Sveiki. Jūs jau esat izlasījis manus rakstus Tutoronline.ru emuārā. Šodien es jums pastāstīšu par skābekli un to, kā to iegūt. Atgādināšu, ja jums ir man jautājumi, varat tos uzrakstīt raksta komentāros. Ja jums nepieciešama palīdzība ķīmijā, pierakstieties uz manām nodarbībām pēc grafika. Es ar prieku jums palīdzēšu.

Skābeklis dabā izplatās izotopu 16 O, 17 O, 18 O veidā, kuriem uz Zemes ir šādi procenti - attiecīgi 99,76%, 0,048%, 0,192%.

Brīvā stāvoklī skābeklis ir atrodams forma trīs allotropās modifikācijas : atomu skābeklis - O o, dioksīds - O 2 un ozons - O 3. Turklāt atomu skābekli var iegūt šādi:

KClO 3 = KCl + 3O 0

KNO 3 = KNO 2 + O 0

Skābeklis ir daļa no vairāk nekā 1400 dažādām minerālvielām un organiskajām vielām atmosfērā, tā saturs ir 21% pēc tilpuma. Un cilvēka ķermenī ir līdz 65% skābekļa. Skābeklis ir bezkrāsaina un bez smaržas gāze, nedaudz šķīst ūdenī (3 tilpumi skābekļa izšķīst 100 tilpumos ūdens 20 o C temperatūrā).

Laboratorijā skābekli iegūst, mēreni karsējot noteiktas vielas:

1) Sadalot mangāna savienojumus (+7) un (+4):

2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
permanganāta manganāts
kālijs kālijs

2MnO 2 → 2MnO + O 2

2) Sadalot perhlorātus:

2KClO 4 → KClO 2 + KCl + 3O 2
perhlorāts
kālijs

3) Berholta sāls (kālija hlorāta) sadalīšanās laikā.
Šajā gadījumā veidojas atomu skābeklis:

2KClO 3 → 2 KCl + 6O 0
hlorāts
kālijs

4) Hipohlorskābes sāļu sadalīšanās laikā gaismā- hipohlorīti:

2NaClO → 2NaCl + O 2

Ca(ClO) 2 → CaCl 2 + O 2

5) Sildot nitrātus.
Šajā gadījumā veidojas atomu skābeklis. Atkarībā no nitrātmetāla stāvokļa aktivitāšu rindā veidojas dažādi reakcijas produkti:

2NaNO 3 → 2NaNO 2 + O 2

Ca(NO 3) 2 → CaO + 2NO 2 + O 2

2AgNO3 → 2Ag + 2NO2 + O2

6) Peroksīdu sadalīšanās laikā:

2H 2 O 2 ↔ 2H 2 O + O 2

7) Sildot neaktīvo metālu oksīdus:

2Ag 2O ↔ 4Ag + O 2

Šis process ir aktuāls ikdienas dzīvē. Fakts ir tāds, ka no vara vai sudraba izgatavoti trauki, kuriem ir dabisks oksīda plēves slānis, karsējot veido aktīvo skābekli, kas ir antibakteriāls efekts. Neaktīvo metālu sāļu, īpaši nitrātu, šķīdināšana arī izraisa skābekļa veidošanos. Piemēram, kopējo sudraba nitrāta šķīdināšanas procesu var attēlot pa posmiem:

AgNO 3 + H 2 O → AgOH + HNO 3

2AgOH → Ag 2O + O 2

2Ag 2O → 4Ag + O 2

vai kopsavilkuma veidā:

4AgNO3 + 2H2O → 4Ag + 4HNO3 + 7O2

8) Sildot hroma sāļus augstākā pakāpe oksidēšana:

4K 2 Cr 2 O 7 → 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 + 3 O 2
bihromāts hromāts
kālijs kālijs

Rūpniecībā skābekli iegūst:

1) Ūdens elektrolītiskā sadalīšanās:

2H2O → 2H2+O2

2) Oglekļa dioksīda mijiedarbība ar peroksīdiem:

CO 2 + K 2 O 2 → K 2 CO 3 + O 2

Šī metode ir neaizstājams tehnisks risinājums elpošanas problēmai izolētās sistēmās: zemūdenes, raktuves, kosmosa kuģi.

3) Ja ozons mijiedarbojas ar reducētājiem:

O3 + 2KJ + H2O → J2 + 2KOH + O2

Īpaši svarīga ir skābekļa ražošana fotosintēzes procesā. sastopamas augos. Visa dzīvība uz Zemes pamatā ir atkarīga no šī procesa. Fotosintēze ir sarežģīts daudzpakāpju process. Gaisma dod tai sākumu. Pati fotosintēze sastāv no divām fāzēm: gaišās un tumšās. IN gaismas fāze augu lapās esošais hlorofila pigments veido tā saukto "gaismu absorbējošu" kompleksu, kas ņem elektronus no ūdens un tādējādi sadala to ūdeņraža jonos un skābeklī:

2H2O = 4e + 4H + O2

Uzkrātie protoni veicina ATP sintēzi:

ADP + P = ATP

Tumšās fāzes laikā oglekļa dioksīds un ūdens tiek pārvērsti glikozē. Un skābeklis izdalās kā blakusprodukts:

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

tīmekļa vietni, kopējot materiālu pilnībā vai daļēji, ir nepieciešama saite uz avotu.

Šodien priekšplānā izvirzās ekoloģijas jautājums. Bet veselīga ekoloģija nav iespējama bez skābekļa. Tieši tas ir galvenais būvmateriāls dzīvības uzturēšanai uz planētas. Turklāt skābeklis bieži ir iesaistīts daudzos ķīmiskās reakcijas. Paskatīsimies kā iegūt skābekliķīmiskajā laboratorijā.

Lai iegūtu skābekli, nostiprinām uz statīva ugunsizturīga stikla mēģeni un pievienojam tajā 5 g pulvera (kālija nitrāts KNO 3 vai nātrija nitrāts NaNO 3). Zem mēģenes noliksim ugunsizturīga materiāla krūzi, kas pildīta ar smiltīm, jo ​​šī eksperimenta laikā karstā masa bieži kūst un izplūst. Tāpēc, sildot, mēs turēsim degli sānos. Salpetru ļoti spēcīgi uzkarsējot, tā izkusīs un no tās izdalīsies skābeklis (to noteiksim ar gruzdoša šķembas palīdzību - mēģenē aizdegsies). Šajā gadījumā kālija nitrāts pārvērtīsies par nitrītu KNO 2. Pēc tam izmantojiet tīģeļa knaibles vai pincetes, lai iemestu spraudeņu gabalu kausējumā (nekad neturiet seju virs mēģenes). Sērs aizdegsies un sadegs, atbrīvojoties liels daudzums karstums. Eksperiments jāveic ar atvērti logi(radušos sēra oksīdu dēļ).

Process notiek šādi (apkure):

2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2

Skābekli var iegūt arī ar citām metodēm. Kālija permanganāts KMnO 4 karsējot izdala skābekli un pārvēršas mangāna oksīdā (4):

2KMnO 4 → MnO 2 + K 2 MnO 4 + O 2.

No 10 g kālija permanganāta var iegūt aptuveni litru skābekļa, kas nozīmē, ka pietiek ar diviem gramiem, lai piecas normāla izmēra mēģenes piepildītu ar skābekli.

Ugunsizturīgā mēģenē karsējam noteiktu daudzumu kālija permanganāta un, izmantojot pneimatisko vannu, mēģenēs uztveram atbrīvoto skābekli. Kad kristāli saplaisā, tie tiek iznīcināti, un bieži vien kopā ar gāzi tiek piesaistīts zināms daudzums putekļaina permanganāta. Šajā gadījumā ūdens pneimatiskajā vannā un izplūdes caurulē kļūs sarkans.

Skābekli lielos daudzumos var iegūt arī no ūdeņraža peroksīda (peroksīda) H 2 O 2 . Ūdeņraža peroksīds nav ļoti stabils. Jau stāvot gaisā, tas sadalās skābeklī un:

2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2

Jūs varat iegūt skābekli daudz ātrāk, ja peroksīdam pievienojat nedaudz mangāna dioksīda MnO 2, aktīvo ogli, metāla pulveri, asinis (sarecējušas vai svaigas) un siekalas. Šīs vielas darbojas kā katalizatori.

To varam pārbaudīt, ja nelielā mēģenē ievietojam aptuveni 1 ml ūdeņraža peroksīda ar kādu no nosauktajām vielām un, izmantojot šķembu testu, nosakām izdalītā skābekļa klātbūtni. Ja vārglāzē 5 ml trīs procentu ūdeņraža peroksīda šķīduma pievieno vienādu daudzumu dzīvnieku asiņu, maisījums spēcīgi putos, putas sacietēs un uzbriest skābekļa burbuļu izdalīšanās rezultātā.

Katalizatori palielina reakcijas ātrumu ķīmiskais process un tajā pašā laikā viņi paši netiek patērēti. Galu galā tie samazina aktivācijas enerģiju, kas nepieciešama reakcijas uzsākšanai. Bet ir arī vielas, kas darbojas pretēji. Tos sauc par negatīvajiem katalizatoriem vai inhibitori. Piemēram, fosforskābe novērš ūdeņraža peroksīda sadalīšanos. Tāpēc komerciālo ūdeņraža peroksīda šķīdumu parasti stabilizē ar fosforskābi vai urīnskābi. Dzīvajā dabā daudzos procesos piedalās tā saucamie biokatalizatori (enzīmi, hormoni).

Skābeklis O ir atomu numurs 8, kas atrodas galvenajā apakšgrupā (apakšgrupa a) VI grupā, otrajā periodā. Skābekļa atomos valences elektroni atrodas 2 enerģijas līmenis, kam ir tikai s- Un lpp- orbitāles. Tas izslēdz iespēju O atomiem pāriet uz ierosinātu stāvokli, tāpēc skābeklis visos savienojumos uzrāda nemainīgu valenci, kas vienāda ar II. Ar augstu elektronegativitāti savienojumos esošie skābekļa atomi vienmēr ir negatīvi lādēti (c.d. = -2 vai -1). Izņēmums ir fluorīdi OF 2 un O 2 F 2 .

Skābekļa oksidācijas pakāpes ir zināmas -2, -1, +1, +2

Elementa vispārīgās īpašības

Skābeklis ir visizplatītākais elements uz Zemes, kas veido nedaudz mazāk par pusi, 49% no kopējās masas zemes garoza. Dabiskais skābeklis sastāv no 3 stabiliem izotopiem 16 O, 17 O un 18 O (dominē 16 O). Skābeklis ir daļa no atmosfēras (20,9% pēc tilpuma, 23,2 masas), ūdens un vairāk nekā 1400 minerālu sastāvā: silīcija dioksīds, silikāti un aluminosilikāti, bumbiņas, bazalts, hematīts un citi minerāli un ieži. Skābeklis veido 50-85% no augu un dzīvnieku audu masas, jo to satur olbaltumvielas, tauki un ogļhidrāti, kas veido dzīvos organismus. Skābekļa loma elpošanas un oksidācijas procesos ir labi zināma.

Skābeklis salīdzinoši maz šķīst ūdenī – 5 tilpumi 100 tilpumos ūdens. Taču, ja viss ūdenī izšķīdušais skābeklis nonāktu atmosfērā, tas aizņemtu milzīgu tilpumu – 10 miljonus km 3 (n.s.). Tas ir aptuveni 1% no visa atmosfērā esošā skābekļa. Skābekļa atmosfēras veidošanās uz zemes ir saistīta ar fotosintēzes procesiem.

To atklāja zviedrs K. Šēle (1771 – 1772) un anglis Dž. Prīstlijs (1774). Pirmajā izmantoja nitrātu karsēšanu, otrajā – dzīvsudraba oksīdu (+2). Nosaukumu devis A. Lavuazjē (“oxygenium” – “skābju dzemdēšana”).

Brīvā formā tas pastāv divās allotropās modifikācijās - “parastajā” skābeklī O 2 un ozonā O 3 .

Ozona molekulas struktūra

3O 2 = 2O 3 – 285 kJ
Ozons stratosfērā veido plānu slāni, kas absorbē lielāko daļu bioloģiski kaitīgo ultravioletais starojums.
Uzglabāšanas laikā ozons spontāni pārvēršas par skābekli. Ķīmiski skābeklis O2 ir mazāk aktīvs nekā ozons. Skābekļa elektronegativitāte ir 3,5.

Skābekļa fizikālās īpašības

O 2 – bezkrāsaina, bez smaržas un garšas gāze, st. –218,7 °C, bp. –182,96 °C, paramagnētisks.

Šķidrais O 2 zils, ciets – zils. O 2 šķīst ūdenī (labāk nekā slāpeklī un ūdeņradi).

Skābekļa iegūšana

1. Rūpnieciskā metode - šķidra gaisa destilācija un ūdens elektrolīze:

2H2O → 2H2+O2

2. Laboratorijā skābekli iegūst:
1. Sārmu ūdens šķīdumu vai skābekli saturošu sāļu (Na 2 SO 4 u. c.) ūdens šķīdumu elektrolīze.

2. Kālija permanganāta KMnO 4 termiskā sadalīšanās:
2KMnO 4 = K 2 MnO4 + MnO 2 + O 2,

Bertoleta sāls KClO 3:
2KClO 3 = 2KCl + 3O 2 (MnO 2 katalizators)

Mangāna oksīds (+4) MnO 2:
4MnO2 = 2Mn2O3 + O2 (700 o C),

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

Bārija peroksīds BaO 2:
2BaO2 = 2BaO + O2

3. Ūdeņraža peroksīda sadalīšanās:
2H 2 O 2 = H 2 O + O 2 (MnO 2 katalizators)

4. Nitrātu sadalīšanās:
2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2

Ieslēgts kosmosa kuģi un zemūdenes, skābekli iegūst no K 2 O 2 un K 2 O 4 maisījuma:
2K2O4 + 2H2O = 4KOH +3O2
4KOH + 2CO 2 = 2K2CO3 + 2H2O

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

Ja izmanto K 2 O 2, kopējā reakcija izskatās šādi:
2K 2 O 2 + 2CO 2 = 2K 2 CO 3 + O 2

Ja sajaucat K 2 O 2 un K 2 O 4 vienādos molāros (t.i., ekvimolāros) daudzumos, tad uz 1 molu absorbētā CO 2 izdalīsies viens mols O 2.

Skābekļa ķīmiskās īpašības

Skābeklis veicina degšanu. Degšana - b ātrs vielas oksidēšanās process, ko pavada liela siltuma un gaismas daudzuma izdalīšanās. Lai pierādītu, ka pudelē ir skābeklis, nevis kāda cita gāze, pudelē ir jānolaiž gruzdoša šķemba. Skābeklī spoži mirgo gruzdoša šķemba. Dažādu vielu sadegšana gaisā ir redoksprocess, kurā skābeklis ir oksidētājs. Oksidētāji ir vielas, kas “atņem” elektronus no reducējošām vielām. labi oksidējošās īpašības skābekli var viegli izskaidrot ar tā ārējā elektronu apvalka struktūru.

Skābekļa valences apvalks atrodas 2. līmenī - salīdzinoši tuvu kodolam. Tāpēc kodols spēcīgi piesaista elektronus sev. Uz skābekļa valences apvalka 2s 2 2p 4 ir 6 elektroni. Līdz ar to oktetam trūkst divu elektronu, kurus skābeklis mēdz pieņemt no citu elementu elektronu apvalkiem, reaģējot ar tiem kā oksidētāju.

Skābeklim ir otrā (pēc fluora) elektronegativitāte pēc Polinga skalas. Tāpēc lielākajā daļā tā savienojumu ar citiem elementiem ir skābeklis negatīvs oksidācijas pakāpe. Vienīgais spēcīgākais oksidētājs par skābekli ir tā kaimiņš šajā periodā, fluors. Tāpēc skābekļa savienojumi ar fluoru ir vienīgie, kuros skābeklim ir pozitīvs oksidācijas stāvoklis.

Tātad skābeklis ir otrs spēcīgākais oksidētājs starp visiem periodiskās tabulas elementiem. Lielākā daļa no tās svarīgākajām ķīmiskajām īpašībām ir saistītas ar to.
Visi elementi reaģē ar skābekli, izņemot Au, Pt, He, Ne un Ar visās reakcijās (izņemot mijiedarbību ar fluoru), skābeklis ir oksidētājs.

Skābeklis viegli reaģē ar sārmu un sārmzemju metāliem:

4Li + O2 → 2Li 2O,

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

Smalkais dzelzs pulveris (tā sauktais piroforais dzelzs) spontāni uzliesmo gaisā, veidojot Fe 2 O 3, un tērauda stieple sadeg skābeklī, ja to iepriekš karsē:

3 Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4

2Mg + O 2 → 2MgO

2Cu + O 2 → 2CuO

Karsējot, skābeklis reaģē ar nemetāliem (sēru, grafītu, ūdeņradi, fosforu utt.):

S + O 2 → SO 2,

C + O 2 → CO 2,

2H 2 + O 2 → H 2 O,

4P + 5O 2 → 2P 2 O 5,

Si + O 2 → SiO 2 utt.

Gandrīz visas reakcijas, kas saistītas ar skābekli O2, ir eksotermiskas, ar retiem izņēmumiem, piemēram:

N2+O2 → 2NO–Q

Šī reakcija notiek temperatūrā virs 1200 o C vai elektriskās izlādes gadījumā.

Skābeklis spēj oksidēt sarežģītas vielas, piemēram:

2H 2S + 3O 2 → 2SO 2 + 2H 2 O (skābekļa pārpalikums),

2H 2S + O 2 → 2S + 2H 2 O (skābekļa trūkums),

4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O (bez katalizatora),

4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O (Pt katalizatora klātbūtnē),

CH 4 (metāns) + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O,

4FeS2 (pirīts) + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO 2.

Ir zināmi savienojumi, kas satur dioksigenilkatjonu O 2 +, piemēram, O 2 + - (šī savienojuma veiksmīgā sintēze pamudināja N. Bartletu mēģināt iegūt inertu gāzu savienojumus).

Ozons

Ozons ir ķīmiski aktīvāks nekā skābeklis O2. Tādējādi ozons oksidē jodīda I jonus Kl šķīdumā:

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

Ozons ir ļoti toksisks, tā toksiskās īpašības ir spēcīgākas nekā, piemēram, sērūdeņradim. Tomēr dabā ozons, ko satur augsti slāņi atmosfērā, darbojas kā visas dzīvības uz Zemes aizsargs no postošā saules ultravioletā starojuma. Plānais ozona slānis absorbē šo starojumu, un tas nesasniedz Zemes virsmu. Laika gaitā pastāv ievērojamas šī slāņa biezuma un apjoma svārstības (tā sauktā ozona caurums vēl nav noskaidroti).

Skābekļa O pielietojums 2: pastiprināt čuguna un tērauda ražošanas procesus, krāsaino metālu kausēšanā, kā oksidētāju dažādās ķīmijas nozarēs, dzīvības uzturēšanai zemūdenēs, kā oksidētāju raķešu degvielai (šķidrajam skābeklim), medicīnā, metālu metināšanā un griešanā.

Ozona O 3 izmantošana: dzeramā ūdens dezinfekcijai, notekūdeņi, gaiss, audumu balināšanai.

Četri “halkogēna” elementi (t.i., “vara dzemdēšana”) vada VI grupas galveno apakšgrupu (saskaņā ar jauna klasifikācija- 16. grupa) periodiskās tabulas. Papildus sēram, telūram un selēnam tie ietver arī skābekli. Sīkāk apskatīsim šī uz Zemes visizplatītākā elementa īpašības, kā arī skābekļa izmantošanu un ražošanu.

Elementu izplatība

Saistītā veidā skābeklis nonāk ķīmiskais sastāvsūdens - viņa procentos veido aptuveni 89%, kā arī visu dzīvo būtņu – augu un dzīvnieku šūnās.

Gaisā skābeklis ir brīvā stāvoklī O2 formā, kas aizņem piekto daļu no tā sastāva, un ozona formā - O3.

Fizikālās īpašības

Skābeklis O2 ir gāze, kas ir bezkrāsaina, bez garšas un smaržas. Nedaudz šķīst ūdenī. Viršanas temperatūra ir 183 grādi zem nulles pēc Celsija. Šķidrā veidā skābeklis ir zils, un cietā veidā tas veido zilus kristālus. Skābekļa kristālu kušanas temperatūra ir 218,7 grādi zem nulles pēc Celsija.

Ķīmiskās īpašības

Sildot, šis elements reaģē ar daudzām vienkāršām vielām, gan metāliem, gan nemetāliem, veidojot tā sauktos oksīdus – elementu savienojumus ar skābekli. kurā elementi nonāk kopā ar skābekli, sauc par oksidāciju.

Piemēram,

4Na + O2= 2Na2O

2. Ūdeņraža peroksīda sadalīšanās rezultātā, kad to karsē mangāna oksīda klātbūtnē, kas darbojas kā katalizators.

3. Sadaloties kālija permanganātam.

Skābekli rūpniecībā ražo šādos veidos:

1. Tehniskiem nolūkiem skābekli iegūst no gaisa, kurā tā parastais saturs ir aptuveni 20%, t.i. piektā daļa. Lai to izdarītu, vispirms tiek sadedzināts gaiss, iegūstot maisījumu, kas satur apmēram 54% šķidrā skābekļa, 44% šķidrā slāpekļa un 2% šķidrā argona. Pēc tam šīs gāzes tiek atdalītas, izmantojot destilācijas procesu, izmantojot salīdzinoši nelielo diapazonu starp šķidrā skābekļa un šķidrā slāpekļa viršanas punktiem - attiecīgi mīnus 183 un mīnus 198,5 grādi. Izrādās, ka slāpeklis iztvaiko agrāk nekā skābeklis.

Modernas iekārtas nodrošina jebkuras tīrības pakāpes skābekļa ražošanu. Slāpeklis, ko iegūst, atdalot šķidru gaisu, tiek izmantots kā izejviela tā atvasinājumu sintēzē.

2. Ražo arī ļoti tīru skābekli. Šī metode ir kļuvusi plaši izplatīta valstīs ar bagātiem resursiem un lētu elektroenerģiju.

Skābekļa pielietojums

Skābeklis ir vissvarīgākais elements visas mūsu planētas dzīvē. Šo gāzi, kas atrodas atmosfērā, procesā patērē dzīvnieki un cilvēki.

Skābekļa iegūšana ir ļoti svarīga tādās cilvēka darbības jomās kā medicīna, metālu metināšana un griešana, spridzināšana, aviācija (cilvēka elpošanai un dzinēju darbībai), metalurģija.

Notiek saimnieciskā darbība cilvēka skābeklis tiek patērēts lielos daudzumos - piemēram, degot dažādi veidi kurināmais: dabasgāze, metāns, ogles, koksne. Visos šajos procesos tas veidojas Vienlaikus daba ir nodrošinājusi šī savienojuma dabiskās saistīšanās procesu, izmantojot fotosintēzi, kas notiek zaļajos augos reibumā. saules gaisma. Šī procesa rezultātā veidojas glikoze, ko pēc tam augs izmanto savu audu veidošanai.

Skābeklis parādījās zemes atmosfērā līdz ar zaļo augu un fotosintētisko baktēriju parādīšanos. Pateicoties skābeklim, aerobie organismi veic elpošanu vai oksidēšanos. Svarīgi iegūt skābekli rūpniecībā – to izmanto metalurģijā, medicīnā, aviācijā, tautsaimniecībā un citās nozarēs.

Īpašības

Skābeklis ir periodiskās tabulas astotais elements. Tā ir gāze, kas veicina degšanu un oksidē vielas.

Rīsi. 1. Skābeklis periodiskajā tabulā.

Skābeklis oficiāli tika atklāts 1774. gadā. Angļu ķīmiķis Džozefs Prīstlijs izdalīja elementu no dzīvsudraba oksīda:

2HgO → 2Hg + O 2 .

Tomēr Prīstlijs nezināja, ka skābeklis ir daļa no gaisa. Skābekļa īpašības un klātbūtni atmosfērā vēlāk noteica Prīstlija kolēģis, franču ķīmiķis Antuāns Lavuazjē.

Skābekļa vispārīgās īpašības:

• bezkrāsaina gāze;
• nav smaržas vai garšas;
• smagāks par gaisu;
• molekula sastāv no diviem skābekļa atomiem (O 2);
• šķidrā stāvoklī tam ir gaiši zila krāsa;
• slikti šķīst ūdenī;
• ir spēcīgs oksidētājs.

Rīsi. 2. Šķidrais skābeklis.

Skābekļa klātbūtni var viegli pārbaudīt, nolaižot gruzdošu šķembu traukā, kurā ir gāze. Skābekļa klātbūtnē lāpa uzliesmo liesmās.

Kā jūs to iegūstat?

Ir zināmas vairākas metodes skābekļa iegūšanai no dažādi savienojumi rūpnieciskos un laboratorijas apstākļos. Rūpniecībā skābekli iegūst no gaisa, to sašķidrinot zem spiediena un -183°C temperatūrā. Šķidrais gaiss tiek pakļauts iztvaikošanai, t.i. pakāpeniski uzkarst. -196°C temperatūrā slāpeklis sāk iztvaikot, un skābeklis paliek šķidrs.

Laboratorijā skābeklis veidojas no sāļiem, ūdeņraža peroksīda un elektrolīzes rezultātā. Sildot, notiek sāļu sadalīšanās. Piemēram, kālija hlorātu vai bertolīta sāli karsē līdz 500°C, bet kālija permanganātu vai kālija permanganātu karsē līdz 240°C:

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

Rīsi. 3. Berthollet sāls karsēšana.

Skābekli var iegūt arī karsējot nitrātu vai kālija nitrātu:

2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2 .

Sadalot ūdeņraža peroksīdu, kā katalizatoru izmanto mangāna (IV) oksīdu - MnO 2, oglekli vai dzelzs pulveri. Vispārējais vienādojums izskatās šādi:

2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2.

Nātrija hidroksīda šķīdumam tiek veikta elektrolīze. Rezultātā veidojas ūdens un skābeklis:

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

Skābeklis tiek izolēts arī no ūdens, izmantojot elektrolīzi, sadalot to ūdeņradī un skābeklī:

2H2O → 2H2+O2.

Kodolzemūdenēs skābekli ieguva no nātrija peroksīda - 2Na 2 O 2 + 2CO 2 → 2Na 2 CO 3 + O 2. Metode ir interesanta ar to, ka kopā ar skābekļa izdalīšanos tiek absorbēts oglekļa dioksīds.

Kā lietot

Savākšana un atpazīšana nepieciešama, lai atbrīvotu tīru skābekli, ko rūpniecībā izmanto vielu oksidēšanai, kā arī elpošanas uzturēšanai telpā, zem ūdens un dūmu telpās (skābeklis ir nepieciešams ugunsdzēsējiem). Medicīnā skābekļa baloni palīdz elpot pacientiem ar apgrūtinātu elpošanu. Skābekli izmanto arī elpceļu slimību ārstēšanai.

Skābekli izmanto kurināmo – ogļu, naftas, dabasgāzes sadedzināšanai. Skābekli plaši izmanto metalurģijā un mašīnbūvē, piemēram, metāla kausēšanai, griešanai un metināšanai.

Vidējais vērtējums: 4.9. Kopējais saņemto vērtējumu skaits: 177.