nekrasovI (1114433), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Если под. считать его количество в воздухе (атмосфере), воде (гидросфере) н .доступной непосредственному химическому исследованию части твердой земной коры (литосфере), то окажется, что на долю кислорода приходится примерно 507р нх общей массы. Свободный кислород ео. держится почти исключительно в атмосфере, причем количество его оценивается в 1,2 10" т. При всей громадности этой величины она не превышает 0,0001 общего содержания кислорода в земной коре. Изучение химических превращений земной коры составляет предмет геохимии.
С позиций втой науки значение того нли иного элемента для протекающих в земной коре химических взаимодействий ояределяется его относительным числом атомов. Поэтому более правильным является сопоставление распространенности отдельных элементов не в весовых, а в атомных процентах. Последние находят (1 $ 6), деля яесовые проценты на соответствующие атомные веса и выражая каждый полученный таким путем атомный фактор в долях от их общей суммы, принятой за 100.
Для кислорода подобный пере* счет дает цифру 52,3. Таким образом, более половины всех составляющих земную кору атомов приходится на долю кислорода.1 з Свободный кислород состоит из двухатомных молекул. Под обыч. вым давлением он сжижается прн — 183'С н затвердевает прн — 219'С. В газообразном состоянии кислород бесцветен, а в жидком и твердом имеет бледно-синюю окраску.а ,Лабораторное получение кислорода основано на разложении богатых им, но сравнительно непрочных веществ. Обычно применяется хлорноватокнслый калий («бертолетова соль>), распадающийся прн нагревании на хлорнстый калий и кислород: 2КС)Оз = 2КС1 + 3О, Эта реакция интересна тем, что она значительно ускоряется и идет прн более низких температурах, если к КС)Оз предварительно добавить кемного двуокиси марганца (МцОз), количество которой после окончания процесса остается неизменным.
Подобные двуокиси марганца вещества, ускоряющие реакции, но в результате их сами остающиеся химически не измененными, называются катализаторами. Катализ(йческая активность веществ специфична, т. е, какое-либо из них, служащее хорошим катализатором для одной реакции, нередко оказывается соверцзенно недеятельным при другой. Вместе с тем для реакции, катализируемой каким-либо одним веществом, можно обычно подобрать еще ряд катализаторов.
Так, прн разложении КС!Оз вместо МпОз можно применить окись железа (гезОз), окись хрома (Сг,Оз) и т. д.'-а Основным источником промышленного получения кислорода валяется жидкий воздух. Выделяемый из него кислород содержит обычно лишь незначительные примеси азота н тяжелых инертных газов. Для получения особо чистого кислорода пользуются иногда разложе. яием воды электрическим током. 48 О.
Воздух. Кислород В 100 объемах воды растворяется при 0'С около пяти объемов кислорода, при 20'С вЂ” около трех. Воды гидросферы содержат 1,5 Х рс, 1Огз г растворенного кислорода. Растворимость его в воде имеет громадное значение для жизни, так как служащий источником энергии живых организмов процесс дыхания осуществляется с участием растворенного кислорода.' Химическая сущность д ы х а н и я состоит н соединении утлерода и водорода органиггескнх веществ с кислородом воздуха.
Как у животных, так н у растений оно происходит в химическом смысле одинаково. Однако у растений параллельно протекает процесс п ига н и я; под действием солнечных лучей организм растений синтезирует необходимые ему органические вещества из углекислого газа и воды, причем свободный кислород возвращается в атмосферу. Общее его количество, выделяемое растениями в процессе питания, примерно в шесть раз больше потребляемого ими при дыхании. дыханию живых организмов аналогичны в химическом отношении протекающие повсюду разнообразные процессы окисления.
В узком смысле слова под окислением понимается соединение вещества с кислородом. Так как последний является одним из самых активных химических элекеентов, ои более или менее энергично реагирует почти со всеми остальными. Если окисление протекает с выделением большого количества тепла и света, его обычно называют гор ен нем. Медленно протекающие процессы окисления в зависимости от характера окисляющегося вещества называют ржавленнем (для железа), тлением (для органических остатков) или чаще всего просто окислением. Окнслительные процессы протекают гораздо энергичнее в чистом кислороде, чем на воздухе. Например, тлекицая лучинка вспыхивает и ярко горит в кислороде.
Такой же эффект из всех бесцветных газов дает только закись азота, почти не встречающаяся в практике. Поэтому проба на тлеющую лучинку часто служит для доказательства того, что испытуемый газ является именно кислородом. Кислород широко применяется для получения высоких температур, которые достигаются путем сжигания различных горючих газов (водорода, светильного газа и т. д.) в смеси не с воздухом, а с чистым кислородом, Особенно распространено применение кислорода в смеси с ацетиленом (температура пламени около 3000'С) для сварки и резки металлов. В медицине вдыхание чистого кислорода иногда назначается при некоторых отравлениях, заболеваниях легких и др. Очень большое практическое значение имеет использование кислорода (чаще — обогащенного нм воздуха) для интенсификации ряда важнейших производственных процессов металлургической и химической промышленност ." В результате разнообразных процессов окисления кислород постоянно переходит нз свободного сосдояния в связанное.
Однако количество свободного кислорода остается практически неизменным, так как убыль его компенсируется жизнедеятельностью растений. Дополнения [) древнейшая атмосфера Земли, по-видимому, ие содержвлв свободного кислороде, Можно предполвгвть, что первичное его появление было обусловлено происхо. лящнм пол действием ультрафиолетовых лучей Солипв рвзложеинем молекул водяного пара по общей схеме: 2НгО = 2Н, + От. Вазннкзвшнй твкнм путем водород уходил вверх, в главная мисси кислорода расходовалась ив взвимодейсгвне со способнымн р Э. Кислород окнслятъса веществами.
Быстрое обогащение атмосферы кислородом началось. вероятно, лишь после пояялеывя на Земле растнтельностн. 2) Кнслород был открыт в 1774 г. Хотя вблнзя земной поверхности атмосфере содержнт его а виде молекул (Оз). выше 100 км основной формой существования этот» элемента становятся атомарная. Распад молекул Оз на атомы асущестзляетск под воздействием ультрафнолетового нэлученнк Солнца. Соедннеяне отдельных атомов кислорода в молекулы Оз сопроаождаетсл значительным выделевяем энергии (69.8 клод/г-атом). Есть предположеыне, что зто может быть нспользовано длк обеспечеыян полетав на больших высотах.
3) Крнтнческая температура кислорода равна — 118'С, крнтяческое давленые 80 агм. Жндкнй кнслород нмеет плотность 1.14 г/гмз (прн температуре кяпення) н« характеризуется теплотой нспарення 1,63 клял/моль. Плотность твердого кнслорода (прн температуре плавления) равна 1,27 г/гмз, а его теплота плавления 0,11 всол/моль, Для твердого кислорода характерны '4 )йм кристаллы трех разлячных типов, прнчем каждый яз пгчыги нях устойчяв в определенных пределах температур: ниже — 249'С, от — 249 до — 229'С н ат — 2Ю'С до температуры плаалення. Пограничные значения сампера .
бпл тур между такими областяин устойчнаосты (в данном случае †2 н †229 'С) носят названые точек перехода к 4) Для получевня медленного н равномерного тока кислорода вместо МОО» к КС)О» прнмешнвавт нз- йрм мельченнув поваренную соль. Однако в этом случае хи нагреаанне должыо быть более сыльыым. Прн точных работах следует нметь в виду, что получаемый путем разложения КСЮ» кнЬюрод обычно содерждт сле- лауш ды хлора. ~Ю 6) Кислород может быть получен в лабораторны , также рядом других методов, ыз которых нанболее ид удобны ааедувшне: а) слабое накалнванне КМпО» б) прялнаанне по каплям раствора КМпО«к подано- Рн«„пчь прнм«знхн схема н« ленному серной кнслотой раствору Н»О», в) действне ~ нз««н«™нзннз ~~~™~ воды в прнсутствын солей кобальта на перекись натрня; г) дейстняе разбавлевной азотной кислоты на смесь равных весовых частей ВаО» н РЬО»; д) разлаженве воды, содержащей Н»ЗО«нля ЫООН, постоянным злектрыческым током (одновременно образуется также водород).
Ддя получеымн особо чнстого кнсларода (содержащего только нрнмбсь водяного пара) электролизу подвергают освобожденыый кнпячелнем от растворенных газов воздуха сернокжлый раствор К»СгО«. По техннческому полученнв кислорода имеется специальная монография. «Его еже. годная мнровая добыча нсчысляется мнлднонамя тонн.
6) В полевых условнях для получення кнслорода удобно пользоваться тесной смесью !00 вес ч. КСЮ» с 13 вес. ч. МпО» н небольшим колячестаом угольной пылн. , Смесь зта — т. н. окса ге пят — начннает выделять кислород прн ее поджнгаяын. -,Очистка от СО» может быть осуществлена пропусканяем выделвощегася газа сквозь сосуд с вла)кной гзшенай нэвестыо. 7) Ниже прнводятсн данные по растворимости кнслорода в воде прн ыормальяом давленны н разлнчных температурах: т«нн«ззттрз, «0...,,, О в )б за ш зе гз ОО ОО ым Рз«таорнно«»ъ (объзым О» нз !ОО абъ«нон волы)...........
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
