Как образуется кислород: Образование кислорода в природе и получение его в технике

Образование кислорода в природе и получение его в технике

Миллионы лет непрерывно происходит потребление кислорода.

Он в огромных количествах расходуется на медленное и быстрое окисление, на горение и взрыв, а состав воздуха остается неизменным, содержание кислорода в нем не уменьшается.

Как же воздух пополняется кислородом?

Еще в конце XVIII века был поставлен опыт, который поможет нам ответить на этот вопрос.

Под стеклянный колпак была помещена зажженная свеча. Некоторое время свеча горела, но вскоре погасла:

кислород воздуха под колпаком был весь израсходован. Время горения свечи было зафиксировано.

Предполагая, что растения играют какую-то роль в образовании кислорода, опыт был повторен. Рядом с зажженной свечой положили пучок мяты. Горящую свечу и мяту накрыли тем же колпаком. Лучи солнечного света, проникая через стекло колпака, падали на растение, освещая его зеленые листья. Прошло много времени — больше, чем в первом опыте, — но свеча не гасла и продолжала гореть обычным пламенем. Так было установлено, что зеленые листья растений изменяют состав воздуха и на свету выделяют кислород. Одновременно было открыто, что растения извлекают из воздуха углекислый газ.

Никто в то время не мог еще объяснить суть этого замечательного явления. Честь открытия роли растений в жизни нашей планеты принадлежит великому русскому ученому Клименту Аркадьевичу Тимирязеву.

Если посмотреть через микроскоп на срез зеленого листа, то в клетках, похожих на пчелиные соты, можно увидеть зеленые зерна — хлоропласты. Их также называют хлорофилловыми зернами. В каждой клеточке листа содержится от 25 до 50 хлорофилловых зерен. Это о ник говорил Тимирязев: «Хлорофилловое зерно — тот фокус, та точка в мировом пространстве, где солнечный луч, превращаясь в химическую энергию, становится источником всей жизни на земле».

Что же происходит в зеленых листьях растений? В листьях имеются многочисленные отверстия — устьица, которые служат растению для дыхания и питания. Через эти устьица из воздуха в листья проникает углекислый газ. Своими корнями растение всасывает влагу из земли и подает ее к листьям по тонким капиллярам ствола и стеблей.

Под влиянием света и тепла солнечных лучей в хлорофилловых зернах листа между водой и углекислотой происходит сложная химическая реакция — фотосинтез. В результате образуются продукты, переходящие в виноградный сахар и кислород.

Виноградный сахар имеет особое название — глюкоза, которое произошло от греческого слова «глюкос», означающего «сладкий».

Молекулы глюкозы состоят из 6 атомов углерода, 12 атомов водорода и 6 атомов кислорода. На образование 1 молекулы глюкозы необходимо 6 молекул углекислого газа (СO2) и 6 молекул воды (Н2O). При этом должно выделиться 6 молекул кислорода. Следовательно, когда образуется 1 грамм глюкозы, освобождается более 1 грамма, или около 900 кубических сантиметров, чистого кислорода.

Так под влиянием солнечного света и тепла в хлорофилловых зернах растений, живущих на земле и под водой, происходит образование кислорода, которым непрерывно пополняется наша планета.

Растения являются неиссякаемым источником необходимого для жизни кислорода, и их по праву можно назвать «зеленой фабрикой кислорода».

До последнего времени считали, что кислород, который выделяется из растений при фотосинтезе

Откуда на Земле кислород? – аналитический портал ПОЛИТ.РУ

Ученые из Калифорийского университета в Дэвисе опубликовали в журнале Science

статью, в которой экспериментально подтверждают свою гипотезу, объясняющую появление на Земле кислорода нерастительного происхождения.

Почти все живое использует для дыхания кислород. Не вникая особенно в физику и химию процессов клеточного дыхания, скажем, что выбор эволюции пал на кислород из-за его высокой способности к окислению, то есть тому, чтобы легко присоединять лишний электрон. Электрон поступает в электротранспортную цепь от НАДH или ФАДH2 путешествует по ней, и все заканчивается синтезом молекулы АТФ – материальным эквивалентом запасенной энергии и присоединением электрона к кислороду. Вся эта реакция становится возможной, потому что такой перенос электрона энергетически выгоден, а это частично обусловлено свойствами кислорода.

Когда жизнь на Земле зарождалась, кислорода в атмосфере практически не было, как нет его сегодня на Венере или Марсе. Древние бактерии были вынуждены использовать другие окислители, зачастую энергетически менее выгодные, зато доступные. NO3, NO2, Fe3+, фумарат и диметилсульфоксид, используемые некоторыми видами бактерий, обладают более высоким окислительно-восстановительным потенциалом и менее выгодны в качестве окислителей. Многие бактерии, использующие один из этих окислителей, способны также и к кислородному дыханию. При наличии кислорода они дышат им (это выгоднее), а когда кислорода нет, – другим своим окислителем (надо же как-то). Серосодержащие окислители (S, SO

4) обладают более низким окислительно-восстановительным потенциалом. Это, однако, делает кислород токсичным для соответствующих микроорганизмов, и в атмосфере, содержащей кислород, они погибают. У более высокоорганизованных жизненных форм анаэробное дыхание встречается редко и почти никогда не служит основным источником энергии.

Могли ли высокоразвитые формы жизни использовать в качестве окислителя не кислород? Кислород в качестве окислителя энергетически выгоднее большинства других субстратов (чем ниже окислительно-восстановительный потенциал окислителя, тем больше энергии выделяется при прохождении электрона через электротранспортную цепь). Значит, дышащие кислородом организмы обладали более эффективным метаболизмом, были лучше адаптированы. С энергетической точки зрения серосодержащие субстраты тоже вполне выгодны. Проблема, правда, заключается в том, что обладатели такого типа дыхания гибнут в присутствии кислорода. До сих пор не вполне понятно, почему именно это происходит. То есть, если бы в атмосфере Земли не появился кислород, со временем обладатели сульфатного дыхания могли бы эволюционировать и дальше. Но кислород появился, и им пришлось отправиться в «резервации», куда кислород не поступает.

Вопрос в том, откуда появился кислород. На сегодняшний день в атмосфере Земли примерно 20% кислорода. В таких огромных количествах его выделяют фотосинтезирующие растения, в основном, деревья и водоросли. Но фотосинтезирующие растения сами теперь в большинстве своем дышат кислородом. Чтобы в ходе эволюции мутации, позволяющие дышать кислородом, закрепились, это должно быть выгодно, значит, должен быть кислород. В большом количестве кислород на Земле появился благодаря цианобактериям. Это азотфиксирующие бактерии, умеющие фотосинтезировать. То есть массово кислород появился на Земле как побочный продукт фотосинтеза. Это событие называют «Кислородной катастрофой», видимо, за масштаб последствий.

А вот на вопрос о том, был ли кислород до этого, остается открытым. Последние 40 лет все увереннее стали говорить, что кислород был и до Кислородной катастрофы, и вот теперь возможность его существования подтверждена экспериментально.

До сегодняшнего дня был известен только один способ возникновения молекулярного кислорода в тогдашних условиях. Он состоит из двух стадий: диссоциации углекислого газа под воздействием солнечного ультрафиолета на угарный газ и атомарный кислород и реакции двух атомов кислорода, требующей третьего участника: атомы объединяются в молекулу, а носитель (M) уносит лишнюю энергию.

CO2 + hν(UV) → CO + O

O+O+M → O2 + M

Однако же расчеты, а затем и эксперимент, проведенные авторами обсуждаемой статьи показали, что кислород может под действием ультрафиолета образовываться из углекислого газа в один шаг:

CO2 + hν(UV) → C+O2

В эксперименте использовался лазер с длиной волны 200 нм, свет с такой длиной волны обычно поглощается атмосферой, поэтому реакция должна была протекать в верхних ее слоях. Такая реакция может и сейчас, когда содержание углекислого газа в атмосфере увеличивается, происходить в верхних слоях атмосферы Земли, а может и в атмосферах других планет.

Содержание

Кислород, подготовка к ЕГЭ по химии

Кислород (лат. Oxygenium) - элемент VIa группы 2 периода периодической таблицы Д.И. Менделеева. Первым открывает группу халькогенов - элементов VIa группы.

Газ без цвета, без запаха, составляет 21% воздуха.

Жидкий кислород
Общая характеристика элементов VIa группы

Общее название элементов VIa группы O, S, Se, Te, Po - халькогены. Халькогены (греч. χαλκος - руда + γενος - рождающий) - входят в состав многих минералов. Например, кислород составляет 50% массы земной коры.

От O к Po (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств. Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизация, сродство к электрону.

Среди элементов VIa группы O, S, Se - неметаллы. Te, Po - металлы.

Электронные конфигурации у данных элементов схожи, так как они находятся в одной группе (главной подгруппе!), общая формула ns2np4:

  • O - 2s22p4
  • S - 3s23p4
  • Se - 4s24p4
  • Te - 5s25p4
  • Po - 6s26p4
Основное состояние атома кислорода

У атома кислорода (как и атомы азота, фтора, неона) нет возбужденного состояния, так как отсутствует свободная орбиталь с более высоким энергетическим уровнем, куда могли бы перемещаться валентные электроны.

Атом кислорода имеется два неспаренных электрона, максимальная валентность II.

Электронная конфигурация кислорода
Природные соединения
  • Воздух - в составе воздуха кислород занимает 21% (это число пригодится в задачах!)
  • В форме различных минералов в земной коре кислорода содержится около 50%
  • В живых организмов кислород входит в состав органических веществ: белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот
Получение

В промышленности кислород получают из сжиженного воздуха. Также активно применяются кислородные установки, мембрана которых устроена как фильтр, отсеивающие кислород (мембранная технология).

В лаборатории кислород получают разложением перманганата калия (марганцовки) или бертолетовой соли при нагревании. Применяется реакция каталитического разложения пероксида водорода.

KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2

KClO3 → KCl + O2

H2O2 → (кат. - MnO2) H2O + O2

На подводных лодках для получения кислорода применяют следующую реакцию:

Na2O2 + CO2 → Na2CO3 + O2

Получение кислорода
Химические свойства

Является самым активным неметаллом после фтора, образует бинарные соединения со всеми элементами кроме гелия, неона, аргона. Чаще всего реакции с кислородом экзотермичны (горение), ускоряются при повышении температуры.

  • Реакции с неметаллами
  • Во всех реакциях, кроме взаимодействия со фтором, кислород проявляет себя в качестве окислителя.

    NO + O2 → (t) NO2

    S + O2 → (t) SO2

    2C + O2 = (t) 2CO (неполное окисление - угарный газ, соотношение 2:1)

    C + O2 = (t) CO2 (полное окисление - углекислый газ, соотношение 1:1)

    F + O2 → OF2 (фторид кислорода, O+2)

    Обнаружение кислорода
  • Реакции с металлами
  • В реакциях кислорода с металлами образуются оксиды, пероксиды и супероксиды. Реакции с активными металлами идут без нагревания.

    Li + O2 → Li2O (оксид)

    Na + O2 → Na2O2 (пероксид)

    K + O2 → KO2 (супероксид)

  • Горение воды
  • Известна реакция горения воды во фторе.

    F2 + H2O → HF + O2

    Горение воды во фторе
  • Окисление органических веществ
  • Все органические вещества сгорают с образованием углекислого газа и воды.

    C3H7 + O2 = CO2 + H2O

    Горение древесины
  • Контролируемое окисление
  • При применении катализаторов и особых реагентов в органической химии достигают контролируемого окисления: алканы окисляются до спиртов, спирты - до альдегидов, альдегиды - до кислот.

    Процесс можно остановить на любой стадии в зависимости от желаемого результата.

    Реакции окисления в органической химии

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Кислород, его общая характеристика и нахождение в природе. Получение кислорода и его физические свойства

Наш урок посвящен химическому элементу, который занимает особое место в жизни человека и всего живого. Речь пойдет о кислороде. Вы познакомитесь с общей характеристикой химического элемента – кислорода по его положению в ПСХЭ, рассмотрим нахождение кислорода в природе, изучим способы получения кислорода и его физические свойства.

Также данный урок посвящен изучению истории открытия одного из самых известных неорганических веществ – кислорода. Из материалов урока вы узнаете, кому принадлежит приоритет открытия кислорода и кто дал название этом веществу.

Эпиграф урока

“Кислород — это вещество, вокруг которого вращается земная химия”.

Я. Берцелиус.

I. Познавательный фильм: “Кислород”

 

 

 

II. Общая характеристика кислорода как химического элемента по положению его в ПСХЭ

Кислород — элемент главной подгруппы шестой группы, второго периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным порядковым номером 8.

Обозначается символом O  (лат. Oxygenium).

Относительная атомная масса химического элемента кислорода равна 16, т.е. Ar(O)=16.

Относительная молекулярная масса равна 32, т.е. Мr(O2)=32.

III. Валентность кислорода, физические свойства

В соединениях кислород обычно двухвалентен (в оксидах), валентность VI не существует. В свободном виде встречается в виде двух простых веществ: О2 («обычный» кислород) и О3 (озон). О2 — газ без цвета и запаха, с относительной молекулярной массой =32. О3 – газ без цвета с резким запахом, с относительной молекулярной массой =48.

Тем­пе­ра­ту­ра ки­пе­ния сжи­жен­но­го кис­ло­ро­да -183 С, тем­пе­ра­ту­ра плав­ле­ния твер­до­го кис­ло­ро­да -219 С. Ин­те­рес­но, что кис­ло­род при­тя­ги­ва­ет­ся маг­ни­том.

Кис­ло­род под­дер­жи­ва­ет ды­ха­ние и го­ре­ние. При­чем, если вне­сти в сосуд с кис­ло­ро­дом тле­ю­щую лу­чин­ку, то она вспых­нет ярким пла­ме­нем.

Это интересно: “Какого цвета твердый кислород”

При температуре 90 K газ кислород превращается в бледно-голубую жидкость, а при температуре 54 K становится твёрдым. Но твёрдый кислород твёрдому кислороду рознь: в интервале давлений от 0 до приблизительно 130 гигапаскалей (1,3 млн атмосфер) кислород может существовать по крайней мере в шести модификациях (их обозначают греческими буквами γ, β, α, δ, ε и ζ). Эти модификации отличаются друг от друга кристаллической решёткой, магнитными и электрическими свойствами, а также цветом. Например, при давлении 5,4 гПа (это примерно в 52 тысячи раз выше атмосферного) твёрдый кислород имеет бледно-голубой цвет. При дальнейшем повышении давления (до 10 гПа) твёрдый кислород становится красным. Некоторые модификации твёрдого кислорода даже называют по их характерному цвету. Например, δ-O2 называют оранжевым кислородом, а ε-O2 — красным кислородом.

IV. Кислород в природе

Кислород — самый распространенный на Земле элемент, на его долю (в составе различных соединений, главным образом силикатов), приходится около 49% массы твердой земной коры. Морские и пресные воды содержат огромное количество связанного кислорода — 85,5% (по массе), в атмосфере содержание свободного кислорода составляет 21% по объёму и 23% 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 20 %, по массовой доле — около 65 %.

V. Открытие и получение кислорода

От­кры­тие кис­ло­ро­да при­хо­дит­ся на XVIII век. До этого вре­ме­ни счи­та­лось, что любой газ – это раз­но­вид­ность воз­ду­ха. На­ча­лом изу­че­ния газов по­слу­жи­ло, ка­за­лось бы, незна­чи­тель­ное изоб­ре­те­ние. Ан­глий­ский уче­ный Гейлс пред­ло­жил при­бор для сбора газов. За­пол­нен­ную водой колбу он опу­стил гор­лом вниз в сосуд с водой, в горло колбы по­ме­стил изо­гну­тый ру­жей­ный ствол, по ко­то­ро­му в колбу, вы­тес­няя воду, по­сту­па­ли газы. Вот с этого при­бо­ра все и на­ча­лось…

При­о­ри­тет от­кры­тия кис­ло­ро­да при­над­ле­жит ан­гли­ча­ни­ну Джо­зе­фу Прист­ли.В 1774 г. он об­на­ру­жил, что при раз­ло­же­нии ок­си­да ртути об­ра­зу­ет­ся га­зо­об­раз­ное ве­ще­ство, в ат­мо­сфе­ре ко­то­ро­го тле­ю­щая лу­чи­на вспы­хи­ва­ет ярким пла­ме­нем, а ды­шать этим газом осо­бен­но легко. Это был кис­ло­род. Урав­не­ние ре­ак­ции раз­ло­же­ния ок­си­да ртути:

2HgO = 2Hg + O2

Прист­ли по­де­лил­ся своим от­кры­ти­ем с А.Ла­ву­а­зье, и тот дал газу на­зва­ние «кис­ло­род».

Ин­те­рес­но, что еще до работ Дж. Прист­ли в 1771 г. опыты по раз­ло­же­нию ок­си­да ртути про­де­лал швед­ский химик Карл Шееле. Но ре­зуль­та­ты его ис­сле­до­ва­ний были опуб­ли­ко­ва­ны толь­ко в 1775 г., по­это­му Прист­ли о них ни­че­го не знал.

Есть еще один ин­те­рес­ный ис­то­ри­че­ский факт. Ока­зы­ва­ет­ся гол­ланд­ский химик Кор­не­ли­ус Дреб­бел при­мер­но за 150 лет до Прист­ли и Шееле по­лу­чил кис­ло­род при на­гре­ва­нии нит­ра­та калия:

2KNO3 = 2KNO2 + O2

Он опи­сал свой­ства по­лу­чен­но­го га­зо­об­раз­но­го ве­ще­ства: тле­ю­щий уго­лек в нем вспы­хи­вал, в ат­мо­сфе­ре этого газа легко ды­ша­лось. Свое от­кры­тие уче­ный даже ис­поль­зо­вал на изоб­ре­тен­ном им под­вод­ном судне. Од­на­ко в то время уче­ные не ин­те­ре­со­ва­лись га­за­ми, и от­кры­тие Дреб­бе­ла даже не за­ме­ти­ли.

VI. Получение кислорода

Промышленный способ получения кислорода

В про­мыш­лен­ных целях кис­ло­род необ­хо­ди­мо по­лу­чать в боль­ших объ­ё­мах и мак­си­маль­но де­шё­вым спо­со­бом. Такой спо­соб по­лу­че­ния кис­ло­ро­да был пред­ло­жен ла­у­ре­а­том Но­бе­лев­ской пре­мии Пет­ром Лео­ни­до­ви­чем Ка­пи­цей. Он изоб­рёл уста­нов­ку для сжи­же­ния воз­ду­ха. Как из­вест­но, в воз­ду­хе на­хо­дит­ся около 21% по объ­е­му кис­ло­ро­да. Кис­ло­род можно вы­де­лить из жид­ко­го воз­ду­ха ме­то­дом пе­ре­гон­ки, т.к. все ве­ще­ства, вхо­дя­щие в со­став воз­ду­ха имеют раз­ные тем­пе­ра­ту­ры ки­пе­ния. Тем­пе­ра­ту­ра ки­пе­ния кис­ло­ро­да -  -183°С, а азота - -196°С. Зна­чит, при пе­ре­гон­ке сжи­жен­но­го воз­ду­ха пер­вым за­ки­пит и ис­па­рит­ся азот, а затем – кис­ло­род.

Лабораторные способы получения кислорода

В ла­бо­ра­то­рии кис­ло­род тре­бу­ет­ся не в таких боль­ших ко­ли­че­ствах, как в про­мыш­лен­но­сти. Обыч­но его при­во­зят в го­лу­бых сталь­ных бал­ло­нах, в ко­то­рых он на­хо­дит­ся под дав­ле­ни­ем. В неко­то­рых слу­ча­ях всё же тре­бу­ет­ся по­лу­чить кис­ло­род хи­ми­че­ским путём. Для этого ис­поль­зу­ют ре­ак­ции раз­ло­же­ния.

1. Разложение пероксида водорода

При ком­нат­ной тем­пе­ра­ту­ре пе­рок­сид во­до­ро­да раз­ла­га­ет­ся мед­лен­но (при­зна­ков про­те­ка­ния ре­ак­ции мы не видим), но этот про­цесс можно уско­рить, если до­ба­вить в рас­твор несколь­ко кру­пи­нок ок­си­да мар­ган­ца(IV). Во­круг кру­пи­нок чер­но­го ок­си­да сразу на­чи­на­ют вы­де­лять­ся пу­зырь­ки газа. Это кис­ло­род. Как бы долго ни про­те­ка­ла ре­ак­ция, кру­пин­ки ок­си­да мар­ган­ца(IV) в рас­тво­ре не рас­тво­ря­ют­ся. То есть, оксид мар­ган­ца(IV) участ­ву­ет в ре­ак­ции, ее уско­ря­ет, но сам в ней не рас­хо­ду­ет­ся.

Ве­ще­ства, ко­то­рые уско­ря­ют ре­ак­цию, но не рас­хо­ду­ют­ся в ре­ак­ции, на­зы­ва­ют ка­та­ли­за­то­ра­ми.

Ре­ак­ции, уско­ря­е­мые ка­та­ли­за­то­ра­ми, на­зы­ва­ют ка­та­ли­ти­че­ски­ми.

Уско­ре­ние ре­ак­ции ка­та­ли­за­то­ром на­зы­ва­ют ка­та­ли­зом.

Таким об­ра­зом, оксид мар­ган­ца (IV) в ре­ак­ции раз­ло­же­ния пе­рок­си­да во­до­ро­да слу­жит ка­та­ли­за­то­ром. В урав­не­нии ре­ак­ции фор­му­ла ка­та­ли­за­то­ра за­пи­сы­ва­ет­ся свер­ху над зна­ком ра­вен­ства. За­пи­шем урав­не­ние про­ве­ден­ной ре­ак­ции. При раз­ло­же­нии пе­рок­си­да во­до­ро­да вы­де­ля­ет­ся кис­ло­род и об­ра­зу­ет­ся вода. Вы­де­ле­ние кис­ло­ро­да из рас­тво­ра по­ка­зы­ва­ют стрел­кой, на­прав­лен­ной вверх:

2. Разложение перманганата калия

В по­все­днев­ной жизни вы на­вер­ня­ка стал­ки­ва­лись с ве­ще­ством, ко­то­рое в быту на­зы­ва­ет­ся «мар­ган­цов­кой». Хи­ми­че­ское на­зва­ние этого ве­ще­ства - пер­ман­га­нат калия, его хи­ми­че­ская фор­му­ла KMnO4.

При на­гре­ва­нии пер­ман­га­нат калия раз­ла­га­ет­ся с об­ра­зо­ва­ни­ем кис­ло­ро­да.

В про­бир­ку на­сы­па­ют кри­стал­ли­че­ский пер­ман­га­нат калия. При на­гре­ва­нии пер­ман­га­нат калия раз­ла­га­ет­ся, вы­де­ля­ю­щий­ся кис­ло­род по­сту­па­ет по га­зо­от­вод­ной труб­ке в кол­бу-при­ем­ник. Кис­ло­род тя­же­лее воз­ду­ха, по­это­му не по­ки­да­ет колбу и по­сте­пен­но за­пол­ня­ет ее. Если опу­стить тле­ю­щую лу­чи­ну в колбу с со­бран­ным кис­ло­ро­дом, то она ярко вспых­нет.

Урав­не­ние про­ве­ден­ной ре­ак­ции:

2 KMnO4 = K2MnO4 + MnO2  + O2 ↑

3. Разложение бертолетовой соли

Для получения кислорода к бертолетовой соли всегда примеши­вают оксид марганца МпО2 или другое вещество, каталитически ускоряющее процесс разложения. Если нагревать более или менее значительные количества чистой соли, то на поверхности расплава может образоваться корка тугоплавкого хлорида калия, под кото­рой скопляется кислород, в результате чего происходит взрыв. В присутствии оксида марганца MnO2 бертолетова соль начинает разлагаться раньше, чем она расплавится (около 200 ºС). 

2KClO3 t˚C , MnO2=2KCl + 3O2↑

Это интересно

Бертолетова соль KClO3 (хлорноватокислый калий, хлорат калия) — одна из самых известных солей. Это сильный окислитель; при подогревании, толчках, растирании бертолетовой соли со многими соединениями происходит воспламенение или взрыв. Именно поэтому бертолетову соль используют при производстве спичек, взрывчатых веществ, в пиротехнике и т. п. Обращаться с этой солью нужно осторожно: она не только взрывоопасна, но и ядовита. Она может связываться с гемоглобином крови и таким образом лишать его способности переносить кислород.

 

Кислород мало растворим в воде и тяжелее воздуха, поэтому его можно получать двумя способами:

  •  вытеснением воды:

  • вытеснением воздуха (кислород будет собираться на дне сосуда)

ЦОРы

Познавательный фильм: “Кислород”

Видео: “Разложение пероксида водорода”

Видео: “Разложение перманганата калия” 

Домашнее задание

  1. Параграф 22
  2. Стр. 75 упр. 4-6 (письменно)

Круговорот кислорода в природе: интересные факты

Все в мире состоит из химических элементов. Они же поддерживают жизнь на Земле. Одну из важнейших ролей в этом деле играет кислород. С ним связано множество интересных фактов, а круговорот кислорода в природе удивителен. Хотите знать больше? Читайте далее.

Итак, что интересного связано с кислородом:

1. Производят не только растения.

Многим со школьной скамьи известно, что оксиген образуется в результате фотосинтеза растений. Да, именно преобразование углекислого газа растительностью — основной источник кислорода на Земле. Однако он не единственный.

Часть газа образуется в верхних слоях атмосферы под действием солнечных лучей. Нагреваясь, молекулы воды распадаются на составные части, образуя водород и кислород.

Кроме того, около половины всего свободного кислорода на планете производит фитопланктон. Углекислый газ, который они потребляют, попадает в атмосферу в результате дыхания животных и людей, а также во время окисления, то есть сгорания.

Просто круговорот кислорода в биосфере можно описать так:

  • Под действием солнечного тепла вода из мирового океана испаряется. Ее часть, попадая в верхний слой атмосферы, распадается на h3 и O2.
  • Кислород, в свою очередь, перерабатывается живыми существами, которые выделяют углекислый газ. Также угарный газ попадает в атмосферу в результате сгорания материи.
  • В процессе фотосинтеза углекислый газ преобразуется снова в кислород.

Примечание: также оксиген выделяется из известняка путем выветривания породы.

2. Кислород использовали алхимики.

Об этом элементе было известно еще в VIII веке. Первые упоминания встречаются в рукописях китайского ученого-алхимика Мао Хоа. Конечно, тогда кислород имел совсем другое название, да и о его свойствах мало что было известно.

Легендарный художник, инженер, биолог и химик Леонардо да Винчи изучал кислород, но даже не догадывался, что кислород — это отдельный элемент.

Однако официальное открытие кислорода произошло в 1774 году. Статус первооткрывателя достался Джозефу Пристли, которому удалось выделить кислород из оксида ртути. Ученый долго не мог понять, почему во время нагревания материала свеча, которая служила источником света, горела намного ярче. Впоследствии Пристли назвал это явление «Второй воздух». Но, как часто бывает в научном мире, здесь не обошлось без скандала.

Позже стало известно, что шведский естествоиспытатель Карл Шееле смог выделить кислород из оксида азота в 1771 году. Данные об эксперименте он записал в свою книгу, которую, к несчастью, издали только через шесть лет.

3. Кислород нужен везде.

Применение кислорода не ограничивается простым дыханием. Его широко используют как окислитель в металлургии. Без него было бы невозможно производство качественной стали. Также газ используется в ацетиленовых и водородных горелках для резки и сварки металла.

Источник фото: 900igr.net

Кислород обеспечивает работу тепловых электростанций. Двигателя внутреннего сгорания никогда бы не было, так как наличие оксигена — главное условие детонации топливной смеси.

Космонавты, военные летчики и аквалангисты используют для дыхания баллоны, наполненные кислородом в связке с гелием или другими инертными газами. Таким образом, кислород способствует исследованию океанов и космоса.

4. Кислород — источник красоты и здоровья.

Кислород широко применяется в медицине и при изготовлении косметических средств. С его помощью спасают от удушья, гипоксии, приступов астмы и людей с болезнями сердечно-сосудистой системы.

Читайте также: Интересные факты о воде

Безалкогольные коктейли с высоким содержанием оксигена полезны для беременных женщин. Кислородный напиток способствует нормальному развитию плода. Также подобные составы улучшают психоэмоциональное состояние человека, и придают бодрости.

Оксиген добавляют в косметические кремы и маски. Эти средства улучшают состояние кожи, омолаживают и придают эластичности.

5. Три триллиона тонн кислорода в год.

Примерно столько кислорода вырабатывает вся зеленая растительность Земли. Крупнейшими природными фабриками этого газа считаются леса Амазонки и сибирская тайга. Эти места называют «легкими планеты».

Примечание: одно большое дерево вырабатывает достаточно кислорода, чтобы обеспечить двух человек — примерно 125 кг газа в год.

6. Концентрация кислорода снижается.

Несмотря на кажущийся внушительным объем выработки, содержание кислорода в атмосфере составляет в лучшем случае 21%. В больших городах это значение опускается до 18%. К слову, всего несколько миллионов лет назад этот показатель был в два раза выше.

Причина снижения концентрации кислорода в увеличении количества автомобильного транспорта, производственных выбросов и неконтролируемой вырубке лесов.

7. Что будет, если кислород исчезнет на одну секунду?

Если это случится, мир, который мы знаем, перестанет существовать. Нет, растения не завянут, а животные не задохнутся. Все будет значительно хуже. Оксиген входит в состав практически всего и всех.

Бетонные здания тут же рухнут, моря и океаны испарятся, живые существа высохнут и превратятся в пыль. Как дополнение к апокалиптической картине представьте, что земная кора разверзлась, а небо стало черным как ночь.

Увеличение количества оксигена в 10 раз также не сулит ничего хорошего, хотя последствия не будут столь драматичными. Этот сценарий чреват массовым вымиранием из-за гипервентиляции легких. Однако скорее всего жизнь не исчезнет, а возродится в иной форме.

8. В земле кислорода больше, чем в воздухе.

Мало кто знает, но основной запас кислорода сосредоточен не в атмосфере. Свободного кислорода на планете всего 0,36%, при этом около 99,5% газа входит в состав горных пород, силикатов, мантии и земной коры.

9. Эра гигантов стала возможной благодаря кислороду.

До начала господства динозавров, 300 миллионов лет назад, концентрация кислорода была в десятки раз больше. Ученые считают, что во многом благодаря этому на Земле долгое время правили гиганты.

В те далекие времена на планете можно было встретить сороконожку длинной 2,5 метра. Среди ящеров самым большим был Дредноут. Его длина достигала 26–30 м, а вес — 60 тонн.

Источник фото: wikifur.com

Относительно недавно благодаря оксигену по планете ходил шестиметровый ленивец. А как насчет двухметрового кабана, который питался преимущественно мясом?! Некоторые млекопитающие, например индрикотерий, чей рост достигал 8 м, а вес 15 тонн, не уступали в размерах динозаврам.

Первобытные люди успели поохотиться на мамонта, который почти в два раза превосходил по размерам современного слона. В последний ледниковый период бок о бок с человеком разумным обитали медведи под три метра в холке и двухметровые олени.

10. Ком в горле и пересыхающие глаза.

При сильном стрессе у человека инстинктивно учащается дыхание. Нередко увеличивается и объем вдыхаемого кислорода за раз. Из-за этого голосовая щель расширяется, вызывая ощущение кома в горле.

Примечание: нередко ком в горле — это симптом серьезных заболеваний, поэтому, если со временем подобное ощущение не проходит, обратитесь к врачу.

Те, кто поднимался высоко в горы, сталкивался с синдромом сухого глаза. Это неприятное ощущение объясняется низким содержанием кислорода на большой высоте. Дело в том, что роговица не содержит сосудов, а питательные вещества и оксиген доставляются к ней через слезные железы наружным способом.

Круговорот кислорода — поразительный процесс. Представить сложно, как на нашей планете все взаимосвязано и насколько хрупка эта связь. Поэтому мы, как разумные существа, должны взять на себя ответственность за сохранение баланса в природе.

Читайте также: Экологические проблемы Казахстана

Химические свойства кислорода

Кислород вступает в соединения почти со всеми элементами периодической системы Менделеева.

Реакция соединения любого вещества с кислородом называется окислением.

Большинство таких реакций идет с выделением тепла. Если при реакции окисления одновременно с теплом выделяется свет, ее называют горением. Однако не всегда удается заметить выделяющиеся тепло и свет, так как в некоторых случаях окисление идет чрезвычайно медленно. Заметить тепловыделение удается тогда, когда реакция окисления происходит быстро.

В результате любого окисления — быстрого или медленного — в большинстве случаев образуются окислы: соединения металлов, углерода, серы, фосфора и других элементов с кислородом.

Вам, вероятно, не раз приходилось видеть, как перекрывают железные крыши. Перед тем как покрыть их новым железом, старое сбрасывают вниз. На землю вместе с железом падает бурая чешуя — ржавчина. Это гидрат окиси железа, который медленно, в течение нескольких лет, образовывался на железе под действием кислорода, влаги и углекислого газа.

Ржавчину можно рассматривать как соединение окиси железа с молекулой воды. Она имеет рыхлую структуру и не предохраняет железо от разрушения.

Для предохранения железа от разрушения — коррозии — его обычно покрывают краской или другими коррозионно устойчивыми материалами: цинком, хромом, никелем и другими металлами. Предохранительные свойства этих металлов, как и алюминия, основаны на том, что они покрываются тонкой устойчивой пленкой своих окислов, предохраняющих покрытие от дальнейшего разрушения.

Предохранительные покрытия значительно замедляют процесс окисления металла.

В природе постоянно происходят процессы медленного окисления, сходные с горением.

При гниении дерева, соломы, листьев и других органических веществ происходят процессы окисления углерода, входящего в состав этих веществ. Тепло при этом выделяется чрезвычайно медленно, и поэтому обычно оно остается незамеченным.

Но иногда такого рода окислительные процессы сами по себе ускоряются и переходят в горение.

Самовозгорание можно наблюдать в стоге мокрого сена.

Быстрое окисление с выделением большого количества тепла и света можно наблюдать не только при горении дерева, керосина, свечи, масла и других горючих материалов, содержащих углерод, но и при горении железа.

Налейте в банку немного воды и наполните ее кислородом. Затем внесите в банку железную спираль, на конце которой укреплена тлеющая лучинка. Лучинка, а за ней и спираль загорятся ярким пламенем, разбрасывая во все стороны звездообразные искры.

Это идет процесс быстрого окисления железа кислородом. Он начался при высокой температуре, которую дала горящая лучинка, и продолжается до полного сгорания спирали за счет тепла, выделяющегося при горении железа.

Тепла этого так много, что образующиеся при горении частицы окисленно

Характеристика железа и его реакции с кислородом
[Flickr]

Железо - это металл средней химической активности, который присутствует во многих минералах: магнетит, гематит, лимонит, сидерит и пирит.

Образец лимонита [Депозит Фотографии]

Химические и физические свойства железа

В нормальных условиях и в чистом виде железо представляет собой твердое вещество серебристо-серого цвета с ярким металлическим блеском.Железо является хорошим проводником электричества и тепла, что можно проверить, прикоснувшись к железному предмету в холодной комнате. Поскольку металл быстро проводит тепло, за короткий промежуток времени железо отбирает большую часть тепла у кожи человека, и после того, как вы прикоснетесь к нему на некоторое время, станет холодно.

Чистая железная стружка с железным кубом высокой чистоты [Викимедиа]

Температура плавления железа составляет 1538 градусов по Цельсию, а температура кипения составляет 2862 градуса.Характерными свойствами железа являются хорошая пластичность и плавкость.

Железо реагирует с простыми веществами: кислородом, галогенами (бром, йод, фтор и хлор), фосфором и серой. При сжигании железа образуются оксиды металлов. В зависимости от условий реакции и пропорций между двумя участниками, оксиды железа могут различаться. Уравнения реакций:

2Fe + O₂ = 2FeO;

4Fe + 3O₂ = 2Fe₂O₃;

3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄.

Эти реакции происходят при высоких температурах.

Здесь вы узнаете, какие химические эксперименты с железом можно проводить дома.

Реакция железа с кислородом

Чтобы железо вступило в реакцию с кислородом, его необходимо предварительно нагреть. Железо горит ослепительным пламенем, рассеивая искры - раскаленные частицы железной золы Fe₃O₄. Та же самая реакция железа и кислорода также имеет место в воздухе, когда во время механической обработки сталь резко нагревается от трения.

[Депозит Фотографии]

Когда железо сжигается в кислороде или в воздухе, образуется железный шлак, реакция уравнения:

3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄ или

3Fe + 2O₂ = FeO • Fe₂O₃.

Железный шлак - это соединение, в котором железо имеет различные валентности.

Получение оксидов железа

Оксиды железа являются продуктами реакции между железом и кислородом.Самыми известными из них являются FeO, Fe₂O₃ и Fe₃O₄.

Оксид железа (III) Fe₂O₃ представляет собой оранжево-красный порошок, который образуется при окислении железа в воздухе.

[Викимедиа]

Вещество образуется при распаде соли трехвалентного железа в воздухе при высокой температуре. Небольшое количество сульфата железа (III) помещают в керамическую чашу и нагревают над газовой горелкой.При термическом разрушении сульфат железа распадается на оксид серы и оксид железа.

Оксид железа (II, III) Fe₃O₄ образуется при сжигании порошкообразного железа в кислороде или в воздухе. Для получения оксида небольшой керамический порошок смешивают в керамическом горшке с нитратом натрия или нитратом калия. Смесь нагревают над газовой горелкой. При нагревании нитрата калия и натрия они разрушаются с выделением кислорода. Железо горит в кислороде, образуя оксид Fe₃O₄.По окончании горения полученный оксид остается на дне керамического сосуда в виде железного шлака.

Внимание! Не пытайтесь повторить эти эксперименты без профессионального надзора!

Оксид железа (II) FeO образуется при расщеплении оксалата железа в инертной атмосфере и представляет собой черный порошок.

,

10 способов повысить уровень кислорода

+34 96 688 28 73 Рабочее время (GMT + 2) 9.00 -19.00 АВАРИЙНЫЕ СИТУАЦИИ ЗАПРОС КИСЛОРОДА
  • Home
  • Сервисы
    • OxygenWorldwide (что мы делаем)
    • Почему OxygenWorldwide
    • Сервис и поддержка
    • Срочные поставки
    • Кислородный сервис 24 часа в пути
    • Что говорят наши клиенты
  • EHIC
  • Где
    • Где Где Мы можем доставить
    • Страны
    • Популярные направления
    • Турция
    • Круизы
  • Помощь
    • Типы оборудования
    • Страхование
    • Часто задаваемые вопросы
    • Wiki
  • Новости
    • Последние новости
    • Статьи и информация
    • м.О.В. Дизайн
    • 20 лет
    • Чистое дыхание
  • Общее
    • Компенсация CO2
    • O.W.C.F. OxygenWorldwide CHANDDREN FUND
    • Политика конфиденциальности
    • Позвольте нам позвонить вам
    • Ссылки
    • Дешевле Oxygen
    • Советы для путешественников
  • Платежи
    • Банковский перевод
    • Онлайн-платежи
    • Чек
  • Контакт
    • Общий запрос
    • Запрос кислорода
    • Ваши комментарии
    • Возможности карьерного роста
  • Вы здесь:
  • Домой
  • Новости
  • Статьи и информация
  • 10 способов повысить уровень кислорода
КИСЛОРОДНЫЙ ЗАПРОС ,

тестов для измерения уровня кислорода

Тесты для проверки уровня кислорода в крови могут быть полезны при диагностике или мониторинге заболеваний легких.

Используемые тесты включают в себя:


Пульсоксиметрия

Что такое пульсоксиметрия?

Кислород переносится в ваших эритроцитах молекулой, называемой гемоглобином. Пульсоксиметрия измеряет, сколько кислорода переносит гемоглобин в вашей крови. Это называется насыщением кислородом и представляет собой процент (оценивается из 100).Это простой, безболезненный тест, в котором используется датчик, расположенный на кончике пальца или мочки уха.

Для чего используется пульсоксиметрия?

Люди с заболеванием легких могут иметь уровень кислорода в крови ниже, чем обычно, поэтому пульсовая оксиметрия может помочь диагностировать, если есть проблема.

Чем больше повреждены легкие, тем больше вероятность возникновения проблемы с поглощением кислорода. Пульсоксиметрия также может быть использована для определения степени поражения легких человека.

Тест может быть выполнен как единичное точечное измерение.

Он также может использоваться для измерения уровня кислорода в течение определенного периода времени, например, во время тренировок, таких как ходьба, или когда вы спите.

Как подготовиться к проведению пульсовой оксиметрии?

Лак для ногтей или накладные ногти могут блокировать свет и влиять на чтение. Поэтому вам будет предложено снять его только одним пальцем. Это поможет получить точный результат.

Результаты пульсоксиметрии могут зависеть от состояния здоровья, включая анемию и синдром Рейно.Поговорите со своим лечащим врачом, если вас это беспокоит.

Что происходит во время пульсовой оксиметрии?

У вас будет маленькое устройство, прикрепленное к пальцу или мочке уха, называемое оксиметром.

Этот гаджет светит через кончик пальца или мочки уха. Он определяет, сколько кислорода в вашей крови.

Как работает пульсоксиметр

Пульсоксиметр измеряет, сколько света поглощается вашей кровью. Это говорит нам, сколько кислорода содержит ваша кровь.

Пульсовой оксиметр пропускает через кончик пальца или мочки уха два источника света: один красный и один инфракрасный.

Кровь, содержащая много кислорода, поглощает больше инфракрасного света и пропускает через него больше красного света.

Кровь без достаточного количества кислорода поглощает больше красного света и пропускает через него больше инфракрасного света.

Если вашим клеткам крови не хватает кислорода, они будут синее.

Могу ли я сделать пульсоксиметрический тест в домашних условиях?

Оксиметры для домашнего использования

доступны для продажи онлайн и в аптеках.Они могут использоваться для измерения уровня кислорода в крови, но иногда дают плохие или неточные измерения.

Перед тестированием на дому поговорите со своим лечащим врачом.

Как будут выглядеть результаты?

Дисплей оксиметра показывает процентное содержание кислорода в крови. Для здорового человека нормальный уровень насыщения крови кислородом составит около 95–100%.

Если уровень кислорода ниже этого, это может указывать на наличие проблемы с легкими.Людям с низким уровнем кислорода может потребоваться дополнительный кислород или другое лечение. Ваш медицинский работник обсудит это с вами.

В соответствии с текущими рекомендациями, люди с устойчивым насыщением кислородом в состоянии покоя 92% или менее должны быть направлены на оценку газов крови, чтобы увидеть, подходит ли кислородная терапия.

Обычно вам необходимо пройти ряд анализов газов крови, прежде чем назначать кислород.

Изменение уровня кислорода может означать, что состояние легких ухудшилось.

У людей с пневмонией и у детей с проблемами легких насыщение кислородом может помочь решить, нужно ли присматривать за больным.


Анализ газов крови

Что такое анализ крови?

Анализ газов крови используется для более точного измерения количества кислорода и углекислого газа в вашей крови. Тест называется:

  • - анализ газов артериальной крови - , если образец взят с вашего запястья
  • - анализ газа капиллярной крови , если образец взят из мочки уха

Для чего он используется?

Анализ газов крови используется для проверки того, насколько хорошо работают ваши легкие и способны ли они эффективно обменивать кислород и углекислый газ.

Его можно использовать, чтобы узнать, нужна ли вам кислородная терапия.

Что происходит во время анализа газов крови?

Тестер возьмет небольшой образец вашей крови. Они обычно принимают это, используя иглу и шприц в одной из артерий вашего запястья. Или они могут взять кровь изнутри вашего локтя. Иногда они будут использовать местную анестезию.

Некоторые больницы проверяют газ крови, беря образец крови из мочки уха.

  • Ваш тестер наложит на мочку уха специальный крем, который поможет увеличить приток крови.Это заставляет ваше ухо покраснеть и чувствовать жар.
  • Кровеносные сосуды в мочке вашего уха будут содержать примерно такое же количество кислорода, что и кровь, взятая из вашей артерии.
  • Через несколько минут тестер может взять образец, прокалывая мочку уха и улавливая образующуюся каплю крови. Это не больно - это похоже на то, как уровень сахара в крови можно проверить с помощью укола пальцем.

Метод с использованием мочки уха обычно нельзя использовать, если вам необходимо сдать анализ, когда вы плохо себя чувствуете (например, когда вас госпитализируют с нарастанием симптомов ХОБЛ).

Как будут выглядеть результаты?

Результатом будет набор показаний, показывающих

  • кислород
  • диоксид углерода
  • кислотность / щелочность (pH)

Неправильные результаты могут означать, что ваше тело не получает достаточно кислорода или не избавляется от достаточного количества углекислого газа.

Высокий уровень углекислого газа может означать, что ваше дыхание ночью поверхностное, и вы можете извлечь выгоду из использования устройства ИВЛ в домашних условиях.


Долгосрочная кислородная терапия (LTOT) оценка

Что такое долгосрочная оценка кислородотерапии?

Некоторые люди с очень низким уровнем кислорода могут получить пользу от кислородной терапии.

Долгосрочная оценка кислородотерапии - это набор тестов для измерения уровня кислорода в крови, чтобы определить, достаточно ли он низок, чтобы кислородная терапия была полезной.

Для чего он используется?

Долгосрочная оценка кислородотерапии используется для проверки уровня кислорода у людей с такими хроническими заболеваниями, как ХОБЛ, легочный фиброз, астма, легочная гипертензия или муковисцидоз.

Результат может помочь вашему врачу решить, стоит ли вам проходить кислородную терапию.

Что происходит во время оценки кислорода?

Оценка кислорода обычно проводится, когда состояние легких стабильное и у вас нет инфекции грудной клетки. Уровень кислорода может снижаться во время инфекций, но если уровень кислорода не остается низким, обычно нет необходимости иметь кислород в домашних условиях.

Оценка включает измерение ваших газов крови 2 раза, с интервалом в несколько недель.

Ваш уровень кислорода будет проверяться, пока вы сидите. У вас будет пульсовой оксиметрический тест, и вы также можете пройти тест функции легких с помощью спирометра.

Иногда вас просят пройти тест на ходьбу, чтобы определить, понизился ли ваш уровень кислорода при выполнении упражнений и, если это произойдет, означает ли дополнительный кислород, что вы можете идти дальше.

Некоторые люди, которым не нужно постоянно использовать кислород, могут получать пользу от кислорода, когда они напрягаются. Это называется амбулаторным кислородом.Это полезно только тем людям, у которых уровень кислорода значительно падает при ходьбе.

Что произойдет, если у меня низкий уровень кислорода?

Если у вас низкий уровень кислорода и вам необходимо начать кислородную терапию, ваши газы крови будут проверены снова, пока вы вдыхаете лишний кислород. Кислород доставляется маленькими прозрачными трубками, известными как носовые канюли или маска для лица, закрывающая нос и рот. Эта проверка поможет определить, сколько кислорода вам нужно, чтобы повысить уровень кислорода в крови.


.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
2015-2019 © Игровая комната «Волшебный лес», Челябинск
тел.:+7 351 724-05-51, +7 351 777-22-55 игровая комната челябинск, праздник детям челябинск