Кислород — бесцветный, не обладающий запахом газ. Он плохо растворим в воде и немного тяжелее воздуха. При охлаждении до −183 °С кислород становится прозрачной голубоватой жидкостью с плотностью, превышающей плотность воды. Кислород вступает в реакции со всеми элементами, за исключением инертных газов, и образует класс соединений, называемый оксидами.
Кислород — типичный окислитель, при повышении концентрации этого газа в воздухе до 30% и выше происходит очень интенсивное сгорание в такой атмосфере практически всех веществ. В кислороде горят различные металлы, неметаллы и сложные вещества, например, углерод, сера, магний, железо, сероводород. Эти свойства обуславливают широкое применение этого газа в различных отраслях промышленности.
Внешний вид простого вещества | |
---|---|
газ без цвета, вкуса и запаха голубоватая жидкость (при низких температурах) |
|
Свойства атома | |
Имя, символ, номер | Кислород / Oxygenium (Oxygen)(O), 8 |
Атомная масса (молярная масса) | 15,9994 а. е. м. (г/моль) |
Электронная конфигурация | [He] 2s2 2p4 |
Радиус атома | 60 (48) пм |
Химические свойства | |
Ковалентный радиус | 73 пм |
Радиус иона | 132 (-2e) пм |
Электроотрицательность | 3,44 (шкала Полинга) |
Электродный потенциал | 0 |
Степени окисления | -2, -1, 0,+1, +2, -½ |
Энергия ионизации (первый электрон) | 1313,1 (13,61) кДж/моль (эВ) |
Термодинамические свойства простого вещества | |
Плотность (при н. у.) | 0,00142897 г./см3 |
Температура плавления | 54,8 K |
Температура кипения | 90,19 K |
Теплота плавления | 0,444 кДж/моль |
Теплота испарения | 3,4099 кДж/моль кДж/моль |
Молярная теплоёмкость | 29,4 Дж/(K·моль) |
Молярный объём | 14,0 см3/моль |
Кристаллическая решётка простого вещества | |
Структура решётки | моноклинная |
Параметры решётки | a=5,403 b=3,429 c=5,086 β=135,53 Å |
Температура Дебая | 155 K |
Прочие характеристики | |
Теплопроводность | (300 K) 0,027 Вт/(м·К) |
Официально считается, что кислород был открыт английским химиком Джозефом Пристли 1 августа 1774 года путём разложения оксида ртути в герметично закрытом сосуде (Пристли направлял на это соединение солнечные лучи с помощью мощной линзы).
2HgO (t) → 2Hg + O2↑
Однако Пристли первоначально не понял, что открыл новое простое вещество, он считал, что выделил одну из составных частей воздуха (и назвал этот газ «дефлогистированным воздухом»). О своём открытии Пристли сообщил выдающемуся французскому химику Антуану Лавуазье. В 1775 году А. Лавуазье установил, что кислород является составной частью воздуха, кислот и содержится во многих веществах.
Несколькими годами ранее (в 1771 году) кислород получил шведский химик Карл Шееле. Он прокаливал селитру с серной кислотой и затем разлагал получившийся оксид азота. Шееле назвал этот газ «огненным воздухом» и описал своё открытие в изданной в 1777 году книге (именно потому, что книга опубликована позже, чем сообщил о своём открытии Пристли, последний и считается первооткрывателем кислорода). Шееле также сообщил о своём опыте Лавуазье.
Важным этапом, который способствовал открытию кислорода, были работы французского химика Петра Байена, который опубликовал работы по окислению ртути и последующему разложению её оксида.
Наконец, окончательно разобрался в природе полученного газа А. Лавуазье, воспользовавшийся информацией от Пристли и Шееле. Его работа имела громадное значение, потому что благодаря ей была ниспровергнута господствовавшая в то время и тормозившая развитие химии флогистонная теория. Лавуазье провёл опыт по сжиганию различных веществ и опроверг теорию флогистона, опубликовав результаты по весу сожженных элементов. Вес золы превышал первоначальный вес элемента, что дало Лавуазье право утверждать, что при горении происходит химическая реакция (окисление) вещества, в связи с этим масса исходного вещества увеличивается, что опровергает теорию флогистона.
Таким образом, заслугу открытия кислорода фактически делят между собой Пристли, Шееле и Лавуазье.
Проведение газопламенных работ, таких как сварка, резка и пайка металлов — одно из самых важных и востребованных применений кислорода.
Увеличение температуры горения при производстве черных и цветных металлов, позволяющее существенно повысить эффективность производства. Связывание углерода с кислородом с образованием углекислого газа.
Окисление исходных реагентов с целью получения азотной кислоты, этиленоксида, пропиленоксида, винилхлорида и других химических соединений.
Увеличение вязкости и улучшение нефтегазового потока из колодцев. Увеличение производительности заводов по крекингу нефти, более эффективная переработка высокооктановых компонент, уменьшение серных отложений на НПЗ.
Обогащение воды растворенным кислородом способствует увеличению выживаемости и выхода молодых особей, а также существенно сокращает сроки инкубации.
Повышение температуры в печах и улучшение процессов горения, повышающие производительность производства.
Увеличение температуры пламени в мусоросжигательных печах, обеспечивающее большую экономичность и производительность печей
Вас также может заинтересовать
Не является публичной офертой
Получите больше информации
Отправьте запрос и наш менеджер свяжется с Вами в ближайшее время