Сайн уу. Та Tutoronline.ru блог дээрх миний нийтлэлүүдийг аль хэдийн уншсан. Өнөөдөр би хүчилтөрөгч, түүнийг хэрхэн олж авах талаар танд хэлэх болно. Хэрэв танд асуух асуулт байвал нийтлэлийн сэтгэгдэлд бичиж болно гэдгийг сануулъя. Хэрэв танд химийн чиглэлээр тусламж хэрэгтэй бол хуваарийн дагуу миний хичээлд бүртгүүлээрэй. Би танд туслахдаа баяртай байх болно.

Хүчилтөрөгч нь байгальд 99.76%, 0.048%, 0.192% байдаг 16 O, 17 O, 18 O изотоп хэлбэрээр тархдаг.

Чөлөөт төлөвт хүчилтөрөгч олддог гурвын хэлбэр аллотропик өөрчлөлтүүд : атомын хүчилтөрөгч - O o, давхар хүчилтөрөгч - O 2 ба озон - O 3. Үүнээс гадна атомын хүчилтөрөгчийг дараахь байдлаар авч болно.

KClO 3 = KCl + 3O 0

KNO 3 = KNO 2 + O 0

Хүчилтөрөгч нь агаар мандалд байгаа 1400 гаруй төрлийн эрдэс бодис, органик бодисын нэг хэсэг бөгөөд түүний агууламж 21% эзэлхүүнтэй байдаг. Мөн хүний ​​биед 65% хүртэл хүчилтөрөгч агуулагддаг. Хүчилтөрөгч нь өнгөгүй, үнэргүй хий бөгөөд усанд бага зэрэг уусдаг (3 боть хүчилтөрөгч 20 хэмд 100 боть усанд уусдаг).

Лабораторид хүчилтөрөгчийг зарим бодисыг дунд зэрэг халаах замаар олж авдаг.

1) (+7) ба (+4) манганы нэгдлүүдийг задлах үед:

2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
перманганатын манганат
кали кали

2MnO 2 → 2MnO + O 2

2) Перхлоратыг задлах үед:

2KClO 4 → KClO 2 + KCl + 3O 2
перхлорат
кали

3) Бертоллет давс (калийн хлорат) задрах явцад.
Энэ тохиолдолд атомын хүчилтөрөгч үүсдэг.

2KClO 3 → 2 KCl + 6O 0
хлорат
кали

4) Гэрэлд гипохлорт хүчлийн давс задрах үед- гипохлоритууд:

2NaClO → 2NaCl + O 2

Ca(ClO) 2 → CaCl 2 + O 2

5) Нитратыг халаах үед.
Энэ тохиолдолд атомын хүчилтөрөгч үүсдэг. Үйл ажиллагааны цуврал дахь нитратын металлын байрлалаас хамааран янз бүрийн урвалын бүтээгдэхүүнүүд үүсдэг.

2NaNO 3 → 2NaNO 2 + O 2

Ca(NO 3) 2 → CaO + 2NO 2 + O 2

2AgNO3 → 2Ag + 2NO2 + O2

6) Хэт исэл задрах үед:

2H 2 O 2 ↔ 2H 2 O + O 2

7) Идэвхгүй металлын ислийг халаах үед:

2Аg 2 O ↔ 4Аg + O 2

Энэ үйл явц нь өдөр тутмын амьдралд хамааралтай. Баримт нь зэс эсвэл мөнгөөр ​​хийсэн аяга таваг нь байгалийн исэл хальсан давхаргатай тул халаахад идэвхтэй хүчилтөрөгч үүсгэдэг бөгөөд энэ нь бактерийн эсрэг үйлчилгээтэй байдаг. Идэвхгүй металлын давс, ялангуяа нитратыг уусгах нь хүчилтөрөгч үүсэхэд хүргэдэг. Жишээлбэл, мөнгөний нитратыг уусгах ерөнхий үйл явцыг үе шаттайгаар дүрсэлж болно.

AgNO 3 + H 2 O → AgOH + HNO 3

2AgOH → Ag 2 O + O 2

2Ag 2 O → 4Ag + O 2

эсвэл хураангуй хэлбэрээр:

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

8) Хромын давсыг халаах үед хамгийн дээд зэрэгисэлдэлт:

4K 2 Cr 2 O 7 → 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 + 3 O 2
бихромат хромат
кали кали

Аж үйлдвэрт хүчилтөрөгчийг дараахь байдлаар олж авдаг.

1) Усны электролитийн задрал:

2H 2 O → 2H 2 + O 2

2) Нүүрстөрөгчийн давхар ислийн хэт исэлтэй харилцан үйлчлэл:

CO 2 + K 2 O 2 →K 2 CO 3 + O 2

Энэ арга нь тусгаарлагдсан системд амьсгалах асуудлыг шийдвэрлэх техникийн зайлшгүй шийдэл юм. шумбагч онгоцууд, уурхай, сансрын хөлөг.

3) Озон бууруулагч бодисуудтай харилцан үйлчлэх үед:

O 3 + 2KJ + H 2 O → J 2 + 2KOH + O 2

Фотосинтезийн явцад хүчилтөрөгч үйлдвэрлэх нь онцгой ач холбогдолтой юм.ургамалд тохиолддог. Дэлхий дээрх бүх амьдрал үндсэндээ энэ үйл явцаас хамаардаг. Фотосинтез нь олон үе шаттай нарийн төвөгтэй үйл явц юм. Гэрэл нь түүний эхлэлийг өгдөг. Фотосинтез нь өөрөө гэрэл ба харанхуй гэсэн хоёр үе шатаас бүрдэнэ. IN гэрлийн үе шатУргамлын навчинд агуулагдах хлорофилл пигмент нь уснаас электрон авч, улмаар устөрөгчийн ион ба хүчилтөрөгч болгон хуваадаг "гэрэл шингээгч" цогцолборыг үүсгэдэг.

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

Хуримтлагдсан протонууд нь ATP-ийн нийлэгжилтэнд хувь нэмэр оруулдаг.

ADP + P = ATP

Харанхуй үе шатанд нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус глюкоз болж хувирдаг. Мөн хүчилтөрөгч нь дайвар бүтээгдэхүүн болж ялгардаг:

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

вэб сайт, материалыг бүрэн эсвэл хэсэгчлэн хуулахдаа эх сурвалжийн холбоос шаардлагатай.

Өнөөдөр экологийн асуудал хөндөгдөж байна. Гэхдээ хүчилтөрөгчгүйгээр эрүүл экологи үүсэх боломжгүй юм. Энэ бол дэлхий дээрх амьдралыг хадгалах гол барилгын материал юм. Үүнээс гадна хүчилтөрөгч нь ихэвчлэн олон зүйлд оролцдог химийн урвал. Ингээд харцгаая яаж хүчилтөрөгч авах вэхимийн лабораторид.

Хүчилтөрөгч авахын тулд бид галд тэсвэртэй шилээр хийсэн туршилтын хоолойг бэхжүүлж, түүнд 5 г нунтаг (калийн нитрат KNO 3 эсвэл натрийн нитрат NaNO 3) нэмнэ. Туршилтын явцад халуун масс ихэвчлэн хайлж, гадагш урсдаг тул элсээр дүүргэсэн галд тэсвэртэй материалаар хийсэн аягыг туршилтын хоолойн доор байрлуулцгаая. Тиймээс бид халаахдаа шатаагчийг хажуу талд нь байлгах болно. Бид хужирыг маш хүчтэй халаахад тэр хайлж, хүчилтөрөгч ялгарах болно (бид үүнийг шатаж буй хэлтэрхийний тусламжтайгаар илрүүлэх болно - туршилтын хоолойд гал авалцах болно). Энэ тохиолдолд калийн нитрат нь нитрит KNO 2 болж хувирна. Дараа нь хайлмал руу зүслэгийг шидэхийн тулд хавчуур эсвэл хясаа ашиглан (нүүрээ туршилтын хоолойноос дээш барьж болохгүй). Хүхэр нь гал авалцаж, шатаж, ялгарах болно их хэмжээнийдулаан. Туршилтыг хийх ёстой цонх нээх(үр дүнд нь хүхрийн ислийн улмаас).

Процесс дараах байдлаар явагдана (халаалт):

2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2

Хүчилтөрөгчийг өөр аргаар авах боломжтой. Калийн перманганат KMnO 4 нь халах үед хүчилтөрөгчийг өгч, манганы исэл (4) болж хувирдаг.

2KMnO 4 → MnO 2 + K 2 MnO 4 + O 2.

10 г калийн перманганатаас та нэг литр хүчилтөрөгч авах боломжтой бөгөөд энэ нь ердийн хэмжээтэй таван туршилтын хоолойг хүчилтөрөгчөөр дүүргэхэд хоёр грамм хангалттай гэсэн үг юм.

Бид тодорхой хэмжээний калийн перманганатыг галд тэсвэртэй туршилтын хоолойд халааж, хийн ванн ашиглан туршилтын хоолойд ялгарсан хүчилтөрөгчийг барьж авдаг. Талстууд хагарах үед тэдгээр нь устаж, ихэвчлэн тодорхой хэмжээний тоостой перманганат нь хийтэй хамт ордог. Энэ тохиолдолд хийн банн болон гаралтын хоолой дахь ус улаан болж хувирна.

Хүчилтөрөгчийг мөн устөрөгчийн хэт исэл (хэт исэл) H 2 O 2 -аас их хэмжээгээр авч болно. Устөрөгчийн хэт исэл нь тийм ч тогтвортой биш юм. Агаарт зогсож байхдаа аль хэдийн хүчилтөрөгч болж задардаг ба:

2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2

Хэрэв та хэт исэлд бага зэрэг манганы давхар исэл MnO 2, идэвхтэй нүүрстөрөгч, металл нунтаг, цус (коагуляци эсвэл шинэхэн), шүлс нэмбэл илүү хурдан хүчилтөрөгч авах боломжтой. Эдгээр бодисууд нь үүрэг гүйцэтгэдэг катализаторууд.

Хэрэв бид нэрлэсэн бодисуудын аль нэгтэй нь ойролцоогоор 1 мл устөрөгчийн хэт ислийг жижиг туршилтын хоолойд хийж, ялгарсан хүчилтөрөгч байгаа эсэхийг хагархай тестээр тодорхойлох юм бол үүнийг шалгаж болно. Хэрэв стакан дахь устөрөгчийн хэт ислийн гурван хувийн уусмалаас 5 мл-т ижил хэмжээний амьтны цус нэмбэл хольц нь хүчтэй хөөсөрч, хүчилтөрөгчийн бөмбөлөг ялгарсны үр дүнд хөөс хатуурч, хавдах болно.

Катализатор нь урвалын хурдыг нэмэгдүүлдэг химийн процессмөн тэр үед тэд өөрсдөө хэрэглэдэггүй. Тэд эцэст нь урвалыг эхлүүлэхэд шаардагдах идэвхжүүлэх энергийг бууруулдаг. Гэхдээ эсрэгээр үйлчилдэг бодисууд бас байдаг. Тэдгээрийг сөрөг катализатор гэж нэрлэдэг дарангуйлагч. Жишээлбэл, фосфорын хүчил нь устөрөгчийн хэт исэл задрахаас сэргийлдэг. Тиймээс арилжааны устөрөгчийн хэт ислийн уусмалыг ихэвчлэн фосфор эсвэл шээсний хүчлээр тогтворжуулдаг. Амьд байгальд биокатализатор (фермент, гормон) гэж нэрлэгддэг олон процесст оролцдог.

Хүчилтөрөгч Оүндсэн дэд бүлэгт байрладаг атомын дугаар 8 (дэд бүлэг a) VIбүлэг, хоёрдугаар үед. Хүчилтөрөгчийн атомуудад валентийн электронууд 2-т байрладаг эрчим хүчний түвшин, зөвхөн байх с- Тэгээд х- тойрог замууд. Энэ нь O атомууд өдөөгдсөн төлөвт шилжих боломжийг үгүйсгэдэг тул бүх нэгдлүүдийн хүчилтөрөгч нь II-тэй тэнцүү тогтмол валентыг харуулдаг. Нэгдлүүд дэх хүчилтөрөгчийн атомууд өндөр цахилгаан сөрөг утгатай байдаг тул сөрөг цэнэгтэй байдаг (cd = -2 эсвэл -1). Үл хамаарах зүйл бол фторидууд OF 2 ба O 2 F 2 юм.

Хүчилтөрөгчийн хувьд исэлдэлтийн төлөвийг мэддэг -2, -1, +1, +2

Элементийн ерөнхий шинж чанар

Хүчилтөрөгч нь дэлхий дээрх хамгийн түгээмэл элемент бөгөөд нийт массын 49% -аас бага хувийг эзэлдэг. дэлхийн царцдас. Байгалийн хүчилтөрөгч нь 16 O, 17 O, 18 O (16 O давамгайлсан) гэсэн 3 тогтвортой изотопоос бүрдэнэ. Хүчилтөрөгч нь агаар мандлын нэг хэсэг (эзэлхүүний 20.9%, массын 23.2), ус болон 1400 гаруй эрдэс бодис: цахиур, силикат ба алюминосиликат, гантиг, базальт, гематит болон бусад эрдэс, чулуулаг юм. Хүчилтөрөгч нь амьд организмыг бүрдүүлдэг уураг, өөх тос, нүүрс ус зэрэгт агуулагддаг тул ургамал, амьтны эд эсийн массын 50-85% -ийг эзэлдэг. Амьсгалын болон исэлдэлтийн процессуудад хүчилтөрөгчийн үүрэг гүйцэтгэдэг.

Хүчилтөрөгч нь усанд харьцангуй бага уусдаг - 100 боть усанд 5 боть. Гэсэн хэдий ч усанд ууссан бүх хүчилтөрөгч агаар мандалд орвол энэ нь асар их эзэлхүүнтэй байх болно - 10 сая км 3 (n.s.). Энэ нь агаар мандлын нийт хүчилтөрөгчийн ойролцоогоор 1% -тай тэнцэнэ. Дэлхий дээр хүчилтөрөгчийн уур амьсгал үүсэх нь фотосинтезийн үйл явцтай холбоотой юм.

Үүнийг Швед К.Шээле (1771 – 1772), англи хүн Ж.Престли (1774) нар нээсэн. Эхнийх нь нитратын халаалт, хоёр дахь нь мөнгөн усны исэл (+2) юм. Энэ нэрийг A. Lavoisier ("хүчилтөрөгч" - "хүчил төрүүлэх") өгсөн.

Чөлөөт хэлбэрээр энэ нь хоёр аллотроп өөрчлөлттэй байдаг - "ердийн" хүчилтөрөгч O 2 ба озон O 3 .

Озоны молекулын бүтэц

3O 2 = 2O 3 – 285 кЖ
Стратосфер дэх озон нь биологийн хортой ихэнх хэсгийг шингээдэг нимгэн давхарга үүсгэдэг. хэт ягаан туяа.
Хадгалах явцад озон нь аяндаа хүчилтөрөгч болж хувирдаг. Химийн хувьд хүчилтөрөгчийн O2 нь озоноос бага идэвхтэй байдаг. Хүчилтөрөгчийн электрон сөрөг чанар 3.5 байна.

Хүчилтөрөгчийн физик шинж чанар

O 2 – өнгөгүй, үнэргүй, амтгүй хий, м.п. -218.7 °C, Bp. –182.96 °C, парамагнит.

Шингэн O 2 цэнхэр, хатуу - цэнхэр. O 2 нь усанд уусдаг (азот, устөрөгчөөс илүү сайн).

Хүчилтөрөгч авах

1. Үйлдвэрийн арга - шингэн агаарыг нэрэх, усыг электролиз болгох:

2H 2 O → 2H 2 + O 2

2. Лабораторид хүчилтөрөгчийг дараахь байдлаар олж авдаг.
1. Шүлтлэг усан уусмал эсвэл хүчилтөрөгч агуулсан давсны усан уусмал (Na 2 SO 4 гэх мэт) -ийн электролиз.

2. Калийн перманганатын KMnO 4-ийн дулааны задрал:
2KMnO 4 = K 2 MnO4 + MnO 2 + O 2,

Бертоллет давс KClO 3:
2KClO 3 = 2KCl + 3O 2 (MnO 2 катализатор)

Манганы исэл (+4) MnO 2:
4MnO 2 = 2Mn 2 O 3 + O 2 (700 o C),

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

Барийн хэт исэл BaO 2:
2BaO2 = 2BaO + O2

3. Устөрөгчийн хэт ислийн задрал:
2H 2 O 2 = H 2 O + O 2 (MnO 2 катализатор)

4. Нитратуудын задрал:
2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2

Асаалттай сансрын хөлөгба шумбагч онгоцонд хүчилтөрөгчийг K 2 O 2 ба K 2 O 4 хольцоос гаргаж авдаг.
2K 2 O 4 + 2H 2 O = 4KOH +3O 2
4KOH + 2CO 2 = 2K 2 CO 3 + 2H 2 O

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

K 2 O 2 ашиглах үед ерөнхий урвал дараах байдалтай байна.
2K 2 O 2 + 2CO 2 = 2K 2 CO 3 + O 2

Хэрэв та K 2 O 2 ба K 2 O 4-ийг тэнцүү хэмжээгээр (жишээлбэл, эквимоляр) холих юм бол шингэсэн CO 2-ийн 1 моль тутамд нэг моль O 2 ялгарна.

Хүчилтөрөгчийн химийн шинж чанар

Хүчилтөрөгч нь шаталтыг дэмждэг. Шатаах - b их хэмжээний дулаан, гэрэл ялгарах дагалддаг бодисын исэлдэлтийн хурдацтай үйл явц. Колбонд бусад хий биш харин хүчилтөрөгч агуулагддаг гэдгийг батлахын тулд шатаж буй хэлтэрхийг колбонд буулгах хэрэгтэй. Хүчилтөрөгчийн дотор шатаж буй хэлтэрхий тод гэрэлтдэг. Агаар дахь янз бүрийн бодисыг шатаах нь исэлдүүлэгч бодис болох хүчилтөрөгч нь исэлдүүлэх үйл явц юм. Исэлдүүлэгч бодисууд нь ангижруулагч бодисоос электронуудыг "буудаг" бодис юм. сайн исэлдүүлэх шинж чанарХүчилтөрөгчийг гаднах электрон бүрхүүлийн бүтцээр хялбархан тайлбарлаж болно.

Хүчилтөрөгчийн валентын бүрхүүл нь 2-р түвшинд байрладаг - цөмд харьцангуй ойрхон байдаг. Тиймээс цөм нь электронуудыг өөртөө хүчтэй татдаг. Хүчилтөрөгчийн валентын бүрхүүл дээр 2с 2 2х 4 6 электрон байна. Үүний үр дүнд октетт хоёр электрон дутагдаж байгаа бөгөөд хүчилтөрөгч нь бусад элементүүдийн электрон бүрхүүлээс хүлээн авч, исэлдүүлэгч бодисоор урвалд ордог.

Хүчилтөрөгч нь Полингийн хэмжүүрээр хоёр дахь (фторын дараа) электрон сөрөг шинж чанартай байдаг. Тиймээс бусад элементүүдтэй нэгдлүүдийн дийлэнх нь хүчилтөрөгчтэй байдаг сөрөгисэлдэлтийн зэрэг. Хүчилтөрөгчөөс илүү хүчтэй исэлдүүлэгч бодис бол тухайн үеийн хөрш фтор юм. Тиймээс хүчилтөрөгчийн фтортой нэгдлүүд нь хүчилтөрөгч нь эерэг исэлдэлтийн төлөвтэй байдаг.

Тиймээс хүчилтөрөгч нь үечилсэн системийн бүх элементүүдийн дунд хамгийн хүчтэй исэлдүүлэгч бодис юм. Түүний хамгийн чухал химийн шинж чанаруудын ихэнх нь үүнтэй холбоотой байдаг.
Au, Pt, He, Ne, Ar-аас бусад бүх элементүүд хүчилтөрөгчтэй урвалд ордог (фтортой харилцан үйлчлэлээс бусад), хүчилтөрөгч нь исэлдүүлэгч бодис юм.

Хүчилтөрөгч нь шүлт ба шүлтлэг шороон металуудтай амархан урвалд ордог.

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

Төмрийн нарийн нунтаг (пирофор төмөр гэж нэрлэгддэг) агаарт аяндаа асч Fe 2 O 3 үүсгэдэг ба ган утсыг урьдчилан халаавал хүчилтөрөгчөөр шатдаг.

3 Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4

2Mg + O 2 → 2MgO

2Cu + O 2 → 2CuO

Хүчилтөрөгч нь халах үед метал бус (хүхэр, бал чулуу, устөрөгч, фосфор гэх мэт) урвалд ордог.

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 гэх мэт.

Хүчилтөрөгчийн O2-тэй холбоотой бараг бүх урвал нь экзотермик бөгөөд ховор тохиолдлуудыг эс тооцвол, жишээлбэл:

N2+O2 → 2NO–Q

Энэ урвал нь 1200 хэмээс дээш температурт эсвэл цахилгаан цэнэгийн үед тохиолддог.

Хүчилтөрөгч нь нарийн төвөгтэй бодисыг исэлдүүлэх чадвартай, жишээлбэл:

2H 2 S + 3O 2 → 2SO 2 + 2H 2 O (илүүдэл хүчилтөрөгч),

2H 2 S + O 2 → 2S + 2H 2 O (хүчилтөрөгчийн дутагдал),

4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O (катализаторгүй),

4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O (Pt катализаторын дэргэд),

CH 4 (метан) + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O,

4FeS 2 (пирит) + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2.

Диоксигенил катион O 2 + агуулсан нэгдлүүдийг мэддэг, жишээлбэл, O 2 + - (энэ нэгдлийн амжилттай синтез нь Н. Бартлеттийг идэвхгүй хийн нэгдлүүдийг авахыг оролдсон).

Озон

Озон нь химийн хувьд хүчилтөрөгчийн O2-ээс илүү идэвхтэй байдаг. Тиймээс озон нь иодид - I ионыг Kl уусмалд исэлдүүлдэг.

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

Озон нь маш хортой бөгөөд түүний хортой шинж чанар нь жишээлбэл, устөрөгчийн сульфидаас илүү хүчтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч байгальд озон агуулагддаг өндөр давхаргуудагаар мандал нь нарны хор хөнөөлтэй хэт ягаан туяанаас дэлхий дээрх бүх амьдралыг хамгаалагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Нимгэн озоны давхарга нь энэ цацрагийг шингээж авдаг бөгөөд энэ нь дэлхийн гадаргуу дээр хүрч чаддаггүй. Цаг хугацаа өнгөрөхөд энэ давхаргын зузаан, хэмжээ ихээхэн хэлбэлзэлтэй байдаг (озоны нүх гэж нэрлэгддэг) ийм хэлбэлзлийн шалтгааныг хараахан тодруулаагүй байна.

Хүчилтөрөгчийн хэрэглээ 2: ширэм, ган үйлдвэрлэх, өнгөт металл хайлуулах, янз бүрийн химийн үйлдвэрүүдэд исэлдүүлэгч, шумбагч онгоцонд амьдралыг дэмжих, пуужингийн түлшний исэлдүүлэгч (шингэн хүчилтөрөгч), анагаах ухаанд үйлдвэрлэх үйл явцыг эрчимжүүлэх; металлыг гагнах, зүсэх зэрэгт .

Озоны O 3-ийн хэрэглээ:ундны усыг халдваргүйжүүлэх, хаягдал ус, агаар, даавууг цайруулах зориулалттай.

Дөрвөн "халькоген" элемент (жишээлбэл, "зэс төрүүлэх") VI бүлгийн үндсэн дэд бүлгийг тэргүүлдэг (харилцаагаар). шинэ ангилал- 16-р бүлэг) үечилсэн системийн. Эдгээрт хүхэр, теллур, селенээс гадна хүчилтөрөгч орно. Дэлхий дээр хамгийн түгээмэл байдаг энэ элементийн шинж чанар, түүнчлэн хүчилтөрөгчийн хэрэглээ, үйлдвэрлэлийг нарийвчлан авч үзье.

Элементийн тархалт

Хүчилтөрөгч нь холбосон хэлбэрээр ордог химийн найрлагаус - түүний хувьОйролцоогоор 89% -ийг бүрдүүлдэг, түүнчлэн бүх амьд оршнолууд - ургамал, амьтны эсүүд.

Агаарт хүчилтөрөгч нь чөлөөт төлөвт O2 хэлбэрээр, түүний найрлагын тавны нэгийг эзэлдэг, озон хэлбэрээр - O3.

Физик шинж чанар

Хүчилтөрөгч O2 нь өнгөгүй, амтгүй, үнэргүй хий юм. Усанд бага зэрэг уусдаг. Буцлах цэг нь цельсийн 183 градус хүйтэн байна. Шингэн хэлбэрээр хүчилтөрөгч нь цэнхэр өнгөтэй, хатуу хэлбэрээр цэнхэр талстууд үүсгэдэг. Хүчилтөрөгчийн талстуудын хайлах цэг нь цельсийн 218.7 градус хүйтэн байна.

Химийн шинж чанар

Халах үед энэ элемент нь метал ба металл бус олон энгийн бодисуудтай урвалд орж, хүчилтөрөгчтэй элементүүдийн нэгдэл болох исэл гэж нэрлэгддэг бодисыг үүсгэдэг. Хүчилтөрөгчтэй хамт орж буй элементүүдийг исэлдэлт гэж нэрлэдэг.

Жишээлбэл,

4Na + O2= 2Na2O

2. Катализаторын үүрэг гүйцэтгэдэг манганы ислийн оролцоотойгоор халах үед устөрөгчийн хэт исэл задрах замаар.

3. Калийн перманганатын задралаар.

Аж үйлдвэрт хүчилтөрөгчийг дараахь аргаар үйлдвэрлэдэг.

1. Техникийн зорилгоор хүчилтөрөгчийг агаараас гаргаж авдаг бөгөөд түүний ердийн агууламж 20% орчим байдаг, i.e. тав дахь хэсэг. Үүнийг хийхийн тулд эхлээд агаарыг шатааж, ойролцоогоор 54% шингэн хүчилтөрөгч, 44% шингэн азот, 2% шингэн аргон агуулсан хольц үүсгэдэг. Дараа нь эдгээр хий нь шингэн хүчилтөрөгч ба шингэн азотын буцалгах цэгүүдийн хоорондох харьцангуй бага зайг - хасах 183 ба хасах 198.5 градусыг ашиглан нэрэх процессыг ашиглан ялгадаг. Азот нь хүчилтөрөгчөөс илүү эрт ууршдаг нь харагдаж байна.

Орчин үеийн тоног төхөөрөмж нь ямар ч цэвэршилттэй хүчилтөрөгч үйлдвэрлэх боломжийг олгодог. Шингэн агаарыг ялган гаргаж авдаг азотыг түүний деривативын нийлэгжилтэнд түүхий эд болгон ашигладаг.

2. Мөн маш цэвэр хүчилтөрөгч үүсгэдэг. Энэ арга нь баялаг нөөцтэй, хямд цахилгаантай орнуудад өргөн тархсан.

Хүчилтөрөгчийн хэрэглээ

Хүчилтөрөгч бол манай гарагийн амьдралын хамгийн чухал элемент юм. Агаар мандалд агуулагдах энэхүү хийг амьтан, хүмүүс энэ үйл явцад хэрэглэдэг.

Хүчилтөрөгч авах нь хүний ​​үйл ажиллагааны анагаах ухаан, металл гагнуур, зүсэх, тэсэлгээний ажил, нисэх онгоц (хүний ​​амьсгалах, хөдөлгүүрийн үйл ажиллагаанд), металлурги зэрэгт маш чухал юм.

Ажиллаж байна эдийн засгийн үйл ажиллагаахүний ​​хүчилтөрөгчийг их хэмжээгээр хэрэглэдэг - жишээлбэл, шатаах үед янз бүрийн төрөлтүлш: байгалийн хий, метан, нүүрс, мод. Эдгээр бүх үйл явцад энэ нь үүсдэг. нарны гэрэл. Энэ үйл явцын үр дүнд глюкоз үүсч, улмаар ургамал нь эд эсийг бий болгоход ашигладаг.

Хүчилтөрөгч нь ногоон ургамал, фотосинтезийн бактери үүссэнээр дэлхийн агаар мандалд үүссэн. Хүчилтөрөгчийн ачаар аэробик организмууд амьсгалах эсвэл исэлдэлтийг гүйцэтгэдэг. Аж үйлдвэрт хүчилтөрөгч авах нь чухал юм - үүнийг металлурги, анагаах ухаан, нисэх онгоц, үндэсний эдийн засаг болон бусад үйлдвэрүүдэд ашигладаг.

Үл хөдлөх хөрөнгө

Хүчилтөрөгч нь үелэх системийн найм дахь элемент юм. Энэ нь шаталтыг дэмжиж, бодисыг исэлдүүлдэг хий юм.

Цагаан будаа. 1. Үелэх систем дэх хүчилтөрөгч.

Хүчилтөрөгчийг 1774 онд албан ёсоор нээжээ. Английн химич Жозеф Пристли мөнгөн усны ислээс уг элементийг тусгаарлав.

2HgO → 2Hg + O 2.

Гэсэн хэдий ч Пристли хүчилтөрөгч нь агаарын нэг хэсэг гэдгийг мэддэггүй байв. Агаар мандалд хүчилтөрөгчийн шинж чанар, оршихуйг Пристлигийн хамтран зүтгэгч, Францын химич Антуан Лавуазье хожим тодорхойлсон.

Хүчилтөрөгчийн ерөнхий шинж чанар:

• өнгөгүй хий;
• үнэр, амтгүй;
• агаараас илүү хүнд;
• молекул нь хүчилтөрөгчийн хоёр атомаас бүрдэнэ (O 2);
• шингэн төлөвт энэ нь цайвар цэнхэр өнгөтэй;
• усанд муу уусдаг;
• хүчтэй исэлдүүлэгч бодис юм.

Цагаан будаа. 2. Шингэн хүчилтөрөгч.

Хүчилтөрөгч байгаа эсэхийг шатаж буй хэлтэрхийг хий агуулсан саванд буулгах замаар амархан шалгаж болно. Хүчилтөрөгч байгаа үед бамбар нь галд шатдаг.

Та яаж авах вэ?

Хүчилтөрөгч авах хэд хэдэн алдартай аргууд байдаг янз бүрийн холболтуудүйлдвэрлэлийн болон лабораторийн нөхцөлд. Аж үйлдвэрт хүчилтөрөгчийг агаараас даралт болон -183°С температурт шингэрүүлэн гаргаж авдаг. Шингэн агаар нь ууршилтанд өртдөг, өөрөөр хэлбэл. аажмаар халаана. -196°С-д азот ууршиж, хүчилтөрөгч шингэн хэвээр үлдэнэ.

Лабораторид хүчилтөрөгч нь давс, устөрөгчийн хэт исэл, электролизийн үр дүнд үүсдэг. Халах үед давсны задрал үүсдэг. Жишээлбэл, калийн хлорат эсвэл бертолитын давсыг 500 ° C хүртэл халааж, калийн перманганат эсвэл калийн перманганатыг 240 ° C хүртэл халаана.

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

Цагаан будаа. 3. Бертоллет давсыг халаах.

Та мөн нитрат эсвэл калийн нитратыг халаах замаар хүчилтөрөгч авч болно.

2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2 .

Устөрөгчийн хэт исэл, манганы (IV) исэл - MnO 2, нүүрстөрөгч эсвэл төмрийн нунтагыг задлахад катализатор болгон ашигладаг. Ерөнхий тэгшитгэлиймэрхүү харагдаж байна:

2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2.

Натрийн гидроксидын уусмал электролизэнд ордог. Үүний үр дүнд ус ба хүчилтөрөгч үүсдэг.

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

Хүчилтөрөгчийг мөн электролиз ашиглан уснаас тусгаарлаж, устөрөгч, хүчилтөрөгч болгон задалдаг.

2H 2 O → 2H 2 + O 2.

Цөмийн шумбагч онгоцууд дээр хүчилтөрөгчийг натрийн хэт исэл - 2Na 2 O 2 + 2CO 2 → 2Na 2 CO 3 + O 2 -аас гаргаж авсан. Хүчилтөрөгч ялгарахын зэрэгцээ нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингээх арга нь сонирхолтой юм.

Хэрхэн ашиглах вэ

Аж үйлдвэрт бодисыг исэлдүүлэхэд ашигладаг цэвэр хүчилтөрөгчийг ялгаруулах, түүнчлэн сансар огторгуй, усан дор, утаатай өрөөнд амьсгалах (гал сөнөөгчид хүчилтөрөгч шаардлагатай) цуглуулах, таних шаардлагатай. Анагаах ухаанд хүчилтөрөгчийн цилиндр нь амьсгалахад хүндрэлтэй өвчтөнүүдэд амьсгалахад тусалдаг. Хүчилтөрөгчийг амьсгалын замын өвчнийг эмчлэхэд мөн хэрэглэдэг.

Хүчилтөрөгчийг түлш шатаахад ашигладаг - нүүрс, газрын тос, байгалийн хий. Хүчилтөрөгчийг металлурги, механик инженерчлэлд, тухайлбал, металл хайлуулах, зүсэх, гагнах зэрэгт өргөн ашигладаг.

Дундаж үнэлгээ: 4.9. Хүлээн авсан нийт үнэлгээ: 177.