Halo. Anda sudah membaca artikel saya di blog Tutoronline.ru. Hari ini saya akan bercerita tentang oksigen dan cara mendapatkannya. Izinkan saya mengingatkan Anda bahwa jika Anda memiliki pertanyaan untuk saya, Anda dapat menuliskannya di komentar artikel. Jika Anda memerlukan bantuan dalam bidang kimia, daftarlah ke kelas saya sesuai jadwal. Saya akan dengan senang hati membantu Anda.

Oksigen didistribusikan di alam dalam bentuk isotop 16 O, 17 O, 18 O, yang memiliki persentase berikut di Bumi - masing-masing 99,76%, 0,048%, 0,192%.

Dalam keadaan bebas, oksigen ada dalam bentuk tiga modifikasi alotropik : atom oksigen - O o, dioksigen - O 2 dan ozon - O 3. Selain itu, oksigen atom dapat diperoleh sebagai berikut:

KClO 3 = KCl + 3O 0

KNO 3 = KNO 2 + O 0

Oksigen merupakan bagian dari lebih dari 1.400 mineral dan zat organik yang berbeda; di atmosfer, kandungannya mencapai 21% volume. Dan tubuh manusia mengandung hingga 65% oksigen. Oksigen adalah gas yang tidak berwarna dan tidak berbau, sedikit larut dalam air (3 volume oksigen larut dalam 100 volume air pada suhu 20 o C).

Di laboratorium, oksigen diperoleh dengan memanaskan zat-zat tertentu secara moderat:

1) Saat menguraikan senyawa mangan (+7) dan (+4):

2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
permanganat manganat
kalium kalium

2MnO2 → 2MnO + O2

2) Saat menguraikan perklorat:

2KClO 4 → KClO 2 + KCl + 3O 2
perklorat
kalium

3) Selama penguraian garam berthollet (kalium klorat).
Dalam hal ini, atom oksigen terbentuk:

2KClO 3 → 2 KCl + 6O 0
klorat
kalium

4) Selama penguraian garam asam hipoklorit dalam cahaya- hipoklorit:

2NaClO → 2NaCl + O2

Ca(ClO) 2 → CaCl 2 + O 2

5) Saat memanaskan nitrat.
Dalam hal ini, oksigen atom terbentuk. Tergantung pada posisi logam nitrat dalam rangkaian aktivitas, berbagai produk reaksi terbentuk:

2NaNO 3 → 2NaNO 2 + O 2

Ca(NO 3) 2 → CaO + 2NO 2 + O 2

2AgNO3 → 2Ag + 2NO2 + O2

6) Selama penguraian peroksida:

2H 2 O 2 ↔ 2H 2 O + O 2

7) Saat memanaskan oksida logam tidak aktif:

2Аg 2 O ↔ 4Аg + O 2

Proses ini relevan dalam kehidupan sehari-hari. Faktanya adalah piring yang terbuat dari tembaga atau perak, yang memiliki lapisan film oksida alami, membentuk oksigen aktif ketika dipanaskan, yang memiliki efek antibakteri. Pelarutan garam logam tidak aktif, terutama nitrat, juga menyebabkan pembentukan oksigen. Misalnya, keseluruhan proses pelarutan perak nitrat dapat direpresentasikan secara bertahap:

AgNO 3 + H 2 O → AgOH + HNO 3

2AgOH → Ag 2 O + O 2

2Ag 2 O → 4Ag + O 2

atau dalam bentuk ringkasan:

4AgNO 3 + 2H 2 O → 4Ag + 4HNO 3 + 7O 2

8) Saat memanaskan garam kromium dengan bilangan oksidasi tertinggi:

4K 2 Cr 2 O 7 → 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 + 3 O 2
bikromat kromat
kalium kalium

Di industri, oksigen diperoleh:

1) Dekomposisi air secara elektrolitik:

2H 2 O → 2H 2 + O 2

2) Interaksi karbon dioksida dengan peroksida:

CO 2 + K 2 O 2 →K 2 CO 3 + O 2

Metode ini merupakan solusi teknis yang sangat diperlukan untuk masalah pernapasan dalam sistem terisolasi: kapal selam, tambang, pesawat ruang angkasa.

3) Ketika ozon berinteraksi dengan zat pereduksi:

O 3 + 2KJ + H 2 O → J 2 + 2KOH + O 2

Yang paling penting adalah produksi oksigen selama proses fotosintesis. terjadi pada tumbuhan. Semua kehidupan di Bumi pada dasarnya bergantung pada proses ini. Fotosintesis adalah proses multi-langkah yang kompleks. Cahaya memberikan permulaannya. Fotosintesis sendiri terdiri dari dua fase: terang dan gelap. Selama fase cahaya, pigmen klorofil yang terkandung dalam daun tanaman membentuk apa yang disebut kompleks “penyerap cahaya”, yang mengambil elektron dari air, dan dengan demikian membaginya menjadi ion hidrogen dan oksigen:

2H 2 O = 4e + 4H + O 2

Akumulasi proton berkontribusi pada sintesis ATP:

ADP + P = ATP

Selama fase gelap, karbon dioksida dan air diubah menjadi glukosa. Dan oksigen dilepaskan sebagai produk sampingan:

6CO 2 + 6H 2 O = C 6 H 12 O 6 + O 2

situs web, ketika menyalin materi secara keseluruhan atau sebagian, diperlukan tautan ke sumbernya.

Jika Anda menemukan kesalahan pada suatu halaman, pilih kesalahan tersebut dan tekan Ctrl + Enter

Oksigen pertama kali diperoleh dalam bentuk murni oleh Scheele pada tahun 1772, kemudian pada tahun 1774 Priestley mengisolasinya dari merkuri oksida.

Nama latin oksigen "oxygenium" berasal dari kata Yunani kuno "oxis", yang berarti "asam", dan "gennao" - "Saya melahirkan"; maka dari itu bahasa Latin “oxygenium” berarti “melahirkan asam.”

Dalam keadaan bebas oksigen ditemukan di udara dan air. Udara (atmosfer) mengandung 20,9% volume atau 23,2% berat; kandungannya dalam air dalam keadaan terlarut adalah 7-10 mg/l.

Dalam bentuk terikat, oksigen merupakan bagian dari air (88,9%), berbagai mineral (dalam bentuk berbagai senyawa oksigen). Oksigen adalah bagian dari jaringan setiap tanaman. Hal ini diperlukan untuk pernafasan hewan.

Oksigen terdapat di alam dalam keadaan bebas, bercampur dengan gas lain dan dalam bentuk senyawa, oleh karena itu digunakan metode fisika dan kimia untuk produksinya.

Metode umum untuk memperoleh oksigen dari senyawa didasarkan pada oksidasi ion bermuatan negatif divalen menurut skema berikut:

2O 2- - 4e - = O 2.
Karena oksidasi dapat dilakukan dengan berbagai cara, ada banyak metode berbeda (di laboratorium dan industri) untuk menghasilkan oksigen.

1. METODE KERING UNTUK MEMPRODUKSI OKSIGEN DENGAN DISOSIASI TERMAL

PRODUKSI OKSIGEN DENGAN DEKOMPOSISI TERMAL OKSIDA BEBERAPA LOGAM (HgO, Ag 2 O, Au 2 O 3, IrO 2 DLL.)

2HgO = 2Hg + O 2 - 2x25 kkal.
Dari 10 g oksida merkuri merah diperoleh 500 ml oksigen.

Untuk percobaannya digunakan tabung reaksi yang terbuat dari kaca tahan api dengan panjang 17 cm dan diameter 1,5 cm dengan ujung bawah ditekuk, seperti pada gambar, panjang 3-4 cm dituangkan ke dalam ujung bawah . Sumbat karet dengan tabung keluar dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang dipasang pada dudukan dalam posisi miring, di mana oksigen yang dilepaskan selama pemanasan dialihkan ke dalam alat kristalisasi dengan air.

Ketika oksida merkuri merah dipanaskan hingga 500°, oksigen dilepaskan dari tabung keluar dan tetesan logam merkuri muncul di dinding tabung reaksi.

Oksigen sulit larut dalam air, oleh karena itu oksigen dikumpulkan menggunakan metode menggantikan air setelah udara benar-benar dikeluarkan dari perangkat.

Di akhir percobaan, pertama-tama keluarkan tabung keluar dari alat kristalisasi dengan air, kemudian matikan pembakar dan, dengan mempertimbangkan toksisitas uap merkuri, buka tutupnya hanya setelah tabung reaksi benar-benar dingin.

Alih-alih tabung reaksi, Anda dapat menggunakan retort dengan penerima air raksa.

Pengalaman. Dekomposisi termal oksida perak. Persamaan reaksi:

2Ag 2 O = 4Ag + O 2 - 13 kkal.

Ketika bubuk oksida perak hitam dipanaskan dalam tabung reaksi dengan tabung keluar, oksigen dilepaskan, yang dikumpulkan di atas air, dan lapisan perak mengkilap tetap berada di dinding tabung reaksi dalam bentuk cermin.

PRODUKSI OKSIGEN DENGAN DEKOMPOSISI TERMAL OKSIDA YANG KETIKA TERREDUKSI MENJADI OKSIDA VALENSI RENDAH, MEMBEBASKAN BAGIAN OKSIGEN

A) 2PbO 2 = 2PbO + O 2;
b) 2Pb 3 O 4 = 6PbO + O 2;
PbO2 290-320°→ Pb 2 O 3 390-420°→ Pb 3 O 4 530-550°→ PbO.

Timbal timbal (Pb 3 O 4 atau 2PbO PbO 2)

Timah merah

Timbal (IV) oksida PbO 2

Timbal (IV) oksida PbO 2

Selama dekomposisi termal, sekitar 460 ml oksigen diperoleh dari 10 g timbal dioksida, dan sekitar 160 ml oksigen diperoleh dari 10 g Pb 3 O 4.

Memperoleh oksigen dari oksida timbal memerlukan pemanasan yang lebih intensif.

Ketika bubuk coklat tua PbO 2 atau Pb 3 O 4 oranye dipanaskan dengan kuat dalam tabung reaksi, bubuk oksida timbal kuning PbO terbentuk; Dengan menggunakan serpihan yang membara, Anda dapat memverifikasi bahwa oksigen sedang dilepaskan.

Tabung reaksi setelah percobaan ini tidak cocok untuk digunakan lebih lanjut, karena... Ketika dipanaskan dengan kuat, timbal oksida akan bergabung dengan kaca.

Pengalaman. Dekomposisi termal mangan dioksida.

3MnO 2 = Mn 3 O 4 + O 2 - 48 kkal.
Dari 10 g mangan dioksida (pirolusit) diperoleh sekitar 420 ml oksigen. Dalam hal ini, tabung reaksi dipanaskan sampai api merah terang.

Untuk memperoleh oksigen dalam jumlah besar, proses penguraian pirolusit dilakukan dalam tabung besi sepanjang 20 cm yang salah satu ujungnya ditutup dengan sumbat yang dilengkapi tabung untuk mengeluarkan oksigen.

Tabung besi tersebut dipanaskan menggunakan oven pembakaran atau kompor gas Tekla dengan sambungan pas.

Pengalaman. Dekomposisi termal anhidrida kromat. Oksigen terbentuk sebagai hasil reaksi redoks intramolekul:

4СrO 3 = 2Сr 2 O 3 + 3O 2 - 12,2 kkal.

Kromium (VI) oksida CrO 3 [kromat anhidrida]

Kromium (III) oksida Cr 2 O 3

Kromium (III) oksida Cr 2 O 3

Dekomposisi termal kromium anhidrida (padatan higroskopis berwarna merah tua) melepaskan oksigen dan menghasilkan bubuk kromium oksida hijau Cr 2 O 3 .

PRODUKSI OKSIGEN DENGAN DEKOMPOSISI TERMAL PEROKSIDA

2BaO 2 + 38 kkal ← 500° 700°→ 2BaO + O 2 .
Ketika barium peroksida BaO 2 dipanaskan dengan kuat, ikatan peroksida diputus untuk membentuk barium oksida dan melepaskan oksigen.

Dari 10 g barium peroksida diperoleh sekitar 660 ml oksigen.

Selain barium peroksida, Anda juga bisa menggunakan natrium peroksida. Kemudian pemuaian mengikuti persamaan

2Na 2 O 2 = 2Na 2 O + O 2.
Percobaan dilakukan dalam tabung reaksi yang mempunyai tabung keluar.

Pengalaman. Dekomposisi termal kalium klorat. Tergantung pada suhu, kalium klorat terurai secara berbeda. Ketika dipanaskan hingga 356° ia meleleh, dan pada 400° ia terurai sesuai persamaan

2KlO 3 = KClO 4 + KCl + O 2.

Dalam hal ini, hanya sepertiga oksigen yang terkandung dalam senyawa dilepaskan dan pemadatan lelehan diamati. Fenomena ini dijelaskan oleh fakta bahwa senyawa KClO 4 yang dihasilkan lebih stabil dan tahan api.

Ketika kalium klorat dipanaskan hingga 500°, pembentukan kalium perklorat merupakan reaksi antara.

Perluasan dalam hal ini berlangsung menurut persamaan:
A) 4KlO 3 = 3KlO 4 + KCl + 71 kkal;
b) 3КlO 4 = 3Кl + 6O 2 - 24 kkal;
4КlO 3 = 4Кl + 6O 2 + 52 kkal.

Dekomposisi termal kalium klorat dilakukan dalam retort kecil, yang dihubungkan ke alat kristalisasi berisi air (atau penangas pneumatik) menggunakan tabung keluar dengan tabung pengaman.

Perangkat dirakit sesuai dengan. Untuk menghindari ledakan, KClO 3 murni dituangkan ke dalam retort, tanpa campuran bahan organik.

Untuk menghindari dekomposisi hebat yang dapat menyebabkan retort pecah, pemanasan dilakukan dengan hati-hati. Oksigen yang dilepaskan dikumpulkan di berbagai wadah di atas air. Jika ingin mendapatkan aliran oksigen yang lambat, kalium klorat diencerkan dengan mencampurkannya dengan garam meja kering.

Pengalaman. Dekomposisi termal kalium klorat dengan adanya katalis.
Dengan adanya katalis (MnO 2, Fe 2 O 3, Cr 2 O 3 dan CuO), kalium klorat mudah dan sempurna terurai pada suhu yang lebih rendah (tanpa pembentukan senyawa antara, kalium perklorat) menurut persamaan:

2KlO 3 = 2Kl + 3O 2 + 19,6 kkal.
Ketika mangan dioksida ditambahkan, KClO 3 sudah terurai pada 150-200°; prosesnya memiliki tahap peralihan sebagai berikut:

2KlO 3 + 6MnO 2 → 2Kl + 6MnO 3 → 2Kl + 6MnO 2 + 3O 2 + 19,6 kkal.

Perangkat dirakit sesuai dengan. Ketika tabung reaksi dipanaskan hingga kira-kira 200°, gelembung oksigen dalam alat kristalisasi dengan air belum terlepas. Namun segera setelah Anda membuka tabung pendek berisi mangan dioksida dan mengetuknya dengan ringan, sejumlah kecil mangan dioksida akan jatuh ke dalam tabung reaksi dan pelepasan oksigen dengan cepat akan segera dimulai.

Setelah percobaan selesai dan alat mendingin, campuran mangan dioksida dan kalium klorida dituangkan ke dalam air.

Setelah kalium klorida dilarutkan, mangan dioksida yang sedikit larut disaring, dicuci bersih pada saringan, dikeringkan dalam oven dan disimpan untuk digunakan lebih lanjut sebagai katalis. Jika perlu memperoleh oksigen dalam jumlah besar, proses penguraian dilakukan dalam retort yang terbuat dari kaca tahan api atau retort besi tuang.

Dekomposisi termal kalium klorat dengan adanya mangan dioksida adalah metode kering yang paling nyaman untuk menghasilkan oksigen.

Percobaan ini juga dilakukan dengan katalis lain - Fe 2 O 3, Cr 2 O 3 dan CuO.

Pengalaman. Menghasilkan oksigen dengan memanaskan kalium klorat, campuran kalium klorat dengan mangan dioksida dan mangan dioksida.

Untuk melakukan percobaan diperlukan peralatan sebagai berikut: tiga buah tabung reaksi yang terbuat dari kaca tahan api dengan tabung saluran keluar, tiga buah silinder dengan kapasitas masing-masing 100 ml, tiga buah pembakar gas, tiga buah alat kristalisasi dan tiga buah dudukan dengan klem.

Instalasi dirakit sesuai dengan. Alat kristalisasi dan silinder diisi dengan air yang diberi sedikit warna dengan kalium permanganat atau fuchsin S.

1 g KClO 3 murni dituangkan ke dalam tabung reaksi pertama, 0,5 g KClO 3 dan 0,5 g MnO 2 ke dalam tabung reaksi kedua, dan 1 g MnO 2 ke dalam tabung ketiga. Perhatian khusus diberikan untuk memastikan bahwa tabung reaksi bersih dan tidak ada butiran gabus yang masuk ke dalamnya.

Tingkatkan pemanasan dua tabung reaksi yang tersisa. Segera setelah kalium klorat meleleh dan oksigen mulai dilepaskan, kecilkan api agar tidak terjadi pelepasan gas yang hebat. Dalam tabung reaksi dengan mangan dioksida, oksigen mulai dilepaskan hanya setelah isi tabung reaksi dipanaskan hingga panas merah.

Oksigen yang dilepaskan dari setiap tabung reaksi dikumpulkan dalam alat kristalisasi dengan memindahkan air berwarna dari silinder.

Di akhir percobaan, pembakar dipadamkan, tabung keluar dikeluarkan, dan kemudian mangan dioksida diisolasi dari tabung reaksi tengah menggunakan metode yang dijelaskan di atas.

Eksperimen tersebut dengan jelas menunjukkan ciri-ciri dari ketiga metode berbeda dalam menghasilkan oksigen.

Perilaku garam-garam ini ketika dipanaskan telah dipertimbangkan ketika mempelajari sifat-sifat bromat dan iodat. Penguraiannya dilakukan dalam tabung reaksi dengan tabung keluar; Oksigen yang dilepaskan dikumpulkan di atas air.

Berdasarkan bagaimana nitrat terurai ketika dipanaskan, nitrat dapat dibagi menjadi tiga kelompok:

1. Nitrat terurai akibat reaksi redoks intramolekul menjadi nitrit dan oksigen. Kelompok ini termasuk nitrat logam alkali. Reaksi berlangsung menurut persamaan:
2NaNO 3 = 2NaNO 2 + O 2,
2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2.

2. Nitrat terurai akibat reaksi redoks intramolekul menjadi oksida logam, nitrogen dioksida, dan oksigen. Golongan ini mencakup nitrat dari semua logam, kecuali logam alkali dan logam mulia. Misalnya:
2Pb(NO 3) 2 = 2PbO + 4NO 2 + O 2,
2Cu(NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2,
2Hg(NO3)2 = 2HgO + 4NO2 + O2.

3. Nitrat terurai akibat reaksi redoks intramolekul menjadi logam, nitrogen dioksida, dan oksigen. Kelompok ini mencakup nitrat logam mulia:
2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2.

Dekomposisi nitrat yang tidak merata ketika dipanaskan dijelaskan oleh perbedaan stabilitas nitrit dan oksida yang bersangkutan.

Nitrit logam alkali stabil, nitrit timbal (atau tembaga) tidak stabil, tetapi oksidanya stabil, dan untuk perak, nitrit dan oksida tidak stabil; oleh karena itu, ketika nitrat dari kelompok ini dipanaskan, logam bebas dilepaskan. Natrium atau kalium nitrat dipanaskan dalam tabung reaksi atau retort dengan tabung keluar. Natrium nitrat meleleh pada suhu 314°, dan kalium nitrat meleleh pada suhu 339°;

hanya setelah isi tabung reaksi atau retort menjadi merah panas barulah penguraian nitrat dimulai sesuai dengan persamaan yang diberikan di atas.

Penguraian berlangsung lebih mudah jika peleburan nitrat dicegah dengan mencampurkannya dengan mangan dioksida atau soda kapur, yang merupakan campuran NaOH dan CaO.

Dekomposisi termal timbal dan perak nitrat dipertimbangkan dalam percobaan produksi nitrogen dioksida.

Pengalaman. Dekomposisi termal kalium permanganat.
2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2.

Reaksi redoks intramolekul ini terjadi pada suhu sekitar 240°.

Dekomposisi termal dilakukan dalam tabung reaksi kering (atau retort) dengan tabung saluran keluar gas. Jika Anda ingin mendapatkan oksigen murni tanpa bekas debu yang terbentuk selama dekomposisi termal, usap wol kaca dimasukkan ke dalam leher tabung reaksi (atau retort).

Ini adalah cara mudah untuk mendapatkan oksigen, namun mahal.

Setelah percobaan selesai dan tabung reaksi (atau retort) mendingin, dituangkan beberapa mililiter air ke dalamnya, isinya dikocok rata dan diamati warna zat yang dihasilkan (K 2 MnO 4 berwarna hijau dan MnO 2 berwarna hijau. coklat tua).

Karena sifat kalium permanganat untuk melepaskan oksigen saat dipanaskan, ia digunakan bersama dengan belerang, batu bara, dan fosfor dalam berbagai campuran bahan peledak.

Produksi oksigen melalui dekomposisi termal kalium permanganat

Produksi oksigen melalui dekomposisi termal kalium permanganat

Produksi oksigen melalui dekomposisi termal kalium permanganat

Na2MnO4

PRODUKSI OKSIGEN DENGAN DEKOMPOSISI TERMAL PERSULFAT
Pengalaman. Untuk percobaan, amonium persulfat yang baru disiapkan digunakan, karena komposisinya berubah selama penyimpanan.

Amonium persulfat (padat) terurai bila dipanaskan menurut persamaan berikut:

Untuk membebaskan oksigen dari pengotor sulfur dioksida, campuran gas dilewatkan melalui larutan NaOH, yang mengikat sulfur dioksida dalam bentuk natrium sulfit. Dekomposisi termal dilakukan dalam tabung reaksi dengan tabung keluar.

2K 2 C 2 O 6 = 2K 2 CO 3 + 2CO 2 + O 2.
Untuk membebaskan oksigen dari pengotor karbon dioksida, campuran gas dilewatkan melalui larutan kalsium atau barium oksida hidrat.

Oksigen juga dapat dihasilkan melalui pembakaran oksigenitis. Oksigenit adalah campuran tipis 100 berat. bagian KClO 3, 15 berat. termasuk MnO 2 dan sedikit debu batubara.

Oksigen yang diperoleh dengan metode ini terkontaminasi dengan karbon dioksida.

Selain zat yang terurai jika dipanaskan dan melepaskan oksigen, ada banyak zat yang tidak melepaskan oksigen saat dipanaskan. Untuk memverifikasi hal ini, percobaan dilakukan dengan pemanasan CuO, CaO, Na 2 SO 4, dll.

II. METODE BASAH UNTUK MENGHASILKAN OKSIGEN

PRODUKSI OKSIGEN DENGAN DEKOMPOSISI PEROKSIDA LOGAM ALKALI DENGAN AIR

2Na 2 O 2 + 4H 2 O = 4NaOH + 2H 2 O + O 2.
Ini adalah reaksi yang sangat eksotermik yang terjadi dalam cuaca dingin dan dipercepat oleh katalis - garam tembaga, nikel, kobalt (misalnya, CuSO 4.5H 2 O, NiSO 4.7H 2 O dan CoSO 4.7H 2 O).

Nyaman untuk memperoleh oksigen adalah oxylit - campuran natrium peroksida Na 2 O 2, kalium K 2 O 2 dan tembaga sulfat anhidrat. Campuran ini disimpan dalam kotak besi yang tertutup rapat, melindunginya dari kelembaban atmosfer (yang menguraikannya, lihat persamaan reaksi sebelumnya) dan karbon dioksida, yang bereaksi menurut persamaan:

Na 2 O 2 + 2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2 + 113 kkal.
Pengalaman. Sejumput natrium peroksida (atau oksilitol) dituangkan ke dalam tabung reaksi (gelas atau labu) dengan sedikit air dingin;

dalam hal ini, pelepasan oksigen yang cepat diamati dan bejana memanas.

Jika percobaan dilakukan dalam bejana yang mempunyai tabung keluar, maka oksigen yang dilepaskan dapat dikumpulkan.

dalam hal ini, oksigen dilepaskan sebagai akibat dari reaksi:
2BaO 2 + 4HCl = 2BaCl 2 + 2H 2 O + O 2.

Saat menggunakan PbO 2 sebagai katalis, HNO 3 encer ditambahkan ke dalam campuran.

Persamaan reaksi:
2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2.

Saat mempelajari sifat-sifat hidrogen peroksida, faktor-faktor yang mendukung penguraiannya dicatat, dan percobaan dilakukan pada penguraiannya di bawah pengaruh mangan dioksida dan larutan koloid perak.(larutan 30% H 2 O 2) tambahkan sedikit bubuk mangan dioksida yang ditumbuk halus; pelepasan oksigen yang cepat diamati dengan pembentukan busa (fenomena ini sangat mirip dengan mendidih).

Percobaan juga dapat dilakukan dalam tabung reaksi, dan sebagai pengganti perhydrol, gunakan larutan hidrogen peroksida 3%.

Alih-alih MnO 2, Anda bisa menggunakan larutan koloid perak.

PRODUKSI OKSIGEN MELALUI AKSI KALIUM PERMANGANAT TERHADAP HIDROGEN PEROKSIDA ( DALAM LINGKUNGAN ASAM, NETRAL DAN ALKALIN )

2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 + 5H 2 O 2 = 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O + 5O 2,
2KMnO 4 + 2H 2 O + 3H 2 O 2 = 2MnO 2 + 2KOH + 4H 2 O + 3O 2,
2KMnO4 + 2KOH + H2O2 = 2K2MnO4 + 2H2O + O2.
Pengalaman. Memperoleh arus oksigen konstan yang mudah diatur dengan mengoksidasi hidrogen peroksida dalam suhu dingin kalium permanganat dalam lingkungan basa. Larutan hidrogen peroksida 3-5% yang diasamkan dengan larutan H 2 SO 4 15% dituangkan ke dalam labu Bunsen, dan larutan kalium permanganat 10% dituangkan ke dalam corong tetes yang dipasang di leher labu.

Dengan menggunakan keran corong tetes, Anda dapat mengatur aliran larutan permanganat ke dalam labu dan aliran oksigen. Selama percobaan, larutan KMnO 4 dimasukkan tetes demi tetes ke dalam labu.

Labu Bunsen dalam percobaan ini dapat diganti dengan labu Wurtz atau labu leher dua.

Pengalaman. Produksi oksigen melalui oksidasi hidrogen peroksida dengan mangan dioksida dalam lingkungan asam. PRODUKSI OKSIGEN DENGAN DEKOMPOSISI KATALIS HIDROGEN PEROKSIDA

MnO 2 + H 2 SO 4 + H 2 O 2 = MnSO 4 + 2H 2 O + O 2.
Reaksi terjadi pada suhu dingin; Oleh karena itu, untuk percobaan, Anda dapat menggunakan perangkat apa pun yang memungkinkan interaksi dalam suhu dingin antara zat padat dan zat cair untuk memperoleh arus gas yang konstan (peralatan Kipp atau labu Wurtz, labu Bunsen, atau labu leher dua dengan corong tetes) .

Saat melakukan percobaan, digunakan potongan mangan dioksida, 15% H 2 SO 4 dan 3-5% larutan hidrogen peroksida.

Pengalaman. Produksi oksigen melalui oksidasi hidrogen peroksida dengan kalium besi sulfida dalam media basa. PRODUKSI OKSIGEN DENGAN DEKOMPOSISI KATALIS HIDROGEN PEROKSIDA

2K 3 + H 2 O 2 + 2 KOH = 2 K 4 + 2H 2 O + O 2.
Reaksi terjadi pada suhu dingin; untuk mendapatkan arus oksigen yang konstan, perangkat yang ditunjukkan dalam percobaan sebelumnya, digunakan kalium besi sulfida padat, larutan kalium hidroksida hidrat 6-10% dan larutan hidrogen peroksida 3-5%.

Pengalaman. Memperoleh oksigen dengan memanaskan kromat (dikromat atau kromat anhidrida) dengan asam sulfat pekat. Berkat reaksi reversibel yang berlangsung menurut persamaan:

2CrO 4 2- + 2H + ↔ Cr 2 O 7 2- + H 2 O,
Lingkungan asam selalu mengandung dikromat, bukan kromat.

Reaksi berikut terjadi antara asam sulfat pekat dan dikromat:

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 = 2 CrO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O,
(pertukaran ganda dan reaksi dehidrasi)
4CrO 3 + 6H 2 SO 4 = 2Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O + 3O 2.
(reaksi redoks)
Saat melakukan percobaan di dalam tabung reaksi, oksigen dilepaskan dan warna jingga (ciri dikromat) berubah menjadi hijau (ciri garam kromium trivalen).

AKU AKU AKU. MEMPEROLEH OKSIGEN DARI UDARA CAIR

Sebagian besar gas memanas saat dikompresi dan mendingin saat mengembang. Diagram skema pengoperasian mesin Linde yang digunakan untuk mencairkan udara ditampilkan.

Kompresor B, menggunakan piston, memampatkan udara yang masuk melalui keran A hingga 200 atm, dimurnikan dari karbon dioksida, uap air, dan sisa-sisa debu. Panas yang dihasilkan oleh kompresi diserap dalam lemari es D, didinginkan dengan air mengalir. Setelah itu, keran C dibuka dan udara masuk ke bejana E, di mana ia mengembang hingga tekanan 20 atm. Berkat pemuaian ini, udara didinginkan hingga sekitar -30°. Dari bejana E, udara kembali ke kompresor B; melewati tabung luar kumparan G, ia mendinginkan sebagian udara terkompresi baru yang datang ke arahnya melalui tabung dalam kumparan.

Bagian kedua udara didinginkan hingga kira-kira -60°. Proses ini diulangi hingga udara mendingin hingga -180°; suhu seperti itu cukup untuk mencairkannya pada 20 atm di bejana E. Udara cair yang terkumpul di bejana E dialirkan ke dalam silinder melalui keran 1. Instalasi yang dijelaskan beroperasi terus menerus. Detail mesin ini tidak ditampilkan dalam diagram. Mesin ini diperbaiki oleh J. Claude, setelah itu menjadi lebih produktif.

Berdasarkan komposisinya, udara cair berbeda dengan udara atmosfer biasa; mengandung 54% berat oksigen cair, 44% nitrogen, dan 2% argon. Pengalaman.

Untuk menunjukkan bagaimana sifat-sifat zat organik berubah karena pengaruh perubahan kondisi (suhu dan konsentrasi oksigen), tanaman dengan daun dan bunga atau tabung karet tipis direndam dalam termos berisi udara cair menggunakan penjepit logam.

Oksigen diperoleh dari udara cair dengan cara berikut:

b) melarutkan udara dalam cairan (misalnya, 33% oksigen dan 67% nitrogen larut dalam air) dan mengekstraksinya dalam kondisi vakum;

c) penyerapan selektif (arang menyerap 92,5% volume oksigen dan 7,5% volume nitrogen);

d) berdasarkan perbedaan laju difusi oksigen dan nitrogen melalui membran karet.

diperoleh dari perkarbonat - karbon dioksida; diperoleh dengan elektrolisis air yang diasamkan - ozon.

Oksigen yang diperoleh dengan metode basah mengandung uap air.

Untuk memurnikan oksigen, oksigen dilewatkan melalui botol pencuci dengan alkali, yang menahan semua senyawa asam volatil yang menyertainya, melalui larutan KI (untuk menghilangkan ozon) dan melalui H 2 SO 4 pekat, yang menahan uap air.

SIFAT FISIK

Oksigen adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa.

Kepadatannya terhadap udara adalah 1,10563; oleh karena itu, dapat dikumpulkan dalam bejana dengan menggunakan metode perpindahan udara.

Dalam kondisi normal, satu liter oksigen memiliki berat 1,43 g, dan satu liter udara memiliki berat 1,29 g. Titik didihnya -183°, titik lelehnya -218,88°.

Oksigen cair dalam lapisan tipis tidak berwarna, lapisan tebal berwarna biru; Berat jenis oksigen cair adalah 1,134.

Oksigen padat berwarna biru dan tampak seperti salju; berat jenisnya adalah 1,426.

Suhu kritis oksigen adalah -118°; tekanan kritis 49,7 atm. (Oksigen disimpan dalam silinder baja berkapasitas 50 liter, pada tekanan 150 atm. Cara penyimpanan berbagai gas dalam silinder baja dijelaskan pada bab pertama.)

Oksigen larut dalam air dalam jumlah yang sangat kecil: dalam satu liter air pada suhu 20°C dan tekanan 760 mm Hg. Seni. 31,1 ml oksigen larut. Oleh karena itu, dapat dikumpulkan dalam tabung reaksi, silinder atau gasometer dengan menggunakan metode perpindahan air. Oksigen lebih larut dalam alkohol daripada air.

Untuk mengisi gasometer dengan gas pada tekanan tertentu, tutup katup C dan B dan buka lubang E: jika kedua katup atas terpasang rapat, air tidak mengalir keluar dari gasometer. Ujung tabung dimasukkan melalui lubang E, di mana gas disuplai di bawah tekanan melebihi tekanan atmosfer.

Gas terakumulasi di bagian atas gasometer, menggantikan air darinya, yang keluar melalui lubang E. Setelah gas hampir memenuhi seluruh gasometer, lubang E ditutup. Saat mengisi gasometer dengan gas pada tekanan atmosfer atau tekanan rendah, tabung tempat aliran gas dihubungkan ke katup B yang terbuka, kemudian lubang E dibuka dan katup C dibiarkan tertutup. Air yang mengalir keluar dari lubang E menyedot gas ke dalam gasometer. Setelah gasometer hampir terisi penuh gas, tutup lubang E dan katup B.

Untuk mengeluarkan gas, isi corong B dengan air dan buka keran C; air yang masuk ke gasometer menggantikan gas darinya, yang keluar melalui keran terbuka E).

Ketika dicairkan, beberapa logam, seperti platina, emas, merkuri, iridium, dan perak, melarutkan sekitar 22 volume oksigen, yang dilepaskan selama pemadatan dengan suara tertentu, terutama karakteristik perak.

Molekul oksigen sangat stabil, terdiri dari dua atom; pada suhu 3000° hanya 0,85% molekul oksigen yang terdisosiasi menjadi atom. Gasometer bukan hanya laboratorium.

Foto menunjukkan Gasometer Wina - ini adalah 4 bangunan besar yang terletak di Wina (Austria) dan dibangun pada tahun 1896-1899. Mereka berlokasi di Simmering, distrik kesebelas kota. Pada tahun 1969-1978, kota ini meninggalkan penggunaan gas oven kokas dan memilih gas alam, dan meteran gas ditutup.

SIFAT KIMIA

Jika selama reaksi kimia jumlah panas yang dilepaskan melebihi kehilangannya akibat radiasi, konduktivitas termal, dll., terjadi oksidasi yang kuat (misalnya, pembakaran logam dan non-logam dalam oksigen), jika tidak, oksidasi lambat terjadi (misalnya, fosfor, batu bara, besi, jaringan hewan, pirit, dll.).

Jika oksidasi lambat terjadi tanpa kehilangan panas, maka terjadi kenaikan suhu, yang menyebabkan reaksi semakin cepat, dan reaksi yang lambat dapat menjadi kuat akibat percepatan diri.

Pengalaman. Contoh percepatan diri reaksi lambat. Ambil dua potong kecil fosfor putih. Salah satunya dibungkus dengan kertas saring. Setelah beberapa waktu, sepotong fosfor yang dibungkus kertas menyala, sementara potongan fosfor yang tidak dibungkus terus teroksidasi secara perlahan.

Tidak ada garis yang jelas antara oksidasi kuat dan lambat. Oksidasi yang kuat disertai dengan pelepasan sejumlah besar panas dan cahaya; oksidasi lambat terkadang disertai dengan pendaran dingin.

Pembakaran juga terjadi dengan cara yang berbeda. Zat yang selama pembakaran berubah menjadi uap (natrium, fosfor, belerang, dll.) terbakar membentuk nyala api; zat yang tidak membentuk gas dan uap selama pembakaran terbakar tanpa nyala api; pembakaran beberapa logam (kalsium, magnesium, thorium, dll.) disertai dengan pelepasan sejumlah besar panas, dan oksida panas yang terbentuk selama proses ini memiliki kemampuan untuk memancarkan banyak cahaya di wilayah tampak dari logam tersebut. spektrum.

Zat yang melepaskan sejumlah besar panas selama oksidasi (kalsium, magnesium, aluminium) mampu menggantikan logam lain dari oksidanya (aluminotermi didasarkan pada sifat ini).

Pembakaran dalam oksigen murni terjadi jauh lebih energik daripada di udara, yang melambat karena mengandung sekitar 80% nitrogen, yang tidak mendukung pembakaran.

PEMBAKARAN BERBAGAI ZAT DALAM OKSIGEN

Untuk membakar oksigen, zat dimasukkan ke dalam sendok khusus yang terbuat dari kawat besi (atau tembaga) tebal yang ujungnya diratakan, atau sampel yang akan dibakar ditempelkan pada ujung kawat.

Pengalaman. Pengapian dan pembakaran serpihan (atau lilin) ​​yang membara dalam oksigen. Ketika serpihan (atau lilin) ​​yang membara dimasukkan ke dalam bejana berisi oksigen, serpihan tersebut akan menyala dan terbakar dengan nyala api yang terang. Terkadang serpihannya terbakar dengan ledakan kecil. Eksperimen yang dijelaskan selalu digunakan untuk menemukan oksigen bebas ( * Nitrous oksida memberikan reaksi serupa).

Pengalaman. Pembakaran batubara dalam oksigen. Persamaan reaksi:

C + O 2 = CO 2 + 94,3 kkal.
Jika Anda memasukkan sepotong batu bara membara yang menempel di ujung kawat besi ke dalam bejana berisi oksigen, batu bara tersebut akan terbakar, melepaskan sejumlah besar panas dan cahaya. Karbon dioksida yang dihasilkan selama pembakaran ditemukan dengan menggunakan kertas lakmus biru yang dibasahi dengan air atau dengan melewatkan gas pembakaran melalui larutan kalsium oksida hidrat.

Pengalaman membakar batubara dalam oksigen yang dilepaskan selama dekomposisi termal KClO 3 telah dilakukan ketika mempelajari sifat-sifat kalium klorat.

Pengalaman. Pembakaran belerang dalam oksigen. Persamaan reaksi:

S + O 2 = SO 2 + 71 kkal.
Ketika belerang yang menyala ditambahkan ke bejana berisi oksigen, pembakaran belerang dalam oksigen lebih intens diamati dan bau belerang dioksida yang menyengat terasa. Untuk mencegah gas beracun ini menyebar ke seluruh laboratorium, bejana ditutup rapat di akhir percobaan.

Pembakaran belerang dalam oksigen yang dilepaskan selama dekomposisi termal kalium klorat dijelaskan ketika mempelajari sifat-sifat KClO 3.

Pengalaman. Pembakaran fosfor putih dan merah dalam oksigen. Reaksi berlangsung menurut persamaan:

4P + 5O 2 = 2P 2 O 5 + 2x358,4 kkal.
Leher labu (atau toples) yang pendek dan lebar dengan kapasitas 0,5-2 liter, diletakkan di atas nampan berisi pasir, ditutup dengan sumbat dengan sendok logam melewatinya dan tabung kaca, yang porosnya harus melewati bagian tengah sendok ().

Bersamaan dengan mengisi labu dengan oksigen (dengan menggantikan udara), potong fosfor putih seukuran kacang polong dalam mortar di bawah air, peras perlahan dengan kertas saring untuk menghilangkan sisa air, dan letakkan di sendok logam menggunakan logam penjepit. Sendok diturunkan ke dalam labu, ditutup dan fosfor disentuh dengan batang kaca (atau kawat) yang dipanaskan hingga 60-80°, yang dimasukkan melalui tabung kaca.

Fosfor menyala dan terbakar dengan nyala api yang terang menghasilkan fosfor pentoksida dalam bentuk asap putih (yang menyebabkan batuk).

Terkadang fosfor putih menyala dalam oksigen tanpa menyentuhnya dengan batang kaca atau kawat yang dipanaskan. Oleh karena itu, disarankan untuk menggunakan fosfor yang telah disimpan dalam air yang sangat dingin; itu harus diperas dengan kertas saring tanpa gesekan, dan secara umum semua persiapan untuk memasukkannya ke dalam bejana dengan oksigen harus dilakukan secepat mungkin. Jika fosfor Setelah fosfor terbakar, buka sumbatnya dengan sendok, tuangkan sedikit air ke dalam labu dan uji dengan kertas lakmus biru.

Jika sebagian fosfor tetap tidak teroksidasi, sendok dicelupkan ke dalam alat kristalisasi dengan air. Jika semua fosfor telah terbakar, maka sendok dikalsinasi di bawah tekanan, dicuci dengan air dan dikeringkan di atas api kompor.

Saat melakukan percobaan ini, jangan sekali-kali memasukkan fosfor putih cair ke dalam wadah berisi oksigen. Hal ini tidak dapat dilakukan, pertama, karena fosfor mudah tumpah, dan kedua, karena dalam hal ini fosfor terbakar dalam oksigen terlalu keras, menyebarkan percikan ke segala arah yang dapat menimpa pelaku eksperimen; Percikan fosfor menyebabkan pecahnya pembuluh darah, yang pecahannya dapat melukai orang lain.

Oleh karena itu, harus ada alat pengkristal berisi air di atas meja tempat fosfor dapat dimasukkan jika terbakar saat ditekan dengan kertas saring; Larutan pekat KMnO 4 atau AgNO 3 (1: 10) juga diperlukan untuk memberikan pertolongan pertama jika terjadi luka bakar fosfor.

Alih-alih fosfor putih, Anda bisa menggunakan fosfor merah kering. Untuk melakukan ini, fosfor merah terlebih dahulu dimurnikan, dicuci bersih dengan air dan dikeringkan.

Fosfor merah menyala pada suhu yang lebih tinggi, sehingga dibakar dengan kawat yang sangat panas.

Setelah pembakaran, dalam hal ini juga, tuangkan sedikit air ke dalam labu, uji larutan yang dihasilkan dengan lakmus dan kalsinasi sendok di bawah tekanan.

Kacamata pengaman kaca gelap harus digunakan dalam kedua percobaan.

Pengalaman. Pembakaran logam natrium dalam oksigen. Reaksi berlangsung menurut persamaan:

2Na + O 2 = Na 2 O 2 + 119,8 kkal.
Natrium dibakar dalam wadah kecil yang terbuat dari kalsium oksida murni, kapur atau karton asbes, tetapi tidak dalam sendok logam, yang, dari panas yang dilepaskan selama pembakaran natrium dalam oksigen, dapat meleleh dan terbakar dengan sendirinya.

Natrium dibakar dan dibawa ke dalam bejana berisi oksigen, di mana ia terbakar dengan nyala api yang sangat terang; Pembakarannya harus diamati melalui kaca mata pelindung.

Sebuah wadah yang terbuat dari kapur (atau CaO) dilekatkan dengan dua atau tiga kawat tipis ke kawat besi (atau tembaga) yang tebal () dan sepotong logam natrium, dibersihkan dari oksida, seukuran kacang polong ditempatkan di dalamnya.

Kapur, asbes, dan kalsium oksida merupakan konduktor panas yang buruk, oleh karena itu natrium dibakar dengan mengarahkan nyala api pembakar dari atas menggunakan pipa tiup. Untuk melindungi diri Anda dari cipratan natrium yang terbakar, letakkan selang karet pada pipa tiup.

Pemanasan, peleburan, dan penyalaan natrium di udara dilakukan di atas bejana berisi oksigen.

Jika natrium tidak menyala, gunakan pipa tiup untuk menghilangkan kerak yang terbentuk pada permukaan logam, namun hal ini harus dilakukan dengan sangat hati-hati karena kemungkinan percikan natrium cair.

Pengalaman. Pembakaran logam kalsium dalam oksigen. Persamaan reaksi:

2Ca + O 2 = 2CaO + 2x152,1 kkal.
Sebuah korek api ditempatkan dalam wadah kecil yang terbuat dari karton asbes, dan serutan kalsium ditempatkan di atasnya.

Nyalakan korek api dan bawa wadah berisi serutan kalsium ke dalam wadah berisi oksigen. Melalui kacamata pengaman, amati penyalaan dan pembakaran logam kalsium dengan nyala api yang terang.

Anda juga dapat menambahkan kalsium yang menyala ke dalam wadah berisi oksigen (seperti yang dilakukan pada percobaan sebelumnya dengan natrium).

Pengalaman. Pembakaran magnesium dalam oksigen. Reaksi berlangsung menurut persamaan:

2Mg + O 2 = 2MgO + 2x143,84 kkal.
Sepotong tinder diikatkan pada salah satu ujung strip magnesium sepanjang 20-25 cm, dipilin berbentuk spiral, dan kawat besi pada ujung lainnya. Kawat diambil dengan tangan dan, sambil memegang pita magnesium dalam posisi vertikal, sumbu dibakar dan pita magnesium dimasukkan ke dalam bejana berisi oksigen. Melalui kacamata pengaman, amati penyalaan dan pembakaran magnesium untuk membentuk magnesium oksida.

Di akhir percobaan, tuangkan sedikit air ke dalam bejana dan, dengan menggunakan indikator, pastikan larutan magnesium hidroksida yang dihasilkan bersifat basa.

Percobaan juga bisa dilakukan dengan bubuk magnesium. Untuk melakukan ini, ambil sesendok bubuk magnesium dan masukkan setengah korek api beserta kepalanya ke dalamnya. Nyalakan korek api dan masukkan sendok ke dalam wadah berisi oksigen.

Namun, magnesium terbakar dengan nyala api yang menyilaukan di udara, meskipun di sini reaksi oksidatif oksigen melemah secara signifikan karena udara mengandung sejumlah besar nitrogen.

Sebuah bejana tempat magnesium dibakar dapat pecah jika magnesium yang terbakar tidak dimasukkan ke dalamnya dengan cukup cepat atau jika magnesium yang terbakar menyentuh sisi bejana.

Cahaya terang magnesium yang terbakar telah digunakan untuk menerangi objek fotografi, dan juga sebagai pemrakarsa reaksi tertentu yang terjadi di bawah pengaruh gelombang cahaya pendek, misalnya sintesis HCl dari unsur-unsur.

Ketika mempertimbangkan sifat-sifat kalium klorat, pengalaman membakar campurannya dengan magnesium dijelaskan.

Pengalaman. Pembakaran serbuk gergaji seng besar dalam oksigen. Persamaan reaksi:

2Zn + O 2 = 2ZnO + 2x83,17 kkal.
Pengarsipan seng berukuran besar dituangkan ke dalam tabung kaca tahan api sepanjang 15 cm dan diameter dalam 0,8-1 cm (jika tidak tersedia, Anda juga dapat menggunakan bubuk, tetapi sedemikian rupa sehingga oksigen dapat melewatinya) dan diperkuat pada salah satu ujungnya dalam posisi horizontal pada penjepit tripod.

Ujung tabung yang dipasang pada tripod dihubungkan ke sumber oksigen, dan ujung yang berlawanan dipanaskan dengan kompor gas.

Ketika oksigen dilewatkan melalui tabung, seng menyala dan terbakar dengan nyala api yang terang membentuk seng oksida (padatan putih). Percobaan dilakukan di bawah traksi.

Pengalaman. Penentuan jumlah oksigen yang dikonsumsi selama pembakaran tembaga.

2Сu + O 2 = 2СuО + 2x37,1 kkal.
Perangkat percobaan ditunjukkan pada. Sebuah perahu porselen berisi 1 g bubuk logam tembaga halus dimasukkan ke dalam tabung tahan api yang panjangnya 20 cm dan diameter dalam 1,5 cm. Botol cuci berisi air dihubungkan ke sumber oksigen (gasometer atau silinder).

Gasometer dengan bel yang terletak di sebelah kanan diisi dengan air yang diwarnai dengan larutan nila atau fuchsin.

Katup gasometer dibuka agar oksigen yang melewati alat dapat mengalir di bawah bel.

Buka klem antara botol cuci dan tabung tahan api dan biarkan sekitar 250 ml oksigen di bawah bel. Tutup klem dan catat volume oksigen yang tepat.

Dengan menggunakan pembakar pas Tekla, panaskan bagian tabung yang berisi perahu porselen. Setelah beberapa menit, tembaga menyala dan permukaan air di bel langsung naik.

Pemanasan dilanjutkan selama 35-40 menit hingga volume gas dalam gasometer berhenti berubah.

Biarkan perangkat menjadi dingin; dalam hal ini volume gas yang konstan tercapai. Kemudian air dibawa ke tingkat yang sama dan volume oksigen yang tidak bereaksi ditentukan oleh pembagian gasometer.

Eksperimen ini memungkinkan untuk secara akurat menentukan jumlah oksigen yang dihabiskan untuk oksidasi tembaga yang tersuspensi sebelum dimulainya eksperimen.

Alat ini tidak boleh digunakan untuk membakar bubuk seng, magnesium, atau kalsium. Tepatnya, hingga seperseratus gram, timbang wadah porselen kosong dengan penutup, yang sebelumnya telah dibersihkan secara menyeluruh, dikalsinasi dan didinginkan dalam desikator.

Kemudian sekitar 3-4 g bubuk tembaga halus dituangkan ke dalam wadah dan wadah serta tembaga ditimbang secara akurat.

Tempatkan wadah dalam posisi miring pada segitiga porselen dan panaskan dengan api kecil selama 15-20 menit. Kemudian buka tutupnya dan panaskan kuat-kuat dengan nyala api pengoksidasi dari kompor. Setelah 20-25 menit, tutup wadah dengan penutup dan lanjutkan pemanasan. Setelah pemanasan berhenti, cawan didinginkan dalam desikator dan ditimbang secara akurat.

g 1 = berat wadah kosong dengan penutup;

g 2 = berat wadah kosong dengan penutup dan tembaga;

Data yang diperoleh seharusnya menunjukkan bahwa berat oksigen yang ditambahkan ke satu gram atom tembaga mendekati berat atom oksigen.

Setelah mengulangi percobaan dengan logam tembaga dan logam lainnya, mereka menemukan bahwa dalam semua kasus oksigen bergabung dengan berbagai unsur dalam perbandingan kuantitatif yang konstan, dan dalam praktiknya mereka yakin bahwa perbandingan antara jumlah berat zat yang masuk ke dalam suatu senyawa kimia selalu. konstan. Persamaan reaksi:

Pengalaman. Pembakaran besi dalam oksigen.
4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3 + 2x196,5 kkal.

Untuk percobaannya mereka menggunakan kawat tipis yang terbuat dari baja temper dengan diameter 7-8 mm, salah satu ujungnya ditancapkan pada sumbat gabus, dan ujung lainnya ditempelkan sepotong tinder atau dibungkus dengan benang dan dibenamkan. dalam lelehan belerang (sumbu belerang). Ketika spiral baja dengan sumbu yang menyala (atau sumbu belerang) dimasukkan ke dalam bejana yang berisi oksigen (di bagian bawahnya harus ada lapisan pasir), spiral tersebut terbakar, menyebarkan percikan api.

angelo.edu Pengalaman. Pembakaran serbuk logam di udara.

Sejumput bubuk tembaga, seng, besi, magnesium, aluminium, dan antimon dituangkan di atas nyala api kompor gas yang dipasang di bawah aliran udara. Pengalaman. Oksidasi logam dalam bejana tertutup.

Pengalaman memungkinkan kita membuktikan bahwa ketika logam diubah menjadi oksida, sebagian udara dikonsumsi dan peningkatan berat logam selama oksidasi sama dengan hilangnya berat udara.

Setelah alat rakitan ditimbang, tabung reaksi dipanaskan dengan nyala api kompor gas sambil dikocok terus menerus hingga terbentuk percikan api pada bubuk. Setelah tabung reaksi didinginkan, timbang pada timbangan untuk memeriksa apakah berat tabung reaksi telah berubah. Kemudian tabung kaca dimasukkan ke dalam tabung karet, yang ujungnya diturunkan ke dalam segelas air.

Saat Anda membuka klem, perhatikan air naik melalui tabung. Hal ini terjadi karena oksigen di udara dikonsumsi untuk oksidasi besi sehingga tekanan di dalam alat menurun.

Perbedaan kecil antara berat besi dan berat oksida besi hanya dapat dideteksi dengan bantuan timbangan yang cukup sensitif.

Alih-alih menggunakan tabung reaksi, Anda dapat menggunakan retort atau labu dengan alas bulat, dan sebagai pengganti sumbat karet, Anda dapat menggunakan sumbat gabus yang diberi lilin.

Eksperimen serupa dilakukan oleh Lomonosov dan Lavoisier untuk membuktikan hukum kekekalan materi.

Pengalaman. Oksidasi lambat pada besi basah. Pengalaman menunjukkan bahwa panas dilepaskan ketika serbuk besi basah dioksidasi.

Perangkat ini terdiri dari termoskop yang terhubung ke pengukur tekanan (). Dua tabung dimasukkan ke dalam ruang reaksi termoskop melalui sumbat karet yang dipasang rapat. Tabung pertama dihubungkan dengan tabung gas dan berfungsi untuk menyuplai oksigen. Tabung kedua digunakan untuk mengeluarkan gas; itu terhubung ke botol cuci Muencke, di mana air berwarna nila atau magenta dituangkan.

Air sebanyak itu dituangkan ke dalam botol pencuci sehingga ketika disedot ke dalam ban dalam dan diisi, masih ada air di dalam botol yang menutupi saluran keluar tabung.

Untuk membuat termoskop dapat menggunakan bagian luar botol cuci Drexel 300 ml yang dilengkapi tabung samping. Sebuah tabung reaksi berukuran panjang 23 cm dan diameter 2,5 cm dengan leher agak menyempit dimasukkan ke dalam bejana. Bagian luar atas tabung reaksi harus digiling sampai ke leher bejana. Jika bagian-bagian di atas tidak ada, termoskop dapat dibuat dari labu bunsen, yang pada lehernya dimasukkan tabung reaksi besar dengan menggunakan cincin karet. Termoskop dihubungkan ke pengukur tekanan berbentuk U, di mana air berwarna magenta dituangkan.

Pengukur tekanan memiliki keran berbentuk T dengan keran, sehingga mudah diatur.

Dalam labu berbentuk kerucut, campurkan 100 g serbuk besi dengan benzena, saring melalui saringan berlipit, cuci dengan eter dan segera (serbuk besi teroksidasi tidak cocok untuk percobaan) keringkan di atas ubin yang terbuat dari bahan keramik berpori.

Serbuk besi, dibasahi seluruhnya dengan 18 ml air suling, disebarkan di atas wol kaca dan diisi dengannya ke seluruh ruang reaksi termoskop.

Untuk menghilangkan udara dari perangkat, aliran oksigen yang kuat dihembuskan melalui perangkat tersebut. Kehadiran oksigen murni dalam alat ditentukan dengan membawa serpihan yang membara ke saluran keluar labu cuci.

Kemudian suplai oksigen dihentikan dan cairan pada kedua tabung pengukur tekanan disamakan (kertas grafik diamankan di belakang pengukur tekanan).

Dalam bejana reaksi, sebagian oksigen bergabung dengan besi, dan setelah beberapa menit terjadi penyerapan cairan ke dalam tabung bagian dalam labu pencuci. Dalam hal ini, lebih banyak oksigen dialirkan ke termoskop untuk menyamakan kadar cairan di tabung dalam dan luar botol pencuci. Operasi ini diulangi dua hingga tiga kali. Perubahan tekanan yang dicatat oleh pengukur tekanan menunjukkan panas yang dihasilkan oleh oksidasi.

Bagian tentang fosfor menjelaskan eksperimen yang menunjukkan oksidasi lambat fosfor putih. Reaksi berlangsung menurut persamaan:

Pengalaman. Oksidasi katalitik metil alkohol menjadi formaldehida.
H 3 C-OH + 0,5O 2 → H 2 C=O + H 2 O + 36 kkal.

Perangkat dirakit sesuai dengan. 50 ml metil alkohol murni dituangkan ke dalam labu Wurtz 150 ml dengan ujung tabung samping ditarik hingga diameter 1 mm. Gulungan jaring tembaga sepanjang 10 cm, dililitkan pada kawat tembaga tebal, dimasukkan ke dalam tabung tahan api dengan panjang 25-30 cm dan diameter 1 cm. Air dituangkan ke dalam labu pencuci di sebelah kiri, dan larutan asam sulfat H 2 SO 3 yang tidak berwarna dengan fuchsin dituangkan ke dalam labu di sebelah kanan tepat sebelum percobaan dimulai. Gelas tempat labu Wurtz diturunkan harus berisi air yang dipanaskan hingga 30-40°.

Untuk melakukan percobaan, panaskan air dalam gelas hingga 45-48°, gunakan pompa jet air untuk menyedot aliran udara yang kuat melalui perangkat dan panaskan rol jaring tembaga dengan pembakar Teklu, terlebih dahulu dengan api kecil. , lalu panaskan dengan api merah.

Aliran udara diatur sehingga setelah pembakar dilepas, roller jaring tembaga tetap panas membara tanpa pemanasan eksternal.

Setelah beberapa waktu, campuran asam sulfat dan fuchsin dalam botol pencuci kanan berubah menjadi warna merah-ungu pekat.

Untuk mendapatkan larutan asam sulfat tidak berwarna dengan fuchsin, larutkan 0,1 g fuchsin dalam 300 ml air suling dan masukkan sulfur dioksida melalui larutan yang dihasilkan sampai warna fuchsin hilang. Reagen yang dihasilkan disimpan dalam bejana dengan ground stopper. Seluruh pengalaman berlangsung sekitar lima menit. Di akhir percobaan, biarkan perangkat menjadi dingin dalam aliran udara yang lemah.

Saat menggunakan etil alkohol, asetaldehida terbentuk menurut persamaan:

CH 3 CH 2 -OH + 0,5O 2 → CH 3 CH=O + H 2 O.
Pemulihan roller teroksidasi dari jaring tembaga dengan metil alkohol dijelaskan di bagian nitrogen (metode memproduksi nitrogen dengan mengikat oksigen atmosfer dengan tembaga panas).

Pengalaman. Oksidasi anodik, efek penghilangan warna oksigen pada saat dilepaskan. Gelas dengan larutan natrium sulfat ditutup dengan lingkaran gabus, yang melaluinya dua elektroda karbon dengan diameter 5-6 mm dilewatkan.

Anoda dibungkus beberapa kali dengan kain katun berwarna biru dan elektroda dihubungkan ke tiga baterai yang dihubungkan secara seri.

Setelah 2-3 menit mengalirkan arus, dua lapisan pertama jaringan yang berbatasan langsung dengan anoda berubah warna oleh atom oksigen yang dilepaskan selama elektrolisis. Lapisan jaringan kedua dan selanjutnya, yang dilalui molekul oksigen diatomik yang sudah stabil, tetap berwarna.

Pengalaman. Oksidasi anodik. Larutan H 2 SO 4 25% dituangkan ke dalam gelas dan dua elektroda timbal berbentuk pelat diturunkan ke dalamnya. Elektroda dihubungkan dengan sumber arus listrik searah bertegangan 10 V. Bila rangkaian ditutup maka timbul warna coklat pada anoda.

Elektrolisis dilanjutkan sampai timbal dioksida coklat PbO2 yang terbentuk di anoda terlihat.

Jika anoda perak digunakan, oksida perak hitam Ag 2 O dilepaskan di anoda.

Memadamkan api. Mengetahui apa itu pembakaran, mudah untuk memahami apa dasar pemadaman api.

Api dapat dipadamkan dengan benda padat, gas dan uap, cairan dan busa. Untuk memadamkan api harus diisolasi dari udara (oksigen), yang kemudian ditutup dengan pasir, garam, tanah atau ditutup dengan selimut tebal.

Seringkali saat memadamkan api, alat pemadam api digunakan, yang penjelasannya diberikan di bagian karbon dioksida.

Saat memadamkan api di gudang kayu, jerami, tekstil, dan kertas, digunakan apa yang disebut alat pemadam api kering, yang mengeluarkan karbon dioksida padat pada suhu -80°C. Dalam hal ini, nyala api padam karena penurunan suhu yang kuat dan pengenceran oksigen di udara dengan karbon dioksida, yang tidak mendukung pembakaran. Alat pemadam api ini berguna untuk kebakaran pada pembangkit listrik, sentral telepon, pabrik minyak dan pernis, tempat penyulingan, dll.

Contoh penggunaan gas untuk memadamkan api adalah penggunaan sulfur dioksida, yang terbentuk selama pembakaran belerang yang dibuang ke kompor atau cerobong asap, untuk memadamkan jelaga yang terbakar di cerobong kompor.

Cairan pemadam api yang paling umum dan termurah adalah air. Ini menurunkan suhu nyala api, dan uapnya mencegah udara mencapai benda yang terbakar. Namun, air tidak digunakan untuk memadamkan minyak yang terbakar, bensin, benzena, minyak dan cairan mudah terbakar lainnya yang lebih ringan dari air, karena cairan tersebut mengapung ke permukaan air dan terus terbakar; penggunaan air dalam hal ini hanya akan berkontribusi pada penyebaran api.

Alat pemadam api busa digunakan untuk memadamkan bensin dan minyak; busa yang mereka keluarkan tetap berada di permukaan cairan dan mengisolasinya dari oksigen di udara.

APLIKASI OKSIGEN

Tanpa oksigen, tidak ada hewan yang bisa hidup.

Batubara, minyak, parafin, naftalena dan sejumlah zat lain yang diresapi dengan oksigen cair digunakan untuk membuat beberapa bahan peledak.

Campuran oksigen cair dengan bubuk batu bara, tepung kayu, minyak dan zat mudah terbakar lainnya disebut oxyliquits. Mereka mempunyai sifat eksplosif yang sangat kuat dan digunakan dalam operasi peledakan.

OZON O 3

Ozon terkandung dalam jumlah yang sangat kecil di atmosfer: di permukaan bumi konsentrasinya 10 -7%, dan pada ketinggian 22 km dari permukaan bumi - 10 -6%. Di permukaan bumi, ozon ditemukan terutama di air terjun, di pantai (di mana, seperti oksigen atom, terbentuk di bawah pengaruh sinar ultraviolet), di hutan jenis konifera (di sini terbentuk sebagai hasil oksidasi dari ozon). terpen dan zat organik lainnya); Ozon terbentuk selama pelepasan petir. Pada ketinggian sekitar 22 km dari permukaan bumi, terbentuk dari oksigen akibat pengaruh sinar ultraviolet matahari.

Ozon dihasilkan dari oksigen; Dalam hal ini, perlu mengeluarkan energi eksternal (panas, listrik, radiasi). Reaksi berlangsung menurut persamaan:

3O 2 + 69 kkal ↔ 2O 3.

Jadi, konversi oksigen menjadi ozon merupakan reaksi endotermik dimana volume gas berkurang.

Molekul oksigen, di bawah pengaruh energi panas, cahaya atau listrik, terurai menjadi atom. Karena lebih reaktif dibandingkan molekul, atom bergabung dengan molekul oksigen yang tidak terdisosiasi dan membentuk ozon.

Jumlah ozon yang terbentuk akan semakin besar jika suhu semakin rendah, dan hampir tidak bergantung pada tekanan terjadinya reaksi. Hal ini dibatasi oleh laju peluruhan molekul ozon yang dihasilkan dan pembentukannya sebagai akibat dari aksi fotokimia (selama pelepasan listrik, di bawah pengaruh radiasi dari lampu kuarsa).

Semua metode produksi ozon dalam kondisi mendekati suhu biasa ditandai dengan hasil yang rendah (sekitar 15%), yang dijelaskan oleh ketidakstabilan senyawa ini.

Dekomposisi ozon dapat terjadi sebagian (bila terjadi secara spontan pada suhu biasa; dalam hal ini sebanding dengan konsentrasi) atau lengkap (dengan adanya katalis).

Stratosfer pada ketinggian 15-35 km mengandung lapisan ozon yang melindungi bumi dari radiasi ultraviolet. Banyak orang telah mendengar tentang apa yang disebut “lubang ozon”. Kenyataannya, penurunan ini hanyalah sebagian penurunan kandungan ozon, dan hanya terjadi secara signifikan di wilayah kutub selatan planet ini. Namun di sini pun, kerusakan lapisan ozon hanya terjadi sebagian. Sangat mungkin bahwa “lubang ozon” terbentuk jauh sebelum munculnya umat manusia. Ozon dalam jumlah besar juga terbentuk di dekat permukaan bumi. Salah satu sumber utamanya adalah polusi antropogenik (terutama di kota-kota besar). Ozon ini jauh dari tidak berbahaya - ini menimbulkan bahaya yang signifikan bagi kesehatan manusia dan lingkungan - Ed.

Sebaran ozon di belahan bumi selatan 21-30 September 2006. Warna biru, ungu dan merah menunjukkan daerah dengan kandungan ozon rendah, hijau dan kuning menunjukkan daerah dengan kandungan ozon lebih tinggi.

Data dari NASA. (catatan redaksi)

Semua reaksi yang menghasilkan oksigen mengarah pada pembentukan sejumlah kecil ozon. Pengalaman. Produksi ozon melalui aksi asam sulfat pekat pada kalium permanganat.

Persamaan reaksi:

2KMnO 4 + H 2 SO 4 = 2НMnO 4 + K 2 SO 4 (reaksi pertukaran),

2НMnO 4 + Н 2 SO 4 = Мn 2 O 7 + Н 2 O + Н 2 SO 4 (reaksi dehidrasi),

Mn 2 O 7 → 2MnO 2 + 3O,

Mn 2 O 7 → 2MnO + 5O (kedua reaksi dekomposisi redoks dapat terjadi secara bersamaan; dekomposisi yang lebih energik mengarah pada pembentukan MnO),

Dengan hati-hati, tanpa membungkukkan mortar, tuangkan beberapa tetes H2SO4 pekat ke dalam mortar dengan sedikit KMnO4.

Mangan anhidrida Mn 2 O 7 yang dibentuk menurut persamaan di atas adalah cairan berminyak berat berwarna coklat kehijauan, terurai pada suhu 40-50° menjadi MnO 2, MnO dan oksigen atom, yang jika digabungkan dengan molekul oksigen di udara, membentuk ozon.

Alih-alih mortar, Anda bisa menggunakan cangkir porselen, kaca arloji, atau ubin asbes.

Segumpal kapas yang dicelupkan ke dalam eter yang dimasukkan ke dalam atmosfer ozon di ujung kawat segera terbakar. Alih-alih eter, kapas bisa dibasahi dengan alkohol, bensin, atau terpentin.

Kertas indikator pati iodida yang dibasahi dengan air berwarna biru oleh ozon.
Kertas pati yodium dibuat dengan membasahi potongan kertas saring dalam campuran larutan pekat kalium iodida dan larutan pati yang tidak berwarna.

Warna biru kertas pati yodium berangsur-angsur menghilang seiring dengan terjadinya reaksi antara yodium dan kalium oksida hidrat:

3I 2 + 6KON = KIO 3 + 5KI + 3H 2 O.
Dengan adanya ozon berlebih, yodium bebas teroksidasi; reaksi berikut terjadi:

Saya 2 + 5O 3 + H 2 O = 2НIO 3 + 5О 2,
Saya 2 + 9O 3 = Saya(IO 3) 3 + 9O 2.

Interaksi Mn 2 O 7 dengan wol

Pengalaman. Produksi ozon melalui aksi asam nitrat pekat pada amonium persulfat. Sumber oksigen atom dalam percobaan ini adalah asam persulfat, terbentuk sebagai hasil reaksi pertukaran antara amonium persulfat dan asam nitrat, dan sumber oksigen molekuler adalah asam nitrat, yang terurai jika dipanaskan.

Metode produksi ozon ini didasarkan pada reaksi berikut:

(NH 4) 2 S 2 O 8 + 2HNO 3 = H 2 S 2 O 8 + 2NH 4 NO 3,

2HNO 3 → 2NO 2 + 0,5O 2 + H 2 O,
O + O 2 = O 3.
Perangkat yang diperlukan untuk percobaan ditunjukkan pada. Labu kecil berisi 2 g amonium persulfat dan 10 ml asam nitrat pekat dihubungkan melalui bagian tipis ke tabung kaca, yang ujungnya diturunkan ke dalam tabung reaksi dengan larutan kalium iodida dan sedikit pati.

Beberapa saat setelah labu mulai memanas dengan api kecil, larutan dalam tabung reaksi berubah menjadi biru. Namun akibat interaksi yodium dengan kalium hidroksida hidrat, warna biru segera menghilang.

Larutan nila carmine 0,5% atau larutan nila 1% dalam H 2 SO 4 pekat berubah warna dari biru menjadi kuning pucat akibat oksidasi nila menjadi isatin oleh ozon menurut persamaan:

C 16 H 10 O 2 N 2 + 2O 3 ← 2C 8 H 5 O 2 N + 2O 2 + 63,2 kkal.
Alih-alih menggunakan kerucut dalam percobaan ini, Anda dapat menggunakan tabung reaksi dengan tabung saluran keluar gas.

Fosfor putih, yang sebelumnya dibersihkan dari lapisan permukaan di bawah air, ditempatkan menggunakan penjepit logam dalam silinder kaca berkapasitas 1,5-2 liter.

Tuang air suling secukupnya ke dalam silinder sehingga menutupi 2/3 batang fosfor, dan masukkan ke dalam alat kristalisasi dengan air yang dipanaskan hingga 25°.

Sebagai pengganti silinder, Anda dapat menggunakan labu 500 ml dimana fosfor dapat dipanaskan hingga meleleh (kira-kira 44°) dengan pengocokan terus menerus.

Keberadaan ozon terdeteksi kira-kira dua jam setelah dimulainya percobaan melalui bau khas yang mengingatkan pada bawang putih dan kertas indikator pati iodida; Ozon dapat dideteksi dengan menuangkan beberapa tetes titanil sulfat ke dalam tabung reaksi yang berisi larutan yang diambil dari silinder.

Titanil sulfat dibuat dengan memanaskan 1 g titanium dioksida dalam cangkir porselen dengan dua kali volume asam sulfat pekat sampai uap putih mulai keluar. Setelah dingin, isi cangkir dimasukkan sedikit demi sedikit ke dalam 250 ml air es. Dalam air, titanium sulfat Ti(SO 4) 2 berubah menjadi titanil sulfat.

Dengan adanya ozon, larutan titanil sulfat yang tidak berwarna berubah menjadi larutan asam pertitanat berwarna kuning-oranye, reaksi berlangsung sesuai dengan persamaan:

TiOSO 4 + O 3 + 2H 2 O = H 2 TiO 4 + O 2 + H 2 SO 4.

PRODUKSI OZON DENGAN ELEKTROLISIS ASAM

H 2 SO 4 → HSO 4 - + H + (ion asam sulfat pekat),

H 2 O ↔ OH - + H + (ion air),

Di katoda: 2H + 2e - → 2H → H 2 (hidrogen dilepaskan),

Di anoda: HSO 4 - - 2e - → H 2 S 2 O 8.

Asam persulfat terurai dalam air menurut persamaan: H 2 S 2 O 8 + 2H 2 O = 2H 2 SO 4 + H 2 O + O (oksigen dilepaskan di anoda).

O + O 2 = O 3.
Tergantung pada kondisi (kerapatan arus dan suhu), asam persulfat, ozon, dan oksigen molekuler terbentuk di anoda.

Selama elektrolisis air yang diasamkan, ozon terbentuk ketika anoda terbuat dari logam non-oksidasi, dan air tidak mengandung zat yang dapat menyerap oksigen.

Perangkat dirakit sesuai dengan. 100 ml larutan asam sulfat 20-50% dituangkan ke dalam gelas berkapasitas 150 ml, di dalamnya dimasukkan katoda yang terbuat dari pelat timah (25 x 10 mm) dan anoda, yaitu kawat platina dengan a diameter 0,5 mm, disolder ke dalam kaca, dibenamkan dalam tabung dengan panjang 9 cm dan diameter 5 mm. Kawat disolder sedemikian rupa sehingga ujung bebasnya memanjang 1 cm dari tabung. Kawat platina dihubungkan ke kawat luar dengan menggunakan beberapa tetes air raksa yang dimasukkan ke dalam tabung. Anoda dimasukkan melalui sumbat gabus yang diberi lilin ke dalam tabung terbuka dengan panjang 9 cm dan diameter 1,5 cm, yang di bagian atasnya terdapat tabung samping.

Setelah rangkaian listrik ditutup, dengan arus 1,5 A, ozon dapat dideteksi pada lubang tabung samping dengan cara mencium atau menggunakan kertas kanji iodida.

Jika Anda menggunakan anoda platina dan mendinginkan elektroliser hingga -14°, sejumlah kecil ozon juga dapat diperoleh melalui elektrolisis H 2 SO 4 encer.

Ozon juga diproduksi melalui elektrolisis asam kromat, asetat, fosfat, dan fluorida.

PRODUKSI OZON MELALUI PEMBUANGAN LISTRIK DALAM OKSIGEN

Ketika kabel eudiometer dihubungkan ke terminal sekunder kumparan induksi, percikan api muncul di antara kabel platina dan larutan kanji kalium iodida mulai berubah menjadi biru. Oksidasi larutan iodida oleh ozon meningkat ketika dikocok.

Alih-alih eudiometer Bunsen, Anda dapat menggunakan perangkat yang tertera di atasnya, terbuat dari kaca tebal. Perangkat ini dapat membuat ozonasi semua oksigen yang dimasukkan jika pemanasan tidak terjadi selama pelepasan percikan, sehingga mempercepat reaksi kebalikan dari dekomposisi ozon.

Larutan kalium iodida dengan penambahan pati dibuat sebagai berikut: giling 0,5 g pati dalam mortar dalam sedikit air, tambahkan adonan yang dihasilkan sambil diaduk ke dalam 100 ml air mendidih; Setelah larutan kanji mendingin, ditambahkan 0,5 g KI yang sebelumnya dilarutkan dalam sedikit air.

Ketika arus oksigen murni dan kering (udara) dialirkan melalui ozonizer di bawah pengaruh pelepasan listrik yang tenang tanpa percikan api), sebagian oksigen (maksimum 12-15% volume) diubah menjadi ozon.

Udara lembab dan berdebu tidak dapat digunakan untuk tujuan ini, karena pelepasan listrik dalam hal ini membentuk kabut tebal yang mengendap pada elektroda dan dinding kaca ozonator; akibatnya, alih-alih mengeluarkan cairan yang tenang, percikan api mulai muncul di ozonizer, dan nitrogen oksida terbentuk; Oksida nitrat dengan adanya oksigen dioksidasi menjadi nitrogen dioksida, yang menghancurkan elektroda.

Sumber oksigen dapat berupa meteran gas atau tabung oksigen;

Di bawah pengaruh pelepasan listrik tersebut, ion dan elektron terbentuk di ruang yang ditempati oleh oksigen, menyebabkan disintegrasi ketika bertabrakan dengan molekul oksigen.

Keberadaan ozon dideteksi dengan metode yang dijelaskan di atas, serta dengan metode yang ditunjukkan saat menjelaskan sifat-sifat ozon.

Di bawah ini adalah penjelasan dari beberapa jenis ozonizer.

Dengan memasukkan lapisan wol kaca secara bergantian dengan bubuk mangan atau timbal dioksida (10 cm) atau lapisan karbon granular aktif ke dalam tabung lebar, pastikan ozon terurai saat melewatinya.

Pembusukan ozon disertai dengan pelepasan panas dan peningkatan volume gas.

APLIKASI OZON

HIDROGEN PEROKSIDA H 2 O 2

PENYEBARAN

MENERIMA

O 2 + 2H → H 2 O 2 + 138 kkal.
Perangkat dirakit sesuai dengan. Bak mandi elektrolitik adalah gelas dengan kapasitas 250-300 ml, diisi dengan asam sulfat (berat jenis 1,2-1,25) dan ditutup dengan pelat asbes.

Sebuah anoda dan silinder kaca dengan diameter 3 cm, di dalamnya terdapat katoda, serta tabung kaca tempat oksigen murni mengalir dari gasometer atau silinder, dilewatkan melalui pelat. Sebuah tabung suplai oksigen dengan ujung memanjang melewati dari bawah silinder dan berakhir di katoda itu sendiri.

Di dekat anoda, lubang lain dibuat pada pelat asbes untuk mengeluarkan oksigen yang dilepaskan di anoda.

Anoda adalah pelat platina yang letaknya lebih tinggi dibandingkan dengan katoda. Katoda terbuat dari pelat platina atau paladium.

Sumber energi listriknya adalah baterai 10 V.

Setelah perangkat dirakit, ambil 10 ml elektrolit dari ruang anoda dengan pipet, tuangkan ke dalam gelas dan tambahkan beberapa tetes larutan titanil sulfat. Tidak ada pewarnaan yang terjadi dalam kasus ini.

5-10 menit setelah dimulainya elektrolisis pada arus 4-5 A dan aliran oksigen yang kuat mengalir, matikan arus dan ambil sampel elektrolit. Kali ini, ketika titanil sulfat ditambahkan, elektrolit berubah menjadi kuning-oranye;

hal ini dijelaskan oleh pembentukan asam peroxodisulfatotitanic:

Dengan elektrolisis yang lebih lama, sampel titanil sulfat memberikan pewarnaan yang lebih pekat. Dalam hal ini, reaksi berikut terjadi:
A) TiOSO 4 + H 2 O 2 + H 2 O = H 2 TiO 4 + H 2 SO 4,
b) TiOSO 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 = H 2 [TiO 2 (SO 4) 2 ] + H 2 O. Pengalaman. Memperoleh hidrogen peroksida dengan aksi asam encer pada basa peroksida (Na 2 O 2 atau K 2 O 2).

Reaksi berlangsung menurut persamaan:
Na 2 O 2 + H 2 SO 4 = H 2 O 2 + Na 2 SO 4,
K 2 O 2 + H 2 JADI 4 = H 2 O 2 + K 2 JADI 4.

Percobaan dilakukan di dalam tabung reaksi. Memperoleh hidrogen peroksida dengan metode ini sangat tidak mudah karena sulitnya memisahkannya dari alkali sulfat.

Juga tidak mungkin untuk merekomendasikan produksi hidrogen peroksida melalui aksi air pada alkali peroksida, karena dalam reaksi ini hidrogen peroksida hanyalah senyawa perantara, yang dengan adanya basa terurai menjadi oksigen dan air; oleh karena itu, reaksi antara alkali peroksida dan air mendasari salah satu metode basah untuk menghasilkan oksigen. PRODUKSI OKSIGEN DENGAN DEKOMPOSISI KATALIS HIDROGEN PEROKSIDA

Pengalaman. Pembuatan hidrogen peroksida dari barium peroksida melalui aksi asam sulfat.
BaO 2 + H 2 SO 4 = H 2 O 2 + BaSO 4.

120 ml air dituangkan ke dalam gelas, ditambahkan 5 ml H 2 SO 4 pekat (berat jenis 1,84) dan direndam dalam alat kristalisasi dengan campuran es dan garam. Setelah memasukkan sedikit es ke dalam gelas bersuhu 0°C, secara bertahap sambil diaduk terus menerus, tambahkan suspensi barium peroksida, yang diperoleh dengan menggiling 15 g BaO 2 dengan 30 ml air es dalam mortar. Suspensinya adalah barium peroksida hidrat BaO 2 · 8H 2 O.

Keberadaan hidrogen peroksida ditemukan sebagai berikut: tuangkan 2 ml larutan uji dan 2 ml H 2 SO 4 ke dalam tabung reaksi, tambahkan eter (ketebalan lapisan 0,5 cm) dan tambahkan beberapa tetes larutan kalium kromat. Dengan adanya hidrogen peroksida dalam lingkungan asam, kromat (dan juga bikromat) membentuk asam perkromat berwarna pekat, dan reaksi terjadi:

H 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 O 2 = 2H 2 CrO 6 + 3H 2 O.
Asam perkromat H 2 CrO 6 dengan rumus struktur

Warnanya biru dan terurai pada suhu kamar; oleh karena itu, warna larutan cepat hilang. Eter mengekstrak asam dari larutan ketika dikocok dan membuatnya lebih stabil.

Senyawa kromium peroksida direduksi menjadi senyawa kromium trivalen (hijau) dengan pelepasan oksigen.

Pengalaman. Hidrogen peroksida juga dapat diproduksi melalui hidrolisis natrium perborat dan barium perkarbonat. Dalam hal ini, reaksi berlangsung menurut persamaan:

NaBO 3 + H 2 O = NaBO 2 + H 2 O 2,
BaC 2 O 6 + H 2 O = BaCO 3 + CO 2 + H 2 O 2.

SIFAT-SIFAT HIDROGEN PEROKSIDA

Pada konsentrasi maksimum berbentuk cairan sirup dengan berat jenis 1,5. Pada lapisan tebal berwarna biru.

Ini larut dalam air, etil alkohol, etil eter dalam perbandingan berapa pun. Hidrogen peroksida biasanya dijual dalam bentuk larutan 3% dan 30% dalam air suling. Yang terakhir ini disebut “perhydrol”. Pada tekanan 26 mm Hg. Seni. mendidih pada suhu 69,7°. Mengeras pada -2°.

Larutan hidrogen peroksida encer lebih stabil; Sedangkan untuk larutan pekat, terurai secara eksplosif menurut persamaan:

2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 + 47 kkal.
Penguraian hidrogen peroksida dipengaruhi oleh cahaya, panas, beberapa zat anorganik dan organik, kekasaran kaca, dan sisa-sisa debu.

Dari zat anorganik, hidrogen peroksida menguraikan oksida (MnO 2, Fe 2 O 3, Cr 2 O 3), hidrat basa dari oksida NaOH, KOH, Ba(OH) 2 dengan adanya pengotor, garam terhidrasi dari Cu 2+, Co 3+, ion Pb 2+, Mn 2+, dan lain-lain, ion logam trivalen Fe 3+, Al 3+, logam dalam keadaan hancur, terutama koloid, senyawa silikon (Au, Ag, Pt), termasuk yang termasuk dalam gelas.

Zat organik yang menguraikan hidrogen peroksida termasuk darah, yang mengaktifkan penguraian berkat enzim katalase yang dikandungnya, sedangkan enzim lainnya, peroksidase, mendorong penghilangan oksigen peroksida dengan adanya zat pengoksidasi.

Dekomposisi katalitik H 2 O 2 dengan adanya basa, mangan dioksida dan larutan koloid perak dijelaskan pada bagian “Produksi oksigen dengan metode basah”.

Pengalaman. Penguraian hidrogen peroksida di bawah pengaruh panas. Labu dengan kapasitas 200-250 ml diisi hampir seluruhnya dengan larutan hidrogen peroksida; ditutup dengan sumbat dengan tabung saluran keluar gas, yang ujungnya diturunkan ke dalam alat kristalisasi dengan air (). Setelah udara dikeluarkan dari perangkat, labu dipanaskan dan oksigen yang dilepaskan dikumpulkan dalam silinder berisi air.

Aliran oksigen dikendalikan dengan menambah atau mengurangi pemanasan labu.

Keberadaan oksigen ditemukan menggunakan serpihan yang membara.

Pengalaman. Dekomposisi katalitik hidrogen peroksida. Kira-kira jumlah perhydrol yang sama (larutan hidrogen peroksida 30%) dituangkan ke dalam tiga gelas. Mangan dioksida ditambahkan ke gelas pertama, platinum hitam ke gelas kedua, dan beberapa tetes darah ke gelas ketiga.

Dekomposisi paling baik dilakukan pada gelas ketiga yang telah ditambahkan darah. Jika natrium sianida dan kemudian perhydrol ditambahkan ke dalam darah, sedikit oksigen yang dilepaskan.

Telah ditetapkan secara eksperimental bahwa platina koloid dan katalase diracuni oleh zat yang sama, misalnya HCN, KCN, NaCN, CO, I 2, H 2 S, CS 2, dll. Keracunan katalis dijelaskan oleh fakta bahwa mereka permukaan besar menyerap sejumlah besar zat beracun. Dalam hal ini, zat beracun mengisolasi permukaan aktif katalis dari reaktan dan katalis kehilangan kemampuannya untuk mempercepat reaksi.

Pengalaman. Dekomposisi katalitik hidrogen peroksida dalam media basa. Untuk mendapatkan air yang bersinar dalam gelap, empat solusi disiapkan:

1) larutkan 1 g bubuk pyrogallol C 6 H 3 (OH) 3 dalam 10 ml air suling;

2) larutkan 5 g K 2 CO 3 dalam jumlah air suling yang sama;

3) ambil 10 ml larutan formaldehida CH 2 O 35-40%;

4) ambil 15 ml larutan hidrogen peroksida (perhydrol) 30%.

Saat mata sudah terbiasa dengan kegelapan, tuangkan perhydrol ke dalam gelas sambil terus diaduk. Cairan mulai mendidih, berbusa dan bersinar dengan cahaya kuning-oranye, berkilau dengan busa mengkilat.

Pelepasan cahaya selama reaksi kimia yang terjadi tanpa panas yang cukup disebut chemiluminescence. Cahaya yang dilepaskan selama chemiluminescence paling sering berwarna merah atau kuning. Dalam percobaan ini, chemiluminescence dijelaskan oleh oksidasi pirogalol dengan hidrogen peroksida dalam media basa. Energi yang dilepaskan selama oksidasi hampir seluruhnya diubah menjadi cahaya, meskipun sejumlah kecil juga dilepaskan dalam bentuk energi panas, yang memanaskan isi gelas dan menyebabkan penguapan sebagian formaldehida (bau menyengat menyebar).

Alih-alih pirogalol, Anda dapat menggunakan hidrokuinon, resorsinol, atau pengembang fotografi.

Hidrogen peroksida dapat dibuat lebih stabil dengan menambahkan sejumlah kecil salah satu zat berikut (penstabil): barbiturat, urat, fosfat, asam sulfat, natrium fosfat, urea, fenacetin, dll.

Hidrogen peroksida adalah asam yang sangat lemah (lebih lemah dari asam karbonat). Sifat asamnya dapat ditentukan dengan menggunakan larutan lakmus netral.

Hidrogen peroksida berhubungan dengan dua jenis garam: hidroperoksida (NaHO 2, KHO 2) dan peroksida (Na 2 O 2, K 2 O 2, BaO 2).

Dalam reaksi kimia, hidrogen peroksida dapat bertindak sebagai zat pengoksidasi dan zat pereduksi.

Terkadang perubahan pH yang sangat kecil menyebabkan perubahan radikal pada fungsi redoks hidrogen peroksida. Contohnya termasuk reaksi berikut:

Saya 2 + 5H 2 O 2 → 2НIO 3 + 4H 2 O; pada pH1 H 2 O 2 zat pengoksidasi,
2НIO 3 + 5Н 2 O 2 → Saya 2 + 6Н 2 O + 5O 2; pada zat pereduksi pH2 H 2 O 2.
Sebagai zat pengoksidasi, hidrogen peroksida terurai sebagai berikut:

H-O-O-H → H-O-H + O.
(atom oksigen yang dilepaskan bereaksi dengan zat pereduksi, berubah menjadi oksigen divalen bermuatan negatif).

OKSIDASI OLEH HIDROGEN PEROKSIDA DALAM LINGKUNGAN ASAM

Pengalaman. Oksidasi ion besi divalen oleh hidrogen peroksida menjadi ion besi. Persamaan reaksi:

2FeSO 4 + H 2 SO 4 + H 2 O 2 = Fe 2 (SO 4) 3 + 2H 2 O.

FeSO4

Fe2(SO4)3

Asam sulfat encer dan larutan hidrogen peroksida 3% ditambahkan ke dalam tabung reaksi dengan larutan FeSO 4 hijau yang baru disiapkan. Akibat oksidasi ion besi divalen menjadi ion besi, warna larutan berubah menjadi kuning. Keberadaan ion besi dapat ditentukan dengan menggunakan ion tiosianat, karena besi tiosianat sangat berwarna merah darah (reaksinya sangat sensitif).

Pengalaman. Oksidasi asam sulfat (sulfit) oleh hidrogen peroksida menjadi asam sulfat (sulfat). Reaksi berlangsung menurut persamaan:

H 2 JADI 3 + H 2 O 2 = H 2 JADI 4 + H 2 O.
Jika hidrogen peroksida ditambahkan ke larutan belerang dioksida (asam belerang) dalam air, asam belerang dioksidasi menjadi asam belerang.

Untuk memverifikasi pembentukan asam sulfat, Anda dapat menggunakan fakta bahwa BaSO 3 larut dalam asam mineral, sedangkan BaSO 4 sedikit larut di dalamnya.

Pengalaman. Oksidasi kalium besi sulfida dengan hidrogen peroksida. PRODUKSI OKSIGEN DENGAN DEKOMPOSISI KATALIS HIDROGEN PEROKSIDA

2K 4 + H 2 O 2 + H 2 JADI 4 = 2K 3 + 2H 2 O + K 2 JADI 4.
Jika Anda menambahkan sedikit H 2 SO 4 encer dan larutan H 2 O 2 3% ke dalam tabung reaksi yang berisi larutan kuning kalium besi sulfida, maka larutan dalam tabung reaksi berubah warna menjadi coklat-merah, ciri-ciri kalium besi sulfida. .

Pengalaman. Oksidasi timbal sulfida dengan hidrogen peroksida. Reaksi berlangsung menurut persamaan:

PbS + 4H 2 O 2 = PbSO 4 + 4H 2 O.
Larutan hidrogen sulfida dalam air ditambahkan ke dalam larutan Pb(NO 3) 2 [atau Pb(CH 3 COO) 2 ]; Endapan hitam dari endapan timbal sulfida. Reaksinya mengikuti persamaan:

Pb(NO 3) 2 + H 2 S = PbS + 2HNO 3.
Larutan hidrogen peroksida 3% ditambahkan ke sedimen timbal sulfida yang dicuci bersih dengan dekantasi; teroksidasi menjadi timbal sulfat, endapan menjadi putih.

Reaksi ini menjadi dasar pembaharuan lukisan yang telah menghitam seiring berjalannya waktu (akibat terbentuknya timbal sulfida pada lukisan tersebut).

Pengalaman. Oksidasi nila dengan hidrogen peroksida. Saat merebus 5-6 ml larutan nila encer dan 10-12 ml larutan hidrogen peroksida 3% atau lebih kuat dalam tabung reaksi, perubahan warna larutan nila diamati.

OKSIDASI OLEH HIDROGEN PEROKSIDA DALAM LINGKUNGAN ALKALIN

2KCrO 2 + 2KOH + 3H 2 O 2 = 2K 2 CrO 4 + 4H 2 O.
Hidrogen peroksida ditambahkan ke larutan hijau kromit logam alkali;

Kromit teroksidasi menjadi kromat dan larutan berubah menjadi kuning.

Pengalaman. Oksidasi garam mangan divalen dengan hidrogen peroksida. PRODUKSI OKSIGEN DENGAN DEKOMPOSISI KATALIS HIDROGEN PEROKSIDA

MnSO 4 + 2NaOH + H 2 O 2 = H 2 MnO 3 + Na 2 SO 4 + H 2 O.
Alkali ditambahkan ke larutan tidak berwarna (atau agak merah muda) dari senyawa mangan divalen apa pun. Endapan putih dari endapan mangan hidroksida hidrat, yang, bahkan dengan adanya sedikit oksigen, dioksidasi menjadi mangan dioksida hidrat, dan endapan menjadi coklat.

Nitrous hidrat dengan adanya mangan dioksida hidrat membentuk oksida mangan.

Reaksi yang dijelaskan di atas berlangsung sebagai berikut:

MnSO 4 + 2NaOH = Mn(OH) 2 + Na 2 SO 4,
Mn(OH) 2 + 1/2O 2 = H 2 MnO 3 atau MnO(OH) 2,

Dengan adanya hidrogen peroksida, oksidasi dinitrogen hidrat menjadi mangan dioksida hidrat terjadi dengan sangat cepat.

Ketika dipanaskan, oksidasi garam mangan divalen dengan hidrogen peroksida menghasilkan pembentukan mangan dioksida menurut persamaan:

MnSO 4 + H 2 O 2 + 2KOH = MnO 2 + K 2 SO 4 + 2H 2 O.
Dalam sejumlah reaksi, hidrogen peroksida berfungsi sebagai zat pereduksi baik dalam lingkungan basa maupun asam.

Sebagai zat pereduksi, hidrogen peroksida terurai sebagai berikut:

H-O-O-H → 2H + O=O.
Karena peroksida dapat menjadi zat pengoksidasi dan pereduksi, elektron dari peroksida dapat berpindah dari satu molekul ke molekul lainnya:

H 2 O 2 + H 2 O 2 = O 2 + 2H 2 O.
Reduksi KMnO 4 dan MnO 2 dengan hidrogen peroksida dalam lingkungan asam dan K 3 dalam lingkungan basa dijelaskan pada bagian produksi oksigen dengan metode basah.

Pengalaman. Reduksi oksida perak coklat tua dengan hidrogen peroksida menjadi perak metalik. Reaksi berlangsung menurut persamaan:

Ag 2 O + H 2 O 2 = 2Ag + H 2 O + O 2.
Tuang 2 ml larutan AgNO 3 encer, 4-6 ml larutan H 2 O 2 3% dan 2-3 ml larutan NaOH encer ke dalam tabung reaksi. Endapan hitam perak metalik terbentuk menurut persamaan reaksi keseluruhan:

2AgNO 3 + 2NaOH + H 2 O 2 = 2Ag + 2NaNO 3 + 2H 2 O + O 2.
Ketika alkali bekerja pada larutan garam perak, alih-alih hidrat oksida perak yang tidak stabil, endapan coklat tua dari oksida perak mengendap (sifat ini juga merupakan karakteristik hidrat oksida logam mulia lainnya).

Perak oksida tidak larut dalam basa berlebih.

Pengalaman. Reduksi senyawa emas dengan hidrogen peroksida. Reduksi dapat terjadi pada lingkungan asam dan basa.

Sedikit larutan alkali dan larutan hidrogen peroksida 3% ditambahkan ke dalam tabung reaksi yang berisi sedikit larutan emas klorida. Terjadi reduksi seketika ion emas trivalen menjadi emas bebas:

2AuCl 3 + 3H 2 O 2 + 6KOH = 2Au + 6H 2 O + 3O 2 + 6KCl.
Pengalaman. Pengurangan hipoklorit dan hipobromit dengan hidrogen peroksida. Persamaan reaksi:

KClO + H 2 O 2 = KCl + H 2 O + O 2,
NaClO + H 2 O 2 = NaCl + H 2 O + O 2,
NaBrO + H 2 O 2 = NaBr + H 2 O + O 2,
CaOCl 2 + H 2 O 2 = CaCl 2 + H 2 O + O 2.
Reaksi-reaksi ini mendasari percobaan tabung reaksi untuk produksi oksigen.

Produk penambahan hidrogen peroksida. Zat tersebut adalah perhydrol - produk penambahan hidrogen peroksida ke urea:

Senyawa dalam keadaan kristal ini distabilkan oleh sedikit asam sitrat. Ketika dilarutkan dalam air, hidrogen peroksida terbentuk.

Menyimpan hidrogen peroksida. Hidrogen peroksida disimpan di tempat yang gelap dan sejuk dalam wadah parafin (atau kaca yang dilapisi lilin di dalamnya) yang ditutup dengan sumbat parafin.

PENGGUNAAN HIDROGEN PEROKSIDA

Dibandingkan dengan klorin, hidrogen peroksida memiliki keunggulan besar sebagai bahan pemutih. Ini digunakan untuk memproduksi perborat (misalnya, natrium perborat, yang merupakan bahan aktif dalam produk pemutihan).

Larutan hidrogen peroksida dengan konsentrasi tinggi (85-90%) yang dicampur dengan beberapa bahan yang mudah terbakar digunakan untuk menghasilkan campuran yang mudah meledak.

AIR H 2 O

PENYEBARAN

Air alami yang paling murni adalah air curah hujan atmosfer, yang paling terkontaminasi pengotor adalah air laut dan samudera. Berdasarkan sifatnya, pengotor dapat bersifat anorganik dan organik. Di dalam air mereka dapat dilarutkan atau disuspensikan.

Pengotor air adalah: karbon dioksida bebas, nitrogen, oksigen, CaCO 3, Ca(HCO 3) 2, MgCO 3, CaSO 4, MgSO 4, klorida logam alkali, asam silikat dan garam logam alkali dan alkali tanahnya, besi dan aluminium oksida , mangan, garam logam alkali dan alkali tanah, asam nitrat, nitrat dan fosfat, mikroorganisme dan berbagai zat organik dalam keadaan koloid.

Air mineral, selain pengotor ini, mengandung hidrogen sulfida, sulfat, garam borat, arsenik, fluorida, hidrobromik, hidroiodik, dan asam lainnya.

Berdasarkan komposisinya, udara cair berbeda dengan udara atmosfer biasa; mengandung 54% berat oksigen cair, 44% nitrogen, dan 2% argon. Dengan bantuan ion Ba 2+, keberadaan ion SO 4 2- ditentukan dalam air alami mana pun, dengan bantuan ion Ag + - keberadaan ion Cl -, dan dengan menguapkan 500 ml air dalam cangkir - adanya residu kering.

MENERIMA

Air dapat diperoleh dengan memanaskan zat yang mengandung air kristalisasi, contoh: CuSO 4 5H 2 O, Na 2 CO 3 10H 2 O, Na 2 B 4 O 7 10H 2 O, Na 2 SO 4 10H 2 O, FeSO 4 7H2O ; sebagai produk sampingan, terbentuk selama reaksi netralisasi, redoks dan reaksi lainnya.

Untuk memperoleh air murni kimiawi dalam jumlah besar, mereka tidak menggunakan metode apa pun untuk memperolehnya yang dijelaskan di atas, tetapi menggunakan pemurnian air alami yang sangat umum dengan berbagai cara.

PEMURNIKAN AIR ALAMI

Untuk menahan kotoran yang membuat air menjadi keras, air dialirkan melalui filter permutit, dan untuk menghilangkan zat pewarna, melalui karbon aktif.

Penghapusan kotoran yang terlarut dalam air dicapai melalui proses distilasi. Gambar menunjukkan alat destilasi sederhana yang terdiri dari labu Wurtz, lemari es, dan penerima.

Agar perangkat tidak selalu dibongkar dan untuk menghindari penyambungan menggunakan colokan, disarankan untuk menggunakan perangkat yang terbuat dari kaca Jena ().

Pendidihan yang seragam selama distilasi dicapai karena sedikit porselen berpori pertama kali dimasukkan ke dalam labu.

Air yang diperoleh dengan cara ini mengandung gas terlarut, misalnya CO 2, dan sejumlah kecil silikat (terbentuk sebagai hasil pelarutan kaca lemari es oleh kondensat air).

Untuk menghilangkan gas (misalnya CO 2), tuangkan 750 ml air suling ke dalam labu 1000 ml, masukkan beberapa potong tabung kapiler ke dalamnya dan didihkan selama 30-40 menit. Setelah perebusan selesai, labu ditutup dengan sumbat yang dimasukkan tabung berisi soda kapur (campuran CaO dan NaOH). Soda kapur menyerap karbon dioksida dari udara, yang dapat masuk ke air suling setelah dingin.

Karena air sulingan dalam jumlah besar digunakan di laboratorium kimia untuk menyiapkan larutan dan mencuci sedimen, beberapa peralatan distilasi kontinyu dijelaskan di bawah ini.

Peralatan distilasi Kaleshchinsky() terdiri dari retort dengan tabung samping dan leher melengkung yang dihubungkan ke kondensor spiral.

Ketinggian air yang konstan dalam retort dan lemari es dipertahankan dengan menggunakan siphon.

Sebelum memulai percobaan, air disedot ke dalam siphon melalui tabung samping, di mana tabung karet harus ditempatkan, dan tabung karet ditutup dengan penjepit atau batang kaca dimasukkan erat ke dalamnya.

Untuk memastikan perebusan yang seragam, sebelum penyulingan dimulai, beberapa potong porselen berpori ditempatkan di dalam retort, dan sebuah labu dipasang di ujung tabung samping siphon, di mana gelembung udara yang masuk ke siphon ketika air dipanaskan akan dimasukkan. terkumpul (gelembung udara di siphon dapat mengganggu suplai air normal ke retort) .

Perangkat berukuran kecil ini dapat beroperasi terus menerus dalam waktu yang cukup lama tanpa memerlukan perawatan khusus.

Peralatan distilasi Verkhovsky(). Deskripsi perangkat: tabung lebar A berfungsi untuk menampung gelembung-gelembung udara yang dikeluarkan dari air ketika dipanaskan. Dia sedang mengisi siphon B, C, D hampir seluruhnya terisi air. Botol F dengan bagian bawah terpotong, ditutup dengan sumbat dengan tabung melewatinya E Botol(untuk menghilangkan kelebihan air dari botol). Semua bagian perangkat dihubungkan satu sama lain menggunakan sumbat dan tabung karet. Air dari keran mengalir ke lemari es, dari sana ke dalam botol B, C, D, lalu ke dalam siphon B, C, D ke dalam labu destilasi.

Selain yang dijelaskan, ada sejumlah perangkat lain yang lebih kompleks.

Preferensi diberikan pada perangkat yang terbuat dari kaca Jena, di mana masing-masing bagian dihubungkan bukan dengan sumbat, tetapi dengan bagian tipis. Anda juga dapat menggunakan perangkat logam yang dipanaskan dengan listrik atau gas.

Air sulingan dapat berupa penyulingan tunggal, ganda atau ganda.

Air bisa berbentuk padat, cair, dan gas. Transisi dari satu keadaan ke keadaan lain ditentukan oleh suhu dan tekanan. Pengalaman. Perbedaan antara uap dan kabut.

Sedikit air dituangkan ke dalam labu 100 ml; Sebuah tabung gelas berukuran panjang 5 cm dan diameter 6 mm dengan ujung luar agak memanjang dimasukkan ke dalam leher labu. Setelah meletakkan labu di atas tripod yang dilapisi jaring asbes, panaskan hingga air mendidih.

Uap air yang dihasilkan tidak terlihat baik di dalam labu maupun pada pembukaan tabung, tetapi awan kabut (tetesan uap yang terkondensasi) terbentuk di atas labu. Untuk memastikan air mendidih secara merata, beberapa potong porselen berpori atau manik-manik kaca ditempatkan di dalam labu.

Tidak perlu menarik ujung tabung terlalu jauh, karena dapat menimbulkan tekanan tinggi dan kemudian labu akan pecah. Air murni di semua keadaan agregasi tidak berwarna. Uap air tidak terlihat.

Pengalaman. Pasangan, terlihat dan tidak terlihat.

Empat botol besar diletakkan di atas meja. Sedikit air dituangkan ke dalam yang pertama, brom ke dalam yang kedua, alkohol ke dalam yang ketiga, dan bensin ke dalam yang keempat.

Setelah beberapa waktu, udara di setiap botol menjadi jenuh dengan uap cairan yang sesuai. Dalam botol berisi brom, uapnya terlihat, dalam botol berisi air, alkohol, dan bensin tidak terlihat; dalam botol berisi alkohol dan bensin dapat dideteksi dari baunya. Untuk percobaannya digunakan tabung kaca yang dibengkokkan berbentuk persegi dengan panjang masing-masing sisinya sekitar 25 cm (). Kedua ujung tabung dihubungkan menggunakan dua buah pipa karet ke tabung T kaca. Seluruh perangkat diisi dengan air dingin, yang udaranya harus dikeluarkan terlebih dahulu dengan cara direbus, dan dipasang di tripod pada posisi yang ditunjukkan pada gambar. Tambahkan beberapa tetes tinta, larutan KMnO 4, metilen biru atau fluorescein ke dalam tabung berbentuk T dan amati bagaimana pewarna berdifusi ke dua arah.

Kemudian mereka memanaskan perangkat di salah satu sudut dan memperhatikan bagaimana air yang dipanaskan, menjadi lebih ringan, mulai naik ke atas dan semua cairan di dalam tabung mulai bergerak ke arah yang ditunjukkan oleh panah pada gambar. Pewarna dari tabung berbentuk T mulai bergerak berlawanan arah dengan pemanasan. Jika sekarang Anda memindahkan kompor gas ke pojok kiri, air berwarna mulai bergerak dari kiri ke kanan. Perangkat ini berfungsi sebagai model pemanas sentral.

Massa jenis es lebih kecil daripada air pada suhu +4°C, sehingga es mengapung di atas air cair. Pengalaman. Memeriksa konduktivitas termal air yang lemah.

Ambil tabung reaksi pada ujung bawahnya, panaskan air di dalamnya. Air pada pembukaan tabung reaksi mulai mendidih, tetap dingin di ujung bawahnya, dimana tabung reaksi dipegang dengan tangan.

Berdasarkan komposisinya, udara cair berbeda dengan udara atmosfer biasa; mengandung 54% berat oksigen cair, 44% nitrogen, dan 2% argon. Konduktivitas listrik air murni sangat rendah, yaitu Air murni merupakan penghantar listrik yang buruk.

Untuk mempelajari konduktivitas listrik air murni dan larutan berbagai elektrolit dan non-elektrolit, digunakan alat khusus.

Bagian utama alat untuk menentukan daya hantar listrik suatu zat cair adalah: dua buah elektroda, alas lampu dengan lampu listrik, stopkontak, steker, pemutus, sumber arus listrik, dan kabel listrik.

Elektroda dapat berupa platina, karbon atau tembaga; lampu bisa memiliki kekuatan yang berbeda, tetapi mereka lebih suka menggunakan lampu yang digunakan untuk senter; Sumber arus dapat berupa 1-2 buah baterai atau penyearah, serta trafo yang dihubungkan ke jaringan listrik dan memberikan tegangan 3-4 V.

Elektroda dihubungkan menggunakan steker. Alih-alih alas dengan lampu listrik, Anda bisa menggunakan bel listrik. Biasanya perangkat (alas dengan lampu listrik, soket dan pemutus) dipasang pada satu papan sesuai dengan diagram yang ditunjukkan pada.

Elektroda tembaga. Dua buah kawat tembaga dengan panjang 10-12 cm dan diameter 0,5-0,8 cm.

Kedua elektroda, seperti yang sebelumnya, dipasang dalam lingkaran gabus, di mana corong tetes juga dimasukkan.

Untuk menentukan daya hantar listrik, cairan dapat dituangkan ke dalam tabung reaksi, gelas kimia, silinder, labu atau toples, tergantung pada ukuran elektroda yang digunakan.

Untuk melakukan percobaan, elektroda-elektroda direndam dalam cairan dan dihubungkan pada suatu rangkaian listrik yang dihubungkan secara seri dengan lampu listrik (bel) dan melalui saklar dengan sumber energi listrik.

Jika, ketika arus dihidupkan, bola lampu menyala (atau bel berbunyi), maka cairan tersebut merupakan penghantar listrik yang baik.

Setiap kali sebelum menguji konduktivitas listrik suatu cairan baru, elektroda, wadah tempat cairan uji dituangkan, dan corong dicuci bersih dengan air suling, alkohol, eter, kloroform, toluena atau pelarut lain dan diseka dengan kertas saring.

Biasanya, laboratorium menguji konduktivitas listrik cairan berikut: air suling, larutan encer HCl, H 2 SO 4, NaOH, Ba(OH) 2, NaCl dan gula.

Untuk menunjukkan bahwa daya hantar listrik berhubungan dengan keberadaan ion, cukup dibuktikan hal berikut:

larutan Ba(OH) 2 + fenolftalein menghantarkan arus listrik;

Larutan H 2 SO 4 dapat menghantarkan arus listrik.

Pada tekanan atmosfer (760 mm Hg), air mendidih pada suhu 100°. Jika tekanannya berubah maka titik didih air juga ikut berubah.

Pengalaman. Mendidih air dengan tekanan rendah. Perangkat dirakit sesuai dengan. Terdiri dari kondensor Liebig dengan ban dalam terbuat dari kaca tebal dan tahan lama, diakhiri dengan kerucut kecil di bagian bawah. Di ujung tabung yang berlawanan dengan kerucut harus ada pengait untuk menggantung termometer.

Tuangkan sedikit air ke dalam kerucut lemari es, gantungkan termometer sehingga bola yang berisi air raksa berada di dalam air kerucut, dan kuatkan lemari es dalam posisi vertikal pada tripod.

Ban dalam lemari es dihubungkan ke pompa jet air melalui bejana pengaman dan pengukur tekanan.

Pada awal percobaan, air dilewatkan melalui lemari es dan labu dipanaskan sedikit, dengan hati-hati mengamati suhu dan tekanan di mana air mulai mendidih. Ruang hampa yang sangat kuat tidak boleh dibiarkan dalam percobaan ini untuk menghindari retaknya tabung.

Versi percobaan yang disederhanakan: panaskan air dalam labu hingga mendidih, keluarkan labu dari kompor dan tutup rapat dengan sumbat - perebusan berhenti, letakkan labu di bawah aliran air dingin - perebusan yang kuat dilanjutkan.

Pengalaman. Mendidihkan air pada tekanan di atas tekanan atmosfer. Perangkat dirakit sesuai dengan.

Labu untuk alat ini berleher lebar, alas bulat, terbuat dari kaca tebal berkualitas tinggi dengan kapasitas 500 ml.

250 ml air matang dituangkan ke dalam labu. Labu dipasang pada dudukannya dan ditutup dengan sumbat karet yang dilewati dua tabung kaca. Satu tabung berdiameter 6-7 mm diakhiri dengan gelembung sedemikian rupa sehingga melewati leher labu. Tabung kedua, berdiameter 6 mm, dimulai dari tepi bawah sumbat; di bagian luar ditekuk dengan sudut 90° dan dengan menggunakan tabung karet berdinding tebal, disambungkan ke tabung kaca lain yang ditekuk tegak lurus, diturunkan hampir ke bawah ke dalam silinder berisi air raksa setinggi 90-100 cm dan diameter 1,5-2cm.

Beberapa potong porselen berpori dimasukkan ke dalam botol dan diisi setengahnya dengan air.

Dengan jumlah merkuri yang ditentukan, udara di dalam labu berada di bawah tekanan lebih dari dua atmosfer.

Untuk mencegah agar tabung yang diturunkan ke dalam silinder berisi air raksa tidak terlempar keluar, tabung tersebut dipasang pada penjepit tripod.

Setelah perangkat dirakit, panaskan labu dengan air. Pertama, air di dalam gelembung, yang berada di bawah tekanan atmosfer, mendidih, dan kemudian, air di dalam labu, yang berada di bawah tekanan lebih dari dua atmosfer, mendidih.

Untuk percobaan, digunakan labu alas bulat karena lebih tahan terhadap tekanan tinggi.

Saat melakukan percobaan, mereka bekerja dengan hati-hati, mengamati pada jarak tertentu, karena pada tekanan 2-3 atm labu dapat pecah.

Air berpartisipasi dalam reaksi kimia berikut: dalam reaksi yang menunjukkan sifat pengoksidasi, dalam reaksi hidrolisis, hidrasi, adisi, substitusi, dan dalam reaksi di mana air berperan sebagai katalis.

Dalam percobaan produksi hidrogen, efek oksidasi air terhadap natrium, kalium, kalsium, magnesium, aluminium, besi dan karbon dipertimbangkan.

Bagian tentang brom dan yodium menjelaskan eksperimen dalam produksi hidrogen bromida dan hidrogen iodida melalui hidrolisis fosfor halida.

Ketika mempertimbangkan sifat-sifat klorin, brom, dan hidrogen klorida, kita berbicara tentang hidrasi, yang terjadi sebagai reaksi adisi.

Eksperimen yang menggambarkan kombinasi hidrogen dengan klor atau yodium dengan seng menunjukkan sifat katalitik air.

Reaksi kimia yang melibatkan air ditemukan dalam banyak percobaan yang dijelaskan.

Pelajaran ini dikhususkan untuk mempelajari metode modern dalam memproduksi oksigen. Anda akan belajar dengan metode apa dan dari zat apa oksigen diperoleh di laboratorium dan industri.

Topik: Zat dan transformasinya

Pelajaran:Memperoleh oksigen

Untuk keperluan industri, oksigen harus diperoleh dalam volume besar dan dengan cara yang paling murah. Metode memproduksi oksigen ini diusulkan oleh pemenang Hadiah Nobel Pyotr Leonidovich Kapitsa. Dia menemukan alat untuk mencairkan udara. Seperti yang Anda ketahui, udara mengandung sekitar 21% oksigen berdasarkan volume. Oksigen dapat dipisahkan dari udara cair dengan cara distilasi, karena Semua zat penyusun udara mempunyai titik didih yang berbeda-beda. Titik didih oksigen adalah -183°C, dan titik didih nitrogen adalah -196°C. Artinya saat menyuling udara cair, nitrogen akan mendidih dan menguap terlebih dahulu, baru kemudian oksigen.

Di laboratorium, oksigen tidak dibutuhkan dalam jumlah besar seperti di industri. Biasanya dikirimkan dalam silinder baja biru yang diberi tekanan. Dalam beberapa kasus, oksigen masih perlu diperoleh secara kimia. Untuk tujuan ini, reaksi dekomposisi digunakan.

EKSPERIMEN 1. Tuangkan larutan hidrogen peroksida ke dalam cawan Petri. Pada suhu kamar, hidrogen peroksida terurai secara perlahan (kita tidak melihat tanda-tanda reaksi), namun proses ini dapat dipercepat dengan menambahkan beberapa butir mangan(IV) oksida ke dalam larutan. Gelembung gas segera mulai muncul di sekitar butiran oksida hitam. Ini adalah oksigen. Tidak peduli berapa lama reaksi berlangsung, butiran mangan(IV) oksida tidak larut dalam larutan. Artinya, mangan(IV) oksida ikut serta dalam reaksi, mempercepatnya, tetapi tidak dikonsumsi di dalamnya.

Zat yang mempercepat suatu reaksi tetapi tidak ikut bereaksi disebut katalis.

Reaksi yang dipercepat oleh katalis disebut katalis.

Percepatan suatu reaksi oleh katalis disebut katalisis.

Jadi, mangan (IV) oksida berfungsi sebagai katalis dalam reaksi penguraian hidrogen peroksida. Dalam persamaan reaksi, rumus katalis ditulis di atas tanda sama dengan. Mari kita tuliskan persamaan reaksinya. Ketika hidrogen peroksida terurai, oksigen dilepaskan dan air terbentuk. Pelepasan oksigen dari suatu larutan ditunjukkan dengan tanda panah yang mengarah ke atas:

2. Kumpulan sumber daya pendidikan digital terpadu ().

3. Versi elektronik jurnal “Chemistry and Life” ().

Pekerjaan rumah

Dengan. 66-67 No. 2 – 5 dari Buku Kerja Kimia: kelas 8: ke buku teks karya P.A. Orzhekovsky dan lainnya. kelas 8” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; di bawah. ed. Prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.

Kami memasang tabung reaksi kaca tahan api pada dudukannya dan menambahkan 5 g bubuk nitrat (kalium nitrat KNO 3 atau natrium nitrat NaNO 3) ke dalamnya. Mari kita letakkan gelas yang terbuat dari bahan tahan api berisi pasir di bawah tabung reaksi, karena selama percobaan ini gelas sering kali meleleh dan keluar massa panas. Oleh karena itu, kami akan menjaga kompor tetap berada di sisinya saat memanaskan. Ketika kita memanaskan sendawa dengan sangat kuat, sendawa akan meleleh dan oksigen akan dilepaskan darinya (kita akan mendeteksinya dengan bantuan serpihan yang membara - ia akan menyala dalam tabung reaksi). Dalam hal ini kalium nitrat akan berubah menjadi nitrit KNO2. Kemudian gunakan penjepit wadah atau pinset untuk membuang potongan belerang ke dalam lelehan (jangan pernah memegang wajah Anda di atas tabung reaksi).

Belerang akan menyala dan terbakar, melepaskan panas dalam jumlah besar. Percobaan harus dilakukan dengan jendela terbuka (karena oksida belerang yang dihasilkan). Kami akan menyimpan natrium nitrit yang dihasilkan untuk percobaan selanjutnya.

Prosesnya berlangsung sebagai berikut (melalui pemanasan):

2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2

Anda bisa mendapatkan oksigen dengan metode lain.

Kalium permanganat KMnO 4 (garam kalium dari asam mangan) melepaskan oksigen ketika dipanaskan dan diubah menjadi mangan (IV) oksida:

4KMnO 4 → 4Mn 2 + 2K 2 O + 3O 2

atau 4KMnO 4 → MnO 2 + K 2 MnO 4 + O 2

Dari 10 g kalium permanganat Anda bisa mendapatkan sekitar satu liter oksigen, yang berarti dua gram cukup untuk mengisi lima tabung reaksi berukuran normal dengan oksigen. Kalium permanganat dapat dibeli di apotek mana pun jika tidak ada di lemari obat rumah Anda.

Kami memanaskan sejumlah kalium permanganat dalam tabung reaksi tahan api dan menangkap oksigen yang dibebaskan dalam tabung reaksi menggunakan penangas pneumatik. Kristal tersebut, ketika retak, akan hancur, dan, seringkali, sejumlah permanganat berdebu ikut terbawa bersama dengan gas. Dalam hal ini, air di penangas pneumatik dan pipa saluran keluar akan berubah menjadi merah. Setelah menyelesaikan percobaan, kami membersihkan bak dan tabung dengan larutan natrium tiosulfat (hiposulfit) - pemecah fotografi, yang kami sedikit asamkan dengan asam klorida encer.

Oksigen juga dapat diperoleh dalam jumlah besar dari hidrogen peroksida (peroksida) H 2 O 2. Ayo beli larutan tiga persen di apotek - disinfektan atau obat untuk mengobati luka. Hidrogen peroksida tidak terlalu stabil. Saat berada di udara, ia terurai menjadi oksigen dan air:

2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2

Dekomposisi dapat dipercepat secara signifikan dengan menambahkan sedikit mangan dioksida MnO 2 (pirolusit), karbon aktif, bubuk logam, darah (yang digumpalkan atau segar), dan air liur ke dalam peroksida. Zat-zat ini bertindak sebagai katalis.

Kita dapat memverifikasi hal ini jika kita menempatkan kira-kira 1 ml hidrogen peroksida dengan salah satu zat tersebut ke dalam tabung reaksi kecil, dan menentukan keberadaan oksigen yang dilepaskan menggunakan uji serpihan. Jika darah hewan dalam jumlah yang sama ditambahkan ke dalam 5 ml larutan hidrogen peroksida tiga persen dalam gelas kimia, campuran akan berbusa kuat, busa akan mengeras dan membengkak akibat pelepasan gelembung oksigen.

Kemudian kita akan menguji efek katalitik larutan tembaga (II) sulfat 10% dengan penambahan kalium hidroksida (kalium kaustik), larutan besi (II) sulfat, larutan besi (III) klorida (dengan dan tanpa penambahan serbuk besi), natrium karbonat, natrium klorida dan bahan organik (susu, gula, daun tanaman hijau yang dihaluskan, dll). Sekarang kita telah mengalami bahwa berbagai zat secara katalitik mempercepat penguraian hidrogen peroksida.

Katalis meningkatkan laju reaksi suatu proses kimia tanpa dikonsumsi. Mereka pada akhirnya mengurangi energi aktivasi yang diperlukan untuk memulai reaksi. Namun ada juga zat yang bertindak sebaliknya. Mereka disebut katalis negatif, antikatalis, stabilisator atau inhibitor. Misalnya, asam fosfat mencegah penguraian hidrogen peroksida. Oleh karena itu, larutan hidrogen peroksida komersial biasanya distabilkan dengan fosfat atau asam urat.

Katalis diperlukan untuk banyak proses teknologi kimia. Tetapi bahkan di alam yang hidup, apa yang disebut biokatalis (enzim, enzim, hormon) terlibat dalam banyak proses. Karena katalis tidak dikonsumsi dalam reaksi, katalis dapat bekerja dalam jumlah kecil. Satu gram rennet cukup untuk mengental 400-800 kg protein susu.

Yang paling penting untuk pengoperasian katalis adalah ukuran permukaannya. Untuk meningkatkan permukaan, digunakan zat berpori yang penuh dengan retakan dengan permukaan bagian dalam yang berkembang; zat padat atau logam disemprotkan ke apa yang disebut pembawa. Misalnya, 100 g katalis platina terdukung hanya mengandung sekitar 200 mg platina; 1 g nikel kompak memiliki luas permukaan 0,8 cm 2, dan 1 g bubuk nikel memiliki luas permukaan 10 mg. Ini setara dengan rasio 1:100.000; 1 g alumina aktif memiliki luas permukaan 200 hingga 300 m2; untuk 1 g karbon aktif nilainya bahkan 1000 m2. Di beberapa instalasi, katalis bernilai beberapa juta mark. Jadi, tungku kontak bensin di Belem, setinggi 18 m, mengandung 9-10 ton katalis.

Tujuan pelajaran:

• berkontribusi pada pembentukan pengetahuan siswa tentang metode memperoleh oksigen di alam, industri dan laboratorium, bukti keberadaan dan metode pengumpulannya;
• mempromosikan pembentukan keterampilan untuk mengidentifikasi ciri-ciri umum dan esensial; kemampuan melihat suatu masalah dan menemukan cara untuk menyelesaikannya; keterampilan untuk menerapkan pengetahuan yang diperoleh dalam praktik dan mengevaluasi hasil tindakan yang dilakukan;
• terus mengembangkan daya ingat, perhatian, aktivitas kreatif;
• terus mengembangkan kemandirian dan kemampuan bekerja dalam kelompok;
• terus membentuk tim.

Momen organisasi.

Bagian pengantar

– Bab manakah yang kita pelajari? (Zat sederhana.)

– Zat apa yang disebut sederhana? (Zat yang molekulnya terdiri dari atom-atom yang sejenis.)

– Zat sederhana dibagi menjadi kelompok apa? (Untuk logam dan non-logam.)

Mempelajari materi baru.

Kami terus berkenalan dengan zat sederhana. Hari ini kita akan belajar lebih banyak tentang zat yang menurut Berzelius bahwa kimia bumi berputar mengelilinginya. Anda akan mengetahui zat apa ini dengan menyelesaikan tugas berikut. Daripada ... masukkan kata yang sesuai dengan unsur zat dan tuliskan kata tersebut di buku catatan Anda. (Lampiran 2.)

1. ...adalah unsur yang paling banyak terdapat pada kerak bumi.

2. Molekul zat sederhana ozon dibentuk oleh unsur ...

3. Udara mengandung 21%...

4. Oksida adalah zat kompleks yang terdiri dari dua unsur, salah satunya adalah...

5. Air mengandung dua atom hidrogen dan satu atom...

-Sudahkah kamu menuliskan satu kata?

– Siapa yang menulis beberapa kata?

-Kata apa ini? (Oksigen.)

Jadi, mari kita mulai mempelajari zat sederhana oksigen!

– Mengapa kita mempelajari topik ini? Mengapa oksigen penting? (Oksigen, zat penting untuk respirasi, adalah unsur paling umum di kerak bumi dan merupakan bagian dari air.)

– Pada bagian zat sederhana terdapat tugas penting yang berhubungan dengan oksigen. Bacalah.

tugas hidup.

Untuk melakukan perjalanan melalui gua Anda membutuhkan pasokan oksigen. Bagaimana Anda bisa mendapatkannya saat bepergian?

– Berdasarkan tugas hidup Anda, beri tahu saya apa yang harus Anda pelajari hari ini? (Bagaimana cara mendapatkan oksigen?)

Topik pelajaran: “Mendapatkan oksigen.”

Saat mempelajari topik ini:

Untuk menyelesaikan tugas hidup yang kita hadapi, bekerjalah dalam kelompok.

Kelas dibagi menjadi lima kelompok yang terdiri dari 4 orang. Setiap kelompok mempunyai tugasnya masing-masing. (Lampiran 1.)

– Pelajari informasinya dengan cermat, jawab pertanyaan, tulis persamaan reaksinya.

Bekerja dalam kelompok.

Kemudian mempresentasikan tugas yang telah selesai. Salah satu perwakilan kelompok menjawab pertanyaan secara lisan, dan perwakilan kedua menuliskan persamaan reaksi di papan tulis.

– Berhati-hatilah saat mendengarkan satu sama lain. Seiring kemajuan presentasi Anda, kami akan menyusun skema untuk memperoleh oksigen.

Dengan menggunakan oksigen udara untuk bernafas, kita mengurangi jumlahnya. Namun kandungan di udara tetap konstan - 21%. Bagaimana cara mempertahankan kandungan oksigen konstan yang kita perlukan? Bagaimana oksigen diproduksi di alam?

Pidato kelompok 1 tentang memperoleh oksigen di alam.

Persamaan reaksi

Kesimpulan umum: oksigen di alam diperoleh melalui proses fotosintesis pada tumbuhan dalam cahaya.

Bagian dari skema ini sedang disusun

– Apakah cara ini cocok untuk menyelesaikan suatu masalah kehidupan? (Tidak, fotosintesis membutuhkan cahaya.)

Oksigen diperlukan tidak hanya di alam. Dalam industri digunakan untuk memperoleh logam dan zat penting lainnya. Untuk itu diperlukan oksigen dalam jumlah banyak. Metode produksi yang digunakan dalam hal ini disebut industri.

Pidato kelompok 2 tentang produksi oksigen di industri.

Persamaan reaksi

Kesimpulan umum: oksigen dalam industri diperoleh dari udara dan air.

– Mengapa mereka menggunakan udara dan air untuk menghasilkan oksigen dalam jumlah besar? (zat paling umum di alam yang mengandung oksigen)

Bagian selanjutnya dari skema “Produksi Oksigen” sedang disusun.

– Apakah cara ini cocok untuk menyelesaikan suatu masalah kehidupan? (tidak, peralatan mahal, proses seperti itu memakan banyak waktu)

Di Inggris, di salah satu alun-alun di Leeds terdapat monumen ilmuwan. Di tangan kanannya dia memegang lensa untuk mengumpulkan berkas sinar matahari, dan di tangan kirinya dia memegang wadah berisi merkuri oksida. Pemuda itu fokus dan penuh perhatian, menunggu hasil dari pengalamannya. Ini Joseph Priestley, Inggris. ilmuwan ditangkap pada saat memperoleh oksigen di laboratoriumnya.

Kami mempertimbangkan metode laboratorium untuk memproduksi oksigen.

Pidato kelompok 3 tentang beberapa metode produksi oksigen di laboratorium.

Persamaan reaksi

Kesimpulan: cara-cara tersebut kurang cocok untuk menyelesaikan suatu masalah kehidupan, karena... senyawa merkuri beracun, dan kalium nitrat mungkin tidak tersedia di kondisi kamp.

– Metode laboratorium ini tidak membatasi produksi oksigen. Ada beberapa cara lain untuk menghasilkan oksigen di laboratorium.

Pidato oleh kelompok 4 tentang metode paling umum untuk memproduksi oksigen di laboratorium.

Persamaan reaksi

MnO 2 adalah katalis yang mempercepat reaksi kimia, tetapi tidak dikonsumsi.

Semua reaksi dekomposisi kimia.

Kesimpulan umum: di laboratorium, oksigen dihasilkan melalui reaksi penguraian zat yang mengandung oksigen ketika dipanaskan atau terkena katalis.

Diagram selanjutnya telah dibuat.

Siswa menebak-nebak.

Misalnya untuk memperoleh oksigen dalam kondisi camping, Anda bisa menggunakan reaksi penguraian kalium permanganat yang selalu ada di kotak P3K Anda. Anda juga dapat menggunakan penguraian hidrogen peroksida; untuk reaksi ini, Anda dapat menggunakan darah dan air liur, yang mengandung katalis alami, sebagai katalis.

– Setelah menerima oksigen, perlu juga mengumpulkannya dengan cara tertentu dan membuktikan keberadaannya.

Presentasi kelompok 5 tentang metode pengumpulan oksigen dan pembuktian keberadaannya.

Kesimpulan umum: oksigen dikumpulkan dengan menggantikan udara dan air; keberadaan oksigen dibuktikan dengan menggunakan serpihan yang membara.

Lakukan pekerjaan laboratorium “Produksi oksigen melalui penguraian kalium permanganat dan bukti keberadaannya” secara berpasangan.

Sebelum bekerja, ulangi peraturan keselamatan saat bekerja dengan lampu alkohol dan saat memanaskan.

Kesimpulan.

– Sudahkah Anda mencapai tujuan pelajaran?

– Bagaimana cara mendapatkan oksigen?

Kesimpulan pembelajaran: oksigen dapat diperoleh di alam, industri dan laboratorium. Untuk memperoleh oksigen, digunakan reaksi penguraian zat yang mengandung oksigen. Reaksi terjadi ketika dipanaskan atau dengan adanya katalis.

Pekerjaan rumah.

Pilih tugas yang paling Anda sukai.

Tugas No.1.

Beritahu teman Anda yang tidak hadir dalam pelajaran “Mendapatkan Oksigen” dengan menggunakan pengetahuan tentang gaya berbicara yang Anda pelajari dalam pelajaran bahasa Rusia.

Tugas No.2.

Mempersiapkan pidato untuk konferensi sekolah - bacaan Lomonosov dengan topik "Sejarah Penemuan Oksigen", menggunakan pengetahuan tentang gaya bicara yang diperoleh dalam pelajaran bahasa Rusia.

Hari ini saya mengetahui...
Itu sulit...
Sekarang saya bisa...
Saya menyadari bahwa...
aku melakukannya..
Itu menarik...
Saya terkejut...
saya ingin...