Скачать презентацию по теме применение кислорода. Применение кислорода

Кислород Кислород элемент главной подгруппы шестой группы, второго периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 8. Обозначается символом O (лат. Oxygenium). Кислород химически активный неметалл, является самым лёгким элементом из группы халькогенов. Простое вещество кислород (CAS-номер:) при нормальных условиях газ без цвета, вкуса и запаха, молекула которого состоит из двух атомов кислорода (формула O 2), в связи с чем его также называют дикислород. Жидкий кислород имеет светло-голубой цвет.

Существуют и другие аллотропные формы кислорода, например, озон (CAS-номер:) при нормальных условиях газ голубого цвета со специфическим запахом, молекула которого состоит из трёх атомов кислорода (формула O 3).

История открытия Официально считается, что кислород был открыт английским химиком Джозефом Пристли 1 августа 1774 года путём разложения оксида ртути в герметично закрытом сосуде (Пристли направлял на это соединение солнечные лучи с помощью мощной линзы). 2HgO (t) 2Hg + O 2

Однако Пристли первоначально не понял, что открыл новое простое вещество, он считал, что выделил одну из составных частей воздуха (и назвал этот газ «дефлогистированным воздухом»). О своём открытии Пристли сообщил выдающемуся французскому химику Антуану Лавуазье. В 1775 году А. Лавуазье установил, что кислород является составной частью воздуха, кислот и содержится во многих веществах.

Несколькими годами ранее (в 1771 году) кислород получил шведский химик Карл Шееле. Он прокаливал селитру с серной кислотой и затем разлагал получившийся оксид азота. Шееле назвал этот газ «огненным воздухом» и описал своё открытие в изданной в 1777 году книге (именно потому, что книга опубликована позже, чем сообщил о своём открытии Пристли, последний и считается первооткрывателем кислорода). Шееле также сообщил о своём опыте Лавуазье.

Наконец, окончательно разобрался в природе полученного газа А. Лавуазье, воспользовавшийся информацией от Пристли и Шееле. Его работа имела громадное значение, потому что благодаря ей была ниспровергнута господствовавшая в то время и тормозившая развитие химии флогистонная теория. Лавуазье провел опыт по сжиганию различных веществ и опроверг теорию флогистона, опубликовав результаты по весу сожженных элементов. Вес золы превышал первоначальный вес элемента, что дало Лавуазье право утверждать, что при горении происходит химическая реакция (окисление) вещества, в связи с этим масса исходного вещества увеличивается, что опровергает теорию флогистона. Таким образом, заслугу открытия кислорода фактически делят между собой Пристли, Шееле и Лавуазье.

Происхождение названия Слово кислород (именовался в начале XIX века ещё «кислотвором») своим появлением в русском языке до какой-то степени обязано М. В. Ломоносову, который ввёл в употребление, наряду с другими неологизмами, слово «кислота»; таким образом слово «кислород», в свою очередь, явилось калькой термина «оксиген» (фр. l"oxygène), предложенного А. Лавуазье (греческое όξύγενναω от ξύς «кислый» и γενναω «рождаю»), который переводится как «порождающий кислоту», что связано с первоначальным значением его «кислота», ранее подразумевавшим окислы, именуемые по современной международной номенклатуре оксидами.

Нахождение в природе Кислород самый распространенный на Земле элемент, на его долю (в составе различных соединений, главным образом силикатов), приходится около 47,4 % массы твердой земной коры. Морские и пресные воды содержат огромное количество связанного кислорода 88,8 % (по массе), в атмосфере содержание свободного кислорода составляет 20,95 % по объёму и 23,12 % по массе. Более 1500 соединений земной коры в своем составе содержат кислород. Кислород входит в состав многих органических веществ и присутствует во всех живых клетках. По числу атомов в живых клетках он составляет около 25 %, по массовой доле около 65 %.

Получение В настоящее время в промышленности кислород получают из воздуха. В лабораториях пользуются кислородом промышленного производства, поставляемым в стальных баллонах под давлением около 15 МПа. Важнейшим лабораторным способом его получения служит электролиз водных растворов щелочей. Небольшие количества кислорода можно также получать взаимодействием раствора перманганата калия с подкисленным раствором пероксида водорода. Также хорошо известны и успешно применяются в промышленности кислородные установки, работающие на основе мембранной и азотной технологий. При нагревании перманганат калия KMnO 4 разлагается до манганата калия K 2 MnO 4 и диоксида марганца MnO 2 с одновременным выделением газообразного кислорода O 2: 2KMnO 4 K2MnO 4 + MnO 2 + O 2

В лабораторных условиях получают также каталитическим разложением пероксида водорода Н 2 О 2: 2Н 2 О 2 2Н 2 О + О 2 Катализатором является диоксид марганца (MnO 2) или кусочек сырых овощей (в них содержатся ферменты, ускоряющие разложение пероксида водорода). Кислород можно также получить каталитическим разложением хлората калия (бертолетовой соли) KClO 3: 2KClO 3 2KCl + 3O 2 Помимо изложенного лабораторного метода кислород получают методом разделения воздуха на воздухоразделительных установках с чистотой до 99,9999% по O 2.

Физические свойства При нормальных условиях кислород это газ без цвета, вкуса и запаха. 1л его весит 1,429 г. Немного тяжелее воздуха. Слабо растворяется в воде (4,9 мл/100г при 0 °C, 2,09 мл/100г при 50 °C) и спирте (2,78 мл/100г при 25 °C). Хорошо растворяется в расплавленном серебре (22 объёма O 2 в 1 объёме Ag при 961 °C). Является парамагнетиком. При нагревании газообразного кислорода происходит его обратимая диссоциация на атомы: при 2000 °C 0,03 %, при 2600 °C 1 %, 4000 °C 59 %, 6000 °C 99,5 %. Жидкий кислород (темп. кипения 182,98 °C) это бледно-голубая жидкость. Фазовая диаграмма O 2 Твердый кислород (темп. плавления 218,79 °C) синие кристаллы. Известны шесть кристаллических фаз, из которых три существуют при давлении в 1 атм.:

α-О 2 существует при температуре ниже 23,65 К; ярко-синие кристаллы относятся к моноклинной сингонии, параметры ячейки a=5,403 Å, b=3,429 Å, c=5,086 Å; β=132,53° β-О 2 существует в интервале температур от 23,65 до 43,65 К; бледно-синие кристаллы (при повышении давления цвет переходит в розовый) имеют ромбоэдрическую решётку, параметры ячейки a=4,21 Å, α=46,25° γ-О 2 существует при температурах от 43,65 до 54,21 К; бледно-синие кристаллы имеют кубическую симметрию, период решётки a=6,83 Å

Ещё три фазы образуются при высоких давлениях: δ-О 2 интервал температур до 300 К и давление 6-10 ГПа, оранжевые кристаллы; ε-О 2 давление от 10 и до 96 ГПа, цвет кристаллов от темно красного до чёрного, моноклинная сингония; ζ-О 2 давление более 96 ГПа, металлическое состояние с характерным металлическим блеском, при низких температурах переходит в сверхпроводящее состояние.

Химические свойства Сильный окислитель, взаимодействует, практически, со всеми элементами, образуя оксиды. Степень окисления 2. Как правило, реакция окисления протекает с выделением тепла и ускоряется при повышении температуры. Пример реакций, протекающих при комнатной температуре: 4K + O 2 2K 2 O 2Sr + O 2 2SrO Окисляет соединения, которые содержат элементы с не максимальной степенью окисления: 2NO + O 2 2NO 2

Кислород не окисляет Au и Pt, галогены и инертные газы. Кислород образует пероксиды со степенью окисления 1. Например, пероксиды получаются при сгорании щелочных металлов в кислороде: 2Na + O 2 Na 2 O 2 Некоторые окислы поглощают кислород: 2BaO + O 2 2BaO 2

По теории горения, разработанной А. Н. Бахом и К. О. Энглером, окисление происходит в две стадии с образованием промежуточного пероксидного соединения. Это промежуточное соединение можно выделить, например, при охлаждении пламени горящего водорода льдом, наряду с водой, образуется перекись водорода: H 2 + O 2 H 2 O 2 Надпероксиды имеют степень окисления 1/2, то есть один электрон на два атома кислорода (ион O 2 -). Получают взаимодействием пероксидов с кислородом при повышенных давлениям и температуре: Na 2 O 2 + O 2 2NaO 2 Озониды содержат ион O 3 - со степенью окисления 1/3. Получают действием озона на гидроксиды щелочных металлов: КОН(тв.) + О 3 КО 3 + КОН + O 2 Ион диоксигенил O 2 + имеет степень окисления +1/2. Получают по реакции: PtF 6 + O 2 O 2 PtF 6

Фториды кислорода Дифторид кислорода, OF 2 степень окисления +2, получают пропусканием фтора через раствор щелочи: 2F 2 + 2NaOH OF 2 + 2NaF + H 2 O Монофторид кислорода (Диоксидифторид), O 2 F 2, нестабилен, степень окисления +1. Получают из смеси фтора с кислородом в тлеющем разряде при температуре 196 °C. Пропуская тлеющий разряд через смесь фтора с кислородом при определенных давлении и температуре получаются смеси высших фторидов кислорода O 3 F 2, О 4 F 2, О 5 F 2 и О 6 F 2. Кислород поддерживает процессы дыхания, горения, гниения. В свободном виде элемент существует в двух аллотропных модификациях:O 2 и O 3 (озон).

Применение Химия, нефтехимия: Cоздание инертной среды в емкостях, азотное пожаротушение, продувка и испытание трубопроводов, регенерация катализаторов, упаковка продукции в азотной среде, интенсификация окислительных процессов, выделение метана, водорода, углекислого газа.

1 слайд

Презентацию подготовила Ученица 9 класса МОУ «Лицей г. Отрадное» Смирнова Роксана

2 слайд

Кислород как элемент. 1. Элемент кислород находится в VI группе, главной подгруппе, II периоде, порядковый номер №8, 2. Строение атома: P11 = 8; n01 = 8; ē = 8 валентность II, степень окисления -2 (редко +2; +1; -1). 3. Входит в состав оксидов, оснований, солей, кислот, органических веществ, в том числе живых организмов- до 65% по массе.

3 слайд

Кислород как элемент. Кислород является самым распространённым элементом нашей планеты. По весу на его долю приходится примерно половина общей массы всех элементов земной коры. Состав воздуха: О2 – 20-21 %; N2 – 78%; CO2 – 0,03%, остальное приходится на инертные газы, пары воды, примеси. 4. В земной коре его 49% по массе, в гидросфере – 89% по массе. 5. В составе воздуха (в виде простого вещества) – 20-21% по объёму. 6. Входит в состав большинства минеральных и горных пород (песок, глины, и др). В составе воздуха (в виде простого вещества). 7. Жизненно важный элемент для всех организмов, содержится в большинстве органических веществ, участвует во многих биохимических процессах, обеспечивающих развитие и функционирование жизни. 8. Кислород открыт в 1769-1771 гг. шведским химиком К.-В. Шееле

4 слайд

Физические свойства. Кислород - химически активный неметалл, является самым лёгким элементом из группы халькогенов. Простое вещество кислород при нормальных условиях - газ без цвета, вкуса и запаха, молекула которого состоит из двух атомов кислорода, в связи с чем его также называют дикислород. Жидкий кислород имеет светло-голубой цвет, а твёрдый представляет собой кристаллы светло-синего цвета.

5 слайд

Химические свойства. С неметаллами C + O2 CO2 S + O2 SO2 2H2 + O2 2H2O Со сложными веществами 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 2H2S + 3O2 2SO2 + 2H2O CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O С металлами 2Mg + O2 2MgO 2Cu + O2 –t 2CuO Взаимодействие веществ с кислородом называется окислением. С кислородом реагируют все элементы, кроме Au, Pt, He, Ne и Ar, во всех реакциях (кроме взаимодействия со фтором) кислород - окислитель. 1. Неустойчив: O3 O2 + O 2. Сильный окислитель: 2KI + O3 + H2O 2KOH + I2 + O2 Обесцвечивает красящие вещества, отражает УФ - лучи, уничтожает микроорганизмы.

6 слайд

Способы получения. Промышленный способ (перегонка жидкого воздуха). Лабораторный способ (разложение некоторых кислородосодержащих веществ) 2KClO3 –t ;MnO2 2KCl + 3O2 2H2O2 –MnO2 2H2O + O2

7 слайд

Проверка собравшегося кислорода. Получение 3O2 2O3 Во время грозы (в природе), (в лаборатории) в озонаторе перманганата калия при нагревании: 2KMnO4 –t K2MnO4 + MnO2 + O2 Разложение этой соли идёт при нагревании её выше 2000 С.

8 слайд

Применение кислорода: Находит широкое применение в медицине и промышленности. При высотных полётах лётчиков снабжают специальными приборами с кислородом. При многих лёгочных и сердечных заболеваниях, а также при операциях дают вдыхать кислород из кислородных подушек. Кислородом в баллонах снабжают подводные лодки. Горение рыхлого горючего материала, пропитанного жидким кислородом, сопровождается взрывом, что даёт возможность применять кислород при взрывных работах. Жидкий кислород применяют в реактивных двигателях, в автогенной сварке и резке металлов, даже под водой.

Достоин тот газ удивленья – Его применяют сейчас Для резки металлов, в сталеваренье И в доменных мощных печах. Берёт его лётчик в высотные дали. Подводник с собою берёт. Вы, верно, уже угадали, Что этот газ – …

Кислород

Тема урока: Кислород. Получение. Свойства.

Цель урока: Изучить историю открытия, основные способы получения и свойства кислорода.

План урока:

• Значение кислорода. Биологическая роль.

2. Распространённость в природе.

3. История открытия.

4. Положение элемента кислорода в ПСХЭ Д.И. Менделеева.

5. Физические свойства.

6. Получение кислорода

7. Химические свойства.

8. Применение кислорода.

Джозеф Пристли

(1743 – 1794)

Карл Шееле

(1742 – 1786)

Антуан Лавуазье

(1743 – 1794)

t = – 1 83 °C

t = –219 °C

Жидкость бледно-синего цвета

Газ, без цвета, запаха, вкуса, малорастворим в воде

Кристаллы синего цвета

Тяжелее воздуха.

Свет, хлорофилл

6СО 2 + 6Н 2 О

С 6 Н 12 О 6 + 6О 2

Сжижение воздуха под давлением при t = – 1 83 °C

Вытеснением в оздуха

Вытеснением воды

Разложение воды

H 2 O  H 2 + O 2

Разложение перекиси водорода

H 2 O 2  H 2 O + O 2

Разложение перманганата калия

KMnO 4  K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

перманганат калия

манганат калия

Разложение бертолетовой соли (хлората калия)

KClO 3  KCl + O 2

Кислород в лаборатории получают разложением кислородсодержащих соединений

С простыми веществами:

С неметаллами:

S + O 2  SO 2

P + O 2  P 2 O 5

С металлами:

Mg + O 2  MgO

Fe + O 2  Fe 3 O 4 (FeO  Fe 2 O 3 )

При взаимодействии простых веществ с кислородом образуются – оксиды

Подумай и ответь

а

1

б

2

в

3

г

4

д

5

Подумай и ответь

• Ученые, занимавшиеся получением и изучением кислорода:

а) Дмитрий Иванович Менделеев;

б) Джозеф Пристли;

в) Антуан Лоран Лавуазье;

г) Карл Шееле;

д) Михаил Васильевич Ломоносов

Подумай и ответь

2. В трех разных колбах находятся воздух, углекислый газ, кислород. Распознать каждый из газов можно:

а) сравнив массы колб, заполненных газами

б) при помощи тлеющей лучинки

в) по растворимости газов в воде

г) по запаху

д) при помощи других веществ

Подумай и ответь

3. В лаборатории кислород получают:

а) сжижением воздуха

б) разложением воды

в) разложением перманганата калия

г) из перекиси водорода

д) окислением веществ

Подумай и ответь

4. Кислород можно собрать путем вытеснения воды, так как он:

а) легче воздуха

б) хорошо растворим в воде

в) тяжелее воздуха

г) плохо растворим в воде

д ) не имеет цвета, запаха, вкуса

Подумай и ответь

5. Речь идет о кислороде как о простом веществе:

а) кислород входит в состав воды;

б) кислород плохо растворим в воде;

в) кислород поддерживает дыхание и горение;

г) является составным компонентом воздуха;

д) входит в состав углекислого газа.

а

1

2

б

в

3

г

4

д

5

Ar(O)=16 неметалл В= II

t = – 1 83 °C

Жидкость бледно-синего цвета

Ме Неме

t = –219 °C

в пром-ти: охлаждение воздуха до -183 °C

окисление

Э х О у

Кристаллы синего цвета

в лаборатории:

Н 2 О  Н 2 О 2  KMnO 4  KClO 3 

Методы собирания:

Вытеснение воздуха

Вытеснение воды

Домашнее задание

§3 2–34

«3» - с. 111 вопросы 1,2

«4» - с. 111 вопросы 3,4

«5» - с. 111 вопросы 5,6

Задача: Известно, что в организме человека содержится по массе 65% кислорода. Вычислите сколько кислорода содержится в вашем организме.

Творческое задание:

Составить кроссворд, ребус, ЛОС по теме «Кислород»

Слайд 2

КИСЛОРОД

Кислород - 16-йэлемент главной подгруппы VI группы, второго периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 8. Обозначается символом O (лат. Oxygenium). Кислород - химически активный неметалл, является самым лёгким элементом из группы халькогенов. Простое вещество кислород при нормальных условиях - газ без цвета, вкуса и запаха, молекула которого состоит из двух атомов кислорода (формула O2), в связи с чем его также называют дикислород. Жидкий кислород имеет светло-голубой цвет, а твёрдый представляет собой кристаллы светло-синего цвета.

Слайд 3

Официально считается, что кислород был открыт английским химиком Джозефом Пристли 1 августа 1774 года путём разложения оксида ртути в герметично закрытом сосуде (Пристли направлял на это соединение солнечные лучи с помощью мощной линзы). Однако Пристли первоначально не понял, что открыл новое простое вещество, он считал, что выделил одну из составных частей воздуха (и назвал этот газ «дефлогистированным воздухом»). О своём открытии Пристли сообщил выдающемуся французскому химику Антуану Лавуазье. В 1775 году А. Лавуазье установил, что кислород является составной частью воздуха, кислот и содержится во многих веществах. Несколькими годами ранее (в 1771 году) кислород получил шведский химик Карл Шееле. Он прокаливал селитру с серной кислотой и затем разлагал получившийся оксид азота. Шееле назвал этот газ «огненным воздухом» и описал своё открытие в изданной в 1777 году книге (именно потому, что книга опубликована позже, чем сообщил о своём открытии Пристли, последний и считается первооткрывателем кислорода). Шееле также сообщил о своём опыте Лавуазье. Важным этапом, который способствовал открытию кислорода, были работы французского химика Пьера Байена, который опубликовал работы по окислению ртути и последующему разложению её оксида. Наконец, окончательно разобрался в природе полученного газа А. Лавуазье, воспользовавшийся информацией от Пристли и Шееле. Его работа имела громадное значение, потому что благодаря ей была ниспровергнута господствовавшая в то время и тормозившая развитие химии флогистонная теория. Лавуазье провёл опыт по сжиганию различных веществ и опроверг теорию флогистона, опубликовав результаты по весу сожженных элементов. Вес золы превышал первоначальный вес элемента, что дало Лавуазье право утверждать, что при горении происходит химическая реакция (окисление) вещества, в связи с этим масса исходного вещества увеличивается, что опровергает теорию флогистона. Таким образом, заслугу открытия кислорода фактически делят между собой Пристли, Шееле и Лавуазье. ОТКРЫТИЕ КИСЛОРОДА

Слайд 4

Слайд 5

Применение кислорода Широкое промышленное применение кислорода началось в середине ХХ века, после изобретения турбодетандеров - устройств для сжижения и разделения. Применение кислорода весьма разнообразно и основано на его химических свойствах. Химическая и нефтехимическая промышленность. Кислород используется для окисления исходных реагентов, образуя азотную кислоту, этиленоксид, пропиленоксид, винилхлорид и другие основные соединения. Помимо этого он может использоваться для увеличения производительности мусоросжигательных печей. Нефтегазовая промышленность. Увеличение производительности процессов крекинга нефти, переработки высокооктановых соединений, закачка в пласт для повышения энергии вытеснения.

Слайд 6

Применение кислорода

Стекольная промышленность. В стекловаренных печах кислород используется для улучшения горения. Кроме этого он применяется для уменьшения выбросов оксидов азота до безопасных уровней. Целлюлозно-бумажная промышленность. Кислород используется при делигнификации, спиртовании и других процессах. В медицине Медицинский кислород хранится в металлических газовых баллонах высокого давления (для сжатых или сжиженных газов) голубого цвета различной ёмкости от 1,2 до 10,0 литров под давлением до 15 МПа (150 атм) и используется для обогащения дыхательных газовых смесей в наркознойаппаратуре, при нарушении дыхания, для купирования приступа бронхиальной астмы, устранения гипоксии любого генеза, при декомпрессионной болезни, для лечения патологии желудочно-кишечного тракта в виде кислородных коктейлей. Для индивидуального применения медицинским кислородом из баллонов заполняют специальные прорезиненные ёмкости - кислородные подушки. Для подачи кислорода или кислородо-воздушной смеси одновременно одному или двум пострадавшим в полевых условиях или в условиях стационара применяются кислородные ингаляторы различных моделей и модификаций. Достоинством кислородного ингалятора является наличие конденсатора-увлажнителя газовой смеси, использующего влагу выдыхаемого воздуха. Для расчёта оставшегося в баллоне количества кислорода в литрах обычно величину давления в баллоне в атмосферах (по манометру редуктора) умножают на величину ёмкости баллона в литрах. Например, в баллоне вместимостью 2 литра манометр показывает давление кислорода 100 атм. Объём кислорода в этом случае равен 100 × 2 = 200 литров.

Слайд 1

Презентация по химии на тему: «Применение кислорода»

ученицы ____ класса _____________________ ____________________

Слайд 6

Корнелиус Дреббель

Интересным фактом является то, что впервые кислород выделили не химики. Это сделал изобретатель подводной лодки К. Дреббель в начале XVII в. Этот газ он использовал для дыхания в лодке, при погружениив воду. Но работы изобретателя были засекречены. Поэтому работы К. Дреббеля не сыграли большой работы для развития химии.

Слайд 7

Первооткрыватели кислорода

Джозеф Пристли Карл Шееле Антуан Лавуазье

Слайд 10

Применение кислорода Широкое промышленное применение кислорода началось в середине ХХ века, после изобретения турбодетандеров - устройств для сжижения и разделения. Применение кислорода весьма разнообразно и основано на его химических свойствах. Химическая и нефтехимическая промышленность. Кислород используется для окисления исходных реагентов, образуя азотную кислоту, этиленоксид, пропиленоксид, винилхлорид и другие основные соединения. Помимо этого он может использоваться для увеличения производительности мусоросжигательных печей. Нефтегазовая промышленность. Увеличение производительности процессов крекинга нефти, переработки высокооктановых соединений, закачка в пласт для повышения энергии вытеснения.

Слайд 11

Применение кислорода

Металлургия и горнодобывающая промышленность. Кислород используется при конвертерном производстве стали, кислородном дутье в доменных печах, извлечении золота из руд, производстве ферросплавов, выплавке никеля, цинка, свинца, циркония и других цветных металлов,прямое восстановление железа, огневая зачистка слябов в литейном производстве, огневое бурение твердых пород.

Слайд 12

Сварка и резка металлов. Кислород в баллонах широко используется для газопламенной резки и сварки металлов, для плазменного высокоточного раскроя металлов.

Слайд 13

Военная техника. В барокамерах, для работы дизельных двигателей под водой, топливо для ракетных двигателей. Используют в водолазном, космическом и пожарном снаряжении.