Prezentacija na temu "uporaba kisika". Prezentacija na temu Korištenje kisika e) oksidacija tvari

1 slajd

Prezentaciju je pripremila Roxana Smirnova, učenica 9. razreda Liceja Otradnoye.

2 slajd

Kisik kao element. 1. Element kisik nalazi se u VI skupini, glavna podskupina, period II, redni broj 8, 2. Struktura atoma: P11 = 8; n01 = 8; ē = 8 valencija II, oksidacijsko stanje -2 (rijetko +2; +1; -1). 3. Dio oksida, baza, soli, kiselina, organskih tvari, uključujući žive organizme - do 65% težine.

3 slajd

Kisik kao element. Kisik je najčešći element na našem planetu. Po težini, čini otprilike polovicu ukupne mase svih elemenata zemljine kore. Sastav zraka: O2 – 20-21%; N2 – 78%; CO2 – 0,03%, ostatak dolazi od inertnih plinova, vodene pare i nečistoća. 4. U zemljinoj kori je 49% mase, u hidrosferi - 89% mase. 5. Sastoji se od zraka (u obliku jednostavne tvari) – 20-21% volumena. 6. Uključeno u većinu minerala i stijena (pijesak, glina, itd.). Sastoji se od zraka (u obliku jednostavne tvari). 7. Vitalan element za sve organizme, nalazi se u većini organskih tvari, uključen u mnoge biokemijske procese koji osiguravaju razvoj i funkcioniranje života. 8. Kisik je otkriven 1769.-1771. Švedski kemičar K.-V. Scheele

4 slajd

Fizička svojstva. Kisik je kemijski aktivan nemetal i najlakši je element iz skupine halkogena. Jednostavna tvar kisik u normalnim je uvjetima plin bez boje, okusa i mirisa, čija se molekula sastoji od dva atoma kisika, zbog čega se naziva i dioksigen. Tekući kisik je svijetloplave boje, dok su kruti kisik svijetloplavi kristali.

5 slajd

Kemijska svojstva. S nemetalima C + O2 CO2 S + O2 SO2 2H2 + O2 2H2O S kompleksnim tvarima 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 2H2S + 3O2 2SO2 + 2H2O CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O S metalima 2Mg + O2 2MgO 2Cu + O2 –t 2CuO Intera djelovanje tvari s kisikom naziva se oksidacija. Svi elementi reagiraju s kisikom osim Au, Pt, He, Ne i Ar; u svim reakcijama (osim interakcije s fluorom) kisik je oksidacijsko sredstvo. 1. Nestabilan: O3 O2 + O 2. Jaki oksidans: 2KI + O3 + H2O 2KOH + I2 + O2 Obezbojava boje, reflektira UV zrake, uništava mikroorganizme.

6 slajd

Metode dobivanja. Industrijska metoda (destilacija tekućeg zraka). Laboratorijska metoda (razgradnja nekih tvari koje sadrže kisik) 2KClO3 –t ;MnO2 2KCl + 3O2 2H2O2 –MnO2 2H2O + O2

Slajd 7

Provjera sakupljenog kisika. Dobivanje 3O2 2O3 Za vrijeme grmljavinskog nevremena (u prirodi), (u laboratoriju) u ozonizatoru kalijevog permanganata pri zagrijavanju: 2KMnO4 –t K2MnO4 + MnO2 + O2 Do raspada ove soli dolazi pri zagrijavanju iznad 2000 C.

8 slajd

Primjena kisika: naširoko se koristi u medicini i industriji. Tijekom letova na velikim visinama piloti dobivaju posebne uređaje za kisik. Za mnoge plućne i srčane bolesti, kao i tijekom operacija, kisik se daje na udisanje iz vrećica za kisik. Podmornice se opskrbljuju kisikom u bocama. Izgaranje rastresitog zapaljivog materijala natopljenog tekućim kisikom prati eksplozija, što omogućuje korištenje kisika u operacijama miniranja. Tekući kisik koristi se u mlaznim motorima, u autogenom zavarivanju i rezanju metala, čak i pod vodom.

Kisik Kisik je element glavne podskupine šeste skupine, druge periode periodnog sustava kemijskih elemenata D.I. Mendeljejeva, s atomskim brojem 8. Označava se simbolom O (lat. Oxygenium). Kisik je kemijski aktivan nemetal i najlakši je element iz skupine halkogena. Jednostavna tvar kisik (CAS broj:) u normalnim je uvjetima plin bez boje, okusa i mirisa, čija se molekula sastoji od dva atoma kisika (formula O 2), pa se stoga naziva i dikisik. Tekući kisik je svijetloplave boje.

Postoje i drugi alotropski oblici kisika, na primjer, ozon (CAS broj:) u normalnim uvjetima, plavi plin specifičnog mirisa, čija se molekula sastoji od tri atoma kisika (formula O 3).

Povijest otkrića Službeno se vjeruje da je kisik otkrio engleski kemičar Joseph Priestley 1. kolovoza 1774. razgradnjom živinog oksida u hermetički zatvorenoj posudi (Priestley je pomoću snažne leće usmjerio sunčeve zrake na ovaj spoj). 2HgO (t) 2Hg + O 2

Međutim, Priestley u početku nije shvatio da je otkrio novu jednostavnu tvar; vjerovao je da je izolirao jedan od sastavnih dijelova zraka (i nazvao je ovaj plin "deflogističkim zrakom"). Priestley je o svom otkriću izvijestio izvanrednog francuskog kemičara Antoinea Lavoisiera. Godine 1775. A. Lavoisier je utvrdio da je kisik sastavni dio zraka, kiselina i da se nalazi u mnogim tvarima.

Nekoliko godina ranije (1771.) kisik je dobio švedski kemičar Karl Scheele. Kalcinirao je salitru sumpornom kiselinom i potom razgradio nastali dušikov oksid. Scheele je ovaj plin nazvao “vatreni zrak” i opisao svoje otkriće u knjizi objavljenoj 1777. godine (upravo zato što je knjiga objavljena kasnije nego što je Priestley objavio svoje otkriće, potonji se smatra pronalazačem kisika). Scheele je također izvijestio o svom iskustvu Lavoisiera.

Konačno, A. Lavoisier je konačno shvatio prirodu rezultirajućeg plina, koristeći informacije od Priestleya i Scheelea. Njegov je rad bio od goleme važnosti jer je zahvaljujući njemu srušena u to vrijeme dominantna teorija o flogistonu koja je kočila razvoj kemije. Lavoisier je proveo pokuse izgaranja različitih tvari i opovrgao teoriju o flogistonu, objavljujući rezultate o težini izgorjelih elemenata. Težina pepela premašila je izvornu težinu elementa, što je Lavoisieru dalo za pravo tvrditi da tijekom izgaranja dolazi do kemijske reakcije (oksidacije) tvari, pa se stoga povećava masa izvorne tvari, što pobija teoriju o flogistonu. . Dakle, zasluge za otkriće kisika zapravo dijele Priestley, Scheele i Lavoisier.

Podrijetlo imena Riječ kisik (nazvana i "kisela otopina" početkom 19. stoljeća) svoju pojavu u ruskom jeziku donekle duguje M.V. Lomonosovu, koji je uveo riječ "kiselina", zajedno s drugim neologizmima; tako je riječ "kisik", pak, bila trag izraza "kisik" (francuski l "oxygène), koji je predložio A. Lavoisier (grčki όξύγενναω od ξύς "kiseo" i γενναω "rađati"), koji je prevedeno kao "generirajuća kiselina", što je zbog izvornog značenja "kiselina", što je prije značilo okside, zvane oksidi prema modernoj međunarodnoj nomenklaturi.

Pojavnost u prirodi Kisik je najčešći element na Zemlji, njegov udio (u raznim spojevima, uglavnom silikatima) čini oko 47,4% mase čvrste zemljine kore. Morske i slatke vode sadrže veliku količinu vezanog kisika 88,8% (maseni), u atmosferi je sadržaj slobodnog kisika 20,95 volumnih i 23,12 mas.%. Više od 1500 spojeva u zemljinoj kori sadrži kisik. Kisik je dio mnogih organskih tvari i prisutan je u svim živim stanicama. Po broju atoma u živim stanicama iznosi oko 25%, a po masenom udjelu oko 65%.

Dobivanje Trenutno se u industriji kisik dobiva iz zraka. Laboratoriji koriste industrijski proizvedeni kisik koji se isporučuje u čeličnim cilindrima pod tlakom od oko 15 MPa. Najvažnija laboratorijska metoda za njegovu proizvodnju je elektroliza vodenih otopina lužina. Male količine kisika također se mogu dobiti reakcijom otopine kalijevog permanganata sa zakiseljenom otopinom vodikovog peroksida. Kisikova postrojenja koja rade na osnovi membranske i dušične tehnologije također su poznata i uspješno se koriste u industriji. Zagrijavanjem se kalijev permanganat KMnO 4 razgrađuje na kalijev manganat K 2 MnO 4 i mangan dioksid MnO 2 uz istovremeno oslobađanje plinovitog kisika O 2: 2KMnO 4 K2MnO 4 + MnO 2 + O 2

U laboratorijskim uvjetima dobiva se i katalitičkom razgradnjom vodikovog peroksida H 2 O 2: 2H 2 O 2 2H 2 O + O 2 Katalizator je mangan dioksid (MnO 2) ili komadić sirovog povrća (sadrže enzime koji ubrzavaju razgradnju vodikovog peroksida). Kisik se može dobiti i katalitičkom razgradnjom kalijevog klorata (Bertholletove soli) KClO 3: 2KClO 3 2KCl + 3O 2 Osim navedenom laboratorijskom metodom, kisik se dobiva i metodom odvajanja zraka u postrojenjima za odvajanje zraka čistoće od do 99,9999% u O 2.

Fizička svojstva U normalnim uvjetima kisik je plin bez boje, okusa i mirisa. 1 litra je teška 1,429 g. Malo je teža od zraka. Slabo topljiv u vodi (4,9 ml/100g na 0 °C, 2,09 ml/100g na 50 °C) i alkoholu (2,78 ml/100g na 25 °C). Dobro se otapa u rastaljenom srebru (22 volumena O 2 u 1 volumenu Ag na 961 °C). Je paramagnetičan. Pri zagrijavanju plinovitog kisika dolazi do njegove reverzibilne disocijacije na atome: na 2000 °C 0,03 %, na 2600 °C 1 %, 4000 °C 59 %, 6000 °C 99,5 %. Tekući kisik (vrelište 182,98 °C) je blijedoplava tekućina. Fazni dijagram O 2 Čvrsti kisik (talište 218,79 °C) plavi kristali. Poznato je šest kristalnih faza, od kojih tri postoje pri tlaku od 1 atm:

α-O 2 postoji na temperaturama ispod 23,65 K; svijetloplavi kristali pripadaju monoklinskom sustavu, parametri stanice a=5,403 Å, b=3,429 Å, c=5,086 Å; β=132,53° β-O 2 postoji u temperaturnom području od 23,65 do 43,65 K; blijedoplavi kristali (s povećanjem tlaka boja postaje ružičasta) imaju romboedarsku rešetku, parametri ćelije a=4,21 Å, α=46,25° γ-O 2 postoji na temperaturama od 43,65 do 54,21 K; blijedoplavi kristali imaju kubičnu simetriju, parametar rešetke a=6,83 Å

Pri visokim tlakovima nastaju još tri faze: δ-O 2 temperaturno područje do 300 K i tlak 6-10 GPa, narančasti kristali; tlak ε-O 2 od 10 do 96 GPa, boja kristala od tamnocrvene do crne, monoklinski sustav; Tlak ζ-O 2 je veći od 96 GPa, metalno stanje s karakterističnim metalnim sjajem, na niskim temperaturama prelazi u supravodljivo stanje.

Kemijska svojstva Jako oksidacijsko sredstvo, stupa u interakciju s gotovo svim elementima, stvarajući okside. Oksidacijsko stanje 2. Reakcija oksidacije u pravilu teče uz oslobađanje topline i ubrzava se s porastom temperature. Primjer reakcija koje se odvijaju na sobnoj temperaturi: 4K + O 2 2K 2 O 2Sr + O 2 2SrO Oksidira spojeve koji sadrže elemente s ne-maksimalnim oksidacijskim stupnjem: 2NO + O 2 2NO 2

Kisik ne oksidira Au i Pt, halogene i inertne plinove. Kisik tvori perokside sa stupnjem oksidacije 1. Na primjer, peroksidi se dobivaju izgaranjem alkalnih metala u kisiku: 2Na + O 2 Na 2 O 2 Neki oksidi apsorbiraju kisik: 2BaO + O 2 2BaO 2

Prema teoriji izgaranja koju su razvili A. N. Bach i K. O. Engler, oksidacija se odvija u dva stupnja uz stvaranje intermedijarnog peroksidnog spoja. Ovaj intermedijarni spoj može se izolirati, na primjer, kada se plamen gorućeg vodika ohladi ledom, zajedno s vodom nastaje vodikov peroksid: H 2 + O 2 H 2 O 2 Superoksidi imaju stupanj oksidacije 1/2, tj. je, jedan elektron za dva atoma kisika (ion O 2 -). Dobiva se reakcijom peroksida s kisikom pri povišenim tlakovima i temperaturama: Na 2 O 2 + O 2 2NaO 2 Ozonidi sadrže O 3 - ion sa stupnjem oksidacije 1/3. Dobiva se djelovanjem ozona na hidrokside alkalijskih metala: KOH(krutina) + O 3 KO 3 + KOH + O 2 Dioksigenilni ion O 2 + ima oksidacijsko stanje +1/2. Dobiva se reakcijom: PtF 6 + O 2 O 2 PtF 6

Kisik fluoridi Kisik difluorid, OF 2 oksidacijsko stanje +2, dobiva se propuštanjem fluora kroz otopinu lužine: 2F 2 + 2NaOH OF 2 + 2NaF + H 2 O Kisik monofluorid (dioksidifluorid), O 2 F 2, nestabilan, oksidacijsko stanje + 1. Dobiva se iz smjese fluora i kisika u tinjajućem izbijanju na temperaturi od 196 °C. Propuštanjem tinjajućeg pražnjenja kroz smjesu fluora i kisika pri određenom tlaku i temperaturi dobivaju se smjese viših kisikovih fluorida O 3 F 2, O 5 F 2 i O 6 F 2. Kisik podržava procese disanja, izgaranja i raspadanja. U svom slobodnom obliku element postoji u dvije alotropske modifikacije: O 2 i O 3 (ozon).

Primjena Kemija, petrokemija: Stvaranje inertne okoline u spremnicima, gašenje požara dušikom, pročišćavanje i ispitivanje cjevovoda, regeneracija katalizatora, pakiranje proizvoda u dušičnoj sredini, intenziviranje oksidacijskih procesa, oslobađanje metana, vodika, ugljičnog dioksida.

Slajd 1

Prezentacija o kemiji na temu: "Upotreba kisika"

učenici ____ razreda _____________________ ____________________

Slajd 6

Cornelius Drebbel

Zanimljiva je činjenica da po prvi put kisik nisu izolirali kemičari. To je učinio izumitelj podmornice K. Drebbel početkom 17. stoljeća. Ovaj plin koristio je za disanje u čamcu kada je bio uronjen u vodu. Ali izumiteljev rad bio je povjerljiv. Stoga rad K. Drebbela nije imao veliku ulogu u razvoju kemije.

Slajd 7

Pronalazači kisika

Joseph Priestley Karl Scheele Antoine Lavoisier

Slajd 10

Uporaba kisika Široka industrijska uporaba kisika započela je sredinom dvadesetog stoljeća, nakon izuma turboekspandera – uređaja za ukapljivanje i separaciju. Upotreba kisika vrlo je raznolika i temelji se na njegovim kemijskim svojstvima. Kemijska i petrokemijska industrija. Kisik se koristi za oksidaciju početnih reaktanata, proizvodeći dušičnu kiselinu, etilen oksid, propilen oksid, vinil klorid i druge bazične spojeve. Osim toga, može se koristiti za povećanje produktivnosti spalionica otpada. Industrija nafte i plina. Povećanje produktivnosti procesa krekiranja nafte, prerada visokooktanskih spojeva, utiskivanje u ležište za povećanje energije istiskivanja.

Slajd 11

Primjena kisika

Metalurgija i rudarska industrija. Kisik se koristi u proizvodnji konverterskog čelika, puhanju kisikom u visokim pećima, ekstrakciji zlata iz ruda, proizvodnji feroslitina, taljenju nikla, cinka, olova, cirkonija i drugih obojenih metala, izravnoj redukciji željeza, požarnom skidanju ploča u ljevaonice, požarno bušenje tvrdih stijena.

Slajd 12

Zavarivanje i rezanje metala. Kisik u cilindrima naširoko se koristi za plameno rezanje i zavarivanje metala, za visokoprecizno rezanje metala plazmom.

Slajd 13

Vojna oprema. U hiperbaričnim komorama, za rad dizelskih motora pod vodom, gorivo za raketne motore. Koristi se u ronilačkoj, svemirskoj i vatrogasnoj opremi.

Slajd 2

KISIK

Kisik je 16. element glavne podskupine VI skupine, druge periode periodnog sustava kemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva, s atomskim brojem 8. Označava se simbolom O (lat. Oxygenium). Kisik je kemijski aktivan nemetal i najlakši je element iz skupine halkogena. Jednostavna tvar kisik u normalnim je uvjetima plin bez boje, okusa i mirisa, čija se molekula sastoji od dva atoma kisika (formula O2), zbog čega se naziva i dioksigen. Tekući kisik je svijetloplave boje, dok su kruti kisik svijetloplavi kristali.

Slajd 3

Službeno se vjeruje da je kisik otkrio engleski kemičar Joseph Priestley 1. kolovoza 1774. razgradnjom živinog oksida u hermetički zatvorenoj posudi (Priestley je na ovaj spoj usmjerio sunčevu svjetlost pomoću snažne leće). Međutim, Priestley u početku nije shvatio da je otkrio novu jednostavnu tvar; vjerovao je da je izolirao jedan od sastavnih dijelova zraka (i nazvao je ovaj plin "deflogistički zrak"). Priestley je o svom otkriću izvijestio izvanrednog francuskog kemičara Antoinea Lavoisiera. Godine 1775. A. Lavoisier je utvrdio da je kisik sastavni dio zraka, kiselina i da se nalazi u mnogim tvarima. Nekoliko godina ranije (1771.) kisik je dobio švedski kemičar Karl Scheele. Kalcinirao je salitru sumpornom kiselinom i potom razgradio nastali dušikov oksid. Scheele je ovaj plin nazvao “vatreni zrak” i opisao svoje otkriće u knjizi objavljenoj 1777. godine (upravo zato što je knjiga objavljena kasnije nego što je Priestley objavio svoje otkriće, potonji se smatra pronalazačem kisika). Scheele je također izvijestio o svom iskustvu Lavoisiera. Važan korak koji je pridonio otkriću kisika bio je rad francuskog kemičara Pierrea Bayena, koji je objavio radove o oksidaciji žive i naknadnoj razgradnji njezinog oksida. Konačno, A. Lavoisier je konačno shvatio prirodu rezultirajućeg plina, koristeći informacije od Priestleya i Scheelea. Njegov je rad bio od goleme važnosti jer je zahvaljujući njemu srušena u to vrijeme dominantna teorija o flogistonu koja je kočila razvoj kemije. Lavoisier je proveo pokuse izgaranja raznih tvari i opovrgao teoriju o flogistonu, objavljujući rezultate o težini izgorjelih elemenata. Težina pepela premašila je izvornu težinu elementa, što je Lavoisieru dalo za pravo tvrditi da tijekom izgaranja dolazi do kemijske reakcije (oksidacije) tvari, pa se stoga povećava masa izvorne tvari, što pobija teoriju o flogistonu. . Dakle, zasluge za otkriće kisika zapravo dijele Priestley, Scheele i Lavoisier. OTKRIĆE KISIKA

Slajd 4

Slajd 5

Uporaba kisika Široka industrijska uporaba kisika započela je sredinom dvadesetog stoljeća, nakon izuma turboekspandera – uređaja za ukapljivanje i separaciju. Upotreba kisika vrlo je raznolika i temelji se na njegovim kemijskim svojstvima. Kemijska i petrokemijska industrija. Kisik se koristi za oksidaciju početnih reaktanata, proizvodeći dušičnu kiselinu, etilen oksid, propilen oksid, vinil klorid i druge bazične spojeve. Osim toga, može se koristiti za povećanje produktivnosti spalionica otpada. Industrija nafte i plina. Povećanje produktivnosti procesa krekiranja nafte, obrada visokooktanskih spojeva, utiskivanje u ležište za povećanje energije istiskivanja.

Slajd 6

Primjena kisika

Industrija stakla. Peći za taljenje stakla koriste kisik za poboljšanje izgaranja. Osim toga, koristi se za smanjenje emisija dušikovog oksida na sigurnu razinu. Industrija celuloze i papira. Kisik se koristi u delignifikaciji, alkoholizaciji i drugim procesima. U medicini se medicinski kisik skladišti u visokotlačnim metalnim plinskim bocama (za stlačene ili ukapljene plinove) plave boje različitog volumena od 1,2 do 10,0 litara pod tlakom do 15 MPa (150 atm) i koristi se za obogaćivanje respiratornih plinskih smjesa. u opremi za anesteziju, u slučaju problema s disanjem, za ublažavanje napadaja bronhijalne astme, uklanjanje hipoksije bilo kojeg podrijetla, za dekompresijsku bolest, za liječenje patologija gastrointestinalnog trakta u obliku koktela kisika. Za individualnu upotrebu iz boca medicinskim kisikom pune se posebni gumirani spremnici - jastuci za kisik. Inhalatori kisika različitih modela i modifikacija koriste se za istovremenu opskrbu kisikom ili smjesom kisika i zraka jednog ili dva unesrećena na terenu ili u bolničkim uvjetima. Prednost inhalatora kisika je prisutnost kondenzatora-ovlaživača plinske smjese, koja koristi vlagu izdahnutog zraka. Da bi se izračunala količina preostalog kisika u boci u litrama, tlak u boci u atmosferama (prema manometru reduktora) obično se množi s zapreminom boce u litrama. Na primjer, u cilindru s kapacitetom od 2 litre, manometar pokazuje tlak kisika od 100 atm. Volumen kisika u ovom slučaju je 100 × 2 = 200 litara.