§12 История открытия кислорода. Физические свойства и получения кислорода. Реакции разложения
История открытия кислорода
История открытия кислорода была долгой и запутанной.
В VII веке в Китае ученый Мао Хоа предполагал, что воздух состоит из «полного воздуха» (азота) и «неполного воздуха» (кислорода). |
Шведский химик Каpл Вильгeльм Шееле был первым исследователем, получившим относительно чистую пробу кислорода в 1772 году, прокаливая селитру с серной кислотой и затем разлагал получившийся оксид азота. Кaрл Шеeле хотел раскрыть загадку огня и при этом неожиданно обнаружил, что воздух – не элемент, а смесь двух газов, которые он называл воздухом «огненным» и воздухом «негодным». Однако он опубликовал свои результаты в 1777 году. |
Английский священник и химик Джoзеф Пpистли в 1774 году описал опыт получения неизвестного газа в результате разложения оксида ртути, который позднее был признан особым, не известным до тех пор видом газа. Но проба газа, полученного Пристли, не была чистой. О своем открытии Д. Пристли рассказал А. Лавуазье. |
Французский химик Антуан Лавуазье, в 1775 году повторив опыты Пристли, заключил, что атмосферный воздух состоит из смеси «жизненного» (кислород) и «удушливого» (азот) воздуха и объяснил процесс горения соединением веществ с кислородом. В 1779 году А. Лавуазье назвал этот газ «рождающим кислоты», или сокращенно – кислородом. |
Физические свойства кислорода
Кислород (при нормальных условиях) – газ, не имеющий цвета, запаха и вкуса.
При температуре ниже -183°С кислород превращается в голубую жидкость (а), а при температуре –219°С эта жидкость переходит в твердое вещество синего цвета (б). Следовательно, температура кипения кислорода -183°С, а температура плавления кислорода –219°С.
а) – Кислород в жидком виде | б) – Кислород в твердом виде |
Кислород плохо растворим в воде, с понижением температуры растворимость кислорода в воде увеличивается. А сейчас, немного подумайте и попробуйте самостоятельно ответить на следующие вопросы:
Почему холодные северные моря содержат больше рыбы, чем теплые южные моря?
Можно ли в аквариум наливать только прокипяченную холодную воду?
Получение кислорода
- В промышленности кислород получают из воздуха. Воздух под давлением сжимают при температуре -183°С, кислород становится жидким.
- В лаборатории кислород получают разложением кислородсодержащих веществ:
- термическое разложение перманганата калия (перманганат калия – «марганцовка» – применяемый в домашней аптечке как антисептик для наружного применения)
\(\mathrm{2KMnO_{4} \stackrel{t}{=} K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+O_{2} \uparrow}\)
-
- кроме этого, кислород можно получить практически в домашних условиях в ходе реакции перекиси водорода с перманганатов калия
\(\mathrm{3H_{2}O_{2} + 2KMnO_{4} = 2MnO_{2} + 2KOH + 2H_{2}O + 3O_{2}\uparrow}\)
-
- разложение [simple_tooltip content=’Пероксид водорода (перекись водорода) – применяемый в домашней аптечке как антисептик для наружного применения.‘]пероксида водорода[/simple_tooltip] в присутствии [simple_tooltip content=’Катализатор – вещество, которое ускоряет химическую реакцию, но само в ней не расходуется. В уравнении реакции записывается над знаком равенства, но не в левой, не в правой части уравнения не прописывается.’]катализатора[/simple_tooltip] MnO2.
\(\mathrm{2H_{2}O_{2} \stackrel{MnO_{2}}{=} 2H_{2}O+O_{2} \uparrow}\)
-
- разложение воды с помощью [simple_tooltip content=’Электролиз – воздействие электрическим током.‘]электролиза[/simple_tooltip].
\(\mathrm{2H_{2}O \stackrel{электролиз}{=} 2H_{2}+O_{2} \uparrow}\)
-
- термическое разложение [simple_tooltip content=’Хлорат калия (бертолетова соль) – используется в производстве красителей, спичек (делают горючее вещество спичечной головки), фейерверков, дезинфицирующих средств.‘]хлората калия[/simple_tooltip] в присутствии катализатора MnO2.
\(\mathrm{2KClO_{3} \stackrel{t, MnO_{2}}{=} 2KCl+3O_{2} \uparrow}\)
- В природе кислород получается в процессе [simple_tooltip content=’Фотосинтез – это процесс образования органических веществ (C6H12O6 – глюкоза) и кислорода из углекислого газа и воды при участии энергии солнечного света, протекающий в зеленых частях растений.‘]фотосинтеза[/simple_tooltip].
\(\mathrm{6CO_{2}+6H_{2}O=C_{6}H_{12}O_{6}+6O_{2} \uparrow}\)
Реакции разложения
Реакции, в которых из одного исходного вещества образуются несколько продуктов реакции (АВ = А+В), называют реакции разложения. Примеры таких реакций:
- \(\mathrm{2KMnO_{4} \stackrel{t}{=} K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+O_{2} \uparrow}\)
- \(\mathrm{2H_{2}O_{2} \stackrel{MnO_{2}}{=} 2H_{2}O+O_{2} \uparrow}\)
- \(\mathrm{2H_{2}O \stackrel{электролиз}{=} 2H_{2}+O_{2} \uparrow}\)
- \(\mathrm{2KClO_{3} \stackrel{t, MnO_{2}}{=} 2KCl+3O_{2} \uparrow}\)
Подведём итоги
- Кислород (при нормальных условиях) – газ, не имеющий цвета, запаха и вкуса;
- При температуре ниже -183°С кислород превращается в голубую жидкость, а при температуре –219°С эта жидкость переходит в твердое вещество синего цвета. Температура кипения кислорода -183°С, а температура плавления кислорода –219°С;
- В промышленности кислород получают из воздуха. Воздух под давлением сжимают при температуре -183°С, кислород становится жидким;
- В природе кислород получается в процессе фотосинтеза;
- Реакции, в которых из одного исходного вещества образуются несколько продуктов реакции, называют реакциями разложения.