नमस्ते। आप मेरे लेख Tutoronline.ru ब्लॉग पर पहले ही पढ़ चुके हैं। आज मैं आपको ऑक्सीजन के बारे में और इसे प्राप्त करने के तरीके के बारे में बताऊंगा। मैं आपको याद दिला दूं कि यदि आपके पास मेरे लिए प्रश्न हैं, तो आप उन्हें लेख की टिप्पणियों में लिख सकते हैं। यदि आपको रसायन विज्ञान में किसी सहायता की आवश्यकता है, तो निर्धारित समय पर मेरी कक्षाओं के लिए साइन अप करें। मुझे आपकी मदद करने में खुशी होगी।

प्रकृति में ऑक्सीजन आइसोटोप 16 O, 17 O, 18 O के रूप में वितरित होती है, जिनकी पृथ्वी पर प्रतिशतता निम्न है - क्रमशः 99.76%, 0.048%, 0.192%।

मुक्त अवस्था में ऑक्सीजन पाई जाती है तीन का रूप एलोट्रोपिक संशोधन : परमाणु ऑक्सीजन - O o, डाइऑक्सीजन - O 2 और ओजोन - O 3। इसके अलावा, परमाणु ऑक्सीजन निम्नानुसार प्राप्त की जा सकती है:

केसीएलओ 3 = केसीएल + 3ओ 0

KNO 3 = KNO 2 + O 0

ऑक्सीजन 1,400 से अधिक विभिन्न खनिजों और कार्बनिक पदार्थों का हिस्सा है; वायुमंडल में इसकी मात्रा मात्रा के हिसाब से 21% है। और मानव शरीर में 65% तक ऑक्सीजन होती है। ऑक्सीजन एक रंगहीन और गंधहीन गैस है, जो पानी में थोड़ा घुलनशील है (20 डिग्री सेल्सियस पर 3 मात्रा ऑक्सीजन 100 मात्रा पानी में घुल जाती है)।

प्रयोगशाला में, कुछ पदार्थों को मध्यम रूप से गर्म करके ऑक्सीजन प्राप्त की जाती है:

1) मैंगनीज यौगिकों (+7) और (+4) को विघटित करते समय:

2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
परमैंगनेट मैंगनेट
पोटैशियम पोटैशियम

2MnO 2 → 2MnO + O 2

2) परक्लोरेट्स को विघटित करते समय:

2KClO 4 → KClO 2 + KCl + 3O 2
perchlorate
पोटेशियम

3) बर्थोलेट नमक (पोटेशियम क्लोरेट) के अपघटन के दौरान.
इस स्थिति में, परमाणु ऑक्सीजन बनता है:

2KClO 3 → 2 KCl + 6O 0
क्लोरट
पोटेशियम

4) प्रकाश में हाइपोक्लोरस अम्ल लवण के अपघटन के दौरान- हाइपोक्लोराइट्स:

2NaClO → 2NaCl + O 2

Ca(ClO) 2 → CaCl 2 + O 2

5) नाइट्रेट गर्म करते समय।
इस स्थिति में, परमाणु ऑक्सीजन का निर्माण होता है। गतिविधि श्रृंखला में नाइट्रेट धातु की स्थिति के आधार पर, विभिन्न प्रतिक्रिया उत्पाद बनते हैं:

2NaNO 3 → 2NaNO 2 + O 2

Ca(NO 3) 2 → CaO + 2NO 2 + O 2

2AgNO3 → 2Ag + 2NO2 + O2

6) पेरोक्साइड के अपघटन के दौरान:

2H 2 O 2 ↔ 2H 2 O + O 2

7) निष्क्रिय धातुओं के ऑक्साइड को गर्म करने पर:

2Аg 2 O ↔ 4Аg + O 2

यह प्रक्रिया रोजमर्रा की जिंदगी में प्रासंगिक है। तथ्य यह है कि तांबे या चांदी से बने व्यंजन, जिनमें ऑक्साइड फिल्म की एक प्राकृतिक परत होती है, गर्म होने पर सक्रिय ऑक्सीजन बनाते हैं, जो एक जीवाणुरोधी प्रभाव होता है। निष्क्रिय धातुओं, विशेषकर नाइट्रेट के लवणों के विघटन से भी ऑक्सीजन का निर्माण होता है। उदाहरण के लिए, सिल्वर नाइट्रेट को घोलने की समग्र प्रक्रिया को चरणों में दर्शाया जा सकता है:

AgNO 3 + H 2 O → AgOH + HNO 3

2AgOH → Ag 2 O + O 2

2एजी 2 ओ → 4एजी + ओ 2

या सारांश रूप में:

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

8) क्रोमियम लवण को गर्म करते समय उच्चतम डिग्रीऑक्सीकरण:

4K 2 Cr 2 O 7 → 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 + 3 O 2
बाइक्रोमेट क्रोमेट
पोटैशियम पोटैशियम

उद्योग में ऑक्सीजन प्राप्त होती है:

1) पानी का इलेक्ट्रोलाइटिक अपघटन:

2H 2 O → 2H 2 + O 2

2) पेरोक्साइड के साथ कार्बन डाइऑक्साइड की परस्पर क्रिया:

सीओ 2 + के 2 ओ 2 → के 2 सीओ 3 + ओ 2

यह विधि पृथक प्रणालियों में सांस लेने की समस्या का एक अनिवार्य तकनीकी समाधान है: पनडुब्बियों, खदानें, अंतरिक्ष यान।

3) जब ओजोन कम करने वाले एजेंटों के साथ परस्पर क्रिया करता है:

ओ 3 + 2 केजे + एच 2 ओ → जे 2 + 2 केओएच + ओ 2

प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के दौरान ऑक्सीजन का उत्पादन विशेष महत्व रखता है।पौधों में होने वाला. पृथ्वी पर सारा जीवन मूलतः इसी प्रक्रिया पर निर्भर करता है। प्रकाश संश्लेषण एक जटिल बहु-चरणीय प्रक्रिया है। प्रकाश इसे इसकी शुरुआत देता है। प्रकाश संश्लेषण में स्वयं दो चरण होते हैं: प्रकाश और अंधेरा। में प्रकाश चरणपौधों की पत्तियों में मौजूद क्लोरोफिल वर्णक एक तथाकथित "प्रकाश-अवशोषित" कॉम्प्लेक्स बनाता है, जो पानी से इलेक्ट्रॉन लेता है, और इस तरह इसे हाइड्रोजन आयनों और ऑक्सीजन में विभाजित करता है:

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

संचित प्रोटॉन एटीपी के संश्लेषण में योगदान करते हैं:

एडीपी + पी = एटीपी

अंधेरे चरण के दौरान, कार्बन डाइऑक्साइड और पानी ग्लूकोज में परिवर्तित हो जाते हैं। और ऑक्सीजन उप-उत्पाद के रूप में जारी किया जाता है:

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

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आज पारिस्थितिकी का मुद्दा सामने आता है। लेकिन ऑक्सीजन के बिना स्वस्थ पारिस्थितिकी असंभव है। यह वह है जो ग्रह पर जीवन को बनाए रखने के लिए मुख्य निर्माण खंड है। इसके अलावा, ऑक्सीजन अक्सर कई में शामिल होता है रासायनिक प्रतिक्रिएं. चलो एक नज़र मारें ऑक्सीजन कैसे प्राप्त करेंएक रासायनिक प्रयोगशाला में.

ऑक्सीजन प्राप्त करने के लिए हम रिफ्रैक्टरी ग्लास से बनी एक परखनली को स्टैंड पर मजबूत करते हैं और उसमें 5 ग्राम पाउडर (पोटेशियम नाइट्रेट KNO 3 या सोडियम नाइट्रेट NaNO 3) मिलाते हैं। आइए परखनली के नीचे रेत से भरा दुर्दम्य पदार्थ से बना एक कप रखें, क्योंकि इस प्रयोग के दौरान गर्म द्रव्यमान अक्सर पिघल जाता है और बाहर निकल जाता है। इसलिए, गर्म करते समय हम बर्नर को किनारे पर रखेंगे। जब हम सॉल्टपीटर को बहुत तेज़ गर्म करते हैं, तो यह पिघल जाएगा और इसमें से ऑक्सीजन निकलेगी (हम इसे सुलगते हुए स्प्लिंटर की मदद से पता लगाएंगे - यह एक टेस्ट ट्यूब में प्रज्वलित हो जाएगा)। इस स्थिति में, पोटेशियम नाइट्रेट नाइट्राइट KNO 2 में बदल जाएगा। फिर कटिंग के एक टुकड़े को पिघलने में फेंकने के लिए क्रूसिबल चिमटे या चिमटी का उपयोग करें (कभी भी अपना चेहरा टेस्ट ट्यूब के ऊपर न रखें)। सल्फर प्रज्वलित होकर जल जाएगा, मुक्त हो जाएगा बड़ी मात्रागर्मी। के साथ प्रयोग करना चाहिए खिड़कियाँ खोलें(परिणामस्वरूप सल्फर ऑक्साइड के कारण)।

प्रक्रिया इस प्रकार आगे बढ़ती है (हीटिंग):

2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2

ऑक्सीजन अन्य तरीकों से भी प्राप्त की जा सकती है। गर्म करने पर पोटेशियम परमैंगनेट KMnO4 ऑक्सीजन छोड़ देता है और मैंगनीज ऑक्साइड (4) में परिवर्तित हो जाता है:

2KMnO 4 → MnO 2 + K 2 MnO 4 + O 2।

10 ग्राम पोटेशियम परमैंगनेट से आप लगभग एक लीटर ऑक्सीजन प्राप्त कर सकते हैं, जिसका मतलब है कि दो ग्राम पांच सामान्य आकार की टेस्ट ट्यूबों को ऑक्सीजन से भरने के लिए पर्याप्त है।

हम एक दुर्दम्य परीक्षण ट्यूब में पोटेशियम परमैंगनेट की एक निश्चित मात्रा को गर्म करते हैं और वायवीय स्नान का उपयोग करके परीक्षण ट्यूबों में जारी ऑक्सीजन को पकड़ते हैं। जब क्रिस्टल टूटते हैं, तो वे नष्ट हो जाते हैं, और अक्सर गैस के साथ धूल भरे परमैंगनेट की एक निश्चित मात्रा भी अंदर चली जाती है। इस मामले में, वायवीय स्नान और आउटलेट पाइप में पानी लाल हो जाएगा।

हाइड्रोजन पेरोक्साइड (पेरोक्साइड) H2O2 से भी बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन प्राप्त की जा सकती है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड बहुत स्थिर नहीं है. पहले से ही हवा में खड़े होने पर, यह ऑक्सीजन में विघटित हो जाता है और:

2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2

यदि आप पेरोक्साइड में थोड़ा मैंगनीज डाइऑक्साइड एमएनओ 2, सक्रिय कार्बन, धातु पाउडर, रक्त (जमा हुआ या ताजा), और लार जोड़ते हैं तो आप बहुत तेजी से ऑक्सीजन प्राप्त कर सकते हैं। ये पदार्थ कार्य करते हैं उत्प्रेरक.

हम इसे सत्यापित कर सकते हैं यदि हम एक छोटी टेस्ट ट्यूब में नामित पदार्थों में से एक के साथ लगभग 1 मिलीलीटर हाइड्रोजन पेरोक्साइड रखते हैं, और एक स्प्लिंटर परीक्षण का उपयोग करके जारी ऑक्सीजन की उपस्थिति निर्धारित करते हैं। यदि बीकर में तीन प्रतिशत हाइड्रोजन पेरोक्साइड समाधान के 5 मिलीलीटर में समान मात्रा में पशु रक्त मिलाया जाता है, तो मिश्रण में जोरदार झाग बनेगा, ऑक्सीजन के बुलबुले निकलने के परिणामस्वरूप झाग सख्त हो जाएगा और फूल जाएगा।

उत्प्रेरक प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाते हैं रासायनिक प्रक्रियाऔर साथ ही वे स्वयं भी भस्म नहीं होते। वे अंततः प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए आवश्यक सक्रियण ऊर्जा को कम कर देते हैं। लेकिन ऐसे पदार्थ भी हैं जो विपरीत तरीके से कार्य करते हैं। उन्हें नकारात्मक उत्प्रेरक या कहा जाता है अवरोधकों. उदाहरण के लिए, फॉस्फोरिक एसिड हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अपघटन को रोकता है। इसलिए, वाणिज्यिक हाइड्रोजन पेरोक्साइड समाधान आमतौर पर फॉस्फोरिक या यूरिक एसिड के साथ स्थिर किया जाता है। जीवित प्रकृति में, तथाकथित जैव उत्प्रेरक (एंजाइम, हार्मोन) कई प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं।

ऑक्सीजन ओइसका परमाणु क्रमांक 8 है, जो मुख्य उपसमूह (उपसमूह ए) में स्थित है छठीसमूह, दूसरी अवधि में. ऑक्सीजन परमाणुओं में, वैलेंस इलेक्ट्रॉन दूसरे पर स्थित होते हैं ऊर्जा स्तर, केवल होना एस- और पी-ऑर्बिटल्स. इससे O परमाणुओं के उत्तेजित अवस्था में संक्रमण की संभावना समाप्त हो जाती है, इसलिए सभी यौगिकों में ऑक्सीजन II के बराबर एक स्थिर संयोजकता प्रदर्शित करता है। उच्च इलेक्ट्रोनगेटिविटी होने के कारण, यौगिकों में ऑक्सीजन परमाणु हमेशा नकारात्मक रूप से चार्ज होते हैं (सीडी = -2 या -1)। एक अपवाद फ्लोराइड्स OF 2 और O 2 F 2 है।

ऑक्सीजन के लिए, ऑक्सीकरण अवस्थाएँ -2, -1, +1, +2 ज्ञात हैं

तत्व की सामान्य विशेषताएँ

ऑक्सीजन पृथ्वी पर सबसे आम तत्व है, जो कुल द्रव्यमान का आधे से थोड़ा कम, 49% है भूपर्पटी. प्राकृतिक ऑक्सीजन में 3 स्थिर आइसोटोप 16 O, 17 O और 18 O (16 O प्रबल) होते हैं। ऑक्सीजन वायुमंडल का हिस्सा है (मात्रा के हिसाब से 20.9%, द्रव्यमान के हिसाब से 23.2), पानी की संरचना में और 1,400 से अधिक खनिज: सिलिका, सिलिकेट और एल्युमिनोसिलिकेट्स, मार्बल्स, बेसाल्ट, हेमेटाइट और अन्य खनिज और चट्टानें। ऑक्सीजन पौधों और जानवरों के ऊतकों के द्रव्यमान का 50-85% हिस्सा बनाती है, क्योंकि यह प्रोटीन, वसा और कार्बोहाइड्रेट में निहित है जो जीवित जीव बनाते हैं। श्वसन और ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं के लिए ऑक्सीजन की भूमिका सर्वविदित है।

ऑक्सीजन पानी में अपेक्षाकृत थोड़ा घुलनशील है - 100 मात्रा पानी में 5 मात्रा। हालाँकि, यदि पानी में घुली सारी ऑक्सीजन वायुमंडल में चली जाए, तो यह एक बड़ी मात्रा - 10 मिलियन किमी 3 (एन.एस.) पर कब्जा कर लेगी। यह वायुमंडल में मौजूद समस्त ऑक्सीजन के लगभग 1% के बराबर है। पृथ्वी पर ऑक्सीजन वातावरण का निर्माण प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रियाओं के कारण होता है।

इसकी खोज स्वीडनवासी के. शीले (1771-1772) और अंग्रेज जे. प्रीस्टली (1774) ने की थी। पहले नाइट्रेट को गर्म करने का उपयोग किया जाता था, दूसरे में पारा ऑक्साइड (+2) का उपयोग किया जाता था। यह नाम ए. लावोइसियर ("ऑक्सीजेनियम" - "एसिड को जन्म देना") द्वारा दिया गया था।

अपने मुक्त रूप में, यह दो एलोट्रोपिक संशोधनों में मौजूद है - "साधारण" ऑक्सीजन ओ 2 और ओजोन ओ 3।

ओजोन अणु की संरचना

3O 2 = 2O 3 – 285 kJ
समताप मंडल में ओजोन एक पतली परत बनाती है जो जैविक रूप से हानिकारक अधिकांश को अवशोषित कर लेती है पराबैंगनी विकिरण.
भंडारण के दौरान, ओजोन अनायास ऑक्सीजन में बदल जाता है। रासायनिक रूप से, ऑक्सीजन O2 ओजोन की तुलना में कम सक्रिय है। ऑक्सीजन की विद्युत ऋणात्मकता 3.5 है।

ऑक्सीजन के भौतिक गुण

ओ 2 - रंगहीन, गंधहीन और स्वादहीन गैस, एम.पी. -218.7 डिग्री सेल्सियस, बीपी। -182.96 डिग्री सेल्सियस, अनुचुंबकीय।

द्रव O2 नीला, ठोस – नीला. O2 पानी में घुलनशील है (नाइट्रोजन और हाइड्रोजन से बेहतर)।

ऑक्सीजन प्राप्त करना

1. औद्योगिक विधि - तरल हवा का आसवन और पानी का इलेक्ट्रोलिसिस:

2H 2 O → 2H 2 + O 2

2. प्रयोगशाला में ऑक्सीजन प्राप्त की जाती है:
1. क्षारीय जलीय घोल या ऑक्सीजन युक्त लवण (Na 2 SO 4, आदि) के जलीय घोल का इलेक्ट्रोलिसिस

2. पोटेशियम परमैंगनेट KMnO4 का थर्मल अपघटन:
2KMnO 4 = K 2 MnO4 + MnO 2 + O 2,

बर्थोलेट नमक KClO3:
2KClO 3 = 2KCl + 3O 2 (एमएनओ 2 उत्प्रेरक)

मैंगनीज ऑक्साइड (+4) एमएनओ 2:
4MnO 2 = 2Mn 2 O 3 + O 2 (700 o C),

3MnO 2 = 2Mn 3 O 4 + O 2 (1000 o C),

बेरियम पेरोक्साइड BaO2:
2BaO2 = 2BaO + O2

3. हाइड्रोजन पेरोक्साइड का अपघटन:
2H 2 O 2 = H 2 O + O 2 (MnO 2 उत्प्रेरक)

4. नाइट्रेट का अपघटन:
2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2

पर अंतरिक्ष यानऔर पनडुब्बियों में K 2 O 2 और K 2 O 4 के मिश्रण से ऑक्सीजन प्राप्त होती है:
2K 2 O 4 + 2H 2 O = 4KOH +3O 2
4KOH + 2CO 2 = 2K 2 CO 3 + 2H 2 O

कुल:
2K 2 O 4 + 2CO 2 = 2K 2 CO 3 + 3O 2

जब K 2 O 2 का उपयोग किया जाता है, तो समग्र प्रतिक्रिया इस तरह दिखती है:
2K 2 O 2 + 2CO 2 = 2K 2 CO 3 + O 2

यदि आप K 2 O 2 और K 2 O 4 को समान (अर्थात् समदावक) मात्रा में मिलाते हैं, तो अवशोषित CO 2 के प्रति 1 मोल में O 2 का एक मोल निकलेगा।

ऑक्सीजन के रासायनिक गुण

ऑक्सीजन दहन का समर्थन करती है। दहन - बी किसी पदार्थ के ऑक्सीकरण की तीव्र प्रक्रिया, जिसके साथ बड़ी मात्रा में ऊष्मा और प्रकाश निकलता है। यह साबित करने के लिए कि फ्लास्क में ऑक्सीजन है और कोई अन्य गैस नहीं है, आपको फ्लास्क में एक सुलगती हुई खपच्ची डालनी होगी। ऑक्सीजन में, एक सुलगती हुई किरच चमकती है। हवा में विभिन्न पदार्थों का दहन एक रेडॉक्स प्रक्रिया है जिसमें ऑक्सीजन ऑक्सीकरण एजेंट होता है। ऑक्सीकरण एजेंट वे पदार्थ होते हैं जो अपचायक पदार्थों से इलेक्ट्रॉनों को "छीन" लेते हैं। अच्छा ऑक्सीकरण गुणऑक्सीजन को उसके बाहरी इलेक्ट्रॉन आवरण की संरचना द्वारा आसानी से समझाया जा सकता है।

ऑक्सीजन का वैलेंस शेल दूसरे स्तर पर स्थित है - कोर के अपेक्षाकृत करीब। इसलिए, नाभिक इलेक्ट्रॉनों को दृढ़ता से अपनी ओर आकर्षित करता है। ऑक्सीजन के संयोजकता कोश पर 2s 2 2p 4 6 इलेक्ट्रॉन हैं. नतीजतन, ऑक्टेट में दो इलेक्ट्रॉन गायब हैं, जिन्हें ऑक्सीजन अन्य तत्वों के इलेक्ट्रॉन कोशों से स्वीकार करता है, उनके साथ ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में प्रतिक्रिया करता है।

पॉलिंग पैमाने पर ऑक्सीजन में दूसरी (फ्लोरीन के बाद) इलेक्ट्रोनगेटिविटी होती है। इसलिए, इसके अधिकांश यौगिकों में अन्य तत्वों के साथ ऑक्सीजन होता है नकारात्मकऑक्सीकरण की डिग्री. ऑक्सीजन की तुलना में एकमात्र मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट, अवधि में इसका पड़ोसी, फ्लोरीन है। इसलिए, फ्लोरीन के साथ ऑक्सीजन के यौगिक ही एकमात्र ऐसे यौगिक हैं जहां ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था सकारात्मक होती है।

अतः, आवर्त सारणी के सभी तत्वों में ऑक्सीजन दूसरा सबसे शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंट है। इसके अधिकांश महत्वपूर्ण रासायनिक गुण इसी से जुड़े हैं।
Au, Pt, He, Ne और Ar को छोड़कर सभी तत्व ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं; सभी प्रतिक्रियाओं में (फ्लोरीन के साथ बातचीत को छोड़कर), ऑक्सीजन एक ऑक्सीकरण एजेंट है।

ऑक्सीजन क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करती है:

4Li + O 2 → 2Li 2 O,

2K + O 2 → K 2 O 2,

2Ca + O 2 → 2CaO,

2Na + O 2 → Na 2 O 2,

2K + 2O 2 → K 2 O 4

लोहे का महीन पाउडर (तथाकथित पाइरोफोरिक आयरन) हवा में स्वतः ही प्रज्वलित हो जाता है, जिससे Fe 2 O 3 बनता है, और स्टील के तार को पहले से गर्म करने पर ऑक्सीजन में जल जाता है:

3 Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4

2एमजी + ओ 2 → 2एमजीओ

2Cu + O 2 → 2CuO

गर्म होने पर ऑक्सीजन गैर-धातुओं (सल्फर, ग्रेफाइट, हाइड्रोजन, फास्फोरस, आदि) के साथ प्रतिक्रिया करती है:

एस + ओ 2 → एसओ 2,

सी + ओ 2 → सीओ 2,

2एच 2 + ओ 2 → एच 2 ओ,

4पी + 5ओ 2 → 2पी 2 ओ 5,

Si + O 2 → SiO 2, आदि।

उदाहरण के लिए, दुर्लभ अपवादों को छोड़कर, ऑक्सीजन O2 से जुड़ी लगभग सभी प्रतिक्रियाएं ऊष्माक्षेपी होती हैं:

N2+O2 → 2NO-Q

यह प्रतिक्रिया 1200 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर या विद्युत निर्वहन में होती है।

ऑक्सीजन जटिल पदार्थों को ऑक्सीकरण करने में सक्षम है, उदाहरण के लिए:

2H 2 S + 3O 2 → 2SO 2 + 2H 2 O (अतिरिक्त ऑक्सीजन),

2H 2 S + O 2 → 2S + 2H 2 O (ऑक्सीजन की कमी),

4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O (उत्प्रेरक के बिना),

4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O (पीटी उत्प्रेरक की उपस्थिति में),

सीएच 4 (मीथेन) + 2ओ 2 → सीओ 2 + 2एच 2 ओ,

4FeS 2 (पाइराइट) + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2।

डाइअॉॉक्सिनिल धनायन O 2 + युक्त यौगिक ज्ञात हैं, उदाहरण के लिए, O 2 + - (इस यौगिक के सफल संश्लेषण ने एन. बार्टलेट को अक्रिय गैसों के यौगिक प्राप्त करने का प्रयास करने के लिए प्रेरित किया)।

ओजोन

ओजोन रासायनिक रूप से ऑक्सीजन O2 से अधिक सक्रिय है। इस प्रकार, ओजोन आयोडाइड - I आयन - को Kl घोल में ऑक्सीकृत करता है:

O 3 + 2Kl + H 2 O = I 2 + O 2 + 2KOH

ओजोन अत्यधिक विषैला होता है, इसके विषैले गुण, उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन सल्फाइड से अधिक मजबूत होते हैं। हालाँकि, प्रकृति में, ओजोन निहित है ऊंची परतेंवायुमंडल, सूर्य की विनाशकारी पराबैंगनी विकिरण से पृथ्वी पर सभी जीवन के रक्षक के रूप में कार्य करता है। पतली ओजोन परत इस विकिरण को अवशोषित कर लेती है और यह पृथ्वी की सतह तक नहीं पहुंच पाती है। समय के साथ इस परत की मोटाई और विस्तार में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव होते हैं (तथाकथित ओजोन छिद्र) ऐसे उतार-चढ़ाव के कारणों को अभी तक स्पष्ट नहीं किया गया है;

ऑक्सीजन O का अनुप्रयोग 2: कच्चा लोहा और स्टील के उत्पादन की प्रक्रियाओं को तेज करना, अलौह धातुओं को पिघलाना, विभिन्न रासायनिक उद्योगों में ऑक्सीडाइज़र के रूप में, पनडुब्बियों पर जीवन समर्थन के लिए, रॉकेट ईंधन (तरल ऑक्सीजन) के लिए ऑक्सीडाइज़र के रूप में, चिकित्सा में, वेल्डिंग और धातुओं को काटने में।

ओजोन O3 का अनुप्रयोग:पीने के पानी को कीटाणुरहित करने के लिए, पानी की बर्बादी, हवा, कपड़ों को ब्लीच करने के लिए।

चार "चॉकोजेन" तत्व (यानी, "तांबे को जन्म देना") समूह VI के मुख्य उपसमूह का नेतृत्व करते हैं (के अनुसार) नया वर्गीकरण- आवर्त सारणी का 16वाँ समूह)। इनमें सल्फर, टेल्यूरियम और सेलेनियम के अलावा ऑक्सीजन भी शामिल है। आइए पृथ्वी पर सबसे आम इस तत्व के गुणों के साथ-साथ ऑक्सीजन के उपयोग और उत्पादन पर करीब से नज़र डालें।

तत्व की व्यापकता

बाध्य रूप में ऑक्सीजन प्रवेश करती है रासायनिक संरचनापानी - उसका को PERCENTAGEयह लगभग 89% बनता है, साथ ही सभी जीवित प्राणियों - पौधों और जानवरों की कोशिकाओं में भी।

हवा में, ऑक्सीजन O2 के रूप में एक मुक्त अवस्था में है, इसकी संरचना का पांचवां हिस्सा है, और ओजोन के रूप में - O3 है।

भौतिक गुण

ऑक्सीजन O2 एक ऐसी गैस है जो रंगहीन, स्वादहीन और गंधहीन होती है। पानी में थोड़ा घुलनशील. क्वथनांक शून्य सेल्सियस से 183 डिग्री नीचे है। तरल रूप में, ऑक्सीजन नीला होता है, और ठोस रूप में यह नीले क्रिस्टल बनाता है। ऑक्सीजन क्रिस्टल का गलनांक शून्य सेल्सियस से 218.7 डिग्री नीचे होता है।

रासायनिक गुण

गर्म होने पर, यह तत्व कई सरल पदार्थों, धातु और गैर-धातु दोनों के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे तथाकथित ऑक्साइड बनते हैं - ऑक्सीजन के साथ तत्वों के यौगिक। जिसमें तत्व ऑक्सीजन के साथ प्रवेश करते हैं उसे ऑक्सीकरण कहते हैं।

उदाहरण के लिए,

4Na + O2= 2Na2O

2. हाइड्रोजन पेरोक्साइड को मैंगनीज ऑक्साइड की उपस्थिति में गर्म करने पर उसका अपघटन होता है, जो उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है।

3. पोटैशियम परमैंगनेट के अपघटन द्वारा।

उद्योग में ऑक्सीजन का उत्पादन निम्नलिखित तरीकों से किया जाता है:

1. तकनीकी उद्देश्यों के लिए, ऑक्सीजन हवा से प्राप्त की जाती है, जिसमें इसकी सामान्य सामग्री लगभग 20% होती है, अर्थात। पाँचवाँ भाग. ऐसा करने के लिए, पहले हवा को जलाया जाता है, जिससे लगभग 54% तरल ऑक्सीजन, 44% तरल नाइट्रोजन और 2% तरल आर्गन युक्त मिश्रण तैयार होता है। फिर इन गैसों को आसवन प्रक्रिया का उपयोग करके अलग किया जाता है, तरल ऑक्सीजन और तरल नाइट्रोजन के क्वथनांक के बीच अपेक्षाकृत छोटी सीमा का उपयोग करके - क्रमशः शून्य से 183 और शून्य से 198.5 डिग्री। इससे पता चलता है कि नाइट्रोजन ऑक्सीजन से पहले वाष्पित हो जाती है।

आधुनिक उपकरण किसी भी स्तर की शुद्धता की ऑक्सीजन का उत्पादन सुनिश्चित करते हैं। नाइट्रोजन, जो तरल हवा को अलग करके प्राप्त की जाती है, का उपयोग इसके डेरिवेटिव के संश्लेषण में कच्चे माल के रूप में किया जाता है।

2. अत्यंत शुद्ध ऑक्सीजन भी उत्पन्न करता है। यह पद्धति समृद्ध संसाधनों और सस्ती बिजली वाले देशों में व्यापक हो गई है।

ऑक्सीजन का अनुप्रयोग

ऑक्सीजन हमारे पूरे ग्रह के जीवन में सबसे महत्वपूर्ण तत्व है। यह गैस, जो वायुमंडल में निहित है, जानवरों और लोगों द्वारा इस प्रक्रिया में उपभोग की जाती है।

मानव गतिविधि के ऐसे क्षेत्रों जैसे चिकित्सा, वेल्डिंग और धातुओं को काटना, विस्फोट करना, विमानन (मानव श्वास के लिए और इंजन संचालन के लिए), और धातु विज्ञान के लिए ऑक्सीजन प्राप्त करना बहुत महत्वपूर्ण है।

प्रगति पर है आर्थिक गतिविधिमानव ऑक्सीजन की खपत बड़ी मात्रा में होती है - उदाहरण के लिए, जलते समय विभिन्न प्रकारईंधन: प्राकृतिक गैस, मीथेन, कोयला, लकड़ी। इन सभी प्रक्रियाओं में, इसका निर्माण होता है, साथ ही, प्रकृति ने प्रकाश संश्लेषण का उपयोग करके इस यौगिक के प्राकृतिक बंधन की प्रक्रिया प्रदान की है, जो प्रभाव में हरे पौधों में होती है। सूरज की रोशनी. इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, ग्लूकोज बनता है, जिसका उपयोग पौधा अपने ऊतकों के निर्माण के लिए करता है।

हरे पौधों और प्रकाश संश्लेषक जीवाणुओं के उद्भव के साथ पृथ्वी के वायुमंडल में ऑक्सीजन प्रकट हुई। ऑक्सीजन के लिए धन्यवाद, एरोबिक जीव श्वसन या ऑक्सीकरण करते हैं। उद्योग में ऑक्सीजन प्राप्त करना महत्वपूर्ण है - इसका उपयोग धातु विज्ञान, चिकित्सा, विमानन, राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था और अन्य उद्योगों में किया जाता है।

गुण

ऑक्सीजन आवर्त सारणी का आठवां तत्व है। यह एक गैस है जो दहन का समर्थन करती है और पदार्थों का ऑक्सीकरण करती है।

चावल। 1. आवर्त सारणी में ऑक्सीजन.

ऑक्सीजन की आधिकारिक तौर पर खोज 1774 में हुई थी। अंग्रेजी रसायनज्ञ जोसेफ प्रिस्टले ने मर्क्यूरिक ऑक्साइड से तत्व को अलग किया:

2HgO → 2Hg + O2।

हालाँकि, प्रीस्टली को यह नहीं पता था कि ऑक्सीजन हवा का हिस्सा है। वायुमंडल में ऑक्सीजन के गुण और उपस्थिति को बाद में प्रीस्टली के सहयोगी, फ्रांसीसी रसायनज्ञ एंटोनी लावोइसियर द्वारा निर्धारित किया गया था।

ऑक्सीजन की सामान्य विशेषताएँ:

• रंगहीन गैस;
• कोई गंध या स्वाद नहीं है;
• हवा से भारी;
• अणु में दो ऑक्सीजन परमाणु (O 2) होते हैं;
• तरल अवस्था में इसका रंग हल्का नीला होता है;
• पानी में खराब घुलनशील;
• एक प्रबल ऑक्सीकरण एजेंट है।

चावल। 2. तरल ऑक्सीजन.

गैस वाले बर्तन में सुलगती हुई खपच्ची डालकर ऑक्सीजन की उपस्थिति आसानी से जांची जा सकती है। ऑक्सीजन की उपस्थिति में मशाल जलने लगती है।

इसे कैसे पाएं?

ऑक्सीजन प्राप्त करने की कई ज्ञात विधियाँ हैं विभिन्न कनेक्शनऔद्योगिक और प्रयोगशाला स्थितियों में। उद्योग में, हवा को दबाव में और -183°C के तापमान पर द्रवीकृत करके ऑक्सीजन प्राप्त की जाती है। तरल हवा वाष्पीकरण के अधीन है, अर्थात। धीरे-धीरे गर्म करें। -196°C पर, नाइट्रोजन वाष्पित होने लगती है और ऑक्सीजन तरल बनी रहती है।

प्रयोगशाला में, ऑक्सीजन लवण, हाइड्रोजन पेरोक्साइड और इलेक्ट्रोलिसिस के परिणामस्वरूप बनता है। गर्म करने पर लवणों का अपघटन होता है। उदाहरण के लिए, पोटेशियम क्लोरेट या बर्थोलाइट नमक को 500°C तक गर्म किया जाता है, और पोटेशियम परमैंगनेट या पोटेशियम परमैंगनेट को 240°C तक गर्म किया जाता है:

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

चावल। 3. बर्थोलेट नमक को गर्म करना।

आप नाइट्रेट या पोटेशियम नाइट्रेट को गर्म करके भी ऑक्सीजन प्राप्त कर सकते हैं:

2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2।

हाइड्रोजन पेरोक्साइड को विघटित करते समय, मैंगनीज (IV) ऑक्साइड - MnO 2, कार्बन या लौह पाउडर का उपयोग उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है। सामान्य समीकरणइस तरह दिखता है:

2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2.

सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल का इलेक्ट्रोलिसिस किया जाता है। परिणामस्वरूप, पानी और ऑक्सीजन बनते हैं:

4NaOH → (इलेक्ट्रोलिसिस) 4Na + 2H 2 O + O 2।

इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग करके ऑक्सीजन को पानी से अलग किया जाता है, इसे हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विघटित किया जाता है:

2H 2 O → 2H 2 + O 2.

परमाणु पनडुब्बियों पर, ऑक्सीजन सोडियम पेरोक्साइड - 2Na 2 O 2 + 2CO 2 → 2Na 2 CO 3 + O 2 से प्राप्त किया गया था। यह विधि दिलचस्प है क्योंकि ऑक्सीजन की रिहाई के साथ-साथ कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित किया जाता है।

का उपयोग कैसे करें

शुद्ध ऑक्सीजन जारी करने के लिए संग्रह और पहचान आवश्यक है, जिसका उपयोग उद्योग में पदार्थों को ऑक्सीकरण करने के लिए किया जाता है, साथ ही अंतरिक्ष में, पानी के नीचे और धुएँ वाले कमरों में सांस लेने को बनाए रखने के लिए किया जाता है (अग्निशामकों के लिए ऑक्सीजन आवश्यक है)। चिकित्सा में, ऑक्सीजन सिलेंडर सांस लेने में कठिनाई वाले रोगियों को सांस लेने में मदद करते हैं। ऑक्सीजन का उपयोग श्वसन रोगों के इलाज के लिए भी किया जाता है।

ऑक्सीजन का उपयोग ईंधन जलाने के लिए किया जाता है - कोयला, तेल, प्राकृतिक गैस। धातु विज्ञान और मैकेनिकल इंजीनियरिंग में ऑक्सीजन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, धातु को पिघलाने, काटने और वेल्डिंग करने के लिए।

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