Документ 5042437

План
 Общая характеристика элемента;
 Распространение в природе;
 Основные физические свойства;
 Химические свойства простого вещества
и его соединений;
 Биологическое значение элемента и его
соединений.
 Экологическая безопасность соединений.
 Применение
Общая характеристика элемента
Кислород — элемент главной подгруппы VI группы,
второго периода периодической системы химических
элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 8.
Обозначается символом O(лат. Oxygenium).
Кислород — химически активный неметалл.
Основная степень окисления −2.
H₂+O₂=H₂O
В соединении с фтором кислород имеет степень
окисления +2.
2F₂+2NaOH=2NaF+H₂O+OF₂
Кислород так же образует пероксиды со степенью
окисления атома кислорода, формально равной −1.
2Na+O₂=Na₂O₂
В надпероксидах кислород формально имеет степень
окисления −½.
Na₂O₂+O₂=2NaO₂
Озониды содержат ион O−3 со степенью окисления
кислорода, формально равной −1/3.
KOH+O₃=KO₃+ H₂O+O₂
Распространение в природе
Кислород — самый распространённый на Земле элемент,
на его долю (в составе различных соединений, главным
образом силикатов) приходится около 47,4 % массы
твёрдой земной коры. Морские и пресные воды содержат
огромное количество связанного кислорода — 88,8 % (по
массе), в атмосфере содержание свободного кислорода
составляет 20,95 % по объёму и 23,12 % по массе. Более
1500 соединений земной коры в своём составе содержат
кислород.
Кислород входит в состав многих органических веществ
и присутствует во всех живых клетках. По числу атомов в
живых клетках он составляет около 25 %, по массовой
доле — около 65 %.
Основные физические свойства
При нормальных условиях кислород — это газ без цвета,
вкуса и запаха.
1 л его имеет массу 1,429 г. Немного тяжелее воздуха.
Слабо растворяется в воде и спирте.
Хорошо растворяется в расплавленном серебре.
При нагревании газообразного кислорода происходит
его обратимая диссоциация на атомы.
Жидкий кислород (температура кипения −182,98 °C) —
это бледно-голубая жидкость.
Твёрдый кислород (температура плавления −218,35°C) —
синие кристаллы.
Химические свойства
Кислород - сильный окислитель, взаимодействует
практически со всеми элементами, образуя оксиды. Как
правило, реакция окисления протекает с выделением
тепла и ускоряется при повышении температуры.
Окисляет соединения, которые содержат элементы с не
максимальной степенью окисления:
Окисляет большинство органических соединений:
При определённых условиях можно провести мягкое
окисление органического соединения:
Кислород реагирует непосредственно (при нормальных
условиях, при нагревании и/или в присутствии
катализаторов) со всеми простыми веществами,
кроме Au и инертных газов (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn);
реакции с галогенами происходят под воздействием
электрического разряда или ультрафиолета. Косвенным
путём получены оксиды золота и тяжёлых инертных
газов (Xe, Rn). Во всех двухэлементных соединениях
кислорода с другими элементами кислород играет роль
окислителя, кроме соединений со фтором.
Дифторид кислорода, OF2, получают пропусканием
фтора через раствор щелочи:
Монофторид кислорода (Диоксидифторид), O2F2,
нестабилен. Получают из смеси фтора с кислородом в
тлеющем разряде при температуре −196 °C:
Кислород образует пероксиды.Например, пероксиды
получаются при сгорании щелочных металлов в кислороде:
Некоторые оксиды поглощают кислород:
Надпероксиды получают взаимодействием пероксидов с
кислородом при повышенных давлении и температуре:
Биологическое значение
Большинство живых существ (аэробы) дышат
кислородом воздуха. Широко используется кислород в
медицине. При сердечно-сосудистых заболеваниях, для
улучшения обменных процессов, в желудок вводят
кислородную пену («кислородный коктейль»).
Подкожное введение кислорода используют при
трофических язвах, слоновости, гангрене и других
серьёзных заболеваниях. Для обеззараживания и
дезодорации воздуха и очистки
питьевой воды применяют искусственное
обогащение озоном. Радиоактивный изотоп
кислорода 15O применяется для исследований скорости
кровотока, лёгочной вентиляции.
Экологическая безопасность элемента
Некоторые производные кислорода (т. н. реактивные
формы кислорода), такие как синглетный
кислород, перекись водорода, супероксид, озон и
гидроксильный радикал, являются
высокотоксичными продуктами. Они образуются в
процессе активирования или частичного
восстановления кислорода. Супероксид
(супероксидный радикал), перекись водорода и
гидроксильный радикал могут образовываться в
клетках и тканях организма человека и животных и
вызывают оксидативный стресс.
Применение
Широкое промышленное применение кислорода началось в
середине XX века, после изобретения турбодетандеров —
устройств для сжижения и разделения жидкого воздуха.
В металлургии
Конвертерный способ производства стали или переработки
штейнов связан с применением кислорода. Во многих
металлургических агрегатах для более эффективного
сжигания топлива вместо воздуха в горелках используют
кислородно-воздушную смесь.
Сварка и резка металлов
Кислород в баллонах голубого цвета широко используется для
газопламенной резки и сварки металлов.
Ракетное топливо
В качестве окислителя для ракетного топлива
применяется жидкий кислород, пероксид водорода, азотная
кислота и другие богатые кислородом соединения. Смесь
жидкого кислорода и жидкого озона — один из самых
мощных окислителей ракетного
В медицине
Медицинский кислород используется для обогащения
дыхательных газовых смесей в наркозной аппаратуре,
при нарушении дыхания, для купирования приступа
бронхиальной астмы, устранения гипоксии любого
генеза, при декомпрессионной болезни, для лечения
патологии желудочно-кишечного тракта в виде
кислородных коктейлей. Для индивидуального
применения медицинским кислородом из баллонов
заполняют специальные прорезиненные ёмкости —
кислородные подушки. Для подачи кислорода или
кислородо-воздушной смеси одновременно одному или
двум пострадавшим в полевых условиях или в условиях
стационара применяются кислородные ингаляторы
различных моделей и модификаций.
В пищевой промышленности
В пищевой промышленности кислород зарегистрирован
в качестве пищевой добавки E948, как пропеллент и
упаковочный газ.
В химической промышленности
В химической промышленности кислород используют
как реактив-окислитель в многочисленных синтезах,
например, — окисления углеводородов в
кислородсодержащие соединения (спирты, альдегиды,
кислоты), аммиака в окислы азота в производстве
азотной кислоты. Вследствие высоких температур,
развивающихся при окислении, последние часто
проводят в режиме горение.
В сельском хозяйстве
В тепличном хозяйстве, для изготовления кислородных
коктейлей, для прибавки в весе у животных, для
обогащения кислородом водной среды в рыбоводстве.