КИСЛОРОД

Наука » Химия

Древние философы относили воздух к числу важнейших стихий, из кото­рых построен мир. Леонардо да Вин­чи (1452—1519), изучая процессы го­рения, отмечал, что воздух состоит из различных «частей» (веществ), но только одна из них расходуется при горении. Подобную мысль высказыва­ли и другие учёные XVI—XVIII вв. Однако кислород открыли лишь в 70-х гг. XVIII столетия неза­висимо друг от друга англий­ский химик Джозеф Прист­ли и его шведский коллега Карл Шееле. 

Шееле в 1771 —1773 гг. получал «огненный воз­дух», как он назвал кис­лород, при прокалива­нии различных солей, например калийной се­литры, при 400—500 °С: 2KNO3=2KNO2+O2­. Учёный впервые описал свойства данного газа. Од­нако его «Химический трак­тат о воздухе и огне» увидел свет лишь в 1777 г., а Пристли опубликовал результаты своих опытов раньше — в 1774 г.

 

Приборы Дж. Пристли.

КИСЛОРОД

Жидкий кислород.

Пристли выделял кислород (кото­рый он именовал «дефлогистированным воздухом»), нагревая оксид рту­ти: 2HgO=2Hg+O2­. Для этого в кристаллизатор, наполненный рту­тью, он помещал перевёрнутый вверх дном стеклянный цилиндр с оксидом ртути. Фокусируя с помощью боль­шой линзы солнечные лучи на верх­нюю часть цилиндра, учёный наблю­дал, как образующаяся ртуть стекала в кристаллизатор, а цилиндр напол­нялся бесцветным газом. Позднее Пристли обнаружил, что вместо окси­да ртути можно использовать и сурик

 

В атмосфере газа, полученного Пристли и Шееле, свеча горела интенсивнее, чем на воздухе, а тлеющая лу­чинка вспыхивала ярким пламенем. Лавуазье включил новый элемент в список простых веществ (простых тел) и дал ему название Oxygenium (от греч. «оксис» — «кислый» и «геннао» — «рождаю») — «рождающий кислоты», поскольку считал, что свойства кислот обусловлены присутствием в них ато­мов кислорода. Открытие кислорода позволило правильно описать про­цессы горения различных веществ. 

Кислород широко распространён в природе. В свободном виде он со­держится в воздухе (21% по объёму), в составе различных соединений (ок­сидов, солей) — в земной коре (47%). Пожалуй, самым известным его соеди­нением является вода. Многие органи­ческие вещества (спирты, кислоты, жиры, белки, углеводы) также содер­жат кислород. Подсчитано, что в ор­ганизме человека массой 70 кг 43 кг приходится на атомы кислорода. Взрослый человек за сутки потребля­ет в среднем 100 л кислорода. 

Кислород — бесцветный (в толстом слое голубой) газ без вкуса и запаха, он немного тяжелее воздуха, малораст­ворим в воде: при 0 °С в 100 мл воды растворяется всего 4,9 мл кислорода, при 20 °С — 3,1 мл. При охлаждении до -183 °С кислород превращается в подвижную жидкость голубого цвета, а при -219 °С замерзает.

 

Кислород — один из самых актив­ных элементов-неметаллов. Напря­мую он не взаимодействует лишь с благородными газами, галогенами (кроме фтора), серебром, золотом, некоторыми платиновыми металлами. Низшие оксиды, такие, как МnО, СО, NO, реагируют с кислородом с обра­зованием оксидов Мn3О4, СО2, NO2. Многие органические вещества (за ис­ключением отдельных галогенопроизводных, например хлороформа СНСl3) сгорают в атмосфере кислоро­да. Дерево, шерсть, сено, навоз при хранении на воздухе подвергаются гниению — медленному окислению, часто посредством микроорганизмов. При гниении, как и при горении, вы­деляется тепло.

В промышленности кислород полу­чают перегонкой сжиженного возду­ха, который охлаждают примерно до -200 °С, а затем постепенно по­вышают температуру. При -19б°С начинает испаряться азот, а жидкий воздух обогащается кислородом. Рань­ше кислород выделяли из воздуха при помощи оксида бария — вещества, способного обратимо присоединять кислород. В лабораториях небольшие количества кислорода получают из бертолетовой соли KСlO3, пероксида водорода или перманганата калия, ко­торый разлагается по реакции

2КМnО4 ®230°С К2МnО4nО22­.

Воздух и чистый кислород широко применяются в промышленности: для получения искусственного жидкого топлива, смазочных масел, азотной и серной кислот, в металлургии — для обжига руд и для окисления примесей в расплавленном металле. В процессах сварки и резки металлов, плавления ту­гоплавких веществ (например, кварца) используют высокую (до 3000 °С) температуру горения ацетилена в кис­лороде. Жидкий кислород служит окислителем ракетного топлива. При некоторых заболеваниях врачи реко­мендуют больным дышать воздухом, обогащённым кислородом.

 

Всякая быстро соверша­ющаяся реакция называется горением, если она сопро­вождается столь большим отделением тепла, что про­исходит накаливание. Так, многие металлы горят в хлоре, окись натрия или бария горит в углекислом газе, порох горит от искры и т. п. Очень многие тела го­рят в кислороде, а от его присутствия и в воздухе. Для начала горения необходимо обыкновенно накалить го­рючее вещество или только некоторую часть его (до температуры самовоспламе­нения или поджечь его. — Прим. ред.). Для продолже­ния горения нет нужды в новом накаливании, потому что при самом горении от­деляется такое количество тепла, которое достаточно для надлежащего накалива­ния дальнейших частей го­рючего вещества.

Д. И. Менделеев. «Основы химии»



Источник: Мир Энциклопедий Аванта+
Авторы: Андрей Дроздов, Илья Леенсон, Дмитрий Трифонов, Денис Жилин, Александр Серов, Андрей Бреев, Андрей Шевельков, Вадим Ерёмин, Юлия Яковлева, Оксана Рыжова, Виктория Предеина, Наталья Морозова, Алексей Галин, Сергей Каргов, Сергей Бердоносов, Александр Сигеев, Оксана Помаз, Григорий Середа, Владимир Тюрин, Антон Максимов, Вячеслав Загорский, Леонид Каневский, Александр Скундин, Борис Сумм, Игнат Шилов, Екатерина Менделеева, Валерий Лунин, Абрам Блох, Пётр Зоркий, Александр Кури, Екатерина Иванова, Дмитрий Чаркин, Сергей Вацадзе, Григорий Серела, Анастасия Ростоцкая, Александр Серое, Анастасия Сигеева
Авторское право на материал
Копирование материалов допускается только с указанием активной ссылки на статью!

Похожие статьи

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.