Определите относительную плотность кислорода по воздуху

Краткое описание химических свойств и плотность кислорода

Кислород образует соединения со всеми химическими элементами, кроме гелия, неона и аргона. С большинством элементов он взаимодействует непосредственно (кроме галогенов, золота и платины). Скорость взаимодействия кислорода как с простыми, так и со сложными веществами зависит от природы вещества и от температуры.

Некоторые вещества, например оксид азота (II), гемоглобин крови, уже при комнатной температуре соединяются с кислородом воздуха со значительной скоростью. Многие реакции окисления ускоряются катализаторами. Например, в присутствии дисперсной платины смесь водорода с кислородом воспламеняется при комнатной температуре.

O2 2H2 = 2H2O (550oС, сгорание H2в O2);

O2 F2 = O2F2 (-183oС, электрический разряд);

O2 N2↔2NO (электрический разряд);

O2 S = SO2 (сгорание на воздухе);

5O2 4P = P4O10 (сгорание на воздухе);

O2 C = CO2 (600-700oС, сжигание на воздухе);

O2 2Na = Na2O2 (сжигание на воздухе);

O2 2Mg = 2MgO (сгорание на воздухе);

3O2 4Al = 2Al2O3 (сгорание на воздухе).

Горение в чистом кислороде происходит гораздо энергичнее, чем в воздухе. Хотя при этом выделяется такое же количество теплоты, как и при горении в воздухе, но процесс протекает быстрее и выделяющаяся теплота не тратится на нагревание азота воздуха; поэтому температура горения в кислороде значительно выше, чем в воздухе.

Плотность кислорода и другие его физические свойства

Кислород растворяется в воде, хотя и в небольших количествах: 100 объемов воды при 0oC растворяют 4,9, а при 20oC – 3,1 объема кислорода. Важнейшие константы кислорода представлены в таблице ниже:

Таблица 1. Физические свойства и плотность кислорода.

Плотность, кг/м3

1,42987 – газ

1141 – жидкость

Температура плавления, oС

-218,35

Температура кипения, oС

-182,96

Энергия ионизации атома, эВ

9,32

Относительная электроотрицательность

1,51

Радиус атома, нм

112

Кислород образует двухатомные молекулы, характеризующиеся высокой прочностью: стандартная энтальпия атомизации кислорода равна 498 кДж/моль. При комнатной температуре его диссоциация на атомы ничтожна; лишь при 1500oC она становится заметной.

Твердый кислород синего цвета, а жидкий – голубого. Окраска обусловлена взаимным влиянием молекул.

Известны три аллотропные формы кислорода: кислород O2, озон O3 и крайне неустойчивый тетракислород O4.

Распространенность кислорода в природе

Кислород является самым распространенным элементом земной коры. В атмосфере его находится около 23% (масс.), в составе воды – около 89%, в человеческом организме – около 65%, в песке содержится 53% кислорода, в глине – 56% и т.д. Если подсчитать его количество в воздухе (атмосфере), воде (гидросфере) и доступной непосредственному химическому исследованию части твердой земной коры (литосфере), то окажется, что на долю кислорода приходится примерно 50% их общей массы.

В связанном состоянии кислород входит в состав почти всех окружающих нас веществ. Так, например, вода, песок, многие горные породы и минералы, встречающиеся в земной коре, содержат кислород. Кислород является составной частью многих органических соединений, например белков, жиров и углеводов, имеющих исключительно большое значение в жизни растений, животных и человека.

Рассчитать относительную плотность кислорода по азоту и по воздуху

1. Определим относительную плотность по азоту:

DN₂ (O₂) = M (O₂) : M (N₂);

M (O₂) = 16 * 2 = 32 г/моль;

M (N₂) = 14 * 2 = 28 г/моль;

DN₂ (O₂) = 32 : 28 = 1,1429;

2. находим относительную плотность по воздуху:

Dвозд (O₂) = M (O₂) : M (воздуха);

M (воздуха) = 29 г/моль;

Dвозд (O₂) = 32 : 29 = 1,1034.

Ответ: DN₂ (O₂) = 1,1429; Dвозд (O₂) = 1,1034.

Оцените статью
Кислород
Добавить комментарий