Oxygen

SfC Home > Fizyka > Chemia >

by Ron Kurtus (revised 4 April 2018)

tlen jest pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 8. Jest to bezbarwny gaz, który jest niezbędny do życia, jakie znamy. Jest słabo rozpuszczalny w wodzie, wspiera również życie w wodzie. Tlen łączy się z wieloma innymi pierwiastkami w procesie utleniania. Jest to najobficiej występujący pierwiastek na Ziemi i stanowi 21% atmosfery.

jako związek, tlen jest obecny w wodzie, w roślinach i zwierzętach, a także w dużej części materiału stałego, który tworzy ziemię. Tysiące związków zawiera tlen, wraz z węglem, wodorem i innymi pierwiastkami. Tlen może być wytwarzany przez ogrzewanie niektórych związków tlenu, przez elektrolizę lub przez skraplanie powietrza.

pytania, które możesz mieć:

• jakie są właściwości tlenu?
• gdzie znajduje się tlen w przyrodzie?
• w jaki sposób tlen jest przygotowywany lub oddzielany?

Ta lekcja odpowie na te pytania.

właściwości tlenu

liczba atomowa tlenu wynosi 8, co oznacza, że ma 8 protonów w jądrze. Jego masa atomowa lub masa atomowa wynosi około 16 dla najczęstszego izotopu tlenu (16O), który stanowi 99,76% tlenu występującego w przyrodzie. Inne stabilne izotopy tlenu to 17O i 18o.

(Zobacz izotopy, aby uzyskać więcej informacji na ten temat.)

tlen jest bezbarwnym, bezwonnym i pozbawionym smaku gazem, który jest nieco cięższy od powietrza. Jest to niezbędne dla podtrzymania życia wszystkich żywych istot.

Gaz tlenowy jest zawsze postrzegany jako cząsteczka O2. Atom tlenu prawie nigdy nie jest widoczny sam w sobie. W niektórych przypadkach trzy atomy tlenu łączą się tworząc Ozon
(O3). Ozon jest ważny w górnej atmosferze, aby zapobiec ostrym promieniom ultrafioletowym szkodzącym żywym istotom. Blisko Ziemi ozon jest uważany za drażniący dla oddychania i część zanieczyszczenia powietrza.

jest tylko słabo rozpuszczalny w wodzie. Chociaż tylko niewielka ilość tlenu rozpuszcza się w wodzie-około 4 części tlenu do 100 części wody. Ta ilość tlenu w wodzie jest wystarczająca do zaspokojenia życiowych potrzeb ogromnej liczby żywych istot zamieszkujących nasze oceany, jeziora i rzeki.

chociaż tlen jest gazem w normalnych temperaturach, może być skroplony przez ekstremalne zimno. W temperaturze -183° c tlen zmienia się w bladoniebieską ciecz. W temperaturze -219° C ciekły tlen staje się niebieskawo-białym ciałem stałym.

po dostatecznym ogrzaniu w powietrzu Wiele materiałów połączy się z tlenem w powietrzu i spali. W przypadku umieszczenia w czystym tlenie spalanie i utlenianie może być dość intensywne. Przykłady typowych materiałów łączących się z tlenem obejmują:

C + O2 → CO2 (dwutlenek węgla)

S + O2 → SO2 (dwutlenek siarki)

3Fe + 2O2 → Fe3O4 (tlenek żelaza lub rdza)

(Zobacz utlenianie, aby uzyskać więcej informacji na ten temat.)

występowanie tlenu w przyrodzie

tlen jest najliczniejszym ze wszystkich pierwiastków występujących w przyrodzie. Występuje zarówno jako gaz, jak i jako część dużej liczby związków.

Gaz tlenowy znajduje się głównie w atmosferze, która zawiera około 21% objętościowo tlenu, wraz z 78% azotem i małymi ilościami innych gazów. Część tlenu znajduje się również rozpuszczony w wodzie.

jako związek, tlen jest obecny w wodzie, w substancjach roślinnych i zwierzęcych oraz w materiale stałym, który tworzy ziemię. Tysiące związków, takich jak skrobia, celuloza, cukier, tłuszcz i białka zawierają tlen połączony z węglem, wodorem i innymi pierwiastkami.

ogromne ilości tlenu są połączone z pierwiastkami, które tworzą piasek, wapień i inne skały i materiały znajdujące się w ziemi.

przygotowanie tlenu

odkrycie tlenu zostało dokonane w 1774 roku przez Josepha Priestleya, kiedy ogrzewał czerwony tlenek rtęci (tlenek rtęci lub HgO) w celu wytworzenia niewielkiej ilości gazu.

2hgo → 2HG + O2

Uwaga: O2 oznacza, że jest to gaz

metody laboratoryjne

jedną z powszechnych metod wytwarzania lub przygotowania tlenu w laboratorium jest rozkład chloranu potasu (KClO3). Kiedy chloran potasu jest podgrzewany, najpierw topi się, a następnie gotuje, rezygnując z tlenu. Równanie dla tej reakcji jest następujące:

2KClO3 → 2kcl + 3O2

inna metoda laboratoryjna obejmuje działanie wody na nadtlenek sodu (Na2O2), dając tlen i wodorotlenek sodu (NaOH). Ponieważ reakcja ta może być gwałtowna, woda wolno kapie z lejka na stały nadtlenek sodu w kolbie. Metoda zbierania tlenu przepuszcza go przez rurkę i bulgocze go w butelce zbiorczej wypełnionej wodą.

2Na2O2 + H2O → 4naoh + O2

metody komercyjne

jedna handlowa metoda wytwarzania tlenu polega na elektrolizie wody, która polega na rozbiciu związku wodnego za pomocą prądu elektrycznego. Rozcieńczony kwas, taki jak kwas siarkowy, jest dodawany do wody, aby uczynić ją przewodnikiem elektryczności. Prąd stały jest następnie przepuszczany przez roztwór, a woda jest rozkładana na tlen i gazy wodorowe.

tlen gromadzi się w rurce wodnej zawierającej elektrodę dodatnią ( + ) (anodę), a wodór gromadzi się w rurce wodnej zawierającej elektrodę ujemną ( – ) (katodę).

2H2O → H2 + O2

inną komercyjną metodą jest destylacja ciekłego powietrza. Gdy powietrze jest stosowane pod wysokim ciśnieniem i niską temperaturą, może być skroplone. W miarę podgrzewania azot—który ma niższą temperaturę wrzenia niż tlen-ucieka jako gaz, pozostawiając prawie czysty tlen jako ciecz. Może być następnie przechowywany w postaci cieczy lub sprężonego gazu w metalowych pojemnikach.

podsumowanie

tlen jest bezbarwnym gazem niezbędnym do życia. Jest słabo rozpuszczalny w wodzie, a także wspiera życie w wodzie. Tlen łączy się z wieloma innymi pierwiastkami w procesie utleniania. Jest to najobficiej występujący pierwiastek na Ziemi i stanowi 21% atmosfery. Jako związek, tlen jest obecny w wodzie, żywych istotach i dużej części stałego materiału, który tworzy ziemię. Tlen może być wytwarzany przez ogrzewanie niektórych związków tlenu, przez elektrolizę lub przez skraplanie powietrza.

korzystaj z chemii

zasoby i referencje

Referencje Rona Kurtus

strony internetowe

wszystko o Tlenach – Biblioteka wiedzy medycznej

zasoby chemii

Książki

(Uwaga: Szkoła Mistrzów może zarabiać prowizje od zakupu książek)

Najwyżej oceniane książki z chemii

pytania i komentarze

masz pytania, komentarze lub opinie na ten temat? Jeśli tak, wyślij e-mail ze swoją opinią. Postaram się jak najszybciej się do ciebie odezwać.

Udostępnij tę stronę

kliknij przycisk, aby dodać zakładkę lub udostępnić tę stronę za pośrednictwem Twittera, Facebooka, poczty e-mail lub innych usług: