Кислород – химический элемент VI группы периодической системы Менделеева и самый распространенный элемент в земной коре (47% от ее массы). Кислород является жизненно важным элементом почти всех живых организмов. Более подробно о функциях и применении кислорода в этой статье.
Общие сведения
Кислород представляет собой бесцветный газ без вкуса и запаха, который плохо растворяется в воде. Он входит в состав воды, минералов, горных пород. Свободный кислород образуется благодаря процессам фотосинтеза. Кислород играет наиважнейшую роль в жизни человека. Прежде всего кислород необходим для дыхания живых организмов. Также он принимает участие в процессах разложения погибших животных и растений.
Воздух содержит около 20,95% по объему кислорода. В гидросфере содержится почти 86% по массе кислорода.
Кислород был получен одновременно двумя учеными, но сделали они это независимо друг от друга. Швед К. Шееле получил кислород при прокаливании селитры и других веществ, а англичанин Дж. Пристли – при нагревании оксида ртути.
Рис. 1. Получение кислорода из оксида ртути
Применение кислорода в промышленности
Области применения кислорода обширны.
В металлургии он необходим для производства стали, которую получают из металлолома и чугуна. Во многих металлургических агрегатах для лучшего сжигания топлива используют воздух, обогащенный кислородом.
В авиации кислород используется как окислитель топлива в ракетных двигателях. Также он необходим для полетов в космос и в условиях, где нет атмосферы.
В области машиностроения кислород очень важен для резки и сварки металлов. Чтобы расплавить металл нужна специальная горелка, состоящая из металлических труб. Эти две трубы вставляются друг в друга. Свободное пространство между ними заполняют ацетиленом и зажигают. Кислород же в это время пускают по внутренней трубке. И кислород и ацетилен подаются из баллона под давлением. Образуется пламя, температура в котором достигает 2000 градусов. При такой температуре плавится практически любой металл.
Рис. 2. Ацетиленовая горелка
Применение кислорода в целлюлозно-бумажной промышленности очень важно. Он используется для отбеливания бумаги, при спиртовании, при вымывании лишних компонентов из целлюлозы (делигнификация).
В химической промышленности кислород используется в качестве реагента.
Для создания взрывчатых веществ необходим жидкий кислород. Жидкий кислород производится путем сжижения воздуха и последующего отделения кислорода от азота.
Применение кислорода в природе и жизни человека
Кислород играет наиважнейшую роль в жизни человека и животных. Свободный кислород существует на нашей планете благодаря фотосинтезу. Фотосинтез – это процесс образования органического вещества на свету с помощью углекислого газа и воды. В результате этого процесса образуется кислород, который необходим для жизнедеятельности животных и человека. Животные и человек потребляют кислород постоянно, растения же расходуют кислород только ночью, а днем производят его.
Применение кислорода в медицине
Кислород находит применение и в медицине. Особенно актуально его использование при затрудненном дыхании во время некоторых заболеваний. Он применяется для обогащения дыхательных путей при туберкулезе легких, а также используется в наркозной аппаратуре. Кислород в медицине используется для лечения бронхиальной астмы, болезней желудочно-кишечного тракта. Для этих целей используют кислородные коктейли.
Также большое значение имеют кислородные подушки – прорезиненная емкость, заполненная кислородом. Она служит для индивидуального применения медицинского кислорода.
Рис. 3. Кислородная подушка
Что мы узнали?
В данном сообщении, которое охватывает тему «Кислород» по химии 9 класса кратко даны общие сведения о свойствах и применении этого газа. Кислород крайне важен для машиностроения, медицины, металлургической области и т.д.
Тест по теме
Оценка доклада
Средняя оценка: 4.6 . Всего получено оценок: 331.
Слайд 2
КИСЛОРОД
Кислород - 16-йэлемент главной подгруппы VI группы, второго периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 8. Обозначается символом O (лат. Oxygenium). Кислород - химически активный неметалл, является самым лёгким элементом из группы халькогенов. Простое вещество кислород при нормальных условиях - газ без цвета, вкуса и запаха, молекула которого состоит из двух атомов кислорода (формула O2), в связи с чем его также называют дикислород. Жидкий кислород имеет светло-голубой цвет, а твёрдый представляет собой кристаллы светло-синего цвета.
Слайд 3
Официально считается, что кислород был открыт английским химиком Джозефом Пристли 1 августа 1774 года путём разложения оксида ртути в герметично закрытом сосуде (Пристли направлял на это соединение солнечные лучи с помощью мощной линзы). Однако Пристли первоначально не понял, что открыл новое простое вещество, он считал, что выделил одну из составных частей воздуха (и назвал этот газ «дефлогистированным воздухом»). О своём открытии Пристли сообщил выдающемуся французскому химику Антуану Лавуазье. В 1775 году А. Лавуазье установил, что кислород является составной частью воздуха, кислот и содержится во многих веществах. Несколькими годами ранее (в 1771 году) кислород получил шведский химик Карл Шееле. Он прокаливал селитру с серной кислотой и затем разлагал получившийся оксид азота. Шееле назвал этот газ «огненным воздухом» и описал своё открытие в изданной в 1777 году книге (именно потому, что книга опубликована позже, чем сообщил о своём открытии Пристли, последний и считается первооткрывателем кислорода). Шееле также сообщил о своём опыте Лавуазье. Важным этапом, который способствовал открытию кислорода, были работы французского химика Пьера Байена, который опубликовал работы по окислению ртути и последующему разложению её оксида. Наконец, окончательно разобрался в природе полученного газа А. Лавуазье, воспользовавшийся информацией от Пристли и Шееле. Его работа имела громадное значение, потому что благодаря ей была ниспровергнута господствовавшая в то время и тормозившая развитие химии флогистонная теория. Лавуазье провёл опыт по сжиганию различных веществ и опроверг теорию флогистона, опубликовав результаты по весу сожженных элементов. Вес золы превышал первоначальный вес элемента, что дало Лавуазье право утверждать, что при горении происходит химическая реакция (окисление) вещества, в связи с этим масса исходного вещества увеличивается, что опровергает теорию флогистона. Таким образом, заслугу открытия кислорода фактически делят между собой Пристли, Шееле и Лавуазье. ОТКРЫТИЕ КИСЛОРОДА
Слайд 4
Слайд 5
Применение кислорода Широкое промышленное применение кислорода началось в середине ХХ века, после изобретения турбодетандеров - устройств для сжижения и разделения. Применение кислорода весьма разнообразно и основано на его химических свойствах. Химическая и нефтехимическая промышленность. Кислород используется для окисления исходных реагентов, образуя азотную кислоту, этиленоксид, пропиленоксид, винилхлорид и другие основные соединения. Помимо этого он может использоваться для увеличения производительности мусоросжигательных печей. Нефтегазовая промышленность. Увеличение производительности процессов крекинга нефти, переработки высокооктановых соединений, закачка в пласт для повышения энергии вытеснения.
Слайд 6
Применение кислорода
Стекольная промышленность. В стекловаренных печах кислород используется для улучшения горения. Кроме этого он применяется для уменьшения выбросов оксидов азота до безопасных уровней. Целлюлозно-бумажная промышленность. Кислород используется при делигнификации, спиртовании и других процессах. В медицине Медицинский кислород хранится в металлических газовых баллонах высокого давления (для сжатых или сжиженных газов) голубого цвета различной ёмкости от 1,2 до 10,0 литров под давлением до 15 МПа (150 атм) и используется для обогащения дыхательных газовых смесей в наркознойаппаратуре, при нарушении дыхания, для купирования приступа бронхиальной астмы, устранения гипоксии любого генеза, при декомпрессионной болезни, для лечения патологии желудочно-кишечного тракта в виде кислородных коктейлей. Для индивидуального применения медицинским кислородом из баллонов заполняют специальные прорезиненные ёмкости - кислородные подушки. Для подачи кислорода или кислородо-воздушной смеси одновременно одному или двум пострадавшим в полевых условиях или в условиях стационара применяются кислородные ингаляторы различных моделей и модификаций. Достоинством кислородного ингалятора является наличие конденсатора-увлажнителя газовой смеси, использующего влагу выдыхаемого воздуха. Для расчёта оставшегося в баллоне количества кислорода в литрах обычно величину давления в баллоне в атмосферах (по манометру редуктора) умножают на величину ёмкости баллона в литрах. Например, в баллоне вместимостью 2 литра манометр показывает давление кислорода 100 атм. Объём кислорода в этом случае равен 100 × 2 = 200 литров.
Достоин тот газ удивленья – Его применяют сейчас Для резки металлов, в сталеваренье И в доменных мощных печах. Берёт его лётчик в высотные дали. Подводник с собою берёт. Вы, верно, уже угадали, Что этот газ – …
Кислород
Тема урока: Кислород. Получение. Свойства.
Цель урока: Изучить историю открытия, основные способы получения и свойства кислорода.
План урока:
- Значение кислорода. Биологическая роль.
2. Распространённость в природе.
3. История открытия.
4. Положение элемента кислорода в ПСХЭ Д.И. Менделеева.
5. Физические свойства.
6. Получение кислорода
7. Химические свойства.
8. Применение кислорода.
Джозеф Пристли
(1743 – 1794)
Карл Шееле
(1742 – 1786)
Антуан Лавуазье
(1743 – 1794)
t = – 1 83 °C
t = –219 °C
Жидкость бледно-синего цвета
Газ, без цвета, запаха, вкуса, малорастворим в воде
Кристаллы синего цвета
Тяжелее воздуха.
Свет, хлорофилл
6СО 2 + 6Н 2 О
С 6 Н 12 О 6 + 6О 2
Сжижение воздуха под давлением при t = – 1 83 °C
Вытеснением в оздуха
Вытеснением воды
Разложение воды
H 2 O H 2 + O 2
Разложение перекиси водорода
H 2 O 2 H 2 O + O 2
Разложение перманганата калия
KMnO 4 K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
перманганат калия
манганат калия
Разложение бертолетовой соли (хлората калия)
KClO 3 KCl + O 2
Кислород в лаборатории получают разложением кислородсодержащих соединений
С простыми веществами:
С неметаллами:
S + O 2 SO 2
P + O 2 P 2 O 5
С металлами:
Mg + O 2 MgO
Fe + O 2 Fe 3 O 4 (FeO Fe 2 O 3 )
При взаимодействии простых веществ с кислородом образуются – оксиды
Подумай и ответь
а
1
б
2
в
3
г
4
д
5
Подумай и ответь
- Ученые, занимавшиеся получением и изучением кислорода:
а) Дмитрий Иванович Менделеев;
б) Джозеф Пристли;
в) Антуан Лоран Лавуазье;
г) Карл Шееле;
д) Михаил Васильевич Ломоносов
Подумай и ответь
2. В трех разных колбах находятся воздух, углекислый газ, кислород. Распознать каждый из газов можно:
а) сравнив массы колб, заполненных газами
б) при помощи тлеющей лучинки
в) по растворимости газов в воде
г) по запаху
д) при помощи других веществ
Подумай и ответь
3. В лаборатории кислород получают:
а) сжижением воздуха
б) разложением воды
в) разложением перманганата калия
г) из перекиси водорода
д) окислением веществ
Подумай и ответь
4. Кислород можно собрать путем вытеснения воды, так как он:
а) легче воздуха
б) хорошо растворим в воде
в) тяжелее воздуха
г) плохо растворим в воде
д ) не имеет цвета, запаха, вкуса
Подумай и ответь
5. Речь идет о кислороде как о простом веществе:
а) кислород входит в состав воды;
б) кислород плохо растворим в воде;
в) кислород поддерживает дыхание и горение;
г) является составным компонентом воздуха;
д) входит в состав углекислого газа.
а
1
2
б
в
3
г
4
д
5
Ar(O)=16 неметалл В= II
t = – 1 83 °C
Жидкость бледно-синего цвета
Ме Неме
t = –219 °C
в пром-ти: охлаждение воздуха до -183 °C
окисление
Э х О у
Кристаллы синего цвета
в лаборатории:
Н 2 О Н 2 О 2 KMnO 4 KClO 3
Методы собирания:
Вытеснение воздуха
Вытеснение воды
Домашнее задание
§3 2–34
«3» - с. 111 вопросы 1,2
«4» - с. 111 вопросы 3,4
«5» - с. 111 вопросы 5,6
Задача: Известно, что в организме человека содержится по массе 65% кислорода. Вычислите сколько кислорода содержится в вашем организме.
Творческое задание:
Составить кроссворд, ребус, ЛОС по теме «Кислород»
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Домашнее задание: 1. Упражнение 4 на с. 83 2. Выполнить тестовые задания
32,25,22,31,13,35,13,35,22,13,11,22,42,14, 34,25,34,24,21 1 2 3 4 5 10 к ц е л в 20 а и в д р 30 м п ч о н 40 я с к б й
Самостоятельная работа Задание: Дать названия оксидам 1 вариант: С uO Na 2 O CO 2 N 2 O 5 Na 2 O ZnO 2 вариант: М gO Al 2 O 3 Р 2 О 5 Fe 2 O 3 Cu2O CaO
1 вариант: С uO – оксид меди Na 2 O – оксид нартрия CO 2 - оксид углерода N 2 O 5 - оксид азота ZnO – оксид цинка 2 вариант: М gO - оксид магния Al 2 O 3 – оксид алюминия Р 2 О 5 – оксид фосфора Fe 2 O 3 - оксид железа CaO – оксид кальция
Кислород обладает разрушающим действием: с его участием происходит окисление металлов с образованием ржавчины, гниение растительных и животных остатков, горение металла. Некоторые процессы проходят медленно, другие очень быстро. В природе круговорот кислорода происходит постоянно, поэтому его запасы все время восстанавливаются.
В природе существует лишь одна реакция, в результате которой выделяется молекулярный кислород из его соединений - это фотосинтез. Как вы уже знаете из курса биологии, что листья растений на свету с помощью хлорофилла осуществляют процесс питания. При этом из Н 2 О и СО 2 синтезируется глюкоза и образуется кислород.
Такой процесс происходит и в морских водорослях. Растительный мир ежегодно возвращает в атмосферу около 400 миллиардов тонн кислорода. Выделенный в атмосферу кислород, в свою очередь, окисляет элементы на поверхности Земли. Следовательно, эти соединения образуют зоны земной коры.
В МЕТАЛЛУРГИИ, ДЛЯ РЕЗКИ И СВАРКИ МЕТАЛЛОВ Кислород используют в металлургии при производстве стали. Также, во многих металлургических агрегатах для более эффективного сжигания топлива вместо воздуха в горелках используют кислородо -воздушную смесь, т.е. обогащают воздух кислородом.
Производство стали
Кислород в баллонах широко используется для газопламенной резки и сварки металлов. Горючий газ ацетилен, сгорая в токе кислорода, позволяет получить температуру выше 3000°С! Это приблизительно вдвое больше температуры плавления железа.
Окислитель топлива Кислород, входящий в состав воздуха, применяют для сжигания топлива: например, в двигателях автомобилей, тепловозов и теплоходов. В качестве окислителя для ракетного топлива применяется жидкий кислород. Смесь жидкого кислорода и жидкого озона - один из самых мощных окислителей ракетного топлива.
Применение в медицинских целях В медицине кислород тоже нашел свое применение. Кислород используется для обогащения дыхательных газовых смесей при нарушении дыхания, для лечения астмы, профилактики гипоксии в виде кислородных коктейлей, кислородных подушек. Однако чистым кислородом при нормальном давлении долго дышать нельзя – это опасно для здоровья.
Применение пищевой промышленности В пищевой промышленности кислород зарегистрирован в качестве пищевой добавки E948, как пропеллент и упаковочный газ. Пропелленты - газы, выдавливающие пищевые продукты из ёмкости (контейнера, баллончика со спреем, танка или хранилища для сыпучих продуктов).
Самостоятельная работа 1. Составьте формулы следующих оксидов: оксид железа (II) оксид серы (IV) оксид водорода оксид меди (II) 2. Закончите уравнения следующих реакций: С + О 2 → Мg + О 2 → 3 . Вычислите массовую долю каждого элемента в соединении NO 2
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
«Свойства, получение и применение кислорода»
Урок в 8 классе на тему «Свойства, получение и применение кислорода»Цели: 1. Изучение физических, химических свойств кислорода, способов его получения, применения....
« Получение водорода и кислорода» (с применением педтехнологии развития критического мышления).
Урок по теме « Получение водорода и кислорода»(с применением педтехнологии развития критического мышления).Цель: - Познакомить со способами получения, собирания и обнаружения водорода и кислорода....
« Химические свойства и применение водорода и кислорода» (с применением педтехнологии развития критического мышления).
Урок по теме « Химические свойства и применение водорода и кислорода»(с применением педтехнологии развития критического мышления). Цель: - Продолжить формирование знаний понятий « степень окисле...
1 слайд
Презентацию подготовила Ученица 9 класса МОУ «Лицей г. Отрадное» Смирнова Роксана
2 слайд
Кислород как элемент. 1. Элемент кислород находится в VI группе, главной подгруппе, II периоде, порядковый номер №8, 2. Строение атома: P11 = 8; n01 = 8; ē = 8 валентность II, степень окисления -2 (редко +2; +1; -1). 3. Входит в состав оксидов, оснований, солей, кислот, органических веществ, в том числе живых организмов- до 65% по массе.
3 слайд
Кислород как элемент. Кислород является самым распространённым элементом нашей планеты. По весу на его долю приходится примерно половина общей массы всех элементов земной коры. Состав воздуха: О2 – 20-21 %; N2 – 78%; CO2 – 0,03%, остальное приходится на инертные газы, пары воды, примеси. 4. В земной коре его 49% по массе, в гидросфере – 89% по массе. 5. В составе воздуха (в виде простого вещества) – 20-21% по объёму. 6. Входит в состав большинства минеральных и горных пород (песок, глины, и др). В составе воздуха (в виде простого вещества). 7. Жизненно важный элемент для всех организмов, содержится в большинстве органических веществ, участвует во многих биохимических процессах, обеспечивающих развитие и функционирование жизни. 8. Кислород открыт в 1769-1771 гг. шведским химиком К.-В. Шееле
4 слайд
Физические свойства. Кислород - химически активный неметалл, является самым лёгким элементом из группы халькогенов. Простое вещество кислород при нормальных условиях - газ без цвета, вкуса и запаха, молекула которого состоит из двух атомов кислорода, в связи с чем его также называют дикислород. Жидкий кислород имеет светло-голубой цвет, а твёрдый представляет собой кристаллы светло-синего цвета.
5 слайд
Химические свойства. С неметаллами C + O2 CO2 S + O2 SO2 2H2 + O2 2H2O Со сложными веществами 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 2H2S + 3O2 2SO2 + 2H2O CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O С металлами 2Mg + O2 2MgO 2Cu + O2 –t 2CuO Взаимодействие веществ с кислородом называется окислением. С кислородом реагируют все элементы, кроме Au, Pt, He, Ne и Ar, во всех реакциях (кроме взаимодействия со фтором) кислород - окислитель. 1. Неустойчив: O3 O2 + O 2. Сильный окислитель: 2KI + O3 + H2O 2KOH + I2 + O2 Обесцвечивает красящие вещества, отражает УФ - лучи, уничтожает микроорганизмы.
6 слайд
Способы получения. Промышленный способ (перегонка жидкого воздуха). Лабораторный способ (разложение некоторых кислородосодержащих веществ) 2KClO3 –t ;MnO2 2KCl + 3O2 2H2O2 –MnO2 2H2O + O2
7 слайд
Проверка собравшегося кислорода. Получение 3O2 2O3 Во время грозы (в природе), (в лаборатории) в озонаторе перманганата калия при нагревании: 2KMnO4 –t K2MnO4 + MnO2 + O2 Разложение этой соли идёт при нагревании её выше 2000 С.
8 слайд
Применение кислорода: Находит широкое применение в медицине и промышленности. При высотных полётах лётчиков снабжают специальными приборами с кислородом. При многих лёгочных и сердечных заболеваниях, а также при операциях дают вдыхать кислород из кислородных подушек. Кислородом в баллонах снабжают подводные лодки. Горение рыхлого горючего материала, пропитанного жидким кислородом, сопровождается взрывом, что даёт возможность применять кислород при взрывных работах. Жидкий кислород применяют в реактивных двигателях, в автогенной сварке и резке металлов, даже под водой.