Interaction du dichloroéthane avec l'oxygène 9 à l'état gazeux. Préparation chimique pour la fièvre et édition complète dpa

Le contenu de l'article

OXYGÈNE, O (oxygène), un élément chimique du sous-groupe VIA du tableau périodique des éléments : O, S, Se, Te, Po - un membre de la famille des chalcogènes. C’est l’élément le plus répandu dans la nature, sa teneur dans l’atmosphère terrestre est de 21 % (vol.), dans la croûte terrestre sous forme de composés d’env. 50% (poids) et dans l'hydrosphère 88,8% (poids).

L'oxygène est nécessaire à l'existence de la vie sur terre : les animaux et les plantes consomment de l'oxygène lors de la respiration, et les plantes libèrent de l'oxygène par la photosynthèse. La matière vivante contient de l'oxygène lié non seulement aux fluides corporels (dans les cellules sanguines, etc.), mais également aux glucides (sucre, cellulose, amidon, glycogène), aux graisses et aux protéines. Les argiles, roches, sont constituées de silicates et d'autres composés inorganiques contenant de l'oxygène tels que des oxydes, des hydroxydes, des carbonates, des sulfates et des nitrates.

Référence historique.

Les premières informations sur l'oxygène ont été connues en Europe grâce à des manuscrits chinois du VIIIe siècle. Au début du XVIe siècle. Léonard de Vinci a publié des données relatives à la chimie de l'oxygène, sans savoir encore que l'oxygène était un élément. Les réactions d'addition d'oxygène sont décrites dans les travaux scientifiques de S. Geils (1731) et P. Bayen (1774). Les recherches de K. Scheele en 1771-1773 sur l'interaction des métaux et du phosphore avec l'oxygène méritent une attention particulière. J. Priestley a rapporté la découverte de l'oxygène en tant qu'élément en 1774, quelques mois après le rapport de Bayen sur les réactions avec l'air. Le nom oxygénium (« oxygène ») a été donné à cet élément peu de temps après sa découverte par Priestley et vient des mots grecs signifiant « producteur d'acide » ; cela est dû à l’idée fausse selon laquelle l’oxygène est présent dans tous les acides. L'explication du rôle de l'oxygène dans les processus de respiration et de combustion appartient cependant à A. Lavoisier (1777).

La structure de l'atome.

Tout atome d'oxygène naturel contient 8 protons dans le noyau, mais le nombre de neutrons peut être de 8, 9 ou 10. Le plus courant des trois isotopes de l'oxygène (99,76 %) est 16 8 O (8 protons et 8 neutrons). . La teneur d'un autre isotope, le 18 8 O (8 protons et 10 neutrons), n'est que de 0,2 %. Cet isotope est utilisé comme marqueur ou pour identifier certaines molécules, ainsi que pour réaliser des études biochimiques et médico-chimiques (méthode d'étude des traces non radioactives). Le troisième isotope non radioactif de l'oxygène, 17 8 O (0,04 %), contient 9 neutrons et a un nombre de masse de 17. Après que la masse de l'isotope du carbone 12 6 C ait été adoptée comme masse atomique standard par la Commission internationale en En 1961, la masse atomique moyenne pondérée de l’oxygène est devenue 15,9994. Jusqu’en 1961, les chimistes considéraient que l’unité standard de masse atomique était la masse atomique de l’oxygène, estimée à 16 000 pour un mélange de trois isotopes naturels de l’oxygène. Les physiciens ont pris le nombre de masse de l'isotope de l'oxygène 16 8 O comme unité standard de masse atomique, donc sur l'échelle physique, la masse atomique moyenne de l'oxygène était de 16,0044.

Un atome d’oxygène possède 8 électrons, dont 2 au niveau interne et 6 électrons au niveau externe. Par conséquent, dans les réactions chimiques, l’oxygène peut accepter jusqu’à deux électrons provenant de donneurs, augmentant ainsi sa coque externe à 8 électrons et formant une charge négative en excès.

Oxygène moléculaire.

Comme la plupart des autres éléments, dont les atomes manquent de 1 à 2 électrons pour compléter la coque externe de 8 électrons, l’oxygène forme une molécule diatomique. Ce processus libère beaucoup d’énergie (~490 kJ/mol) et, par conséquent, la même quantité d’énergie doit être dépensée pour le processus inverse de dissociation de la molécule en atomes. La force de la liaison O-O est si élevée qu’à 2 300°C, seulement 1 % des molécules d’oxygène se dissocient en atomes. (Il est à noter que lors de la formation de la molécule d'azote N2, la force de la liaison N-N est encore plus élevée, ~710 kJ/mol.)

Structure électronique.

Dans la structure électronique de la molécule d'oxygène, comme on pouvait s'y attendre, la distribution des électrons dans un octet autour de chaque atome n'est pas réalisée, mais il existe des électrons non appariés et l'oxygène présente des propriétés typiques d'une telle structure (par exemple, il interagit avec un champ magnétique, étant paramagnétique).

Réactions.

Dans des conditions appropriées, l’oxygène moléculaire réagit avec presque tous les éléments à l’exception des gaz rares. Cependant, dans des conditions ambiantes, seuls les éléments les plus actifs réagissent assez rapidement avec l'oxygène. Il est probable que la plupart des réactions ne se produisent qu’après la dissociation de l’oxygène en atomes, et que la dissociation ne se produit qu’à des températures très élevées. Cependant, des catalyseurs ou d'autres substances présentes dans le système réactionnel peuvent favoriser la dissociation de l'O 2 . On sait que les métaux alcalins (Li, Na, K) et alcalino-terreux (Ca, Sr, Ba) réagissent avec l'oxygène moléculaire pour former des peroxydes :

Réception et demande.

En raison de la présence d'oxygène libre dans l'atmosphère, la méthode la plus efficace pour son extraction est la liquéfaction de l'air, dont sont éliminées les impuretés, le CO 2, les poussières, etc. méthodes chimiques et physiques. Le processus cyclique comprend la compression, le refroidissement et la détente, qui conduisent à la liquéfaction de l'air. Avec une montée lente de la température (méthode de distillation fractionnée), d'abord les gaz rares (les plus difficiles à liquéfier) ​​s'évaporent de l'air liquide, puis l'azote et l'oxygène liquide reste. En conséquence, l’oxygène liquide contient des traces de gaz rares et un pourcentage relativement important d’azote. Pour de nombreuses applications, ces impuretés ne posent pas de problème. Cependant, pour obtenir un oxygène d’une extrême pureté, le processus de distillation doit être répété. L'oxygène est stocké dans des réservoirs et des bouteilles. Il est utilisé en grande quantité comme comburant pour le kérosène et d’autres carburants dans les fusées et les engins spatiaux. L'industrie sidérurgique utilise de l'oxygène gazeux pour souffler à travers le fer en fusion en utilisant la méthode Bessemer pour éliminer rapidement et efficacement les impuretés C, S et P. Le jet d'oxygène produit de l'acier plus rapidement et de meilleure qualité que le jet d'air. L'oxygène est également utilisé pour le soudage et le coupage des métaux (flamme oxyacétylène). L'oxygène est également utilisé en médecine, par exemple, pour enrichir l'environnement respiratoire des patients ayant des difficultés respiratoires. L'oxygène peut être produit par diverses méthodes chimiques, et certaines d'entre elles sont utilisées pour obtenir de petites quantités d'oxygène pur en laboratoire.

Électrolyse.

L'une des méthodes de production d'oxygène est l'électrolyse de l'eau contenant de petites additions de NaOH ou de H 2 SO 4 comme catalyseur : 2H 2 O ® 2H 2 + O 2. Dans ce cas, de petites impuretés d'hydrogène se forment. A l'aide d'un dispositif de décharge, les traces d'hydrogène présentes dans le mélange gazeux sont à nouveau transformées en eau dont les vapeurs sont éliminées par congélation ou adsorption.

Dissociation thermique.

Une méthode importante en laboratoire pour produire de l'oxygène, proposée par J. Priestley, est la décomposition thermique des oxydes de métaux lourds : 2HgO ® 2Hg + O 2 . Pour ce faire, Priestley a concentré les rayons du soleil sur la poudre d'oxyde de mercure. Une méthode de laboratoire bien connue est également la dissociation thermique de sels oxo, par exemple le chlorate de potassium en présence d'un catalyseur - le dioxyde de manganèse :

Le dioxyde de manganèse, ajouté en petites quantités avant la calcination, permet de maintenir la température et le taux de dissociation requis, et le MnO 2 lui-même ne change pas au cours du processus.

Des méthodes de décomposition thermique des nitrates sont également utilisées :

ainsi que des peroxydes de certains métaux actifs, par exemple :

2BaO 2 ® 2BaO + O 2

Cette dernière méthode était autrefois largement utilisée pour extraire l'oxygène de l'atmosphère et consistait à chauffer BaO dans l'air jusqu'à formation de BaO 2, suivi d'une décomposition thermique du peroxyde. La méthode de décomposition thermique reste importante pour la production de peroxyde d'hydrogène.

Propriétés physiques.

L'oxygène dans des conditions normales est un gaz incolore, inodore et insipide. L'oxygène liquide a une couleur bleu pâle. L'oxygène solide existe sous au moins trois modifications cristallines. L'oxygène gazeux est soluble dans l'eau et forme probablement des composés faibles tels que O2HH2O et éventuellement O2H2H2O.

Propriétés chimiques.

Comme déjà mentionné, l’activité chimique de l’oxygène est déterminée par sa capacité à se dissocier en atomes O, hautement réactifs. Seuls les métaux et minéraux les plus actifs réagissent avec l'O 2 à des vitesses élevées et à basse température. Les métaux alcalins (sous-groupes IA) les plus actifs et certains métaux alcalino-terreux (sous-groupes IIA) forment des peroxydes tels que NaO 2 et BaO 2 avec O 2 . Les autres éléments et composés réagissent uniquement avec le produit de dissociation O2. Dans des conditions appropriées, tous les éléments, à l'exclusion des gaz rares et des métaux Pt, Ag, Au, réagissent avec l'oxygène. Ces métaux forment également des oxydes, mais dans des conditions particulières.

La structure électronique de l'oxygène (1s 2 2s 2 2p 4) est telle que l'atome O accepte deux électrons au niveau externe pour former une couche électronique externe stable, formant un ion O 2–. Dans les oxydes de métaux alcalins, des liaisons principalement ioniques se forment. On peut supposer que les électrons de ces métaux sont presque entièrement attirés par l’oxygène. Dans les oxydes de métaux et de non-métaux moins actifs, le transfert d'électrons est incomplet et la densité de charge négative sur l'oxygène est moins prononcée, de sorte que la liaison est moins ionique ou plus covalente.

Lorsque les métaux sont oxydés par l’oxygène, de la chaleur est libérée, dont l’ampleur est en corrélation avec la force de la liaison M-O. Lors de l'oxydation de certains non-métaux, la chaleur est absorbée, ce qui indique leurs liaisons plus faibles avec l'oxygène. De tels oxydes sont thermiquement instables (ou moins stables que les oxydes à liaisons ioniques) et sont souvent très réactifs. Le tableau montre à titre de comparaison les valeurs des enthalpies de formation d'oxydes des métaux les plus typiques, métaux de transition et non-métaux, éléments des sous-groupes A et B (le signe moins signifie le dégagement de chaleur).

Plusieurs conclusions générales peuvent être tirées sur les propriétés des oxydes :

1. Les températures de fusion des oxydes de métaux alcalins diminuent avec l'augmentation du rayon atomique du métal ; Donc, t pl (Cs 2 O) t pl (Na 2 O). Les oxydes dans lesquels prédomine la liaison ionique ont des points de fusion plus élevés que les points de fusion des oxydes covalents : t pl (Na 2 O) > t pl (SO 2).

2. Les oxydes de métaux réactifs (sous-groupes IA – IIIA) sont plus stables thermiquement que les oxydes de métaux de transition et de non-métaux. Les oxydes de métaux lourds dans l'état d'oxydation le plus élevé lors de la dissociation thermique forment des oxydes avec des états d'oxydation inférieurs (par exemple, 2Hg 2+ O ® (Hg +) 2 O + 0,5O 2 ® 2Hg 0 + O 2). De tels oxydes dans des états d'oxydation élevés peuvent être de bons agents oxydants.

3. Les métaux les plus actifs réagissent avec l'oxygène moléculaire à des températures élevées pour former des peroxydes :

Sr + O 2 ® SrO 2 .

4. Les oxydes de métaux actifs forment des solutions incolores, tandis que les oxydes de la plupart des métaux de transition sont colorés et pratiquement insolubles. Les solutions aqueuses d'oxydes métalliques présentent des propriétés basiques et sont des hydroxydes contenant des groupes OH, et les oxydes non métalliques dans les solutions aqueuses forment des acides contenant l'ion H +.

5. Les métaux et les non-métaux des sous-groupes A forment des oxydes avec un état d'oxydation correspondant au numéro de groupe, par exemple Na, Be et B forment Na 1 2 O, Be II O et B 2 III O 3, et non- les métaux IVA – VIIA des sous-groupes C, N , S, Cl forment C IV O 2, N V 2 O 5, S VI O 3, Cl VII 2 O 7. Le numéro de groupe d'un élément n'est en corrélation qu'avec l'état d'oxydation maximal, car des oxydes avec des états d'oxydation inférieurs des éléments sont possibles. Dans les processus de combustion de composés, les produits typiques sont des oxydes, par exemple :

2H 2 S + 3O 2 ® 2SO 2 + 2H 2 O

Les substances et hydrocarbures contenant du carbone, lorsqu'ils sont légèrement chauffés, s'oxydent (brûlent) en CO 2 et H 2 O. Des exemples de telles substances sont les combustibles - bois, pétrole, alcools (ainsi que le carbone - charbon, coke et charbon de bois). La chaleur issue du processus de combustion est utilisée pour produire de la vapeur (puis de l'électricité ou est acheminée vers des centrales électriques), ainsi que pour chauffer les maisons. Les équations typiques pour les processus de combustion sont :

a) bois (cellulose) :

(C6H10O5) n + 6n O 2 ® 6 n CO2+5 n H 2 O + énergie thermique

b) pétrole ou gaz (essence C 8 H 18 ou gaz naturel CH 4) :

2C 8 H 18 + 25O 2 ® 16CO 2 + 18H 2 O + énergie thermique

CH 4 + 2O 2 ® CO 2 + 2H 2 O + énergie thermique

C 2 H 5 OH + 3O 2 ® 2CO 2 + 3H 2 O + énergie thermique

d) carbone (charbon ou charbon de bois, coke) :

2C + O 2 ® 2CO + énergie thermique

2CO + O 2 ® 2CO 2 + énergie thermique

Un certain nombre de composés contenant C-, H-, N-, O avec une réserve énergétique élevée sont également sujets à la combustion. L'oxygène pour l'oxydation peut être utilisé non seulement à partir de l'atmosphère (comme dans les réactions précédentes), mais également à partir de la substance elle-même. Pour déclencher une réaction, une petite activation de la réaction, comme un coup ou une secousse, suffit. Dans ces réactions, les produits de combustion sont également des oxydes, mais ils sont tous gazeux et se dilatent rapidement à la température finale élevée du processus. Ces substances sont donc explosives. Des exemples d'explosifs sont la trinitroglycérine (ou nitroglycérine) C 3 H 5 (NO 3) 3 et le trinitrotoluène (ou TNT) C 7 H 5 (NO 2) 3.

Les oxydes de métaux ou de non-métaux ayant des états d'oxydation inférieurs d'un élément réagissent avec l'oxygène pour former des oxydes d'états d'oxydation élevés de cet élément :

Les oxydes naturels, obtenus à partir de minerais ou synthétisés, servent de matières premières pour la production de nombreux métaux importants, par exemple le fer à partir de Fe 2 O 3 (hématite) et Fe 3 O 4 (magnétite), l'aluminium à partir d'Al 2 O 3 (alumine ), magnésium à partir de MgO (magnésie). Les oxydes de métaux légers sont utilisés dans l'industrie chimique pour produire des alcalis ou des bases. Le peroxyde de potassium KO 2 a une utilisation inhabituelle car en présence d'humidité et suite à une réaction avec elle, il libère de l'oxygène. Par conséquent, le KO 2 est utilisé dans les respirateurs pour produire de l'oxygène. L'humidité de l'air expiré libère de l'oxygène dans le respirateur et le KOH absorbe le CO 2. Production d'oxyde de CaO et d'hydroxyde de calcium Ca(OH) 2 – production à grande échelle dans la technologie de la céramique et du ciment.

Eau (oxyde d'hydrogène).

L'importance de l'eau H 2 O tant dans la pratique de laboratoire pour les réactions chimiques que dans les processus de la vie nécessite une attention particulière à cette substance (EAU, GLACE ET VAPEUR). Comme déjà mentionné, lors de l'interaction directe de l'oxygène et de l'hydrogène dans des conditions, par exemple, une décharge d'étincelle, une explosion et la formation d'eau se produisent, et 143 kJ/(mol H 2 O) sont libérés.

La molécule d'eau a une structure presque tétraédrique, l'angle H–O–H est de 104° 30°. Les liaisons dans la molécule sont partiellement ioniques (30 %) et partiellement covalentes avec une densité élevée de charges négatives sur l'oxygène et, par conséquent, de charges positives sur l'hydrogène :

En raison de la force élevée des liaisons H – O, l’hydrogène est difficile à séparer de l’oxygène et l’eau présente des propriétés acides très faibles. De nombreuses propriétés de l’eau sont déterminées par la répartition des charges. Par exemple, une molécule d’eau forme un hydrate avec un ion métallique :

L'eau donne une paire d'électrons à un accepteur, qui peut être H + :

Oxoanions et oxocations

– des particules contenant de l'oxygène ayant une charge résiduelle négative (oxoanions) ou positive résiduelle (oxocations). L'ion O 2– a une grande affinité (haute réactivité) pour les particules chargées positivement telles que H +. Le représentant le plus simple des oxoanions stables est l’ion hydroxyde OH –. Ceci explique l'instabilité des atomes à forte densité de charge et leur stabilisation partielle grâce à l'ajout d'une particule à charge positive. Ainsi, lorsqu'un métal actif (ou son oxyde) agit sur l'eau, il se forme OH–, et non O 2– :

2Na + 2H 2 O ® 2Na + + 2OH – + H 2

Na 2 O + H 2 O ® 2Na + + 2OH –

Des oxoanions plus complexes sont formés à partir d'oxygène avec un ion métallique ou une particule non métallique qui a une charge positive importante, ce qui donne une particule de faible charge plus stable, par exemple :

Plan:

Histoire de la découverte

Origine du nom

Être dans la nature

Reçu

Propriétés physiques

Propriétés chimiques

Application

10. Isotopes

Oxygène

Oxygène- élément du 16ème groupe (selon la classification obsolète - le sous-groupe principal du groupe VI), la deuxième période du système périodique des éléments chimiques de D.I. Mendeleev, de numéro atomique 8. Désigné par le symbole O (lat. Oxygenium) . L'oxygène est un non-métal chimiquement actif et est l'élément le plus léger du groupe des chalcogènes. Substance simple oxygène(Numéro CAS : 7782-44-7) dans des conditions normales, il s'agit d'un gaz incolore, insipide et inodore, dont la molécule est constituée de deux atomes d'oxygène (formule O 2), et c'est pourquoi il est également appelé dioxygène liquide. couleur bleue et les cristaux solides sont de couleur bleu clair.

Il existe d'autres formes allotropiques d'oxygène, par exemple l'ozone (numéro CAS : 10028-15-6) - dans des conditions normales, un gaz bleu avec une odeur spécifique, dont la molécule est constituée de trois atomes d'oxygène (formule O 3).

Histoire de la découverte

On pense officiellement que l'oxygène a été découvert par le chimiste anglais Joseph Priestley le 1er août 1774 en décomposant l'oxyde mercurique dans un récipient hermétiquement fermé (Priestley dirigeait la lumière du soleil sur ce composé à l'aide d'une lentille puissante).

Cependant, Priestley n'a pas réalisé au départ qu'il avait découvert une nouvelle substance simple ; il croyait avoir isolé l'un des composants constitutifs de l'air (et a appelé ce gaz « air déphlogistiqué »). Priestley a rapporté sa découverte au remarquable chimiste français Antoine Lavoisier. En 1775, A. Lavoisier établit que l'oxygène est un composant de l'air, des acides et se retrouve dans de nombreuses substances.

Quelques années plus tôt (en 1771), l'oxygène avait été obtenu par le chimiste suédois Karl Scheele. Il a calciné le salpêtre avec de l'acide sulfurique, puis a décomposé l'oxyde nitrique obtenu. Scheele a appelé ce gaz « feu air » et a décrit sa découverte dans un livre publié en 1777 (précisément parce que le livre a été publié plus tard que Priestley n'a annoncé sa découverte, ce dernier est considéré comme le découvreur de l'oxygène). Scheele a également rapporté son expérience à Lavoisier.

Une étape importante qui a contribué à la découverte de l'oxygène a été les travaux du chimiste français Pierre Bayen, qui a publié des travaux sur l'oxydation du mercure et la décomposition ultérieure de son oxyde.

Enfin, A. Lavoisier a finalement compris la nature du gaz résultant, grâce aux informations de Priestley et Scheele. Son travail fut d'une importance capitale car grâce à lui, la théorie du phlogistique, alors dominante et entravant le développement de la chimie, fut renversée. Lavoisier a mené des expériences sur la combustion de diverses substances et a réfuté la théorie du phlogistique, publiant des résultats sur le poids des éléments brûlés. Le poids des cendres dépassait le poids d'origine de l'élément, ce qui donnait à Lavoisier le droit d'affirmer que lors de la combustion, une réaction chimique (oxydation) de la substance se produit, et donc la masse de la substance d'origine augmente, ce qui réfute la théorie du phlogistique. .

Ainsi, le mérite de la découverte de l’oxygène est en réalité partagé entre Priestley, Scheele et Lavoisier.

Origine du nom

Le mot oxygène (également appelé « solution acide » au début du XIXe siècle) doit en partie son apparition dans la langue russe à M.V. Lomonossov, qui a introduit le mot « acide », ainsi que d'autres néologismes ; Ainsi, le mot « oxygène », à son tour, était un calque du terme « oxygène » (français oxygène), proposé par A. Lavoisier (du grec ancien ὀξύς - « aigre » et γεννάω - « accoucher »), qui est traduit par « génération d'acide », ce qui est associé à sa signification originale - « acide », qui désignait auparavant des substances appelées oxydes selon la nomenclature internationale moderne.

Être dans la nature

L'oxygène est l'élément le plus répandu sur Terre ; sa part (dans divers composés, principalement des silicates) représente environ 47,4 % de la masse de la croûte terrestre solide. Les eaux de mer et douces contiennent une énorme quantité d'oxygène lié - 88,8 % (en masse), dans l'atmosphère la teneur en oxygène libre est de 20,95 % en volume et 23,12 % en masse. Plus de 1 500 composés présents dans la croûte terrestre contiennent de l'oxygène.

L'oxygène fait partie de nombreuses substances organiques et est présent dans toutes les cellules vivantes. En termes de nombre d'atomes dans les cellules vivantes, il est d'environ 25 % et en termes de fraction massique d'environ 65 %.

Reçu

Actuellement, dans l’industrie, l’oxygène est obtenu à partir de l’air. La principale méthode industrielle de production d’oxygène est la rectification cryogénique. Les installations d'oxygène fonctionnant sur la base de la technologie à membrane sont également bien connues et utilisées avec succès dans l'industrie.

Les laboratoires utilisent de l'oxygène produit industriellement, fourni dans des bouteilles en acier sous une pression d'environ 15 MPa.

De petites quantités d'oxygène peuvent être obtenues en chauffant du permanganate de potassium KMnO 4 :

La réaction de décomposition catalytique du peroxyde d'hydrogène H2O2 en présence d'oxyde de manganèse(IV) est également utilisée :

L'oxygène peut être obtenu par décomposition catalytique du chlorate de potassium (sel de Berthollet) KClO 3 :

Les méthodes de laboratoire pour produire de l'oxygène comprennent la méthode d'électrolyse de solutions aqueuses d'alcalis, ainsi que la décomposition de l'oxyde de mercure (II) (à t = 100 °C) :

Dans les sous-marins, il est généralement obtenu par la réaction du peroxyde de sodium et du dioxyde de carbone expiré par l'homme :

Propriétés physiques

Dans les océans du monde, la teneur en O2 dissous est plus élevée dans les eaux froides et moindre dans les eaux chaudes.

Dans des conditions normales, l’oxygène est un gaz incolore, sans goût ni odeur.

1 litre a une masse de 1,429 g. Légèrement plus lourd que l'air. Légèrement soluble dans l'eau (4,9 ml/100 g à 0 °C, 2,09 ml/100 g à 50 °C) et l'alcool (2,78 ml/100 g à 25 °C). Il se dissout bien dans l'argent fondu (22 volumes d'O 2 dans 1 volume d'Ag à 961°C). Distance interatomique - 0,12074 nm. Est paramagnétique.

Lorsque l'oxygène gazeux est chauffé, sa dissociation réversible en atomes se produit : à 2 000 °C - 0,03 %, à 2 600 °C - 1 %, 4 000 °C - 59 %, 6 000 °C - 99,5 %.

L'oxygène liquide (point d'ébullition −182,98 °C) est un liquide bleu pâle.

Diagramme de phase O2

Oxygène solide (point de fusion −218,35°C) - cristaux bleus. Il existe 6 phases cristallines connues, dont trois existent à une pression de 1 atm :

α-O 2 - existe à des températures inférieures à 23,65 K ; les cristaux bleu vif appartiennent au système monoclinique, paramètres cellulaires a=5,403 Å, b=3,429 Å, c=5,086 Å ; β = 132,53°.

β-O 2 - existe dans la plage de température de 23,65 à 43,65 K ; les cristaux bleu pâle (avec une pression croissante, la couleur devient rose) ont un réseau rhomboédrique, paramètres de cellule a=4,21 Å, α=46,25°.

γ-O 2 - existe à des températures de 43,65 à 54,21 K ; les cristaux bleu pâle ont une symétrie cubique, paramètre de réseau a = 6,83 Å.

Trois phases supplémentaires se forment à haute pression :

δ-O 2 plage de température 20-240 K et pression 6-8 GPa, cristaux orange ;

pression ε-O 4 de 10 à 96 GPa, couleur des cristaux du rouge foncé au noir, système monoclinique ;

ζ-Sous pression supérieure à 96 GPa, un état métallique avec un éclat métallique caractéristique, à basse température il se transforme en un état supraconducteur.

Propriétés chimiques

Agent oxydant puissant, il interagit avec presque tous les éléments, formant des oxydes. État d'oxydation −2. En règle générale, la réaction d'oxydation se déroule avec dégagement de chaleur et s'accélère avec l'augmentation de la température (voir Combustion). Exemple de réactions se produisant à température ambiante :

Oxyde les composés qui contiennent des éléments dont l'état d'oxydation est inférieur au maximum :

Oxyde la plupart des composés organiques :

Sous certaines conditions, il est possible de réaliser une oxydation douce d'un composé organique :

L'oxygène réagit directement (dans des conditions normales, sous chauffage et/ou en présence de catalyseurs) avec toutes les substances simples à l'exception de l'Au et des gaz inertes (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) ; les réactions avec les halogènes se produisent sous l'influence d'une décharge électrique ou d'un rayonnement ultraviolet. Des oxydes d'or et des gaz inertes lourds (Xe, Rn) ont été obtenus indirectement. Dans tous les composés à deux éléments de l'oxygène avec d'autres éléments, l'oxygène joue le rôle d'agent oxydant, à l'exception des composés avec du fluor.

L'oxygène forme des peroxydes avec l'état d'oxydation de l'atome d'oxygène formellement égal à -1.

Par exemple, les peroxydes sont produits par la combustion de métaux alcalins dans l'oxygène :

Certains oxydes absorbent l'oxygène :

Selon la théorie de la combustion développée par A. N. Bach et K. O. Engler, l'oxydation se produit 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 :

Dans les superoxydes, l'oxygène a formellement un état d'oxydation de −½, soit un électron pour deux atomes d'oxygène (ion O − 2). Obtenu en faisant réagir des peroxydes avec de l'oxygène à pression et température élevées :

Le potassium K, le rubidium Rb et le césium Cs réagissent avec l'oxygène pour former des superoxydes :

Dans l'ion dioxygényle O 2 +, l'oxygène a formellement un état d'oxydation de +½. Obtenu par la réaction :

Fluorures d'oxygène

Le difluorure d'oxygène, OF 2, état d'oxydation de l'oxygène +2, est préparé en faisant passer du fluor dans une solution alcaline :

Le monofluorure d'oxygène (dioxydifluorure), O 2 F 2, est instable, l'état d'oxydation de l'oxygène est +1. 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.

Les calculs de mécanique quantique prédisent l'existence stable de l'ion trifluorohydroxonium OF 3 +. Si cet ion existe réellement, alors l'état d'oxydation de l'oxygène qu'il contient sera égal à +4.

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). Comme l'ont établi Pierre Curie et Marie Skłodowska-Curie en 1899, sous l'influence des rayonnements ionisants, l'O 2 se transforme en O 3 .

Application

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.

DANSmétallurgie

La méthode de conversion pour la production d'acier ou le traitement de la matte implique l'utilisation d'oxygène. Dans de nombreuses unités métallurgiques, pour une combustion plus efficace du combustible, un mélange oxygène-air est utilisé à la place de l'air dans les brûleurs.

Soudage et découpe de métaux

L'oxygène dans les bouteilles bleues est largement utilisé pour l'oxycoupage et le soudage des métaux.

Carburant de fusée

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).

DANSmédecine

L'oxygène médical est stocké dans des bouteilles de gaz métalliques à haute pression (pour gaz comprimés ou liquéfiés) de couleur bleue de différentes capacités de 1,2 à 10,0 litres sous une pression jusqu'à 15 MPa (150 atm) et est utilisé pour enrichir les mélanges de gaz respiratoires dans les équipements d'anesthésie. , en cas de troubles respiratoires, pour soulager une crise d'asthme bronchique, pour éliminer l'hypoxie de toute origine, pour les accidents de décompression, pour traiter les pathologies du tractus gastro-intestinal sous forme de cocktails d'oxygène. Pour un usage individuel, des récipients caoutchoutés spéciaux - des coussins d'oxygène - sont remplis de bouteilles d'oxygène médical. Des inhalateurs d'oxygène de différents modèles et modifications sont utilisés pour fournir simultanément de l'oxygène ou un mélange oxygène-air à une ou deux victimes sur le terrain ou en milieu hospitalier. L'avantage d'un inhalateur d'oxygène est la présence d'un condenseur-humidificateur du mélange gazeux, qui utilise l'humidité de l'air expiré. Pour calculer la quantité d'oxygène restant dans la bouteille en litres, la pression dans la bouteille en atmosphères (selon le manomètre du détendeur) est généralement multipliée par la cylindrée de la bouteille en litres. Par exemple, dans une bouteille d'une capacité de 2 litres, le manomètre indique une pression d'oxygène de 100 atm. Le volume d'oxygène dans ce cas est de 100 × 2 = 200 litres.

DANSIndustrie alimentaire

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

DANSindustrie chimique

Dans l'industrie chimique, l'oxygène est utilisé comme agent oxydant dans de nombreuses synthèses, par exemple l'oxydation des hydrocarbures en composés oxygénés (alcools, aldéhydes, acides), l'ammoniac en oxydes d'azote dans la production d'acide nitrique. En raison des températures élevées qui se développent lors de l'oxydation, ces dernières sont souvent réalisées en mode combustion.

DANSagriculture

En serre, pour réaliser des cocktails oxygénés, pour la prise de poids des animaux, pour enrichir le milieu aquatique en oxygène en pisciculture.

Rôle biologique de l'oxygène

Approvisionnement d'urgence en oxygène dans un abri anti-bombes

La plupart des êtres vivants (aérobies) 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 des humains et des animaux et provoquer un stress oxydatif.

Isotopes

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, 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 8 neutrons (un double noyau magique avec des coquilles de neutrons et de protons remplies). Et ces noyaux, comme le montre la théorie de la structure du noyau atomique, sont particulièrement stables.

Les isotopes radioactifs de l'oxygène avec des nombres de masse compris entre 12 O et 24 O sont également connus. Tous les isotopes radioactifs de l'oxygène ont une demi-vie courte, le plus long d'entre eux est le 15 O avec une demi-vie d'environ 120 s. L'isotope 12 O à la durée de vie la plus courte a une demi-vie de 5,8·10−22 s.

DÉFINITION

Oxygène- le huitième élément du tableau périodique. Désignation - O du latin « oxygenium ». Situé en deuxième période, groupe VIA. Fait référence aux non-métaux. La charge nucléaire est de 8.

L'oxygène est l'élément le plus répandu dans la croûte terrestre. A l'état libre, on le trouve dans l'air atmosphérique ; sous forme liée, il fait partie de l'eau, des minéraux, des roches et de toutes les substances à partir desquelles les organismes végétaux et animaux sont construits. La fraction massique d'oxygène dans la croûte terrestre est d'environ 47 %.

Sous sa forme simple, l’oxygène est un gaz incolore et inodore. Il est légèrement plus lourd que l'air : la masse de 1 litre d'oxygène dans des conditions normales est de 1,43 g et celle d'un litre d'air de 1,293 g. L'oxygène se dissout dans l'eau, bien qu'en petites quantités : 100 volumes d'eau à 0°C en dissolvent 4,9, et à 20°C - 3,1 volumes d'oxygène.

Masse atomique et moléculaire de l'oxygène

DÉFINITION

Masse atomique relative A r est la masse molaire d'un atome d'une substance divisée par 1/12 de la masse molaire d'un atome de carbone 12 (12 C).

La masse atomique relative de l’oxygène atomique est de 15,999 amu.

DÉFINITION

Poids moléculaire relatif M r est la masse molaire d'une molécule divisée par 1/12 de la masse molaire d'un atome de carbone 12 (12 C).

Il s'agit d'une quantité sans dimension. On sait que la molécule d'oxygène est diatomique - O 2. La masse moléculaire relative d'une molécule d'oxygène sera égale à :

M r (O 2) = 15,999 × 2 ≈32.

Allotropie et modifications allotropiques de l'oxygène

L'oxygène peut exister sous la forme de deux modifications allotropiques - l'oxygène O 2 et l'ozone O 3 (les propriétés physiques de l'oxygène sont décrites ci-dessus).

Dans des conditions normales, l'ozone est un gaz. Il peut être séparé de l’oxygène par un fort refroidissement ; l'ozone se condense en un liquide bleu, bouillant à (-111,9 o C).

La solubilité de l'ozone dans l'eau est bien supérieure à celle de l'oxygène : 100 volumes d'eau à 0°C dissolvent 49 volumes d'ozone.

La formation d’ozone à partir de l’oxygène peut être exprimée par l’équation :

3O 2 = 2O 3 - 285 kJ.

Isotopes de l'oxygène

On sait que dans la nature, l'oxygène peut être trouvé sous la forme de trois isotopes 16 O (99,76 %), 17 O (0,04 %) et 18 O (0,2 %). Leurs nombres de masse sont respectivement 16, 17 et 18. Le noyau d'un atome de l'isotope de l'oxygène 16 O contient huit protons et huit neutrons, et les isotopes 17 O et 18 O contiennent le même nombre de protons, respectivement neuf et dix neutrons.

Il existe douze isotopes radioactifs de l'oxygène avec des nombres de masse compris entre 12 et 24, dont l'isotope le plus stable 15 O avec une demi-vie de 120 s.

Ions oxygène

Le niveau d'énergie externe de l'atome d'oxygène comporte six électrons, qui sont des électrons de valence :

1s 2 2s 2 2p 4 .

La structure de l’atome d’oxygène est présentée ci-dessous :

À la suite d'une interaction chimique, l'oxygène peut perdre ses électrons de valence, c'est-à-dire être leur donneur et se transformer en ions chargés positivement ou accepter des électrons d'un autre atome, c'est-à-dire soyez leur accepteur et transformez-vous en ions chargés négativement :

O 0 +2e → O 2- ;

O 0 -1e → O 1+ .

Molécule et atome d'oxygène

La molécule d'oxygène est constituée de deux atomes - O 2. Voici quelques propriétés caractérisant l’atome et la molécule d’oxygène :

Exemples de résolution de problèmes

EXEMPLE 1

La croûte terrestre est composée à 50 % d'oxygène. L'élément est également présent dans les minéraux sous forme de sels et d'oxydes. L'oxygène sous forme liée est inclus dans la composition (le pourcentage de l'élément est d'environ 89 %). L'oxygène est également présent dans les cellules de tous les organismes vivants et végétaux. L'oxygène est dans l'air à l'état libre sous forme d'O₂ et sa modification allotropique sous forme d'ozone O₃, et occupe un cinquième de sa composition,

Propriétés physiques et chimiques de l'oxygène

L'oxygène O₂ est un gaz incolore, insipide et inodore. Légèrement soluble dans l'eau, bout à une température de (-183) °C. L'oxygène sous forme liquide est bleu ; sous forme solide, l'élément forme des cristaux bleus. L'oxygène fond à une température de (-218,7) °C.

Lorsqu'il est chauffé, l'oxygène réagit avec diverses substances simples (métaux et non-métaux), entraînant la formation d'oxydes - des composés d'éléments avec l'oxygène. L’interaction d’éléments chimiques avec l’oxygène est appelée réaction d’oxydation. Exemples d'équations de réaction :

4Na + О₂= 2Na₂O

S + O₂ = SO₂.

Certaines substances complexes interagissent également avec l'oxygène, formant des oxydes :

CH₄ + 2O₂= CO₂ + 2H₂O

2СО + О₂ = 2СО₂

L'oxygène en tant qu'élément chimique est obtenu dans les laboratoires et les installations industrielles. en laboratoire il existe plusieurs manières :

• décomposition (chlorate de potassium);
• décomposition du peroxyde d'hydrogène lors du chauffage de la substance en présence d'oxyde de manganèse comme catalyseur ;
• décomposition du permanganate de potassium.

Réaction chimique de la combustion de l'oxygène

L'oxygène pur n'a pas de propriétés particulières que l'oxygène de l'air n'a pas, c'est-à-dire qu'il a les mêmes propriétés chimiques et physiques. L'air contient 5 fois moins d'oxygène que le même volume d'oxygène pur. Dans l'air, l'oxygène est mélangé à de grandes quantités d'azote, un gaz qui ne se brûle pas et n'entretient pas la combustion. Par conséquent, si l'oxygène de l'air a déjà été consommé à proximité de la flamme, la prochaine portion d'oxygène passera par l'azote et les produits de combustion. Par conséquent, une combustion plus énergique de l’oxygène dans l’atmosphère s’explique par un apport plus rapide d’oxygène au site de combustion. Au cours de la réaction, le processus de combinaison de l'oxygène avec la substance en combustion s'effectue avec plus d'énergie et davantage de chaleur est libérée. Plus la substance en combustion est fournie en oxygène par unité de temps, plus la flamme brûle, plus la température est élevée et plus le processus de combustion est fort.

Comment se produit la réaction de combustion de l’oxygène ? Cela peut être vérifié expérimentalement. Vous devez prendre le cylindre et le retourner, puis placer un tube contenant de l'hydrogène sous le cylindre. L’hydrogène, plus léger que l’air, remplira complètement le cylindre. Il est nécessaire d'enflammer l'hydrogène près de la partie ouverte du cylindre et d'y insérer un tube de verre à travers la flamme, à travers lequel circule de l'oxygène gazeux. Un incendie se déclarera à l’extrémité du tube, tandis que la flamme brûlera tranquillement à l’intérieur du cylindre rempli d’hydrogène. Lors de la réaction, ce n'est pas l'oxygène qui brûle, mais l'hydrogène en présence d'une petite quantité d'oxygène sortant du tube.

Que résulte de la combustion de l’hydrogène et quel oxyde se forme ? L'hydrogène est oxydé en eau. Des gouttelettes de vapeur d'eau condensée se déposent progressivement sur les parois du cylindre. L’oxydation de deux molécules d’hydrogène nécessite une molécule d’oxygène et deux molécules d’eau se forment. Équation de réaction :

2Н₂ + O₂ → 2Н₂O

Si l'oxygène s'écoule lentement du tube, il brûle complètement dans l'atmosphère d'hydrogène et l'expérience se déroule calmement.

Dès que l'apport d'oxygène augmente tellement qu'il n'a pas le temps de brûler complètement, une partie dépasse la flamme, où se forment des poches d'un mélange d'hydrogène et d'oxygène, et de petits éclairs individuels semblables à des explosions apparaissent. Un mélange d'oxygène et d'hydrogène est un gaz explosif.

Lorsque le gaz détonant s'enflamme, une forte explosion se produit : lorsque l'oxygène se combine avec l'hydrogène, de l'eau se forme et une température élevée se développe. La vapeur d'eau et les gaz environnants se dilatent considérablement, créant une pression élevée à laquelle non seulement un cylindre fragile, mais également un récipient plus durable peuvent se rompre. Par conséquent, il est nécessaire de travailler avec un mélange explosif avec une extrême prudence.

Consommation d'oxygène pendant la combustion

Pour l'expérience, un cristalliseur en verre d'un volume de 3 litres doit être rempli aux 2/3 d'eau et il faut ajouter une cuillère à soupe de soude caustique ou de potassium caustique. Teinter l'eau avec de la phénolphtaléine ou un autre colorant approprié. Versez du sable dans un petit flacon et insérez verticalement un fil avec du coton attaché à l'extrémité. Le flacon est placé dans un cristalliseur avec de l'eau. Le coton reste à 10 cm au-dessus de la surface de la solution.

Humidifiez légèrement un coton-tige avec de l'alcool, de l'huile, de l'hexane ou tout autre liquide inflammable et mettez-y le feu. Couvrez soigneusement le coton brûlant avec une bouteille de 3 litres et abaissez-le sous la surface de la solution de lessive. Pendant le processus de combustion, l'oxygène passe dans l'eau et. À la suite de la réaction, la solution alcaline dans la bouteille monte. Le coton va bientôt s'éteindre. La bouteille doit être soigneusement placée au fond du cristalliseur. En théorie, la bouteille doit être remplie au 1/5, puisque l'air contient 20,9 % d'oxygène. Lors de la combustion, l'oxygène se transforme en eau et en dioxyde de carbone CO₂, qui est absorbé par l'alcali. Équation de réaction :

2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

En pratique, la combustion s’arrêtera avant que tout l’oxygène ne soit consommé ; une partie de l'oxygène se transforme en monoxyde de carbone, qui n'est pas absorbé par l'alcali, et une partie de l'air quitte la bouteille en raison de la dilatation thermique.

Attention! N'essayez pas de répéter ces expériences vous-même !

Une boule dans la gorge est oxygène. Il a été constaté qu'en état de stress, la glotte s'élargit. Il est situé au milieu du larynx, limité par 2 plis musculaires.

Ils exercent une pression sur les tissus voisins, créant la sensation d’une boule dans la gorge. L’élargissement de l’écart est une conséquence de l’augmentation de la consommation d’oxygène. Cela aide à faire face au stress. Ainsi, la fameuse boule dans la gorge peut être appelée oxygène.

Le 8ème élément du tableau est familier sous la forme. Mais il peut aussi être liquide oxygène. Élément Dans cet état, il est magnétique. Cependant, nous parlerons dans la partie principale des propriétés de l’oxygène et des avantages qui peuvent en être extraits.

Propriétés de l'oxygène

En raison de ses propriétés magnétiques, l’oxygène est déplacé à l’aide de puissants. Si l'on parle d'un élément dans son état habituel, il est lui-même capable de déplacer notamment des électrons.

En fait, le système respiratoire repose sur le potentiel rédox d’une substance. L'oxygène qu'il contient est l'accepteur final, c'est-à-dire l'agent récepteur.

Les enzymes jouent le rôle de donneurs. Les substances oxydées par l'oxygène sont rejetées dans le milieu extérieur. C'est du dioxyde de carbone. Il produit de 5 à 18 litres par heure.

50 grammes d'eau supplémentaires sortent. Boire beaucoup de liquides est donc une recommandation raisonnable des médecins. De plus, environ 400 substances sont des sous-produits de la respiration. Parmi eux se trouve l'acétone. Sa sécrétion augmente dans un certain nombre de maladies, par exemple le diabète.

Le processus de respiration implique la modification habituelle de l'oxygène – O 2 . C'est une molécule diatomique. Il possède 2 électrons non appariés. Les deux sont dans des orbitales antiliantes.

Ils ont une charge énergétique plus importante que les liants. Par conséquent, la molécule d’oxygène se décompose facilement en atomes. L'énergie de dissociation atteint près de 500 kilojoules par mole.

Dans des conditions naturelles oxygène – gaz avec des molécules presque inertes. Ils ont un lien interatomique fort. Les processus d'oxydation se produisent à peine perceptibles. Des catalyseurs sont nécessaires pour accélérer les réactions. Dans le corps, ce sont des enzymes. Ils provoquent la formation de radicaux qui déclenchent le processus en chaîne.

La température peut être un catalyseur de réactions chimiques avec l’oxygène. Le 8ème élément réagit même à un léger échauffement. La chaleur réagit avec l'hydrogène, le méthane et d'autres gaz inflammables.

Les interactions se produisent avec des explosions. Ce n’est pas pour rien que l’un des premiers dirigeables de l’histoire de l’humanité a explosé. Il était rempli d'hydrogène. L'avion s'appelait Hindenburg et s'est écrasé en 1937.

Le chauffage permet à l’oxygène de former des liaisons avec tous les éléments du tableau périodique à l’exception des gaz rares, c’est-à-dire l’argon, le néon et l’hélium. À propos, l’hélium est devenu un substitut au remplissage des dirigeables.

Le gaz ne réagit pas, mais il coûte cher. Mais revenons au héros de l'article. L'oxygène est un élément chimique, interagissant avec des métaux déjà à température ambiante.

C'est également suffisant pour le contact avec certains composés complexes. Ces derniers comprennent les oxydes d'azote. Mais avec de l'azote simple élément chimique oxygène ne réagit qu'à 1 200 degrés Celsius.

Pour les réactions du héros de l'article avec des non-métaux, un chauffage est nécessaire à au moins 60 degrés Celsius. C'est suffisant, par exemple, pour le contact avec le phosphore. Le héros de l'article interagit avec le soufre déjà à 250 degrés. À propos, le soufre est inclus dans éléments du sous-groupe de l'oxygène. Elle est la principale du 6ème groupe du tableau périodique.

L'oxygène interagit avec le carbone entre 700 et 800 degrés Celsius. Il s'agit de l'oxydation du graphite. Ce minéral est l'une des formes cristallines du carbone.

À propos, l’oxydation est le rôle de l’oxygène dans toute réaction. La plupart d’entre eux se produisent avec la libération de lumière et de chaleur. En termes simples, l'interaction des substances conduit à la combustion.

L'activité biologique de l'oxygène est due à sa solubilité dans l'eau. A température ambiante, 3 millilitres de la 8ème substance s'y dissocient. Le calcul est basé sur 100 millilitres d'eau.

L'élément présente des niveaux élevés d'éthanol et d'acétone. 22 grammes d'oxygène s'y dissolvent. La dissociation maximale est observée dans les liquides contenant du fluor, par exemple le perfluorobutytétrahydrofurane. Près de 50 grammes du 8ème élément sont dissous pour 100 millilitres.

Parlant d'oxygène dissous, parlons de ses isotopes. L’atmosphère est le numéro 160. Il y en a 99,7 % dans l’air. 0,3 % sont des isotopes 170 et 180. Leurs molécules sont plus lourdes.

Au contact d'eux, l'eau ne se transforme pratiquement pas en vapeur. Ainsi, seule la 160ème modification du 8ème élément s'élève dans les airs. Les isotopes lourds restent dans les mers et les océans.

Il est intéressant de noter qu’en plus des états gazeux et liquide, l’oxygène peut être solide. Comme la version liquide, il se forme à des températures inférieures à zéro. L'oxygène aqueux nécessite -182 degrés et l'oxygène rocheux nécessite un minimum de -223.

Cette dernière température produit un réseau cristallin cubique. De -229 à -249 degrés Celsius, la structure cristalline de l'oxygène est déjà hexagonale. D'autres modifications ont également été obtenues artificiellement. Mais, en plus de températures plus basses, ils nécessitent une pression accrue.

Dans un état normal l'oxygène appartient aux éléments avec 2 atomes, incolore et inodore. Cependant, il existe une variété à 3 atomes du héros de l'article. C'est l'ozone.

Il a un arôme nettement frais. C'est agréable, mais toxique. La différence avec l’oxygène ordinaire réside également dans la grande masse de molécules. Les atomes se rassemblent lors des décharges de foudre.

Par conséquent, l’odeur de l’ozone se fait sentir après des averses. L'arôme se fait également sentir à haute altitude de 10 à 30 kilomètres. Là, la formation d'ozone est provoquée par le rayonnement ultraviolet. Les atomes d'oxygène captent le rayonnement du soleil et se combinent en grosses molécules. En fait, cela protège l’humanité des radiations.

Production d'oxygène

Les industriels extraient de nulle part le héros de l’article. Il est nettoyé de la vapeur d'eau, du monoxyde de carbone et de la poussière. L’air est alors liquéfié. Après le nettoyage, il ne reste que de l'azote et de l'oxygène. Le premier s'évapore à -192 degrés.

L'oxygène reste. Mais les scientifiques russes ont découvert un entrepôt d’un élément déjà liquéfié. Il est situé dans le manteau terrestre. On l'appelle aussi la géosphère. La couche est située sous la croûte solide de la planète et au-dessus de son noyau.

Installez-y signe de l'élément oxygène La presse laser a aidé. Nous avons travaillé avec lui au centre synchrotron DESY. Il est situé en Allemagne. La recherche a été menée conjointement avec des scientifiques allemands. Ensemble, ils ont calculé que la teneur en oxygène dans la couche supposée de manie est 8 à 10 fois plus élevée que dans l'atmosphère.

Clarifions la pratique de calcul des rivières d'oxygène profondes. Les physiciens ont travaillé avec de l'oxyde de fer. En le pressant et en le chauffant, les scientifiques ont obtenu de nouveaux oxydes métalliques, jusqu'alors inconnus.

À des températures de mille degrés et à une pression 670 000 fois supérieure à la pression atmosphérique, le composé Fe 25 O 32 a été obtenu. Les conditions des couches moyennes de la géosphère sont décrites.

La réaction de transformation de l'oxyde se produit avec un dégagement global d'oxygène. Il faut supposer que cela se produit également à l’intérieur de la planète. Le fer est un élément typique du manteau.

Combinaison d'élément avec de l'oxygèneégalement typique. Une version atypique est que le gaz atmosphérique s’est échappé du sous-sol pendant des millions d’années et s’est accumulé à sa surface.

Pour parler franchement, les scientifiques ont remis en question le rôle prédominant des plantes dans la production d’oxygène. Les verts ne peuvent fournir qu’une partie du gaz. Dans ce cas, il faut craindre non seulement la destruction de la flore, mais aussi le refroidissement du noyau de la planète.

Une diminution de la température du manteau peut bloquer le processus de formation oxygène. Fraction massique sa présence dans l’atmosphère va également diminuer, et par la même occasion la vie sur la planète.

La question de savoir comment extraire l'oxygène de la manie n'en vaut pas la peine. Il est impossible de forer sous terre à une profondeur supérieure à 7 000 ou 8 000 kilomètres. Il ne reste plus qu'à attendre que le héros de l'article atteigne lui-même la surface et l'extrait de l'atmosphère.

Application d'oxygène

L'utilisation active de l'oxygène dans l'industrie a commencé avec l'invention des turbodétendeurs. Ils sont apparus au milieu du siècle dernier. Les appareils liquéfient l'air et le séparent. En fait, ce sont des installations de production oxygène.

De quels éléments est-il formé ? le « cercle social » du héros de l'article ? Premièrement, ce sont des métaux. Il ne s’agit pas d’interaction directe, mais de fusion d’éléments. De l'oxygène est ajouté aux brûleurs pour brûler le carburant aussi efficacement que possible.

En conséquence, les métaux se ramollissent plus rapidement et se mélangent aux alliages. Par exemple, la méthode de production d’acier par convection ne peut se passer d’oxygène. L'air ordinaire est inefficace pour l'allumage. La découpe des métaux ne peut se passer de gaz liquéfié dans des bouteilles.

L'oxygène en tant qu'élément chimique a été découvert et les agriculteurs. Sous forme liquéfiée, la substance finit dans la composition de cocktails pour animaux. Ils prennent activement du poids. Le lien entre l'oxygène et la masse d'animaux peut être retracé dans la période carbonifère du développement de la Terre.

L'époque est marquée par un climat chaud, une abondance de plantes, et donc le 8ème gaz. En conséquence, des mille-pattes de 3 mètres de long ont rampé autour de la planète. Des fossiles d'insectes ont été trouvés. Le système fonctionne également à l’époque moderne. Donnez à l'animal un supplément constant à la portion habituelle d'oxygène et vous obtiendrez une augmentation de la masse biologique.

Les médecins stockent de l’oxygène dans des bouteilles pour soulager, c’est-à-dire arrêter les crises d’asthme. Le gaz est également nécessaire pour éliminer l'hypoxie. C’est ce qu’on appelle le manque d’oxygène. Le 8ème élément aide également à lutter contre les affections du tractus gastro-intestinal.

Dans ce cas, les cocktails d’oxygène deviennent le médicament. Dans d'autres cas, la substance est administrée aux patients dans des coussins caoutchoutés ou via des tubes et des masques spéciaux.

Dans l'industrie chimique, le héros de l'article est un agent oxydant. Les réactions auxquelles le 8ème élément peut participer ont déjà été évoquées. Caractéristiques de l'oxygène considéré positivement, par exemple, dans la science des fusées.

Le héros de l'article a été choisi comme comburant pour le carburant des navires. Le mélange oxydant le plus puissant est la combinaison des deux modifications du 8ème élément. Autrement dit, le carburant des fusées interagit avec l’oxygène et l’ozone ordinaires.

Prix ​​de l'oxygène

Le héros de l'article est vendu en cylindres. Ils fournissent connexion des éléments. Avec de l'oxygène Vous pouvez acheter des bouteilles de 5, 10, 20, 40, 50 litres. En général, l'écart standard entre les volumes des conteneurs est de 5 à 10 litres. La fourchette de prix pour la version 40 litres, par exemple, va de 3 000 à 8 500 roubles.

En règle générale, à côté des étiquettes de prix élevées, il y a une indication de la conformité à GOST. Son numéro est le « 949-73 ». Dans les publicités indiquant le coût budgétaire des bouteilles, GOST est rarement indiqué, ce qui est alarmant.

Transport d'oxygène en bouteilles

Philosophiquement parlant, l’oxygène n’a pas de prix. L'élément est la base de la vie. Le fer transporte l'oxygène dans tout le corps humain. Un ensemble d'éléments s'appelle l'hémoglobine. Sa carence est l'anémie.

La maladie a de graves conséquences. Le premier d’entre eux est une diminution de l’immunité. Il est intéressant de noter que chez certains animaux, l’oxygène présent dans le sang n’est pas transporté par le fer. Chez les limules par exemple, le cuivre délivre le 8ème élément aux organes.