КИСЛОРОД (Oxygenium), О — химический элемент. Элемент VI группы периодична системы элементов; ат. н. 8 ат м 15, 9994 В норм, условиях — газ без цвета, запаха и вкуса. При образовании большинства соединении приобретает электроны, В окислах (напр.,Н20, Li20, СаО, Аl203, Si02, Р206, S03, С1207), кислородных к-тах и их солях К. проявляет формально степень окисления — 2, в пероксосоединениях (Н202, Na2O2, Ва202) есть кислородный перекисный мостик — О — О — с  межъядерным расстоянием 1,48 А, в надперекисях (К02, Rb02 Gs02) содержится группа 02 с межъядерным расстоянием 1,26 А, в озонидах (К03, Rb03, Cs03) — парамагнитный анион  0- 3.
Только в соединениях с фтором (F20, F202) и в солях диоксигенил-катиона. напр.  гексафтороплатинате  (+ 5) диоксигенила 02 [PtF6], К. проявляет степень окисления + 1. Природный К. состоит из стабильных изотопов 16О (99,759%), 17О (0,037%) и 18О (0,204%); получены радиоактивные изотопы 14О, 15О и 19О с периодами полураспада соответственно 72,1 сек, 2,1 мин и 29,4 сек. Открыли К. швед, химик К. В. Шееле — в 1771 (работы его опубликованы  в 1777) и независимо от него англ. ученый Дж. Пристли — в 1774. Франц. химик А. Л. Лавуазье повторил опыты Дж. Пристли (термическое разложение окиси ртути), дал элементу название и к 1777 создал кислородную теорию горения, дыхания и окисления, п.- самый распространенный в земной коре элемент: содержание его составляет  47,0%   по   массе,   или 55 ат.%.
 
В форме газа 02 в воздухе находится 1,2« 104 т К., что составляет 20,95 об.%, или 23% по массе. В нижних слоях стратосферы содержится очень небольшое количество озона 03, образующегося под действием ультрафиолетового излучения Солнца, а выше 80 км — атомы К., образующиеся вследствие распада молекул 02, 03 и водяного пара под действием коротковолнового излучения. К. в воде — 88,8%, в водах мирового океана — 85,7%; в природных водах растворено около 1,5• 10 13 m К. Из минералов, содержащих К. (их около 1400), наиболее распространены кварц и его модификации (53% К.), полевые шпаты, слюды и известняки (45—48%), окислы железа (28—43%), гипс и глины (около 55%).
 
Кислород образует два простых вещества: К.-газ и озон 03. При высоких давлениях возможно образование молекул 04. К.— трудно сжижающийся газ. Осн. термодинамические параметры — критическая точка: т-ра 154,8 К (—118,4° С); давление 50,14 ат; плотность 0,406 г/см3; тройная точка: температура 54,36 К (—218,8° С); давление 1,54 • 10-3 am. Т-ра кипения 90,18 К (—182,97° С) при давлении 760 мм рт. ст., теплота испарения 51,0 ккал/кг; плотность жидкого К. (т-ра 90,18 К) 1,142 г/см3. Т-ра плавления 54,36 К (—218,8° С); теплота плавления 3,3 ккал/кг. Кристаллич. модификации: кубическая, устойчивая выше т-ры 43,77 К (—229,4° С), с плотностью 1,27 г/см3 при т-ре —219° С; гексагональная, устойчивая от 23,85 К (—249,3° С) до 43,77 К, и ромбическая, устойчивая при т-ре ниже 23,85 К, с плотностью 1,426 г/см3.
 
Жидкий кислород — светло-голубого цвета, притягивается магнитам; твердый К.— синие кристаллы. Во всех агрегатных состояниях парамагнитен. Диэлектрическая постоянная газа — 1,000507, жидкого К.— 1,491. Масса 1 а газа при т-ре 0° С и давлении 1 ат равна 1,42897 г/л,      коэфф.      теплопроводности 58,3 • 10-6 кал/сек • см • град; теплоемкость Ср = 6,99  и  cv = 4,98  кал/моль • град; cp/cν = 1,403. Растворимость К. в воде (в 100 см3) при т-ре 0°С составляет 4,9 см3, при т-ре 20° С равна 3,1 см3. К. хорошо растворяется в органических растворителях  и затвердевании расплава, разбрызгивая металл; хорошо поглощается также тонкими порошками металлов и угля. Молекула  02 очень прочна(межъядерное расстояние 1,207 А), распад ее на атомы начинается выше т-ры 1500° С и становится полным при т-ре 5000° С. Энергия атомизации D298 = 119,12 ккал/молъ. Под действием ультрафиолетового излучения (А, — 190 нм) легко осуществляется фотолиз кислорода. Перем. степень окисления К., способность к принятию электронов от атомов др. элементов (сродство к электрону 1,47 эв/атом) и возможность отдачи своего электрона (1-й потенциал ионизации—13,6 в, электроотрицательность по шкале Полинга 3,5) обусловливают возможность образования твердых растворов в металлах и различного рода стехиометрических и нестехиометрических соединений. К. образует соединения со всеми элементами, кроме гелия, неона и аргона.
 
На основе типов и св-в кислородных соединений строится классификация неорганических соединений. Увеличение содержания К. в молекуле окисла усиливает кислотный характер этого окисла, напр. МnО проявляет Основные св-ва, а Мn207 является ангидридом марганцевой (перманганатной) кислоты НМn04. При обычных условиях взаимодействие с К. веществ, способных его присоединять, протекает в большинстве случаев медленно; при нагревании, под действием тихого или искрового электр. разряда, под давлением и при наличии катализатора скорость реакции значительно возрастает. Катализатором для очень многих реакций с К. является вода; абсолютно сухой К. при комнатной т-ре не взаимодействует с металлическим калием, с белым фосфором.Большинство реакций К. с различными веществами  экзотермичны;  некоторые из них используются для получения энергии в форме тепла и света (горение): в процессе сжигания угля, различных углеводородов, древесины, торфа и др. В смеси с горючими газами и парами, с тонкими порошками мн. металлов и органических веществ К.-газ образует взрывчатые смеси. К. непосредственно реагирует почти со всеми простыми веществами за исключением галогенов, инертных газов, платины и золота, соединения с к-рыми получаются косвенным путем.
 
В лабораторных условиях К. получают термическим разложением   окислов   (напр.,   Сr03), перекисей (напр., Ва02), солей кислородных кислот  (напр.,  КМn04), каталитическим разложением Н202, электролизом 30%-ного раствора калия гидроокиси с никелевыми электродами.   В  пром-сти К.  получают фракционированной перегонкой жидкого воздуха, а также как побочный продукт  при   получении  водорода электролизом воды. К. можно получать также из воздуха избирательной диффузией при повышенном давлении через пластмассовые мембраны (молекулярные сита).
 
Выпускают К. как газ технический, технологический, медицинский и жидкий технический.   Газообразный технический К. первого сорта содержит 02 не менее 99,7%, второго сорта — не менее 99,5%, третьего сорта — не менее 99,2%, технологический — не менее  95—98,5%,   медицинский — не менее 99,5%.  Медицинский К. не должен содержать воды, масла, окиси углерода, ацетилена, газообразных оснований и к-т, озона и др. газов-окислителей.  Допускается наличие двуокиси углерода (смесь К. с 5—7% С02 наз. «карбоген»). Из 1 кг жидкого К. образуется 0,75 м3 газа, из 1 л — 0,86 м3.  К. применяется в черной и цветной металлургии, хим. пром-сти, машиностроении, энергетике и др. областях для получения высоких т-р (порядка 2500—3000е С) и для интенсификации технологических процессов.
 
Замена воздуха кислородом снижает расход топлива и увеличивает производительность доменных мартеновских   печей,   вагранок, конверторов, электр. печей на 25 -30% и более, повышает качество выплавляемого металла. На выплавку 1 т чугуна расходуется К. около 1000 м33, на 1 т конверторной стали — около 80 ,на 1 т мартеновской стали — 15—25 м3. В цветной металлургии на 1 т металла расходуется 10 000—30 000 м3 К. Большое количество К. используют для автогенной сварки и резки, для газификации твердого топлива в кипящем слое, для огневого бурения твердых горных пород и др. Жидкий К.— основа мощных взрывчатых веществ — оксили-квитов (пропитанных жидким К. пористых горючих материалов, напр. древесных опилок); применяется в ракетных двигателях.
 
Кислород -газ без цвета , запаха и вкуса . Мало растворим в воде : в 100 объёмах воды при 20 °C. Растворяется около 3 объёмов кислорода . При нормальном давлении он сжижается при — 183°C. И затвердевает при — 219°C . В жидком и твёрдом состоянии имеет бледно – синюю окраску . Молекула кислорода — двухатомная , неполярная .
В промышленности кислород получают в основном фракционированной разгонкой жидкого воздуха . Его хранят и перевозят в стальных баллонах . В лаборатории его получают разложением соединений , богатых кислородом . Чаще всего для этого используют хлорат или перманганат калия (KMnO4) . Разложение KMnO4 происходит по реакции :
 
2KMnO4 = K2MnO4 +MnO2 + O2
 
Наиболее важным химическим свойством кислорода является его способность соединятся с большинством простых веществ с выделением теплоты и света . Чтобы вызвать горение веществ в кислороде , часто приходится нагревать их до оределённой температуры — температуры воспламенения , так как при обычной температуре кислород является довольно инертным веществом .
Наряду с горением известны многочисленные процессы медленного окисления при участии кислорода : дыхание живых организмов , ржавение металлов , гниение , тление и т.д . Выделяющая при этом теплота рассеивается в окружающее пространство , но в определённых условиях она может скапливаться и тогда происходит воспламенение , так самовоспламеняются масляные тряпки ,влажное сено и т.д.
Все окислительные процессы протекают гораздо быстрее в чистом кислороде , чем на воздухе . Например , лучина тлеющая на воздухе , при внесении в сосуд с кислородом вспыхивает и ярко горит .
Кислород — самый распространённый элемент на нашей планете : он составляет 49% от массы земной коры , гидросферы и атмосферы вместе взятых . В воздухе находится около 21% ( об. ) или 23 ( масс. ) кислорода .
Кислород воздуха непрерывно расходуется при дыхании , в процессе горения , гниения и т.д.
Его количество в воздухе всё время пополняется на солнечном свету . Общее количество кислорода , выделяемых растениями в атмосферу в процессе питания , примерно в 6 раз больше чем потребляемого ими для дыхания .
Кислород весьма распространён в природе в виде соединений . Он входит в состав всех важнейших горных пород : гранитов , гнейсов , песка , сланцев и многих других .
 
В воде содержится 88,89% ( масс. ) кислорода . Доступная нам часть твёрдой земной коры содержит 47,3% ( масс. ) кислорода ( в виде оксидов и кислородных солей ) . Кислород как элемент входит в состав тела человека , животных и растений . Содержание кислорода в живых организмах составляет около 65% ( масс. )
велико значение кислорода в технике и промышленности . При сжигании горючих газов в специально сконструированных горелках в токе чистого кислорода , температура пламени резко повышается по сравнением с пламенем на воздухе . Пламя водорода , сжигаемого в токе кислорода , достигает 2000 градусов  , а ацетилена — 3000 град…. Пламенем таких горючих газов пользуются для сварки и резки металлов , для плавления платины , кварца и других очень тугоплавких материалов . Жидкий кислород или жидкий воздух , сильно обогащённый кислородом , применяют для изготовления взрывчатых веществ ( оксиликвитов ) . Последнее представляет смесь пористого угля или других горючих составляющих ( нефть , парафин , нафталин ) с жидким воздухом .
Жидкий воздух применяют , в частности , как одна из составляющих при заправки ракет . Кислород широко используют для интенсификации ряда процессов металлургической и химической промышленности . Большое значение в применении кислорода в специальных аппаратах , используемых экипажами самолётов , подводных лодок , горно — рудном деле , в медицине и т.д.
 
Лит.: Кислород. Справочник, т. 1—2. М., 1967—73; Глизманенко Д. Л. Получение кислорода. М., ; Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей.
Также читают на тему Кислород.
Главная- КИСЛОРОД (Oxygenium), О - химический элемент, газ без цвета, запаха и вкуса
Применение- Ежегодное применение кислорода рассматривается в миллионы тон
История- Открыли во второй половине XVIII в.—швед Карл Вильгельм Шееле и англичанин Джозеф Пристли
Интересные факты- электрический запах, изотопный состав, горная болезнь, ртуть
Соли, минералы.
Вода- Или оксид водорода H2O , H-O-H , считается бинарным неорганическим соединением
Оксид ксенона- Окись ксенона ХеО3— бесцветные, расплывающиеся на воздухе кристаллы
Оксид натрия- Na2O основное получение нагревание металлического натрия с нитратом
Оксид серебра- Ag2O( I ) - основное получение взаимодействие нитрата серебра с гидроксидом натрия
Оксид серы- У серы несколько соединений с кислородом , но важнейшие из них ( IV ) SO2 и ( VI ) SO3
Надпероксид натрияполучают действием как на металлический натрий и на его оксиды натрия кислородом
Пероксид натрияПолучают пропусканием кислорода или кислорода воздуха над нагретым до 180°C натрием
С этим часто ищут.
Кислород-Сера-Селен-Теллур-Полоний