Chemische en fysische eigenschappen, toepassing en productie van zuurstof

De vier elementen van het "chalcogen" (dwz "dragers of copper") leiden de belangrijkste subgroep van de VI-groep (volgens de nieuwe classificatie - de 16e groep) van het periodieke systeem. Naast zwavel, tellurium en selenium, komt ook zuurstof bij hen. Laten we eens kijken naar de eigenschappen van dit meest voorkomende element op aarde, evenals het gebruik en de productie van zuurstof.

Prevalentie van een element

Het zuurstofgehalte in de aardkorst bedraagt bijna 50%. Het wordt gevonden in verschillende mineralen in de vorm van oxiden en zouten.

In gebonden vorm komt zuurstof in de chemische samenstelling van water - de procentuele verhouding is ongeveer 89%, en ook in de samenstelling van cellen van alle levende dingen - planten en dieren.

In lucht is zuurstof in een vrije staat in de vorm van O2, die een vijfde van zijn samenstelling bezit en in de vorm van ozon - O3.

Fysische eigenschappen

Zuurstof O2 is een gas dat geen kleur, smaak en geur heeft. Het lost zich zwak in water op. Het kookpunt is 183 graden onder nul Celsius. In vloeibare vorm heeft zuurstof een blauwe kleur en vormt het in de vaste vorm blauwe kristallen. Het smeltpunt van zuurstofkristallen is 218,7 graden onder nul Celsius.

Chemische eigenschappen

Bij verhitting reageert dit element met veel eenvoudige stoffen, zowel metalen als niet-metalen, waardoor de zogenaamde oxides-verbindingen van elementen met zuurstof worden gevormd. De chemische reactie waarin de elementen met zuurstof ingaan, wordt oxidatie genoemd.

Bijvoorbeeld,

4Na + O2 = 2Na20

S + O2 = SO2

Sommige complexe stoffen reageren ook met zuurstof, die ook oxiden vormt:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H20

2CO + O2 = 2CO2

Als een stof langzaam met zuurstof reageert, wordt deze oxidatie langzaam genoemd. Dit zijn bijvoorbeeld processen van ontleding van voedselproducten, verval.

Zuurstof verkrijgen

Dit chemische element kan zowel in het laboratorium als in de industriële onderneming worden verkregen.

Oxygenproductie in het laboratorium wordt op verschillende manieren uitgevoerd:

1. Door de ontledingsreactie van het bertoletaatzout (kaliumchloraat).

2. Door de ontleding van waterstofperoxide door het verwarmen in aanwezigheid van mangaanoxide die als katalysator werkt.

3. Door de ontleding van kaliumpermanganaat.

Zuurstofproductie in de industrie wordt op zulke manieren uitgevoerd:

1. Voor technische doeleinden wordt zuurstof verkregen uit lucht, waarbij de gebruikelijke inhoud ongeveer 20% bedraagt, d.w.z. Het vijfde deel. Daartoe wordt lucht eerst verbrand om een mengsel met een vloeibaar zuurstofgehalte van ongeveer 54%, vloeibaar stikstof - 44% en vloeibaar argon - 2% te verkrijgen. Deze gassen worden dan gescheiden door een destillatieproces waarbij een relatief klein interval tussen de kookpunten van vloeibare zuurstof en vloeibare stikstof-minus 183 en minus 198,5 graden wordt gebruikt. Het blijkt dat stikstof eerder verdampt dan zuurstof.

Moderne apparatuur zorgt voor zuurstof van elke zuiverheidsgraad. Stikstof, die wordt verkregen door de scheiding van vloeibare lucht, wordt gebruikt als grondstof bij de synthese van zijn derivaten.

2. Elektrolyse van water geeft ook zuurstof een zeer schone mate. Deze methode is wijdverbreid geworden in landen met overvloedige bronnen en goedkope elektriciteit.

Toepassing van zuurstof

Zuurstof is het belangrijkste element in het leven van de gehele planeet. Dit gas, dat in de atmosfeer zit, wordt verbruikt in het proces van ademhaling door planten, dieren en mensen.

Het verkrijgen van zuurstof is van groot belang voor zulke gebieden van menselijke activiteit als medicijnen, lassen en snijden van metalen, blasting, luchtvaart (voor het ademen van mensen en voor werkmotoren), metallurgie.

In het proces van menselijke economische activiteit wordt zuurstof in grote hoeveelheden verbruikt, bijvoorbeeld door verschillende brandstoffen te verbranden: aardgas, methaan, kolen, hout. Bij al deze processen wordt koolmonoxide gevormd. Tegelijkertijd heeft de natuur voorzien in het proces van natuurlijke binding van deze verbinding door fotosynthese, die plaatsvindt in groene planten onder invloed van zonlicht. Als gevolg van dit proces wordt glucose gevormd, die de plant dan gebruikt om zijn weefsels te bouwen.