ઓક્સિજન સામાન્ય લાક્ષણિકતાઓ ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો. ઓક્સિજન - તત્વની લાક્ષણિકતાઓ, પ્રકૃતિમાં વ્યાપ, ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો, તૈયારી

ઓક્સિજન સામયિક કોષ્ટકના જૂના ટૂંકા સંસ્કરણના છઠ્ઠા મુખ્ય જૂથના બીજા સમયગાળામાં છે. નવા નંબરિંગ ધોરણો અનુસાર, આ 16મો જૂથ છે. IUPAC દ્વારા 1988 માં અનુરૂપ નિર્ણય લેવામાં આવ્યો હતો. એક સરળ પદાર્થ તરીકે ઓક્સિજનનું સૂત્ર O 2 છે. ચાલો તેના મુખ્ય ગુણધર્મો, પ્રકૃતિ અને અર્થતંત્રમાં ભૂમિકાને ધ્યાનમાં લઈએ. ચાલો સામયિક કોષ્ટકના સમગ્ર જૂથની લાક્ષણિકતાઓ સાથે પ્રારંભ કરીએ, જેનું નેતૃત્વ ઓક્સિજન દ્વારા કરવામાં આવે છે. તત્વ તેના સંબંધિત ચાલ્કોજેન્સથી અલગ છે, અને પાણી હાઇડ્રોજન સેલેનિયમ અને ટેલુરિયમથી અલગ છે. અણુની રચના અને ગુણધર્મો વિશે શીખીને જ તમામ વિશિષ્ટ લક્ષણો માટે સમજૂતી મેળવી શકાય છે.

ચાલ્કોજેન્સ - ઓક્સિજન સંબંધિત તત્વો

સમાન ગુણધર્મો ધરાવતા અણુઓ સામયિક કોષ્ટકમાં એક જૂથ બનાવે છે. ઓક્સિજન ચેલ્કોજન પરિવારનું નેતૃત્વ કરે છે, પરંતુ સંખ્યાબંધ ગુણધર્મોમાં તે તેમનાથી અલગ છે.

ઓક્સિજનનો અણુ સમૂહ, જૂથનો પૂર્વજ, 16 એ છે. e.m. ચાલ્કોજેન્સ, જ્યારે હાઇડ્રોજન અને ધાતુઓ સાથે સંયોજનો બનાવે છે, તેમની સામાન્ય ઓક્સિડેશન સ્થિતિ દર્શાવે છે: -2. ઉદાહરણ તરીકે, પાણીની રચનામાં (H 2 O) ઓક્સિજનનો ઓક્સિડેશન નંબર -2 છે.

ચાલ્કોજેન્સના લાક્ષણિક હાઇડ્રોજન સંયોજનોની રચના સામાન્ય સૂત્રને અનુરૂપ છે: H 2 R. જ્યારે આ પદાર્થો ઓગળી જાય છે, ત્યારે એસિડ રચાય છે. માત્ર ઓક્સિજન-પાણીના હાઇડ્રોજન સંયોજનમાં વિશેષ ગુણધર્મો છે. વૈજ્ઞાનિકોએ તારણ કાઢ્યું છે કે આ અસામાન્ય પદાર્થ ખૂબ જ નબળો એસિડ અને ખૂબ જ નબળો આધાર છે.

સલ્ફર, સેલેનિયમ અને ટેલુરિયમમાં ઓક્સિજન અને અન્ય અત્યંત ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવ (EO) નોનમેટલ્સ સાથે જોડવામાં આવે ત્યારે લાક્ષણિક હકારાત્મક ઓક્સિડેશન સ્થિતિઓ (+4, +6) હોય છે. ચાલ્કોજન ઓક્સાઇડની રચના સામાન્ય સૂત્રો દ્વારા પ્રતિબિંબિત થાય છે: RO 2, RO 3. અનુરૂપ એસિડની રચના છે: H 2 RO 3, H 2 RO 4.

તત્વો સરળ પદાર્થોને અનુરૂપ છે: ઓક્સિજન, સલ્ફર, સેલેનિયમ, ટેલુરિયમ અને પોલોનિયમ. પ્રથમ ત્રણ પ્રતિનિધિઓ બિન-ધાતુ ગુણધર્મો દર્શાવે છે. ઓક્સિજનનું સૂત્ર O 2 છે. સમાન તત્વનું એલોટ્રોપિક ફેરફાર ઓઝોન (O 3) છે. બંને ફેરફારો વાયુઓ છે. સલ્ફર અને સેલેનિયમ નક્કર બિન-ધાતુઓ છે. ટેલુરિયમ એ ધાતુનો પદાર્થ છે, વિદ્યુત પ્રવાહનું વાહક છે, પોલોનિયમ એ ધાતુ છે.

ઓક્સિજન એ સૌથી સામાન્ય તત્વ છે

આપણે પહેલાથી જ જાણીએ છીએ કે સાદા પદાર્થના રૂપમાં સમાન રાસાયણિક તત્વના અસ્તિત્વનું બીજું સંસ્કરણ છે. આ ઓઝોન છે, એક ગેસ જે પૃથ્વીની સપાટીથી લગભગ 30 કિમીની ઊંચાઈએ એક સ્તર બનાવે છે, જેને ઘણીવાર ઓઝોન સ્ક્રીન કહેવામાં આવે છે. બંધાયેલ ઓક્સિજન પાણીના અણુઓમાં, ઘણા ખડકો અને ખનિજો અને કાર્બનિક સંયોજનોની રચનામાં સમાવિષ્ટ છે.

ઓક્સિજન અણુનું માળખું

મેન્ડેલીવના સામયિક કોષ્ટકમાં ઓક્સિજન વિશે સંપૂર્ણ માહિતી છે:

1. તત્વનો સીરીયલ નંબર 8 છે.
2. કોર ચાર્જ - +8.
3. ઈલેક્ટ્રોનની કુલ સંખ્યા 8 છે.
4. ઓક્સિજનનું ઇલેક્ટ્રોનિક સૂત્ર 1s 2 2s 2 2p 4 છે.

પ્રકૃતિમાં, ત્રણ સ્થિર આઇસોટોપ્સ છે જે સામયિક કોષ્ટકમાં સમાન સીરીયલ નંબર ધરાવે છે, પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોનની સમાન રચના છે, પરંતુ ન્યુટ્રોનની સંખ્યા અલગ છે. આઇસોટોપ્સ સમાન પ્રતીક - O દ્વારા નિયુક્ત કરવામાં આવે છે. સરખામણી માટે, અહીં ઓક્સિજનના ત્રણ આઇસોટોપ્સની રચના દર્શાવતો આકૃતિ છે:

ઓક્સિજનના ગુણધર્મો - એક રાસાયણિક તત્વ

અણુના 2p સબલેવલ પર બે અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોન છે, જે ઓક્સિડેશન સ્ટેટ્સ -2 અને +2 ના દેખાવને સમજાવે છે. સલ્ફર અને અન્ય ચાલ્કોજેન્સની જેમ ઓક્સિડેશન સ્થિતિને +4 સુધી વધારવા માટે બે જોડી ઇલેક્ટ્રોનને અલગ કરી શકાતા નથી. કારણ મફત સબલેવલનો અભાવ છે. તેથી, સંયોજનોમાં, રાસાયણિક તત્વ ઓક્સિજન સામયિક કોષ્ટક (6) ના ટૂંકા સંસ્કરણમાં જૂથ નંબરની સમાન સંયોજકતા અને ઓક્સિડેશન સ્થિતિ પ્રદર્શિત કરતું નથી. તેનો સામાન્ય ઓક્સિડેશન નંબર -2 છે.

માત્ર ફ્લોરિન સાથેના સંયોજનોમાં ઓક્સિજન +2 ની અસ્પષ્ટ હકારાત્મક ઓક્સિડેશન સ્થિતિ દર્શાવે છે. બે મજબૂત નોનમેટલ્સનું EO મૂલ્ય અલગ છે: EO (O) = 3.5; EO (F) = 4. વધુ ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવ રાસાયણિક તત્વ તરીકે, ફ્લોરિન તેના ઇલેક્ટ્રોનને વધુ મજબૂત રીતે પકડી રાખે છે અને સંયોજક કણોને ઓક્સિજન પરમાણુ તરફ આકર્ષે છે. તેથી, ફ્લોરિન સાથેની પ્રતિક્રિયામાં, ઓક્સિજન ઘટાડનાર એજન્ટ છે અને ઇલેક્ટ્રોનનું દાન કરે છે.

ઓક્સિજન એક સરળ પદાર્થ છે

1774 માં પ્રયોગો દરમિયાન, અંગ્રેજ સંશોધક ડી. પ્રિસ્ટલીએ પારાના ઓક્સાઇડના વિઘટન દરમિયાન ગેસને અલગ કર્યો. બે વર્ષ અગાઉ, આ જ પદાર્થ તેના શુદ્ધ સ્વરૂપમાં K. Scheele દ્વારા મેળવવામાં આવ્યો હતો. માત્ર થોડા વર્ષો પછી, ફ્રેન્ચ રસાયણશાસ્ત્રી એ. લેવોઇસિયરે સ્થાપિત કર્યું કે કયા પ્રકારનો ગેસ હવાનો ભાગ છે અને તેના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કર્યો. ઓક્સિજનનું રાસાયણિક સૂત્ર O2 છે. ચાલો બિનધ્રુવીય સહસંયોજક બોન્ડની રચનામાં સામેલ ઇલેક્ટ્રોન પદાર્થની રચનામાં પ્રતિબિંબિત કરીએ - O::O. ચાલો દરેક બંધન ઇલેક્ટ્રોન જોડીને એક લીટીથી બદલીએ: O=O. ઓક્સિજન માટેનું આ સૂત્ર સ્પષ્ટપણે દર્શાવે છે કે પરમાણુમાંના અણુઓ ઇલેક્ટ્રોનની બે વહેંચાયેલ જોડી વચ્ચે બંધાયેલા છે.

ચાલો સરળ ગણતરીઓ કરીએ અને નક્કી કરીએ કે ઓક્સિજનનો સાપેક્ષ પરમાણુ સમૂહ શું છે: Mr(O 2) = Ar(O) x 2 = 16 x 2 = 32. સરખામણી માટે: Mr(air) = 29. ઓક્સિજનનું રાસાયણિક સૂત્ર અલગ પડે છે એક ઓક્સિજન અણુ દ્વારા. આનો અર્થ Mr(O 3) = Ar(O) x 3 = 48. ઓઝોન ઓક્સિજન કરતાં 1.5 ગણો ભારે છે.

ભૌતિક ગુણધર્મો

ઓક્સિજન એ રંગહીન, સ્વાદહીન અને ગંધહીન ગેસ છે (સામાન્ય તાપમાને અને વાતાવરણીય દબાણ જેટલું દબાણ). પદાર્થ હવા કરતાં થોડો ભારે છે; પાણીમાં ઓગળી જાય છે, પરંતુ ઓછી માત્રામાં. ઓક્સિજનનું ગલનબિંદુ નકારાત્મક મૂલ્ય છે અને -218.3 °C છે. જે બિંદુએ પ્રવાહી ઓક્સિજન વાયુમાં ફરી વળે છે તે તેનું ઉત્કલન બિંદુ છે. O 2 પરમાણુઓ માટે, આ ભૌતિક જથ્થાનું મૂલ્ય -182.96 °C સુધી પહોંચે છે. પ્રવાહી અને ઘન અવસ્થામાં, ઓક્સિજન આછો વાદળી રંગ મેળવે છે.

પ્રયોગશાળામાં ઓક્સિજન મેળવવો

જ્યારે ઓક્સિજન ધરાવતા પદાર્થો, જેમ કે પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ, ગરમ થાય છે, ત્યારે રંગહીન વાયુ બહાર આવે છે, જેને ફ્લાસ્ક અથવા ટેસ્ટ ટ્યુબમાં એકત્રિત કરી શકાય છે. જો તમે શુદ્ધ ઓક્સિજનમાં સળગતા સ્પ્લિન્ટરને દાખલ કરો છો, તો તે હવા કરતાં વધુ તેજસ્વી રીતે બળે છે. ઓક્સિજન ઉત્પન્ન કરવા માટેની અન્ય બે પ્રયોગશાળા પદ્ધતિઓ હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ અને પોટેશિયમ ક્લોરેટ (બર્થોલેટ મીઠું)નું વિઘટન છે. ચાલો એક ઉપકરણના ડાયાગ્રામને ધ્યાનમાં લઈએ જેનો ઉપયોગ થર્મલ વિઘટન માટે થાય છે.

ટેસ્ટ ટ્યુબ અથવા ગોળ તળિયાવાળા ફ્લાસ્કમાં થોડું બર્થોલેટ મીઠું રેડો અને તેને ગેસ આઉટલેટ ટ્યુબ સાથે સ્ટોપરથી બંધ કરો. તેના વિરુદ્ધ છેડાને ઊંધુ વળેલું ફ્લાસ્કમાં (પાણીની નીચે) દિશામાન કરવું જોઈએ. ગરદનને પાણીથી ભરેલા પહોળા ગ્લાસ અથવા સ્ફટિકમાં નીચી કરવી જોઈએ. જ્યારે બર્થોલેટ મીઠું ધરાવતી ટેસ્ટ ટ્યુબને ગરમ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ઓક્સિજન છોડવામાં આવે છે. તે ગેસ આઉટલેટ ટ્યુબ દ્વારા ફ્લાસ્કમાં પ્રવેશ કરે છે, તેમાંથી પાણીને વિસ્થાપિત કરે છે. જ્યારે ફ્લાસ્ક ગેસથી ભરેલો હોય છે, ત્યારે તેને સ્ટોપર વડે પાણીની નીચે બંધ કરીને ફેરવવામાં આવે છે. આ પ્રયોગશાળાના પ્રયોગમાં મેળવેલ ઓક્સિજનનો ઉપયોગ સાદા પદાર્થના રાસાયણિક ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવા માટે કરી શકાય છે.

દહન

જો પ્રયોગશાળા ઓક્સિજનમાં પદાર્થોને બાળી નાખે છે, તો તમારે આગ સલામતીના નિયમો જાણવા અને તેનું પાલન કરવાની જરૂર છે. હાઇડ્રોજન હવામાં તરત જ બળે છે અને ઓક્સિજન સાથે 2:1 રેશિયોમાં ભળે છે, તે વિસ્ફોટક છે. શુદ્ધ ઓક્સિજનમાં પદાર્થોનું દહન હવા કરતાં વધુ તીવ્રતાથી થાય છે. આ ઘટના હવાની રચના દ્વારા સમજાવવામાં આવી છે. વાતાવરણમાં ઓક્સિજન 1/5 ભાગ (21%) કરતા થોડો વધારે છે. કમ્બશન એ ઓક્સિજન સાથેના પદાર્થોની પ્રતિક્રિયા છે, જેના પરિણામે વિવિધ ઉત્પાદનો, મુખ્યત્વે ધાતુઓ અને બિન-ધાતુઓના ઓક્સાઇડની રચના થાય છે. જ્વલનશીલ પદાર્થો સાથે O2 નું મિશ્રણ આગનું જોખમ છે, વધુમાં, પરિણામી સંયોજનો ઝેરી હોઈ શકે છે.

સામાન્ય મીણબત્તી (અથવા મેચ) સળગાવવાથી કાર્બન ડાયોક્સાઇડની રચના થાય છે. નીચેનો પ્રયોગ ઘરે પણ કરી શકાય છે. જો તમે કાચની બરણી અથવા મોટા કાચની નીચે કોઈ પદાર્થને બાળી નાખો છો, તો બધો ઓક્સિજન વપરાતાની સાથે જ દહન બંધ થઈ જશે. નાઇટ્રોજન શ્વસન અથવા દહનને ટેકો આપતું નથી. કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, ઓક્સિડેશનનું ઉત્પાદન, હવે ઓક્સિજન સાથે પ્રતિક્રિયા કરતું નથી. પારદર્શક તમને મીણબત્તી બળી ગયા પછી હાજરી શોધવા માટે પરવાનગી આપે છે. જો દહન ઉત્પાદનો કેલ્શિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડમાંથી પસાર થાય છે, તો ઉકેલ વાદળછાયું બને છે. અદ્રાવ્ય કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ ઉત્પન્ન કરવા માટે ચૂનાના પાણી અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ વચ્ચે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા થાય છે.

ઔદ્યોગિક ધોરણે ઓક્સિજનનું ઉત્પાદન

સૌથી સસ્તી પ્રક્રિયા, જે હવા-મુક્ત O 2 પરમાણુઓ ઉત્પન્ન કરે છે, તેમાં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ સામેલ નથી. ઉદ્યોગમાં, કહો કે, ધાતુશાસ્ત્રના છોડમાં, હવા નીચા તાપમાન અને ઉચ્ચ દબાણ પર પ્રવાહી બને છે. વાતાવરણના સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઘટકો, જેમ કે નાઇટ્રોજન અને ઓક્સિજન, વિવિધ તાપમાને ઉકળે છે. હવાના મિશ્રણને ધીમે ધીમે સામાન્ય તાપમાને ગરમ કરીને અલગ કરવામાં આવે છે. નાઇટ્રોજનના પરમાણુઓ પ્રથમ, પછી ઓક્સિજન પરમાણુઓ મુક્ત થાય છે. અલગ કરવાની પદ્ધતિ સરળ પદાર્થોના વિવિધ ભૌતિક ગુણધર્મો પર આધારિત છે. સરળ પદાર્થ ઓક્સિજનનું સૂત્ર એ જ છે જેવું તે હવાના ઠંડક અને પ્રવાહીકરણ પહેલાં હતું - O 2.

કેટલીક વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ પ્રતિક્રિયાઓના પરિણામે, ઓક્સિજન પણ મુક્ત થાય છે, જે અનુરૂપ ઇલેક્ટ્રોડ પર એકત્રિત થાય છે. ઔદ્યોગિક અને બાંધકામ સાહસોને મોટા જથ્થામાં ગેસની જરૂર છે. ઓક્સિજનની માંગ સતત વધી રહી છે, અને રાસાયણિક ઉદ્યોગને ખાસ કરીને તેની જરૂર છે. પરિણામી ગેસ ચિહ્નિત સ્ટીલ સિલિન્ડરોમાં ઔદ્યોગિક અને તબીબી હેતુઓ માટે સંગ્રહિત થાય છે. ઓક્સિજન કન્ટેનરને અન્ય લિક્વિફાઇડ વાયુઓ - નાઇટ્રોજન, મિથેન, એમોનિયાથી અલગ પાડવા માટે વાદળી અથવા વાદળી રંગવામાં આવે છે.

O 2 પરમાણુઓ સાથે સંકળાયેલી પ્રતિક્રિયાઓના સૂત્ર અને સમીકરણોનો ઉપયોગ કરીને રાસાયણિક ગણતરીઓ

ઓક્સિજનના દાઢ સમૂહનું સંખ્યાત્મક મૂલ્ય અન્ય મૂલ્ય સાથે એકરુપ છે - સંબંધિત પરમાણુ સમૂહ. માત્ર પ્રથમ કિસ્સામાં માપનના એકમો હાજર છે. સંક્ષિપ્તમાં, ઓક્સિજન પદાર્થનું સૂત્ર અને તેના દાઢનું દળ નીચે પ્રમાણે લખવું જોઈએ: M(O 2) = 32 g/mol. સામાન્ય સ્થિતિમાં, કોઈપણ ગેસનો છછુંદર 22.4 લિટરના જથ્થાને અનુરૂપ હોય છે. આનો અર્થ એ છે કે 1 mol O 2 એ 22.4 લિટર પદાર્થ છે, 2 mol O 2 44.8 લિટર છે. ઓક્સિજન અને હાઇડ્રોજન વચ્ચેના પ્રતિક્રિયા સમીકરણ અનુસાર, તમે જોઈ શકો છો કે હાઇડ્રોજનના 2 મોલ અને ઓક્સિજનના 1 મોલ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે:

જો પ્રતિક્રિયામાં હાઇડ્રોજનનો 1 મોલ સામેલ હોય, તો ઓક્સિજનનું પ્રમાણ 0.5 મોલ હશે. 22.4 l/mol = 11.2 l.

પ્રકૃતિ અને માનવ જીવનમાં O 2 અણુઓની ભૂમિકા

પૃથ્વી પરના જીવંત જીવો દ્વારા ઓક્સિજનનો વપરાશ થાય છે અને તે 3 અબજ વર્ષથી વધુ સમયથી પદાર્થોના ચક્રમાં સામેલ છે. શ્વસન અને ચયાપચય માટે આ મુખ્ય પદાર્થ છે, તેની મદદથી પોષક તત્ત્વોના અણુઓનું વિઘટન થાય છે અને સજીવો માટે જરૂરી ઊર્જાનું સંશ્લેષણ થાય છે. પૃથ્વી પર ઓક્સિજનનો સતત વપરાશ થાય છે, પરંતુ તેનો ભંડાર પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્વારા ફરી ભરાય છે. રશિયન વૈજ્ઞાનિક કે. તિમિર્યાઝેવ માનતા હતા કે આ પ્રક્રિયાને કારણે, આપણા ગ્રહ પર જીવન હજી પણ અસ્તિત્વ ધરાવે છે.

પ્રકૃતિ અને કૃષિમાં ઓક્સિજનની ભૂમિકા મહાન છે:

• જીવંત જીવો દ્વારા શ્વસન દરમિયાન શોષાય છે;
• છોડમાં પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે;
• કાર્બનિક અણુઓનો ભાગ;
• સડો, આથો અને કાટ લાગવાની પ્રક્રિયાઓ ઓક્સિજનની ભાગીદારી સાથે થાય છે, જે ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે;
• કાર્બનિક સંશ્લેષણના મૂલ્યવાન ઉત્પાદનો મેળવવા માટે વપરાય છે.

સિલિન્ડરોમાં લિક્વિફાઇડ ઓક્સિજનનો ઉપયોગ ઊંચા તાપમાને ધાતુઓને કાપવા અને વેલ્ડિંગ કરવા માટે થાય છે. આ પ્રક્રિયાઓ મશીન-બિલ્ડિંગ પ્લાન્ટ્સ, પરિવહન અને બાંધકામ સાહસોમાં હાથ ધરવામાં આવે છે. પાણીની નીચે, ભૂગર્ભમાં, હવાવિહીન અવકાશમાં ઊંચી ઊંચાઈએ કામ કરવા માટે, લોકોને O 2 પરમાણુઓની પણ જરૂર પડે છે. બીમાર લોકો દ્વારા શ્વાસમાં લેવામાં આવતી હવાની રચનાને સમૃદ્ધ બનાવવા માટે દવામાં વપરાય છે. વિદેશી અશુદ્ધિઓ અને ગંધની લગભગ સંપૂર્ણ ગેરહાજરીમાં તબીબી હેતુઓ માટેનો ગેસ તકનીકી ગેસથી અલગ છે.

ઓક્સિજન એક આદર્શ ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ છે

ઓક્સિજન સંયોજનો સામયિક કોષ્ટકના તમામ રાસાયણિક ઘટકો સાથે જાણીતા છે, સિવાય કે ઉમદા વાયુઓના પરિવારના પ્રથમ પ્રતિનિધિઓ સિવાય. હેલોજન, સોનું અને પ્લેટિનમ સિવાયના ઘણા પદાર્થો O અણુઓ સાથે સીધી પ્રતિક્રિયા આપે છે. ઓક્સિજન સાથે સંકળાયેલી ઘટનાઓનું ખૂબ મહત્વ છે, જે પ્રકાશ અને ગરમીના પ્રકાશન સાથે છે. આવી પ્રક્રિયાઓ રોજિંદા જીવનમાં અને ઉદ્યોગમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. ધાતુશાસ્ત્રમાં, ઓક્સિજન સાથે અયસ્કની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને રોસ્ટિંગ કહેવામાં આવે છે. પૂર્વ-કચડાયેલ ઓર ઓક્સિજન-સમૃદ્ધ હવા સાથે મિશ્રિત થાય છે. ઊંચા તાપમાને, ધાતુઓ સલ્ફાઇડથી સાદા પદાર્થોમાં ઘટે છે. આ રીતે લોખંડ અને કેટલીક બિન-લોહ ધાતુઓ મેળવવામાં આવે છે. શુદ્ધ ઓક્સિજનની હાજરી રસાયણશાસ્ત્ર, ટેકનોલોજી અને ધાતુશાસ્ત્રની વિવિધ શાખાઓમાં તકનીકી પ્રક્રિયાઓની ગતિમાં વધારો કરે છે.

નીચા તાપમાને તેને ઘટકોમાં અલગ કરીને હવામાંથી ઓક્સિજન ઉત્પન્ન કરવાની સસ્તી પદ્ધતિના ઉદભવે ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનના ઘણા ક્ષેત્રોના વિકાસને ઉત્તેજિત કર્યો. રસાયણશાસ્ત્રીઓ O2 અણુઓ અને O અણુઓને આદર્શ ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ માને છે. આ કુદરતી સામગ્રી છે, તે પ્રકૃતિમાં સતત નવીકરણ કરવામાં આવે છે, અને પર્યાવરણને પ્રદૂષિત કરતી નથી. વધુમાં, ઓક્સિજન સાથે સંકળાયેલી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ મોટાભાગે અન્ય કુદરતી અને સલામત ઉત્પાદન - પાણીના સંશ્લેષણમાં પરિણમે છે. ઝેરી ઔદ્યોગિક કચરાના નિષ્ક્રિયકરણ અને દૂષિત પદાર્થોમાંથી પાણીના શુદ્ધિકરણમાં O 2 ની ભૂમિકા મહાન છે. ઓક્સિજન ઉપરાંત, તેના એલોટ્રોપિક ફેરફાર, ઓઝોનનો ઉપયોગ જીવાણુ નાશકક્રિયા માટે થાય છે. આ સરળ પદાર્થમાં ઉચ્ચ ઓક્સિડાઇઝિંગ પ્રવૃત્તિ છે. જ્યારે પાણી ઓઝોનેટ થાય છે, ત્યારે પ્રદૂષકો વિઘટિત થાય છે. ઓઝોન પેથોજેનિક માઇક્રોફલોરા પર પણ હાનિકારક અસર કરે છે.

ચાર "ચાલ્કોજેન" તત્વો (એટલે ​​​​કે, "તાંબાને જન્મ આપવો") સામયિક સિસ્ટમના જૂથ VI (નવા વર્ગીકરણ મુજબ - 16મું જૂથ) ના મુખ્ય પેટાજૂથનું નેતૃત્વ કરે છે. સલ્ફર, ટેલુરિયમ અને સેલેનિયમ ઉપરાંત, તેમાં ઓક્સિજનનો પણ સમાવેશ થાય છે. ચાલો આ તત્વના ગુણધર્મો પર નજીકથી નજર કરીએ, જે પૃથ્વી પર સૌથી સામાન્ય છે, તેમજ ઓક્સિજનનો ઉપયોગ અને ઉત્પાદન.

તત્વ વ્યાપ

બંધાયેલા સ્વરૂપમાં, ઓક્સિજન પાણીની રાસાયણિક રચનામાં શામેલ છે - તેની ટકાવારી લગભગ 89% છે, તેમજ તમામ જીવંત પ્રાણીઓ - છોડ અને પ્રાણીઓના કોષોની રચનામાં.

હવામાં, ઓક્સિજન O2 ના સ્વરૂપમાં મુક્ત સ્થિતિમાં છે, તેની રચનાના પાંચમા ભાગ પર કબજો કરે છે, અને ઓઝોન - O3 સ્વરૂપમાં.

ભૌતિક ગુણધર્મો

ઓક્સિજન O2 એ રંગહીન, સ્વાદહીન અને ગંધહીન ગેસ છે. પાણીમાં સહેજ દ્રાવ્ય. ઉત્કલન બિંદુ શૂન્ય સેલ્સિયસથી 183 ડિગ્રી નીચે છે. પ્રવાહી સ્વરૂપમાં, ઓક્સિજન વાદળી હોય છે, અને ઘન સ્વરૂપમાં તે વાદળી સ્ફટિકો બનાવે છે. ઓક્સિજન સ્ફટિકોનું ગલનબિંદુ શૂન્ય સેલ્સિયસથી 218.7 ડિગ્રી નીચે છે.

રાસાયણિક ગુણધર્મો

જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે આ તત્વ ધાતુઓ અને બિન-ધાતુઓ બંને, ઘણા સરળ પદાર્થો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, કહેવાતા ઓક્સાઇડ્સ બનાવે છે - ઓક્સિજન સાથેના તત્વોના સંયોજનો. જેમાં તત્વો ઓક્સિજન સાથે પ્રવેશ કરે છે તેને ઓક્સિડેશન કહે છે.

ઉદાહરણ તરીકે,

4Na + O2= 2Na2O

2. હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડના વિઘટન દ્વારા જ્યારે તેને મેંગેનીઝ ઓક્સાઇડની હાજરીમાં ગરમ ​​કરવામાં આવે છે, જે ઉત્પ્રેરક તરીકે કાર્ય કરે છે.

3. પોટેશિયમ પરમેંગેનેટના વિઘટન દ્વારા.

ઉદ્યોગમાં ઓક્સિજનનું ઉત્પાદન નીચેની રીતે થાય છે:

1. તકનીકી હેતુઓ માટે, ઓક્સિજન હવામાંથી મેળવવામાં આવે છે, જેમાં તેની સામાન્ય સામગ્રી લગભગ 20% છે, એટલે કે. પાંચમો ભાગ. આ કરવા માટે, હવાને સૌપ્રથમ બાળવામાં આવે છે, જે લગભગ 54% પ્રવાહી ઓક્સિજન, 44% પ્રવાહી નાઇટ્રોજન અને 2% પ્રવાહી આર્ગોન ધરાવતું મિશ્રણ બનાવે છે. પ્રવાહી ઓક્સિજન અને પ્રવાહી નાઇટ્રોજનના ઉત્કલન બિંદુઓ - અનુક્રમે માઇનસ 183 અને માઇનસ 198.5 ડિગ્રી વચ્ચે પ્રમાણમાં નાની રેન્જનો ઉપયોગ કરીને આ વાયુઓને નિસ્યંદન પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને અલગ કરવામાં આવે છે. તે તારણ આપે છે કે નાઇટ્રોજન ઓક્સિજન કરતાં વહેલા બાષ્પીભવન થાય છે.

આધુનિક સાધનો કોઈપણ ડિગ્રીની શુદ્ધતાના ઓક્સિજનનું ઉત્પાદન સુનિશ્ચિત કરે છે. નાઇટ્રોજન, જે પ્રવાહી હવાને અલગ કરીને મેળવવામાં આવે છે, તેનો ઉપયોગ તેના ડેરિવેટિવ્ઝના સંશ્લેષણમાં કાચા માલ તરીકે થાય છે.

2. ખૂબ જ શુદ્ધ ઓક્સિજન પણ ઉત્પન્ન કરે છે. સમૃદ્ધ સંસાધનો અને સસ્તી વીજળી ધરાવતા દેશોમાં આ પદ્ધતિ વ્યાપક બની છે.

ઓક્સિજનની અરજી

ઓક્સિજન એ આપણા સમગ્ર ગ્રહના જીવનમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ તત્વ છે. આ ગેસ, જે વાતાવરણમાં સમાયેલ છે, તે પ્રક્રિયામાં પ્રાણીઓ અને લોકો દ્વારા લેવામાં આવે છે.

દવા, વેલ્ડીંગ અને ધાતુઓનું કટીંગ, બ્લાસ્ટિંગ, ઉડ્ડયન (માનવ શ્વાસોચ્છવાસ અને એન્જિનના સંચાલન માટે), અને ધાતુશાસ્ત્ર જેવા માનવીય પ્રવૃત્તિના ક્ષેત્રો માટે ઓક્સિજન મેળવવું ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.

માનવીય આર્થિક પ્રવૃત્તિની પ્રક્રિયામાં, ઓક્સિજનનો મોટા પ્રમાણમાં વપરાશ થાય છે - ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે વિવિધ પ્રકારના બળતણને બાળવામાં આવે છે: કુદરતી ગેસ, મિથેન, કોલસો, લાકડું. આ બધી પ્રક્રિયાઓમાં, તે જ સમયે, પ્રકૃતિએ પ્રકાશસંશ્લેષણનો ઉપયોગ કરીને આ સંયોજનને કુદરતી બંધન કરવાની પ્રક્રિયા પ્રદાન કરી છે, જે સૂર્યપ્રકાશના પ્રભાવ હેઠળ લીલા છોડમાં થાય છે. આ પ્રક્રિયાના પરિણામે, ગ્લુકોઝ રચાય છે, જેનો ઉપયોગ છોડ તેના પેશીઓ બનાવવા માટે કરે છે.

લેખની સામગ્રી

ઓક્સિજન, O (ઓક્સિજનિયમ), તત્વોના સામયિક કોષ્ટકના VIA પેટાજૂથનું રાસાયણિક તત્વ: O, S, Se, Te, Po - ચેલ્કોજેન પરિવારના સભ્ય. પ્રકૃતિમાં આ સૌથી સામાન્ય તત્વ છે, પૃથ્વીના વાતાવરણમાં તેની સામગ્રી 21% (વોલ્યુ.) છે, પૃથ્વીના પોપડામાં આશરે સંયોજનોના રૂપમાં. 50% (wt.) અને હાઇડ્રોસ્ફિયરમાં 88.8% (wt.).

પૃથ્વી પર જીવનના અસ્તિત્વ માટે ઓક્સિજન જરૂરી છે: પ્રાણીઓ અને છોડ શ્વસન દરમિયાન ઓક્સિજનનો વપરાશ કરે છે, અને છોડ પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્વારા ઓક્સિજન છોડે છે. જીવંત પદાર્થમાં માત્ર શરીરના પ્રવાહી (રક્ત કોષો વગેરેમાં) જ નહીં, પણ કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ (ખાંડ, સેલ્યુલોઝ, સ્ટાર્ચ, ગ્લાયકોજેન), ચરબી અને પ્રોટીનમાં પણ બંધાયેલ ઓક્સિજન હોય છે. માટી, ખડકો, સિલિકેટ અને અન્ય ઓક્સિજન ધરાવતા અકાર્બનિક સંયોજનો જેવા કે ઓક્સાઇડ, હાઇડ્રોક્સાઇડ, કાર્બોનેટ, સલ્ફેટ અને નાઈટ્રેટ્સ ધરાવે છે.

ઐતિહાસિક માહિતી.

ઓક્સિજન વિશેની પ્રથમ માહિતી યુરોપમાં 8મી સદીની ચીની હસ્તપ્રતોમાંથી જાણીતી બની હતી. 16મી સદીની શરૂઆતમાં. લિયોનાર્ડો દા વિન્સીએ ઓક્સિજનના રસાયણશાસ્ત્રને લગતો ડેટા પ્રકાશિત કર્યો, હજુ સુધી તે જાણ્યું ન હતું કે ઓક્સિજન એક તત્વ છે. ઓક્સિજન ઉમેરવાની પ્રતિક્રિયાઓનું વર્ણન એસ. ગીલ્સ (1731) અને પી. બેયન (1774)ના વૈજ્ઞાનિક કાર્યોમાં કરવામાં આવ્યું છે. ઓક્સિજન સાથે ધાતુઓ અને ફોસ્ફરસની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પર 1771-1773માં K. Scheeleનું સંશોધન વિશેષ ધ્યાન આપવાનું પાત્ર છે. જે. પ્રિસ્ટલીએ 1774માં એક તત્વ તરીકે ઓક્સિજનની શોધની જાણ કરી, બેયન દ્વારા હવા સાથે પ્રતિક્રિયાઓના અહેવાલના થોડા મહિનાઓ પછી. ઓક્સિજનિયમ ("ઓક્સિજન") નામ પ્રિસ્ટલી દ્વારા તેની શોધના થોડા સમય પછી આ તત્વને આપવામાં આવ્યું હતું અને તે ગ્રીક શબ્દો પરથી આવે છે જેનો અર્થ થાય છે "એસિડ-ઉત્પાદક"; આ ગેરસમજને કારણે છે કે ઓક્સિજન તમામ એસિડમાં હાજર છે. શ્વસન અને કમ્બશનની પ્રક્રિયાઓમાં ઓક્સિજનની ભૂમિકાની સમજૂતી, જોકે, એ. લેવોઇસિયર (1777) ની છે.

અણુની રચના.

કોઈપણ કુદરતી રીતે બનતા ઓક્સિજન અણુમાં ન્યુક્લિયસમાં 8 પ્રોટોન હોય છે, પરંતુ ન્યુટ્રોનની સંખ્યા 8, 9 અથવા 10 હોઈ શકે છે. ઓક્સિજનના ત્રણ આઇસોટોપ (99.76%)માંથી સૌથી સામાન્ય 16 8 O (8 પ્રોટોન અને 8 ન્યુટ્રોન) છે. . અન્ય આઇસોટોપ, 18 8 O (8 પ્રોટોન અને 10 ન્યુટ્રોન) ની સામગ્રી માત્ર 0.2% છે. આ આઇસોટોપનો ઉપયોગ લેબલ તરીકે અથવા અમુક અણુઓને ઓળખવા તેમજ બાયોકેમિકલ અને મેડિકો-કેમિકલ અભ્યાસ (બિન-કિરણોત્સર્ગી નિશાનોનો અભ્યાસ કરવાની પદ્ધતિ) કરવા માટે થાય છે. ઓક્સિજનનો ત્રીજો બિન-કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ, 17 8 O (0.04%), 9 ન્યુટ્રોન ધરાવે છે અને તેની સમૂહ સંખ્યા 17 છે. કાર્બન આઇસોટોપના દળ પછી 12 6 C ને આંતરરાષ્ટ્રીય કમિશન દ્વારા પ્રમાણભૂત અણુ સમૂહ તરીકે અપનાવવામાં આવ્યું હતું. 1961, ઓક્સિજનનું ભારિત સરેરાશ અણુ સમૂહ 15. 9994 બન્યું. 1961 સુધી, રસાયણશાસ્ત્રીઓ અણુ સમૂહના પ્રમાણભૂત એકમને ઓક્સિજનના અણુ સમૂહ તરીકે માનતા હતા, જે ઓક્સિજનના ત્રણ કુદરતી રીતે બનતા આઇસોટોપ્સના મિશ્રણ માટે 16,000 માનવામાં આવે છે. ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ અણુ સમૂહના પ્રમાણભૂત એકમ તરીકે ઓક્સિજન આઇસોટોપ 16 8 O ની સમૂહ સંખ્યા લીધી, તેથી ભૌતિક ધોરણે ઓક્સિજનનો સરેરાશ અણુ સમૂહ 16.0044 હતો.

ઓક્સિજન અણુમાં 8 ઇલેક્ટ્રોન હોય છે, જેમાં આંતરિક સ્તરે 2 ઇલેક્ટ્રોન અને બાહ્ય સ્તરે 6 ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. તેથી, રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં, ઓક્સિજન દાતાઓ પાસેથી બે ઇલેક્ટ્રોન સુધી સ્વીકારી શકે છે, તેના બાહ્ય શેલને 8 ઇલેક્ટ્રોન બનાવી શકે છે અને વધારાનું નકારાત્મક ચાર્જ બનાવે છે.

મોલેક્યુલર ઓક્સિજન.

મોટાભાગના અન્ય તત્વોની જેમ, જેનાં અણુઓમાં 8 ઇલેક્ટ્રોનના બાહ્ય શેલને પૂર્ણ કરવા માટે 1-2 ઇલેક્ટ્રોનનો અભાવ હોય છે, ઓક્સિજન એક ડાયટોમિક પરમાણુ બનાવે છે. આ પ્રક્રિયા ઘણી બધી ઉર્જા (~490 kJ/mol) મુક્ત કરે છે અને તે મુજબ, પરમાણુના અણુમાં વિયોજનની વિપરીત પ્રક્રિયા માટે એટલી જ ઉર્જા ખર્ચવી જોઈએ. O–O બોન્ડની મજબૂતાઈ એટલી ઊંચી છે કે 2300 ° સે પર માત્ર 1% ઓક્સિજન પરમાણુઓ અણુઓમાં છૂટા પડે છે. (ઉલ્લેખનીય છે કે નાઇટ્રોજન પરમાણુ N2 ની રચના દરમિયાન, N–N બોન્ડની મજબૂતાઈ પણ વધુ હોય છે, ~710 kJ/mol.)

ઇલેક્ટ્રોનિક માળખું.

ઓક્સિજન પરમાણુની ઇલેક્ટ્રોનિક રચનામાં, જેમ કે અપેક્ષા રાખી શકાય છે, દરેક અણુની આસપાસ ઓક્ટેટમાં ઇલેક્ટ્રોનનું વિતરણ સમજાયું નથી, પરંતુ ત્યાં અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોન છે, અને ઓક્સિજન આવા માળખાના વિશિષ્ટ ગુણધર્મો દર્શાવે છે (ઉદાહરણ તરીકે, તે તેની સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. ચુંબકીય ક્ષેત્ર, પેરામેગ્નેટિક છે).

પ્રતિક્રિયાઓ.

યોગ્ય પરિસ્થિતિઓમાં, મોલેક્યુલર ઓક્સિજન ઉમદા વાયુઓ સિવાય લગભગ કોઈપણ તત્વ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. જો કે, રૂમની સ્થિતિમાં, માત્ર સૌથી વધુ સક્રિય તત્વો ઓક્સિજન સાથે ઝડપથી પર્યાપ્ત પ્રતિક્રિયા આપે છે. સંભવ છે કે મોટાભાગની પ્રતિક્રિયાઓ અણુઓમાં ઓક્સિજનના વિયોજન પછી જ થાય છે, અને વિયોજન માત્ર ખૂબ ઊંચા તાપમાને થાય છે. જો કે, ઉત્પ્રેરક અથવા પ્રતિક્રિયા પ્રણાલીમાં અન્ય પદાર્થો O 2 ના વિયોજનને પ્રોત્સાહન આપી શકે છે. તે જાણીતું છે કે આલ્કલી (Li, Na, K) અને આલ્કલાઇન પૃથ્વી (Ca, Sr, Ba) ધાતુઓ પરમાણુ ઓક્સિજન સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને પેરોક્સાઇડ બનાવે છે:

રસીદ અને અરજી.

વાતાવરણમાં મુક્ત ઓક્સિજનની હાજરીને કારણે, તેના નિષ્કર્ષણ માટેની સૌથી અસરકારક પદ્ધતિ એ હવાનું પ્રવાહીકરણ છે, જેમાંથી અશુદ્ધિઓ, CO 2, ધૂળ વગેરે દૂર કરવામાં આવે છે. રાસાયણિક અને ભૌતિક પદ્ધતિઓ. ચક્રીય પ્રક્રિયામાં કમ્પ્રેશન, ઠંડક અને વિસ્તરણનો સમાવેશ થાય છે, જે હવાના પ્રવાહીકરણ તરફ દોરી જાય છે. તાપમાનમાં ધીમી વૃદ્ધિ સાથે (અપૂર્ણાંક નિસ્યંદન પદ્ધતિ), પ્રથમ ઉમદા વાયુઓ (પ્રવાહી કરવા માટે સૌથી મુશ્કેલ) પ્રવાહી હવામાંથી બાષ્પીભવન થાય છે, પછી નાઇટ્રોજન અને પ્રવાહી ઓક્સિજન રહે છે. પરિણામે, પ્રવાહી ઓક્સિજનમાં ઉમદા વાયુઓના નિશાન અને નાઇટ્રોજનની પ્રમાણમાં મોટી ટકાવારી હોય છે. ઘણી એપ્લિકેશનો માટે આ અશુદ્ધિઓ કોઈ સમસ્યા નથી. જો કે, અત્યંત શુદ્ધતાનો ઓક્સિજન મેળવવા માટે, નિસ્યંદન પ્રક્રિયાને પુનરાવર્તિત કરવી આવશ્યક છે. ઓક્સિજન ટાંકીઓ અને સિલિન્ડરોમાં સંગ્રહિત થાય છે. તેનો ઉપયોગ રોકેટ અને અવકાશયાનમાં કેરોસીન અને અન્ય ઇંધણ માટે ઓક્સિડાઇઝર તરીકે મોટી માત્રામાં થાય છે. સ્ટીલ ઉદ્યોગ સી, એસ અને પી અશુદ્ધિઓને ઝડપથી અને અસરકારક રીતે દૂર કરવા માટે બેસેમર પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને પીગળેલા લોખંડને ફૂંકવા માટે ઓક્સિજન ગેસનો ઉપયોગ કરે છે, જે હવાના વિસ્ફોટ કરતાં વધુ ઝડપથી અને ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા સ્ટીલનું ઉત્પાદન કરે છે. ઓક્સિજનનો ઉપયોગ વેલ્ડીંગ અને ધાતુઓ (ઓક્સી-એસિટિલીન જ્યોત) માટે પણ થાય છે. ઓક્સિજનનો ઉપયોગ દવામાં પણ થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, શ્વાસ લેવામાં તકલીફ ધરાવતા દર્દીઓના શ્વસન વાતાવરણને સમૃદ્ધ બનાવવા માટે. ઓક્સિજન વિવિધ રાસાયણિક પદ્ધતિઓ દ્વારા ઉત્પન્ન કરી શકાય છે, અને તેમાંના કેટલાકનો ઉપયોગ પ્રયોગશાળા પ્રેક્ટિસમાં ઓછી માત્રામાં શુદ્ધ ઓક્સિજન મેળવવા માટે થાય છે.

ઇલેક્ટ્રોલિસિસ.

ઓક્સિજન ઉત્પન્ન કરવાની એક પદ્ધતિ એ છે કે ઉત્પ્રેરક તરીકે NaOH અથવા H 2 SO 4 ના નાના ઉમેરાઓ ધરાવતા પાણીનું વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ છે: 2H 2 O ® 2H 2 + O 2. આ કિસ્સામાં, નાના હાઇડ્રોજન અશુદ્ધિઓ રચાય છે. ડિસ્ચાર્જ ઉપકરણનો ઉપયોગ કરીને, ગેસ મિશ્રણમાં હાઇડ્રોજનના નિશાન ફરીથી પાણીમાં રૂપાંતરિત થાય છે, જેમાંથી બાષ્પ ઠંડું અથવા શોષણ દ્વારા દૂર કરવામાં આવે છે.

થર્મલ ડિસોસિએશન.

ઓક્સિજન ઉત્પન્ન કરવા માટેની એક મહત્વપૂર્ણ પ્રયોગશાળા પદ્ધતિ, જે. પ્રિસ્ટલી દ્વારા પ્રસ્તાવિત, ભારે ધાતુના ઓક્સાઇડનું થર્મલ વિઘટન છે: 2HgO ® 2Hg + O 2 . આ કરવા માટે, પ્રિસ્ટલીએ સૂર્યના કિરણોને પારાના ઓક્સાઇડ પાવડર પર કેન્દ્રિત કર્યા. એક જાણીતી પ્રયોગશાળા પદ્ધતિ એ ઓક્સો ક્ષારનું થર્મલ ડિસોસિએશન પણ છે, ઉદાહરણ તરીકે ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં પોટેશિયમ ક્લોરેટ - મેંગેનીઝ ડાયોક્સાઇડ:

મેંગેનીઝ ડાયોક્સાઇડ, કેલ્સિનેશન પહેલાં ઓછી માત્રામાં ઉમેરવામાં આવે છે, તે જરૂરી તાપમાન અને વિયોજન દરને જાળવી રાખવા માટે પરવાનગી આપે છે, અને MnO 2 પોતે પ્રક્રિયા દરમિયાન બદલાતું નથી.

નાઈટ્રેટ્સના થર્મલ વિઘટન માટેની પદ્ધતિઓનો પણ ઉપયોગ થાય છે:

તેમજ કેટલીક સક્રિય ધાતુઓના પેરોક્સાઇડ્સ, ઉદાહરણ તરીકે:

2BaO 2 ® 2BaO + O 2

પછીની પદ્ધતિ એક સમયે વાતાવરણમાંથી ઓક્સિજન કાઢવા માટે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતી હતી અને તેમાં BaO 2 બનાવવા માટે હવામાં BaO ને ગરમ કરીને પેરોક્સાઇડનું થર્મલ વિઘટન થતું હતું. હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડના ઉત્પાદન માટે થર્મલ વિઘટન પદ્ધતિ મહત્વપૂર્ણ રહે છે.

ભૌતિક ગુણધર્મો.

સામાન્ય સ્થિતિમાં ઓક્સિજન એ રંગહીન, ગંધહીન અને સ્વાદહીન ગેસ છે. પ્રવાહી ઓક્સિજનમાં આછો વાદળી રંગ હોય છે. ઘન ઓક્સિજન ઓછામાં ઓછા ત્રણ સ્ફટિકીય ફેરફારોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. ઓક્સિજન ગેસ પાણીમાં દ્રાવ્ય છે અને કદાચ O2HH2O અને કદાચ O2H2H2O જેવા નબળા સંયોજનો બનાવે છે.

રાસાયણિક ગુણધર્મો.

પહેલેથી જ ઉલ્લેખ કર્યો છે તેમ, ઓક્સિજનની રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ O અણુઓમાં વિભાજન કરવાની ક્ષમતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, જે અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ છે. માત્ર સૌથી વધુ સક્રિય ધાતુઓ અને ખનિજો નીચા તાપમાને ઊંચા દરે O 2 સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. સૌથી વધુ સક્રિય આલ્કલી (IA પેટાજૂથો) અને કેટલીક આલ્કલાઇન અર્થ (IIA પેટાજૂથો) ધાતુઓ O 2 સાથે NaO 2 અને BaO 2 જેવા પેરોક્સાઇડ બનાવે છે. અન્ય તત્વો અને સંયોજનો માત્ર વિયોજન ઉત્પાદન O2 સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. યોગ્ય પરિસ્થિતિઓમાં, ઉમદા વાયુઓ અને ધાતુઓ Pt, Ag, Au સિવાયના તમામ તત્વો ઓક્સિજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. આ ધાતુઓ ઓક્સાઇડ પણ બનાવે છે, પરંતુ ખાસ પરિસ્થિતિઓમાં.

ઓક્સિજનનું ઈલેક્ટ્રોનિક માળખું (1s 2 2s 2 2p 4) એવું છે કે O અણુ બે ઈલેક્ટ્રોનને બાહ્ય સ્તરે સ્વીકારે છે અને એક O 2– આયન બનાવે છે. આલ્કલી મેટલ ઓક્સાઇડમાં, મુખ્યત્વે આયનીય બોન્ડ રચાય છે. એવું માની શકાય છે કે આ ધાતુઓના ઇલેક્ટ્રોન લગભગ સંપૂર્ણપણે ઓક્સિજન તરફ ખેંચાય છે. ઓછી સક્રિય ધાતુઓ અને બિન-ધાતુઓના ઓક્સાઇડમાં, ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સફર અપૂર્ણ છે, અને ઓક્સિજન પર નકારાત્મક ચાર્જ ઘનતા ઓછી ઉચ્ચારણ છે, તેથી બોન્ડ ઓછા આયનીય અથવા વધુ સહસંયોજક છે.

જ્યારે ધાતુઓ ઓક્સિજન સાથે ઓક્સિડાઇઝ થાય છે, ત્યારે ગરમી છોડવામાં આવે છે, જેની તીવ્રતા M–O બોન્ડની મજબૂતાઈ સાથે સંબંધ ધરાવે છે. કેટલાક બિનધાતુઓના ઓક્સિડેશન દરમિયાન, ગરમીનું શોષણ થાય છે, જે ઓક્સિજન સાથેના તેમના નબળા બંધનો દર્શાવે છે. આવા ઓક્સાઇડ થર્મલી અસ્થિર હોય છે (અથવા આયનીય બોન્ડવાળા ઓક્સાઇડ કરતાં ઓછા સ્થિર હોય છે) અને ઘણી વખત અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે. કોષ્ટક સૌથી લાક્ષણિક ધાતુઓ, સંક્રમણ ધાતુઓ અને નોનમેટલ્સ, A- અને B- પેટા જૂથોના તત્વો (માઈનસ ચિહ્ન એટલે ગરમીનું પ્રકાશન) ના ઓક્સાઇડની રચનાના એન્થાલ્પીઝના મૂલ્યોની સરખામણી માટે બતાવે છે.

ઓક્સાઇડના ગુણધર્મો વિશે કેટલાક સામાન્ય તારણો દોરવામાં આવી શકે છે:

1. ધાતુના વધતા અણુ ત્રિજ્યા સાથે આલ્કલી મેટલ ઓક્સાઇડનું ગલન તાપમાન ઘટે છે; તેથી, t pl (Cs 2 O) t pl (Na 2 O). ઓક્સાઇડ કે જેમાં આયનીય બંધનનું વર્ચસ્વ હોય છે તેમાં સહસંયોજક ઓક્સાઇડના ગલનબિંદુઓ કરતાં વધુ ગલનબિંદુ હોય છે: t pl (Na 2 O) > t pl (SO 2).

2. પ્રતિક્રિયાશીલ ધાતુઓના ઓક્સાઇડ્સ (IA–IIIA પેટાજૂથો) સંક્રમણ ધાતુઓ અને નોનમેટલ્સના ઓક્સાઇડ કરતાં વધુ થર્મલી સ્થિર હોય છે. થર્મલ ડિસોસિએશન પર સૌથી વધુ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં ભારે ધાતુઓના ઓક્સાઈડ્સ નીચી ઓક્સિડેશન સ્થિતિ સાથે ઓક્સાઇડ બનાવે છે (ઉદાહરણ તરીકે, 2Hg 2+ O ® (Hg +) 2 O + 0.5O 2 ® 2Hg 0 + O 2). ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન સ્થિતિમાં આવા ઓક્સાઇડ સારા ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ હોઈ શકે છે.

3. સૌથી વધુ સક્રિય ધાતુઓ એલિવેટેડ તાપમાને પરમાણુ ઓક્સિજન સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને પેરોક્સાઇડ બનાવે છે:

Sr + O 2 ® SrO 2 .

4. સક્રિય ધાતુઓના ઓક્સાઇડ રંગહીન ઉકેલો બનાવે છે, જ્યારે મોટાભાગની સંક્રમણ ધાતુઓના ઓક્સાઇડ રંગીન અને વ્યવહારીક રીતે અદ્રાવ્ય હોય છે. મેટલ ઓક્સાઇડના જલીય દ્રાવણ મૂળભૂત ગુણધર્મો દર્શાવે છે અને તે OH જૂથો ધરાવતા હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ છે અને જલીય દ્રાવણમાં બિન-ધાતુ ઓક્સાઇડ H + આયન ધરાવતા એસિડ બનાવે છે.

5. A-પેટા જૂથોની ધાતુઓ અને બિન-ધાતુઓ જૂથ નંબરને અનુરૂપ ઓક્સિડેશન સ્થિતિ સાથે ઓક્સાઇડ બનાવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, Na, Be અને B ફોર્મ Na 1 2 O, Be II O અને B 2 III O 3, અને બિન- પેટાજૂથો C, N , S, Cl સ્વરૂપ C IV O 2, N V 2 O 5, S VI O 3, Cl VII 2 O 7 ની ધાતુઓ IVA–VIIA. તત્વની જૂથ સંખ્યા માત્ર મહત્તમ ઓક્સિડેશન સ્થિતિ સાથે સંબંધ ધરાવે છે, કારણ કે તત્વોની નીચી ઓક્સિડેશન સ્થિતિવાળા ઓક્સાઇડ શક્ય છે. સંયોજનોની કમ્બશન પ્રક્રિયાઓમાં, લાક્ષણિક ઉત્પાદનો ઓક્સાઇડ હોય છે, ઉદાહરણ તરીકે:

2H 2 S + 3O 2 ® 2SO 2 + 2H 2 O

કાર્બન ધરાવતા પદાર્થો અને હાઇડ્રોકાર્બન, જ્યારે સહેજ ગરમ થાય છે, ત્યારે CO 2 અને H 2 O માં ઓક્સિડાઇઝ (બર્ન) થાય છે. આવા પદાર્થોના ઉદાહરણો છે ઇંધણ - લાકડું, તેલ, આલ્કોહોલ (તેમજ કાર્બન - કોલસો, કોક અને ચારકોલ). દહન પ્રક્રિયામાંથી ઉષ્માનો ઉપયોગ વરાળ (અને પછી વીજળી અથવા પાવર પ્લાન્ટ્સમાં જાય છે), તેમજ ઘરોને ગરમ કરવા માટે થાય છે. કમ્બશન પ્રક્રિયાઓ માટે લાક્ષણિક સમીકરણો છે:

એ) લાકડું (સેલ્યુલોઝ):

(C6H10O5) n + 6n O 2 ® 6 n CO2+5 n H 2 O + થર્મલ ઊર્જા

b) તેલ અથવા ગેસ (ગેસોલિન C 8 H 18 અથવા કુદરતી ગેસ CH 4):

2C 8 H 18 + 25O 2 ® 16CO 2 + 18H 2 O + થર્મલ ઊર્જા

CH 4 + 2O 2 ® CO 2 + 2H 2 O + થર્મલ ઊર્જા

C 2 H 5 OH + 3O 2 ® 2CO 2 + 3H 2 O + થર્મલ ઊર્જા

ડી) કાર્બન (કોલસો અથવા ચારકોલ, કોક):

2C + O 2 ® 2CO + થર્મલ ઊર્જા

2CO + O 2 ® 2CO 2 + થર્મલ ઉર્જા

ઉચ્ચ ઊર્જા અનામત સાથે સંખ્યાબંધ C-, H-, N-, O- ધરાવતા સંયોજનો પણ દહનને આધિન છે. ઓક્સિડેશન માટે ઓક્સિજનનો ઉપયોગ ફક્ત વાતાવરણમાંથી જ નહીં (અગાઉની પ્રતિક્રિયાઓની જેમ), પણ પદાર્થમાંથી પણ થઈ શકે છે. પ્રતિક્રિયા શરૂ કરવા માટે, પ્રતિક્રિયાનું એક નાનું સક્રિયકરણ, જેમ કે ફટકો અથવા શેક, પૂરતું છે. આ પ્રતિક્રિયાઓમાં, દહન ઉત્પાદનો પણ ઓક્સાઇડ હોય છે, પરંતુ તે બધા વાયુયુક્ત હોય છે અને પ્રક્રિયાના ઉચ્ચ અંતિમ તાપમાને ઝડપથી વિસ્તરે છે. તેથી, આવા પદાર્થો વિસ્ફોટક છે. વિસ્ફોટકોના ઉદાહરણો છે ટ્રિનિટ્રોગ્લિસરિન (અથવા નાઇટ્રોગ્લિસરિન) C 3 H 5 (NO 3) 3 અને trinitrotoluene (અથવા TNT) C 7 H 5 (NO 2) 3.

ધાતુના ઓક્સાઇડ અથવા તત્વની ઓછી ઓક્સિડેશન સ્થિતિ સાથે બિન-ધાતુઓ ઓક્સિજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે અને તે તત્વની ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન અવસ્થાના ઓક્સાઇડ બનાવે છે:

કુદરતી ઓક્સાઇડ, અયસ્કમાંથી મેળવેલા અથવા સંશ્લેષિત, ઘણી મહત્વપૂર્ણ ધાતુઓના ઉત્પાદન માટે કાચા માલ તરીકે સેવા આપે છે, ઉદાહરણ તરીકે, Fe 2 O 3 (હેમેટાઇટ) અને Fe 3 O 4 (મેગ્નેટાઇટ) માંથી લોખંડ, Al 2 O 3 (એલ્યુમિના) માંથી એલ્યુમિનિયમ ), MgO (મેગ્નેશિયા) માંથી મેગ્નેશિયમ. રાસાયણિક ઉદ્યોગમાં હળવા ધાતુના ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ આલ્કલી અથવા પાયાના ઉત્પાદન માટે થાય છે. પોટેશિયમ પેરોક્સાઇડ KO 2 નો અસામાન્ય ઉપયોગ છે કારણ કે ભેજની હાજરીમાં અને તેની સાથે પ્રતિક્રિયાના પરિણામે, તે ઓક્સિજન મુક્ત કરે છે. તેથી, KO 2 નો ઉપયોગ ઓક્સિજન ઉત્પન્ન કરવા માટે શ્વસન યંત્રોમાં થાય છે. શ્વાસ બહાર કાઢવામાં આવતી હવામાંથી ભેજ શ્વસન યંત્રમાં ઓક્સિજન છોડે છે, અને KOH CO 2 નું શોષણ કરે છે. CaO ઓક્સાઇડ અને કેલ્શિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ Ca(OH) 2નું ઉત્પાદન - સિરામિક્સ અને સિમેન્ટ ટેકનોલોજીમાં મોટા પાયે ઉત્પાદન.

પાણી (હાઇડ્રોજન ઓક્સાઇડ).

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને જીવન પ્રક્રિયાઓ માટે પ્રયોગશાળા પ્રેક્ટિસ બંનેમાં પાણી H 2 O ના મહત્વ માટે આ પદાર્થ પાણી, બરફ અને સ્ટીમ) પર વિશેષ ધ્યાન આપવાની જરૂર છે. પહેલેથી જ ઉલ્લેખ કર્યો છે તેમ, પરિસ્થિતિઓમાં ઓક્સિજન અને હાઇડ્રોજનની સીધી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દરમિયાન, ઉદાહરણ તરીકે, સ્પાર્ક ડિસ્ચાર્જ, વિસ્ફોટ અને પાણીની રચના થાય છે, અને 143 kJ/(mol H 2 O) મુક્ત થાય છે.

પાણીના પરમાણુ લગભગ ટેટ્રાહેડ્રલ માળખું ધરાવે છે, H–O–H કોણ 104° 30° છે. પરમાણુમાંના બોન્ડ આંશિક રીતે આયનીય (30%) અને આંશિક રીતે સહસંયોજક હોય છે જેમાં ઓક્સિજન પર નકારાત્મક ચાર્જની ઊંચી ઘનતા હોય છે અને તે મુજબ, હાઇડ્રોજન પર હકારાત્મક ચાર્જ હોય ​​છે:

H-O બોન્ડની ઊંચી શક્તિને કારણે, હાઇડ્રોજનને ઓક્સિજનમાંથી વિભાજિત કરવું મુશ્કેલ છે અને પાણી ખૂબ જ નબળા એસિડિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે. પાણીના ઘણા ગુણધર્મો શુલ્કના વિતરણ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, પાણીના પરમાણુ મેટલ આયન સાથે હાઇડ્રેટ બનાવે છે:

પાણી સ્વીકારનારને એક ઇલેક્ટ્રોન જોડી આપે છે, જે H + હોઈ શકે છે:

Oxoanions અને oxocations

- ઓક્સિજન ધરાવતા કણો જેમાં અવશેષ નકારાત્મક (ઓક્સોએનિયન્સ) અથવા શેષ હકારાત્મક (ઓક્સોકેશન્સ) ચાર્જ હોય ​​છે. O 2– આયનમાં H+ જેવા સકારાત્મક ચાર્જ થયેલા કણો માટે ઉચ્ચ સંબંધ (ઉચ્ચ પ્રતિક્રિયાશીલતા) છે. સ્થિર ઓક્સોએનિયન્સનો સૌથી સરળ પ્રતિનિધિ હાઇડ્રોક્સાઇડ આયન OH – છે. આ ઉચ્ચ ચાર્જ ઘનતાવાળા અણુઓની અસ્થિરતા અને સકારાત્મક ચાર્જ સાથેના કણોના ઉમેરાને પરિણામે તેમના આંશિક સ્થિરીકરણને સમજાવે છે. તેથી, જ્યારે સક્રિય ધાતુ (અથવા તેનો ઓક્સાઇડ) પાણી પર કાર્ય કરે છે, ત્યારે OH– બને છે, O 2– નહીં:

2Na + 2H 2 O ® 2Na + + 2OH – + H 2

Na 2 O + H 2 O ® 2Na + + 2OH –

ઓક્સિજનમાંથી ધાતુના આયન અથવા નોન-મેટાલિક કણ સાથે વધુ જટિલ ઓક્સોઆનિયનો બને છે જેમાં મોટો ધન ચાર્જ હોય ​​છે, પરિણામે ઓછા ચાર્જવાળા કણ જે વધુ સ્થિર હોય છે, ઉદાહરણ તરીકે:

આપણા ગ્રહ પર સૌથી મહત્વપૂર્ણ તત્વોમાંનું એક ઓક્સિજન છે. આ પદાર્થના રાસાયણિક ગુણધર્મો તેને જૈવિક પ્રક્રિયાઓમાં ભાગ લેવાની મંજૂરી આપે છે, અને તેની વધેલી પ્રવૃત્તિ ઓક્સિજનને તમામ જાણીતી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં નોંધપાત્ર સહભાગી બનાવે છે. મુક્ત સ્થિતિમાં, આ પદાર્થ વાતાવરણમાં ઉપલબ્ધ છે. બંધાયેલી સ્થિતિમાં, ઓક્સિજન એ ખનિજો, ખડકો અને જટિલ પદાર્થોનો એક ભાગ છે જે વિવિધ જીવંત જીવો બનાવે છે. પૃથ્વી પર ઓક્સિજનનો કુલ જથ્થો આપણા ગ્રહના કુલ જથ્થાના 47% હોવાનો અંદાજ છે.

ઓક્સિજન હોદ્દો

સામયિક કોષ્ટકમાં, ઓક્સિજન આ કોષ્ટકના આઠમા કોષ પર કબજો કરે છે. તેનું આંતરરાષ્ટ્રીય નામ ઓક્સિજનિયમ છે. રાસાયણિક સંકેતોમાં તેને લેટિન અક્ષર "O" દ્વારા નિયુક્ત કરવામાં આવે છે. અણુ ઓક્સિજન પ્રાકૃતિક વાતાવરણમાં થતો નથી; તેના કણો જોડાઈને ગેસના પરમાણુઓ બનાવે છે, જેનું પરમાણુ વજન 32 ગ્રામ/મોલ છે.

હવા અને ઓક્સિજન

હવા એ પૃથ્વી પર સામાન્ય રીતે અનેક વાયુઓનું મિશ્રણ છે. હવાના જથ્થામાં મોટાભાગના નાઇટ્રોજન વોલ્યુમ દ્વારા 78.2% અને દળ દ્વારા 75.5% છે. ઓક્સિજન વોલ્યુમમાં માત્ર બીજા ક્રમે છે - 20.9%, અને સમૂહમાં - 23.2%. ત્રીજું સ્થાન ઉમદા વાયુઓને સોંપવામાં આવ્યું છે. બાકીની અશુદ્ધિઓ - કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, પાણીની વરાળ, ધૂળ, વગેરે - કુલ હવાના જથ્થામાં માત્ર એક ટકાના અપૂર્ણાંક પર કબજો કરે છે.

કુદરતી ઓક્સિજનનો સંપૂર્ણ સમૂહ ત્રણ આઇસોટોપ્સનું મિશ્રણ છે - 16 O, 17 O, 18 O. ઓક્સિજનના કુલ સમૂહમાં આ આઇસોટોપ્સની ટકાવારી અનુક્રમે 99.76%, 0.04% અને 0.2% છે.

ઓક્સિજનના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો

સામાન્ય સ્થિતિમાં એક લિટર હવાનું વજન 1.293 ગ્રામ હોય છે જ્યારે તાપમાન -140⁰C સુધી ઘટી જાય છે, ત્યારે હવા રંગહીન પારદર્શક પ્રવાહી બની જાય છે. નીચા ઉત્કલન બિંદુ હોવા છતાં, હવાને ઓરડાના તાપમાને પણ પ્રવાહી સ્થિતિમાં રાખી શકાય છે. આ કરવા માટે, પ્રવાહીને કહેવાતા દેવર ફ્લાસ્કમાં મૂકવો આવશ્યક છે. પ્રવાહી ઓક્સિજનમાં નિમજ્જન વસ્તુઓના સામાન્ય ગુણધર્મોમાં ધરમૂળથી ફેરફાર કરે છે.

ઓક્સિજન પાણીમાં ઓગળી જાય છે, જોકે ઓછી માત્રામાં - દરિયાના પાણીમાં 3-5% ઓક્સિજન હોય છે. પરંતુ આ વાયુની આટલી ઓછી માત્રાએ માછલીઓ, શેલફિશ અને વિવિધ દરિયાઈ જીવોના અસ્તિત્વને જન્મ આપ્યો છે જેઓ તેમની પોતાની જીવન સહાય પ્રક્રિયાઓને ટેકો આપવા માટે પાણીમાંથી ઓક્સિજન મેળવે છે.

ઓક્સિજન અણુનું માળખું

ઓક્સિજનના વર્ણવેલ ગુણધર્મો મુખ્યત્વે આ તત્વની આંતરિક રચના દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે.

ઓક્સિજન સામયિક કોષ્ટકના ઘટકોના છઠ્ઠા જૂથના મુખ્ય પેટાજૂથનો છે. તત્વના બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન ક્લાઉડમાં છ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે, જેમાંથી ચાર p ઓર્બિટલ્સ ધરાવે છે અને બાકીના બે ઓર્બિટલમાં સ્થિત છે. આ આંતરિક માળખું ઈલેક્ટ્રોનિક બોન્ડ તોડવાના ઉદ્દેશ્યથી મોટા ઉર્જા ખર્ચનું કારણ બને છે - ઓક્સિજન અણુ માટે તેના છને છોડી દેવા કરતાં બાહ્ય ભ્રમણકક્ષામાં બે ખૂટતા ઈલેક્ટ્રોન ઉધાર લેવાનું સરળ છે. તેથી, મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં ઓક્સિજનની સહસંયોજકતા બે છે. બે મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનનો આભાર, ઓક્સિજન સરળતાથી ડાયાટોમિક પરમાણુઓ બનાવે છે, જે ઉચ્ચ બંધન શક્તિ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. માત્ર 498 J/mol ઉપર લાગુ ઊર્જા સાથે પરમાણુઓનું વિઘટન થાય છે અને અણુ ઓક્સિજન બને છે. આ તત્વના રાસાયણિક ગુણધર્મો તેને હિલીયમ, નિયોન અને આર્ગોન સિવાયના તમામ જાણીતા પદાર્થો સાથે પ્રતિક્રિયા કરવાની મંજૂરી આપે છે. ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો દર પ્રતિક્રિયાના તાપમાન અને પદાર્થની પ્રકૃતિ પર આધારિત છે.

ઓક્સિજનના રાસાયણિક ગુણધર્મો

ઓક્સિજન ઓક્સાઇડ બનાવવા માટે વિવિધ પદાર્થો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, અને આ પ્રતિક્રિયાઓ ધાતુ અને બિન-ધાતુ બંનેની લાક્ષણિકતા છે. ધાતુઓ સાથેના ઓક્સિજનના સંયોજનોને મૂળભૂત ઓક્સાઇડ કહેવામાં આવે છે - ક્લાસિક ઉદાહરણો મેગ્નેશિયમ ઓક્સાઇડ અને કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડ છે. પાણી સાથે મેટલ ઓક્સાઇડની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ઓક્સિજનના સક્રિય રાસાયણિક ગુણધર્મોની પુષ્ટિ કરીને હાઇડ્રોક્સાઇડની રચના તરફ દોરી જાય છે. બિન-ધાતુઓ સાથે, આ પદાર્થ એસિડિક ઓક્સાઇડ બનાવે છે - ઉદાહરણ તરીકે, સલ્ફર ટ્રાઇઓક્સાઇડ SO 3. જ્યારે આ તત્વ પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, ત્યારે સલ્ફ્યુરિક એસિડ પ્રાપ્ત થાય છે.

રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ

ઓક્સિજન મોટા ભાગના તત્વો સાથે સીધો સંપર્ક કરે છે. અપવાદો સોનું, હેલોજન અને પ્લેટિનમ છે. ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં ચોક્કસ પદાર્થો સાથે ઓક્સિજનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા નોંધપાત્ર રીતે ઝડપી બને છે. ઉદાહરણ તરીકે, પ્લેટિનમની હાજરીમાં હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનનું મિશ્રણ ઓરડાના તાપમાને પણ પ્રતિક્રિયા આપે છે. બહેરાશના વિસ્ફોટ સાથે, મિશ્રણ સામાન્ય પાણીમાં ફેરવાય છે, જેનું એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક ઓક્સિજન છે. તત્વના રાસાયણિક ગુણધર્મો અને ઉચ્ચ પ્રવૃત્તિ મોટા પ્રમાણમાં પ્રકાશ અને ગરમીના પ્રકાશનને સમજાવે છે, તેથી જ ઓક્સિજન સાથેની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને ઘણીવાર કમ્બશન કહેવામાં આવે છે.

શુદ્ધ ઓક્સિજનમાં દહન હવા કરતાં વધુ તીવ્રતાથી થાય છે, જો કે પ્રતિક્રિયા દરમિયાન છોડવામાં આવતી ગરમીનું પ્રમાણ લગભગ સમાન હશે, પરંતુ પ્રક્રિયા, નાઇટ્રોજનની ગેરહાજરીને કારણે, ખૂબ ઝડપથી આગળ વધે છે, અને કમ્બશન તાપમાન વધારે છે.

ઓક્સિજન મેળવવો

1774 માં, અંગ્રેજ વૈજ્ઞાનિક ડી. પ્રિસ્ટલીએ પારો ઓક્સાઇડના વિઘટનની પ્રતિક્રિયામાંથી અજાણ્યા ગેસને અલગ કર્યો. પરંતુ વૈજ્ઞાનિકે પ્રકાશિત ગેસને પહેલાથી જાણીતા પદાર્થ સાથે જોડ્યો ન હતો જે હવાનો ભાગ છે. માત્ર થોડા વર્ષો પછી, મહાન લેવોઇસિયરે આ પ્રતિક્રિયામાં મેળવેલા ઓક્સિજનના ભૌતિક-રાસાયણિક ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કર્યો અને હવાના ભાગ એવા ગેસ સાથે તેની ઓળખ સાબિત કરી. આધુનિક વિશ્વમાં, ઓક્સિજન હવામાંથી મેળવવામાં આવે છે. પ્રયોગશાળાઓમાં હું ઔદ્યોગિક ઓક્સિજનનો ઉપયોગ કરું છું, જે લગભગ 15 MPa ના દબાણે સિલિન્ડરોમાં પૂરો પાડવામાં આવે છે. શુદ્ધ ઓક્સિજન પ્રયોગશાળાની સ્થિતિમાં પણ મેળવી શકાય છે, તેને મેળવવાની પ્રમાણભૂત પદ્ધતિ પોટેશિયમ પરમેંગેનેટનું થર્મલ વિઘટન છે, જે સૂત્ર અનુસાર આગળ વધે છે:

ઓઝોન ઉત્પાદન

જો વીજળી ઓક્સિજન અથવા હવામાંથી પસાર થાય છે, તો વાતાવરણમાં એક લાક્ષણિક ગંધ દેખાશે, જે નવા પદાર્થ - ઓઝોનનો દેખાવ સૂચવે છે. ઓઝોન રાસાયણિક રીતે શુદ્ધ ઓક્સિજનમાંથી પણ મેળવી શકાય છે. આ પદાર્થની રચના સૂત્ર દ્વારા વ્યક્ત કરી શકાય છે:

આ પ્રતિક્રિયા સ્વતંત્ર રીતે આગળ વધી શકતી નથી; પરંતુ ઓઝોનનું ઓક્સિજનમાં વિપરીત રૂપાંતર સ્વયંભૂ થાય છે. ઓક્સિજન અને ઓઝોનના રાસાયણિક ગુણધર્મો ઘણી રીતે અલગ પડે છે. ઓઝોન ઘનતા, ગલન અને ઉત્કલન બિંદુઓમાં ઓક્સિજનથી અલગ છે. સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, આ ગેસ વાદળી રંગનો હોય છે અને તેમાં લાક્ષણિક ગંધ હોય છે. ઓઝોનમાં વધુ વિદ્યુત વાહકતા છે અને તે ઓક્સિજન કરતાં પાણીમાં વધુ દ્રાવ્ય છે. ઓઝોનના રાસાયણિક ગુણધર્મો તેના વિઘટનની પ્રક્રિયા દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે - આ પદાર્થના પરમાણુના વિઘટન દરમિયાન, ઓક્સિજનનો ડાયટોમિક પરમાણુ અને આ તત્વનો એક મુક્ત અણુ રચાય છે, જે અન્ય પદાર્થો સાથે આક્રમક રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઓઝોન અને ઓક્સિજન વચ્ચેની પ્રતિક્રિયા જાણીતી છે: 6Ag+O 3 =3Ag 2 O

પરંતુ સામાન્ય ઓક્સિજન ઊંચા તાપમાને પણ ચાંદી સાથે સંયોજિત થતો નથી.

પ્રકૃતિમાં, ઓઝોનનો સક્રિય સડો કહેવાતા ઓઝોન છિદ્રોની રચનાથી ભરપૂર છે, જે આપણા ગ્રહ પર જીવન પ્રક્રિયાઓને જોખમમાં મૂકે છે.

OXYGEN (લેટિન ઓક્સિજનિયમ), O, સામયિક કોષ્ટકના ટૂંકા સ્વરૂપના જૂથ VI (લાંબા સ્વરૂપના જૂથ 16) નું રાસાયણિક તત્વ, ચેલકોજેન્સનું છે; અણુ ક્રમાંક 8, અણુ સમૂહ 15.9994. કુદરતી ઓક્સિજનમાં ત્રણ આઇસોટોપનો સમાવેશ થાય છે: 16 O (99.757%), 17 O (0.038%) અને 18 O (0.205%). મિશ્રણમાં સૌથી હળવા 16 O આઇસોટોપનું વર્ચસ્વ એ હકીકતને કારણે છે કે 16 O અણુના ન્યુક્લિયસમાં 8 પ્રોટોન અને 8 ન્યુટ્રોન હોય છે. પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની સમાન સંખ્યા ન્યુક્લિયસમાં તેમની ઉચ્ચ બંધનકર્તા ઊર્જા અને અન્યની સરખામણીમાં 16 O ન્યુક્લીની સૌથી મોટી સ્થિરતા નક્કી કરે છે. સામૂહિક સંખ્યા 12-26 સાથે રેડિયો આઇસોટોપ્સ કૃત્રિમ રીતે મેળવવામાં આવ્યા છે.

ઐતિહાસિક માહિતી.ઓક્સિજન 1774માં કે. સ્કીલે (પોટેશિયમ નાઈટ્રેટ્સ KNO 3 અને સોડિયમ NaNO 3, મેંગેનીઝ ડાયોક્સાઈડ MnO 2 અને અન્ય પદાર્થોને કેલ્સિન કરીને) અને જે. પ્રિસ્ટલી (લીડ ટેટ્રોક્સાઈડ Pb 3 O 4 અને મર્ક્યુરી ઓક્સાઈડને ગરમ કરીને) દ્વારા સ્વતંત્ર રીતે મેળવવામાં આવ્યો હતો. પાછળથી, જ્યારે તે સ્થાપિત થયું કે ઓક્સિજન એસિડનો ભાગ છે, ત્યારે એ. લેવોઇસિયરે ઓક્સિજન નામનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો (ગ્રીકમાંથી όχύς - sour અને γεννάω - હું જન્મ આપું છું, તેથી રશિયન નામ "ઓક્સિજન").

પ્રકૃતિમાં વ્યાપ.ઓક્સિજન એ પૃથ્વી પરનું સૌથી સામાન્ય રાસાયણિક તત્વ છે: હાઇડ્રોસ્ફિયરમાં રાસાયણિક રીતે બંધાયેલા ઓક્સિજનની સામગ્રી 85.82% (મુખ્યત્વે પાણીના સ્વરૂપમાં), પૃથ્વીના પોપડામાં - 49% સમૂહ દ્વારા. 1,400 થી વધુ ખનિજો ઓક્સિજન ધરાવે છે. તેમાંથી, ઓક્સિજન ધરાવતા એસિડના ક્ષાર દ્વારા રચાયેલા ખનિજો પ્રબળ છે (સૌથી મહત્વપૂર્ણ વર્ગો કુદરતી કાર્બોનેટ, કુદરતી સિલિકેટ, કુદરતી સલ્ફેટ, કુદરતી ફોસ્ફેટ્સ છે), અને તેમના પર આધારિત ખડકો (ઉદાહરણ તરીકે, ચૂનાના પત્થર, આરસ), તેમજ વિવિધ કુદરતી ઓક્સાઇડ, કુદરતી અને રોક હાઇડ્રોક્સાઇડ ખડકો (ઉદાહરણ તરીકે, બેસાલ્ટ). મોલેક્યુલર ઓક્સિજન પૃથ્વીના વાતાવરણમાં વોલ્યુમ દ્વારા 20.95% (દળ દ્વારા 23.10%) બનાવે છે. વાતાવરણીય ઓક્સિજન જૈવિક મૂળનો છે અને પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન પાણી અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડમાંથી હરિતદ્રવ્ય ધરાવતા લીલા છોડમાં બને છે. છોડ દ્વારા છોડવામાં આવતી ઓક્સિજનની માત્રા સડો, દહન અને શ્વસનની પ્રક્રિયાઓમાં વપરાશમાં લેવાયેલા ઓક્સિજનની માત્રાને વળતર આપે છે.

ઓક્સિજન, એક બાયોજેનિક તત્વ, કુદરતી કાર્બનિક સંયોજનો (પ્રોટીન, ચરબી, ન્યુક્લિક એસિડ, કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ, વગેરે) અને હાડપિંજરના અકાર્બનિક સંયોજનોની રચનામાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ વર્ગોનો ભાગ છે.

ગુણધર્મો. ઓક્સિજન અણુના બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન શેલની રચના 2s 2 2p 4; સંયોજનોમાં ઓક્સિડેશન સ્ટેટ્સ -2, -1, ભાગ્યે જ +1, +2 દર્શાવે છે; પાઉલિંગ ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવિટી 3.44 (ફ્લોરિન પછી સૌથી વધુ ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવ તત્વ); અણુ ત્રિજ્યા 60 pm; O2 આયનની ત્રિજ્યા 121 pm છે (સંકલન નંબર 2). વાયુયુક્ત, પ્રવાહી અને ઘન અવસ્થામાં ઓક્સિજન ડાયટોમિક O 2 પરમાણુઓના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. O 2 અણુઓ પેરામેગ્નેટિક છે. ઓક્સિજન - ઓઝોનનું એલોટ્રોપિક ફેરફાર પણ છે, જેમાં ટ્રાયટોમિક O 3 અણુઓનો સમાવેશ થાય છે.

ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટમાં, ઓક્સિજન પરમાણુમાં સમાન સંખ્યામાં વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે, જેમાંથી બે જોડી વગરના હોય છે. તેથી, ઓક્સિજન, જેમાં ઓછી-ઊર્જા ખાલી ડી-ઓપબીટલ નથી, તે મોટાભાગના રાસાયણિક સંયોજનોમાં દ્વિભાષી છે. રાસાયણિક બંધનની પ્રકૃતિ અને સંયોજનના સ્ફટિક બંધારણના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, ઓક્સિજનની સંકલન સંખ્યા અલગ હોઈ શકે છે: O (અણુ ઓક્સિજન), 1 (ઉદાહરણ તરીકે, O 2, CO 2), 2 (ઉદાહરણ તરીકે, H 2 O, H 2 O 2), 3 (ઉદાહરણ તરીકે, H 3 O +), 4 (ઉદાહરણ તરીકે, Be અને Zn oxoacetates), 6 (ઉદાહરણ તરીકે, MgO, CdO), 8 (ઉદાહરણ તરીકે, Na 2 O , Cs 2 O). અણુની નાની ત્રિજ્યાને કારણે, ઓક્સિજન અન્ય પરમાણુઓ સાથે મજબૂત π-બોન્ડ રચવામાં સક્ષમ છે, ઉદાહરણ તરીકે, ઓક્સિજન અણુઓ (O 2, O 3), કાર્બન, નાઇટ્રોજન, સલ્ફર અને ફોસ્ફરસ સાથે. તેથી, ઓક્સિજન માટે, એક ડબલ બોન્ડ (494 kJ/mol) બે સિંગલ બોન્ડ (146 kJ/mol) કરતાં ઊર્જાસભર રીતે વધુ અનુકૂળ છે.

O 2 પરમાણુઓનું પેરામેગ્નેટિઝમ બમણું ડિજનરેટ એન્ટિબોન્ડિંગ π* ઓર્બિટલમાં સમાંતર સ્પિન સાથે બે જોડી વગરના ઇલેક્ટ્રોનની હાજરી દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે. પરમાણુના બંધન પરિભ્રમણમાં એન્ટિબોન્ડિંગ ઓર્બિટલ્સ કરતાં ચાર વધુ ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી, O2 માં બોન્ડ ઓર્ડર 2 છે, એટલે કે, ઓક્સિજન અણુઓ વચ્ચેનું બોન્ડ બમણું છે. જો, ફોટોકેમિકલ અથવા રાસાયણિક અસર દરમિયાન, એક π* ભ્રમણકક્ષામાં વિરુદ્ધ સ્પિનવાળા બે ઇલેક્ટ્રોન દેખાય છે, તો પ્રથમ ઉત્તેજિત સ્થિતિ ઊભી થાય છે, જે જમીનની સ્થિતિ ઉપર 92 kJ/mol ઊર્જામાં સ્થિત છે. જો, જ્યારે ઓક્સિજન પરમાણુ ઉત્તેજિત થાય છે, ત્યારે બે ઈલેક્ટ્રોન બે અલગ અલગ π* ભ્રમણકક્ષા પર કબજો કરે છે અને તેની વિરુદ્ધ સ્પિન હોય છે, તો બીજી ઉત્તેજિત સ્થિતિ ઊભી થાય છે, જેની ઉર્જા જમીન કરતાં 155 kJ/mol વધારે હોય છે. ઉત્તેજના સાથે O-O આંતર-પરમાણુ અંતરમાં વધારો થાય છે: ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટમાં 120.74 વાગ્યાથી પ્રથમ માટે 121.55 વાગ્યા સુધી અને બીજી ઉત્તેજિત સ્થિતિ માટે 122.77 વાગ્યા સુધી, જે બદલામાં, O-O બોન્ડના નબળા પડવા તરફ દોરી જાય છે અને ઓક્સિજનની રાસાયણિક પ્રવૃત્તિમાં વધારો. O2 પરમાણુની બંને ઉત્તેજિત અવસ્થાઓ ગેસ તબક્કામાં ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાઓમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

ઓક્સિજન રંગહીન, ગંધહીન અને સ્વાદહીન ગેસ છે; t ઓગળવું -218.3 °C, t ઉકળવું -182.9 °C, વાયુયુક્ત ઓક્સિજનની ઘનતા 1428.97 kg/dm 3 (0 °C અને સામાન્ય દબાણ પર). પ્રવાહી ઓક્સિજન એ આછો વાદળી પ્રવાહી છે, ઘન ઓક્સિજન એ વાદળી સ્ફટિકીય પદાર્થ છે. 0 °C પર, થર્મલ વાહકતા 24.65-10 -3 W/(mK), સતત દબાણ પર દાઢ ઉષ્મા ક્ષમતા 29.27 J/(mol K), વાયુ ઓક્સિજનનું ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક 1.000547 છે, પ્રવાહી ઓક્સિજન 1.491 છે. ઓક્સિજન પાણીમાં ખરાબ રીતે દ્રાવ્ય છે (20 °C પર વોલ્યુમ દ્વારા 3.1% ઓક્સિજન), કેટલાક ઓર્ગેનોફ્લોરિન સોલવન્ટ્સમાં અત્યંત દ્રાવ્ય છે, જેમ કે પરફ્લુરોડેકેલિન (0 °C પર વોલ્યુમ દ્વારા 4500% ઓક્સિજન). નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં ઓક્સિજન ઉમદા ધાતુઓ દ્વારા ઓગળવામાં આવે છે: ચાંદી, સોનું અને પ્લેટિનમ. પીગળેલા ચાંદીમાં ગેસની દ્રાવ્યતા (962 °C પર વોલ્યુમ દ્વારા 2200%) તાપમાનમાં ઘટાડો સાથે તીવ્ર ઘટાડો થાય છે, તેથી, જ્યારે હવામાં ઠંડુ થાય છે, ત્યારે ઓગળેલા ઓક્સિજનના તીવ્ર પ્રકાશનને કારણે ચાંદી "ઉકળે છે" અને સ્પ્લેશ થાય છે.

ઓક્સિજન અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ છે, એક મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ: તે સામાન્ય સ્થિતિમાં મોટા ભાગના સરળ પદાર્થો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, મુખ્યત્વે અનુરૂપ ઓક્સાઇડની રચના સાથે (ઘણી પ્રતિક્રિયાઓ કે જે ઓરડામાં અને નીચલા તાપમાને ધીમે ધીમે થાય છે તે વિસ્ફોટ સાથે હોય છે અને મોટા પ્રમાણમાં મુક્ત થાય છે. જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે ગરમીનું પ્રમાણ). ઓક્સિજન સામાન્ય સ્થિતિમાં હાઇડ્રોજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે (પાણી H 2 O બને છે; હાઇડ્રોજન સાથે ઓક્સિજનનું મિશ્રણ વિસ્ફોટક હોય છે - વિસ્ફોટક ગેસ જુઓ), જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે - સલ્ફર (સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ SO 2 અને સલ્ફર ટ્રાઇઓક્સાઇડ SO 3), કાર્બન (કાર્બન ઓક્સાઇડ CO) સાથે , કાર્બન ડાયોક્સાઇડ CO 2), ફોસ્ફરસ (ફોસ્ફરસ ઓક્સાઇડ), ઘણી ધાતુઓ (મેટલ ઓક્સાઇડ), ખાસ કરીને આલ્કલી અને આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓ (મુખ્યત્વે મેટલ પેરોક્સાઇડ અને સુપરઓક્સાઇડ, ઉદાહરણ તરીકે બેરિયમ પેરોક્સાઇડ BaO 2, પોટેશિયમ સુપરઓક્સાઇડ KO 2) સાથે સરળતાથી. ઓક્સિજન 1200 °C થી વધુ તાપમાને અથવા જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જના સંપર્કમાં આવે ત્યારે નાઇટ્રોજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે (નાઇટ્રોજન મોનોક્સાઇડ NO રચાય છે). ઝેનોન, ક્રિપ્ટોન, હેલોજન, સોનું અને પ્લેટિનમ સાથેના ઓક્સિજન સંયોજનો પરોક્ષ રીતે મેળવવામાં આવે છે. ઓક્સિજન હિલીયમ, નિયોન અને આર્ગોન સાથે રાસાયણિક સંયોજનો બનાવતું નથી. પ્રવાહી ઓક્સિજન પણ એક મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ છે: જ્યારે તેમાં પલાળેલું કપાસનું ઊન સળગાવવામાં આવે છે ત્યારે તે તરત જ બળી જાય છે;

ઓક્સિજન ત્રણ આયનીય સ્વરૂપો બનાવે છે, જેમાંથી દરેક રાસાયણિક સંયોજનોના અલગ વર્ગના ગુણધર્મો નક્કી કરે છે: O 2 - સુપરઓક્સાઇડ્સ (ઓક્સિજન અણુની ઔપચારિક ઓક્સિડેશન સ્થિતિ -0.5), O 2 - પેરોક્સાઇડ સંયોજનો (ઓક્સિજન અણુની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ -1). , ઉદાહરણ તરીકે હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ H 2 O 2), O 2- - ઓક્સાઇડ્સ (ઓક્સિજન અણુની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ -2). ઓક્સિજન ફ્લોરાઈડ્સ O 2 F 2 અને OF 2 માં અનુક્રમે +1 અને +2 હકારાત્મક ઓક્સિડેશન સ્થિતિ દર્શાવે છે. ઓક્સિજન ફ્લોરાઈડ્સ અસ્થિર છે, મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટો અને ફ્લોરિનેટીંગ રીએજન્ટ્સ છે.

મોલેક્યુલર ઓક્સિજન એ નબળા લિગાન્ડ છે અને તે Fe, Co, Mn, Cu ના કેટલાક સંકુલને જોડે છે. આવા સંકુલોમાં, સૌથી મહત્વપૂર્ણ આયર્ન પોર્ફિરિન છે, જે હિમોગ્લોબિનનો એક ભાગ છે, એક પ્રોટીન જે ગરમ લોહીવાળા પ્રાણીઓના શરીરમાં ઓક્સિજનનું પરિવહન કરે છે.

જૈવિક ભૂમિકા. ઓક્સિજન, મુક્ત સ્વરૂપમાં અને વિવિધ પદાર્થોની રચનામાં (ઉદાહરણ તરીકે, ઓક્સિડેઝ અને ઓક્સિડોરેડક્ટેસિસના ઉત્સેચકો), જીવંત સજીવોમાં થતી તમામ ઓક્સિડેટીવ પ્રક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે. પરિણામે, જીવનની પ્રક્રિયામાં મોટી માત્રામાં ઊર્જા મુક્ત થાય છે અને વપરાશ થાય છે.

રસીદ. ઔદ્યોગિક ધોરણે, ઓક્સિજનનું ઉત્પાદન લિક્વિફેક્શન અને હવાના અપૂર્ણાંક નિસ્યંદન દ્વારા થાય છે (એર વિભાજન લેખ જુઓ), તેમજ પાણીના વિદ્યુત વિચ્છેદન દ્વારા. પ્રયોગશાળાની પરિસ્થિતિઓમાં, હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ (2P 2 O 2 = 2H 2 O + O 2), ધાતુના ઓક્સાઇડ (ઉદાહરણ તરીકે, મર્ક્યુરી ઓક્સાઇડ: 2HgO = 2Hg + O 2), ઓક્સિજન ધરાવતા ક્ષારોને ગરમ કરીને વિઘટન દ્વારા ઓક્સિજન મેળવવામાં આવે છે. એસિડ્સ (ઉદાહરણ તરીકે, પોટેશિયમ ક્લોરેટ : 2KlO 3 = 2KCl + 3O 2, પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ: 2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2), NaOH ના જલીય દ્રાવણના વિદ્યુત વિચ્છેદન દ્વારા. ગેસિયસ ઓક્સિજનનો સંગ્રહ અને પરિવહન સ્ટીલના સિલિન્ડરોમાં, 15 અને 42 MPa ના દબાણે વાદળી રંગમાં, પ્રવાહી ઓક્સિજન - ધાતુના દેવર જહાજોમાં અથવા ખાસ ટાંકી ટાંકીમાં થાય છે.

અરજી. કૃત્રિમ પ્રવાહી ઇંધણના ઉત્પાદનમાં રાસાયણિક ઉદ્યોગમાં ધાતુશાસ્ત્ર (ઉદાહરણ તરીકે, ઓક્સિજન-કન્વર્ટર પ્રક્રિયા જુઓ), ધાતુઓની ગેસ-ફ્લેમ પ્રોસેસિંગમાં (ઉદાહરણ તરીકે, ઓક્સિજન કટીંગ જુઓ), તકનીકી ઓક્સિજનનો ઉપયોગ ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે થાય છે. , લુબ્રિકેટિંગ તેલ, નાઈટ્રિક અને સલ્ફ્યુરિક એસિડ્સ, મિથેનોલ, એમોનિયા અને એમોનિયા ખાતરો, મેટલ પેરોક્સાઇડ્સ, વગેરે. શુદ્ધ ઓક્સિજનનો ઉપયોગ ઓક્સિજન-શ્વાસના ઉપકરણમાં અવકાશ જહાજો, સબમરીન પર, જ્યારે ઊંચાઈએ ચડતા હોય ત્યારે, પાણીની અંદરના કામમાં, ઔષધીય હેતુઓ માટે થાય છે. ઓક્સિજન ઉપચાર લેખ જુઓ). બ્લાસ્ટિંગ ઓપરેશન દરમિયાન રોકેટ ઇંધણ માટે પ્રવાહી ઓક્સિજનનો ઉપયોગ ઓક્સિડાઇઝર તરીકે થાય છે. કેટલાક ઓર્ગેનોફ્લોરિન સોલવન્ટ્સમાં ઓક્સિજન ગેસના દ્રાવણના જલીય પ્રવાહી મિશ્રણને કૃત્રિમ રક્તના અવેજી તરીકે ઉપયોગ કરવાની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે (ઉદાહરણ તરીકે, પરફ્ટોરન).

લિટ.: સોન્ડર્સ એન. ઓક્સિજન અને જૂથના તત્વો 16. ઓક્સએફ., 2003; Drozdov A. A., Zlomanov V. P., Mazo G. N., Spiridonov F. M. અકાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્ર. એમ., 2004. ટી. 2; શ્રીવર ડી., એટકિન્સ પી. અકાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્ર. એમ., 2004. ટી. 1-2.