Fixăm o eprubetă din sticlă refractară pe un suport și adăugăm în ea 5 g de azotat pulbere (nitrat de potasiu KNO 3 sau azotat de sodiu NaNO 3). Să punem sub eprubetă o cană din material refractar umplut cu nisip, deoarece în timpul acestui experiment sticla se topește adesea și o masă fierbinte curge afară. Prin urmare, vom ține arzătorul pe lateral atunci când încălzim. Când încălzim salitrul foarte mult, acesta se va topi și oxigenul va fi eliberat din el (vom detecta acest lucru cu ajutorul unei așchii care mocnește - se va aprinde într-o eprubetă). În acest caz, azotatul de potasiu se va transforma în nitrit KNO2. Apoi folosiți clești pentru creuzet sau pensete pentru a arunca o bucată de sulf tăiat în topitură (nu țineți niciodată fața deasupra eprubetei).
Sulful se va aprinde și arde, eliberând o cantitate mare de căldură. Experimentul trebuie efectuat cu ferestrele deschise (datorită oxizilor de sulf rezultați). Vom păstra nitritul de sodiu rezultat pentru experimentele ulterioare.
Procesul este în desfășurare după cum urmează(prin încălzire):
2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2
Puteți obține oxigen prin alte metode.
Permanganatul de potasiu KMnO 4 (sare de potasiu a acidului mangan) renunță la oxigen atunci când este încălzit și este transformat în oxid de mangan (IV):
4KMnO 4 → 4Mn 2 + 2K 2 O + 3O 2
sau 4KMnO 4 → MnO 2 + K 2 MnO 4 + O 2
Din 10 g de permanganat de potasiu puteți obține aproximativ un litru de oxigen, ceea ce înseamnă că două grame sunt suficiente pentru a umple cinci eprubete de dimensiuni normale cu oxigen. Permanganatul de potasiu poate fi achiziționat de la orice farmacie dacă nu se află în dulapul de medicamente de acasă.
Încălzim o anumită cantitate de permanganat de potasiu într-o eprubetă refractară și captăm oxigenul eliberat în eprubete folosind o baie pneumatică. Cristalele, când sunt crăpate, sunt distruse și, adesea, o anumită cantitate de permanganat praf este antrenată împreună cu gazul. În acest caz, apa din baia pneumatică și conducta de evacuare vor deveni roșii. După finalizarea experimentului, curățăm baia și tubul cu o soluție de tiosulfat de sodiu (hiposulfit) - un fixator fotografic, pe care îl acidificăm ușor cu acid clorhidric diluat.
ÎN cantitati mari oxigenul poate fi obţinut şi din peroxid de hidrogen (peroxid) H 2 O 2. Să cumpărăm o soluție de trei procente de la farmacie - un dezinfectant sau un preparat pentru tratarea rănilor. Peroxidul de hidrogen nu este foarte stabil. Deja atunci când stă în aer, se descompune în oxigen și apă:
2H2O2 → 2H2O + O2
Descompunerea poate fi accelerată semnificativ prin adăugarea unui pic de dioxid de mangan MnO 2 (piroluzit), cărbune activat, pulbere metalică, sânge (coagulat sau proaspăt) și saliva la peroxid. Aceste substanțe acționează ca catalizatori.
Putem verifica acest lucru dacă punem aproximativ 1 ml de peroxid de hidrogen cu una dintre substanțele menționate într-o eprubetă mică și determinăm prezența oxigenului eliberat folosind un test de așchii. Dacă se adaugă o cantitate egală de sânge de animal la 5 ml dintr-o soluție de peroxid de hidrogen de trei procente într-un pahar, amestecul se va spuma puternic, spuma se va întări și se va umfla ca urmare a eliberării bulelor de oxigen.
Apoi vom testa efectul catalitic al unei soluții 10% de sulfat de cupru (II) cu adaos de hidroxid de potasiu (potasiu caustic), o soluție de sulfat de fier (II), o soluție de clorură de fier (III) (cu și fără adaos de pulbere de fier), carbonat de sodiu, clorură de sodiu și substanțe organice (lapte, zahăr, frunze zdrobite de plante verzi etc.). Acum am experimentat că diverse substanțe accelerează catalitic descompunerea peroxidului de hidrogen.
Catalizatorii cresc viteza de reacție a unui proces chimic fără a fi consumați. Ele reduc în cele din urmă energia de activare necesară pentru a iniția o reacție. Există însă și substanțe care acționează în sens invers. Se numesc catalizatori negativi, anticatalizatori, stabilizatori sau inhibitori. De exemplu, acidul fosforic previne descompunerea peroxidului de hidrogen. Prin urmare, soluția comercială de peroxid de hidrogen este de obicei stabilizată cu acid fosforic sau uric.
Catalizatorii sunt necesari pentru multe procese tehnologice chimice. Dar chiar și în natura vie, așa-numiții biocatalizatori (enzime, enzime, hormoni) participă la multe procese. Deoarece catalizatorii nu sunt consumați în reacții, aceștia pot acționa în cantități mici. Un gram de cheag este suficient pentru a asigura coagularea a 400-800 kg de proteine din lapte.
De o importanță deosebită pentru funcționarea catalizatorilor este dimensiunea suprafeței lor. Pentru a mări suprafața, se folosesc substanțe poroase pline de fisuri cu o suprafață internă dezvoltată, substanțe compacte sau metale sunt pulverizate pe așa-numiții purtători. De exemplu, 100 g de catalizator de platină pe suport conține doar aproximativ 200 mg de platină; 1 g de nichel compact are o suprafață de 0,8 cm 2, iar 1 g de pulbere de nichel are o suprafață de 10 mg. Aceasta corespunde unui raport de 1: 100.000; 1 g de alumină activă are o suprafață de 200 până la 300 m2 pentru 1 g de cărbune activ, această valoare este chiar de 1000 m2. În unele instalații, catalizatorul valorează câteva milioane de mărci. Astfel, un cuptor de contact pe benzină din Belem, înalt de 18 m, conține 9-10 tone de catalizator.
Această lecție este dedicată studiului metodelor moderne de producere a oxigenului. Veți învăța prin ce metode și din ce substanțe se obține oxigenul în laborator și industrie.
Tema: Substanțe și transformările lor
Lecţie:Obținerea oxigenului
ÎN scopuri industriale oxigenul trebuie obtinut in volume mari si in cel mai ieftin mod posibil. Această metodă de producere a oxigenului a fost propusă de laureatul Premiului Nobel Pyotr Leonidovich Kapitsa. A inventat un dispozitiv pentru lichefierea aerului. După cum știți, aerul conține aproximativ 21% oxigen în volum. Oxigenul poate fi separat de aerul lichid prin distilare, deoarece Toate substanțele care alcătuiesc aerul au puncte de fierbere diferite. Punctul de fierbere al oxigenului este de -183°C, iar cel al azotului este de -196°C. Aceasta înseamnă că la distilarea aerului lichefiat, azotul va fierbe și se va evapora mai întâi, urmat de oxigen.
În laborator, oxigenul nu este necesar în cantități atât de mari ca în industrie. De obicei este livrat în cilindri de oțel albastru în care este presurizat. În unele cazuri, este încă necesar să se obțină oxigen pe cale chimică. În acest scop, se folosesc reacții de descompunere.
EXPERIMENTUL 1. Se toarnă o soluție de peroxid de hidrogen într-o cutie Petri. La temperatura camerei, peroxidul de hidrogen se descompune lent (nu vedem semne de reacție), dar acest proces poate fi accelerat prin adăugarea de câteva boabe de oxid de mangan (IV) în soluție. În jurul granulelor de oxid negru încep imediat să apară bule de gaz. Acesta este oxigenul. Indiferent de cât timp are loc reacția, boabele de oxid de mangan (IV) nu se dizolvă în soluție. Adică, oxidul de mangan (IV) participă la reacție, o accelerează, dar nu este consumat în ea.
Se numesc substanțele care accelerează o reacție, dar nu sunt consumate în reacție catalizatori.
Reacțiile accelerate de catalizatori se numesc catalitic.
Accelerarea unei reacții de către un catalizator se numește cataliză.
Astfel, oxidul de mangan (IV) servește ca catalizator în reacția de descompunere a peroxidului de hidrogen. În ecuația reacției, formula catalizatorului este scrisă deasupra semnului egal. Să scriem ecuația reacției. Când peroxidul de hidrogen se descompune, oxigenul este eliberat și se formează apă. Eliberarea de oxigen dintr-o soluție este indicată de o săgeată îndreptată în sus:
2. Colecție unificată de resurse educaționale digitale ().
3. Versiunea electronică a revistei „Chimie și viață” ().
Teme pentru acasă
Cu. 66-67 Nr. 2 – 5 din Caietul de lucru la Chimie: clasa a VIII-a: la manualul de P.A. Orzhekovsky și alții „Chimie. clasa a VIII-a” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orjekovski; sub. ed. prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.
Prin electroliza apei se obțin cantități mari de oxigen.
Când apa este electrolizată, un alt produs industrial valoros, hidrogenul, este eliberat simultan cu oxigenul.
În prezența energiei electrice ieftine, este extrem de rentabil să obțineți oxigen și hidrogen din apă prin descompunerea acesteia în părțile sale componente prin curent electric.
Oxigenul și hidrogenul au fost obținute pentru prima dată prin electroliza apei în urmă cu aproximativ o sută șaizeci de ani. Cu toate acestea, această metodă nu și-a găsit aplicare practică timp de aproape o sută de ani.
În 1888, profesorul rus D. A. Lachinov a proiectat mai multe tipuri de băi electrolitice pentru a produce oxigen și hidrogen. Câțiva ani mai târziu, au apărut primele instalații industriale pentru producerea acestor gaze prin metode electrolitice. Acestea erau instalații relativ mici care produceau 100–200 de metri cubi de oxigen și hidrogen pe zi.
În prezent, există instalații capabile să producă 20 de mii de metri cubi de hidrogen și 10 mii de metri cubi de oxigen într-o oră.
Astfel de instalații necesită multă energie electrică.
În țara noastră, în cazul în care o cantitate mare de ieftine energie electrica, oxigenul se obține nu numai din aer, dar metoda electrolitică de producere a oxigenului și a hidrogenului din apă este utilizată pe scară largă.
În prezent, noi centrale hidroelectrice gigantice sunt construite pe râuri mari. În patru până la cinci ani vor furniza peste 22 de miliarde de kilowați-oră de electricitate pe an. O parte din această energie electrică ieftină va merge către întreprinderile electrochimice, inclusiv către instalațiile de electroliză a apei.
Obținerea oxigenului
Oxigenul în laborator se obține prin descompunerea permanganatului de potasiu KMnO 4. Pentru experiment veți avea nevoie de o eprubetă cu tub de evacuare a gazului. Se toarnă permanganat de potasiu cristalin într-o eprubetă. Să pregătim un balon pentru a colecta oxigen. Când este încălzit, permanganatul de potasiu începe să se descompună, oxigenul eliberat curge prin tubul de evacuare a gazului în balon. Oxigenul este mai greu decât aerul, așa că nu părăsește balonul și îl umple treptat. O așchie care mocnește în balon: înseamnă că am reușit să colectăm oxigen.
Oxigenul pur a fost obținut pentru prima dată independent unul de celălalt de chimistul suedez Scheele și omul de știință englez Priestley. Înainte de descoperirea lor, oamenii de știință credeau că aerul este o substanță omogenă. După descoperirea lui Scheele și Priestley, Lavoisier a creat teoria combustiei și a numit noul element Oxigeniu - producator de acid, oxigen. Oxigenul este necesar pentru a menține viața. O persoană poate supraviețui fără oxigen doar câteva minute.
Echipament: eprubetă cu tub de evacuare a gazului, balon, trepied, lampă cu alcool, spatulă, lanternă.
Măsuri de siguranță. Trebuie respectate regulile de manipulare a dispozitivelor de încălzire. Pătrunderea substanțelor organice în permanganatul de potasiu este inacceptabilă. Evitați contactul direct al pielii și mucoaselor cu cristalele de permanganat de potasiu.
Stabilirea experimentului- Elena Makhinenko, text- Ph.D. Pavel Bespalov.
Hidrogen din apă: simplu și ieftin Un cercetător rus a proiectat un electrolizor care face posibilă producerea hidrogenului din apă, folosind foarte puțină energie.
Un cercetător rus a proiectat un electrolizor care poate produce hidrogen din apă folosind foarte puțină energie.
Hidrogenul este un purtător de energie prietenos cu mediul și, de asemenea, este practic inepuizabil. Conform calculelor, din 1 litru de apă se pot obține 1234,44 litri de hidrogen. Cu toate acestea, tranziția energetică la combustibilul cu hidrogen este îngreunată de costurile mari de energie necesare pentru a obține hidrogen din apă. Procesul de electroliză are loc la o tensiune de 1,6-2,0 V și un curent de zeci și sute de amperi. Cele mai moderne electrolizoare consumă mai multă energie pentru a produce un metru cub de hidrogen decât se poate obține prin arderea acestuia. Problema reducerii costurilor energetice pentru producerea hidrogenului din apă este rezolvată de multe laboratoare din întreaga lume, dar încă nu s-au obținut rezultate semnificative. Cu toate acestea, în natură există un proces economic de descompunere a moleculelor de apă în hidrogen și oxigen. Are loc în timpul fotosintezei. În acest caz, atomii de hidrogen participă la formarea moleculelor organice, iar oxigenul scapă în atmosferă. Celula electrolizatoare, dezvoltată de F. Kanarev de la Universitatea Agrară de Stat din Kuban, modelează acest proces.
Asemănarea cu fotosinteza este că celula folosește foarte puțină energie. De fapt, dispozitivul folosește o tensiune de numai 0,062 V cu o putere de curent de 0,02 A. F. Kanarev a proiectat două modele de laborator ale electrolizatorului: cu electrozi conici și cilindrici din oțel. Potrivit creatorului lor, ei simulează inelele anuale ale unui trunchi de copac. Chiar și în absența completă a electrolitului, pe electrozii celulei apare o diferență de potențial de aproximativ 0,1 V. După turnarea soluției, diferența de potențial crește. În acest caz, un semn de încărcare pozitivă apare întotdeauna pe electrodul superior, unul negativ - pe cel inferior. Celula unui electrolizor de amperi scăzut este un condensator. Inițial, este încărcat la o tensiune de 1,5-2 V și un curent semnificativ mai mare de 0,02 A, apoi se descarcă treptat sub influența proceselor electrolitice care au loc în el. Și în acest moment, dispozitivul consumă foarte puțină energie, pe care o cheltuiește pentru reîncărcarea condensatorului. Chiar și cu dispozitivul deconectat de la rețea, electroliza continuă încă cinci ore, dovadă fiind gâlgâitul intens al bulelor de gaz.
Ambele modele de electrolizor, cu electrozi conici și cilindrici, funcționează cu aceeași eficiență energetică. Indicatorul acestei eficacitate rămâne de clarificat. Dar este deja clar că costurile energetice pentru producerea hidrogenului din apă în timpul electrolizei cu amperi scăzuti sunt reduse de 12 ori, iar conform celor mai îndrăznețe estimări, de aproape 2000 de ori. Potrivit lui F. Kanarev, metoda pe care a propus-o pentru producerea hidrogenului ieftin din apă poate fi folosită pentru a crea electrolizoare industriale care își vor găsi aplicație în energia hidrogenului viitoare.
PROPRIETĂȚI ALE OXIGENULUI ȘI METODE DE OBȚINEREA SA
Oxigenul O2 este cel mai abundent element de pe pământ. Se găsește în cantități mari sub formă de compuși chimici cu diverse substanțe din scoarța terestră, în combinație cu hidrogenul din apă și în stare liberă în aerul atmosferic, amestecat în principal cu azot în cantitate de 20,93% vol. .
Oxigenul are mare valoareîn economia naţională. Este utilizat pe scară largă în metalurgie; industria chimică; pentru prelucrarea metalelor cu flacără de gaz, forarea la foc a rocilor dure, gazificarea subterană a cărbunilor; în medicină și diverse aparate de respirat, de exemplu pentru zboruri la mare altitudine și în alte zone.
În condiții normale, oxigenul este un gaz incolor, inodor și fără gust, care nu este inflamabil, dar susține activ arderea. La temperaturi foarte scăzute, oxigenul se transformă într-un lichid și chiar într-un solid.
Surse: www.activestudy.info, files.school-collection.edu.ru, gazeta.zn.ua, chemport.ru, forum.homedistiller.ru, metallicheckiy-portal.ru
Modele de laptopuri la buget
Calculatoarele portabile moderne, sau așa cum sunt numite în mod obișnuit - laptopuri sau laptopuri, pot funcționa la fel...
Ce este ambiția?
ÎN diferite țăriînțelegerea ta despre ce este ambiția. La poporul slav, ambiția era asociată cu pompozitatea, prezentarea drepturilor la...
Aerul nu este un compus chimic al gazelor individuale. Acum se știe că este un amestec de azot, oxigen și așa-numitele gaze rare: argon, neon, krypton, xenon și heliu. În plus, aerul conține cantități mici de hidrogen și dioxid de carbon.
Acasă componentă aer - azot. Ocupă mai mult de 3D din întregul volum de aer. O cincime din aer este „aer de foc” - oxigen. Iar ponderea gazelor rămase este de aproximativ o sutime.
Cum este posibil să separăm aceste gaze și să obținem oxigen pur din aer?
În urmă cu 30 de ani, metoda chimică de producere a oxigenului era folosită relativ pe scară largă. În acest scop, a fost folosit un compus din bariu metal cu oxigen - oxidul de bariu. Această substanță are o proprietate interesantă. Încălzit la o culoare roșu închis (aproximativ 540 de grade), oxidul de bariu se combină energetic cu oxigenul din aer, formând o substanță nouă, mai bogată în oxigen - peroxidul de bariu. Cu toate acestea, cu o încălzire suplimentară, peroxidul de bariu se descompune, eliberează oxigen și se transformă înapoi în oxid. Oxigen la
Acesta este captat și colectat în vase speciale - cilindri, iar peroxidul de bariu este răcit la 540 de grade pentru a câștiga din nou capacitatea de a extrage oxigenul din aer.
Instalațiile de oxigen care funcționează folosind această metodă au produs câțiva metri cubi de gaz pe oră. Cu toate acestea, erau scumpe, voluminoase și incomode. În plus, oxidul de bariu și-a pierdut treptat proprietățile de absorbție în timpul funcționării și a trebuit să fie schimbat frecvent.
Toate acestea au dus la faptul că în timp, metoda chimică de obținere a oxigenului din aer a fost înlocuită cu altele, mai avansate.
Cel mai simplu mod de a separa oxigenul de aer este dacă aerul este mai întâi transformat în lichid.
Aerul lichid la presiunea atmosferică normală are o temperatură extrem de scăzută - minus 192 de grade, adică 192 de grade sub punctul de îngheț al apei. Dar temperatura de lichefiere a gazelor individuale care alcătuiesc aerul nu este aceeași. Azotul lichid, de exemplu, fierbe și se evaporă la o temperatură de minus 196 de grade, iar oxigenul la minus 183 de grade. Această diferență de 13 grade permite ca aerul lichid să fie separat în gazele sale constitutive.
Dacă turnați aer lichid într-un recipient, acesta va fierbe energic și se va evapora foarte repede. În acest caz, în primele momente, în principal azotul se evaporă, iar aerul lichid devine din ce în ce mai îmbogățit cu oxigen. Acest proces este baza pentru proiectarea dispozitivelor speciale utilizate pentru separarea aerului.
În prezent, aerul lichid este utilizat pe scară largă pentru producția industrială de oxigen. Cu toate acestea, pentru a transforma aerul atmosferic într-o stare lichidă, acesta trebuie să fie răcit la o temperatură foarte scăzută. De aceea metoda modernă obtinerea de aer lichid se numeste metoda de racire profunda.
Răcirea profundă a aerului se realizează în mașini speciale. Dar înainte de a vorbi despre munca lor, trebuie să ne familiarizăm cu câteva fenomene fizice simple.
Să visăm puțin la viitor... 195... an. Mașina noastră se grăbește de-a lungul asfaltului strălucitor al unei autostrăzi de țară. Pe laterale, la umbra copacilor, strălucesc frumoase clădiri de locuit. Mașina zboară rapid pe deal și...
În această carte, ne-am putea opri doar asupra exemplelor individuale de utilizare practică a oxigenului. De fapt, domeniul de aplicare al „aerului de foc” este mult mai larg. Unul dintre cele mai importante sarcini tehnologia zilelor noastre este...
K Islorod susține activ arderea. Aceasta înseamnă că este recomandabil să-l folosești în primul rând în acele procese care implică arderea și producerea de temperaturi ridicate. Un astfel de proces, pe lângă gazeificarea combustibililor solizi, este producerea...
Descoperirea oxigenului a marcat o nouă perioadă în dezvoltarea chimiei. CU timpuri străvechi Se știa că arderea necesită aer. Procesul de ardere al substanțelor a rămas neclar mult timp. În epoca alchimiei s-a răspândit teoria flogistului, conform căreia substanțele ard datorită interacțiunii lor cu materia de foc, adică cu flogistonul, care este conținut în flacără.
Oxigenul a fost obținut de chimistul englez Joseph Priestley în anii 70 ai secolului al XVIII-lea. Un chimist a încălzit pulbere roșie de oxid de mercur(II), făcând ca substanța să se descompună pentru a forma mercur metalic și un gaz incolor:
2HgO t° → 2Hg + O2
Oxizi– compuși binari care conțin oxigen
Când o așchie mocnind a fost introdusă într-un vas cu gaz, aceasta a aprins puternic. Omul de știință a crezut că așchia care mocnește a introdus flogiston în gaz și s-a aprins.
D. Priestley Am încercat să respir gazul rezultat și am fost încântat de cât de ușor și liber a fost să respir. Atunci omul de știință nici nu și-a imaginat că plăcerea de a respira acest gaz era oferită tuturor.
D. Priestley a împărtășit rezultatele experimentelor sale cu chimistul francez Antoine Laurent Lavoisier. Având la acea vreme un laborator bine echipat, A. Lavoisier a repetat și a îmbunătățit experimentele lui D. Priestley.
A. Lavoisier a măsurat cantitatea de gaz eliberată în timpul descompunerii unei anumite mase de oxid de mercur. Chimistul a încălzit apoi mercur metalic într-un vas sigilat până când a devenit oxid de mercur (II). El a descoperit că cantitatea de gaz eliberată în primul experiment a fost egală cu gazul absorbit în al doilea experiment. Prin urmare, mercurul reacționează cu o substanță din aer. Și aceeași substanță este eliberată în timpul descompunerii oxidului. Lavoisier a fost primul care a ajuns la concluzia că flogistul nu are absolut nimic de-a face cu asta, iar arderea unei așchii care mocneau a fost cauzată de un gaz necunoscut, care mai târziu a fost numit oxigen. Descoperirea oxigenului a marcat prăbușirea teoriei flogistului!
Metode de producere și colectare a oxigenului în laborator
Metodele de laborator pentru producerea oxigenului sunt foarte diverse. Există multe substanțe din care se poate obține oxigen. Să ne uităm la cele mai comune metode.
1) Descompunerea oxidului de mercur (II).
Una dintre modalitățile de a obține oxigen în laborator este obținerea acestuia folosind reacția de descompunere a oxidului descrisă mai sus. mercur (II). Datorită toxicității ridicate a compușilor de mercur și a vaporilor de mercur însuși, această metodă folosit extrem de rar.
2) Descompunerea permanganatului de potasiu
Permanganat de potasiu(în viața de zi cu zi îl numim permanganat de potasiu) este o substanță cristalină de culoare violet închis. Când permanganatul de potasiu este încălzit, se eliberează oxigen.
Turnați niște pudră de permanganat de potasiu în eprubetă și fixați-o orizontal în piciorul trepiedului. Puneți o bucată de vată lângă orificiul eprubetei. Închidem eprubeta cu un dop în care este introdus un tub de evacuare a gazului, al cărui capăt este coborât în vasul de primire. Tubul de evacuare a gazului trebuie să ajungă la fundul vasului de primire.
Este necesară o vată de vată situată lângă deschiderea eprubetei pentru a preveni intrarea particulelor de permanganat de potasiu în vasul receptor (în timpul descompunerii, oxigenul eliberat este transportat de-a lungul particulelor de permanganat).
Când dispozitivul este asamblat, începem încălzirea eprubetei. Începe eliberarea de oxigen.
Ecuația de reacție pentru descompunerea permanganatului de potasiu:
2KMnO4 t° → K2MnO4 + MnO2 + O2
Cum se detectează prezența oxigenului? Să folosim metoda lui Priestley. Să aprindem o așchie de lemn, să-l lăsăm să ardă puțin, apoi să-l stingem ca abia să mocnească. Să coborâm așchia care mocnește într-un vas cu oxigen. Torța luminează puternic!
Conducta de evacuare a gazului nu a fost coborât accidental pe fundul vasului de primire. Oxigenul este mai greu decât aerul, prin urmare, se va colecta în partea de jos a receptorului, deplasând aerul din acesta.
Oxigenul poate fi colectat și prin deplasarea apei. Pentru a face acest lucru, tubul de evacuare a gazului trebuie coborât într-o eprubetă umplută cu apă și coborât într-un cristalizator cu apă cu orificiul în jos. Când oxigenul intră, gazul înlocuiește apa din eprubetă.
Descompunerea peroxidului de hidrogen
Peroxid de hidrogen- o substanta cunoscuta de toata lumea. Se vinde în farmacii sub denumirea de „peroxid de hidrogen”. Acest nume este depășit; este mai corect să folosiți termenul „peroxid”. Formula chimică peroxid de hidrogen H2O2
Peroxidul de hidrogen se descompune lent în apă și oxigen în timpul depozitării. Pentru a accelera procesul de descompunere, puteți încălzi sau aplica catalizator.
Catalizator– o substanță care accelerează viteza unei reacții chimice
Se toarnă peroxid de hidrogen în balon și se adaugă un catalizator la lichid. Catalizatorul poate fi pulbere neagră - oxid de mangan MnO2. Imediat, amestecul va începe să facă spumă datorită eliberării unei cantități mari de oxigen. Să aducem o așchie care mocnește în balon - se aprinde puternic. Ecuația de reacție pentru descompunerea peroxidului de hidrogen este:
2H2O2 MnO2 → 2H2O + O2
Vă rugăm să rețineți: catalizatorul care accelerează reacția este scris deasupra săgeții sau semnului «=», deoarece nu se consumă în timpul reacției, ci doar o accelerează.
Descompunerea cloratului de potasiu
Clorat de potasiu- substanta cristalina alba. Folosit în producția de artificii și alte diverse produse pirotehnice. Există un nume trivial pentru această substanță - „Sare Berthollet”. Substanța a primit acest nume în onoarea chimistului francez care a sintetizat-o primul, Claude Louis Berthollet. Formula chimică a cloratului de potasiu este KСlO3.
Când cloratul de potasiu este încălzit în prezența unui catalizator - oxid de mangan MnO2, Sarea Berthollet se descompune după următoarea schemă:
2KClO3 t°, MnO2 → 2KCl + 3O2.
Descompunerea nitraților
Nitrați- substante care contin ioni NO3⎺. Compușii acestei clase sunt utilizați ca îngrășăminte minerale, sunt incluse în produsele pirotehnice. Nitrați– compușii sunt instabili termic, iar atunci când sunt încălziți se descompun odată cu eliberarea de oxigen:
Vă rugăm să rețineți că toate metodele luate în considerare pentru producerea oxigenului sunt similare. În toate cazurile, oxigenul este eliberat în timpul descompunerii unor substanțe mai complexe.
Reacția de descompunere
ÎN vedere generală Reacția de descompunere poate fi descrisă printr-o diagramă cu litere:
AB → A + B.
Reacțiile de descompunere pot apărea sub influența diverșilor factori. Aceasta poate fi încălzire, acțiune curent electric, utilizarea unui catalizator. Există reacții în care substanțele se descompun spontan.
Producția de oxigen în industrie
În industrie, oxigenul se obține prin separarea acestuia de aer. Aer– un amestec de gaze ale cărui componente principale sunt prezentate în tabel.
Esența acestei metode este răcirea profundă a aerului, transformându-l în lichid, care la presiunea atmosferică normală poate fi realizată la o temperatură de aproximativ -192°С. Separarea lichidului în oxigen și azot se realizează folosind diferența dintre temperaturile lor de fierbere și anume: Tb. O2 = -183°C; Punct de fierbere N2 = -196°С(la presiune atmosferică normală).
Odată cu evaporarea treptată a unui lichid în faza gazoasă, azotul, care are un punct de fierbere mai scăzut, va trece mai întâi și, pe măsură ce este eliberat, lichidul se va îmbogăți cu oxigen. Repetarea acestui proces de mai multe ori face posibilă obținerea de oxigen și azot de puritatea necesară. Această metodă de separare a lichidelor în părțile lor componente se numește rectificarea aerului lichid.
- În laborator, oxigenul este produs prin reacții de descompunere
- Reacția de descompunere- o reacție în urma căreia substanțele complexe sunt descompuse în altele mai simple
- Oxigenul poate fi colectat prin metoda deplasării aerului sau prin metoda deplasării apei
- Pentru a detecta oxigenul, se folosește o așchie care mocnește;
- Catalizator- o substanta care accelereaza reacție chimică, dar nu consumat în ea
