VI-А группа периодической системы

О2: (s1s)2(s*1s)2(s2s)2(s*2s)2(s2px)2(p2py)2(p2pz)2(p*2py)1(p*2pz)1 * -

разрыхляющие орбитали

Химические свойства

Кислород образует соединения со всеми химическими элементами, кроме легких инертных газов – He, Ne, Ar, фтора, хлора, золота и платиновых металлов, причем со всеми элементами он реагирует непосредственно, при этом выделяются теплота и свет. Такие реакции называются горением.

При взаимодействии кислорода с простыми веществами – металлами и неметаллами образуются оксиды:

1. При сгорании серы на воздухе или в кислороде образуется оксид серы (IV):

S + O2 ® SO2

2. При температуре электрической дуги (3000-4000 °С) азот реагирует с кислородом:

N2 + O2 Û 2NO

3. При полном сгорании углерода образуется оксид углерода (IV):

С + О2 ® СО2­

При неполном сгорании образуется оксид углерода (II):

2С + О2 ® 2СО

4. Фосфор сгорает в кислороде ярким пламенем с образованием белого дыма, состоящего из твердых частиц оксида фосфора (V):

4Р + 5О2 ® 2Р2О5

В недостатке кислорода фосфор сгорает с образованием оксида фосфора (III):

4Р + 3О2 ® 2Р2О3

5. Водород горит в кислороде с выделением значительного количества теплоты:

2Н2 + О2 = 2Н2О

Смесь водорода с кислородом (2 объема Н2 и 1 объем О2) при поджигании сильно взрывается и потому носит название гремучего газа.

6. Алюминий в виде порошка сгорает в кислороде с образованием оксида алюминия:

4 Al + 3O2 ® 2Al2O3

7. Железо на воздухе окисляется образуя защитную оксидную пленку, препятствующую ржавлению металла:

3Fe + 2O2 ® Fe2O3´FeO (Fe3O4)

8. Кальций быстро сгорает в воздухе с образованием оксида кальция:

2Са + О2 ® 2СаО

9. Магний на воздухе горит ослепительно белым пламенем:

2Mg + O2 ® 2MgO

10. Если натрий и калий окислять в небольшом количестве кислорода при температуре около 180 °С, то получаются оксиды:

4Na + O2 ® 2Na2O

4K + O2 ® 2K2O

11. Все органические вещества горят с выделением углекислого газа и воды:

СН4 + О2 ® СО2­+ Н2О­

С2Н5ОН + О2 ® СО2­+ Н2О­

СН3СООН + О2 ® СО2­+ Н2О­

12. Многие неорганические вещества также сгорают в кислороде:

Н2S + 3O2 ® 2SO2 + 2H2O

4NH3 + 3O2 ® 2N2 + 6H2O

13. Кислород участвует в реакциях неполного окисления:

Способы получения кислорода:

1. В промышленности

а) Основным источником промышленного получения кислорода является воздух, который сжижают и затем фракционируют. Вначале выделяется азот (tкип=-195 °С), а в жидком состоянии остается почти чистый кислород, т.к. его температура кипения выше (-183 °С).

б) Широко распространен электролизный способ получения кислорода:

Диссоциация воды Н2ОÛН+ + ОН-

Анод 4ОН- - 4е- = 2Н2О + О2­

Катод 2Н+ + 2е- = Н2

Общий электролиз воды сводится к уравнению:

2Н2О 2Н2 + О2

2. В лаборатории

а) разложением при нагревании бертолетовой соли (хлората калия) в присутствии катализатора MnO2

KClO3 2KCl + 3O2­

б) разложением при нагревании перманганата калия:

2KMnO4 ® K2MnO4 + MnO2 + O2­

в) разложением перекиси водорода в присутствии катализатора MnO2:

2Н2О2 2Н2О + О2 ­

г) термическое разложение нитратов щелочных металлов:

2NaNO3 2NaNO2 + O2 ­

д) взаимодействие пероксидов щелочных металлов с углекислым газом:

2Na2O2 + 2CO2 ® 2Na2CO3 + O2 ­

е) разложение оксида ртути при нагревании:

2HgO 2Hg + O2 ­

Применение кислорода

Кислород применяется для ускорения процессов окисления: вместо обыкновенного воздуха применяют кислород или воздух, обогащенный кислородом. Кислород используют для интенсификации окислительных процессов в химической промышленности (производство серной и азотной кислот).

Развитие познавательного интереса в образовательном процессе с практической стороны
В нашей системе образования предусмотрено непосредственное развитие интереса к познанию у учащихся преподавателем. В каждом образовательном учреждении используются «свои» методы и формы развития учен ...

Выделите положительные и отрицательные стороны развивающего обучения
Даже беглое знакомство с программами развивающего обучения позволяет установить их столь разительное отличие от привычных программ начальной школы, что естественно возникает вопрос: по силам ли такое ...