Sauerstoffgas. Eigenschaften, Herstellung, Verwendung und Preis von Sauerstoff. Sauerstoff: chemische Eigenschaften des Elements

Der Kloß im Hals ist Sauerstoff. Es wurde festgestellt, dass sich die Glottis in einem Stresszustand ausdehnt. Er befindet sich in der Mitte des Kehlkopfes, begrenzt durch 2 Muskelfalten.

Sie üben Druck auf nahe gelegenes Gewebe aus und erzeugen das Gefühl eines Kloßes im Hals. Die Spaltausdehnung ist eine Folge des erhöhten Sauerstoffverbrauchs. Es hilft, Stress zu bewältigen. Der berüchtigte Kloß im Hals kann also als Sauerstoff bezeichnet werden.

Das 8. Element der Tabelle ist in der Form bekannt. Aber manchmal flüssig Sauerstoff. Element in diesem Zustand magnetisiert. Wir werden jedoch im Hauptteil auf die Eigenschaften von Sauerstoff und die Vorteile, die sich daraus ziehen lassen, eingehen.

Eigenschaften von Sauerstoff

Auf Kosten der magnetische Eigenschaften Sauerstoff wird mit Hilfe von kraftvoll bewegt. Wenn wir über das Element in sprechen gewohnheitszustand, er selbst kann insbesondere Elektronen bewegen.

Eigentlich ist das Atmungssystem auf dem Redoxpotential einer Substanz aufgebaut. Sauerstoff darin ist der Endakzeptor, dh der Empfänger.

Enzyme fungieren als Donoren. Mit Sauerstoff oxidierte Stoffe werden freigesetzt Außenumgebung. Es ist Kohlendioxid. Sie produziert 5 bis 18 Liter pro Stunde.

Weitere 50 Gramm Wasser kommen heraus. Daher ist es eine vernünftige Empfehlung von Ärzten, viel Wasser zu trinken. Außerdem sind die Nebenprodukte der Atmung etwa 400 Substanzen. Darunter ist Aceton. Seine Freisetzung wird bei einer Reihe von Krankheiten, beispielsweise Diabetes, verstärkt.

Am Vorgang der Atmung ist die übliche Sauerstoffmodifikation O 2 beteiligt. Dies ist ein zweiatomiges Molekül. Es hat 2 ungepaarte Elektronen. Beide befinden sich in antibindenden Orbitalen.

Sie haben eine größere Energieladung als Bindemittel. Daher zerfällt das Sauerstoffmolekül leicht in Atome. Die Dissoziationsenergie erreicht fast 500 Kilojoule pro Mol.

BEI lebendig Sauerstoff - Gas mit fast inerten Molekülen. Sie haben eine starke interatomare Bindung. Oxidationsprozesse sind kaum wahrnehmbar. Katalysatoren werden benötigt, um Reaktionen zu beschleunigen. Im Körper sind sie Enzyme. Sie provozieren die Bildung von Radikalen, die den Kettenprozess anregen.

Temperatur kann ein Katalysator für chemische Reaktionen mit Sauerstoff sein. Das 8. Element reagiert bereits auf eine leichte Erwärmung. Wärme führt zu Reaktionen mit Wasserstoff, Methan und anderen brennbaren Gasen.

Interaktionen gehen mit Explosionen weiter. Kein Wunder, dass eines der ersten Luftschiffe der Menschheitsgeschichte explodierte. Es war mit Wasserstoff gefüllt. Das Flugzeug hieß Hindenburg und stürzte 1937 ab.

Durch Erhitzen kann Sauerstoff Bindungen mit allen Elementen des Periodensystems eingehen, mit Ausnahme von Edelgasen, dh Argon, Neon und Helium. Helium ist übrigens zum Ersatz für die Befüllung von Luftschiffen geworden.

Das Gas geht nicht in die Reaktion ein, es ist nur teuer. Aber zurück zum Helden des Artikels. Sauerstoff ist ein chemisches Element Wechselwirkung mit Metallen auch bei Raumtemperatur.

Es reicht für den Kontakt mit einigen komplexe Zusammenhänge. Zu letzteren gehören Stickoxide. Aber mit einfachem Stickstoff Chemisches Element Sauerstoff reagiert erst bei 1200 Grad Celsius.

Für die Reaktionen des Helden des Artikels mit Nichtmetallen ist eine Erwärmung auf mindestens 60 Grad Celsius erforderlich. Dies reicht beispielsweise für den Kontakt mit Phosphor aus. Der Held des Artikels interagiert bereits bei 250 Grad mit Grau. Schwefel ist übrigens enthalten Sauerstoff-Untergruppenelemente. Sie ist die Hauptfigur in der 6. Gruppe des Periodensystems.

Sauerstoff interagiert mit Kohlenstoff bei 700-800 Grad Celsius. Dies bezieht sich auf die Oxidation von Graphit. Dieses Mineral ist eine der kristallinen Formen von Kohlenstoff.

Übrigens ist die Oxidation die Rolle von Sauerstoff in allen Reaktionen. Die meisten von ihnen gehen mit der Freisetzung von Licht und Wärme vor. Vereinfacht ausgedrückt führt das Zusammenwirken von Stoffen zur Verbrennung.

Die biologische Aktivität von Sauerstoff beruht auf seiner Wasserlöslichkeit. Bei Raumtemperatur dissoziieren darin 3 Milliliter der 8. Substanz. Die Berechnung basiert auf 100 Milliliter Wasser.

Das Element zeigt eine hohe Leistung in Ethanol und Aceton. Sie lösen 22 Gramm Sauerstoff auf. Die maximale Dissoziation wird in fluorhaltigen Flüssigkeiten beobachtet, beispielsweise Perfluorbutitetrahydrofuran. Pro 100 Milliliter davon sind fast 50 Gramm des 8. Elements gelöst.

Apropos gelöster Sauerstoff, erwähnen wir seine Isotope. Atmosphärische Rang 160. Nummer. Es liegt zu 99,7 % in der Luft. 0,3 % sind die Isotope 170 und 180. Ihre Moleküle sind schwerer.

Beim Kontakt mit ihnen geht das Wasser kaum in einen Dampfzustand über. Nur die 160. Modifikation des 8. Elements erhebt sich in die Luft. Schwere Isotope verbleiben in den Meeren und Ozeanen.

Interessanterweise ist Sauerstoff neben dem gasförmigen und flüssigen Zustand auch fest. Es entsteht wie die flüssige Version bei Minusgraden. Für wässrigen Sauerstoff werden -182 Grad benötigt und für Stein mindestens -223.

Die letztere Temperatur ergibt das kubische Kristallgitter. Von -229 bis -249 Grad Celsius ist die Kristallstruktur von Sauerstoff bereits sechseckig. Künstlich gewonnene und andere Modifikationen. Für sie ist jedoch neben niedrigen Temperaturen ein erhöhter Druck erforderlich.

Im gewohnten Zustand Sauerstoff gehört zu den Elementen mit 2 Atomen ist es farb- und geruchlos. Es gibt jedoch eine 3-atomare Version des Helden des Artikels. Das ist Ozon.

Es hat ein ausgeprägtes frisches Aroma. Es ist angenehm, aber giftig. Der Unterschied zu gewöhnlichem Sauerstoff ist auch eine große Masse von Molekülen. Atome kommen in Blitzentladungen zusammen.

Daher ist nach dem Duschen der Geruch von Ozon zu spüren. Sie können das Aroma fühlen und hohe Höhen 10-30 Kilometer. Dort wird durch die Bildung von Ozon ultraviolette Strahlung provoziert. Sauerstoffatome fangen die Strahlung der Sonne ein und verbinden sich zu großen Molekülen. Dies rettet die Menschheit tatsächlich vor Strahlung.

Sauerstoffextraktion

Industrielle holen den Helden des Artikels aus dem Nichts. Es wird von Wasserdampf, Kohlenmonoxid und Staub gereinigt. Dann wird die Luft verflüssigt. Nach der Reinigung bleiben nur Stickstoff und Sauerstoff übrig. Der erste verdunstet bei -192 Grad.

Der Sauerstoff bleibt. Aber russische Wissenschaftler haben ein Lagerhaus des bereits verflüssigten Elements entdeckt. Es befindet sich im Erdmantel. Sie wird auch Geosphäre genannt. Es gibt eine Schicht unter der festen Kruste des Planeten und über seinem Kern.

Dort installieren Sauerstoff-Element-Zeichen half Laserpresse. Wir haben mit ihm am DESY-Synchrotronzentrum zusammengearbeitet. Es befindet sich in Deutschland. Die Forschung wurde gemeinsam mit deutschen Wissenschaftlern durchgeführt. Gemeinsam errechneten sie, dass der Sauerstoffgehalt in der angeblichen Manieschicht 8-10 Mal höher ist als in der Atmosphäre.

Lassen Sie uns die Praxis der Berechnung tiefer Sauerstoffflüsse verdeutlichen. Physiker haben mit Eisenoxid gearbeitet. Durch Drücken und Erhitzen erhielten die Wissenschaftler völlig neue Metalloxide, die bisher unbekannt waren.

Bei Temperaturen von 1.000 Grad und 670.000-fachem Atmosphärendruck wurde die Verbindung Fe 25 O 32 erhalten. Die Bedingungen der mittleren Schichten der Geosphäre werden beschrieben.

Die Oxidumwandlungsreaktion geht mit einer globalen Freisetzung von Sauerstoff einher. Es ist davon auszugehen, dass dies auch innerhalb des Planeten geschieht. Eisen ist ein typisches Element für den Mantel.

Verbindung eines Elements mit Sauerstoff auch typisch. Die Version, dass atmosphärisches Gas über Millionen von Jahren aus dem Boden gesickert und sich nahe seiner Oberfläche angesammelt hat, ist nicht typisch.

Grob gesagt stellten die Wissenschaftler die dominante Rolle der Pflanzen bei der Sauerstoffbildung in Frage. Grüne können nur teilweise Gas geben. In diesem Fall müssen Sie nicht nur Angst vor der Zerstörung der Flora haben, sondern auch vor der Abkühlung des Kerns des Planeten.

Eine Abnahme der Manteltemperatur kann die Bildung von blockieren Sauerstoff. Massenanteil es in der Atmosphäre wird auch abnehmen und gleichzeitig das Leben auf dem Planeten.

Die Frage, wie man der Manie Sauerstoff entzieht, ist es nicht wert. Es ist unmöglich, die Erde tiefer als 7.000 bis 8.000 Kilometer zu durchbohren. Es bleibt abzuwarten, bis der Held des Artikels selbst an die Oberfläche sickert und ihn aus der Atmosphäre holt.

Anwendung von Sauerstoff

Die aktive Nutzung von Sauerstoff in der Industrie begann mit der Erfindung der Turboexpander. Sie erschienen in der Mitte des letzten Jahrhunderts. Geräte verflüssigen die Luft und trennen sie. Eigentlich sind das Anlagen für den Bergbau Sauerstoff.

Welche Elemente entstehen der Kreis der "Kommunikation" des Helden des Artikels? Erstens sind sie Metalle. Hier geht es nicht um direkte Interaktion, sondern um das Verschmelzen von Elementen. Den Brennern wird Sauerstoff zugeführt, um den Brennstoff so effizient wie möglich zu verbrennen.

Infolgedessen erweichen Metalle schneller und vermischen sich mit Legierungen. Ohne Sauerstoff ist beispielsweise das Konvektorverfahren der Stahlerzeugung unverzichtbar. Gewöhnliche Luft als Zündmittel ist wirkungslos. Nicht ohne Flüssiggas in Flaschen und Metallschneiden.

Sauerstoff als chemisches Element wurde entdeckt und Bauern. In verflüssigter Form gelangt die Substanz in Cocktails für Tiere. Sie nehmen aktiv an Gewicht zu. Der Zusammenhang zwischen Sauerstoff und der Masse der Tiere lässt sich im Karbon der Erdentwicklung nachvollziehen.

Die Ära ist geprägt von einem heißen Klima, einer Fülle von Pflanzen und folglich vom 8. Gas. Infolgedessen krochen Tausendfüßler mit einer Länge von weniger als 3 Metern um den Planeten. Insektenfossilien wurden gefunden. Das Schema funktioniert noch heute. Geben Sie dem Tier eine konstante Ergänzung zur üblichen Sauerstoffportion, Sie erhalten eine Zunahme der biologischen Masse.

Ärzte füllen Sauerstoffflaschen zum Stoppen, dh zum Stoppen von Asthmaanfällen, auf. Gas wird auch benötigt, um Hypoxie zu beseitigen. Das nennt man Sauerstoffmangel. Das 8. Element hilft auch bei Beschwerden des Magen-Darm-Traktes.

In diesem Fall werden Sauerstoffcocktails zu Medizin. In anderen Fällen wird die Substanz den Patienten in gummierten Kissen oder durch spezielle Schläuche und Masken verabreicht.

In der chemischen Industrie ist der Held des Artikels ein Oxidationsmittel. Die Reaktionen, an denen das 8. Element teilnehmen kann, wurden bereits erwähnt. Charakterisierung von Sauerstoff positiv berücksichtigt, zum Beispiel in der Raketenwissenschaft.

Der Held des Artikels wurde als Brennstoffoxidationsmittel für Schiffe ausgewählt. Die Kombination beider Modifikationen des 8. Elements gilt als die stärkste oxidierende Mischung. Also, Raketentreibstoff interagiert mit gewöhnlichem Sauerstoff und Ozon.

Der Sauerstoffpreis

Der Held des Artikels wird in Luftballons verkauft. Sie liefern Elementverknüpfung. Mit Sauerstoff Sie können Flaschen mit 5, 10, 20, 40, 50 Litern kaufen. Im Allgemeinen beträgt der Standardschritt zwischen Taravolumen 5-10 Liter. Die Preisspanne für die 40-Liter-Version liegt beispielsweise zwischen 3.000 und 8.500 Rubel.

Neben den hohen Preisschildern gibt es in der Regel einen Hinweis auf die beobachteten GOST. Seine Nummer ist "949-73". In Anzeigen mit den Budgetkosten von Zylindern wird GOST selten registriert, was alarmierend ist.

Transport von Sauerstoff in Flaschen

Philosophisch gesehen ist Sauerstoff unbezahlbar. Das Element ist die Grundlage des Lebens. Sauerstoff transportiert Eisen durch den menschlichen Körper. Ein Bündel von Elementen wird Hämoglobin genannt. Sein Mangel ist Anämie.

Die Krankheit hat schwerwiegende Folgen. Die erste davon ist eine Abnahme der Immunität. Interessanterweise wird bei manchen Tieren Blutsauerstoff nicht durch Eisen transportiert. Bei Pfeilschwanzkrebsen beispielsweise liefert Kupfer das 8. Element an die Organe.

Sauerstoffatome können zwei Arten von Molekülen bilden: O 2 - Sauerstoff und O 3 - Ozon.

Das Phänomen der Existenz mehrerer einfacher Substanzen, die aus Atomen eines chemischen Elements bestehen, wird Alotropie genannt. Und einfache Substanzen, die aus einem Element bestehen, werden als alotrope Modifikationen bezeichnet.

Daher sind Ozon und Sauerstoff allotrope Modifikationen des Elements Sauerstoff.

Chemische Eigenschaften von Sauerstoff und Ozon

Wechselwirkung von Sauerstoff mit Metallen

Molekularer Sauerstoff ist ein ziemlich starkes Oxidationsmittel. Es oxidiert fast alle Metalle (außer Gold und Platin). Viele Metalle oxidieren langsam an der Luft, aber in einer Atmosphäre aus reinem Sauerstoff brennen sie sehr schnell aus und es entsteht ein Oxid:

Einige Metalle bilden jedoch während der Verbrennung keine Oxide, sondern Peroxide (in solchen Verbindungen ist die Oxidationsstufe von Sauerstoff -1) oder Superoxid (die Oxidationsstufe des Sauerstoffatoms ist fraktioniert). Beispiele für solche Metalle sind Barium, Natrium und Kalium:

Wechselwirkung von Sauerstoff mit Nichtmetallen

Sauerstoff weist in Verbindungen, die mit allen Nichtmetallen außer Fluor, Helium, Neon und Argon gebildet werden, eine Oxidationsstufe von -2 auf. Beim Erhitzen interagieren Sauerstoffmoleküle direkt mit allen Nichtmetallen, mit Ausnahme von Halogenen und Edelgasen. In einer Sauerstoffatmosphäre entzündet sich Phosphor spontan und einige andere Nichtmetalle:

Wenn Sauerstoff mit Fluor wechselwirkt, wird Sauerstofffluorid gebildet und kein Fluoroxid, da das Fluoratom eine höhere Elektronegativität als das Sauerstoffatom hat. Sauerstofffluorid ist ein blassgelbes Gas. Es wird als sehr stark verwendetein Oxidationsmittel und ein fluoreszierendes Mittel. In dieser Verbindung ist die Oxidationsstufe von Sauerstoff +2.

Bei einem Überschuss an Fluor kann Disauerstoffdifluorid gebildet werden, bei dem die Oxidationsstufe von Sauerstoff +1 ist. In der Struktur ähnelt ein solches Molekül dem Wasserstoffperoxidmolekül.

Die Verwendung von Sauerstoff und Ozon. Bedeutung Ozonschicht

Sauerstoff wird von allen aeroben Lebewesen zur Atmung verwendet. Bei der Photosynthese geben Pflanzen Sauerstoff ab und nehmen Kohlendioxid auf.

Molekularer Sauerstoff dient der sogenannten Intensivierung, also der Beschleunigung oxidativer Prozesse in der Hüttenindustrie. Sauerstoff wird auch verwendet, um eine Flamme mit hoher Temperatur zu erzeugen. Wenn Acetylen (C 2 H 2) in Sauerstoff verbrennt, erreicht die Flammentemperatur 3500 °C. In der Medizin wird Sauerstoff verwendet, um die Atmung von Patienten zu erleichtern. Es wird auch in Atemschutzgeräten für arbeitende Menschen in schwer zu atmenden Atmosphären verwendet. Flüssiger Sauerstoff wird als Oxidationsmittel für Raketentreibstoff verwendet.

Ozon wird in der Laborpraxis als sehr starkes Oxidationsmittel verwendet. In der Industrie wird es zur Desinfektion von Wasser verwendet, da es stark oxidierend wirkt, wodurch verschiedene Mikroorganismen zerstört werden.

Peroxide, Superoxide und Ozonide Alkali Metalle wird zur Regeneration von Sauerstoff in Raumfahrzeugen und U-Booten verwendet.Eine solche Anwendung basiert auf der Reaktion dieser Substanzen mit Kohlendioxid CO 2:

In der Natur kommt Ozon in den hohen Schichten der Atmosphäre in etwa 20-25 km Höhe vor, in der sogenannten Ozonschicht, die die Erde vor starker Sonneneinstrahlung schützt. Eine Abnahme der Ozonkonzentration in der Stratosphäre um mindestens 1 kann schwerwiegende Folgen haben, wie z. B. eine Zunahme der Anzahl von Hautkrebserkrankungen bei Menschen und Tieren, eine Zunahme der Anzahl von Krankheiten, die mit einer Unterdrückung des menschlichen Immunsystems verbunden sind , Wachstumsverzögerung Land Pflanzen, verringerte Wachstumsrate von Phytoplankton usw.

Ohne Ozonschicht Leben auf dem Planeten wäre unmöglich. Währenddessen führt die Luftverschmutzung durch verschiedene Industrieemissionen zur Zerstörung der Ozonschicht. bei den meisten Gefahrstoffe für Ozon sind Freone (sie werden als Kältemittel in Kühlschränken sowie als Füllstoffe für Deo-Dosen verwendet) und Raketentreibstoffabfälle.

Die Weltgemeinschaft ist sehr besorgt über die Bildung eines Ozonlochs an den Polen unseres Planeten, in dessen Zusammenhang 1987 das „Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer“ verabschiedet wurde, das die Verwendung von Stoffen einschränkte schädlich für die Ozonschicht.

Physikalische Eigenschaften von Stoffen, die aus dem Element Schwefel bestehen

Schwefelatome sowie Sauerstoffatome können verschiedene allotrope Modifikationen bilden ( S∞ ; S12; S8; S6; S2 und andere). Bei Raumtemperatur liegt Schwefel in Form vorα -Schwefel (oder rhombischer Schwefel), das sind gelbe spröde Kristalle, geruchlos, unlöslich in Wasser. Bei Temperaturen über +96 °C erfolgt ein langsamer Übergangα-Schwefel zu β -Schwefel (oder monokliner Schwefel), der fast weiße Platten ist. Gießt man geschmolzenen Schwefel in Wasser, kommt es zur Unterkühlung des flüssigen Schwefels und es entsteht gelbbrauner gummiartiger plastischer Schwefel, der später wieder zu a-Schwefel wird. Schwefel siedet bei einer Temperatur von +445 ° C und bildet dunkelbraune Dämpfe.

Alle Schwefelmodifikationen lösen sich nicht in Wasser, sondern gut in Schwefelkohlenstoff(CS2) und einige andere unpolare Lösungsmittel.

Schwefelanwendung

Das Hauptprodukt der Schwefelindustrie ist Sulfatsäure. Seine Produktion macht etwa 60 % des abgebauten Schwefels aus. In der chemischen Industrie wird Schwefel verwendet, um Kautschuk in hochwertigen Kautschuk umzuwandeln, also Kautschuk zu vulkanisieren. Schwefel ist ein wesentlicher Bestandteil aller pyrotechnischen Mischungen. Zum Beispiel enthalten Streichholzköpfe etwa 5 Gew.-% und im Aufstrich auf der Schachtel etwa 20 Gew.-% Schwefel. BEI Landwirtschaft Schwefel wird zur Bekämpfung von Schädlingen in Weinbergen eingesetzt. In der Medizin wird Schwefel zur Herstellung verschiedener Salben zur Behandlung von Hautkrankheiten verwendet.

Einführung

Jeden Tag atmen wir die Luft ein, die wir brauchen. Haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, woraus, genauer gesagt, aus welchen Stoffen die Luft besteht? Es enthält vor allem Stickstoff (78 %), gefolgt von Sauerstoff (21 %) und Inertgasen (1 %). Obwohl Sauerstoff nicht den grundlegendsten Bestandteil der Luft ausmacht, wäre die Atmosphäre ohne ihn unbewohnbar. Dank ihm existiert Leben auf der Erde, denn Stickstoff, sowohl zusammen als auch einzeln, ist schädlich für den Menschen. Schauen wir uns die Eigenschaften von Sauerstoff an.

Physikalische Eigenschaften von Sauerstoff

In der Luft ist Sauerstoff einfach nicht unterscheidbar, da es unter normalen Bedingungen ein Gas ohne Geschmack, Farbe und Geruch ist. Aber Sauerstoff kann künstlich in andere umgewandelt werden aggregierte Zustände. Bei -183 o C wird es also flüssig und bei -219 o C härtet es aus. Aber fester und flüssiger Sauerstoff kann nur von einem Menschen gewonnen werden und kommt in der Natur nur in gasförmigem Zustand vor. sieht so aus (Foto). Und hart wie Eis.

Die physikalischen Eigenschaften von Sauerstoff sind auch die Struktur des Moleküls eine einfache Substanz. Sauerstoffatome bilden zwei solche Substanzen: Sauerstoff (O 2) und Ozon (O 3). Das Modell eines Sauerstoffmoleküls ist unten gezeigt.

Sauerstoff. Chemische Eigenschaften

Das erste, was zu beginnen chemische Charakterisierung Element - seine Position in Periodensystem D. I. Mendelejew. Sauerstoff befindet sich also in Periode 2, Gruppe 6, Hauptuntergruppe Nummer 8. Es ist Atommasse- 16 amu, es ist ein Nichtmetall.

BEI Anorganische Chemie seine binären Verbindungen mit anderen Elementen wurden zu einem separaten kombiniert - Oxide. Sauerstoff kann sowohl mit Metallen als auch mit Nichtmetallen chemische Verbindungen eingehen.

Reden wir darüber, es in die Labors zu bekommen.

Chemisch kann Sauerstoff durch Zersetzung von Kaliumpermanganat, Wasserstoffperoxid, Berthollet-Salz, aktiven Metallnitraten und Schwermetalloxiden gewonnen werden. Betrachten Sie die Reaktionsgleichungen für jede dieser Methoden.

1. Wasserelektrolyse:

H 2 O 2 \u003d H 2 O + O 2

5. Zersetzung von Schwermetalloxiden (z. B. Quecksilberoxid):

2HgO \u003d 2Hg + O 2

6. Zersetzung von Nitraten aktiver Metalle (z. B. Natriumnitrat):

2NaNO 3 \u003d 2NaNO 2 + O 2

Anwendung von Sauerstoff

Wir sind mit den chemischen Eigenschaften fertig. Jetzt ist es an der Zeit, über die Verwendung von Sauerstoff im menschlichen Leben zu sprechen. Es wird für die Brennstoffverbrennung in elektrischen und thermischen Kraftwerken benötigt. Es wird zur Herstellung von Stahl aus Gusseisen und Schrott zum Schweißen und Schneiden von Metall verwendet. Sauerstoff wird für Feuerwehrmasken, Taucherflaschen, in der Eisen- und Nichteisenmetallurgie und sogar bei der Herstellung von Sprengstoffen benötigt. auch in Nahrungsmittelindustrie Sauerstoff ist bekannt als Nahrungsergänzungsmittel E948. Es scheint, dass es keine Branche gibt, in der es nicht verwendet wird, aber die meisten wichtige Rolle er spielt in der medizin. Dort wird er „medizinischer Sauerstoff“ genannt. Damit Sauerstoff nutzbar ist, wird er vorkomprimiert. Die physikalischen Eigenschaften von Sauerstoff tragen dazu bei, dass er komprimiert werden kann. In dieser Form wird es in ähnlichen Zylindern gelagert.

Es wird bei der Wiederbelebung und bei Operationen in Geräten verwendet, um Lebensprozesse im Körper eines kranken Patienten aufrechtzuerhalten, sowie bei der Behandlung bestimmter Krankheiten: Dekompression, Pathologien des Magen-Darm-Trakts. Mit seiner Hilfe retten Ärzte täglich viele Leben. Chemie u physikalische Eigenschaften Sauerstoff tragen dazu bei, dass er so weit verbreitet ist.

Vielleicht nimmt unter allen bekannten chemischen Elementen der Sauerstoff eine führende Rolle ein, denn ohne ihn wäre die Entstehung von Leben auf unserem Planeten einfach unmöglich. Sauerstoff ist das häufigste chemische Element auf der Erde und macht 49 % der Gesamtmasse aus Erdkruste. Es ist auch enthalten Erdatmosphäre, die Zusammensetzung von Wasser und die Zusammensetzung von mehr als 1400 verschiedenen Mineralien wie Basalt, Marmor, Silikat, Kieselerde usw. Ungefähr 50-80% der Gesamtmasse von Geweben, sowohl von Tieren als auch von Pflanzen, besteht aus Sauerstoff. Und natürlich ist seine Rolle für die Atmung aller Lebewesen bekannt.

Geschichte der Entdeckung des Sauerstoffs

Die Menschen verstanden die Natur des Sauerstoffs nicht sofort, obwohl die ersten Vermutungen, dass ein chemisches Element die Grundlage der Luft ist, bereits im 8. Jahrhundert auftauchten. Allerdings gab es damals weder geeignete technische Hilfsmittel zu seiner Erforschung noch die Möglichkeit, Sauerstoff als unter anderem für Verbrennungsvorgänge verantwortliches Gas nachzuweisen.

Die Entdeckung des Sauerstoffs erfolgte erst ein Jahrtausend später, im 18. Jahrhundert, dank gemeinsame Arbeit mehrere Wissenschaftler.

• 1771 der schwedische Chemiker Carl Scheele empirisch untersuchten die Zusammensetzung der Luft und stellten fest, dass Luft aus zwei Hauptgasen besteht: Eines dieser Gase war Stickstoff und das zweite Sauerstoff selbst, obwohl der Name „Sauerstoff“ selbst zu diesem Zeitpunkt in der Wissenschaft noch nicht auftauchte.
• 1775 gab der französische Wissenschaftler A. Louvazier dem von Scheele entdeckten Gas den Namen - Sauerstoff, der im Lateinischen auch Sauerstoff ist, das Wort "Sauerstoff" selbst bedeutet "Säuren produzieren".
• Ein Jahr vor dem offiziellen „Namenstag des Sauerstoffs“, 1774, gewann der englische Chemiker Priestley erstmals reinen Sauerstoff durch Zersetzung von Quecksilberoxid. Seine Experimente verstärken Scheeles Entdeckung. Übrigens hat auch Scheele selbst versucht, durch Erhitzen von Salpeter reinen Sauerstoff zu gewinnen, aber er ist gescheitert.
• Mehr als ein Jahrhundert später, im Jahr 1898, ließ der englische Physiker Joseph Thompson die Öffentlichkeit erstmals glauben, dass die Sauerstoffvorräte aufgrund intensiver Kohlendioxidemissionen in die Atmosphäre zur Neige gehen könnten.
• Im selben Jahr entdeckt der russische Biologe Kliment Timiryazev, ein Forscher, die Eigenschaft von Pflanzen, Sauerstoff freizusetzen.

Obwohl Pflanzen Sauerstoff an die Atmosphäre abgeben, bleibt die von Thompson aufgeworfene Problematik eines möglichen Sauerstoffmangels in der Zukunft in unserer Zeit aktuell, insbesondere im Zusammenhang mit intensiver Abholzung (Sauerstofflieferanten), Umweltverschmutzung Umfeld, Müllverbrennung und andere. Mehr dazu haben wir in einer früheren Ausgabe geschrieben. Umweltprobleme Modernität.

Bedeutung von Sauerstoff in der Natur

Es war das Vorhandensein von Sauerstoff in Kombination mit Wasser, das dazu führte, dass Leben auf unserem Planeten möglich wurde. Wie oben erwähnt, sind die Hauptlieferanten dieses einzigartigen Gases verschiedene Pflanzen, darunter die größte Zahl des freigesetzten Sauerstoffs entfällt auf Unterwasseralgen. Sie produzieren Sauerstoff und einige Arten von Bakterien. Sauerstoff in der oberen Atmosphäre bildet eine Ozonschicht, die alle Bewohner der Erde vor schädlicher ultravioletter Sonnenstrahlung schützt.

Die Struktur des Sauerstoffmoleküls

Ein Sauerstoffmolekül besteht aus zwei Atomen, chemische Formel sieht aus wie O 2 . Wie entsteht ein Sauerstoffmolekül? Der Mechanismus seiner Bildung ist unpolar, d. h. aufgrund der Vergesellschaftung jedes Atoms durch ein Elektron. Die Bindung zwischen Sauerstoffmolekülen ist ebenfalls kovalent und unpolar, während sie doppelt ist, weil jedes der Sauerstoffatome zwei ungepaarte Elektronen auf der äußeren Ebene hat.

So sieht ein Sauerstoffmolekül aus, das aufgrund seiner Eigenschaften sehr stabil ist. Für viele mit ihrer Teilnahme erforderlich spezielle Bedingungen: Erhitzen, erhöhter Druck, Einsatz von Katalysatoren.

Physikalische Eigenschaften von Sauerstoff

• Zunächst einmal ist Sauerstoff ein Gas, das 21 % der Luft ausmacht.
• Sauerstoff hat keine Farbe, keinen Geschmack, keinen Geruch.
• Kann in organischem Material gelöst, von Kohle und Pulvern absorbiert werden.
• - Der Siedepunkt von Sauerstoff beträgt -183 C.
• Die Sauerstoffdichte beträgt 0,0014 g / cm 3

Chemische Eigenschaften von Sauerstoff

Die wichtigste chemische Eigenschaft von Sauerstoff ist natürlich seine Unterstützung der Verbrennung. Das heißt, in einem Vakuum, in dem es keinen Sauerstoff gibt, ist Feuer nicht möglich. Wenn jedoch eine glimmende Fackel in reinen Sauerstoff getaucht wird, entzündet sie sich mit neue Kraft. Verbrennung verschiedene Substanzen Es ist ein chemischer Redoxprozess, bei dem Sauerstoff die Rolle eines Oxidationsmittels spielt. Oxidationsmittel sind Stoffe, die reduzierenden Stoffen Elektronen „entziehen“. Die hervorragenden Oxidationseigenschaften von Sauerstoff sind auf seine äußere Elektronenhülle zurückzuführen.

Die Valenzschale des Sauerstoffs befindet sich in der Nähe des Kerns, wodurch der Kern Elektronen an sich zieht. Sauerstoff steht auch auf der Pauling-Elektronegativitätsskala an zweiter Stelle nach Fluor. Aus diesem Grund wirkt Sauerstoff, da er mit allen anderen Elementen (mit Ausnahme von Fluor) chemische Reaktionen eingeht, als negatives Oxidationsmittel. Und nur durch die Reaktion mit Fluor hat Sauerstoff eine positive oxidative Wirkung.

Und da Sauerstoff das zweitstärkste Oxidationsmittel unter allen chemischen Elementen des Periodensystems ist, bestimmt dies auch seine chemischen Eigenschaften.

Sauerstoff gewinnen

Um Sauerstoff unter Laborbedingungen zu erhalten, wird die Methode der Wärmebehandlung von Peroxiden oder Salzen von Säuren verwendet. Unter dem Einfluss hohe Temperatur sie zersetzen sich unter Freisetzung von reinem Sauerstoff. Sauerstoff kann auch mit Wasserstoffperoxid gewonnen werden, selbst eine 3%ige Peroxidlösung zersetzt sich sofort unter Einwirkung eines Katalysators und setzt Sauerstoff frei.

2KC l O 3 \u003d 2KC l + 3O 2 - so sieht es aus chemische Reaktion Sauerstoff erhalten.

Auch in der Industrie wird die Wasserelektrolyse als weitere Möglichkeit zur Sauerstofferzeugung eingesetzt, bei der Wassermoleküle zerfallen und wieder reiner Sauerstoff freigesetzt wird.

Die Verwendung von Sauerstoff in der Industrie

In der Industrie wird Sauerstoff aktiv in folgenden Bereichen eingesetzt:

• Metallurgie (beim Schweißen und Schneiden von Metallen).
• Medizin.
• Landwirtschaft.
• Wie Raketentreibstoff.
• Zur Reinigung und Desinfektion von Wasser.
• Synthese einiger Chemische Komponenten einschließlich Sprengstoff.

Sauerstoffvideo

Und schließlich ein Lehrvideo über Sauerstoff.

Beim Schneiden von Metall wird dies durch eine Hochtemperatur-Gasflamme durchgeführt, die durch Verbrennen eines brennbaren Gases oder Flüssigkeitsdampfes, gemischt mit kommerziell reinem Sauerstoff, erhalten wird.

Sauerstoff ist das am häufigsten vorkommende Element auf der Erde in Form chemischer Verbindungen mit verschiedenen Stoffen gefunden: in der Erde - bis zu 50 Massenprozent, in Kombination mit Wasserstoff in Wasser - etwa 86 Massenprozent und in der Luft - bis zu 21 Volumenprozent und 23 Massenprozent.

Sauerstoff ist unter normalen Bedingungen (Temperatur 20 ° C, Druck 0,1 MPa) ein farbloses, nicht brennbares Gas, etwas schwerer als Luft, geruchlos, aber aktiv die Verbrennung unterstützend. Unter normal Luftdruck und einer Temperatur von 0 ° C beträgt die Masse von 1 m 3 Sauerstoff 1,43 kg und bei einer Temperatur von 20 ° C und normalem Atmosphärendruck 1,33 kg.

Sauerstoff hat eine hohe Reaktivität, Verbindungen mit allen bilden chemische Elemente, außer (Argon, Helium, Xenon, Krypton und Neon). Reaktionen der Verbindung mit Sauerstoff laufen mit der Freisetzung ab eine große Anzahl Wärme, d.h. sind exothermer Natur.

Wenn komprimiertes Sauerstoffgas in Kontakt kommt organische Materie B. Öle, Fette, Kohlenstaub, brennbare Kunststoffe, können sich durch Wärmefreisetzung beim schnellen Verdichten von Sauerstoff, Reibung und Aufprall fester Partikel auf Metall sowie elektrostatische Funkenentladung selbst entzünden. Daher ist bei der Verwendung von Sauerstoff darauf zu achten, dass dieser nicht mit brennbaren und brennbaren Stoffen in Kontakt kommt.

Alle Sauerstoffgeräte, Sauerstoffleitungen und Flaschen müssen gründlich entfettet werden. es ist in der Lage, mit brennbaren Gasen oder flüssigen brennbaren Dämpfen über einen weiten Bereich explosionsfähige Gemische zu bilden, die auch bei Vorhandensein einer offenen Flamme oder sogar eines Funkens zu Explosionen führen können.

Die genannten Eigenschaften von Sauerstoff sollten beim Einsatz in Beflammungsprozessen immer beachtet werden.

Atmosphärische Luft ist hauptsächlich eine mechanische Mischung aus drei Gasen mit folgendem Volumengehalt: Stickstoff - 78,08%, Sauerstoff - 20,95%, Argon - 0,94%, der Rest ist Kohlendioxid, Distickstoffoxid usw. Sauerstoff wird durch Zerlegung von Luft gewonnen auf Sauerstoff und durch die Methode der Tiefkühlung (Verflüssigung) sowie die Abtrennung von Argon, dessen Einsatz stetig zunimmt. Beim Schweißen von Kupfer wird Stickstoff als Schutzgas verwendet.

Sauerstoff kann chemisch oder durch Elektrolyse von Wasser gewonnen werden. Chemische Methoden unproduktiv und unwirtschaftlich. Bei Wasserelektrolyse Gleichstrom Sauerstoff fällt als Nebenprodukt bei der Herstellung von reinem Wasserstoff an.

Sauerstoff wird in der Industrie hergestellt aus atmosphärischer Luft durch Tiefenkühlung und Rektifikation. In Anlagen zur Herstellung von Sauerstoff und Stickstoff aus Luft wird letztere von schädlichen Verunreinigungen gereinigt, in einem Kompressor auf den entsprechenden Druck des Kältekreislaufs von 0,6–20 MPa verdichtet und in Wärmetauschern auf eine Verflüssigungstemperatur abgekühlt, deren Differenz darin liegt die Temperatur der Sauerstoff- und Stickstoffverflüssigung beträgt 13 °C, was für ihre vollständige Trennung in der flüssigen Phase ausreicht.

In der Luftzerlegungsanlage sammelt sich flüssiger reiner Sauerstoff, verdampft und sammelt sich in einem Gasspeicher, von wo er mit einem Kompressor mit bis zu 20 MPa Druck in Flaschen gepumpt wird.

Durch die Pipeline wird auch technischer Sauerstoff transportiert. Der Druck des durch die Rohrleitung transportierten Sauerstoffs muss zwischen Hersteller und Verbraucher vereinbart werden. Sauerstoff wird in Sauerstoffflaschen und in flüssiger Form in speziellen Behältern mit guter Wärmedämmung an den Ort geliefert.

Um flüssigen Sauerstoff in Gas umzuwandeln, werden Vergaser oder Pumpen mit Flüssigsauerstoffverdampfern eingesetzt. Bei normalem Atmosphärendruck und einer Temperatur von 20 °C ergibt 1 dm 3 flüssiger Sauerstoff beim Verdampfen 860 dm 3 gasförmigen Sauerstoff. Daher ist es ratsam, Sauerstoff in flüssigem Zustand an die Schweißstelle zu liefern, da dies das Eigengewicht um den Faktor 10 reduziert, was Metall für die Herstellung von Flaschen spart und die Kosten für den Transport und die Lagerung von Flaschen senkt.

Zum Schweißen und Schneiden nach -78 wird technischer Sauerstoff in drei Qualitäten hergestellt:

• 1. - Reinheit nicht weniger als 99,7%
• 2. - nicht weniger als 99,5%
• 3. - nicht weniger als 99,2 Vol.-%

Die Reinheit von Sauerstoff hat sehr wichtig zum Sauerstoffschneiden. Je weniger Gasverunreinigungen es enthält, desto höher die Schnittgeschwindigkeit, sauberer und weniger Sauerstoffverbrauch.