Характеристика кислорода: получение, применение и распространение

Распространенность элемента

Содержание кислорода в земной коре составляет практически 50%. Он находится в различных минералах в виде оксидов и солей. В связанном виде кислород входит в химический состав воды - его процентное соотношение составляет порядка 89%, а также в состав клеток всех живых существ - растений и животных. В воздухе кислород находится в свободном состоянии в виде О2, занимая пятую часть его состава, и в виде озона - О3. Физические свойства Кислород О2 представляет собой газ, который не обладает цветом, вкусом и запахом. В воде растворяется слабо. Температура кипения - 183 градуса ниже нуля по Цельсию. В жидком виде кислород имеет голубой цвет, а в твердом виде образует синие кристаллы. Температура плавления кислородных кристаллов составляет 218,7 градуса ниже нуля по Цельсию. Химические свойства При нагревании этот элемент реагирует со многими простыми веществами, как металлами, так и неметаллами, образуя при этом так называемые оксиды - соединения элементов с кислородом. Химическая реакция, в которую элементы вступают с кислородом, называется окислением. Например, 4Na + О2 = 2Na2O S + О2 = SO2 Некоторые из сложных веществ также вступают в реакцию с кислородом, тоже образуя при этом оксиды: СН4 + 2 О2 = СО2 + 2 Н2 О 2 СО + О2 = 2 СО2

Если какое-либо вещество медленно реагирует с кислородом, то такое окисление называется медленным. Например, это процессы разложения пищевых продуктов, гниение. Получение кислорода

Этот химический элемент можно получить как в лаборатории, так и на промышленном предприятии. Получение кислорода в лаборатории проводится несколькими способами: 1. С помощью реакции разложения бертолетовой соли (хлората калия). 2. Через разложение перекиси водорода при нагревании ее в присутствии оксида марганца, выступающего в роли катализатора. 3. Через разложение перманганата калия. Получение кислорода в промышленности проводится такими способами: 1. Для технических целей кислород получают из воздуха, в котором обычное его содержание составляет порядка 20%, т. е. пятую часть. Для этого воздух сначала сжигают, получая смесь с содержанием жидкого кислорода около 54%, жидкого азота - 44% и жидкого аргона - 2%. Затем эти газы разделяют с помощью процесса перегонки, используя сравнительно небольшой интервал между температурами кипения жидкого кислорода и жидкого азота - минус 183 и минус 198,5 градуса соответственно. Получается, что азот испаряется раньше, чем кислород. Современная аппаратура обеспечивает получение кислорода любой степени чистоты. Азот, который получается при разделении жидкого воздуха, используется в качестве сырья при синтезе его производных. 2. Электролиз воды также дает кислород очень чистой степени. Этот способ получил распространение в странах с богатыми ресурсами и дешевой электроэнергией.

Применение кислорода

Кислород является основным по значению элементом в жизнедеятельности всей нашей планеты. Этот газ, который содержится в атмосфере, расходуется в процессе дыхания растениями, животными и людьми. Получение кислорода очень важно для таких сфер деятельности человека, как медицина, сварка и резка металлов, взрывные работы, авиация (для дыхания людей и для работы двигателей), металлургия. В процессе хозяйственной деятельности человека кислород расходуется в больших количествах - например, при сжигании различных видов топлива: природного газа, метана, угля, древесины. Во всех этих процессах образуется оксид углерода. При этом природа предусмотрела процесс естественного связывания данного соединения с помощью фотосинтеза, который проходит в зеленых растениях под действием солнечного света. В результате этого процесса образуется глюкоза, которую растение потом расходует для строительства своих тканей.