Реферати українською » Химия » Творча робота з хімії: кисень


Реферат Творча робота з хімії: кисень

Страница 1 из 2 | Следующая страница

МОУСОШ № 112

Творча робота

по хімії:

на задану тему: Кисень


Выполнил: учень 97класу

Соложенцев Андрій

Перевірила: вчителька хімії

Кудрявцева Наталія Михайлівна

Челябінськ, 2003 р.

Зміст

1. Відкриття елемента кисень........................................................ 3

2. Перебування кисню у природі............................................... 6

     а складі простих речовин........................................................ 6

    в) у складі складних речовин....................................................... 7

3. Становище в таблиці Д.І. Менделєєва, будова.................... 9

4. Порівняння окислювання, відновлення та розмір атома кисню із елементами що стоять із ним этойже групі і підгрупі, в томже періоді.................................................................................................. 10

5.Физические властивості алотропних видозмін в кисні 11

6. Одержання кисню..................................................................... 12

     а лабораторії............................................................................. 12

     в) у промисловості.................................................................... 12

7. Хімічні властивості кисню з позиції О.В. реакції, особливості реакції горіння прості і складні...................... 16

8. Біологічна значення кисню............................................. 18

9. Застосування кисню.................................................................. 19

10. Творче завдання....................................................................... 20

11. Список використаної літератури......................................... 21

Відкриття елемента кисню

 

1 серпня 1774 року спробував витягти повітря з ртутній окалини і гроші знайшло, що повітря легко то, можливо вигнали з неї у вигляді лінзи. Цей повітря не поглинався водою. Яке було моє здивування, коли виявив, що свіча горить у тому повітрі надзвичайно яскравим полум'ям. Марно намагався я пояснити це явища.

Джозеф Прістлі

Те, що кисень невидимий, несмачний, позбавлений запаху, газообразен при умовах, надовго затримало його відкриття.

Багато вчених минулого здогадувалися, що є речовина зі властивостями, які, як ми тепер знаємо, притаманні кисню.

Винахідник підводного човна До. Дреббель ще на початку XVII в. виділив кисень, з'ясував роль цього газу подиху і використав його у своїй підводного човна. Але роботи Дреббеля мало вплинули в розвитку хімії. Його винахід мало військового характеру, і всі, було однак пов'язані з ним, постаралися своєчасно засекретити.

Кисень відкрили майже одночасно два видатні хіміки другої половини XVIII в. швед Карл Вільгельм Шееле і англієць Джозеф Прістлі. Шееле отримав кисень раніше, та його трактат «Про повітрі й садити вогні», що мав інформацію про кисні, було опубліковано пізніше, ніж повідомлення про відкриття Прістлі.

І головне постать історія відкриття кисню не Шееле і Прістлі. Вони відкрили новий на газ і лише. Відкрили кисень й під кінець днів своїх залишилися ревними захисниками теорії флогістону! Теорії колись корисною, але кінцю XVIII в. яке стало «кайданами на ногах науки».

Пізніше Фрідріх Енгельс напише звідси: «Обидва вони широко не дізналися, що в них у руках. Елемент, якому судилося революціонізувати хімію, пропадав в руках безслідно... Власне який відкрив кисень, тому залишається Лавуазьє, а чи не ті двоє, що тільки описали кисень, навіть здогадуючись, що вони описують».

Великий французький хімік Антуан Лоран Лавуазьє (тоді ще дуже молода) знав про кисні від самої Прістлі. Через 2 місяці після відкриття «дефлогистонированного повітря» Прістлі приїхав до Парижа й докладно розповів у тому, як було зроблено це відкриття музею та з яких речовин (ртутна і свинцева окалини) новий «повітря» виділяється.

До зустрічі з Прістлі Лавуазьє не знав, що у горінні і подиху бере участь тільки п'яту частину повітря. Тепер він по-новому поставив розпочаті двома роками раніше дослідження горіння. Їх характерний скрупульозний кількісний підхід: усе, що можна, зважувалося чи якось інакше вимірювалося.

Лавуазьє спостерігав освіту червоних лусочок «ртутній окалини» і зменшення обсягів повітря при нагріванні ртуті в запаяній реторті. У другій реторті, застосувавши високотемпературний нагрівання, він розклав отримані у минулому досвіді 2,7 З «ртутній окалини» і зрештою отримав 2,5 З ртуті і побачили 8-го кубічних дюймів саме його газу, про яку розповідав Прістлі. У першому досвіді, у якому частина ртуті була перетворено на окалину, було «втрачено» саме 8 кубічних дюймів повітря, а залишок його став «азотом» – не життєвим, не які підтримують ні дихання, ні горіння. Газ, виділений при розкладанні окалини, виявляв протилежні властивості, і тому Лавуазьє спочатку назвав би «життєвим газом». Лавуазьє з'ясував сутність горіння. І потреба в флогистоне – «вогненної матерії», нібито выделяющейся при згорянні будь-яких горючих, відпала.

Киснева теорія горіння прийшла змінюють теорії флогістону. За двоє століть, що минули від відкриття, теорія Лавуазьє як була спростована, але ще більше зміцнилася.

Не отже, звісно, про елементі №8 сучасної науці відомо геть усе.


Перебування кисню у природі

.

Кисень найпоширеніший елемент на планеті. Він входить до складу води (88,9%), тоді як вона покриває 2/із поверхні земної кулі, створюючи його водну оболонку гідросферу. Кисень друга за кількістю перша за значенням життю складова частина повітряної оболонки Землі атмосфери, де на кількох її частку припадає 21% (за обсягом) і 23,15% (щодо маси). Кисень входить до складу численних мінералів твердої оболонки земної кори літосфери: з кожних 100 атомів земної кори частку кисню доводиться 58 атомів.

Як багато вже знаєте, звичайний кисень існує у формі Про2. Це газ без кольору, запаху і смакові. У рідкому стані має світло-блакитну забарвлення, в твердому синю. У воді газоподібний кисень розчинний краще, ніж азот і водень.

а) У складі простих речовин.

Кисень взаємодіє майже з усіма простими речовинами, крім галогенів, шляхетних газів, золота і платинових металів. Наприклад, енергійно реагує із металами: лужними, створюючи оксиди М2Про і перекл оксиди М2Про2; з залізом, створюючи залізну окалину Ге3Про4; з алюмінієм, створюючи оксид А12Про3.

Реакції неметаллов з киснем протікають часто-густо з великої кількості тепла і супроводжуються воспламенением реакції горіння. Згадайте горіння сірки із заснуванням SО2, фосфору із заснуванням Р2Про5 чи вугілля із заснуванням ЗІ2.

Майже всі реакції з участю кисню экзотермические. Винятком є взаємодія азоту з киснем: це ендотермічна реакція, яке тече за температури понад 1200 °З або за електричному розряді:

N2 + O                2NO –Q

в) у складі складних речовин

Кисень енергійно окисляє як прості, а й складні речовини, у своїй утворюється оксиди елементів, з яких вони побудовано.

СП4  + 2О2 = 2Н2Про + ЗІ2

Метан

2P.S  + ЗО2 = 2SО2 + 2Н2Про

Висока окислювальна здатність кисню є основою горіння всіх видів палива.

Кисень бере участь й у процесах повільного окислення різних речовин при звичайній температурі. Ці процеси щонайменше важливі, ніж реакції горіння. Так, повільне окислювання їжі у нашій організмі є джерелом енергії, з допомогою якій живе організм. Кисень цієї мети доставляється гемоглобіном крові, що може утворювати з нею безсила з'єднання вже за часів кімнатної температурі. Окисленный гемоглобін оксигемоглобін доставляє в усі тканини і клітини організму кисень, який окисляє білки, жири й вуглеводи (складові їжі), створюючи у своїй вуглекислий на газ і води і звільняючи енергію, необхідну діяльності організму.

Винятково важливою є роль кисню у процесі дихання людини і тварин.

Рослини також поглинають атмосферне кисень. Але тоді як темряві відбувається лише процес поглинання рослинами кисню, то, на світу протікає іще одна протилежний йому процес — фотосинтез, у результаті якого расте ния поглинають вуглекислий на газ і виділяють кисень. Оскільки процес фотосинтезу йде інтенсивніше, то підсумку проти світу рослини виділяють вулицю значно більше кисню, ніж поглинають його за подиху. Отже, зміст вільного кисню Землі зберігається завдяки життєдіяльності зелених рослин.


Становище в таблиці Д.І. Менделєєва, будова.

У центрі атома кисню перебуває ядро з зарядом +8, ядро складається з 8 протонів і (16-8)= 8 нейтронів навколо ядра обертається 12 електронів.

О-О;

Про Про

1) 1 P.S2            

2) 2 P.S2 P4              

Для завершення зовнішнього рівня кисню бракує двох електронів. Енергійно беручи кисень виявляє ступінь окислення, рівну –2. Однак у з'єднаннях кисню зі фтором, загальна електронна пара зміщена по фтору як до більш электроотрицательному елементу, І тут ступінь окислення кисню дорівнює + 2, а фтору + 2 . у перекл оксиде водню H2Oта її похідних ступенів окислення дорівнює – 1. У з'єднаннях з усіма іншими електронами окислительность кисню негативною і дорівнює – 2.

Порівняння окисно-відновних властивостей та розміру ядра кисню із елементами що стоять із ним тієї ж підгрупі, групі і періоді.

 

У своїй групі у кисню найменша орбіта. Прийняти електрони їй легше всіх, віддати важче. Найменша орбіта в нього оскільки він стоїть у 2 періоді і отже в нього найменше електронних верств. Прийняти саме ті електрон легше оскільки, в нього краще зв'язок атома з електроном, ніж в інших елементів цієї групи. І віддати важче оскільки, теж зв'язку з електрона з ядром на останньому шарі сильніше, ніж в інших елементів цієї групи.

У кисню ядро менш як у Li, Be, B, З, N, але мені більше ніж в F, оскільки число элекроных верств вони однакові, а кількість електронів на останньому шарі різне. У кисню електрони більшу, ніж Li, Be, B, З, N отже зв'язок електронів з ядром більше й радіус менше. У кисню відбудовні властивості більше, ніж в Li, Be, B, З, N і прийняти що цей електрон їй легше, по менш як у фтору, якому прийняти що цей електрон ще легше, ніж кисню.

Фізичні властивості аллотропных видозмін кисню.

 

Аллотпропным видозмінам кисню є озон. На відміну від безбарвного кисню, котра має запаху, озон – це світло синій газ із сильним запахом. Озон у півтора важче кисню, то краще розчиняється у питній воді. Як окислювач озону саме воспламеняющее палаючі рідини, наприклад этан. При звичайній температурі озон окисляє навіть срібло. Тому дихати повітрям з великим змістом озону не можна, т.к. він руйнує тканини дихальних шляхів.

Велика окислювальна активність озону пояснюється його термічної нестійкістю. Він при кімнатної температурі повільно, але за 100-1500. З швидко розкладається на кисень і атомарний Про0, якої є надзвичайно сильним окислювачем по з порівнянню з киснем, він миттєво входить у хімічну реакцію. У повітряної атмосфері над Землею в розквіті близько 25 кілометрів перебуває озоновий шар, що захищає живе від ультрофиалетовых променів.

Одержання кисню

a)                 до лабораторій

 

Кисень до лабораторій отримують шляхом розкладання пероксиду водню (H2O2) у присутності каталізатора- діоксиду марганцю (Mn O2) , і навіть розкладанням перманганату калію (KMn O4) при нагрівання.

b)                у промисловості

 

Оскільки горінням у тому газі можна отримати роботу дуже високих температур, корисні у багатьох... цілях, то можливо, що час, коли зазначеним шляхом стануть на заводах і взагалі для промисловості збагачувати повітря киснем.

Д.І. Менделєєв

Спроби створити більш-менш потужну кисневу промисловість робилися ще у столітті у. багатьох країнах. Але ідеї до технічного втілення часто лежить «дистанція; надто велика»...

У у Радянському Союзі особливо швидке розвиток кисневою промисловості почалося роки Великої Вітчизняної війни, по винайденні академіком Л.П.Капицей турбодетандера і шляхом створення потужних воздухоразделительных установок.

Ще Карл Шееле отримував кисень, по меншою мірою, п'ятьма способами: з окису ртуті, сурику, селітри, азотної кислоти і пиролюзита. На підводні човни і він отримують кисень, розкладаючи багаті цим елементом хлораты і перхлораты. У будь-якій шкільної лабораторії демонструють досвід – розкладання води на кисень і водень електроліз. Але жоден з цих способів неспроможна задовольнити потреби промисловості, у кисні.

Енергетично найпростіше отримати елемент №8 з повітря, оскільки повітря – не з'єднання, і поділити повітря непогані важко. Температури кипіння азоту та кисню відрізняються (при атмосферному тиску) на 12,8°C. Отже, рідкий повітря можна розділити на компоненти в ректифікаційних колонах як і, як ділять, наприклад, нафту. Та й щоб перетворити повітря рідина, його треба остудити до мінус 196°C. Можна сміливо сказати, що проблему отримання кисню – проблема отримання холоду.

Щоб отримувати холод з допомогою звичайного повітря, останній потрібно стиснути, та був дати їй розширитися і навіть змусити його виробляти механічну роботу. Тоді, у відповідно до законів фізики повітря зобов'язаний псуватися. Машини, у яких це відбувається, називають детандерами.

До 1938г. щоб одержати рідкого повітря користувалися лише поршневими детандерами. Фактично, такий детандер – це аналог паровий машини, лише працює у ньому пар, а стиснений повітря. Щоб самому отримати рідкий повітря з допомогою таких детандеров, потрібна була тиску порядку 200 атм., причому по неминучим технічних причин різних стадіях процесу тиск було однаковим: від 45 до 200 атм. ККД установки був небагатьом вище, ніж в паровий машини. Установка вийшла складної, громіздкою, дорогий.

Наприкінці 1930-х радянський фізик академік П.Л. Капіца запропонував використовувати як детандера турбіну. Ідея – нова, її ще наприкінці уже минулого століття висловлював Дж. Рэлей, але к.п.д. «докапицынских» турбін для скраплення повітря був невисокий. Тому невеликі турбодетандеры лише виконували деяку підсобну роботу при поршневих детандерах.

Капіца створив нову конструкцію, яка, за словами винахідника, була «хіба що компромісом між водяний і паровий турбіною». Головна особливість турбодетандера Капіци у цьому, що повітря ній розширюється у сопловом апараті, а й у лопатки робочого колеса. У цьому газ рухається від периферії колеса до центра, працюючи проти відцентрових сил.

Така конструкція турбіни дозволила підняти к.п.д. установки з 0,5 до 0,8. І, ще, турбодетандер «робить» холод з допомогою повітря, стиснутого лише за кілька атмосфер. Вочевидь, що 6 атм. отримати набагато простіше й дешевше, ніж 200. Дуже важливо для економіки та те, що енергія, яку віддає дедалі ширший повітря, не пропадає даремно, вона

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація