酸素とは何ですか？ 酸素化合物

酸素（O） - 周期表の16族（VIA）の非金属化学素子。 これは、生物のために必要な、無色無味無臭のガスである-に変換動物 二酸化炭素、 及び炭素源としてCO _2を利用する植物、およびO _2が大気に戻されます。 酸素は、実質的に任意の他の元素と反応する化合物を形成し、互いに通信の化学元素を変位させます。 多くの場合、これらのプロセスは、熱と光を放出を伴います。 酸素の最も重要な化合物は水です。

発見の歴史

1772年、スウェーデンの化学者カール・ヴィルヘルム・シェーレは、まず、酸素が硝酸塩加熱することにより、それを受信したことを実証した 酸化カリウム、 水銀、ならびに多くの他の物質。 独立して、彼の1774年では、英語の化学者Dzhozef Pristliは3年シェーレ出版前に、水銀酸化物の熱分解により化学元素を発見し、同じ年に彼の調査結果を発表しました。 年間で1775-1780フランスの化学者Antuan Lavuazeは、一般的に一度に受け入れられてフロギストン説を、廃棄、息や燃焼中の酸素の役割を解釈します。 ギリシャ語の意味の「酸発生」は、種々の物質と呼ばれるoxygène素子と組み合わせた場合に酸を形成する傾向のために注目されます。

流行

酸素とは何ですか？ 地殻の重量で46％を占め、それはそれの最も一般的な要素です。 雰囲気中の酸素の量は、海水中のボリュームとその89％の重量の21％です。

酸性である酸化物のような金属と非金属と組み合わせ岩要素（例えば、硫黄、炭素、アルミニウムおよびリン）または塩基性（カルシウム、マグネシウムおよび鉄）および酸から形成されたとみなすことができる塩様化合物このような硫酸塩、炭酸塩、ケイ酸塩、リン酸塩、およびアルミン酸などの塩基性酸化物。 彼らは数多くあるが、これらが固体は 、金属元素との結合の切断は、あまりにもエネルギー消費量を原子として、酸素源として使用することはできません。

特長

-183°C以下の酸素温度ならば、それは淡青色の液体となり、そして-218℃で - 固体。 純粋なO _2は空気より1.1倍重いです。

呼吸動物およびいくつかの細菌中の日光の存在下で、緑色植物の光合成で二酸化炭素を吸収し、遊離酸素を放出する一方、大気とリサイクル二酸化炭素から酸素を消費します。 ほぼ大気中の全体のO _2は光合成によって生成されます。

海水中 - 弱新鮮な水100部に溶解した酸素の体積で約3重量部を20℃で。 これは、魚や他の海洋生物の呼吸のために必要です。

天然の酸素は3つの安定同位体¹⁶ O（99759パーセント^{）、17 O（0037パーセント）、}及び¹⁸ O（0204パーセント）の混合物です。 いくつかの人工的に生成放射性同位体があります。 それらのほとんどは、長寿命のある哺乳動物で呼吸を研究するために使用されている¹⁵ O（半減期124）です。

同素体

どのような酸素の明確なアイデアは、その2つの同素体、二原子（O _2）と三原子（O _3、オゾン）を得ることを可能にします。 プロパティ二原子フォーム6個の電子が原子に結合して、2が酸素の常磁性を引き起こし、不対残ることを示唆しています。 三個の原子オゾン分子が一直線上に配置されていません。

3O _{2→2O 3：}オゾンは、式に従って製造することができます_。

プロセスは、（エネルギーを必要とする）吸熱性です。 二原子酸素に、オゾンバックの変換は、遷移金属又はその酸化物の存在に寄与する。 純酸素は、電気グロー放電の作用によってオゾンに変換されます。 反応はまた、約250nmの波長の紫外線の吸収の際に生じます。 上層大気中のこのプロセスの発生は、地球の表面上の生命に有害となり、放射線を排除します。 オゾンの刺激臭は、発電機のような火花電気機器と本屋内です。 このガスはライトブルーです。 その空気よりも1,658倍以上に密度、及び大気圧で-112℃の沸点を有します。

オゾン-変換することができる強力な酸化剤 、二酸化硫黄、 三酸化、硫酸塩する硫化物、ヨウ化物、ヨウ素（その評価を提供するための分析方法）、ならびに、アルデヒドおよび酸のような多くの酸素含有有機化合物誘導体。 これらの酸及びアルデヒドの自動車排気ガスからオゾンの炭化水素の変換は、スモッグの原因です。 業界では、オゾンは、化学反応物、下水処理、水の浄化や織物の漂白のための消毒剤として使用されます。

製造方法

酸素を製造するための方法は、受信するために必要なガスに依存します。 次のための実験室方法：

このような塩素酸カリウム、または硝酸カリウムのようないくつかの塩の1熱分解：

• 2KClO _3→2KCl + 3O _2。
• 2KNO ₂ + O _{2→2KNO 3。}

塩素酸カリウムの分解は、遷移金属酸化物によって触媒されます。 この頻繁に使用される二酸化マンガン（軟マンガン鉱、のMnO _2）のために_。 触媒は、400〜250℃の酸素発生のために必要な温度を、下げます

温度の作用下での金属酸化物の2分解：

• 2HgO→2HG + O _2。
• 2AG ₂ O→4AG + O _2。

この化学素子用シェーレとプリーストリーは、化合物（酸化物）、酸素及び水銀（II）を使用しました。

前記金属過酸化物または過酸化水素の熱分解：

• 2BaO + O _{2→2BaO 2。}
• ₂ 2BaO→2BaO + O _2。
• BaO ₂ + H ₂ SO ₄ H _{2→O 2} +塩BaSO _4。
• 2H ₂ O _{2→2H 2} O + O _2。

大気から酸素を分離するため、または過酸化水素の産生のための最初の工業的方法は、過酸化バリウムの酸化物の形成に依存します。

4. 水の電解 電流の伝導を提供する塩または酸の小さな混和剤を有します。

2H ₂ + O _{2→2H 2} O

工業生産

必要に応じて酸素を大量に得るために液体空気の分別蒸留を使用しています。 空気の主要コンポーネントのそれは最高沸点を有し、従って、窒素および揮発性の低いアルゴンに比べ。 プロセスは、その膨張時の冷却ガスを用います。 操作の主な段階は次のよう：

• 空気は、固体粒子を除去するために濾過されます。
• 水分と二酸化炭素をアルカリ吸収によって除去されます。
• 空気が圧縮され、圧縮熱を冷却する従来の手順によって除去されます。
• それは、チャンバ内に配置されたコイルに入ります。
• チャンバの膨張に（約200気圧の圧力で）圧縮ガスの一部、コイルを冷却します。
• コンプレッサへのガスの戻りを拡大し、-196℃で、空気が液体となる、圧縮およびその後の拡張のいくつかの段階を通過します。
• 加熱された液体蒸留第一の光の不活性ガス、窒素及び液体酸素が残ります。 複数の分別は、ほとんどの工業的用途のために十分に純粋な生成物（99.5％）を生成します。

業界での使用

冶金は、高炭素鋼の生産のための純粋な酸素の最大の消費者である：とても速く、空気よりも簡単に二酸化炭素や他の不純物の非金属を取り除きます。

他の化学プロセスにおけるよりも液体流出物のより効果的な治療のための廃水の酸素約束。 それは純粋なO _2を使用して、閉じた廃棄物焼却システムにおいてますます重要になってきています_。

いわゆるミサイル酸化剤は液体酸素です。 純粋なO ₂これは潜水艦に、ダイビングベルで使用されています。

化学工業では、酸素は、アセチレン、エチレンオキサイド及びメタノールのような物質の製造に通常の空気を置換しました。 医療用途にはチャンバー吸入器と赤ちゃんのインキュベーター中の酸素ガスの使用を含みます。 酸素富化麻酔ガスは、全身麻酔中の生活サポートを提供しています。 この化学的要素がなけれ炉を使用する産業の数を存在することができました。 それはどのような酸素です。

化学的性質と反応

電子親和力と酸素の電気陰性度の大きな値は、金属特性を示す典型的な成分です。 すべての化合物は、負の酸素酸化状態を持っています。 2つの電子軌道が満たされたときに^、2-イオンO形成されています。 過酸化物（O ₂ ^2-）は、各原子は-1の電荷を有することを前提としています。 この全体的または部分的な伝送で電子を受容する性質とは、酸化剤を判定する。 エージェントは、物質、電子供与体と反応すると、独自の酸化状態が低下します。 ゼロから-2と呼ばれる回復酸素酸化状態の変化（減少）。

通常の条件下要素は、二価および三価の化合物を形成します。 また、非常に不安定な分子がchetyrehatomnyeあります。 二原子形態二つの不対電子が非結合軌道上に配置されています。 これは、ガスの常磁性の挙動によって確認されました。

激しい反応は、時には3個の原子の一つが「アトミック」状態であることをオゾン仮定を説明します。 この原子を反応させて分子状酸素を残し_{、O 3}から解離されます。

弱い反応常温及び周囲圧でO ₂分子。 原子状酸素は、はるかに有効です。 解離エネルギー（O _2→2O）が重要と117.2キロカロリーモルです。

接続

水素、炭素、硫黄、酸素のような非金属Cは、水（H ₂ O）、二酸化硫黄（SO _2）及び二酸化炭素（CO _2）などの非金属酸化物を含む共有結合した化合物の大規模な範囲を形成します_。 アルコール、アルデヒド及びカルボン酸のような有機化合物。 このような炭酸_{（H 2 CO 3）、}硫酸（H ₂ SO _4）と硝酸（HNO _3）のような一般的な酸_; 硫酸ナトリウムなど、および対応する塩し（Na ₂ SO _4）、炭酸ナトリウム（Na ₂ CO _3）、硝酸ナトリウム（NaNO _3）。 酸素は、そのような化合物（酸化物）、酸素及びカルシウムCaOを固体として金属酸化物の結晶構造中のO ^2-イオンの形で存在します。 金属スーパーオキシド（KO _2）を含有するイオンO ₂ ^{- 、}金属過酸化物（BaOの_2）は 、イオンO ₂ ^2-を含有しています^。 酸素化合物は、一般に、-2の酸化状態を有します。

キーのプロパティ

最後に、酸素の主なプロパティを一覧表示します：

• 電子配置：1秒2秒^{2 2} 2P ^4。
• 原子番号：8。
• 原子質量：15.9994。
• ・沸点：-183,0℃、
• 融点：-218,4℃、
• 密度（酸素圧は0°Cで1気圧である場合）：1429グラム/リットル。
• （フッ素を有する化合物で）-1、-2、+ 2の酸化状態。