Всё об оксиде двухвалентной меди, взаимодействие CuO и NaOH, формулы и уравнения реакций

Всё об оксиде двухвалентной меди, взаимодействие CuO и NaOH, формулы и уравнения реакций Кислород

Все тесты

  • Тест на темуАнализ стихотворения «Не с теми я, кто бросил землю» А. Ахматовой5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Перемена» Б. Пастернака5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Стихи о Петербурге» А. Ахматовой5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Стихи к Блоку» М. Цветаевой5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Клеветникам России» А. Пушкина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Завещание» Н. Заболоцкого5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Стихи о Москве» М. Цветаевой5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Молитва» М. Цветаевой5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «И. И. Пущину!» А. Пушкина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «День и ночь» Ф. Тютчева5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Весна в лесу» Б. Пастернака5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Журавли» Р. Гамзатова5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Люблю» В. Маяковского5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Когда на меня навалилась беда» К. Кулиева5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Гамлет» Б. Пастернака5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Русь» А. Блока5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Ночь» В. Маяковского5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения К. Симонова «Ты помнишь, Алёша, дороги Смоленщины…»5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения Жуковского «Приход весны»5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения Анны Ахматовой «Сероглазый король»5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Июль – макушка лета…»5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Мелколесье. Степь и дали…» С. Есенина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Не позволяй душе лениться» Н. Заболоцкого5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «На дне моей жизни» А. Твардовского5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Нивы сжаты, рощи голы…» С. Есенина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Бабушкины сказки» С. Есенина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Снежок» Н. Некрасова1 вопрос
  • Тест на темуАнализ стихотворения «По вечерам» Н. Рубцова5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Вчерашний день, часу в шестом…» Н. Некрасова5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Цветы последние милей…» А. Пушкина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Я знаю, никакой моей вины…» А. Твардовского5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Я не ищу гармонии в природе»Н. Заболоцкого5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Разбуди меня завтра рано» С. Есенина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Снега потемнеют синие» А. Твардовского5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Осень» Н. Карамзина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Молитва» А. Ахматовой5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Вечер» А. Фета5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Не жалею, не зову, не плачу» С. Есенина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Тучи» М. Лермонтова5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Книга» Г. Тукая5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Необычайное приключение, бывшее с Владимиром Маяковским летом на даче» В. Маяковского5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Деревня» А. Пушкина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Летний вечер» А. Блока5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Я убит подо Ржевом» А. Твардовского5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Элегия» А. Пушкина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Зимнее утро» А. Пушкина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Троица» И. Бунина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Бабушке» М. Цветаевой5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «О весна без конца и краю» А. Блока5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Море» В. Жуковского5 вопросов

Закономерности изменения свойств оксидов

Увеличение степени окисления и уменьшение радиуса его иона (при этом происходит уменьшение эффективного отрицательного заряда на атоме кислорода –δ0) делают оксид более кислотным. Это и объясняет закономерное изменение свойств оксидов от основных к амфотерным и далее к кислотным.

А) В одном периоде при увеличении порядкового номера происходит усиление кислотных свойств оксидов и увеличение силы соответствующих им кислот.химические свойства оксидов

Таблица 2: Зависимость кислотно-основных свойств оксидов от эффективного заряда на атоме кислорода

ОксидNa2OMgOAl2O3SiO2P4O1023SO3Cl2O7
Эффективный заряд δ0-0,81-0,42-0,31-0,23-0,13-0,06-0,01
Кислотно- основные свойства оксидаОсновныйОсновныйАмфотерныйКислотный

 Б)В главных подгруппах периодической системы при переходе от одного элемента к другому сверху вниз наблюдается усиление основных свойств оксидов:химические свойства оксидов

В)При  повышении степени окисления элемента усиливаются кислотные свойства оксидов и ослабевают основные:

Таблица 3: Зависимость кислотно-основных свойств от степени окисления металловхимические свойства оксидов

Классификация оксидов по химическим свойствами

Несолеобразующие оксиды – оксиды, которым не соответствуют ни кислоты, ни основания.

Солеобразные оксиды – это двойные оксиды, в состав которых входят атомы одного металла в разных степенях окисления.

Металлы, проявляющие в соединениях несколько степеней окисления, образуют двойные, или солеобразные оксиды. Например, Pb3O4, Fe3O4, Mn3O4(формулы этих оксидов могут быть записаны также в виде 2PO·PbO2, FeO·Fe2O3, MnO·Mn2O3 соответственно).

Например, Fe3O4→FeO·FeO3: представляет собой основной оксид FeO химически связанный с амфотерным оксидом Fe2O3, который в данном случае проявляет свойства кислотного оксида. И Fe3O4 формально можно рассматривать как соль, образованную основанием  Fe(OH)2 и кислотой [HFeO2], которая не существует в природе:классификация оксидов

От  гидрата оксида свинца (IV), как от кислоты, и Pb(OH2), как основания, могут быть получены два двойных оксида Pb2O3, Pb3O4(сурик), которые можно рассматривать как соли.

Среди  оксидов, особенно среди оксидов d–элементов, много соединений переменного состава (бертолиды), содержание кислорода в которых не соответствует стехиометрическому составу, а изменяется в довольно широких пределах, например, состав оксида титана (II) TiO изменяется в пределах TiO0,65 – TiO1,25.

Солеобразующие оксиды – это оксиды, которые образуют соли. Оксиды этого типа делятся на три класса: основные, амфотерные и кислотные.

Основные оксиды – оксиды, элемент которых при образовании соли или основания становится катионом.

Кислотные оксиды– это оксиды, элемент которых при образовании соли или кислоты входит в состав аниона.

Амфотерные оксиды– это оксиды, которые в зависимости от условий реакции могут проявлять как свойства кислотных, так и свойства основных оксидов.

При образовании солей степени окисления элементов, образующих оксиды, не изменяются, например:оксиды Если при образовании соли происходит изменение степеней окисления элементов, образующих оксиды, то получившуюся соль следует отнести к соли другой кислоты или другого основания, например:оксидыFe2(SO4)3 представляет собой соль, образованную серной кислотой и гидроксидом железа (III)- Fe(OH)3, которому соответствует оксид Fe2O3.оксиды Образовавшиеся соли являются солями азотистой (H 3NO2) и азотной (H 5NO3) кислот, которым соответствуют оксиды:оксиды

Медь, свойства, соединения, сплавы, производство, применение

Медь

Медь (лат. Cuprum) — химический элемент I группы периодической системы Менделеева (атомный номер 29, атомная масса 63,546). В соединения медь обычно проявляет степени окисления 1 и 2, известны также немногочисленные соединения трехвалентной меди.

Медь — один из семи металлов, известных с глубокой древности. Переходный период от каменного к бронзовому веку (4 — 3-е тысячелетие до н.э.) назывался медным веком или халколитом (от греческого chalkos — медь и lithos — камень) или энеолитом (от латинского aeneus — медный и греческого lithos — камень). В этот период появляются медные орудия. Известно, что при возведении пирамиды Хеопса использовались медные инструменты.

Чистая медь — ковкий и мягкий металл красноватого, в изломе розового цвета, местами с бурой и пестрой побежалостью, тяжелый (плотность 8,93 г/см3), отличный проводник тепла и электричества, уступая в этом отношении только серебру (температура плавления 1083 °C).

Медь легко вытягивается в проволоку и прокатывается в тонкие листы, но сравнительно мало активна. В сухом вохдухе и кислороде при нормальных условиях медь не окисляется. Но она достаточно легко вступает в реакции: уже при комнатной температуре с галогенами, например с влажным хлором образует хлорид CuCl2, при нагревании с серой образует сульфид Cu2S, с селеном.

Но с водородом, углеродом и азотом медь не взаимодействует даже при высоких температурах. Кислоты, не обладающие окислительными свойствами, на медь не действуют, например, соляная и разбавленная серная кислоты. Но в присутствии кислорода воздуха медь растворяется в этих кислотах с образованием соотвествующих солей: 2Cu 4HCl O2 = 2CuCl2 2H2O.

В атмосфере, содержащей CO2, пары H2O и др., покрывается патиной — зеленоватой пленкой основного карбоната (Cu2(OH)2CO3)), ядовитого вещества.

Медь входит более чем в 170 минералов, из которых для промышленности важны лишь 17, в том числе: борнит (пестрая медная руда — Cu5FeS4), халькопирит (медный колчедан — CuFeS2), халькозин (медный блеск — Cu2S), ковеллин (CuS), малахит (Cu2(OH)2CO3). Встречается также самородная медь.

Плотность меди, удельный вес меди и другие характеристики меди

Плотность — 8,93*103кг/м3; Удельный вес — 8,93 г/cм3; Удельная теплоемкость при 20 °C — 0,094 кал/град; Температура плавления — 1083 °C ; Удельная теплота плавления — 42 кал/г; Температура кипения — 2600 °C ;

Модули упругости меди и коэффициент Пуассона

Наименование материалаМодуль Юнга, кГ/мм2Модуль сдвига, кГ/мм2Коэффициент Пуассона
Медь, литье8400
Медь прокатанная1100040000,31-0,34
Медь холоднотянутая130004900

СОЕДИНЕНИЯ МЕДИ

Оксид меди (I) Cu2O3 и закись меди (I) Cu2O, как и другие соединения меди (I) менее устойчивы, чем соединения меди (II). Оксид меди (I), или закись меди Cu2O в природе встречается в виде минерала куприта. Кроме того, она может быть получена в виде осадка красного оксида меди (I) в результате нагревания раствора соли меди (II) и щелочи в присутствии сильного восстановителя.

Оксид меди (II), или окись меди, CuO — черное вещество, встречающееся в природе (например в виде минерала тенерита). Его получают прокаливанием гидроксокарбоната меди (II) (CuOH)2CO3 или нитрата меди (II) Cu(NO2)2. Оксид меди (II) хороший окислитель.

Гидроксид меди (II) Cu(OH)2 осаждается из растворов солей меди (II) при действии щелочей в виде голубой студенистой массы. Уже при слабом нагревании даже под водой он разлагается, превращаясь в черный оксид меди (II). Гидроксид меди (II) — очень слабое основание.

Сульфат меди (II) CuSO4 в безводном состоянии представляет собой белый порошок, который при поглощении воды синеет. Поэтому он применяется для обнаружения следов влаги в органических жидкостях. Водный раствор сульфата меди имеет характерный сине-голубой цвет.

Эта окраска свойственна гидратированным ионам [Cu(H2O)4]2 , поэтому такую же окраску имеют все разбавленные растворы солей меди (II), если только они не содердат каких-либо окрашенных анионов. Из водных растворов сульфат меди кристаллизуется с пятью молекулами воды, образуя прозрачные синие кристаллы медного купороса.

Медный купорос применяется для электролитического покрытия металлов медью, для приготовления минеральных красок, а также в качестве исходного вещества при получении других соединений меди. В сельском хозяйстве разбавленный раствор медного купороса применяется для опрыскивания растений и протравливания зерна перед посевом, чтобы уничтожить споры вредных грибков.

Хлорид меди (II) CuCl2. 2H2O. Образует темно-зеленые кристаллы, легко растворимые в воде. Очень концентрированные растворы хлорида меди (II) имеют зеленый цвет, разбавленные — сине-голубой.

Нитрат меди (II) Cu(NO3)2.3H2O. Получается при растворении меди в азотной кислоте. При нагревании синие кристаллы нитрата меди сначала теряют воду, а затем легко разлагаются с выделением кислорода и бурого диоксида азота, переходя в оксид меди (II).

Гидроксокарбонат меди (II) (CuOH)2CO3. Встречается в природе в виде минерала малахита, имеющего красивый изумрудно-зеленый цвет. Искусственно приготовляется действием Na2CO3 на растворы солей меди (II). 2CuSO4 2Na2CO3 H2O = (CuOH)2CO3↓ 2Na2SO4 CO2↑ Применяется для получения хлорида меди (II), для приготовления синих и зеленых минеральных красок, а также в пиротехнике.

Ацетат меди (II) Cu (CH3COO)2.H2O. Получается обработкой металлической меди или оксида меди (II) уксусной кислотой. Обычно представляет собой смесь основных солей различного состава и цвета (зеленого и сине-зеленого). Под названием ярь-медянка применяется для приготовления масляной краски.

Комплексные соединения меди образуются в результате соединения двухзарядных ионов меди с молекулами аммиака. Из солей меди получают разноообразные минеральные краски. Все соли меди ядовиты. Поэтому, чтобы избежать образования медных солей, медную посуду покрывают изнутри слоем олова (лудят).

ПРОИЗВОДСТВО МЕДИ

Медь добывают из оксидных и сульфидных руд. Из сульфидных руд выплавляют 80% всей добываемой меди. Как правило, медные руды содержат много пустой породы. Поэтому для получения меди используется процесс обогащения. Медь получают методом ее выплавки из сульфидных руд.

Процесс состоит из ряда операций: обжига, плавки, конвертирования, огневого и электролитического рафинирования. В процессе обжига большая часть примесных сульфидов превращается в оксиды. Так, главная примесь большинства медных руд пирит FeS2 превращается в Fe2O3.

Газы, образующиеся при обжиге, содержат CO2, который используется для получения серной кислоты. Получающиеся в процессе обжига оксиды железа, цинка и других примесей отделяются в виде шлака при плавке. Жидкий медный штейн (Cu2S с примесью FeS) поступает в конвертор, где через него продувают воздух.

В ходе конвертирования выделяется диоксид серы и получается черновая или сырая медь. Для извлечения ценных (Au, Ag, Te и т.д.) и для удаления вредных примесей черновая медь подвергается сначала огневому, а затем электролитическому рафинированию. В ходе огневого рафинирования жидкая медь насыщается кислородом.

При этом примеси железа, цинка и кобальта окисляются, переходят в шлак и удаляются. А медь разливают в формы. Получающиеся отливки служат анодами при электролитическом рафинировании. Основным компонентом раствора при электролитическом рафинировании служит сульфат меди — наиболее распространенная и дешевая соль меди.

Для увеличения низкой электропроводности сульфата меди в электролит добавляют серную кислоту. А для получения компактного осадка меди в раствор вводят небольшое количество добавок. Металлические примеси, содержащиеся в неочищенной («черновой») меди, можно разделить на две группы.

1)Fe, Zn, Ni, Co. Эти металлы имеют значительно более отрицательные электродные потенциалы, чем медь. Поэтому они анодно растворяются вместе с медью, но не осаждаются на катоде, а накапливаются в электролите в виде сульфатов. Поэтому электролит необходимо периодически заменять.

2)Au, Ag, Pb, Sn. Благородные металлы (Au, Ag) не претерпевают анодного растворения, а в ходе процесса оседают у анода, образуя вместе с другими примесями анодный шлам, который периодически извлекается. Олово же и свинец растворяются вместе с медью, но в электролите образуют малорастворимые соединения, выпадающие в осадок и также удаляемые.

СПЛАВЫ МЕДИ

Сплавы, повышающие прочность и другие свойства меди, получают введением в нее добавок, таких, как цинк, олово, кремний, свинец, алюминий, марганец, никель. На сплавы идет более 30% меди.

Латуни — сплавы меди с цинком ( меди от 60 до 90% и цинка от 40 до 10%) — прочнее меди и менее подвержены окислению. При присадке к латуни кремния и свинца повышаются ее антифрикционные качества, при присадке олова, алюминия, марганца и никеля возрастает антикоррозийная стойкость.

Бронзы. Раньше бронзами называли сплавы меди (80-94%) и олова (20-6%). В настоящее время производят безоловянные бронзы, именуемые по главному вслед за медью компоненту.

Алюминиевые бронзы содержат 5-11% алюминия, обладают высокими механическими свойствами в сочетании с антикоррозийной стойкостью.

Свинцовые бронзы, содержащие 25-33% свинца, используют главным образом для изготовления подшипников, работающих при высоких давлениях и больших скоростях скольжения.

Кремниевые бронзы, содержащие 4-5% кремния, применяют как дешевые заменители оловянных бронз.

Бериллиевые бронзы, содержащие 1,8-2,3% бериллия, отличаются твердостью после закалки и высокой упругостью. Их применяют для изготовления пружин и пружинящих изделий.

Кадмиевые бронзы — сплавы меди с небольшим количества кадмия (до1%) — используют для изготовления арматуры водопроводных и газовых линий и в машиностроении.

Припои — сплавы цветных металлов, применяемые при пайке для получения монолитного паяного шва. Среди твердых припоев известен медносеребряный сплав (44,5-45,5% Ag; 29-31%Cu; остальное — цинк).

ПРИМЕНЕНИЕ МЕДИ

Медь, ее соединения и сплавы находят широкое применение в различных отраслях промышленности.

В электротехнике медь используется в чистом виде: в производстве кабельных изделий, шин голого и контактного проводов, электрогенераторов, телефонного и телеграфного оборудования и радиоаппаратуры. Из меди изготавливают теплообменники, вакуум-аппараты, трубопроводы. Более 30% меди идет на сплавы.

Сплавы меди с другими металлами используют в машиностроении, в автомобильной и тракторной промышленности (радиаторы, подшипники), для изготовления химической аппаратуры.

Высокая вязкость и пластичность металла позволяют применять медь для изготовления разнообразных изделий с очень сложным узором. Проволока из красной меди в отожженном состоянии становится настолько мягкой и пластичной, что из нее без труда можно вить всевозможные шнуры и выгибать самые сложные элементы орнамента.

Коэффициент линейного и объемного расширения меди при нагревании приблизительно такой же , как у горячих эмалей, в связи с чем при остывании эмаль хорошо держится на медном изделии, не трескается , не отскакивает. Благодаря этому мастера для производства эмалевых изделий предпочитают медь всем другим металлам.

Как и некоторые другие металлы, медь входит в число жизненно важных микроэлементов. Она участвует в процессе фотосинтеза и усвоении растениями азота, способствует синтезу сахара, белков, крахмала, витаминов. Чаще всего медь вносят в почву в виде пятиводного сульфата — медного купороса CuSO4.5H2O.

Примечания

  1. Дикислород // Большая Энциклопедия Нефти Газа
  2. J. Priestley, Experiments and Observations on Different Kinds of Air, 1776.
  3. W. Ramsay, The Gases of the Atmosphere (the History of Their Discovery), Macmillan and Co, London, 1896.
  4. 4,04,14,2Inorganic Crystal Structure Database
  5. Margaret-Jane Crawford и Thomas M. Klapötke The trifluorooxonium cation, OF3 // Journal of Fluorine Chemistry. — 1999. — Т. 99. — С. 151-156.
  6. Curie P., Curie M. (1899). «Effets chimiques produits par les rayons de Becquerel«. Comptes rendus de l’Académie des Sciences129: 823-825. 
  7. Радиационная химия // Энциклопедический словарь юного химика. 2-е изд.. — М.: 1990. — С. 200.
  8. Руководство для врачей скорой помощи / Михайлович В. А. — 2-е изд., перераб. и доп. — Л.: Медицина, 1990. — С. 28-33. — 544 с. — 120 000 экз. — ISBN 5-225-01503-4. (см. ISBN )
  9. Food-Info.net : E-numbers : E948 : Oxygen.

Ракетное топливо

В качестве окислителя для ракетноготоплива применяется жидкий кислород, пероксид водорода, азотная кислота и другие богатые кислородом соединения.

Смесь жидкого кислорода и жидкого озона — один из самых мощных окислителей ракетного топлива (удельный импульс смеси водород — озон превышает удельный импульс для пары водород-фтор и водород-фторид кислорода).

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 наркозной аппаратуре, 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 манометруредуктора) умножают на величину ёмкости баллона в литрах.

В пищевой промышленности кислород зарегистрирован в качестве пищевой добавкиE948[9], как пропеллент и упаковочный газ.

Распространенность оксигена в природе

Оксиген — один из самых распространенных элементов на нашей планете. В земной коре его атомов больше, чем атомов любого другого элемента (§ 6). Атомы Оксигена содержатся в песке, глине, известняке, многих минералах. Оксиген — второй по распространенности в атмосфере (после Нитрогена) и в гидросфере (после Гидрогена).

Атомы Оксигена входят в состав молекул многих веществ, находящихся в живых организмах (белков, жиров, крахмала и пр.). В теле взрослого человека массовая доля этого элемента составляет примерно 65 %.

Кислород. Важнейшее простое вещество Оксигена — кислород. Этот газ необходим для дыхания; он поддерживает горение.

Формула кислорода вам известна — Кислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерами

Молекула кислорода достаточно устойчива. Но под действием электрического разряда или ультрафиолетовых лучей, а также при температуре свыше 2000 °С она распадается на атомы:

Кислород — компонент воздуха, природной смеси газов. На него приходится приблизительно 1/5

Атомы Оксигена входят в состав молекул многих веществ, находящихся в живых организмах (белков, жиров, крахмала и пр.). В теле взрослого человека массовая доля этого элемента составляет примерно 65 %.

Кислород. Важнейшее простое вещество Оксигена — кислород. Этот газ необходим для дыхания; он поддерживает горение.

Формула кислорода вам известна — 02. Это вещество содержит молекулы, состоящие из двух атомов Оксигена.

Молекула кислорода достаточно устойчива. Но под действием электрического разряда или ультрафиолетовых лучей, а также при температуре свыше 2000 °С она распадается на атомы:

02 = 20.

Кислород — компонент воздуха, природной смеси газов. На него приходится приблизительно 1/5 объема воздуха. Состав сухого воздухаКислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерами

Организм взрослого мужчины ежесуточно потребляет приблизительно 900 г кислорода, а женщины — 600 г.

Состав воздуха:

Газ компонент воздуха       Доля воздуха в%

НазваниеФормулаобъемная*массовая
АзотКислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерами78,0975,51
КислородКислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерами20,9523,15
АргонКислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерами0,931,28
углекислый газКислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерами0,0370,056
Другие газыменее 0,002менее 0,003

* Объемная доля вещества в смеси — отношение объема вещества к объему смеси. Объемную долю обозначают греческой буквой Кислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерами

Определить объемную долю кислорода в воздухе можно экспериментально. Для этого нужны стеклянная бутылка без дна с пробкой и кристаллизатор с водой. В пробку вставляют ложку для сжигания, в которую набрано немного красного фосфора. Его поджигают, быстро вносят в бутылку и плотно I закрывают ее пробкой (рис. 52).

Кислород содержится не только в атмосфере. Небольшое его количество вместе с другими газами воздуха растворено в природной воде.

Существует еще одно простое вещество Оксигена — озон Кислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерами Это бесцветный сильнотоксичный газ с резким запахом. Он очень неустойчив и постепенно превращается в кислород: Кислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерами

Озон содержится в атмосфере в незначительном количестве; его объемная доля не превышает

Определение объемной доли кислорода в воздухе сжиганием фосфора:

а — начало опыта;

б — окончание опыта

 Кислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерами

1 0,0004 %. Распадаясь, он поглощает часть ультрафиолетовых лучей солнечного света, вредную для растений и животных, и тем самым оберегает природу.

Свойства и применение кислорода

Рассмотрите картинки и поясните свои соображения. Какова причина длительного пребывания водолазов под водой? Где ещё используется кислородный баллон?

Физические свойства:

Кислород — это бесцветный газ без запаха и вкуса, относительно мало растворим в воде (при температуре 20°С в 100 объёмах воды растворяется 3,1 объёма кислорода). Кислород немного тяжелее воздуха, при температуре — 183 °С сжижается, а при понижении температуры до — 218,8 °С — затвердевает.

Химические свойства:

В обычных условиях кислород в чистом виде и в составе воздуха химически неактивен. Однако при нагревании его активность резко возрастает. Кислород может находиться во взаимодействии с большинством простых веществ — неметаллами и металлами, а также со сложными веществами.

Взаимодействие кислорода с неметаллами. Если раскалить под действием пламени спиртовки уголек в железной ложке, то он не загорится, а начнет дымиться. Поместим железную ложку с дымящимся угольком в банку с кислородом (для того, чтобы банка не разбилась, дно посыпаем мелким песком). Раскаленный уголек будет гореть без пламени, выделяя тепло. Если нальем в банку известковую воду Кислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерамиКислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерамиКислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерамиКислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерами

При горении раскаленного угля в условиях нехватки кислорода образуется очень опасный удушающий угарный газ:

Нагреем в железной ложке немножко серы. Сера горит слабым голубоватым пламенем. Опустим ложку в банку с кислородом. Скорость горения серы увеличивается, появляется пламя ярко-голубого цвета. В банке образуется бесцветный газ с резким запахом — серный газ (Кислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерами

Возьмем немного фосфора в железной ложке и нагреем на огне спиртовки. Фосфор начинает гореть. Если опустить горящий фосфор в банку с кислородом, то горение ускорится и очень скоро банка наполнится белым дымом оксида фосфора (V). Горение фосфора тоже сопровождается выделением теплоты.

Все неметаллы, кроме фтора (Кислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерамиКислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерамиКислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерамиКислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерамиКислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерами

Взаимодействие кислорода с металлами. Кроме ценных (благородных) металлов (Ag, Au, Pt), большинство других металлов находятся в непосредственном взаимодействии с кислородом. Для вступления металлов в реакцию с кислородом, их следует нагреть, после чего реакция протекает самопроизвольно, с выделением света и тепла.

Магний горит в воздухе ярким, ослепительным пламенем. Если опустить ленту горящего магния в сосуд с кислородом, яркость пламени еще больше увеличится. В результате реакции образуется белый порошок оксида магния:

Если, насадив на железную проволоку деревянную щепку, мы зажжем ее и опустим в сосуд с кислородом, то вначале будет гореть кусок дерева, а затем железо. Железо горит без пламени, разбрасывая вокруг искры железной окалины.

Сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых является кислородом, называются оксидами.

Взаимодействие сложных веществ с кислородом. Как и простые вещества, сложные вещества тоже могут гореть в кислороде и окисляться. Реакции взаимодействия веществ с кислородом являются реакциями окисления. Ряд оксидов, взаимодействуя с кислородом, образуют новые оксиды.

В наших квартирах ежедневно в газовых печах горит природный газ (Кислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерамиКислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерамиКислород как химический элемент в химии - формулы, определение с примерами

Серные соединения некоторых металлов (сульфиды) при горении в кислороде образуют два оксида.

Применение:

Сварка и резка металлов происходит при участии чистого кислорода. В металлургической и химической промышленности больше всего используется кислород из воздуха. Например, при производстве чугуна и серной кислоты использование кислорода из воздуха позволяет значительно ускорить и повысить производительность производственных процессов.

В медицине чистый кислород применяют для облегчения затрудненного дыхания. В этих целях в больницах используются кислородные подушки и заполненные чистым кислородом стальные баллоны. Летающие на большой высоте летчики, космонавты, работающие под водой водолазы также пользуются небольшими по размеру кислородными баллонами.

Все живые организмы в природе при дыхании употребляют кислород, ежегодно усваивая миллионы тонн атмосферного кислорода. Так, например, было вычислено, что только люди употребляют в течение года свыше 1330 миллиардов кубических метров атмосферного кислорода.

В организме человека и животных происходит медленное окисление глюкозы кислородом (рис. 2).

Таблица оксидов (1 часть):

Атомный номерХимический элементСимволОксиды
1ВодородHH2O (вода)
2ГелийHeнет
3ЛитийLiLi2O (оксид лития)
4БериллийBeBeO (оксид бериллия)
5БорBB2O3 (оксид бора​ (III)​)
6УглеродCCO (оксид углерода (II), монооксид углерода, угарный газ),

CO2 (оксид углерода​(IV)​, диоксид углерода, углекислый газ),

C3O2 (диоксид триуглерода),

(C3O2)n  (политрикарбодиоксид),

C5O2 (1,2,3,4-пентатетраен-1,5-дион),

C6O6 (диангидрид этилентетракарбоновой кислоты)

C12O9 (меллитовый ангидрид),

C12O12 (гексагидроксибензол трисоксалат),

и др.

7АзотNN2O (оксид азота (I), закись азота, оксонитрид азота, веселящий газ),

NO (оксид азота (II), мон(о)оксид азота, окись азота, нитрозил-радикал),

N2O3 (оксид азота (III), азотистый ангидрид, сесквиоксид азота),

NO2 (диоксид азота, оксид азота (IV), двуокись азота),

N2O5 (оксид азота (V), пентаоксид азота, пентаоксид диазота, нитрат нитрила, нитрат нитрония, азотный ангидрид),

N2O4 (димер диоксида азота, тетраоксид диазота, азотный тетраоксид),

и др.

8КислородO —
9ФторFнет
10НеонNeнет
11НатрийNaNa2O (оксид натрия)
12МагнийMgMgO (оксид магния)
13АлюминийAlAl2O3 (оксид алюминия)
14КремнийSiSiO (оксид кремния (II), монооксид кремния),

SiO2 (оксид кремния ​(IV)​, диоксид кремния, кремнезём)

15ФосфорPP4O (монооксид тетрафосфора),

P4O2 (диоксид тетрафосфора),

P2O3 или P4O6 (оксид фосфора ​(III), фосфористый ангидрид, гексаоксид тетрафосфора),

P4O8 (оксид фосфора ​(IV), октаоксид тетрафосфора),

P2O5 или P4O10 (оксид фосфора​ (V)​, пентаоксид фосфора, фосфористый ангидрид, гексаоксид тетрафосфора)

16СераSSO (оксид серы (II), монооксид серы, моноокись серы),

SO2 (оксид серы​ (IV), диоксид серы, двуокись серы, сернистый газ, сернистый ангидрид​),

SO3 (оксид серы ​(VI), трёхокись серы, серный газ, ангидрид серной кислоты)

17ХлорClCl2O (оксид хлора (I), гемиоксид хлора, ангидрид хлорноватистой кислоты),

ClO2 (диоксид хлора, оксид хлора (IV), двуокись хлора),

ClOClO3 (перхлорат хлора ),

Cl2O6 (дихлоргексаоксид, оксид хлора (V, VII), перхлорат хлорила),

Cl2O7 (оксид хлора (VII), дихлорогептаоксид, хлорный ангидрид),

и др.

18АргонArнет
19КалийKK2O (оксид калия)
20КальцийCaCaO (оксид кальция, окись кальция, негашёная известь, в просторечии — кирабит, кипелка)
21СкандийScSc2O3 (оксид скандия, сесквиоксид скандия)
22ТитанTiTiO  (оксид титана​ (II)),

Ti2O3 (оксид титана​(III)​, трёхокись титана),

TiO2 (оксид титана (IV), диоксид титана, двуокись титана, титановые белила)

23ВанадийVVO (оксид ванадия ​(II), окись ванадия),

V2O3 (оксид ванадия (III), трехокись ванадия),

VO2 (оксид ванадия (IV), диоксид ванадия, двуокись ванадия),

V2O5 (оксид ванадия (V), пентаоксид диванадия)

24ХромCrCrO (оксид хрома (II), закись хрома),

Cr2O3 (оксид хрoма (III), сесквиоксид хрома, хромовая зелень, эсколаит),

CrO2 (оксид хрома​ (IV)​, диоксид хрома, двуокись хрома),

CrO3 (оксид хрома (VI), триоксид хрома, трёхокись хрома, хромовый ангидрид)

25МарганецMnMnO (оксид марганца ​(II), окись марганца, монооксид марганца),

Mn3O4 (оксид марганца ​(II,III)​, окисел марганца),

Mn5O8 (оксид марганца​ (II,IV)​, окисел марганца),

Mn2O3 (оксид марганца​ (III), окисел марганца),

MnO2 (оксид марганца (IV), диоксид марганца),

MnO3 (оксид марганца (VI), окисел марганца),

Mn2O7 (оксид марганца (VII))

26ЖелезоFeFeO (оксид железа (II), закись железа),

Fe2O3 (оксид железа (III), окись железа, колькотар, крокус, железный сурик, гематит),

Fe3O4 (оксид железа​ (II,III), закись-окись железа, железная окалина, магнетит, магнитный железняк),

и др.

27КобальтCoCoO (оксид кобальта ​(II)​, окись кобальта),

Co3O4 (оксид кобальта (II,III), окись кобальта​),

Co2O3 (оксид кобальта (III), окись кобальта​),

CoO2•H2O (оксид кобальта ​(IV)​, гидрат оксида кобальта)

28НикельNiNiO (оксид никеля​ (II), окись никеля, бунзенит),

Ni2O3 (оксид никеля​ (III), окисел никеля; сесквиоксид никеля)

29МедьCuCu2O (оксид меди (I), гемиоксид меди, оксид димеди, закись меди, куприт),

CuO (оксид меди​ (II), окись меди),

Cu2O3  (оксид меди​ (III), триоксид димеди​)

30ЦинкZnZnO  (оксид цинка, окись цинка)
31ГаллийGaGa2O (оксид галлия​ (I), ​закись галлия, гемиоксид галлия),

Ga2O3 (оксид галлия (III))

32ГерманийGeGeO (оксид германия (II), окись германия),

GeO2 (оксид германия (IV), диоксид германия, двуокись германия)

33МышьякAsAs2O3 (оксид мышьяка (III), триоксид мышьяка),

As2O5 (оксид мышьяка (V), пентоксид мышьяка)

34СеленSeSeO2 (оксид селена (IV)диоксид селена, двуокись селена, доунеит, селенолит),

SeO3 (оксид селена ​(VI), триоксид селена, селеновый ангидрид)

35БромBrBr2O (оксид брома, ​ оксид брома (I), окись брома, ангидрид бромноватистой кислоты​)

Таблица оксидов (2 часть):

36КриптонKrнет
37РубидийRbRb2O (оксид рубидия, окись рубидия)
38СтронцийSrSrO (оксид стронция, окись стронция)
39ИттрийYY2O3 (оксид иттрия, сесквиоксид иттрия)
40ЦирконийZrZrO2 (оксид циркония (IV), оксид циркония, диоксид циркония)
41НиобийNbNbO (оксид ниобия ​(II), окись ниобия​),

Nb2O3 (оксид ниобия​ (III), окись ниобия​),

NbO2 (оксид ниобия​ (IV), окись ниобия),

Nb2O5 (оксид ниобия​ (V), окись ниобия)

42МолибденMoMo2O3 (оксид молибдена​ (III), окись молибдена),

MoO2 (оксид молибдена​ (IV), окись молибдена),

Mo2O5 (оксид молибдена​ (V), окись молибдена),

MoO3 (оксид молибдена ​(VI)​, триоксид молибдена, триоксомолибден, молибдит)

43ТехнецийTcTcO2 (оксид технеция ​(IV), окись технеция (IV)),

Tc2O7 (оксид технеция ​(VII), окись технеция (VII))

44РутенийRuRu2O3 (оксид рутения​ (III), окись рутения (III), сесквиоксид рутения),

RuO2 (оксид рутения​(IV)​, окись рутения (IV)),

RuO4 (оксид рутения​(VIII)​, тетраоксид рутения)

45РодийRhRhO (оксид родия ​(II)​, окисел родия),

Rh2O3 (оксид родия ​(III)​, сесквиоксид родия),

RhO2 (оксид родия​ (IV), окисел родия)

46ПалладийPdPdO (оксид палладия ​(II)​, окись палладия),

Pd2O3n H2O (оксид палладия ​(III)​, окисел палладия),

PdO2 (оксид палладия ​(IV), окисел палладия​)

47СереброAgAg2O (оксид серебра ​(I)​),

Ag 1Ag 3O2 или Ag2O2 (оксид серебра ​(I,III)​, оксид серебра (III)-серебра (I), монооксид серебра, диоксид дисеребра)

48КадмийCdCd2O (оксид кадмия ​(I)​),

CdO (оксид кадмия​(II)​)

49ИндийInIn2O (оксид индия ​(I)​, окись индия (I), гемиоксид индия, закись индия),

InO (оксид индия ​(II)​, окись индия (II)),

In2O3 (оксид индия ​(III))

50ОловоSnSnO (оксид олова ​(I), монооксид олова, олово окись (II), олово закись, олово одноокись​),

SnO2 (оксид олова​(IV), окись олова, двуокись олова, диоксид олова, касситерит),

Sn3O4

51СурьмаSbSb2O3 (оксид сурьмы ​(III)​, сесквиоксид сурьмы, сурьмянистый ангидрид),

Sb2O5 (оксид сурьмы ​(V)​, пятиокись сурьмы, сурмяный ангидрид),

Sb2O4 или SbIIISbVO4 (тетраоксид сурьмы, диоксид сурьмы)

52ТеллурTeTeO2 (оксид теллура (IV), диоксид теллура, теллурит, двуокись теллура, ангидрид теллуристой кислоты),

TeO3 (оксид теллура (VI)​, триоксид теллура, трёхокись теллура, ангидрид теллуровой кислоты),

Te2O5,

Te4O9

53ЙодII 12O (монооксид дийода),

I 2O (монооксид йода),

I 4O2 (диоксид йода),

I 3, 52O4 или I 3O(I 5O3) или (I 3, 5O2)2 (тетраоксид дийода, иодноватокислый йод),

I 52O5 или O(IO2)2 (оксид йода ​(V), пентаоксид дийода, иодноватый ангидрид​),

I 3, 54O9 или I 3(I 5O3)3 или I 3(OI 5O2)3 (иодат йода​ (III), иодноватокислый йод, нонаоксид тетрайода​)

54КсенонXe
55ЦезийCs
56БарийBa
57ЛантанLa
58ЦерийCe
59ПразеодимPr
60НеодимNd
61ПрометийPm
62СамарийSm
63ЕвропийEu
64ГадолинийGd
65ТербийTb
66ДиспрозийDy
67ГольмийHo
68ЭрбийEr
69ТулийTm
70ИттербийYb

Физические свойства

Файл:AYool WOA surf O2.png

В мировом океане содержание растворённого O2 больше в холодной воде, а меньше — в тёплой.

При нормальных условиях кислород — это газ без цвета, вкуса и запаха.

1 л его имеет массу 1,429 г. Немного тяжелее воздуха. Слабо растворяется в воде (4,9 мл/100 г при 0 °C, 2,09 мл/100 г при 50 °C) и спирте (2,78 мл/100 г при 25 °C).

Хорошо растворяется в расплавленном серебре (22 объёма O2 в 1 объёме Ag при 961 °C).
Межатомное расстояние — 0,12074 нм. Является парамагнетиком.

При нагревании газообразного кислорода происходит его обратимая диссоциация на атомы: при 2000 °C — 0,03 %, при 2600 °C — 1 %, 4000 °C — 59 %, 6000 °C — 99,5 %.

Жидкий кислород (температура кипения −182,98 °C) — это бледно-голубая жидкость.

Файл:Phase diagram of oxygen.png
Фазовая диаграмма O2

Твёрдый кислород (температура плавления −218,35°C) — синие кристаллы.
Известны 6 кристаллических фаз, из которых три существуют при давлении в 1 атм.:

  • α2 — существует при температуре ниже 23,65 К; ярко-синие кристаллы относятся к моноклинной сингонии, параметры ячейкиa=5,403 Å, b=3,429 Å, c=5,086 Å; β=132,53°[4].
  • β2 — существует в интервале температур от 23,65 до 43,65 К; бледно-синие кристаллы (при повышении давления цвет переходит в розовый) имеют ромбоэдрическую решётку, параметры ячейки a=4,21 Å, α=46,25°[4].
  • γ2 — существует при температурах от 43,65 до 54,21 К; бледно-синие кристаллы имеют кубическую симметрию, период решётки a=6,83 Å[4].

Ещё три фазы образуются при высоких давлениях:

Химические свойства оксида меди (ii). химические реакции оксида меди (ii):

Оксид меди (II) относится к основным оксидам.

Химические свойства оксида меди (II) аналогичны свойствам основных оксидов других металлов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:

1. реакция оксида меди (II)с водородом:

CuО H2 → Cu H2О (t  = 300 oC).

В результате реакции образуется медь и вода.

2. реакция оксида меди (II) с углеродом:

CuО С → Cu СО (t  = 1200 oC).

В результате реакции образуется медь и оксид углерода.

3. реакция оксида меди (II)с серой:

CuО 2S → Cu S2О (t  = 150-200 oC).

Реакция протекает в вакууме. В результате реакции образуется медь и оксид серы.

4. реакция оксида меди (II)с алюминием:

3CuО 2Al → 3Cu Al2О3 (t  = 1000-1100 oC).

В результате реакции образуется медь и оксид алюминия.

5. реакция оксида меди (II)с медью:

CuО Cu → Cu2О (t  = 1000-1200 oC).

В результате реакции образуется оксид меди (I).

6. реакция оксида меди (II)с оксидом лития:

CuО Li2О → Li2CuО2 (t  = 800-1000 oC, О2).

Реакция протекает в токе кислорода. В результате реакции образуется купрат лития.

7. реакция оксида меди (II)с оксидом натрия:

CuО Na2О → Na2CuО2 (t  = 800-1000 oC, О2).

Реакция протекает в токе кислорода. В результате реакции образуется купрат натрия.

8. реакция оксида меди (II)с оксидом углерода:

CuО СО → Cu СО2.

В результате реакции образуется медь и оксид углерода (углекислый газ).

9. реакция оксида меди (II)с оксидом железа:

CuО Fe2O3 → CuFe2О4 (to).

В результате реакции образуется соль – феррит меди. Реакция протекает при прокаливании реакционной смеси.

10. реакция оксида меди (II)с плавиковой кислотой:

CuO 2HF → CuF2 H2O.

В результате химической реакции получается соль – фторид меди и вода.

11. реакция оксида меди (II)с азотной кислотой:

CuO 2HNO3 → 2Cu(NO3)2 H2O.

В результате химической реакции получается соль – нитрат меди и вода.

Аналогично проходят реакции оксида меди (II)и с другими кислотами.  

12. реакция оксида меди (II)с бромистым водородом (бромоводородом):

CuO 2HBr → CuBr2 H2O.

В результате химической реакции получается соль – бромид меди и вода.

13. реакция оксида меди (II)с йодоводородом:

CuO 2HI → CuI2 H2O.

В результате химической реакции получается соль – йодид меди и вода.

14. реакция оксида меди (II)с гидроксидом натрия:

CuO 2NaOH → Na2CuO2 H2O.

В результате химической реакции получается соль – купрат натрия и вода.

15. реакция оксида меди (II)с гидроксидом калия:

CuO 2KOH → K2CuO2 H2O.

В результате химической реакции получается соль – купрат калия и вода.

16. реакция оксида меди (II)с гидроксидом натрия и водой:

CuO 2NaOH H2O → Na2[Cu2(OН)]2 (t  = 100 oC).

Гидрокосид натрия растворен в воде. Раствор гидроксида натрия в воде 20-30 %. Реакция протекает при киппении. В результате химической реакции получается тетрагидроксокупрат натрия.

17. реакция оксида меди (II)с надпероксидом калия:

2CuO 2KO2 → 2KCuO2 О2 (t  = 400-500 oC).

В результате химической реакции получается соль – купрат (III) калия и кислород.

18. реакция оксида меди (II)с пероксидом калия:

2CuO 2K2O2 → 2KCuO2 (t  = 700 oC).

В результате химической реакции получается соль – купрат (III) калия.

19. реакция оксида меди (II)с пероксидом натрия:

2CuO 2Na2O2 → 2NaCuO2 (t  = 700 oC).

В результате химической реакции получается соль – купрат (III) натрия.

20. реакция оксида меди (II)с аммиаком:

3CuO 2NH3 → N2 3Cu 3H2O (t  = 500-550 oC).

Аммиак пропускают через нагретый оксид меди (II). В результате химической реакции получается азот, медь и вода.

6CuO 4NH3 → 2Cu3N N2  6H2O (t  = 250-300 oC).

В результате химической реакции получается нитрид меди, азот и вода.

21. реакция оксида меди (II) и йодида алюминия:

6CuO 4AlI3 →  6CuI 2Al2O3  3I2 (t  = 230 oC).

https://www.youtube.com/watch?v=playlist

В результате химической реакции получаются соль – йодид меди, оксид алюминия и йод.

Оцените статью
Кислород
Добавить комментарий