Chemické a fyzikální vlastnosti, aplikace a výroba kyslíku

Čtyři prvky "chalkogenu" (tj. "Nosiče mědi") vedou hlavní podskupinu skupiny VI (podle nové klasifikace - 16. skupina) periodického systému. Vedle síry, teluru a selenu k nim patří také kyslík. Podívejme se blíže na vlastnosti tohoto nejběžnějšího prvku na Zemi, stejně jako na použití a výrobu kyslíku.

Prevalence prvku

Obsah kyslíku v zemské kůře je téměř 50%. To se nachází v různých minerálech ve formě oxidů a solí.

Ve vázané formě kyslík vstupuje do chemického složení vody - její procentní poměr je asi 89%, stejně jako složení buněk všech živých bytostí - rostlin a zvířat.

Ve vzduchu je kyslík ve volném stavu ve formě O2, který zaujímá pětinu jeho složení a ve formě ozonu - O3.

Fyzikální vlastnosti

Kyslík O2 je plyn, který nemá barvu, chuť a vůni. Slabě se rozpouští ve vodě. Bod varu je 183 stupňů pod nulou Celsia. V kapalné formě má kyslík modrou barvu a v pevné formě tvoří modré krystaly. Teplota tání krystalů kyslíku je 218,7 stupňů pod nulou Celsia.

Chemické vlastnosti

Při zahřátí tento prvek reaguje s mnoha jednoduchými látkami, jak kovy, tak i nekovy, čímž se tvoří takzvané oxidy - sloučeniny prvků s kyslíkem. Chemická reakce, ve kterém prvky vstupují s kyslíkem, se nazývá oxidace.

Například,

4Na + 02 = 2Na2O

S + O2 = SO2

Některé z komplexních látek také reagují s kyslíkem, také tvoří oxidy:

CH4 + 202 = C02 + 2H20

2CO + 02 = 2CO2

Pokud látka reaguje pomalu s kyslíkem, pak se tato oxidace nazývá pomalu. Jedná se například o procesy rozkladu potravin, rozpadu.

Získání kyslíku

Toto chemický prvek lze získat jak v laboratoři, tak v průmyslovém podniku.

Výroba kyslíku v laboratoři se provádí několika způsoby:

1. Rozkladovou reakcí soli chloridu draselného (chlorečnan draselný).

2. Rozkladem peroxidu vodíku zahříváním v přítomnosti oxidu manganičitého působícího jako katalyzátor.

3. Rozkladem manganistanu draselného.

Výroba kyslíku v průmyslu se provádí těmito způsoby:

1. Pro technické účely se získává kyslík ze vzduchu, ve kterém jeho obvyklý obsah činí asi 20%, tj. pátá část. Za tímto účelem se nejdříve spaluje vzduch, aby vznikla směs s obsahem tekutého kyslíku asi 54%, tekutým dusíkem - 44% a kapalným argonem - 2%. Tyto plyny se potom oddělují destilačním procesem za použití relativně malého intervalu mezi teplotami varu kapalného kyslíku a kapalného dusíku - mínus 183 a mínus 198,5 °. Ukázalo se, že dusík se odpařuje dříve než kyslík.

Moderní zařízení poskytuje kyslík jakéhokoli stupně čistoty. Dusík, který se získává oddělením kapalného vzduchu, se používá jako surovina při syntéze svých derivátů.

2. Elektrolýza vody také dává kyslíku velmi čistý stupeň. Tato metoda se rozšířila v zemích s bohatými zdroji a levnou elektřinou.

Aplikace kyslíku

Kyslík je hlavním prvkem životně důležité činnosti celé naší planety. Tento plyn, který je obsažen v atmosféře, se spotřebovává v procesu dýchací rostliny, zvířat a lidí.

Získání kyslíku je velmi důležité pro takové oblasti lidské činnosti jako medicína, svařování a řezání kovů, trhací práce, letectví (pro dýchání lidí a pro pracovní motory), hutnictví.

V procesu lidské ekonomické aktivity se kyslík spotřebovává ve velkém množství - například spalováním různých druhů paliva: zemní plyn, metan, uhlí, dřevo. Ve všech těchto procesech a oxid uhelnatý. Současně příroda zajistila proces přirozené vazby této sloučeniny fotosyntézou, která se děje v zelených rostlinách pod vlivem slunečního záření. Výsledkem tohoto procesu je tvorba glukózy, kterou pak rostlina používá k vybudování svých tkání.