Właściwości chemiczne i fizyczne, zastosowanie i produkcja tlenu

Cztery elementy - "chalkogen" (tj. "Odrodzenie miedzi") stanowi główną podgrupę grupy VI (zgodnie z nową klasyfikacją - szesnasta grupa) układu okresowego. Oprócz siarki, telluru i selenu, tlen również należy do nich. Przyjrzyjmy się bliżej właściwościom tego najbardziej powszechnego elementu na Ziemi, a także wykorzystaniu i produkcji tlenu.

Prewalencja elementu

Zawartość tlenu w skorupie ziemskiej wynosi prawie 50%. Występuje w różnych minerałach w postaci tlenków i soli.

W związanej formie tlen wchodzi do składu chemicznego wody - jego udział procentowy wynosi około 89%, a także skład komórek wszystkich żywych istot - roślin i zwierząt.

W powietrzu tlen znajduje się w stanie wolnym w postaci O2, zajmując jedną piątą jego składu, a w postaci ozonu - O3.

Właściwości fizyczne

Tlen O2 jest gazem, który nie jestma kolor, smak i zapach. Rozpuszcza się słabo w wodzie. Temperatura wrzenia jest 183 stopnie poniżej zera. W postaci ciekłej tlen ma kolor niebieski, a w postaci stałej tworzy niebieskie kryształy. Temperatura topnienia kryształów tlenu wynosi 218,7 ° C poniżej zera.

Właściwości chemiczne

Po podgrzaniu element ten reaguje z wielomaproste substancje, zarówno metale, jak i niemetale, tworząc tak zwane tlenki - związki pierwiastków z tlenem. Reakcja chemiczna, w którą elementy wchodzą z tlenem, nazywa się utlenianiem.

Na przykład

4Na + O2 = 2Na20

S + O2 = SO2

Niektóre złożone substancje również reagują z tlenem, tworząc również tlenki:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

2CO + O2 = 2CO2

Jeśli substancja reaguje powoli z tlenem, wówczas utlenianie to nazywa się wolne. Na przykład są to procesy rozkładu produktów spożywczych, rozpadu.

Uzyskiwanie tlenu

Ten pierwiastek chemiczny można uzyskać zarówno w laboratorium, jak iw przedsiębiorstwie przemysłowym.

Produkcja tlenu w laboratorium odbywa się na kilka sposobów:

1. W reakcji rozkładu soli bertoletowej (chloran potasu).

2. Poprzez rozkład nadtlenku wodoru poprzez ogrzewanie go w obecności tlenku manganu działającego jako katalizator.

3. Poprzez rozkład nadmanganianu potasu.

Produkcja tlenu w przemyśle odbywa się w następujący sposób:

1. Do celów technicznych, tlen jest wytwarzany z powietrza, w którym jego zwykła zawartość wynosi około 20%, tj. piąta część. W tym celu powietrze jest najpierw spalane w celu wytworzenia mieszaniny o zawartości ciekłego tlenu około 54%, ciekłego azotu - 44% i ciekłego argonu - 2%. Gazy te są następnie rozdzielane za pomocą procesu destylacji przy użyciu stosunkowo niewielkiej przerwy między temperaturami wrzenia ciekłego tlenu i ciekłego azotu - odpowiednio minus 183 i minus 198,5 stopnia. Okazuje się, że azot wyparowuje wcześniej niż tlen.

Nowoczesny sprzęt zapewnia tlen o dowolnym stopniu czystości. Azot, który jest otrzymywany przez oddzielenie ciekłego powietrza, jest wykorzystywany jako surowiec do syntezy jego pochodnych.

2. Elektroliza wody również zapewnia tlen w bardzo czystym stopniu. Metoda ta stała się powszechna w krajach o dużych zasobach i taniej energii elektrycznej.

Zastosowanie tlenu

Tlen jest głównym elementem życiowej aktywności całej naszej planety. Ten gaz, który jest zawarty w atmosferze, jest zużywany w procesie oddychania przez rośliny, zwierzęta i ludzi.

Uzyskanie tlenu jest bardzo ważne dla takich sfer działalności ludzkiej jak medycyna, spawanie i cięcie metali, strzelanie, lotnictwo (dla osób oddychających i pracujących silników), hutnictwo.

W procesie ludzkiej działalności gospodarczejTlen jest zużywany w dużych ilościach - na przykład poprzez spalanie różnych rodzajów paliwa: gazu ziemnego, metanu, węgla, drewna. We wszystkich tych procesach powstaje tlenek węgla. W tym samym czasie natura zapewniła proces naturalnego wiązania tego związku przez fotosyntezę, która odbywa się w zielonych roślinach pod wpływem światła słonecznego. W wyniku tego procesu powstaje glukoza, którą roślina wykorzystuje do budowy swoich tkanek.