata Kulingana na -78, oksijeni ya kiufundi hutolewa katika darasa tatu:

• 1 - usafi wa angalau 99.7%
• 2 - si chini ya 99.5%
• 3 - si chini ya 99.2% kwa kiasi

Usafi wa oksijeni ni muhimu sana kwa kukata oksidi. Uchafu wa gesi unapungua, kasi ya kukata, safi na matumizi kidogo ya oksijeni.