Pentru primind oxigen, veți avea nevoie de substanțe care sunt bogate în ele. Acestea sunt peroxizii, nitrații, clorații. Vom folosi cele care pot fi obținute fără mare dificultate.
Există mai multe modalități de a obține oxigen acasă, le vom analiza în ordine.
Cel mai simplu și mod accesibil obținerea oxigenului - folosiți permanganat de potasiu (sau mai mult nume corect- permanganat de potasiu). Toată lumea știe că permanganatul de potasiu este un excelent antiseptic, folosit ca dezinfectant. Dacă nu este disponibil, îl puteți cumpăra de la farmacie.
Să o facem. Se toarnă puțin permanganat de potasiu în eprubetă, se închide cu o eprubetă cu un orificiu, se instalează un tub de evacuare a gazului în orificiu (oxigenul va curge prin ea). Așezăm celălalt capăt al tubului într-o altă eprubetă (ar trebui să fie cu susul în jos, deoarece oxigenul eliberat este mai ușor decât aerul și se va ridica. Închideți a doua eprubetă cu același dop.
Ca rezultat, ar trebui să obținem două eprubete conectate între ele printr-un tub de evacuare a gazului prin dopuri. Într-o eprubetă (nu inversată) - permanganat de potasiu. Vom încălzi o eprubetă cu permanganat de potasiu. Culoarea purpuriu-vișiniu închis a cristalelor de permanganat de potasiu va dispărea și se va transforma în cristale verde închis de manganat de potasiu.
Reacția este așa:
2KMnO 4 → MnO 2 + K 2 MnO 4 + O 2
Deci din 10 grame de permanganat de potasiu poți obține aproape 1 litru de oxigen. După câteva minute, puteți scoate balonul cu permanganat de potasiu de pe flacără. Avem oxigen într-o eprubetă inversată. Putem verifica. Pentru a face acest lucru, deconectați cu grijă cel de-al doilea tub (cu oxigen) de la tubul de evacuare a gazului, acoperind orificiul cu degetul. Acum, dacă puneți un chibrit care arde slab într-un balon cu oxigen, acesta va aprinde puternic!
Obținerea oxigenului este posibil și cu ajutorul nitratului de sodiu sau de potasiu (sărurile de sodiu și potasiu corespunzătoare ale acidului azotic).
(Nitrații de potasiu și sodiu - sunt și nitrați, se vând la magazinele de îngrășăminte).
Deci, pentru a obține oxigen din salpetru, luăm o eprubetă de sticlă refractară pe un trepied, punem acolo pulbere de salpetru (5 grame vor fi suficiente).Va trebui să puneți o ceașcă de ceramică cu nisip sub eprubetă, deoarece sticla poate se topesc de la temperatură și scurgeri. Prin urmare, arzătorul va trebui să fie ținut puțin în lateral, iar eprubeta cu nitrat - într-un unghi.
Odată cu încălzirea puternică a salitrului, acesta începe să se topească, în timp ce oxigenul este eliberat. Reacția este așa:
2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2
Substanța rezultată este nitritul de potasiu (sau sodiu, în funcție de salitrul utilizat) - o sare a acidului azot.
Altă cale primind oxigen- folosiți peroxid de hidrogen. Peroxid, hidroperit - toate aceeași substanță. Peroxidul de hidrogen este vândut sub formă de tablete și sub formă de soluții (3%, 5%, 10%), care pot fi achiziționate de la o farmacie.
Spre deosebire de substanțele anterioare, salitrul sau permanganatul de potasiu, peroxidul de hidrogen este o substanță instabilă. Deja în prezența luminii, începe să se descompună în oxigen și apă. Prin urmare, în farmacii, peroxidul este vândut în fiole de sticlă închisă la culoare.
În plus, catalizatorii, cum ar fi oxidul de mangan, contribuie la descompunerea rapidă a peroxidului de hidrogen în apă și oxigen. Cărbune activ, pulbere de oțel (chips fine) și chiar saliva. Prin urmare, peroxidul de hidrogen nu trebuie încălzit, este suficient un catalizator!
Salut.. Astăzi vă voi spune despre oxigen și cum să-l obțineți. Vă reamintesc, dacă aveți întrebări pentru mine, le puteți scrie în comentariile articolului. Dacă aveți nevoie de ajutor cu chimie, . Voi fi bucuros să vă ajut.
Oxigenul este distribuit în natură sub formă de izotopi 16 O, 17 O, 18 O, care au următorul procent pe Pământ - 99,76%, 0,048%, respectiv 0,192%.
În stare liberă, oxigenul este în Trei modificări alotropice : oxigen atomic - O o, dioxigen - O 2 și ozon - O 3. Mai mult, oxigenul atomic poate fi obținut după cum urmează:
KClO 3 \u003d KCl + 3O 0
KNO 3 = KNO 2 + O 0
Oxigenul se găsește în peste 1400 de minerale diferite și materie organică, în atmosferă conținutul său este de 21% în volum. Si in corpul uman conține până la 65% oxigen. Oxigenul este un gaz incolor și inodor, ușor solubil în apă (3 volume de oxigen se dizolvă în 100 de volume de apă la 20 ° C).
În laborator, oxigenul este obținut prin încălzirea moderată a anumitor substanțe:
1) La descompunerea compușilor de mangan (+7) și (+4):
2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
permanganat manganat
potasiu potasiu
2MnO 2 → 2MnO + O 2
2) Când perclorații se descompun:
2KClO 4 → KClO 2 + KCl + 3O 2
perclorat
potasiu
3) La descompunerea sării berthollet (clorat de potasiu).
În acest caz, se formează oxigenul atomic:
2KClO 3 → 2KCl + 6O 0
clorat
potasiu
4) Când sărurile acidului hipocloros se descompun în lumină- hipocloriți:
2NaClO → 2NaCl + O 2
Ca(ClO)2 → CaCl2 + O2
5) La încălzirea nitraților.
Aceasta produce oxigen atomic. În funcție de ce poziție ocupă metalul azotat în seria de activități, se formează diverși produși de reacție:
2NaNO 3 → 2NaNO 2 + O 2
Ca(NO 3) 2 → CaO + 2NO 2 + O 2
2AgNO 3 → 2 Ag + 2NO 2 + O 2
6) La descompunerea peroxizilor:
2H 2 O 2 ↔ 2H 2 O + O 2
7) La încălzirea oxizilor de metale inactive:
2Ag 2 O ↔ 4Ag + O 2
Acest proces este relevant în viața de zi cu zi. Faptul este că vasele din cupru sau argint, având un strat natural de peliculă de oxid, formează oxigen activ atunci când sunt încălzite, ceea ce este un efect antibacterian. Dizolvarea sărurilor metalelor inactive, în special a nitraților, duce, de asemenea, la formarea oxigenului. De exemplu, procesul general de dizolvare a azotatului de argint poate fi reprezentat în etape:
AgNO3 + H2O → AgOH + HNO3
2AgOH → Ag2O + O2
2Ag 2 O → 4Ag + O 2
sau sub formă de rezumat:
4AgNO 3 + 2H 2 O → 4Ag + 4HNO 3 + 7O 2
8) Când se încălzesc săruri de crom cel mai înalt grad oxidare:
4K 2 Cr 2 O 7 → 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 + 3 O 2
cromat bicromat
potasiu potasiu
În industrie se obține oxigenul:
1) Descompunerea electrolitică a apei:
2H2O → 2H2 + O2
2) Interacțiunea dioxidului de carbon cu peroxizii:
CO 2 + K 2 O 2 → K 2 CO 3 + O 2
Această metodă este indispensabilă solutie tehnica probleme de respirație în sisteme izolate: submarine, mine, nave spațiale.
3) Când ozonul interacționează cu agenți reducători:
O 3 + 2KJ + H 2 O → J 2 + 2KOH + O 2
De o importanță deosebită este producerea de oxigen în procesul de fotosinteză. care apar la plante. Toată viața de pe Pământ depinde în mod fundamental de acest proces. Fotosinteza este un proces complex în mai multe etape. Începutul îi dă lumină. Fotosinteza în sine constă din două faze: lumină și întuneric. ÎN faza luminoasa clorofila de pigment conținută în frunzele plantelor formează așa-numitul complex „de absorbție a luminii”, care preia electronii din apă și, prin urmare, îl împarte în ioni de hidrogen și oxigen:
2H 2 O \u003d 4e + 4H + O 2
Protonii acumulați contribuie la sinteza ATP:
ADP + F = ATP
În faza întunecată, dioxidul de carbon și apa sunt transformate în glucoză. Și oxigenul este eliberat ca produs secundar:
6CO 2 + 6H 2 O \u003d C 6 H 12 O 6 + O 2
blog.site, cu copierea integrală sau parțială a materialului, este necesar un link către sursă.
Oxigenul este unul dintre cele mai frecvent utilizate gaze de către omenire; este utilizat pe scară largă în aproape toate domeniile vieții noastre. Metalurgie, industria chimica, medicină, economie națională, aviație - doar atât lista finaliștilor zonele în care această substanță este indispensabilă.
Producția de oxigen se realizează în conformitate cu două tehnologii: de laborator și industrială. Primele tehnici de producere a gazului incolor s-au bazat pe reacții chimice. Oxigenul se obține ca urmare a descompunerii permanganatului de potasiu, sării bertolet sau peroxidului de hidrogen în prezența unui catalizator. dar metode de laborator nu poate satisface pe deplin cererea pentru acest element chimic unic.
A doua metodă de obținere a oxigenului este distilarea criogenică, fie prin adsorbție, fie tehnologia membranelor. Prima tehnică asigură o puritate ridicată a produselor de separare, dar are o perioadă de pornire mai lungă (comparativ cu cele de-a doua metode).
Instalațiile de adsorbție de oxigen s-au dovedit a fi printre cele mai bune dintre sistemele de înaltă performanță pentru producerea de aer îmbogățit cu oxigen. Ele fac posibilă obținerea unui gaz incolor cu o puritate de până la 95% (până la 99% cu utilizarea unei etape suplimentare de purificare). Utilizarea lor este justificată în termeni economici, mai ales in situatiile in care nu este nevoie de oxigen de inalta puritate, pentru care ar trebui sa platesti in plus.
Principalele caracteristici ale sistemelor criogenice
Vă interesează producerea de oxigen cu o puritate de până la 99,9%? Apoi acordați atenție instalațiilor care funcționează pe baza tehnologiei criogenice. Avantajele sistemelor de producere a oxigenului de înaltă puritate:
- durată lungă de viață a instalației;
- performanta ridicata;
- capacitatea de a obține oxigen cu o puritate de 95 până la 99,9%.
Dar din cauza dimensiunilor mari ale sistemelor criogenice, a imposibilității pornirii și opririi rapide și a altor factori, utilizarea echipamentelor criogenice nu este întotdeauna adecvată.
Principiul de funcționare a instalațiilor de adsorbție
Schema de funcționare a sistemelor de oxigen folosind tehnologia de adsorbție poate fi reprezentată după cum urmează:
- aerul comprimat se deplasează în receptor, în sistemul de preparare a aerului pentru a scăpa de impuritățile mecanice și de filtrare din umiditatea condensată;
- aerul purificat este trimis către unitatea de separare a aerului de adsorbție, care include adsorbanți cu un adsorbant;
- în timpul funcționării, adsorbanții sunt în două stări - absorbție și regenerare; în stadiul de absorbție, oxigenul intră în receptorul de oxigen, iar azotul în stadiul de generare este descărcat în atmosferă; după care oxigenul este trimis consumatorului;
- dacă este necesar, presiunea gazului poate fi crescută utilizând un compresor de oxigen de rapel cu umplere ulterioară în butelii.
Complexele de adsorbție se disting printr-un nivel ridicat de fiabilitate, automatizare completă, ușurință în întreținere, dimensiuni și greutate reduse.
Avantajele sistemelor de separare a gazelor
Instalațiile și stațiile care utilizează tehnologia de adsorbție pentru producerea de oxigen sunt cele mai utilizate pe scară largă zone diferite: la sudarea si taierea metalelor, in constructii, piscicultura, cresterea midii, creveti etc.
Avantajele sistemelor de separare a gazelor:
- posibilitatea automatizării procesului de obținere a oxigenului;
- fără cerințe speciale pentru spații;
- pornire și oprire rapidă;
- fiabilitate ridicată;
- cost redus al oxigenului produs.
Beneficiile plantelor de adsorbție NPK „Grasys”
Sunteți interesat de producția de oxigen în modul utilizat în industrie? Doriți să primiți oxigen la un cost financiar minim? Compania științifică și de producție „Grasys” vă va ajuta la rezolvarea problemei dvs nivel inalt. Oferim fiabile și sisteme eficiente pentru a obține oxigen din aer. Iată principalele trăsături distinctive dintre produsele noastre:
- automatizare completă;
- modele bine gândite;
- sisteme moderne control si management.
Oxigenul produs de unitățile noastre de adsorbție cu separare a aerului este de până la 95% pur (cu opțiunea de post-tratare până la 99%). Gazul cu astfel de caracteristici este utilizat pe scară largă în metalurgie pentru sudarea și tăierea metalelor, în economie nationala. Echipamentele noastre utilizeaza tehnologii moderne, care oferă oportunități unice în domeniul separării gazelor.
Caracteristici ale plantelor noastre de adsorbție de oxigen:
- fiabilitate ridicată;
- cost scăzut al oxigenului produs;
- sistem inovator de monitorizare și control extrem de inteligent;
- ușurința întreținerii;
- capacitatea de a produce oxigen cu o puritate de până la 95% (cu opțiunea de purificare suplimentară până la 99%);
- capacitatea este de până la 6000 m³/h.
Plante de adsorbție de oxigen NPK "Grasys" - combinație unică experiență mondială de proiectare în producția de echipamente de separare a gazelor și tehnologii inovatoare interne.
Principalele motive pentru cooperarea cu NPK Grasys
O metodă industrială de producere a oxigenului folosind plante bazată pe tehnologia de adsorbție este una dintre cele mai promițătoare în prezent. Permite obținerea unui gaz incolor cu costuri energetice minime de puritatea dorită. O substanță cu acești parametri este solicitată în metalurgie, inginerie mecanică, industria chimică și medicină.
Metoda de distilare criogenică - soluție optimă când este necesar să se producă oxigen de înaltă puritate (până la 99,9%).
Principala companie autohtonă „Grasys” oferă sisteme extrem de eficiente pentru producerea de oxigen folosind tehnologia de adsorbție la conditii favorabile. Avem o vastă experiență în implementarea diverselor proiecte la cheie, așa că nu ne este frică nici măcar de cele mai complexe sarcini.
Beneficiile lucrului cu un furnizor responsabil de echipamente NPK Grasys:
- firma noastra este producator direct, astfel incat costul instalatiilor comercializate nu creste comisioanele suplimentare ale intermediarilor;
- calitate superioară produse;
- gamă completă de servicii de reparații și întreținere întreținere instalații de producere a oxigenului;
- Abordare individuală a fiecărui client;
- multi ani de experienta in domeniul producerii de oxigen.
Apelați managerii noștri pentru a clarifica nuanțele cooperării.
Mai detaliat vă puteți familiariza cu echipamentele de oxigen (generatoare de oxigen, centrale de oxigen, stații de oxigen) pe pagină
În lecția 17 " Obținerea oxigenului» de la curs « Chimie pentru manechine» afla cum se obtine oxigenul in laborator; aflați ce este un catalizator și cum afectează plantele producția de oxigen pe planeta noastră.
Cea mai importantă substanță pentru oameni și alte organisme vii care face parte din aer este oxigenul. În industrie se folosesc cantități mari de oxigen, așa că este important să știți cum să îl obțineți.
Într-un laborator chimic, oxigenul poate fi obținut prin încălzirea unora substanțe complexe conţinând atomi de oxigen. Aceste substanțe includ substanța KMnO 4 găsită în dumneavoastră trusa de prim ajutor la domiciliu numită „mangan”.
Sunteți familiarizat cu cele mai simple dispozitive de obținere a gazelor. Dacă într-unul dintre aceste dispozitive se pune puțină pulbere de KMnO 4 și se încălzește, se va elibera oxigen (Fig. 76):
Oxigenul poate fi obţinut şi prin descompunerea peroxidului de hidrogen H 2 O 2 . Pentru a face acest lucru, o cantitate foarte mică dintr-o substanță specială trebuie adăugată într-o eprubetă cu H 2 O 2 - catalizator- si inchideti eprubeta cu un dop cu tub de evacuare a gazului (Fig. 77).
Pentru această reacție, catalizatorul este o substanță a cărei formulă este MnO2. Are loc următoarea reacție chimică:
Rețineți că nu există nicio formulă de catalizator în partea stângă sau în partea dreaptă a ecuației. Formula sa este de obicei scrisă în ecuația reacției peste semnul egal. De ce se adaugă un catalizator? Procesul de descompunere a H 2 O 2 at conditiile camerei procedează foarte încet. Prin urmare, este nevoie de mult timp pentru a obține cantități apreciabile de oxigen. Cu toate acestea, această reacție poate fi accelerată drastic prin adăugarea unui catalizator.
Catalizator O substanță care accelerează o reacție chimică, dar nu este ea însăși consumată în ea.
Tocmai pentru că catalizatorul nu este consumat în reacție, nu scriem formula lui în niciuna dintre părțile ecuației reacției.
O altă modalitate de a obține oxigen este descompunerea apei sub acțiunea constantei curent electric. Acest proces se numește electroliză apă. Puteți obține oxigen în dispozitiv, prezentat schematic în Figura 78.
Are loc următoarea reacție chimică:
Oxigenul în natură
O cantitate imensă de oxigen gazos este conținută în atmosferă, dizolvată în apele mărilor și oceanelor. Oxigenul este esențial pentru ca toate organismele vii să respire. Fără oxigen, ar fi imposibil să obții energie prin ardere diferite feluri combustibil. Aproximativ 2% din oxigenul atmosferic este consumat anual pentru aceste nevoi.
De unde provine oxigenul de pe Pământ și de ce cantitatea acestuia rămâne aproximativ constantă în ciuda unui astfel de consum? Singura sursă de oxigen de pe planeta noastră sunt plantele verzi care îl produc sub acțiunea lumina soareluiîn procesul de fotosinteză. Acesta este un proces foarte complex, cu mulți pași. Ca rezultat al fotosintezei în părțile verzi ale plantelor dioxid de carbonşi apa sunt transformate în glucoză C 6 H 12 O 6 şi oxigen. Total
ecuația reacțiilor care apar în procesul de fotosinteză poate fi reprezentată astfel:
S-a stabilit că aproximativ o zecime (11%) din oxigenul produs de plantele verzi este furnizat de plante terestre, iar restul de nouă zecimi (89%) este furnizat de plante acvatice.
Obținerea de oxigen și azot din aer
Rezervele uriașe de oxigen din atmosferă fac posibilă obținerea și utilizarea acestuia în diverse industrii. ÎN mediu industrial oxigenul, azotul și unele alte gaze (argon, neon) sunt obținute din aer.
Pentru a face acest lucru, aerul este mai întâi transformat într-un lichid (Fig. 79) prin răcire la o temperatură atât de scăzută, la care toate componentele sale trec într-o stare lichidă de agregare.
Apoi acest lichid este încălzit lent, drept urmare, la diferite temperaturi, are loc fierbere succesivă (adică trecerea la stare gazoasă) substanțe găsite în aer. Prin colectarea gazelor care fierb la diferite temperaturi, se obțin separat azotul, oxigenul și alte substanțe.
Rezumatul lecției:
- În condiții de laborator, oxigenul se obține prin descompunerea unor substanțe complexe, care includ atomi de oxigen.
- Un catalizator este o substanță care accelerează fluxul reactie chimica, dar nu se consumă de la sine.
- Sursa de oxigen de pe planeta noastră sunt plantele verzi în care are loc procesul de fotosinteză.
- În industrie, oxigenul este obținut din aer.
Sper că lecția 17" Obținerea oxigenului' a fost clar și informativ. Dacă aveți întrebări, scrieți-le în comentarii.
Această lecție este despre învățare moduri moderne primind oxigen. Veți învăța prin ce metode și din ce substanțe se obține oxigenul în laborator și industrie.
Tema: Substanțe și transformările lor
Lecţie:Obținerea oxigenului
În scopuri industriale, oxigenul trebuie obținut în volume mariși în cel mai ieftin mod posibil. Această metodă de obținere a oxigenului a fost propusă de laureat Premiul Nobel Piotr Leonidovici Kapitsa. El a inventat instalația de lichefiere a aerului. După cum știți, aproximativ 21% din volum de oxigen se află în aer. Oxigenul poate fi separat de aerul lichid prin distilare, deoarece toate substanţele care alcătuiesc aerul sunt temperaturi diferite fierbere. Punctul de fierbere al oxigenului este de -183°C, iar cel al azotului este de -196°C. Aceasta înseamnă că în timpul distilării aerului lichefiat, azotul va fierbe și se va evapora mai întâi, iar apoi oxigenul.
În laborator, oxigenul este necesar, nu în astfel de cazuri cantitati mari ca în industrie. De obicei este adus in cilindri de otel albastru in care este sub presiune. În unele cazuri, este încă necesar să se obțină oxigen pe cale chimică. Pentru aceasta se folosesc reacții de descompunere.
EXPERIMENTUL 1. Se toarnă o soluție de peroxid de hidrogen într-o cutie Petri. La temperatura camerei peroxidul de hidrogen se descompune lent (nu vedem semne de reacție), dar acest proces poate fi accelerat prin adăugarea de câteva granule de oxid de mangan (IV) în soluție. În jurul boabelor de oxid negru, bulele de gaz încep imediat să iasă în evidență. Acesta este oxigenul. Indiferent de cât timp durează reacția, boabele de oxid de mangan (IV) nu se dizolvă în soluție. Adică, oxidul de mangan (IV) participă la reacție, o accelerează, dar nu este el însuși consumat în ea.
Sunt numite substanțe care accelerează o reacție, dar nu sunt consumate în reacție catalizatori.
Reacțiile accelerate de catalizatori se numesc catalitic.
Accelerația unei reacții de către un catalizator se numește cataliză.
Astfel, oxidul de mangan (IV) servește ca catalizator în descompunerea peroxidului de hidrogen. În ecuația reacției, formula catalizatorului este scrisă deasupra semnului egal. Să notăm ecuația reacției efectuate. Când peroxidul de hidrogen se descompune, oxigenul este eliberat și se formează apă. Eliberarea de oxigen din soluție este indicată de o săgeată îndreptată în sus:
2. O singură colecție de resurse educaționale digitale ().
3. Versiunea electronică a revistei „Chimie și viață” ().
Teme pentru acasă
din. 66-67 nr. 2 - 5 din Caiet de lucru la chimie: clasa a VIII-a: la manualul de P.A. Orjekovski și alții „Chimie. Gradul 8” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orjekovski; sub. ed. prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.
