Chemische und physikalische Eigenschaften, Anwendung und Produktion von Sauerstoff
Vier Elemente - "Chalkogen" (d.h. "Die Geburt von Kupfer") leitet die Hauptuntergruppe der VI-Gruppe (gemäß der neuen Klassifikation - der 16. Gruppe) des Periodensystems. Zu ihnen gehört neben Schwefel, Tellur und Selen auch Sauerstoff. Sehen wir uns die Eigenschaften dieses am häufigsten vorkommenden Elements auf der Erde sowie die Verwendung und Produktion von Sauerstoff genauer an.
Prävalenz eines Elements
Der Sauerstoffgehalt in der Erdkruste beträgt fast 50%. Es ist in verschiedenen Mineralien in Form von Oxiden und Salzen gefunden.
In einer verwandten Form von Sauerstoff in der chemischen Zusammensetzung des Wassers enthalten - ihr Anteil beträgt etwa 89%, und in den Zellen aller Lebewesen - Pflanzen und Tiere.
In der Luft befindet sich Sauerstoff in freiem Zustand in Form von O2, das ein Fünftel seiner Zusammensetzung einnimmt, und in Form von Ozon - O3.
Physikalische Eigenschaften
Sauerstoff O2 ist ein Gas, das nicht isthat eine Farbe, Geschmack und Geruch. Es löst sich schwach in Wasser. Der Siedepunkt liegt bei 183 Grad Celsius. In flüssiger Form hat Sauerstoff eine blaue Farbe und bildet in fester Form blaue Kristalle. Der Schmelzpunkt von Sauerstoffkristallen liegt bei 218,7 Grad unter Null Grad Celsius.
Chemische Eigenschaften
Beim Erhitzen reagiert dieses Element mit vieleneinfache Stoffe, sowohl Metalle als auch Nichtmetalle, bilden so die sogenannten Oxide - Verbindungen von Elementen mit Sauerstoff. Die chemische Reaktion, in die die Elemente mit Sauerstoff eintreten, wird Oxidation genannt.
Zum Beispiel
4Na + O2 = 2Na2O
S + O2 = SO2
Einige der komplexen Substanzen reagieren auch mit Sauerstoff und bilden ebenfalls Oxide:
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
2 CO + O 2 = 2 CO 2
Wenn eine Substanz langsam mit Sauerstoff reagiert, wird diese Oxidation als langsam bezeichnet. Zum Beispiel sind dies Prozesse der Zersetzung von Lebensmitteln, Zerfall.
Sauerstoff erhalten
Dieses chemische Element kann sowohl im Labor als auch im Industriebetrieb erhalten werden.
Die Sauerstoffproduktion im Labor erfolgt auf verschiedene Arten:
1. Durch die Zersetzungsreaktion des Bertoletatsalzes (Kaliumchlorat).
2. Durch die Zersetzung von Wasserstoffperoxid durch Erhitzen in Gegenwart von Manganoxid als Katalysator.
3. Durch die Zersetzung von Kaliumpermanganat.
Die Sauerstoffproduktion in der Industrie erfolgt auf folgende Weise:
1. Für technische Zwecke wird Sauerstoff aus Luft erzeugt, in der sein üblicher Gehalt etwa 20% beträgt, d.h. der fünfte Teil. Zu diesem Zweck wird zuerst Luft verbrannt, um eine Mischung mit einem Gehalt an flüssigem Sauerstoff von etwa 54%, flüssigem Stickstoff - 44% und flüssigem Argon - 2% zu erzeugen. Diese Gase werden dann durch einen Destillationsprozess unter Verwendung eines relativ kleinen Intervalls zwischen den Siedepunkten von flüssigem Sauerstoff und flüssigem Stickstoff minus 183 bzw. minus 198,5 Grad getrennt. Es stellt sich heraus, dass Stickstoff früher verdampft als Sauerstoff.
Moderne Geräte liefern Sauerstoff in jedem Reinheitsgrad. Stickstoff, der durch die Abtrennung von flüssiger Luft erhalten wird, wird als Rohmaterial bei der Synthese seiner Derivate verwendet.
2. Elektrolyse von Wasser gibt Sauerstoff auch einen sehr sauberen Grad. Diese Methode ist in Ländern mit reichlich vorhandenen Ressourcen und billiger Elektrizität weit verbreitet.
Anwendung von Sauerstoff
Sauerstoff ist das Hauptelement in der vitalen Aktivität unseres gesamten Planeten. Dieses Gas, das in der Atmosphäre enthalten ist, wird beim Atmen von Pflanzen, Tieren und Menschen verbraucht.
Die Gewinnung von Sauerstoff ist sehr wichtig für solche Bereiche der menschlichen Tätigkeit wie Medizin, Schweißen und Schneiden von Metallen, Strahlen, Luftfahrt (zum Atmen von Menschen und zum Arbeiten von Motoren), Metallurgie.
Im Prozess der menschlichen WirtschaftstätigkeitSauerstoff wird in großen Mengen verbraucht - zum Beispiel durch das Verbrennen verschiedener Brennstoffe: Erdgas, Methan, Kohle, Holz. In all diesen Prozessen wird Kohlenmonoxid gebildet. Gleichzeitig hat die Natur für den Prozess der natürlichen Bindung dieser Verbindung durch Photosynthese gesorgt, die in grünen Pflanzen unter dem Einfluss von Sonnenlicht stattfindet. Als Ergebnis dieses Prozesses wird Glukose gebildet, die die Pflanze dann verwendet, um ihr Gewebe aufzubauen.
