Quelles propriétés chimiques sont caractéristiques de l'oxygène. Oxygène : propriétés chimiques de l'élément

Depuis l’avènement de la chimie, il est devenu clair pour l’humanité que tout ce qui nous entoure est constitué d’une substance contenant des éléments chimiques. La diversité des substances est assurée par divers composés d'éléments simples. Aujourd’hui, 118 éléments chimiques ont été découverts et inclus dans le tableau périodique de D. Mendeleïev. Parmi eux, il convient de souligner un certain nombre d'entre eux, dont la présence a déterminé l'émergence de la vie organique sur Terre. Cette liste comprend : l'azote, le carbone, l'oxygène, l'hydrogène, le soufre et le phosphore.

Oxygène : l'histoire de la découverte

Tous ces éléments, ainsi que plusieurs autres, ont contribué au développement de l'évolution de la vie sur notre planète sous la forme que nous observons aujourd'hui. Parmi tous les composants, c’est l’oxygène que l’on retrouve dans la nature plus que les autres éléments.

L'oxygène en tant qu'élément distinct a été découvert le 1er août 1774. Au cours d'une expérience visant à obtenir de l'air à partir de tartre de mercure en chauffant à l'aide d'une lentille ordinaire, il a découvert qu'une bougie brûlait avec une flamme inhabituellement brillante.

Pendant longtemps, Priestley a essayé de trouver une explication raisonnable à cela. À cette époque, ce phénomène reçut le nom de « second air ». Un peu plus tôt, l'inventeur du sous-marin, K. Drebbel, au début du XVIIe siècle, avait isolé l'oxygène et l'avait utilisé pour respirer dans son invention. Mais ses expériences n’ont pas eu d’impact sur la compréhension du rôle que joue l’oxygène dans la nature des échanges énergétiques dans les organismes vivants. Cependant, le scientifique qui a officiellement découvert l'oxygène est le chimiste français Antoine Laurent Lavoisier. Il répéta l'expérience de Priestley et réalisa que le gaz résultant était un élément distinct.

L'oxygène interagit avec presque tous les gaz simples et sauf inertes et les métaux nobles.

Trouver de l'oxygène dans la nature

Parmi tous les éléments de notre planète, l'oxygène occupe la plus grande part. La distribution de l'oxygène dans la nature est très diversifiée. Il est présent à la fois sous forme reliée et libre. En règle générale, étant un agent oxydant puissant, il reste à l'état lié. La présence d'oxygène dans la nature en tant qu'élément distinct non lié n'est enregistrée que dans l'atmosphère de la planète.

Contenu sous forme de gaz et est une combinaison de deux atomes d’oxygène. Il représente environ 21 % du volume total de l'atmosphère.

L'oxygène de l'air, en plus de sa forme habituelle, a une forme isotrope sous forme d'ozone. se compose de trois atomes d’oxygène. La couleur bleue du ciel est directement liée à la présence de ce composé dans la haute atmosphère. Grâce à l'ozone, le rayonnement dur à ondes courtes de notre Soleil est absorbé et n'atteint pas la surface.

En l’absence de couche d’ozone, la vie organique serait détruite, comme les aliments frits dans un four à micro-ondes.

Dans l'hydrosphère de notre planète, cet élément se combine à deux et forme l'eau. La proportion d'oxygène dans les océans, les mers, les rivières et les eaux souterraines est estimée à environ 86-89 %, en tenant compte des sels dissous.

Dans la croûte terrestre, l'oxygène est sous forme liée et constitue l'élément le plus courant. Sa part est d'environ 47 %. La présence d'oxygène dans la nature ne se limite pas aux coquilles de la planète ; cet élément fait partie de tous les êtres organiques. Sa part atteint en moyenne 67% de la masse totale de tous les éléments.

L'oxygène est la base de la vie

En raison de sa forte activité oxydante, l’oxygène se combine assez facilement avec la plupart des éléments et substances, formant des oxydes. La capacité oxydante élevée de l'élément assure le processus de combustion bien connu. L'oxygène est également impliqué dans les processus d'oxydation lents.

Le rôle de l'oxygène dans la nature en tant qu'agent oxydant puissant est indispensable dans les processus vitaux des organismes vivants. Grâce à ce processus chimique, les substances sont oxydées et de l'énergie est libérée. Les organismes vivants l'utilisent pour leur subsistance.

Les plantes sont une source d'oxygène dans l'atmosphère

Au stade initial de la formation de l'atmosphère sur notre planète, l'oxygène existant était dans un état lié, sous forme de dioxyde de carbone (dioxyde de carbone). Au fil du temps, des plantes capables d’absorber le dioxyde de carbone ont émergé.

Ce processus est devenu possible grâce à l'émergence de la photosynthèse. Au fil du temps, au cours de la vie des plantes, sur des millions d’années, une grande quantité d’oxygène libre s’est accumulée dans l’atmosphère terrestre.

Selon les scientifiques, dans le passé, sa fraction massique atteignait environ 30 %, soit une fois et demie plus qu'aujourd'hui. Les plantes, dans le passé comme aujourd’hui, ont influencé de manière significative le cycle de l’oxygène dans la nature, fournissant ainsi une flore et une faune diversifiées sur notre planète.

L’importance de l’oxygène dans la nature est non seulement énorme, mais primordiale. Le système métabolique du monde animal repose clairement sur la présence d’oxygène dans l’atmosphère. En son absence, la vie telle que nous la connaissons devient impossible. Parmi les habitants de la planète, il ne restera que des organismes anaérobies (capables de vivre sans oxygène).

La nature intense est assurée par le fait qu'il se trouve dans trois états d'agrégation en combinaison avec d'autres éléments. Étant un agent oxydant puissant, il passe très facilement de la forme libre à la forme liée. Et ce n'est que grâce aux plantes, qui décomposent le dioxyde de carbone par la photosynthèse, qu'il est disponible sous forme libre.

Le processus respiratoire des animaux et des insectes repose sur la production d’oxygène non lié pour les réactions redox, suivie de la production d’énergie pour assurer les fonctions vitales de l’organisme. La présence d’oxygène dans la nature, lié et libre, assure le plein fonctionnement de toute vie sur la planète.

Evolution et « chimie » de la planète

L'évolution de la vie sur la planète reposait sur la composition de l'atmosphère terrestre, la composition des minéraux et la présence d'eau liquide.

La composition chimique de la croûte, de l'atmosphère et de la présence d'eau est devenue la base de l'origine de la vie sur la planète et a déterminé la direction de l'évolution des organismes vivants.

Sur la base de la « chimie » existante de la planète, l’évolution est arrivée à une vie organique basée sur le carbone, basée sur l’eau comme solvant pour les produits chimiques, ainsi que sur l’utilisation de l’oxygène comme agent oxydant pour produire de l’énergie.

Une évolution différente

A ce stade, la science moderne ne réfute pas la possibilité de la vie dans des environnements autres que les conditions terrestres, où le silicium ou l'arsenic peuvent servir de base à la construction d'une molécule organique. Et le milieu liquide, comme un solvant, peut être un mélange d'ammoniac liquide et d'hélium. Quant à l’atmosphère, elle peut se présenter sous forme d’hydrogène gazeux mélangé à de l’hélium et d’autres gaz.

La science moderne n’est pas encore en mesure de simuler les processus métaboliques qui peuvent se produire dans de telles conditions. Cependant, cette direction de l'évolution de la vie est tout à fait acceptable. Comme le temps le prouve, l’humanité est constamment confrontée à l’élargissement des limites de notre compréhension du monde qui nous entoure et de la vie qui y vit.

DÉFINITION

Oxygène– élément de la deuxième période du groupe VIA du Tableau Périodique des Éléments Chimiques D.I. Mendeleev, avec le numéro atomique 8. Symbole - O.

Masse atomique – 16 uma. La molécule d'oxygène est diatomique et a la formule – O 2

L'oxygène appartient à la famille des éléments p. La configuration électronique de l'atome d'oxygène est 1s 2 2s 2 2p 4. Dans ses composés, l'oxygène peut présenter plusieurs états d'oxydation : « -2 », « -1 » (dans les peroxydes), « +2 » (F 2 O). L'oxygène est caractérisé par la manifestation du phénomène d'allotropie - existence sous la forme de plusieurs substances simples - modifications allotropiques. Les modifications allotropiques de l'oxygène sont l'oxygène O 2 et l'ozone O 3 .

Propriétés chimiques de l'oxygène

L'oxygène est un agent oxydant puissant car Pour compléter le niveau électronique externe, il n’a besoin que de 2 électrons et il les ajoute facilement. En termes d'activité chimique, l'oxygène est juste derrière le fluor. L'oxygène forme des composés avec tous les éléments sauf l'hélium, le néon et l'argon. L'oxygène réagit directement avec les halogènes, l'argent, l'or et le platine (leurs composés sont obtenus indirectement). Presque toutes les réactions impliquant l'oxygène sont exothermiques. Une caractéristique de nombreuses réactions d’un composé avec l’oxygène est la libération de grandes quantités de chaleur et de lumière. De tels processus sont appelés combustion.

Interaction de l'oxygène avec les métaux. Avec les métaux alcalins (sauf le lithium), l'oxygène forme des peroxydes ou des superoxydes, avec le reste des oxydes. Par exemple:

4Li + O2 = 2Li2O;

2Na + O 2 = Na 2 O 2;

K + O 2 = KO 2 ;

2Ca + O2 = 2CaO ;

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3;

2Cu + O2 = 2CuO ;

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4.

Interaction de l'oxygène avec les non-métaux. L'interaction de l'oxygène avec les non-métaux se produit lorsqu'il est chauffé ; toutes les réactions sont exothermiques, à l'exception de l'interaction avec l'azote (la réaction est endothermique, se produit à 3000C dans un arc électrique, dans la nature - lors d'une décharge de foudre). Par exemple:

4P + 5O 2 = 2P 2 O 5 ;

C + O 2 = CO 2 ;

2H 2 + O 2 = 2H 2 O;

N 2 + O 2 ↔ 2NO – Q.

Interaction avec des substances inorganiques complexes. Lorsque des substances complexes brûlent avec un excès d'oxygène, des oxydes des éléments correspondants se forment :

2H 2 S + 3O 2 = 2SO 2 + 2H 2 O (t);

4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O (t);

4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O (t, kat);

2PH 3 + 4O 2 = 2H 3 PO 4 (t);

SiH 4 + 2O 2 = SiO 2 + 2H 2 O;

4FeS 2 +11O 2 = 2Fe 2 O 3 +8 SO 2 (t).

L'oxygène est capable d'oxyder les oxydes et les hydroxydes en composés avec un état d'oxydation plus élevé :

2CO + O 2 = 2CO 2 (t);

2SO 2 + O 2 = 2SO 3 (t, V 2 O 5);

2NO + O2 = 2NO2;

4FeO + O 2 = 2Fe 2 O 3 (t).

Interaction avec des substances organiques complexes. Presque toutes les substances organiques brûlent, oxydées par l'oxygène de l'air en dioxyde de carbone et en eau :

CH 4 + 2O 2 = CO 2 +H 2 O.

En plus des réactions de combustion (oxydation complète), des réactions d'oxydation incomplètes ou catalytiques sont également possibles. Dans ce cas, les produits de réaction peuvent être des alcools, des aldéhydes, des cétones, des acides carboxyliques et d'autres substances :

L'oxydation des glucides, des protéines et des graisses constitue une source d'énergie dans un organisme vivant.

Propriétés physiques de l'oxygène

L'oxygène est l'élément le plus abondant sur terre (47 % en masse). La teneur en oxygène de l'air est de 21 % en volume. L'oxygène est un composant de l'eau, des minéraux et des substances organiques. Les tissus végétaux et animaux contiennent 50 à 85 % d'oxygène sous forme de divers composés.

A l'état libre, l'oxygène est un gaz incolore, insipide et inodore, peu soluble dans l'eau (3 litres d'oxygène se dissolvent dans 100 litres d'eau à 20°C. L'oxygène liquide est de couleur bleue et possède des propriétés paramagnétiques (il est aspiré dans un champ magnétique).

Obtenir de l'oxygène

Il existe des méthodes industrielles et de laboratoire pour produire de l'oxygène. Ainsi, dans l'industrie, l'oxygène est obtenu par distillation de l'air liquide, et les principales méthodes de laboratoire pour produire de l'oxygène comprennent des réactions de décomposition thermique de substances complexes :

2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

4K 2 Cr 2 O 7 = 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 +3 O 2

2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2

2KClO 3 = 2KCl +3 O 2

Exemples de résolution de problèmes

EXEMPLE 1

Formes d'oxygèneperoxydes avec état d'oxydation -1.
— Par exemple, les peroxydes sont produits par la combustion de métaux alcalins dans l'oxygène :
2Na + O 2 → Na 2 O 2

— Certains oxydes absorbent l'oxygène :
2BaO + O2 → 2BaO2

— Selon les principes de combustion développés par A. N. Bach et K. O. Engler, l'oxydation se déroule en deux étapes avec formation d'un composé peroxyde intermédiaire. Ce composé intermédiaire peut être isolé, par exemple, lorsqu'une flamme d'hydrogène brûlant est refroidie avec de la glace, du peroxyde d'hydrogène se forme avec de l'eau :
H 2 + O 2 → H 2 O 2

Superoxydes avoir un état d'oxydation de -1/2, c'est-à-dire un électron pour deux atomes d'oxygène (O 2 - ion). Obtenu en faisant réagir des peroxydes avec de l'oxygène à des pressions et des températures élevées :
Na 2 O 2 + O 2 → 2NaO 2

Ozonides contiennent l'ion O 3 - avec un état d'oxydation de -1/3. Obtenu par action de l'ozone sur les hydroxydes de métaux alcalins :
KOH(tv) + O 3 → KO 3 + KOH + O 2

Ion dioxygényle O 2 + a un état d'oxydation de +1/2. Obtenu par la réaction :
PtF 6 + O 2 → O 2 PtF 6

Fluorures d'oxygène
Difluorure d'oxygène, OF 2 état d'oxydation +2, est obtenu en faisant passer du fluor dans une solution alcaline :
2F 2 + 2NaOH → OF 2 + 2NaF + H 2 O

Monofluorure d'oxygène (Dioxydifluorure), O 2 F 2, instable, état d'oxydation +1. Il est obtenu à partir d'un mélange de fluor et d'oxygène dans une décharge luminescente à une température de −196 °C.

En faisant passer une décharge luminescente à travers un mélange de fluor et d'oxygène à une certaine pression et température, des mélanges de fluorures d'oxygène supérieurs O 3 F 2, O 4 F 2, O 5 F 2 et O 6 F 2 sont obtenus.
L'oxygène soutient les processus de respiration, de combustion et de décomposition. Sous sa forme libre, l'élément existe sous deux modifications allotropiques : O 2 et O 3 (ozone).

Application d'oxygène

L'utilisation industrielle généralisée de l'oxygène a commencé au milieu du XXe siècle, après l'invention des turbodétendeurs, des dispositifs permettant de liquéfier et de séparer l'air liquide.

En métallurgie

La méthode de conversion pour la production d’acier implique l’utilisation d’oxygène.

Soudage et découpe de métaux

L’oxygène en bouteilles est largement utilisé pour l’oxycoupage et le soudage des métaux.

Propergol

L'oxygène liquide, le peroxyde d'hydrogène, l'acide nitrique et d'autres composés riches en oxygène sont utilisés comme oxydants pour le carburant des fusées. Un mélange d'oxygène liquide et d'ozone liquide est l'un des oxydants les plus puissants du carburant de fusée (l'impulsion spécifique du mélange hydrogène-ozone dépasse l'impulsion spécifique des paires hydrogène-fluor et hydrogène-fluorure d'oxygène).

En médecine

L'oxygène est utilisé pour enrichir les mélanges de gaz respiratoires pour les problèmes respiratoires, pour le traitement de l'asthme, sous forme de cocktails d'oxygène, d'oreillers d'oxygène, etc.

Dans l'industrie alimentaire

Dans l’industrie agroalimentaire, l’oxygène est enregistré comme additif alimentaire E948, comme gaz propulseur et d'emballage.

Rôle biologique de l'oxygène

Les êtres vivants respirent l’oxygène de l’air. L'oxygène est largement utilisé en médecine. En cas de maladies cardiovasculaires, pour améliorer les processus métaboliques, de la mousse d'oxygène (« cocktail d'oxygène ») est injectée dans l'estomac. L'administration sous-cutanée d'oxygène est utilisée pour les ulcères trophiques, l'éléphantiasis, la gangrène et d'autres maladies graves. L'enrichissement artificiel de l'ozone est utilisé pour désinfecter et désodoriser l'air et purifier l'eau potable. L'isotope radioactif de l'oxygène 15 O est utilisé pour étudier la vitesse du flux sanguin et la ventilation pulmonaire.

Dérivés toxiques de l'oxygène

Certains dérivés de l'oxygène (appelés espèces réactives de l'oxygène), tels que l'oxygène singulet, le peroxyde d'hydrogène, le superoxyde, l'ozone et le radical hydroxyle, sont hautement toxiques. Ils se forment lors du processus d’activation ou de réduction partielle de l’oxygène. Le superoxyde (radical superoxyde), le peroxyde d’hydrogène et le radical hydroxyle peuvent se former dans les cellules et les tissus du corps humain et animal et provoquer un stress oxydatif.

Isotopes de l'oxygène

L'oxygène possède trois isotopes stables : 16 O, 17 O et 18 O, dont la teneur moyenne est respectivement de 99,759 %, 0,037 % et 0,204 % du nombre total d'atomes d'oxygène sur Terre. La forte prédominance du plus léger d'entre eux, le 16 O, dans le mélange d'isotopes est due au fait que le noyau de l'atome 16 O est constitué de 8 protons et de 8 neutrons. Et ces noyaux, comme le montre la théorie de la structure du noyau atomique, sont particulièrement stables.

Il existe des isotopes radioactifs 11 O, 13 O, 14 O (demi-vie 74 s), 15 O (T 1/2 = 2,1 min), 19 O (T 1/2 = 29,4 s), 20 O (demi-vie contradictoire données de durée de vie de 10 minutes à 150 ans).

Informations Complémentaires

Composés d'oxygène
Oxygène liquide
Ozone

Oxygène, Oxygénium, O (8)
La découverte de l'oxygène (Oxygen, French Oxygene, German Sauerstoff) a marqué le début de la période moderne dans le développement de la chimie. On sait depuis l’Antiquité que la combustion nécessite de l’air, mais pendant de nombreux siècles, le processus de combustion est resté flou. Seulement au 17ème siècle. Mayow et Boyle ont exprimé indépendamment l'idée que l'air contient une substance qui entretient la combustion, mais cette hypothèse tout à fait rationnelle n'a pas été développée à cette époque, puisque l'idée de la combustion en tant que processus de combinaison d'un corps en combustion avec un certain composant du l'air semblait à l'époque contredire un acte aussi évident que le fait que lors de la combustion se produise la décomposition du corps en combustion en composants élémentaires. C'est sur cette base qu'au tournant du XVIIe siècle. La théorie du phlogistique est née, créée par Becher et Stahl. Avec l'avènement de la période chimico-analytique dans le développement de la chimie (seconde moitié du XVIIIe siècle) et l'émergence de la « chimie pneumatique » - l'une des principales branches de la direction chimico-analytique - la combustion, ainsi que la respiration , a de nouveau attiré l'attention des chercheurs. La découverte de divers gaz et l'établissement de leur rôle important dans les processus chimiques ont été l'une des principales motivations des études systématiques des processus de combustion entreprises par Lavoisier. L'oxygène a été découvert au début des années 70 du XVIIIe siècle.

Le premier rapport de cette découverte fut fait par Priestley lors d'une réunion de la Royal Society of England en 1775. Priestley, en chauffant de l'oxyde de mercure rouge avec un grand verre brûlant, obtint un gaz dans lequel la bougie brûlait plus intensément que dans l'air ordinaire. et l'éclat fumant s'est enflammé. Priestley détermina certaines propriétés du nouveau gaz et l'appela air daphlogistiqué. Cependant, deux ans plus tôt que Priestley (1772), Scheele obtenait également de l'oxygène en décomposant l'oxyde mercurique et par d'autres méthodes. Scheele appelait ce feu à gaz air (Feuerluft). Scheele n'a pu rapporter sa découverte qu'en 1777.

En 1775, Lavoisier s'exprimait devant l'Académie des sciences de Paris avec le message qu'il avait réussi à obtenir « la partie la plus pure de l'air qui nous entoure » et décrivait les propriétés de cette partie de l'air. Dans un premier temps, Lavoisier appelait cet « air » empyrée, vital (Air empireal, Air vital) la base de l'air vital (Base de l'air vital). La découverte quasi simultanée de l'oxygène par plusieurs scientifiques de différents pays donna lieu à des controverses sur son sujet. Priestley a été particulièrement persistant pour obtenir la reconnaissance en tant que découvreur. En substance, ces différends ne sont pas encore terminés. Une étude détaillée des propriétés de l'oxygène et de son rôle dans les processus de combustion et de formation d'oxydes a conduit Lavoisier à la conclusion erronée que. ce gaz est un principe acidifiant. En 1779, Lavoisier, conformément à cette conclusion, a introduit un nouveau nom pour l'oxygène - le principe acidifiant (principe acidifiant ou principe oxygine) a dérivé le mot oxygine apparaissant dans ce nom complexe. du grec - acide et « je produis ».

DÉFINITION

Oxygène- le huitième élément du tableau périodique. Fait référence aux non-métaux. Situé en deuxième période du sous-groupe VI groupe A.

Le numéro de série est 8. La charge nucléaire est +8. Poids atomique - 15,999 amu. Il existe trois isotopes de l'oxygène présents dans la nature : 16 O, 17 O et 18 O, dont le plus courant est le 16 O (99,762 %).

Structure électronique de l'atome d'oxygène

L'atome d'oxygène a deux coquilles, comme tous les éléments situés dans la deuxième période. Le numéro de groupe -VI (chalcogènes) - indique que le niveau électronique externe de l'atome d'azote contient 6 électrons de valence. Il a un pouvoir oxydant élevé (plus élevé uniquement pour le fluor).

Riz. 1. Représentation schématique de la structure de l’atome d’oxygène.

La configuration électronique de l’état fondamental s’écrit comme suit :

1s 2 2s 2 2p 4 .

L'oxygène est un élément de la famille P. Le diagramme d'énergie des électrons de valence à l'état non excité est le suivant :

L'oxygène possède 2 paires d'électrons appariés et deux électrons non appariés. Dans tous ses composés, l'oxygène présente la valence II.

Riz. 2. Représentation spatiale de la structure de l'atome d'oxygène.

Exemples de résolution de problèmes

EXEMPLE 1

Cours de chimie 8e année

Sujet: L'oxygène, ses caractéristiques générales. Être dans la nature. Production d'oxygène et ses propriétés physiques.

Objectif de la leçon : poursuivre la formation des notions d'« élément chimique », de « substance simple », de « réaction chimique ». Développer des idées sur les méthodes de production d’oxygène en laboratoire. Introduire la notion de catalyseur, les propriétés physiques, caractériser l'élément selon le tableau D.I. Mendeleïev. Améliorez vos compétences en matière de tableau blanc interactif.

Concepts de base. Catalyseurs.

Résultats d'apprentissage prévus

Sujet.Être capable de distinguer les notions d’« élément chimique » et de « substance simple » en prenant comme exemple l’oxygène. Être capable de caractériser les propriétés physiques et les méthodes de collecte de l'oxygène.

Métasujet. Développer la capacité de travailler selon un plan, de formuler, d'argumenter, d'organiser une coopération pédagogique et des activités conjointes avec l'enseignant et les pairs.

Personnel. Former une attitude responsable envers l'apprentissage, la préparation à l'auto-éducation.

Principaux types d'activités étudiantes. Décrire un élément chimique selon le plan proposé. Décrivez les réactions chimiques observées dans l’expérience de démonstration. Participer à une discussion commune sur les résultats. Tirer des conclusions à partir des résultats des expériences.

Démonstrations. Obtention d'oxygène à partir du peroxyde d'hydrogène.

Progression de la leçon

Apprendre du nouveau matériel.

1. Conversation frontale :

Quel gaz favorise la respiration et la combustion ?

Quelles informations sur l'oxygène connaissez-vous déjà grâce aux cours d'histoire naturelle et de botanique ?

Quelles substances contiennent de l'oxygène ? (eau, sable, roches, minéraux, protéines, graisses, glucides).

Caractéristiques générales de l'élément chimique oxygène :

Signe chimique (O).

Masse atomique relative (16).

Valence (II).

Formule chimique d'une substance simple (O2).

Poids moléculaire relatif d'une substance simple (32).

Caractériser l'élément n°8 en fonction de sa position dans le tableau périodique des éléments chimiques D.I. Mendeleïev. (numéro de série – 8, masse atomique – 16, IV – numéro de groupe, numéro de période – 2).

Être dans la nature.

L'oxygène est l'élément chimique le plus abondant dans la croûte terrestre (49 %). L'air contient 21 % d'oxygène gazeux. L'oxygène est une partie importante des composés organiques qui revêtent une grande importance pour les organismes vivants.

Propriétés physiques: l'oxygène est un gaz incolore, insipide et inodore, légèrement soluble dans l'eau (dans 100 volumes d'eau – 3,1 volumes d'oxygène). L'oxygène est légèrement plus lourd que l'air (Mr (O2) = 2x16 = 32, p air = 29).

2. Expériences sur la production d'oxygène.

Obtenu en laboratoire.

L'oxygène gazeux a été obtenu pour la première fois en 1774. le scientifique Joseph Priestley. Lorsque l'oxyde de mercure (II) a été calciné, Priestley a obtenu « de l'air » :

Le scientifique a décidé d'étudier l'effet du gaz résultant sur la flamme d'une bougie : sous l'influence de ce gaz, la flamme de la bougie est devenue d'une luminosité éblouissante et le fil de fer a brûlé dans le flux du gaz résultant. Les souris placées dans un récipient contenant ce gaz respiraient facilement ; le scientifique lui-même a essayé d'inhaler ce gaz et a constaté qu'il était facile de respirer.

Dans le laboratoire de l'école, nous obtiendrons ce gaz à partir du peroxyde d'hydrogène. Pour observer les propriétés physiques de l'oxygène, on répète les règles précautions de sécurité.

On place un peu d'oxyde de manganèse (IV) MnO2 dans un tube à essai avec une solution de peroxyde d'hydrogène, une réaction violente se déclenche avec dégagement d'oxygène. Nous confirmons la libération d'oxygène avec un éclat fumant (il s'enflamme et brûle). À la fin de la réaction, l'oxyde de manganèse (IV) se dépose au fond et peut être réutilisé. Par conséquent, l'oxyde de manganèse (IV) accélère la réaction de décomposition du peroxyde d'hydrogène, mais n'est pas consommé.

Définition:

Les substances qui accélèrent les réactions chimiques, mais ne sont pas consommées et ne font pas partie des produits de réaction, sont appelées catalyseurs.

2H2O2MnO2 2H2O+O2

Dans le laboratoire de l'école, l'oxygène s'obtient d'une autre manière :

En chauffant du permanganate de potassium

2КМnO4=К2MnO4+MnO2+О2

L'oxyde de manganèse (IV) accélère une autre réaction de production d'oxygène - la réaction de décomposition lors du chauffage du chlorate de potassium KClO3 (sel de Berthollet) : 2КlO3 MnO2 2Кl+3О2

3. Travailler avec le manuel :

Nous. 75 informations sur l'utilisation de catalyseurs dans l'industrie.

Sur la fig. 25 et fig. 26 montre des méthodes de collecte d'oxygène. Quelles propriétés physiques connaissez-vous sur la base des méthodes de collecte d'oxygène par déplacement d'air ? (l'oxygène est plus lourd que l'air : 32 29), par méthode de déplacement d'eau ? (l'oxygène est légèrement soluble dans l'eau). Comment assembler correctement un appareil de collecte d'oxygène par la méthode du déplacement d'air ? (Fig. 25) Réponse : le tube de collecte d'oxygène doit être positionné de bas en bas. Comment détecter ou prouver la présence d’oxygène dans un récipient ? (par l'éclair d'un éclat fumant).

Avec. 75 lisent l’article du manuel « Se lancer dans l’industrie ». Sur quelle propriété physique de l'oxygène cette méthode de production est-elle basée ? (L'oxygène liquide a un point d'ébullition plus élevé que l'azote liquide, donc l'azote s'évaporera et l'oxygène restera).

II.Consolidation des connaissances et des compétences.

Quelles substances sont appelées catalyseurs ?

Avec. 76 tâches de test.

Travaillez en binôme. Choisissez deux bonnes réponses :

Élément chimique oxygène :

1. gaz incolore

2. porte le numéro de série 8 (+)

3. une partie de l'air

4. fait partie de l'eau (+)

5. légèrement plus lourd que l'air.

4. Oxygène, substance simple :

1. a une masse atomique de 16

2. partie de l'eau

3. soutient la respiration et la combustion (+)

4. formé lors de la décomposition du peroxyde d'hydrogène (+).

5. Remplissez le tableau :

Calculez la fraction massique de l’élément chimique oxygène dans l’oxyde de soufre (VI). SO3

W= (nхAr) : M. x 100 %

W(O)= (3x16) : 80x100%=60%

Comment reconnaître quel flacon contient du dioxyde de carbone et de l'oxygène ? (à l'aide d'un éclat fumant : dans l'oxygène, il clignote vivement, dans le dioxyde de carbone, il s'éteint).