Кислород и его свойства

Кислород и его свойства

Кислород — химический элемент с символом O и самый распространённый элемент земной коры. Простое вещество O_2 — газ без цвета, запаха и вкуса, поддерживающий горение и дыхание. В 9 классе кислород рассматривают как типичный активный неметалл-окислитель.

Физические свойства

• Газ, немного тяжелее воздуха.
• Малорастворим в воде (но этого хватает для жизни рыб).
• При сильном охлаждении сжижается в голубоватую жидкость.

Химические свойства

Кислород — сильный окислитель и реагирует почти со всеми простыми веществами, образуя оксиды. Реакции с кислородом, идущие с выделением тепла и света, называют горением.

Реагент	Уравнение	Продукт
Сера	S + O_2 -> SO_2	Оксид серы(IV)
Углерод	C + O_2 -> CO_2	Углекислый газ
Магний	2Mg + O_2 -> 2MgO	Оксид магния
Фосфор	4P + 5O_2 -> 2P_2O_5	Оксид фосфора(V)

Пример расчёта

Сколько граммов оксида магния получится из 6 г магния? M(Mg) = 24 г/моль -> n(Mg) = 6/24 = 0,25 моль 2Mg + O_2 -> 2MgO => n(MgO) = n(Mg) = 0,25 моль M(MgO) = 40 г/моль -> m(MgO) = 0,25 * 40 = 10 г

Реакции с сложными веществами

Кислород окисляет не только простые вещества, но и многие сложные. При горении метана и других видов топлива образуются углекислый газ и вода — на этом основано получение тепла в быту и энергетике.

CH_4 + 2O_2 -> CO_2 + 2H_2O (горение природного газа) 2H_2S + 3O_2 -> 2SO_2 + 2H_2O (горение сероводорода)

Получение и круговорот

В лаборатории кислород получают разложением богатых им веществ — пероксида водорода, перманганата или хлората калия. В промышленности его выделяют из воздуха при сжижении и последующем разделении. В природе кислород непрерывно образуется при фотосинтезе зелёных растений и расходуется при дыхании и горении, образуя замкнутый круговорот.

Значение кислорода

• Поддерживает дыхание живых организмов.
• Необходим для горения топлива и работы двигателей.
• Применяется в металлургии и медицине.
• В сжиженном виде служит окислителем ракетного топлива.

Без кислорода были бы невозможны ни жизнь, ни большинство привычных нам химических процессов получения энергии.

Условия горения

Чтобы вещество загорелось, нужны три условия одновременно: горючее, доступ кислорода и нагрев до температуры воспламенения. Если убрать хотя бы одно из них, горение прекратится. На этом основано тушение пожаров: водой и пеной перекрывают доступ кислорода и охлаждают вещество ниже температуры воспламенения. Понимание этих условий помогает объяснить, почему в чистом кислороде вещества горят гораздо ярче и быстрее, чем в воздухе, где кислорода всего около пятой части.

Запомните. Реакция с кислородом не всегда сопровождается пламенем: медленное окисление (ржавление железа, гниение) тоже идёт с участием кислорода, но без вспышки. Это называют медленным окислением.

Кратко о главном

• Кислород O_2 — газ без цвета и запаха, сильный окислитель.
• С простыми веществами образует оксиды.
• Горение — быстрое окисление с теплом и светом, ржавление — медленное.
• По уравнению реакции можно рассчитать массу продукта.