Uhlík (Latinská karboneum), C, chemická element IV skupina periodický systém Mendeleev atómové číslo 6, atómová hmota 12,011. Sú známe dva stabilné izotop: 12 ° C (98,892%) a 13 ° C (1,108%). Z rádioaktívne izotopy 14 C je najdôležitejšie s polčasom (T \u003d 5.6? 10 3 rokov). Malé množstvá 14 C (približne 2 ° C 10-10% hmotnosti) sa neustále vytvárajú v horných vrstvách atmosféry pod pôsobením kozmických žiarečných neutrónov na izotopu dusíka 14 n. Za Špecifická aktivita Izotop 14 C v rovnováhe biogénneho pôvodu určuje ich vek. 14 C je široko používaný ako .

Historický odkaz . W. je známy s hlbokou starcitou. Drevené uhlie slúžilo na obnovenie kovov z rúd, diamant - ako drahokam. Grafit na výrobu cikuliek a ceruzky sa začala používať oveľa neskôr.

V roku 1778 K. Shelele, Vyhrievaný grafit so SeLutyhom, objavil, že, ako aj pri vykurovacom uhlí so salttom, sa rozlišuje oxid uhličitý. Chemické zloženie Diamant bol vytvorený v dôsledku experimentov A. Lavník (1772) Študovať spaľovanie diamantu vo vzduchu a výskumu S. Desiatný (1797), ktorý dokázal, že rovnaké množstvá diamantu a uhlia sú uvedené v oxidácii rovnaké množstvo oxidu uhličitého. W. bol uznaný ako chemický prvok v roku 1789 Lavalise. Latinský názov Carboneum W. Prijaté z karbo - uhlie.

Distribúcia v prírode. Priemerný obsah U. v zem Kore 2.3? 10 -2% hmotn. (1? 10 -2 v ultrazvuku, 1? 10 -2 - v hlavnom, 2? 10 -2 - v priemere 3? 10 -2 - v kyslé skaly). W. Akumuluje v hornej časti zemskej kôry (biosféra): V živej látke 18% z nás je drevo 50%, kamenný roh 80%, olej 85%, anthracitu 96%. Významná časť W. litosféry sa koncentruje v vápencovom a dolomitoch.

Počet vlastných nerastov U. - 112; Výnimočne veľký počet organických zlúčenín U. - uhľovodíkov a ich derivátov.

S akumuláciou W. V zemskej kôre je spojená s akumuláciou a mnohými ďalšími. Elementy sorbované organickou hmotou a vyzrážajúc vo forme nerozpustných uhličitanov atď. Veľká geochemická úloha v zemskej kôre hrá C02 a Kyselina uhlia. Veľká suma CO 2 vyniká na sopečnosti - v histórii Zeme, to bol hlavný zdroj W. pre biosféru.

V porovnaní s priemerným obsahom v zemskej kôre, ľudstvo v extrémne veľké množstvá extrakty W. z podložia (uhlie, ropa, zemný plyn), pretože tieto fosílie sú hlavným zdrojom energie.

Obrovská geochemická hodnota má cyklus U.

W. rozšírený aj vo vesmíre; Na slnku sa nachádza 4. miesto po vodíku, héliu a kyslíku.

Fyzika I. chemické vlastnosti. Sú známe štyri kryštalické modifikácie: Grafit, Diamond, Carbines a Lansdalet. Grafit je šedý-čierny, nepriehľadný, tuk na dotyk, šupinatý, veľmi mäkká hmota s kovovým leskom. Postavené z kryštálov šesťhrannej štruktúry: A \u003d 2,462 A, C \u003d 6.701 A. Pri teplote miestnosti a normálny tlak (0,1 Mn / m 2, alebo 1. kGF / CM 2) grafit je termodynamicky stabilný. Diamant je veľmi pevný, kryštalický. Kryštály majú kubickú grazenarizovanú mriežku: a \u003d. 3560 a. Pre teplotu miestnosti a normálny tlak, diamant metastable (podrobnosti o štruktúre a vlastnostiach diamantu a grafitu, pozri príslušné články). Pri teplotách nad 1400 ° C sa pozoruje výrazná konverzia diamantu do grafitu vo vákuu alebo v inertnej atmosfére. Pri atmosférickom tlaku a teplote približne 3700 ° C je odvodená. Kvapalina u. Možno získať pri tlakoch nad 10,5 Mn / m 2(105 kGF / CM 2) a teploty nad 3700 ° C. Pre pevné u. ( koks, sadze, drevené uhlie) Je tiež charakteristické pre stav neusporiadanej štruktúry - tzv. "Amorfné" u., Ktorý nepredstavuje nezávislú modifikáciu; Základom jeho štruktúry je štruktúra malého kryštalického grafitu. Vykurovanie niektorých odrôd "amorfné" W. nad 1500-1600 ° C bez prístupu vzduchu spôsobuje, že sa transformujú na grafit. Fyzikálne vlastnosti "amorfné" u. Veľmi silne závisia od disperzie častíc a prítomnosti nečistôt. Hustota, tepelná kapacita, tepelná vodivosť a elektrická vodivosť "amorfné" W. je vždy vyššia ako grafit. Karbin je umelo získaný. Je to malý kryštalický čierny prášok (1,9-2 hustota g / cm 3) . Postavené z dlhých reťazcov atómov s, položené paralelne. Lonsdaleit sa nachádza v meteoritách a umelo získal; Jeho štruktúra a vlastnosti sú konečne nainštalované.

Konfigurácia vonkajšieho elektronického atómu Shell z U. 2s 2 2P2. Pre W. charakteristické Štyri vzdelávanie Kovalentné väzby v dôsledku excitácie externého elektrónového plášťa na štát 2 sP 3. Preto, W. je schopný rovnako prilákať a dať elektróny. Chemická komunikácia môže byť vykonaná sP 3 -, SP 2 -a sp.-Hybridné orbitály, ktoré zodpovedajú koordinačnému číslu 4, 3 a 2. Počet valenčných elektrónov U. a počet valenčných orbitálnych prvkov je rovnako; Toto je jeden z dôvodov udržateľnosti spojenia medzi atómami.

Unikátna schopnosť atómov U., aby sa navzájom spojili s tvorbou trvanlivých a dlhých reťazcov a cyklov viedli k vzniku obrovského množstva rôznych zlúčenín U., študoval organická chémia.

V zlúčeninách, W. ukazuje stupne oxidácie -4; +2; +4. Atómový polomer 0,77 A, kovalentné polomery 0,77 A, 0,67 A, 0,60 A, v jednej, dvojitej a trojitej väzby; iónový polomer c 4- 2.60 A, C 4+ 0,20 a. Za normálnych podmienok je U. chemicky inertné, pri vysokých teplotách sa spája s mnohými prvkami, ktoré ukazujú silné rehabilitačné vlastnosti. Chemická aktivita sa znižuje v rade: "Amorfný", U., Grafit, Diamond; Interakcia s vzduchovým kyslíkom (spaľovanie) sa vyskytuje pri teplotách nad 300 až 500 ° C, 600-700 ° C a 850-1000 ° C s tvorbou oxidu uhličitého C02 a oxidu uhoľnatého CO.

cO 2 sa rozpustí vo vode kyselina sakoal. V roku 1906 O. Dils.odstránené W. C3O2. Všetky formy U. sú odolné voči alkáliám a kyselinám a pomaly sa oxidujú len veľmi silnými oxidačnými činidlami (zmes chrómu, zmes koncentrovaného HNO3 a KClO3 atď.). "Amorfné" W. reaguje s fluórom pri teplote miestnosti, grafit a diamant - pri zahrievaní. Priama zlúčenina W. s chlórom sa vyskytuje v elektrickom oblúku; s brómom a jódom u. nereaguje, tak početné uhlíkové halogenidy Syntetizovaný nepriamym spôsobom. Z oxygaloidov všeobecného vzorca COX2 (kde X - halogén) je najznámejším COCL 2 ( fosgén) . Vodík s diamantom neintekuje; S grafitom a "amorfným" W. reaguje pri vysokých teplotách v prítomnosti katalyzátorov (Ni, pt): pri 600-1000 ° C sa vytvorí hlavne metán CH4, pri 1500- 2000 ° C - acetylén C2H2 , Dr. uhľovodíky môžu byť tiež prítomné v produktoch, ako je etán C 2H6 , Benzol C 6 H6. Interakcia síry s "amorfným" a grafitom začína pri 700-800 ° C, s diamantom pri 900-1000 ° C; Vo všetkých prípadoch sa vytvorí kombajn CS2 Serougo. DR. Zlúčeniny U., obsahujúce síru (Cs tyooka, kyanid C3S2, COS a tiofosgén CsCl2) sa získajú nepriamym spôsobom. Keď CS2 interaguje s kovmi sulfidmi, thiokarbonáty sa vytvoria - soli slabej kyseliny thggolky. Interakcia U. s dusíkom na získanie azúrového (CN) 2 sa vyskytuje, keď sa elektrický výboj prechádza medzi elektródami uhlia v atmosfére dusíka. Medzi zlúčeninami obsahujúcimi dusík, W. DÔLEŽITÉ praktická hodnota Cyanidy HCN a jej početné deriváty: kyanidy, halogén-gentzián, nitrily atď. Pri teplotách nad 1000 ° C. Interagtuje s mnohými kovmi, dávať karbidy. Všetky formy U. Keď sa zahrievajú, oxidy kovov sú obnovené tak, aby vytvorili voľné kovy (ZN, CD, CU, PB atď.) Alebo karbidy (CAC2, MO 2C, WO, TAC atď.). W. reaguje pri teplotách nad 600 až 800 ° C s vodnou parou a oxidom uhličitým . Charakteristickým znakom grafitu je schopnosť pri miernom zahriatí na 300-400 ° C, aby interakcia s alkalickými kovmi a halogenidov zapojovacie spojenia Typ C 8 Me, C 24 Me, C 8 X (kde x - halogén, me-kov). Známe zlúčeniny zahrnutia grafitu s HNO3, H2S04, FeCl3 atď. (Napríklad grafitový bisulfát C 24 SO 4 H2). Všetky formy U. sú nerozpustné v bežných anorganických a organických rozpúšťadlách, ale rozpúšťajú sa v niektorých roztavených kovoch (napríklad Fe, Ni, CO).

Národný ekonomický význam W. je určený skutočnosťou, že viac ako 90% všetkých primárnych zdrojov energie spotrebovanej na svete spadne na organické palivo, Dominantná úloha, ktorá bude pokračovať v nasledujúcich desaťročiach, napriek intenzívnemu rozvoju jadrová energia. Iba asi 10% vyrobeného paliva sa používa ako surovina základná organická syntéza a petrochemická syntéza, pre získanie plastové masy a atď.

B. A. Popovkin.

W. V BODE . U. je najdôležitejším biogénnym prvkom, ktorý tvorí základ života na Zemi, štruktúrnu jednotku obrovského množstva organických zlúčenín zapojených do stavebných organizmov a zabezpečenie ich živobytia ( biopolyméry Rovnako ako početné biologicky účinné látky s nízkou molekulovou hmotnosťou - vitamíny, hormóny, mediátory atď.). Významná časť potrebných energetických organizmov je vytvorená v bunkách v dôsledku oxidácie W. Vznik životnosti na Zemi moderná veda Ako komplexný proces evolúcie uhlíkových zlúčenín .

Jedinečná úloha W. Vo voľne žijúcich živočíchov je spôsobená jej vlastnosťami, ktoré nie je v agregácii, žiadny iný prvok periodického systému. Medzi atómami U., ako aj medzi U. a inými prvkami, sú vytvorené silné chemické väzby, ktoré však môžu byť rozbité v relatívne mäkkých fyziologických podmienkach (tieto väzby môžu byť jednoduché, dvojité a trojité). Schopnosť vytvárať 4 ekvivalentné valentné komunikácie s inými atómami U. vytvára schopnosť stavať uhlíkové kostry rôznych typov - lineárne, rozvetvené, cyklické. Je významné, že len tri prvky sú C, O a H - predstavujú 98% celkovej hmotnosti živých organizmov. To dosahuje určitú ekonomiku vo voľne žijúcich živočíchovi: s prakticky neobmedzenou štrukturálnou škálou uhlíkových zlúčenín, malý počet typov chemické väzby Umožňuje výrazne znížiť počet enzýmov potrebných na rozdelenie a syntetizáciu organických látok. Funkcie štruktúry U. ATOM ATOM rôzne druhy izoméria Organické zlúčeniny (schopnosť optického izomerizmu sa ukázali byť rozhodujúce v biochemickom vývoji aminokyselín, sacharidov a niektorých alkaloidov).

Podľa všeobecne akceptovanej hypotézy A. I. Oparín, Prvé organické zlúčeniny na Zemi mali abliogénny pôvod. Zdroje W. Podávané metán (CH4) a kyanid vodíka (HCN) obsiahnuté v primárna atmosféra Zem. S vznikom života jediným zdrojom Anorganic W., vďaka ktorým je všetko vytvorené organický Biosféry, je oxid uhličitý(CO 2), ktorý je v atmosfére, ako aj rozpustí v prírodných vodách vo forme HCO - 3. Najsilnejší mechanizmus asimilácie (asimilácie) U. (vo forme CO 2) - fotosyntéza - Vykonáva sa v celom zelených rastlinách (približne 100 miliárd je asimilované ročne. t. CO 2). Na Zemi, existuje evolučný starší spôsob, ako asimilovať CO 2 chemosyntéza; V tomto prípade chemosyntetické mikroorganizmy nepoužívajú žiarivú energiu slnka a energiu oxidácie anorganických zlúčenín. Väčšina zvierat konzumuje u. S jedlom vo forme hotových organických zlúčenín. V závislosti od spôsobu absorpcie organických zlúčenín je zvykom rozlíšiť autootrofické organizmy a heterotrofné organizmy. Aplikácia pre biosyntézu proteínov a iných živín mikroorganizmov, ktoré používajú ako jediný zdroj W. uhľovodíky Olej, je jedným z dôležitých moderných vedeckých a technických problémov.

Udržiavanie W. v živých organizmoch, pri výpočte sušiny je: 34,5-40% vodné rastliny a zvieratá, 45,4-46,5% v pozemných rastlinách a zvieratách a 54% baktérií. V procese obžalstiev organizmov, najmä v dôsledku tkanivo dýchanie K dispozícii je oxidačný rozpad organických zlúčenín s uvoľňovaním do vonkajšieho média CO2. W. tiež zdôraznil ako súčasť zložitejších konečných metabolických produktov. Po smrti zvierat a rastlín, časť U. opäť zmení na CO 2 v dôsledku rotačných procesov uskutočňovaných mikroorganizmami. Existuje teda cyklus W. V prírode . Významná časť W. mineralizuje a tvorí vklady fosílie W.: kamenné uhlíky, olej, vápencový, atď. Okrem hlavných funkcií - zdroj U.-CO 2, rozpustený v prírodných vodách a v biologických tekutinách, sa podieľa na udržiavaní kyslosti média optimálne pre životne dôležité procesy. Ako súčasť CACO3 U. tvorí vonkajší skelet mnohých bezstavovcov (napríklad mäkkýšov), a tiež obsiahnuté v koráloch, vajeckej križovatke vtákov atď. Takéto zlúčeniny W., podobne ako HCN, CO, CCI4 Primárna atmosféra Zeme obdobie, v budúcnosti, v procese biologického vývoja, sa zmenil na silné antimetabolity metabolizmus.

Okrem stabilných izotopov, O., v prírode, rádioaktívne 14 C sa šíri (v ľudskom tele, obsahuje asi 0,1 iccuri) . Použitie izotopov W. V biologickom a lekárskom výskume je v štúdii metabolizmu a cyklu U. v prírode spojené mnoho hlavných úspechov . S použitím rádiokarbónovej značky sa ukázalo, že sa preukázala možnosť upevnenia H14CO-3 rastlín a tkanív zvierat, sekvencia fotosyntéznych reakcií bola stanovená, výmena aminokyselín boli študované, biosyntézy ciest boli sledované mnoho biologicky aktívnych zlúčenín, atď. Aplikácia 14 C prispela k úspechu molekulárna biológia V štúdii mechanizmov biosyntézy bielkovín a prenosu dedičné informácie. Stanovenie špecifickej aktivity 14 c v organických zvyškoch obsahujúcich uhlík vám umožňuje posúdiť svoj vek, ktorý sa používa v paleontológii a archeológii.

N. N. Chernove.

Svietiť: Shafranovsky I. I., Diamanty, M. - L., 1964; Ubbelyod A. R., Lewis F. A., Grafit a jeho kryštálové zlúčeniny, na. Od angličtiny, M., 1965; Remy, priebeh anorganickej chémie, na. \\ T s ním., Zv. 1, M., 1972; Perelman A. I. Geochémia prvkov v zóne hypergeézy, M., 1972; NEKRASOV B.V., Základy všeobecnej chémie, 3 ed., M., 1973; Akhmetov N. S., anorganická chémia, 2 ed., M., 1975; Vernadsky V. I., Eseje geochémie, 6 ed., M., 1954; Roginsky S. Z., Schnol S. E., izotopy v biochémii, M., 1963; Biochemické horizonty, pruh. Od angličtiny, M., 1964; Problémy evolučnej a technickej biochémie, M., 1964; Calvin M., Chemický vývoj, na. Od angličtiny, M., 1971; Lev A., SiCiewits F., Štruktúra a funkcie bunky, pruh. Od angličtiny, 1971, CH. 7; Biosféru, na. Od angličtiny, M., 1972.

Stiahnuť abstraktné

Oxid uhličitý, oxid uhoľnatý, oxid uhličitý - všetky tieto názvy látky, ktoré sú známe nám, ako je oxid uhličitý. Aké vlastnosti má tento plyn, a aké sú oblasti jeho používania?

Oxid uhličitý a jeho fyzikálne vlastnosti

Oxid uhličitý sa skladá z uhlíka a kyslíka. Vzorec oxidu uhličitého vyzerá takto - CO₂. V prírode sa vytvorí pri spaľovaní alebo hnilobe organických látok. Vo vzduchotechnických a minerálnych zdrojoch je obsah plynu dostatočne veľký. Okrem toho, ľudia a zvieratá tiež rozlišujú oxid uhličitý, keď sú vydychované.

Obr. 1. Molekula oxidu uhličitého.

Oxid uhličitý je absolútne bezfarebný plyn, nie je možné ho vidieť. Nemá tiež vôňu. Avšak, vo svojej veľkej koncentrácii, človek môže vyvinúť hypercupnia, to znamená, že udusenie. Nedostatok oxidu uhličitého môže tiež spôsobiť zdravotné problémy. V dôsledku nedostatku môže tento plyn vyvinúť opačný stav na udusenie - brány.

Ak vložíte oxid uhličitý v podmienkach nízkej teploty, potom pri -72 stupňoch kryštalizuje a stáva sa snehom. Preto sa oxid uhličitý v pevnom stave nazýva "suchý sneh".

Obr. 2. Suchý sneh - oxid uhličitý.

Oxid uhličitý je 1,5-krát pevne. Jeho hustota je 1,98 kg / m³ chemická väzba v molekule oxidu uhličitého kovalentného polárna. Polár je kvôli tomu, že kyslík je väčší ako hodnota elektronibility.

Dôležitý koncept pri štúdiu látok je molekulárna a molárna hmota. Molárna hmotnosť oxidu uhličitého je 44. Toto číslo je vytvorené zo súčtu relatívnych atómových hmôt atómov, ktoré sú súčasťou molekuly. Hodnoty relatívnych atómových hmôt sa odoberajú z tabuľky D.I. Mendeleeev a sú zaokrúhlené až do celé číslo. V súlade s tým, molárna hmotnosť CO2 \u003d 12 + 2 * 16.

Na výpočet hmotnostných frakcií prvkov v oxidom uhličitým je potrebné sledovať formuláciu hmotnostných frakcií každého chemického prvku v látke.

n. - počet atómov alebo molekúl.
A. r. - Relatívna atómová hmotnosť chemického prvku.
Pán. - relatívna molekulová hmotnosť látky.
Vypočítajte relatívnu molekulovú hmotnosť oxidu uhličitého.

MR (CO₂) \u003d 14 + 16 * 2 \u003d 44 W (C) \u003d 1 x 12/44 \u003d 0,27 alebo 27% Pretože dva atómy kyslíka sú zahrnuté v vzorec oxidu uhličitého, potom n \u003d 2 W (o) \u003d 2 * 16/44 \u003d 0,73 alebo 73%

Odpoveď: W (c) \u003d 0,27 alebo 27%; W (o) \u003d 0,73 alebo 73%

Chemické a biologické vlastnosti oxidu uhličitého

Oxid uhličitý má kyslé vlastnosti, pretože je kyslý oxid a pri rozpustení vo vode tvorí Kyselina COALPY:

CO₂ + H20 \u003d Hsco₃

Reaguje s alkáliou, čo vedie k uhličitanom a bikarbonátom. Tento plyn nie je náchylný na pálenie. Horí len niektoré aktívne kovy, ako je horčík.

Pri zahrievaní oxidu uhličitého sa rozpadá na oxid uhoľnatý a kyslík:

2CA₃ \u003d 2CO + O₃.

Ako ostatní oxidy kyselínTento plyn ľahko reaguje s inými oxidmi:

Sao + CO₃ \u003d Caco₃.

Oxid uhličitý je súčasťou všetkých organických látok. Cyklus tohto plynu v prírode sa vykonáva s pomocou výrobcov, spotrebiteľov a dôvodov. V priebehu životne dôležitej aktivity osoba produkuje asi 1 kg oxidu uhličitého denne. Pri vdýchnutí dostaneme kyslík, v tomto momente sa v alveoloch vytvorí oxid uhličitý. V tomto okamihu existuje výmena: kyslík spadá do krvi a vyjde oxid uhličitý.

Príprava oxidu uhličitého dochádza pri výrobe alkoholu. Tento plyn je tiež obtokový produkt po prijatí dusíka, kyslíka a argónu. Použitie oxidu uhličitého je potrebné v potravinársky priemyselTam, kde oxid uhličitý pôsobí ako konzervačný prostriedok, ako aj oxid uhličitý vo forme kvapaliny je obsiahnutý v hasiacich prístrojoch.

Obr. 3. Hasiaci prístroj.

Čo vieme?

Oxid uhličitý je látka, ktorá v normálnych podmienkach nemá farbu a vôňu. Okrem zvyčajného mena - oxidu uhličitého sa nazýva aj oxid uhličitý alebo oxid uhličitý.

Test na tému

Hodnotenie správy

priemerné hodnotenie: 4.3. Dostali sa celkové hodnotenie: 116.

Carbon C je v periodickej tabuľke MENDELEEEV na číslo 6. Príbivá primitívne ľudí si všimli, že po spaľovaní dreva sa vytvorí uhlie, ktoré môžu byť nakreslené na stenách jaskyne. V rámci akýchkoľvek organických zlúčenín sú uhlíkové. Najviac študoval dve altropické uhlíkové modifikácie: grafit a diamant.

Uhlík v organickej chémii

Uhlík má v periodickom systéme zvláštne miesto. Vďaka svojej štruktúre tvorí dlhé reťazce lineárnej alebo cyklickej štruktúry. Existuje viac ako 10 miliónov organických zlúčenín. Napriek svojej rozmanitosti, vo vzduchu a pod pôsobením teploty sa vždy premenia na oxid uhličitý a.

Úloha uhlíka v našom každodennom živote je obrovská. Bez oxidu uhličitého sa fotosyntéza nevyskytuje - jeden z hlavných biologických procesov.

Použitie uhlíka

Uhlík je široko používaný v medicíne na vytvorenie rôznych liekov na organické prírodné prírody. Uhlíkové izotopy umožňujú rádiokarbónovú analýzu. Bez uhlíka je práca metalurgického priemyslu nemožná. Pálenie uhlia v kotlych s pyrolýzou paliva slúži ako zdroj energie. V priemysle rafinácie ropy sa z organických zlúčenín uhlíka vyrábajú benzín a dieselové palivo. Vo veľkej miere je uhlík potrebný na výrobu cukru. Používa sa tiež pri syntéze organických zlúčenín, dôležité pre všetky sféry každodenného života.

Uhlík (Latinská karboneum), C, chemický prvok IV skupina periodického mendeleevového systému, atómové číslo 6, atómová hmotnosť 12,011. Sú známe dva stabilné izotop: 12 ° C (98,892%) a 13 ° C (1,108%). 14 C s polčasom (t eq f (1; 2) \u003d 5,6 × 10 3 roky) je najdôležitejšie z rádioaktívnych izotopov. Malé množstvá 14 c (približne 2 x 10-10% hmotnosti) sa neustále vytvárajú v horných vrstvách atmosféry pod pôsobením kozmických žiarečných neutrónov na izotopu dusíka 14 N. podľa špecifickej aktivity izotopu 14 C v Biogénny pôvod, ich vek sa určuje. 14 C je široko používaný ako izotopový indikátor.

Historický odkaz. W. je známy s hlbokou starcitou. Drevené uhlie slúžilo na obnovenie kovov z rúd, diamant - ako drahokam. Grafit na výrobu cikuliek a ceruzky sa začala používať oveľa neskôr.

V roku 1778 K. VýstrelVyhrievaný grafit so Selutyrahom, zistil, že, ako aj keď sa vykurovacie uhlie s pridruženým spoločníkom rozlišuje oxid uhličitý. Chemické zloženie diamantu bolo vytvorené v dôsledku experimentov A. Lavník (1772) Študovať spaľovanie diamantu vo vzduchu a výskumu S. Desiatný (1797), ktorý dokázal, že rovnaké množstvá diamantu a uhlia sú uvedené v oxidácii rovnaké množstvo oxidu uhličitého. W. bol uznaný ako chemický prvok v roku 1789 Lavalise. Latinský názov Carboneum W. Prijaté z karbo - uhlie.

Distribúcia v prírode. Priemerný obsah U. v zemskej kôre 2,3 × 10 -2% hmotn. (1 × 10 -2 v ultrazvuku, 1 x 10 -2 - v hlavnom, 2 × 10 -2 - v strede, 3 × 10 -2 - v kyslé skaly). W. Akumuluje v hornej časti zemskej kôry (biosféra): V živej látke 18% z nás je drevo 50%, kamenný roh 80%, olej 85%, anthracitu 96%. Významná časť W. litosféry sa koncentruje v vápencovom a dolomitoch.

Počet vlastných nerastov U. - 112; Výnimočne veľký počet organických zlúčenín U. - uhľovodíkov a ich derivátov.

S akumuláciou W. V zemskej kôre je spojená s akumuláciou a mnohými ďalšími. Elementy sorbované organickou hmotou a vyzrážajúc vo forme nerozpustných uhličitanov atď. Veľká geochemická úloha v zemskej kôre hrá C02 a Kyselina uhlia. Obrovské množstvo CO 2 vyniká na sopečnosti - v histórii Zeme, to bol hlavný zdroj U. pre biosféru.

V porovnaní s priemerným obsahom v zemskej kôre, ľudstvo v extrémne veľké množstvá extrakty W. z podložia (uhlie, ropa, zemný plyn), pretože tieto fosílie sú hlavným zdrojom energie.

Obrovská geochemická hodnota má cyklus U. (pozri pod uhlíkom v tele a umenie. Veľmipohospodárstvo látok).

W. rozšírený aj vo vesmíre; Na slnku sa nachádza 4. miesto po vodíku, héliu a kyslíku.

Fyziky a chemické vlastnosti. Sú známe štyri kryštalické modifikácie: Grafit, Diamond, Carbines a Lansdalet. Grafit je šedý-čierny, nepriehľadný, tuk na dotyk, šupinatý, veľmi mäkká hmota s kovovým leskom. Postavený z kryštálov šesťuholníkovej štruktúry: A \u003d 2,462 Á, C \u003d 6,701 Á. Pri teplote miestnosti a normálny tlak (0,1 Mn / m 2, alebo 1. kGF / CM 2) Grafit je termodynamicky stabilný. Diamant je veľmi pevný, kryštalický. Kryštály majú kubickú grazenarizovanú mriežku: a \u003d. 3,560 Á. Pre teplotu miestnosti a normálny tlak, diamant metastable (podrobnosti o štruktúre a vlastnostiach diamantu a grafitu, pozri príslušné články). Pozoruhodná transformácia diamantov na grafit sa pozorovalo pri teplotách nad 1400 ° C vo vákuu alebo v inertnej atmosfére. Pri atmosférickom tlaku a teplote približne 3700 ° C sa odstráni grafit. Kvapalina u. Možno získať pri tlakoch nad 10,5 Mn / m 2(105 kGF / CM 2) a teploty nad 3700 ° C. Pre pevné u. ( koks, sáčok, drevené uhlie) Je tiež charakterizovaný stav s neusporiadanou štruktúrou - tzv. "Amorfný" U., ktorý nepredstavuje nezávislú modifikáciu; Základom jeho štruktúry je štruktúra malého kryštalického grafitu. Vykurovanie niektorých odrôd "amorfné" W. nad 1500-1600 ° C bez prístupu vzduchu ich spôsobuje transformáciu na grafit. Fyzikálne vlastnosti "amorfné" W. veľmi dôrazne závisia od disperzie častíc a prítomnosti nečistôt. Hustota, tepelná kapacita, tepelná vodivosť a elektrická vodivosť "amorfné" W. je vždy vyššia ako grafit. Karbin je umelo získaný. Je to malý kryštalický čierny prášok (hustota 1,9-2 g / cm3). Postavené z dlhých reťazcov atómov s, položené paralelne. Lonsdaleit sa nachádza v meteoritách a umelo získal; Jeho štruktúra a vlastnosti sú konečne nainštalované.

Konfigurácia vonkajšieho elektronického atómu Shell z U. 2s 2 2P2. Pre W. charakterizované tvorbou štyroch kovalentných väzieb v dôsledku excitácie externého elektrónového plášťa na stav 2 sP 3. Preto, W. je schopný rovnako prilákať a dať elektróny. Chemická komunikácia môže byť vykonaná sP 3 -, SP 2 -a sp.-Hybridné orbitály, ktoré zodpovedajú koordinačnému číslu 4, 3 a 2. Počet valenčných elektrónov U. a počet valenčných orbitálnych prvkov je rovnako; Toto je jeden z dôvodov udržateľnosti spojenia medzi atómami.

Unikátna schopnosť atómov U., aby sa navzájom spojili s tvorbou trvanlivých a dlhých reťazcov a cyklov viedli k vzniku obrovského množstva rôznych zlúčenín U., študoval organická chémia.

V zlúčeninách, W. ukazuje stupne oxidácie -4; +2; +4. Atómový polomer 0,77 Á, kovalentné Radii 0.77 Á, 0,67 Á, 0.60A, v jednej, dvojitej a trojitej väzby; iónový polomer C 4- 2.60A, C 4+ 0,20Å. Za normálnych podmienok je U. chemicky inertné, pri vysokých teplotách sa spája s mnohými prvkami, ktoré ukazujú silné rehabilitačné vlastnosti. Chemická aktivita sa znižuje v rade: "Amorfné" u., Grafit, diamant; Interakcia s vzduchovým kyslíkom (spaľovanie) sa vyskytuje pri teplotách nad 300 až 500 ° C, 600-700 ° C a 850-1000 ° C s tvorbou oxidu uhličitého CO2 a oxidu uhličitého.

CO 2 sa rozpustí vo vode kyselina koalická. V roku 1906 O. Dils. Odstránené W. C3O2. Všetky formy U. sú odolné voči alkáliám a kyselinám a pomaly sa oxidujú len veľmi silnými oxidačnými činidlami (zmes chrómu, zmes koncentrovaného HNO3 a KClO3 atď.). "Amorfné" W. reaguje s fluórom pri teplote miestnosti, grafit a diamant - pri zahrievaní. Priama zlúčenina W. s chlórom sa vyskytuje v elektrickom oblúku; s brómom a jódom u. nereaguje, tak početné uhlíkové halogenidy Syntetizovaný nepriamym spôsobom. Z oxygaloidov všeobecného vzorca COX2 (kde X - halogén) je najznámejším COCL 2 ( fosgén). Vodík s diamantom neintekuje; S grafitom a amorfným, U. reaguje pri vysokých teplotách v prítomnosti katalyzátorov (Ni, pt): pri 600-1000 ° C sa vytvorí hlavne metán CH4, pri 1500- 2000 ° C - acetylén C2H2 , Dr. uhľovodíky môžu byť tiež prítomné v produktoch, ako je etán C 2H6 , Benzol C 6 H6. Interakcia síry s "amorfným" a grafitom začína pri 700-800 ° C, s diamantom pri 900-1000 ° C; Vo všetkých prípadoch sa vytvorí kombajn CS2 Serougo. DR. Zlúčeniny U., obsahujúce síru (Cs tyooka, kyanid C3S2, COS a tiofosgén CsCl2) sa získajú nepriamym spôsobom. Keď CS2 interaguje s kovmi sulfidmi, thiokarbonáty sa vytvoria - soli slabej kyseliny thggolky. Interakcia U. s dusíkom na získanie azúrového (CN) 2 sa vyskytuje, keď sa elektrický výboj prechádza medzi elektródami uhlia v atmosfére dusíka. Medzi zlúčeninami obsahujúcimi dusík W. Dôležitou praktickou hodnotou je Cyanice HCN (pozri Kyselina hydrokyanová) a jeho početné deriváty: kyanidy, halogénny, nitrily atď. Pri teplotách nad 1000 ° C. Interaguje s mnohými kovmi, dávať karbid. Všetky formy U. Keď sa zahrievajú, oxidy kovov sú obnovené tak, aby vytvorili voľné kovy (ZN, CD, CU, PB atď.) Alebo karbidy (CAC2, MO 2C, WO, TAC atď.). W. reaguje pri teplotách nad 600 až 800 ° C s vodnou parou a oxidom uhličitým (pozri Splyňovanie paliva). Výrazným znakom grafitu je schopnosť mierneho zahrievania na 300-400 ° C, aby interakcia s alkalickými kovmi a halogenidov zapojovacie spojenia Typ C 8 Me, C 24 Me, C 8 X (kde x - halogén, me-kov). Známe zlúčeniny zahrnutia grafitu s HNO3, H2S04, FeCl3 atď. (Napríklad grafitový bisulfát C 24 SO 4 H2). Všetky formy U. sú nerozpustné v bežných anorganických a organických rozpúšťadlách, ale rozpúšťajú sa v niektorých roztavených kovoch (napríklad Fe, Ni, CO).

Národný ekonomický význam W. je určený skutočnosťou, že viac ako 90% všetkých primárnych zdrojov energie spotrebovanej na svete spadne na organické palivoDominantná úloha bude pokračovať v nadchádzajúcich desaťročiach napriek intenzívnemu rozvoju jadrovej energie. Iba asi 10% vyrobeného paliva sa používa ako surovina základná organická syntéza a petrochemická syntéza, na získanie plastové masy a atď.

Na prijatie a používanie W. a jeho zlúčenín pozri tiež diamant, Grafit, koks, Sáčok, Refraktúry uhlíka, Oxid uhličitý, Oxid uhličitý, Uhličitan.

B. A. Popovkin.

W. V tele. U. je najdôležitejším biogénnym prvkom, ktorý tvorí základ života na Zemi, štruktúrnu jednotku obrovského množstva organických zlúčenín zapojených do stavebných organizmov a zabezpečenie ich živobytia ( biopolyméry, ako aj mnohé biologicky účinné látky s nízkou molekulovou hmotnosťou - vitamíny, hormóny, mediátory atď.). Významná časť potrebných energetických organizmov je vytvorená v bunkách v dôsledku oxidácie W. Vznik životnosti na Zemi sa považuje v modernej vede ako komplexný proces vývoja evolúcie uhlíkových zlúčenín (pozri Pôvodom života).

Jedinečná úloha W. Vo voľne žijúcich živočíchov je spôsobená jej vlastnosťami, ktoré nie je v agregácii, žiadny iný prvok periodického systému. Medzi atómami U., ako aj medzi U. a inými prvkami, sú vytvorené silné chemické väzby, ktoré však môžu byť rozbité v relatívne mäkkých fyziologických podmienkach (tieto väzby môžu byť jednoduché, dvojité a trojité). Schopnosť vytvárať 4 ekvivalentné valentné komunikácie s inými atómami U. vytvára schopnosť stavať uhlíkové kostry rôznych typov - lineárne, rozvetvené, cyklické. Je významné, že len tri prvky sú C, O a H - predstavujú 98% celkovej hmotnosti živých organizmov. Tým sa dosahuje určitá ekonomika vo voľne žijúcich živočíchovi: s prakticky neobmedzenou štrukturálnou škálou uhlíkových zlúčenín, malý počet typov chemických väzieb ho robí oveľa zníženým počtom enzýmov potrebných na rozdelenie a syntetizáciu organických látok. Vlastnosti štruktúry U. Atom sú základom rôznych druhov izoméria Organické zlúčeniny (schopnosť optického izomerizmu sa ukázali byť rozhodujúce v biochemickom vývoji aminokyselín, sacharidov a niektorých alkaloidov).

Podľa všeobecne akceptovanej hypotézy A. I. ŠumPrvé organické zlúčeniny na Zemi mali abliogénny pôvod. Zdroje W. Podávané metán (CH4) a kyanidový vodík (HCN) obsiahnuté v primárnej atmosfére Zeme. S vznikom života jediným zdrojom Anorganického W., vďaka ktorým je vytvorená celá organická hmota biosféry, je oxid uhličitý (CO 2), ktorý je v atmosfére, ako aj rozpustí v prírodných vodách vo forme HCO - 3. Najsilnejší mechanizmus asimilácie (asimilácie) U. (vo forme CO 2) - fotosyntéza - Vykonáva sa v celom zelených rastlinách (približne 100 miliárd ton CO2 je asimilované ročne. Na Zemi, existuje evolučný starší spôsob, ako asimilovať CO 2 chemosyntéza; \\ T V tomto prípade chemosyntetické mikroorganizmy nepoužívajú žiarivú energiu slnka a energiu oxidácie anorganických zlúčenín. Väčšina zvierat konzumuje u. S jedlom vo forme hotových organických zlúčenín. V závislosti od spôsobu absorpcie organických zlúčenín je zvykom rozlíšiť autootrofické organizmy a heterotrofné organizmy. Aplikácia pre biosyntézu proteínov a iných živín mikroorganizmov, ktoré používajú ako jediný zdroj W. uhľovodíky Olej, je jedným z dôležitých moderných vedeckých a technických problémov.

Obsah W. v živých organizmoch pri výpočte sušiny je: 34,5-40% vo vodných rastlinách a zvieratách, 45,4-46,5% v pozemných rastlinách a zvieratách a 54% z baktérií. V procese obžalstiev organizmov, najmä v dôsledku dýchanie tkaniny, Existuje oxidačný rozpad organických zlúčenín s uvoľňovaním CO 2 do vonkajšieho prostredia. W. tiež zdôraznil ako súčasť zložitejších konečných metabolických produktov. Po smrti zvierat a rastlín, časť U. opäť zmení na CO 2 v dôsledku rotačných procesov uskutočňovaných mikroorganizmami. Tak, cyklus W. v prírode (pozri Veľmipohospodárstvo látok). Významná časť W. mineralizuje a tvorí vklady fosílie v fosílii: kamenné uhlia, olej, vápenec atď. Okrem hlavných funkcií - zdroj U.-CO 2, rozpustený v prírodných vodách a v biologických tekutinách , je zapojený do udržania optimálnej environmentálnej kyslosti. Ako súčasť CACO3 U. tvorí vonkajší skelet mnohých bezstavovcov (napríklad mäkkýšov), a tiež obsiahnuté v koráloch, vajeckej križovatke vtákov atď. Takéto zlúčeniny W., podobne ako HCN, CO, CCI4, ktoré prevládajú Primárna atmosféra Zeme obdobie, v budúcnosti, v procese biologického vývoja, sa zmenil na silné antimetabolity metabolizmus.

Okrem stabilných izotopov, W., v prírode, rádioaktívnych 14 C (v ľudskom tele, obsahuje asi 0,1 ukuri). Použitie izotopov W. V biologických a lekárskych štúdiách mnohé veľké úspechy v štúdii metabolizmu a cyklu W. sú príbuzné v prírode (pozri Izotopové ukazovatele). S použitím rádiokarbónovej značky sa ukázalo, že sa preukázala možnosť upevnenia H14CO-3 rastlín a tkanív zvierat, sekvencia fotosyntéznych reakcií bola stanovená, výmena aminokyselín boli študované, biosyntézy ciest boli sledované mnoho biologicky aktívnych zlúčenín, atď. Aplikácia 14 C prispela k úspešnosti molekulárnej biológie v štúdii mechanizmov biosyntézy bielkovín a prenosu dedičných informácií. Stanovenie špecifickej aktivity 14 c v organických zvyškoch obsahujúcich uhlík vám umožňuje posúdiť svoj vek, ktorý sa používa v paleontológii a archeológii.

N. N. Chernove.

Svietiť: Shafranovsky I. I., Diamanty, M. - L., 1964; Ubbelyod A. R., Lewis F. A., Grafit a jeho kryštálové zlúčeniny, na. Od angličtiny, M., 1965; Remy, priebeh anorganickej chémie, na. \\ T s ním., Zv. 1, M., 1972; Perelman A. I. Geochémia prvkov v zóne hypergeézy, M., 1972; NEKRASOV B.V., Základy všeobecnej chémie, 3 ed., M., 1973; Akhmetov N. S., anorganická chémia, 2 ed., M., 1975; Vernadsky V. I., Eseje geochémie, 6 ed., M., 1954; Roginsky S. Z., Schnol S. E., izotopy v biochémii, M., 1963; Biochemické horizonty, pruh. Od angličtiny, M., 1964; Problémy evolučnej a technickej biochémie, M., 1964; Calvin M., Chemický vývoj, na. Od angličtiny, M., 1971; Lev A., SiCiewits F., Štruktúra a funkcie bunky, pruh. Od angličtiny, 1971, CH. 7; Biosféru, na. Od angličtiny, M., 1972.

Kyslík je v druhom období VI hlavnej skupiny zastaraného krátkeho variantu periodickej tabuľky. Podľa nových štandardov číslovania je to 16. skupina. Zodpovedajúce rozhodnutie bolo urobené v roku 1988. Kyslíkový vzorec ako jednoduchá látka - o 2. Zvážte jeho základné vlastnosti, úlohu v prírode a farme. Začnime s charakteristikami celej skupiny, ktoré kyslíkové hlavy. Prvok sa líši od hallcogénov súvisiacich s ním a voda sa líši od vodíka selénu a tellurium. Vysvetlenie všetkých rozlišovacích prvkov možno nájsť len učením o štruktúre a vlastnostiach atómu.

HallOHESH - príbuzné kyslíkové prvky

Atómy podobné podľa vlastností tvoria jednu skupinu v periodickom systéme. Kyslík narazí rodinou chalcogens, ale od nich sa líši pre rad vlastností.

Atómová hmota kyslíka - generátor skupiny je 16 a. e. m. Halcogény Keď sú vytvorené zlúčeniny s vodíkom a kovmi, je tu jeho obvyklý stupeň oxidácie: -2. Napríklad v zložení vody (H20) je oxidačný počet kyslíka -2.

Kompozícia typických vodíkových zlúčenín zodpovedá všeobecnému vzorcu: H2R. V rozpúšťaní týchto látok sa vytvárajú kyseliny. Iba vodíková zlúčenina kyslíka - voda - má špeciálne vlastnosti. Podľa záverov vedcov je táto nezvyčajná látka veľmi slabá kyselina a veľmi slabý.

Sera, selén a telur majú typické kladné stupne oxidácie (+4, +6) v zlúčeninách s kyslíkom a inými nekovovými kovmi s vysokou elektronickosťou (EO). Zloženie oxidov chalcogénu odráža všeobecné vzorce: RO 2, RO 3. Zodpovedajúce kyseliny sú zloženie: H2O RO3, H2 RO4.

Prvky zodpovedajú jednoduchým látkam: kyslíka, síry, selénu, teluriumu a polonium. Prvých troch zástupcov vykazujú nekovové vlastnosti. Kyslíkový vzorec - o 2. Alotropická modifikácia toho istého prvku - ozón (približne 3). Obe úpravy sú plyny. Síry a selén - pevné nekovy. Tellur - metaloidná látka, dirigent elektrický prúd, polonium - kov.

Kyslík - najbežnejší prvok

Už vieme, že existuje ďalší rozmanitosť existencie toho istého chemického prvku vo forme jednoduchej látky. Tento ozón je plyn, ktorý je vytvorený v nadmorskej výške asi 30 km od povrchu zemskej vrstvy, ktorá sa často nazýva ozónová obrazovka. Súvisiaci kyslík vstupuje do molekúl vody, zloženie mnohých hornín a minerálov, organických zlúčenín.

Štruktúra atómu kyslíka

Periodická tabuľka MENDELEEEV obsahuje Úplné informácie O kyslíku:

1. Sekvenčné číslo prvku je 8.
2. Náboj jadra - +8.
3. Celkový počet elektrónov je 8.
4. Elektronický kyslíkový vzorec - 1s 2s 2s 2 2P4.

V prírode existujú tri stabilné izotop, ktoré majú rovnaké sériové číslo v MendeleEEV tabuľke, identické zloženie protónov a elektrónov, ale rôzne číslo neutróny. Isotove sú označené rovnakým symbolom - O. Na porovnanie, predstavujeme diagram odrážajúci zloženie troch izotopov kyslíka:

Vlastnosti kyslíka - Chemický prvok

Na 2. priekopníku atómu sú dva nepárový elektrónTo vysvetľuje vzhľad oxidácie stupňov -2 a +2. Dva spárované elektróny sa nemôžu odpojiť tak, že stupeň oxidácie sa zvýšil na +4, ako je síra a iné chalkogény. Dôvodom je nedostatok voľného sulevel. Preto v zlúčeninách, chemický prvok kyslík nevykazuje valenciu a stupeň oxidácie rovnajúcej sa množstvu skupiny v krátkom variante periodického systému (6). Zvyčajné oxidačné číslo pre IT je -2.

Iba v zlúčeninách s fluórovým kyslíkom znázorneným necharakteristickým pozitívnym stupňom oxidácie +2. Hodnota dvoch silných nekovových kovov EO je odlišná: EO (0) \u003d 3,5; EO (F) \u003d 4. Ako viac elektronegatívny chemický prvok, fluór udržiava svoje elektróny silnejšie a priťahuje valenčné častice na atóme kyslíka. Preto v reakcii s fluórom, kyslík je redukčným činidlom, elektrón poskytuje elektróny.

Kyslík - jednoduchá látka

Anglický výskumník D. Priestley v roku 1774 počas experimentov prideľoval plyn v rozklade oxidu ortuti. Dva roky skôr, rovnaká látka v jeho čistej forme dostala K. Shelele. Len o niekoľko rokov neskôr, francúzsky chemik A. Lavoisier zistil, že plyn je súčasťou vzduchu, študoval vlastnosti. Chemický vzorec Kyslík - o 2. Premýšľať o zložení zloženia látkových elektrónov zapojených do tvorby nepolárneho kovalentná komunikácia - o :: o. Každý záväzný elektronický pár jednej funkcie nahradíme: o \u003d O. Takýto kyslíkový vzorec jasne ukazuje, že atómy v molekule sú spojené medzi dvoma bežnými pármi elektrónov.

Budeme vykonávať jednoduché výpočty a určiť, čo sa rovná relatívnej molekulovej hmotnosti kyslíka: MR (02) \u003d Ar (0) x 2 \u003d 16 x 2 \u003d 32. Na porovnanie: MR (Rev.) \u003d 29. Chemický kyslík Vzorec sa líši od jedného atómu kyslíka. Takže MR (03) \u003d Ar (o) x 3 \u003d 48. Ozón je 1,5-krát ťažší ako kyslík.

Fyzikálne vlastnosti

Kyslík je plyn bez farby, chuti a zápachu (pri konvenčnej teplote a tlaku rovnajúcom sa atmosférickým). Látka je malý ťažší vzduch; rozpustí vo vode, ale v malých množstvách. Bod topenia kyslíka je záporná hodnota -218,3 ° C. Bod, v ktorom kvapalný kyslík sa opäť zmení na plyn - je to jeho teplota varu. Pre molekuly asi 2 fyzické množstvo Dosiahnutie -182,96 ° C. V kvapalnom a pevnom stave, kyslík nakupuje svetlú modrú farbu.

Získanie kyslíka v laboratóriu

Pri vykurovaní látok obsahujúcich kyslík, ako je manganistan draselný, sa rozlišuje bezfarebný plyn, ktorý sa môže zozbierať v banke alebo skúmavke. Ak urobíte horiacu dámu do čistého kyslíka, potom horí viac jasne ako vo vzduchu. Dve ďalšie laboratórne metódy na výrobu kyslíka - rozklad peroxidu vodíka a chloridu draselného (nápojová soľ). Zvážte schému zariadenia, ktoré sa používa na tepelný rozklad.

Je potrebné vyliať trochu bertolovej soli do skúmavky alebo banky s guľatým dnom, zatvorte korok s prívodnou trubicou plynu. Jeho opačný koniec by mal byť nasmerovaný (pod vodou) na sklopenie spodnej časti banky. Krk by sa mal znížiť do širokého skla alebo kryštalizátora naplneného vodou. Pri zahrievaní skúmavky s nápojovou soľou sa uvoľňuje kyslík. Podľa prívodnej trubice plynu vstupuje do banky, vytesňuje z nej vodu. Keď sa banka naplní plynom, je zatvorená pod vodou zástrčkou a otočte. Kyslík získaný v tomto laboratórnom experimente môže byť použitý na štúdium chemických vlastností jednoduchej látky.

Spaľovanie

Ak sa spaľovanie látok v kyslíku vykonáva v laboratóriu, potom musíte poznať a spĺňať pravidlá ohňovzdorného. Vodík okamžite popáleniny vo vzduchu a zmieša sa s kyslíkom v pomere 2: 1, je to výbušný. Spaľovanie látok v čistom kyslíku sa vyskytuje oveľa intenzívnejšie ako vo vzduchu. Tento fenomén vysvetľuje zloženie vzduchu. Kyslík v atmosfére je o niečo viac ako 1/5 časti (21%). Horenie je reakcia látok s kyslíkom, v dôsledku čoho sa vytvárajú rôzne produkty, najmä oxidy kovov a nekovových kovov. Ohňové nebezpečné zmesi O 2 s horľavými látkami, navyše, výsledné zlúčeniny môžu byť toxické.

Spaľovanie bežnej sviečky (alebo zápasov) je sprevádzaná tvorbou oxidu uhličitého. Nasledujúce skúsenosti sa môžu vykonávať doma. Ak je látka spálená pod skleneným pleťom alebo veľkým sklom, potom sa napaľovanie zastaví hneď, ako sa vynakladá všetok kyslík. Dusík nepodporuje dýchanie a horenie. Oxidačný produkt oxidu uhličitého - už nereaguje s kyslíkom. Transparentné vám umožňuje zistiť prítomnosť po horení sviečky. Ak preskočíme spaľovacie produkty hydroxidom vápenatým, potom sa roztok zahustí. Chemická reakcia sa vyskytuje medzi vápennou vodou a oxidom uhličitým, vykazuje nerozpustný uhličitan vápenatý.

Prevádzkový kyslík v priemyselnom meradle

Najlacnejší proces, v dôsledku čoho sa získajú vzduchotesné molekuly, nesúvisia s konaním chemických reakcií. V priemysle, poďme, na metalurgickom kombinácii, vzduch pri nízkej teplote a vysokotlakový likér. Takéto základné zložky atmosféry ako dusíka a kyslíka sa varia pri rôznych teplotách. Zmes vzduchu s postupným zahrievaním na normálnu teplotu. Po prvé, molekuly dusíka sa rozlišujú, potom kyslík. Metóda separácie je založená na rôznych fyzikálnych vlastnostiach jednoduchých látok. Vzorec jednoduchej látky kyslíka je rovnaký, ako bol pred ochladzovaním a vzduchovým skvapalňovaním - 02.

V dôsledku niektorých reakcií elektrolýzy sa tiež rozlišuje kyslík, zozbiera sa nad zodpovedajúcou elektródou. Plyny je potrebný priemyselnými, stavebnými podnikmi vo veľkých objemoch. Potreby kyslíka neustále rastú, najmä potrebuje chemický priemysel. Získaný plyn uložte na výrobu a lekárske účely v oceľových valcoch vybavených označením. Kyslíkové nádoby sú natreté modrou farbou alebo modrou, aby sa odlišovali od iných skvapalnených plynov - dusík, metánu, amoniaku.

Chemické výpočty podľa vzorca a rovníc reakcií zahŕňajúcich molekuly 02

Numerická hodnota molárnej hmotnosti kyslíka sa zhoduje s inou hodnotou - relatívna molekulová hmotnosť. Len v prvom prípade existujú jednotky merania. Krátka vzorec látky kyslíka a jeho molárna hmotnosť sa musí zaznamenať nasledovne: m (02) \u003d 32 g / mol. Za normálnych podmienok nalievanie akéhokoľvek plynu zodpovedá objemu 22,4 litrov. Takže 1 mol asi 2 je 22,4 litrov látok, 2 Mojžiš 2 - 44,8 litrov. Podľa reakčnej rovnice medzi kyslíkom a vodíkom je možné poznamenať, že 2 póly vodíka a 1 mol kyslíka interakcií:

Ak sa do reakcie podieľa 1 mol vodíka, potom bude objem kyslíka 0,5 mol. 22,4 l / mol \u003d 11,2 litrov.

Úloha molekúl približne 2 v prírode a živote osoby

Kyslík spotrebuje nažive organizmy na Zemi a podieľa sa na cykle látok nad 3 miliardami rokov. Je to hlavná látka pre dýchanie a metabolizmus, s jeho pomoc je rozklad molekúl živín, je syntetizovaná energia potrebná pre organizmy. Kyslík je neustále strávený na Zemi, ale jeho rezervy sa dopĺňajú vďaka fotosyntéze. Ruský vedec K. TIMIRYAZEV veril, že vďaka tomuto procesu je stále život na našej planéte.

Úloha kyslíka v prírode a ekonomiku je skvelá:

• absorbované v procese dýchania s živými organizmami;
• zúčastňuje sa na fotosyntézach reakcií v rastlinách;
• vstupuje do zloženia organických molekúl;
• procesy hniloby, fermentácie, toky hrdze s účasťou kyslíka pôsobiaceho ako oxidačné činidlo;
• používa sa na získanie cenných produktov organickej syntézy.

Skvapalnený kyslík vo valci sa používa na rezanie a zváranie kovov pri vysokých teplotách. Tieto procesy sa vykonávajú na výrobných závodoch, dopravných a stavebných podnikoch. Pre prácu pod vodou, podzemné, vo vysokej nadmorskej výške v bezvzdušňovacom priestore, ľudia tiež potrebujú molekuly asi 2. Používa sa v medicíne na obohatenie vzduchovej kompozície inhalovanej pacientmi. Plyn na lekárske účely sa líši od technickej prakticky úplnej neprítomnosti cudzích nečistôt, vône.

Kyslík - Perfektný oxidač

Známe zlúčeniny kyslíka so všetkými chemické prvky Tabuľky MENDELEEEV, okrem prvých zástupcov rodiny šľachtických plynov. Mnohé látky priamo vstupujú do reakcie s atómami, s výnimkou halogénov, zlata a platiny. Veľký význam majú fenoménu s účasťou kyslíka, ktoré sú sprevádzané uvoľňovaním svetla a tepla. Takéto procesy sú široko používané v každodennom živote, priemysle. V metalurgii sa interakcia rudy s kyslíkom nazýva streľba. Predbežná ruda sa zmieša s vzduchom obohateným kyslíkom. Pri vysokých teplotách sa vyskytuje obnova kovov z sulfidov na jednoduché látky. Získajte železo a niektoré neželezné kovy. Prítomnosť čistého kyslíka zvyšuje rýchlosť technologických procesov v rôznych odvetviach chémie, technológie a metalurgie.

Vzhľad lacnej spôsobu výroby kyslíka zo vzduchu oddelením zložiek pri nízkych teplotách bol stimulovaný vývojom mnohých oblastí priemyselnej výroby. Chemici považujú molekuly asi 2 a atómy o ideálnych oxidačných činidlách. Jedná sa o prírodné materiály, neustále sa obnovujú v prírode, neznečisťujú prostredie. Okrem toho, chemické reakcie S účasťou kyslíka, najčastejšie dokončená syntézou iného prírodného a bezpečného výrobku - voda. Úloha 2 v neutralizácii toxického výrobného odpadu, čistenie vody z znečistenia. Okrem kyslíka sa jeho alotropná modifikácia používa na dezinfekciu - ozón. Táto jednoduchá látka má vysokú oxidačnú aktivitu. V ozonácii vody sa znečisťujú látky rozkladajú. Ozón je tiež deštruktívny účinok na patogénnu mikroflóru.