Dichloretano sąveika su deguonimi 9 dujinė būsena. Chemijos preparatas nuo karščiavimo ir dpa išsamus leidimas

Straipsnio turinys

DEGUONIS, O (oksigenijus), periodinės elementų lentelės VIA pogrupio cheminis elementas: O, S, Se, Te, Po – chalkogenų šeimos narys. Tai labiausiai paplitęs elementas gamtoje, jo kiekis Žemės atmosferoje yra 21% (tūrio), žemės plutoje junginių pavidalu maždaug. 50 % (masės) ir hidrosferoje 88,8 % (masės).

Deguonis būtinas gyvybei žemėje egzistuoti: gyvūnai ir augalai kvėpuodami sunaudoja deguonį, o augalai išskiria deguonį fotosintezės būdu. Gyvoje medžiagoje surišto deguonies yra ne tik kūno skysčiuose (kraujo ląstelėse ir kt.), bet ir angliavandeniuose (cukruje, celiuliozėje, krakmole, glikogene), riebaluose ir baltymuose. Molis, uolienos, susideda iš silikatų ir kitų deguonies turinčių neorganinių junginių, tokių kaip oksidai, hidroksidai, karbonatai, sulfatai ir nitratai.

Istorinė informacija.

Pirmoji informacija apie deguonį Europoje tapo žinoma iš VIII amžiaus kinų rankraščių. XVI amžiaus pradžioje. Leonardo da Vinci paskelbė duomenis, susijusius su deguonies chemija, dar nežinodamas, kad deguonis yra elementas. Deguonies pridėjimo reakcijos aprašytos S. Geilso (1731) ir P. Bayeno (1774) moksliniuose darbuose. Ypatingo dėmesio nusipelno K. Scheele 1771–1773 metais atlikti metalų ir fosforo sąveikos su deguonimi tyrimai. J. Priestley pranešė apie deguonies, kaip elemento, atradimą 1774 m., praėjus keliems mėnesiams po Bayeno pranešimo apie reakcijas su oru. Pavadinimas oxynium ("deguonis") buvo suteiktas šiam elementui netrukus po to, kai jį atrado Priestley ir kilęs iš graikų kalbos žodžių, reiškiančių "rūgštį gaminantis"; taip yra dėl klaidingos nuomonės, kad deguonies yra visose rūgštyse. Tačiau deguonies vaidmens kvėpavimo ir degimo procesuose paaiškinimas priklauso A. Lavoisier (1777).

Atomo sandara.

Bet kurio natūraliai susidarančio deguonies atomo branduolyje yra 8 protonai, tačiau neutronų skaičius gali būti 8, 9 arba 10. Dažniausiai iš trijų deguonies izotopų (99,76 %) yra 16 8 O (8 protonai ir 8 neutronai) . Kito izotopo, 18 8 O (8 protonai ir 10 neutronų), kiekis yra tik 0,2%. Šis izotopas naudojamas kaip etiketė arba tam tikroms molekulėms identifikuoti, taip pat biocheminiams ir medicininiams-cheminiams tyrimams atlikti (metodas tirti neradioaktyvius pėdsakus). Trečiasis neradioaktyvusis deguonies izotopas 17 8 O (0,04 %), turi 9 neutronus ir jo masės skaičius yra 17. Tarptautinė komisija patvirtino anglies izotopo masę 12 6 C kaip standartinę atominę masę m. 1961 m. vidutinė svertinė deguonies atominė masė tapo 15. 9994. Iki 1961 m. chemikai standartiniu atominės masės vienetu laikė deguonies atominę masę, kuri buvo laikoma 16 000 trijų natūraliai susidarančių deguonies izotopų mišiniui. Fizikai standartiniu atominės masės vienetu laikė deguonies izotopo masės skaičių 16 8 O, todėl fizikinėje skalėje vidutinė deguonies atominė masė buvo 16,0044.

Deguonies atomas turi 8 elektronus, iš kurių 2 elektronai yra vidiniame lygyje ir 6 elektronai išoriniame lygyje. Todėl cheminių reakcijų metu deguonis iš donorų gali priimti iki dviejų elektronų, sukeldamas savo išorinį apvalkalą iki 8 elektronų ir sudarydamas perteklinį neigiamą krūvį.

Molekulinis deguonis.

Kaip ir daugumoje kitų elementų, kurių atomams trūksta 1–2 elektronų, kad užbaigtų išorinį 8 elektronų apvalkalą, deguonis sudaro dviatominę molekulę. Šio proceso metu išsiskiria daug energijos (~490 kJ/mol) ir atitinkamai tiek pat energijos reikia išleisti atvirkštiniam molekulės disociacijos į atomus procesui. O-O ryšio stiprumas yra toks didelis, kad 2300 ° C temperatūroje tik 1% deguonies molekulių disocijuoja į atomus. (Pažymėtina, kad formuojantis azoto molekulei N2, N–N jungties stiprumas yra dar didesnis, ~710 kJ/mol.)

Elektroninė struktūra.

Deguonies molekulės elektroninėje struktūroje, kaip ir galima tikėtis, elektronų pasiskirstymas oktete aplink kiekvieną atomą nėra realizuojamas, tačiau yra nesuporuotų elektronų, o deguonis pasižymi tokiai struktūrai būdingomis savybėmis (pavyzdžiui, jis sąveikauja su magnetinis laukas, kuris yra paramagnetinis).

Reakcijos.

Tinkamomis sąlygomis molekulinis deguonis reaguoja su beveik bet kokiu elementu, išskyrus tauriąsias dujas. Tačiau kambario sąlygomis su deguonimi pakankamai greitai reaguoja tik patys aktyviausi elementai. Tikėtina, kad dauguma reakcijų vyksta tik po deguonies disociacijos į atomus, o disociacija įvyksta tik esant labai aukštai temperatūrai. Tačiau katalizatoriai ar kitos medžiagos reaguojančioje sistemoje gali paskatinti O 2 disociaciją. Yra žinoma, kad šarminiai (Li, Na, K) ir šarminių žemių (Ca, Sr, Ba) metalai reaguoja su molekuliniu deguonimi, sudarydami peroksidus:

Kvitas ir paraiška.

Dėl laisvo deguonies buvimo atmosferoje efektyviausias jo išgavimo būdas yra oro suskystinimas, iš kurio pašalinamos priemaišos, CO 2, dulkės ir kt. cheminiai ir fiziniai metodai. Ciklinis procesas apima suspaudimą, aušinimą ir plėtimąsi, o tai veda prie oro suskystinimo. Lėtai kylant temperatūrai (frakcinio distiliavimo metodas) iš skysto oro iš pradžių išgaruoja tauriosios dujos (sunkiausiai skystinamos), vėliau azotas, lieka skystas deguonis. Dėl to skystame deguonyje yra inertinių dujų pėdsakų ir gana didelis procentas azoto. Daugeliu atvejų šios priemaišos nėra problema. Tačiau norint gauti itin gryną deguonį, distiliavimo procesas turi būti kartojamas. Deguonis laikomas rezervuaruose ir cilindruose. Jis naudojamas dideliais kiekiais kaip žibalo ir kito kuro oksidatorius raketose ir erdvėlaiviuose. Plieno pramonė naudoja deguonies dujas, kad prapūstų išlydytą geležį, naudojant Bessemer metodą, kad greitai ir efektyviai pašalintų C, S ir P priemaišas. Deguonis taip pat naudojamas suvirinant ir pjaustant metalus (oksi-acetileno liepsna). Deguonis taip pat naudojamas medicinoje, pavyzdžiui, praturtinti pacientų, kuriems sunku kvėpuoti, kvėpavimo aplinką. Deguonis gali būti gaminamas įvairiais cheminiais metodais, o kai kurie iš jų naudojami nedideliam gryno deguonies kiekiui gauti laboratorinėje praktikoje.

Elektrolizė.

Vienas iš deguonies gavimo būdų yra vandens elektrolizė, kurioje kaip katalizatorius yra nedideli NaOH arba H 2 SO 4 priedai: 2H 2 O ® 2H 2 + O 2. Tokiu atveju susidaro mažos vandenilio priemaišos. Naudojant išleidimo įrenginį, vandenilio pėdsakai dujų mišinyje vėl paverčiami vandeniu, kurio garai pašalinami užšaldant arba adsorbuojant.

Šiluminė disociacija.

Svarbus laboratorinis deguonies gamybos būdas, kurį pasiūlė J. Priestley, yra terminis sunkiųjų metalų oksidų skaidymas: 2HgO ® 2Hg + O 2 . Norėdami tai padaryti, Priestley sutelkė saulės spindulius į gyvsidabrio oksido miltelius. Gerai žinomas laboratorinis metodas taip pat yra terminis okso druskų, pavyzdžiui, kalio chlorato, disociacija, esant katalizatoriui - mangano dioksidui:

Mangano dioksidas, dedamas nedideliais kiekiais prieš deginimą, leidžia palaikyti reikiamą temperatūrą ir disociacijos greitį, o pats MnO 2 proceso metu nekinta.

Taip pat naudojami terminio nitratų skaidymo metodai:

taip pat kai kurių aktyvių metalų peroksidai, pavyzdžiui:

2BaO 2 ® 2BaO + O 2

Pastarasis metodas vienu metu buvo plačiai naudojamas deguoniui išgauti iš atmosferos ir jį sudarė BaO kaitinimas ore, kol susidarė BaO 2, o po to terminis peroksido skaidymas. Terminio skilimo metodas išlieka svarbus vandenilio peroksido gamybai.

Fizinės savybės.

Deguonis normaliomis sąlygomis yra bespalvės, bekvapės ir beskonės dujos. Skystas deguonis yra šviesiai mėlynos spalvos. Kietasis deguonis yra mažiausiai trijų kristalinių modifikacijų. Deguonies dujos tirpsta vandenyje ir tikriausiai sudaro silpnus junginius, tokius kaip O2HH2O ir galbūt O2H2H2O.

Cheminės savybės.

Kaip jau minėta, deguonies cheminį aktyvumą lemia jo gebėjimas išsiskirti į O atomus, kurie yra labai reaktyvūs. Tik aktyviausi metalai ir mineralai su O 2 reaguoja dideliu greičiu žemoje temperatūroje. Aktyviausi šarminiai (IA pogrupiai) ir kai kurie šarminių žemių (IIA pogrupiai) metalai sudaro peroksidus, tokius kaip NaO 2 ir BaO 2 su O 2 . Kiti elementai ir junginiai reaguoja tik su disociacijos produktu O2. Tinkamomis sąlygomis visi elementai, išskyrus tauriąsias dujas ir metalus Pt, Ag, Au, reaguoja su deguonimi. Šie metalai taip pat sudaro oksidus, bet ypatingomis sąlygomis.

Deguonies elektroninė struktūra (1s 2 2s 2 2p 4) yra tokia, kad O atomas priima du elektronus į išorinį lygį, kad susidarytų stabilus išorinis elektronų apvalkalas, sudarydamas O 2– joną. Šarminių metalų oksiduose daugiausia susidaro joninės jungtys. Galima daryti prielaidą, kad šių metalų elektronus beveik visiškai traukia deguonis. Mažiau aktyvių metalų ir nemetalų oksiduose elektronų perdavimas yra nepilnas, o deguonies neigiamo krūvio tankis yra mažiau ryškus, todėl ryšys yra mažiau joninis arba labiau kovalentinis.

Kai metalai oksiduojami deguonimi, išsiskiria šiluma, kurios dydis koreliuoja su M-O jungties stiprumu. Kai kurių nemetalų oksidacijos metu sugeriama šiluma, o tai rodo silpnesnius jų ryšius su deguonimi. Tokie oksidai yra termiškai nestabilūs (arba mažiau stabilūs nei oksidai su joninėmis jungtimis) ir dažnai yra labai reaktyvūs. Lentelėje palyginimui pateikiamos tipiškiausių metalų, pereinamųjų metalų ir nemetalų, A ir B pogrupių elementų oksidų susidarymo entalpijų vertės (minuso ženklas reiškia šilumos išsiskyrimą).

Galima padaryti keletą bendrų išvadų apie oksidų savybes:

1. Didėjant metalo atominiam spinduliui, šarminių metalų oksidų lydymosi temperatūra mažėja; Taigi, t pl (Cs 2 O) t pl (Na 2 O). Oksidai, kuriuose vyrauja joninis ryšys, turi aukštesnes lydymosi temperatūras nei kovalentinių oksidų lydymosi temperatūra: t pl (Na 2 O) > t pl (SO 2).

2. Reaktyviųjų metalų oksidai (IA–IIIA pogrupiai) yra termiškai stabilesni nei pereinamųjų metalų ir nemetalų oksidai. Sunkiųjų metalų oksidai, esantys aukščiausios oksidacijos laipsnio terminės disociacijos metu, sudaro žemesnės oksidacijos būsenos oksidus (pvz., 2Hg 2+ O ® (Hg +) 2 O + 0,5O 2 ® 2Hg 0 + O 2). Tokie oksidai, esantys aukštoje oksidacijos būsenoje, gali būti geri oksidatoriai.

3. Aktyviausi metalai reaguoja su molekuliniu deguonimi aukštesnėje temperatūroje, sudarydami peroksidus:

Sr + O 2 ® SrO 2 .

4. Aktyvių metalų oksidai sudaro bespalvius tirpalus, o daugumos pereinamųjų metalų oksidai yra spalvoti ir praktiškai netirpūs. Vandeniniai metalų oksidų tirpalai pasižymi bazinėmis savybėmis ir yra hidroksidai, kuriuose yra OH grupių, o nemetalų oksidai vandeniniuose tirpaluose sudaro rūgštis, turinčias H + jonų.

5. A pogrupių metalai ir nemetalai sudaro oksidus, kurių oksidacijos būsena atitinka grupės numerį, pavyzdžiui, Na, Be ir B sudaro Na 1 2 O, Be II O ir B 2 III O 3, o ne C, N , S pogrupių metalai IVA–VIIA, Cl forma C IV O 2, N V 2 O 5, S VI O 3, Cl VII 2 O 7. Elemento grupės numeris koreliuoja tik su maksimalia oksidacijos būsena, nes galimi oksidai su žemesne elementų oksidacijos būsena. Junginių degimo procesuose tipiški produktai yra oksidai, pavyzdžiui:

2H 2S + 3O 2 ® 2SO 2 + 2H 2 O

Anglies turinčios medžiagos ir angliavandeniliai, šiek tiek kaitinami, oksiduojasi (dega) iki CO 2 ir H 2 O. Tokių medžiagų pavyzdžiai yra kuras – mediena, nafta, alkoholiai (taip pat anglis – anglis, koksas ir medžio anglis). Degimo proceso šiluma panaudojama garui gaminti (o vėliau elektrai arba elektrinėms), taip pat namų šildymui. Tipinės degimo procesų lygtys yra šios:

a) mediena (celiuliozė):

(C6H10O5) n + 6n O 2 ® 6 n CO2+5 n H 2 O + šiluminė energija

b) nafta arba dujos (benzinas C 8 H 18 arba gamtinės dujos CH 4):

2C 8 H 18 + 25O 2 ® 16CO 2 + 18H 2 O + šiluminė energija

CH 4 + 2O 2 ® CO 2 + 2H 2 O + šiluminė energija

C 2 H 5 OH + 3O 2 ® 2CO 2 + 3H 2 O + šiluminė energija

d) anglis (anglis arba medžio anglis, koksas):

2C + O 2 ® 2CO + šiluminė energija

2CO + O 2 ® 2CO 2 + šiluminė energija

Taip pat dega nemažai C, H, N, O turinčių junginių, turinčių didelį energijos rezervą. Deguonis oksidacijai gali būti naudojamas ne tik iš atmosferos (kaip ir ankstesnėse reakcijose), bet ir iš pačios medžiagos. Norint pradėti reakciją, pakanka nedidelio reakcijos aktyvinimo, pavyzdžiui, smūgio ar purtymo. Šiose reakcijose degimo produktai taip pat yra oksidai, tačiau jie visi yra dujiniai ir greitai plečiasi esant aukštai galutinei proceso temperatūrai. Todėl tokios medžiagos yra sprogstamosios. Sprogstamųjų medžiagų pavyzdžiai yra trinitroglicerinas (arba nitroglicerinas) C 3 H 5 (NO 3) 3 ir trinitrotoluenas (arba TNT) C 7 H 5 (NO 2) 3.

Metalų arba nemetalų oksidai, turintys mažesnę elemento oksidacijos būseną, reaguoja su deguonimi, sudarydami aukšto elemento oksidacijos laipsnio oksidus:

Natūralūs oksidai, gauti iš rūdų arba susintetinti, naudojami kaip žaliava gaminant daugelį svarbių metalų, pavyzdžiui, geležį iš Fe 2 O 3 (hematitas) ir Fe 3 O 4 (magnetitas), aliuminį iš Al 2 O 3 (aliuminio oksidą). ), magnis iš MgO (magnezija). Lengvųjų metalų oksidai naudojami chemijos pramonėje šarmams arba bazėms gaminti. Kalio peroksidas KO 2 naudojamas neįprastai, nes esant drėgmei ir reaguodamas su ja išskiria deguonį. Todėl KO 2 naudojamas respiratoriuose deguoniui gaminti. Drėgmė iš iškvepiamo oro išskiria deguonį respiratoriuje, o KOH sugeria CO 2. CaO oksido ir kalcio hidroksido Ca(OH) 2 gamyba - didelės apimties gamyba keramikos ir cemento technologijoje.

Vanduo (vandenilio oksidas).

Vandens H 2 O svarba tiek laboratorinėje praktikoje cheminėms reakcijoms, tiek gyvybės procesams reikalauja ypatingo dėmesio šiai medžiagai VANDUO, LEDAS IR GARO. Kaip jau minėta, tiesioginės deguonies ir vandenilio sąveikos metu tokiomis sąlygomis, pavyzdžiui, įvyksta kibirkšties iškrova, įvyksta sprogimas ir susidaro vanduo, išsiskiria 143 kJ/(mol H 2 O).

Vandens molekulė yra beveik tetraedrinės struktūros, H-O-H kampas yra 104° 30°. Ryšiai molekulėje yra iš dalies joniniai (30%) ir iš dalies kovalentiniai su dideliu neigiamo deguonies krūvio tankiu ir atitinkamai teigiamu vandenilio krūviu:

Dėl didelio H-O jungčių stiprumo vandenilis sunkiai atsiskiria nuo deguonies, o vanduo pasižymi labai silpnomis rūgštinėmis savybėmis. Daugelį vandens savybių lemia krūvių pasiskirstymas. Pavyzdžiui, vandens molekulė sudaro hidratą su metalo jonu:

Vanduo akceptoriui suteikia vieną elektronų porą, kuri gali būti H +:

Oksoanijonai ir oksokacijos

– deguonies turinčios dalelės, turinčios liekamąjį neigiamą (oksoanijonų) arba liekamąjį teigiamą (oksokacijos) krūvį. O 2– jonas turi didelį afinitetą (didelį reaktyvumą) teigiamai įkrautoms dalelėms, tokioms kaip H +. Paprasčiausias stabilių oksoanijonų atstovas yra hidroksido jonas OH –. Tai paaiškina didelį krūvio tankį turinčių atomų nestabilumą ir jų dalinį stabilizavimą dėl teigiamo krūvio dalelės pridėjimo. Todėl, kai aktyvus metalas (ar jo oksidas) veikia vandenį, susidaro OH–, o ne O 2–:

2Na + 2H 2O ® 2Na + + 2OH – + H2

Na 2 O + H 2 O ® 2Na + + 2OH –

Sudėtingesni oksoanijonai susidaro iš deguonies su metalo jonu arba nemetalinėmis dalelėmis, turinčiomis didelį teigiamą krūvį, todėl mažo krūvio dalelė yra stabilesnė, pavyzdžiui:

Planas:

Atradimų istorija

Vardo kilmė

Buvimas gamtoje

Kvitas

Fizinės savybės

Cheminės savybės

Taikymas

10. Izotopai

Deguonis

Deguonis- 16-osios grupės elementas (pagal pasenusią klasifikaciją - pagrindinis VI grupės pogrupis), antrasis periodinės D.I. Mendelejevo cheminių elementų sistemos periodas, kurio atominis skaičius 8. Žymimas simboliu O (lot. Oxygenium). . Deguonis yra chemiškai aktyvus nemetalas ir yra lengviausias elementas iš chalkogenų grupės. Paprasta medžiaga deguonies(CAS numeris: 7782-44-7) normaliomis sąlygomis yra bespalvės, beskonės ir bekvapės dujos, kurių molekulė susideda iš dviejų deguonies atomų (formulė O 2), todėl ji dar vadinama dioksidu mėlynos spalvos, o kieti kristalai yra šviesiai mėlynos spalvos.

Yra ir kitų alotropinių deguonies formų, pavyzdžiui, ozonas (CAS numeris: 10028-15-6) – normaliomis sąlygomis mėlynos specifinio kvapo dujos, kurių molekulė susideda iš trijų deguonies atomų (formulė O 3).

Atradimų istorija

Oficialiai manoma, kad deguonį 1774 m. rugpjūčio 1 d. atrado anglų chemikas Josephas Priestley, suardydamas gyvsidabrio oksidą hermetiškai uždarytame inde (Priestley nukreipė saulės šviesą į šį junginį, naudodamas galingą lęšį).

Tačiau Priestley iš pradžių nesuvokė, kad atrado naują paprastą medžiagą, jo manymu, izoliavo vieną iš oro dalių (ir pavadino šias dujas „deflogistiniu oru“). Priestley apie savo atradimą pranešė išskirtiniam prancūzų chemikui Antoine'ui Lavoisier. 1775 metais A. Lavoisier nustatė, kad deguonis yra oro, rūgščių komponentas ir yra daugelyje medžiagų.

Keletą metų anksčiau (1771 m.) deguonį gavo švedų chemikas Karlas Scheele. Jis kalcinavo salietrą su sieros rūgštimi, o tada suskaidė susidariusį azoto oksidą. Scheele šias dujas pavadino „ugnies oru“ ir aprašė savo atradimą knygoje, išleistoje 1777 m. (būtent todėl, kad knyga buvo išleista vėliau nei Priestley paskelbė apie savo atradimą, pastarasis laikomas deguonies atradėju). Scheele taip pat pranešė apie savo patirtį Lavoisier.

Svarbus žingsnis, prisidėjęs prie deguonies atradimo, buvo prancūzų chemiko Pierre'o Bayeno darbas, paskelbęs darbus apie gyvsidabrio oksidaciją ir vėlesnį jo oksido skaidymą.

Galiausiai A. Lavoisier pagaliau išsiaiškino susidariusių dujų prigimtį, naudodamasis Priestley ir Scheele informacija. Jo darbai buvo nepaprastai svarbūs, nes jos dėka buvo sugriauta tuo metu vyravusi ir chemijos raidą stabdžiusi flogistono teorija. Lavoisier atliko įvairių medžiagų degimo eksperimentus ir paneigė flogistono teoriją, paskelbdamas rezultatus apie sudegusių elementų svorį. Pelenų svoris viršijo pradinį elemento svorį, o tai suteikė Lavoisier teisę teigti, kad degimo metu vyksta medžiagos cheminė reakcija (oksidacija), todėl pradinės medžiagos masė didėja, o tai paneigia flogistono teoriją. .

Taigi deguonies atradimo nuopelnus iš tikrųjų dalijasi Priestley, Scheele ir Lavoisier.

Vardo kilmė

Žodis deguonis (dar vadinamas „rūgšties tirpalu“ XIX a. pradžioje) savo atsiradimą rusų kalboje tam tikru mastu skolingas M. V. Lomonosovui, įvedusiam žodį „rūgštis“ kartu su kitais neologizmais. Taigi žodis „deguonis“, savo ruožtu, buvo A. Lavoisier pasiūlyto termino „deguonis“ (pranc. oxygène) atsekimas (iš senovės graikų ὀξύς – „rūgštus“ ir γεννάω – „gimdymas“). yra išverstas kaip „generuojanti rūgštį“, kuri yra susijusi su jos pradine reikšme - „rūgštis“, kuri anksčiau reiškė medžiagas, vadinamas oksidais pagal šiuolaikinę tarptautinę nomenklatūrą.

Buvimas gamtoje

Deguonis yra labiausiai paplitęs elementas Žemėje (įvairiuose junginiuose, daugiausia silikatuose) sudaro apie 47,4% kietos žemės plutos masės. Jūroje ir gėluose vandenyse yra didžiulis surišto deguonies kiekis - 88,8% (masės), laisvojo deguonies kiekis atmosferoje yra 20,95% tūrio ir 23,12% masės. Daugiau nei 1500 junginių žemės plutoje turi deguonies.

Deguonis yra daugelio organinių medžiagų dalis ir yra visose gyvose ląstelėse. Kalbant apie atomų skaičių gyvose ląstelėse, tai yra apie 25%, o pagal masės dalį - apie 65%.

Kvitas

Šiuo metu pramonėje deguonis gaunamas iš oro. Pagrindinis pramoninis deguonies gamybos būdas yra kriogeninis rektifikavimas. Membraninės technologijos pagrindu veikiančios deguonies gamyklos taip pat gerai žinomos ir sėkmingai naudojamos pramonėje.

Laboratorijose naudojamas pramoniniu būdu pagamintas deguonis, tiekiamas plieniniuose balionuose, kurių slėgis apie 15 MPa.

Nedidelį kiekį deguonies galima gauti kaitinant kalio permanganatą KMnO 4:

Taip pat naudojama katalizinio vandenilio peroksido H2O2 skilimo reakcija esant mangano(IV) oksidui:

Deguonis gali būti gaunamas kataliziškai skaidant kalio chloratą (Berthollet druską) KClO 3:

Laboratoriniai deguonies gamybos metodai apima vandeninių šarmų tirpalų elektrolizės metodą, taip pat gyvsidabrio (II) oksido skaidymą (esant t = 100 °C):

Povandeniniuose laivuose jis paprastai gaunamas reaguojant natrio peroksidui ir anglies dioksidui, kurį iškvepia žmonės:

Fizinės savybės

Pasaulio vandenynuose šaltame vandenyje ištirpusio O2 yra daugiau, o šiltame – mažiau.

Normaliomis sąlygomis deguonis yra dujos be spalvos, skonio ar kvapo.

1 litras jo sveria 1,429 g. Šiek tiek sunkesnis už orą. Šiek tiek tirpsta vandenyje (4,9 ml/100 g 0 °C temperatūroje, 2,09 ml/100 g 50 °C temperatūroje) ir alkoholyje (2,78 ml/100 g 25 °C temperatūroje). Jis gerai tirpsta išlydytame sidabre (22 tūriai O 2 1 tūryje Ag 961 ° C temperatūroje). Tarpatominis atstumas – 0,12074 nm. Yra paramagnetinis.

Kaitinant dujinį deguonį, vyksta grįžtamasis jo disociacija į atomus: 2000 °C temperatūroje - 0,03%, 2600 °C temperatūroje - 1%, 4000 °C - 59%, 6000 °C - 99,5%.

Skystas deguonis (virimo temperatūra –182,98 °C) yra šviesiai mėlynas skystis.

O2 fazių diagrama

Kietasis deguonis (lydymosi temperatūra –218,35°C) – mėlyni kristalai. Yra žinomos 6 kristalinės fazės, iš kurių trys egzistuoja esant 1 atm slėgiui:

α-O 2 – egzistuoja žemesnėje nei 23,65 K temperatūroje; ryškiai mėlyni kristalai priklauso monoklininei sistemai, ląstelių parametrai a=5,403 Å, b=3,429 Å, c=5,086 Å; β=132,53°.

β-O 2 – egzistuoja temperatūros diapazone nuo 23,65 iki 43,65 K; blyškiai mėlyni kristalai (didėjant slėgiui spalva tampa rausva) turi romboedrinę gardelę, ląstelės parametrai a=4,21 Å, α=46,25°.

γ-O 2 – egzistuoja nuo 43,65 iki 54,21 K temperatūroje; šviesiai mėlyni kristalai turi kubinę simetriją, gardelės parametras a = 6,83 Å.

Esant aukštam slėgiui susidaro dar trys fazės:

δ-O 2 temperatūros diapazonas 20-240 K ir slėgis 6-8 GPa, oranžiniai kristalai;

ε-O 4 slėgis nuo 10 iki 96 GPa, kristalų spalva nuo tamsiai raudonos iki juodos, monokliniška sistema;

ζ-O n slėgis didesnis nei 96 GPa, metalinė būsena su būdingu metaliniu blizgesiu, žemoje temperatūroje virsta superlaidžia būsena.

Cheminės savybės

Stiprus oksidatorius, sąveikauja su beveik visais elementais, sudarydamas oksidus. Oksidacijos būsena −2. Paprastai oksidacijos reakcija vyksta išsiskiriant šilumai ir greitėja didėjant temperatūrai (žr. Degimas). Kambario temperatūroje vykstančių reakcijų pavyzdys:

Oksiduoja junginius, kurių sudėtyje yra elementų, kurių oksidacijos būsena mažesnė nei maksimali:

Oksiduoja daugumą organinių junginių:

Tam tikromis sąlygomis galima atlikti lengvą organinio junginio oksidaciją:

Deguonis tiesiogiai (normaliomis sąlygomis, kaitinant ir (arba) esant katalizatoriams) reaguoja su visomis paprastomis medžiagomis, išskyrus Au ir inertines dujas (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn); reakcijos su halogenais vyksta veikiant elektros iškrovai arba ultravioletiniams spinduliams. Aukso oksidai ir sunkiosios inertinės dujos (Xe, Rn) buvo gauti netiesiogiai. Visuose dviejų elementų deguonies junginiuose su kitais elementais deguonis atlieka oksidatoriaus vaidmenį, išskyrus junginius su fluoru.

Deguonis sudaro peroksidus, kurių deguonies atomo oksidacijos laipsnis formaliai lygus –1.

Pavyzdžiui, peroksidai susidaro deginant šarminius metalus deguonyje:

Kai kurie oksidai sugeria deguonį:

Pagal A. N. Bacho ir K. O. Englerio sukurtą degimo teoriją, oksidacija vyksta dviem etapais, kai susidaro tarpinis peroksido junginys. Šį tarpinį junginį galima išskirti, pavyzdžiui, kai degančio vandenilio liepsna aušinama ledu, kartu su vandeniu susidaro vandenilio peroksidas:

Superoksiduose deguonies oksidacijos būsena formaliai yra –½, ty vienas elektronas dviem deguonies atomams (O – 2 jonas). Gaunamas peroksidams reaguojant su deguonimi esant padidintam slėgiui ir temperatūrai:

Kalis K, rubidis Rb ir cezis Cs reaguoja su deguonimi, sudarydami superoksidus:

Dioksigenilo jonuose O 2 + deguonies oksidacijos būsena formaliai yra +½. Gauta reakcijos būdu:

Deguonies fluoridai

Deguonies difluoridas, OF 2 deguonies oksidacijos būsena +2, gaunamas leidžiant fluorą per šarminį tirpalą:

Deguonies monofluoridas (dioksidifluoridas), O 2 F 2, yra nestabilus, deguonies oksidacijos būsena +1. Gaunamas iš fluoro ir deguonies mišinio švytinčioje iškrovoje –196 °C temperatūroje:

Praleidus švytėjimo išlydį per fluoro ir deguonies mišinį esant tam tikram slėgiui ir temperatūrai, gaunami aukštesnių deguonies fluoridų O 3 F 2, O 4 F 2, O 5 F 2 ir O 6 F 2 mišiniai.

Kvantiniai mechaniniai skaičiavimai numato stabilų trifluorhidroksonio jono OF 3+ egzistavimą. Jei šis jonas tikrai egzistuoja, tada deguonies oksidacijos būsena jame bus lygi +4.

Deguonis palaiko kvėpavimo, degimo ir irimo procesus.

Laisva forma elementas egzistuoja dviem alotropinėmis modifikacijomis: O 2 ir O 3 (ozonas). Kaip 1899 m. nustatė Pierre'as Curie ir Marie Skłodowska-Curie, jonizuojančiosios spinduliuotės įtakoje O 2 virsta O 3 .

Taikymas

Plačiai paplitęs pramoninis deguonies naudojimas prasidėjo XX amžiaus viduryje, išradus turboekspanderius – skysto oro suskystinimo ir atskyrimo įrenginius.

INmetalurgija

Plieno gamybos arba matinio apdorojimo konverteris apima deguonies naudojimą. Daugelyje metalurgijos agregatų, siekiant efektyvesnio kuro deginimo, vietoj oro degikliuose naudojamas deguonies ir oro mišinys.

Metalų suvirinimas ir pjovimas

Mėlynuose balionuose esantis deguonis plačiai naudojamas metalų pjovimui ir suvirinimui liepsna.

Propelentas

Skystas deguonis, vandenilio peroksidas, azoto rūgštis ir kiti daug deguonies turintys junginiai naudojami kaip raketų kuro oksidatoriai. Skysto deguonies ir skysto ozono mišinys yra vienas iš galingiausių raketų kuro oksidatorių (specifinis vandenilio-ozono mišinio impulsas viršija vandenilio-fluoro ir vandenilio-deguonies fluorido porų specifinį impulsą).

INvaistas

Medicininis deguonis laikomas įvairios talpos mėlynos spalvos aukšto slėgio metaliniuose dujų balionuose (suslėgtoms arba suskystintoms dujoms) nuo 1,2 iki 10,0 litrų esant slėgiui iki 15 MPa (150 atm) ir naudojamas kvėpavimo takų dujų mišiniams sodrinti anestezijos aparatūroje. , esant kvėpavimo sutrikimams, bronchinės astmos priepuoliui malšinti, bet kokios kilmės hipoksijai šalinti, esant dekompresinei ligai, virškinamojo trakto patologijoms gydyti deguonies kokteilių pavidalu. Individualiam naudojimui medicininis deguonis iš balionų pilamas į specialias gumuotas talpyklas – deguonies pagalvėles. Įvairių modelių ir modifikacijų deguonies inhaliatoriai naudojami deguonies arba deguonies-oro mišinio tiekimui vienu metu vienai ar dviem nukentėjusiems lauke ar ligoninės aplinkoje. Deguonies inhaliatoriaus privalumas yra tai, kad yra dujų mišinio kondensatorius-drėkintuvas, kuris naudoja iškvepiamo oro drėgmę. Norint apskaičiuoti balione likusio deguonies kiekį litrais, balione esantis slėgis atmosferose (pagal reduktoriaus manometrą) paprastai dauginamas iš cilindro talpos litrais. Pavyzdžiui, 2 litrų talpos cilindre manometras rodo 100 atm deguonies slėgį. Deguonies tūris šiuo atveju yra 100 × 2 = 200 litrų.

INmaisto pramonė

Maisto pramonėje deguonis registruojamas kaip maisto priedas E948, kaip raketinis kuras ir pakavimo dujos.

INchemijos pramonė

Chemijos pramonėje deguonis naudojamas kaip oksidatorius daugelyje sintezių, pavyzdžiui, angliavandenilius oksiduojant į deguonies turinčius junginius (alkoholius, aldehidus, rūgštis), amoniaką į azoto oksidus gaminant azoto rūgštį. Dėl aukštų temperatūrų, atsirandančių oksidacijos metu, pastarieji dažnai atliekami degimo režimu.

INžemės ūkis

Šiltnamiuose, deguonies kokteiliams gaminti, gyvūnų svoriui priaugti, vandens aplinkos praturtinimui deguonimi auginant žuvis.

Biologinis deguonies vaidmuo

Avarinis deguonies tiekimas bombų slėptuvėje

Dauguma gyvų būtybių (aerobų) kvėpuoja deguonimi iš oro. Deguonis plačiai naudojamas medicinoje. Sergant širdies ir kraujagyslių ligomis, siekiant pagerinti medžiagų apykaitos procesus, į skrandį suleidžiamos deguonies putos („deguonies kokteilis“). Poodinis deguonies suleidimas naudojamas esant trofinėms opoms, drambliams, gangrenai ir kitoms sunkioms ligoms. Dirbtinis ozono sodrinimas naudojamas orui dezinfekuoti ir dezodoruoti bei geriamam vandeniui valyti. Radioaktyvusis deguonies izotopas 15 O naudojamas kraujo tėkmės greičiui ir plaučių ventiliacijai tirti.

Toksiški deguonies dariniai

Kai kurie deguonies dariniai (vadinamosios reaktyviosios deguonies rūšys), pavyzdžiui, vienkartinis deguonis, vandenilio peroksidas, superoksidas, ozonas ir hidroksilo radikalai, yra labai toksiški. Jie susidaro deguonies aktyvavimo arba dalinio redukavimo proceso metu. Superoksidas (superoksido radikalas), vandenilio peroksidas ir hidroksilo radikalas gali susidaryti žmogaus ir gyvūnų kūno ląstelėse ir audiniuose ir sukelti oksidacinį stresą.

Izotopai

Deguonis turi tris stabilius izotopus: 16 O, 17 O ir 18 O, kurių vidutinis kiekis atitinkamai sudaro 99,759%, 0,037% ir 0,204% viso deguonies atomų skaičiaus Žemėje. Ryškų lengviausių iš jų – 16 O – vyravimą izotopų mišinyje lemia tai, kad 16 O atomo branduolys susideda iš 8 protonų ir 8 neutronų (dvigubas magiškas branduolys su užpildytais neutronais ir protonų apvalkalais). O tokie branduoliai, kaip išplaukia iš atomo branduolio sandaros teorijos, yra ypač stabilūs.

Taip pat žinomi radioaktyvieji deguonies izotopai, kurių masės skaičius yra nuo 12 O iki 24 O. Visi radioaktyvieji deguonies izotopai turi trumpą pusinės eliminacijos laiką, ilgiausiai gyvenantys deguonies pusinės eliminacijos laikas yra ~120 s. Trumpiausio izotopo 12 O pusinės eliminacijos laikas yra 5,8·10-22 s.

APIBRĖŽIMAS

Deguonis- aštuntasis periodinės lentelės elementas. Pavadinimas - O iš lotyniško „oxygenium“. Įsikūręs antrame periode, grupė VIA. Nurodo nemetalus. Branduolinis krūvis yra 8.

Deguonis yra labiausiai paplitęs elementas žemės plutoje. Laisvoje būsenoje jis randamas atmosferos ore, jis yra vandens, mineralų, uolienų ir visų medžiagų, iš kurių susidaro augalų ir gyvūnų organizmai, dalis. Deguonies masės dalis žemės plutoje yra apie 47%.

Paprasta forma deguonis yra bespalvės, bekvapės dujos. Jis yra šiek tiek sunkesnis už orą: 1 litro deguonies masė normaliomis sąlygomis yra 1,43 g, o 1 litro oro – 1,293 g. Vandenyje deguonis ištirpsta, nors ir nedideliais kiekiais: 100 tūrių vandens 0 o C temperatūroje ištirpsta 4,9, o 20 o C temperatūroje - 3,1 tūrio deguonies.

Deguonies atominė ir molekulinė masė

APIBRĖŽIMAS

Santykinė atominė masė A r yra medžiagos atomo molinė masė, padalinta iš 1/12 anglies-12 atomo molinės masės (12 C).

Santykinė atominio deguonies masė yra 15,999 amu.

APIBRĖŽIMAS

Santykinė molekulinė masė M r yra molekulės molinė masė, padalinta iš 1/12 anglies-12 atomo molinės masės (12 C).

Tai yra bematis dydis. Yra žinoma, kad deguonies molekulė yra dviatomė – O 2. Santykinė deguonies molekulės masė bus lygi:

M r (O 2) = 15,999 × 2 ≈32.

Allotropija ir alotropinės deguonies modifikacijos

Deguonis gali egzistuoti dviejų alotropinių modifikacijų pavidalu – deguonies O 2 ir ozono O 3 (fizinės deguonies savybės aprašytos aukščiau).

Normaliomis sąlygomis ozonas yra dujos. Jis gali būti atskirtas nuo deguonies stipriai aušinant; ozonas kondensuojasi į mėlyną skystį, verdantį (-111,9 o C).

Ozono tirpumas vandenyje yra daug didesnis nei deguonies: 100 tūrių vandens 0 o C temperatūroje ištirpina 49 tūrius ozono.

Ozono susidarymą iš deguonies galima išreikšti lygtimi:

3O 2 = 2O 3 - 285 kJ.

Deguonies izotopai

Yra žinoma, kad gamtoje deguonies galima rasti trijų izotopų 16 O (99,76 %), 17 O (0,04 %) ir 18 O (0,2 %) pavidalu. Jų masės skaičiai yra atitinkamai 16, 17 ir 18. Deguonies izotopo 16 O atomo branduolyje yra aštuoni protonai ir aštuoni neutronai, o izotopuose 17 O ir 18 O yra tiek pat protonų – atitinkamai devyni ir dešimt neutronų.

Yra dvylika radioaktyvių deguonies izotopų, kurių masės skaičius yra nuo 12 iki 24, iš kurių stabiliausias izotopas yra 15 O, kurio pusinės eliminacijos laikas yra 120 s.

Deguonies jonai

Išorinis deguonies atomo energijos lygis turi šešis elektronus, kurie yra valentiniai elektronai:

1s 2 2s 2 2p 4.

Deguonies atomo struktūra parodyta žemiau:

Dėl cheminės sąveikos deguonis gali prarasti valentinius elektronus, t.y. būti jų donoru, ir virsti teigiamai įkrautais jonais arba priimti elektronus iš kito atomo, t.y. būti jų akceptoriumi ir virsti neigiamo krūvio jonais:

O 0 +2e → O 2-;

O 0 -1e → O 1+ .

Deguonies molekulė ir atomas

Deguonies molekulė susideda iš dviejų atomų – ​​O 2. Štai keletas savybių, apibūdinančių deguonies atomą ir molekulę:

Problemų sprendimo pavyzdžiai

1 PAVYZDYS

Žemės plutoje 50% deguonies. Elemento taip pat yra mineraluose druskų ir oksidų pavidalu. Surištas deguonis yra įtrauktas į kompoziciją (elemento procentas yra apie 89%). Deguonies taip pat yra visų gyvų organizmų ir augalų ląstelėse. Deguonis ore yra laisvos būsenos O₂ pavidalu, o jo alotropinė modifikacija – ozono O3 pavidalu ir užima penktadalį jo sudėties,

Fizinės ir cheminės deguonies savybės

Deguonis O₂ yra bespalvės, beskonės ir bekvapės dujos. Šiek tiek tirpsta vandenyje, verda (-183) °C temperatūroje. Skystas deguonis yra kieto pavidalo, elementas sudaro mėlynus kristalus. Deguonis tirpsta esant (-218,7) °C temperatūrai.

Kaitinamas deguonis reaguoja su įvairiomis paprastomis medžiagomis (metalais ir nemetalais), todėl susidaro oksidai – elementų junginiai su deguonimi. Cheminių elementų sąveika su deguonimi vadinama oksidacijos reakcija. Reakcijų lygčių pavyzdžiai:

4Na + О₂= 2Na2O

S + O₂ = SO₂.

Kai kurios sudėtingos medžiagos taip pat sąveikauja su deguonimi, sudarydamos oksidus:

CH₂ + 2O2 = CO₂ + 2H₂O

2СО + О₂ = 2СО₂

Deguonis kaip cheminis elementas gaunamas laboratorijose ir pramonės įmonėse. Laboratorijoje yra keli būdai:

• skilimas (kalio chloratas);
• vandenilio peroksido skilimas kaitinant medžiagą, kai katalizatorius yra mangano oksidas;
• kalio permanganato skilimas.

Cheminė deguonies degimo reakcija

Grynas deguonis neturi ypatingų savybių, kurių neturi ore esantis deguonis, tai yra, turi tas pačias chemines ir fizines savybes. Ore deguonies yra 5 kartus mažiau nei tokiame pat tūryje gryno deguonies. Ore deguonis susimaišo su dideliais kiekiais azoto – dujų, kurios pačios nedega ir nepalaiko degimo. Todėl, jei oro deguonis jau buvo sunaudotas šalia liepsnos, kita deguonies dalis pateks per azotą ir degimo produktus. Vadinasi, energingesnis deguonies degimas atmosferoje paaiškinamas greitesniu deguonies tiekimu į degimo vietą. Reakcijos metu deguonies sujungimo su degančia medžiaga procesas vyksta energingiau ir išsiskiria daugiau šilumos. Kuo daugiau deguonies tiekiama į degančią medžiagą per laiko vienetą, tuo ryškesnė liepsna dega, tuo aukštesnė temperatūra ir stipresnis degimo procesas.

Kaip vyksta deguonies degimo reakcija? Tai galima patikrinti eksperimentiškai. Turite paimti cilindrą ir apversti jį aukštyn kojomis, tada po cilindru padėti vamzdelį su vandeniliu. Vandenilis, kuris yra lengvesnis už orą, visiškai užpildys cilindrą. Prie atviros baliono dalies reikia padegti vandenilį ir per liepsną įkišti į jį stiklinį vamzdelį, kuriuo teka deguonies dujos. Vamzdžio gale kils ugnis, o liepsna tyliai degs vandenilio užpildytame cilindre. Reakcijos metu dega ne deguonis, o vandenilis, esant nedideliam deguonies kiekiui, išeinančiam iš vamzdelio.

Kas susidaro deginant vandenilį ir koks oksidas susidaro? Vandenilis oksiduojamas į vandenį. Kondensuotų vandens garų lašeliai palaipsniui nusėda ant cilindro sienelių. Dviejų vandenilio molekulių oksidacijai reikia vienos deguonies molekulės ir susidaro dvi vandens molekulės. Reakcijos lygtis:

2Н₂ + O₂ → 2Н₂O

Jei deguonis iš vamzdžio išteka lėtai, jis visiškai sudega vandenilio atmosferoje, o eksperimentas vyksta ramiai.

Kai tik deguonies tiekimas padidėja tiek, kad nespėja visiškai sudegti, dalis jo išeina už liepsnos ribų, kur susidaro vandenilio ir deguonies mišinio kišenės, atsiranda pavieniai maži blyksniai, panašūs į sprogimus. Deguonies ir vandenilio mišinys yra sprogios dujos.

Užsidegus detonuojančioms dujoms, įvyksta stiprus sprogimas: deguoniui susijungus su vandeniliu, susidaro vanduo ir susidaro aukšta temperatūra. Vandens garai su aplinkinėmis dujomis labai plečiasi, sukurdami aukštą slėgį, kuriam esant gali plyšti ne tik trapus cilindras, bet ir patvaresnis indas. Todėl su sprogstamu mišiniu reikia dirbti labai atsargiai.

Deguonies suvartojimas degimo metu

Eksperimentui į stiklinį 3 litrų tūrio kristalizatorių 2/3 reikia užpilti vandens ir įpilti šaukštą kaustinės sodos arba kaustinės kalio. Vandenį tonuokite fenolftaleinu ar kitu tinkamu dažikliu. Supilkite smėlį į nedidelę kolbą ir vertikaliai įkiškite į ją vielą su vata, pritvirtintą prie galo. Kolba dedama į kristalizatorių su vandeniu. Vata lieka 10 cm virš tirpalo paviršiaus.

Lengvai sudrėkinkite vatą alkoholiu, aliejumi, heksanu ar kitu degiu skysčiu ir padėkite ant ugnies. Degančią vatą atsargiai uždenkite 3 litrų buteliu ir nuleiskite žemiau šarmo tirpalo paviršiaus. Degimo proceso metu deguonis patenka į vandenį ir. Dėl reakcijos šarmo tirpalas butelyje pakyla. Vata tuoj užges. Buteliuką reikia atsargiai uždėti ant kristalizatoriaus dugno. Teoriškai butelis turėtų būti užpildytas 1/5, nes ore yra 20,9% deguonies. Degimo metu deguonis virsta vandeniu ir anglies dioksidu CO₂, kurį sugeria šarmas. Reakcijos lygtis:

2NaOH + CO₂ = Na2CO3 + H2O

Praktiškai degimas sustos prieš sunaudojus visą deguonį; dalis deguonies virsta anglies monoksidu, kurio šarmas nesugeria, o dalis oro dėl šiluminio plėtimosi palieka butelį.

Dėmesio! Nemėginkite patys pakartoti šių eksperimentų!

Gumbas gerklėje yra deguonies. Nustatyta, kad esant streso būsenai, balsas plečiasi. Jis yra gerklų viduryje, apribotas 2 raumenų raukšlėmis.

Jie daro spaudimą šalia esantiems audiniams, sukurdami gumulėlio pojūtį gerklėje. Tarpo padidėjimas yra padidėjusio deguonies suvartojimo pasekmė. Tai padeda susidoroti su stresu. Taigi, liūdnai pagarsėjęs gumbas gerklėje gali būti vadinamas deguonimi.

8-asis lentelės elementas yra pažįstamas forma. Bet jis gali būti ir skystas deguonies. ElementasŠioje būsenoje jis yra magnetinis. Tačiau pagrindinėje dalyje kalbėsime apie deguonies savybes ir privalumus, kuriuos iš jų galima išgauti.

Deguonies savybės

Dėl savo magnetinių savybių deguonis perkeliamas naudojant galingus. Jei kalbame apie elementą įprastoje būsenoje, jis pats gali judėti, ypač elektronus.

Tiesą sakant, kvėpavimo sistema yra sukurta remiantis medžiagos redokso potencialu. Jame esantis deguonis yra galutinis akceptorius, tai yra priėmimo agentas.

Fermentai veikia kaip donorai. Deguonies oksiduotos medžiagos patenka į išorinę aplinką. Tai yra anglies dioksidas. Per valandą pagaminama nuo 5 iki 18 litrų.

Išeina dar 50 gramų vandens. Taigi gerti daug skysčių yra pagrįsta gydytojų rekomendacija. Be to, apie 400 medžiagų yra šalutiniai kvėpavimo produktai. Tarp jų yra acetonas. Jo sekrecija padidėja sergant daugeliu ligų, pavyzdžiui, diabetu.

Kvėpavimo procesas apima įprastą deguonies – O 2 – modifikavimą. Tai dviatomė molekulė. Jame yra 2 nesuporuoti elektronai. Abi yra antijungimo orbitose.

Jie turi didesnį energijos krūvį nei rišikliai. Todėl deguonies molekulė lengvai skyla į atomus. Disociacijos energija siekia beveik 500 kilodžaulių vienam moliui.

Natūraliomis sąlygomis deguonis – dujos su beveik inertinėmis molekulėmis. Jie turi stiprų tarpatominį ryšį. Oksidacijos procesai vyksta vos pastebimai. Katalizatoriai reikalingi reakcijai paspartinti. Organizme jie yra fermentai. Jie provokuoja radikalų susidarymą, kurie inicijuoja grandininį procesą.

Temperatūra gali būti cheminių reakcijų su deguonimi katalizatorius. 8-as elementas reaguoja net į nedidelį įkaitimą. Šiluma reaguoja su vandeniliu, metanu ir kitomis degiomis dujomis.

Sąveika vyksta su sprogimais. Ne veltui sprogo vienas pirmųjų dirižablių žmonijos istorijoje. Jis buvo užpildytas vandeniliu. Lėktuvas buvo vadinamas Hindenburgu ir sudužo 1937 m.

Šildymas leidžia deguoniui sukurti ryšius su visais periodinės lentelės elementais, išskyrus tauriąsias dujas, ty argoną, neoną ir helią. Beje, helis tapo pakaitalu pildant dirižablius.

Dujos nereaguoja, bet brangios. Tačiau grįžkime prie straipsnio herojaus. Deguonis yra cheminis elementas, sąveikauja su metalais jau kambario temperatūroje.

Taip pat pakanka kontaktui su kai kuriais sudėtingais junginiais. Pastarieji apima azoto oksidus. Bet su paprastu azotu cheminis elementas deguonis reaguoja tik 1200 laipsnių Celsijaus temperatūroje.

Straipsnio herojaus reakcijoms su nemetalais reikia šildyti bent iki 60 laipsnių Celsijaus. To pakanka, pavyzdžiui, kontaktui su fosforu. Straipsnio herojus sąveikauja su siera jau 250 laipsnių temperatūroje. Beje, siera yra įtraukta deguonies pogrupio elementai. Ji yra pagrindinė 6-oje periodinės lentelės grupėje.

Deguonis sąveikauja su anglimi 700-800 laipsnių Celsijaus temperatūroje. Tai reiškia grafito oksidaciją. Šis mineralas yra viena iš kristalinių anglies formų.

Beje, oksidacija yra deguonies vaidmuo bet kurioje reakcijoje. Dauguma jų atsiranda išskiriant šviesą ir šilumą. Paprasčiau tariant, medžiagų sąveika sukelia degimą.

Biologinį deguonies aktyvumą lemia jo tirpumas vandenyje. Kambario temperatūroje jame disocijuoja 3 mililitrai 8-osios medžiagos. Skaičiavimas pagrįstas 100 mililitrų vandens.

Elemente yra daug etanolio ir acetono. Juose ištirpsta 22 gramai deguonies. Didžiausia disociacija stebima skysčiuose, kuriuose yra fluoro, pavyzdžiui, perfluorbutitetrahidrofuranas. 100 mililitrų jo ištirpsta beveik 50 gramų 8-ojo elemento.

Kalbant apie ištirpusį deguonį, paminėkime jo izotopus. Atmosferos skaičius yra 160. Ore jo yra 99,7 proc. 0,3 % yra izotopai 170 ir 180. Jų molekulės sunkesnės.

Susisiekus su jais vanduo beveik nepavirsta į garų būseną. Taigi į orą pakyla tik 160-oji 8-ojo elemento modifikacija. Sunkieji izotopai lieka jūrose ir vandenynuose.

Įdomu tai, kad be dujinių ir skystų būsenų deguonis gali būti ir kietas. Jis, kaip ir skystas variantas, susidaro esant minusinei temperatūrai. Vandeniniam deguoniui reikia -182 laipsnių, o uolienų deguoniui reikia mažiausiai -223 laipsnių.

Pastaroji temperatūra sukuria kubinę kristalinę gardelę. Nuo -229 iki -249 laipsnių Celsijaus deguonies kristalinė struktūra jau yra šešiakampė. Kitos modifikacijos taip pat gautos dirbtinai. Tačiau, be žemesnės temperatūros, jiems reikia didesnio slėgio.

Normalioje būsenoje deguonis priklauso elementams su 2 atomais, bespalvis ir bekvapis. Tačiau yra 3 atomų straipsnio herojaus atmaina. Tai yra ozonas.

Jis turi aiškiai gaivų aromatą. Tai malonu, bet toksiška. Skirtumas nuo paprasto deguonies taip pat yra didelė molekulių masė. Atomai susijungia žaibo išlydžių metu.

Todėl po liūčių jaučiamas ozono kvapas. Aromatas jaučiamas ir dideliame 10-30 kilometrų aukštyje. Ten ozono susidarymą provokuoja ultravioletinė spinduliuotė. Deguonies atomai sulaiko saulės spinduliuotę, susijungia į dideles molekules. Tai iš tikrųjų apsaugo žmoniją nuo radiacijos.

Deguonies gamyba

Pramonininkai iš oro ištraukia straipsnio herojų. Jis valomas nuo vandens garų, anglies monoksido ir dulkių. Tada oras suskystinamas. Po valymo lieka tik azotas ir deguonis. Pirmasis išgaruoja -192 laipsnių temperatūroje.

Deguonies lieka. Tačiau Rusijos mokslininkai atrado jau suskystinto elemento sandėlį. Jis yra Žemės mantijoje. Ji taip pat vadinama geosfera. Sluoksnis yra po kieta planetos pluta ir virš jos šerdies.

Įdiekite ten deguonies elemento ženklas Padėjo lazerinis presas. Su juo dirbome DESY sinchrotronų centre. Jis įsikūręs Vokietijoje. Tyrimas buvo atliktas kartu su vokiečių mokslininkais. Kartu jie suskaičiavo, kad deguonies kiekis tariamame manijos sluoksnyje yra 8-10 kartų didesnis nei atmosferoje.

Išsiaiškinkime gilių deguonies upių skaičiavimo praktiką. Fizikai dirbo su geležies oksidu. Jį suspaudę ir kaitindami mokslininkai gavo naujų metalų oksidų, anksčiau nežinomų.

Kai kalbama apie tūkstančio laipsnių temperatūrą ir slėgį, 670 000 kartų didesnį už atmosferos slėgį, buvo gautas junginys Fe 25 O 32. Aprašomos geosferos vidurinių sluoksnių sąlygos.

Oksido virsmo reakcija vyksta visuotiniu deguonies išsiskyrimu. Reikėtų manyti, kad tai vyksta ir planetos viduje. Geležis yra tipiškas mantijos elementas.

Elemento derinys su deguonimi taip pat tipiškas. Netipiška versija, kad atmosferos dujos iš požemio nutekėjo per milijonus metų ir kaupėsi jos paviršiuje.

Atvirai kalbant, mokslininkai suabejojo ​​dominuojančiu augalų vaidmeniu gaminant deguonį. Žalieji gali suteikti tik dalį dujų. Tokiu atveju reikia bijoti ne tik floros sunaikinimo, bet ir planetos branduolio atvėsimo.

Mantijos temperatūros sumažėjimas gali blokuoti formavimosi procesą deguonies. Masės dalis sumažės ir jo buvimas atmosferoje, o tuo pačiu ir gyvybė planetoje.

Klausimas, kaip iš manijos išgauti deguonį, nėra vertas. Neįmanoma įgręžti į žemę daugiau nei 7000-8000 kilometrų gylyje. Tereikia palaukti, kol straipsnio herojus pats pasieks paviršių ir ištrauks jį iš atmosferos.

Deguonies panaudojimas

Aktyvus deguonies naudojimas pramonėje prasidėjo išradus turboexpanderius. Jie pasirodė praėjusio amžiaus viduryje. Prietaisai suskystina orą ir jį atskiria. Tiesą sakant, tai yra gamybos įrenginiai deguonies.

Iš kokių elementų jis susidaro? straipsnio herojaus „socialinis ratas“? Pirma, tai yra metalai. Čia kalbama ne apie tiesioginę sąveiką, o apie elementų tirpimą. Į degiklius dedamas deguonis, kad kuras degtų kuo efektyviau.

Dėl to metalai greičiau suminkštėja, susimaišo į lydinius. Pavyzdžiui, plieno gamybos konvekcinis metodas neapsieina be deguonies. Paprastas oras yra neveiksmingas kaip uždegimas. Metalo pjovimas neapsieina be suskystintų dujų balionuose.

Buvo atrastas deguonis kaip cheminis elementas ir ūkininkai. Suskystinta medžiaga patenka į gyvūnams skirtus kokteilius. Jie aktyviai priauga svorio. Ryšį tarp deguonies ir gyvūnų masės galima atsekti Žemės vystymosi anglies periodu.

Era pasižymi karštu klimatu, augalų gausa, taigi ir 8-osiomis dujomis. Dėl to aplink planetą šliaužė šimtakojai 3 metrų ilgio. Rasta vabzdžių fosilijų. Schema veikia ir šiais laikais. Nuolat duokite gyvūnui įprastos deguonies dalies papildą ir gausite biologinės masės padidėjimą.

Gydytojai kaupia deguonį į balionus, kad palengvintų, tai yra, sustabdytų astmos priepuolius. Dujos taip pat reikalingos hipoksijai pašalinti. Tai vadinama deguonies badu. 8-as elementas taip pat padeda esant virškinimo trakto negalavimams.

Šiuo atveju vaistu tampa deguonies kokteiliai. Kitais atvejais medžiaga pacientams skiriama guminėse pagalvėlėse arba per specialius vamzdelius ir kaukes.

Chemijos pramonėje straipsnio herojus yra oksidatorius. Jau buvo aptartos reakcijos, kuriose gali dalyvauti 8-asis elementas. Deguonies charakteristikos teigiamai vertinamas, pavyzdžiui, raketų moksle.

Straipsnio herojus buvo pasirinktas kaip laivų kuro oksidatorius. Galingiausias oksiduojantis mišinys yra abiejų 8-ojo elemento modifikacijų derinys. Tai yra, raketų kuras sąveikauja su įprastu deguonimi ir ozonu.

Deguonies kaina

Straipsnio herojus parduodamas cilindruose. Jie suteikia elementų jungtis. Su deguonimi Galite įsigyti 5, 10, 20, 40, 50 litrų balionų. Paprastai standartinis žingsnis tarp konteinerio tūrių yra 5-10 litrų. Pavyzdžiui, 40 litrų versijos kainų diapazonas yra nuo 3000 iki 8500 rublių.

Šalia didelių kainų etikečių, kaip taisyklė, yra nuoroda, kad laikomasi GOST. Jo numeris yra „949-73“. Skelbimuose apie balionų biudžetą retai nurodomas GOST, o tai kelia nerimą.

Deguonies transportavimas balionuose

Filosofiškai kalbant, deguonis yra neįkainojamas. Elementas yra gyvenimo pagrindas. Geležis perneša deguonį visame žmogaus kūne. Elementų krūva vadinama hemoglobinu. Jo trūkumas yra anemija.

Liga turi rimtų pasekmių. Pirmasis iš jų yra imuniteto sumažėjimas. Įdomu tai, kad kai kurių gyvūnų kraujyje deguonies neneša geležis. Pavyzdžiui, pasagos krabuose varis į organus pristato 8-ąjį elementą.