Кимёвий элементлар: Кислород ва унинг хусусияти (видео)

Было просмотрено 1 470

Кислород (лотинча Oxygenium, юнонча oxys — nordon va gennao — тўғмоқ), O — Менделеев даврий системасининг VI-гуруҳига мансуб кимёвий элемент. Тартиб рақами 8, атом массаси — 15,9994. Илк бор швед кимёгари К. Шейеле (1771) селитра (KNO3, NaNO3)HH, марганец қўш оксид (MpO2)ни ва инглиз кимёгари Ж. Пристли (1774) симоб оксид (HgO)HH, сурик (R^O^ni қиздириши натижасида бир-биридан мустақил мустақил ҳолда ажратиб олишган. 1775 йилда А. Лавуазье ҳаво азот ва кислороддан иборат эканлигини аниқлади. Кислоталар таркибида кислород борлигидан Лавуазье уни oxygen, яъни «кислота ҳосил қилувчи» деб атади. Кислород табиатда энг кўп тарқалган элемент. Массаси жиҳатидан Ер пўстининг 47% ини, сувнинг 85,82% ни, атмосфера ҳавосининг 23,10% ини (ҳажм жиҳатдан 20,95% ни) ташкил қилади. Кислород жуда кўп (1400 тача) минерал ҳосил қилади. Тирик организмларда 70% атрофида кислород бор; у кўпгина органик (оқсиллар, ёғлар, углеводлар) ва анорганик бирикмалар таркибига киради. Физиологик жараёнларда, айниқса, нафас олишда жуда муҳим рол ўйнайди. Одам организми тинч турганда суткасига 300 л, жисмоний иш қилганда 10—15 марта кўп кислород сарф қилади. Сарфланган кислород миқдорини яшил ўсимликлар тиклаб туради. Кислород ёниш; ачиш; чириш жараёнларида иштирок этади; масалан, ёқилғиларнинг ёниши учун бутун дунёда ҳар йили 9-10 тонна кислород сарф бўлади.

Кислороднинг 3 баробар изотопи бор: |6O(99,759%), |7O(0,037%), |8O(0,204%). Кислород атомининг atomining электрон қавати 2 ички ва 6 ташқи электронлардан иборат бўлиб, 2s22p4 кўринишида ифодаланади. Кислород атомининг ташқи қавати тўлиқ бўлмагани учун кимёвий бирикмаларда кислород атоми бошқа атомлардан электронлар қабул қилиб, манфий зарядли бўлиб қолади. Кислороднинг электрон йўқотадиган бирикмалари жуда кам. Кислород молекуласи 2 атом O₂дан иборат; ҳавога ёки кислороднинг ўзига электр учқунлари таъсир эттирилганда молекуласи 3 atom кислороддан иборат озон (O3) ҳосил бўлади. Кислород иони O2 нинг радиуси 0,121 nm(2), 0,124 nm(4), 0,126 nm(6) va 0,128 nm(8). Кислород молекуласи 1500° да тўлиқ диссоцияланади.

Физик ҳоссалари

Кислород рангсиз, ҳидсиз ва таъмсиз газдир: — 182,9° да зичлиги 1,14 г/см³бўлган ҳаворанг суюқликка айланади, — 218,7° температурада эса қотиб, кўк кристалл ҳосил қилади. кристалл ҳолдаги кислород бир нечта модиқикацияга (a, fS, u — шакл ўзгаришига) эга. Газ ҳолатидаги кислороднинг зичлиги (0° ва нормал босимда) 1,42897 g/l. Кислород 1 м³ сувда (20° ва 1атмда) 0,031 m 0° да эса 0,049 м³ , этанолда 0,2201 м³ , ацетонда 0,2313 м³ эрийди.

Кимёвий ҳоссалари

Кислород энг фаол (фтордан кейин) металмас элемент, енгил инерт газлардан бошқа ҳамма элементлар билан кимёвий бирикмалар ҳосил қилади. Кўп элементлар билан бевосита реакцияга киришади; оғир инерт газлар, галогенлар, олтин ва платина бундан мустасно. Кислород бошқа моддалар билан реакцияга киришганда — оксидланиш реакцияларида иссиқлик ажралади (экзотермик реакция). Одатдаги ҳароратда кислород водород билан ниҳоятда секин реакцияга киришади, 550° да эса реакция портлаш билан давом этади: 2N2+O2=2N2O. Олтингугурт, углерод, азот, фосфор билан нормал шароитда жуда секин реакцияга киришади. Ҳарорат оширилганда реакция тезлашади, элемент қизигач, ёна бошлайди. Кислороднинг азот билан реакцияси эндотермик (иссиқлик ютилиши билан борадиган) реакция бўлиб, фақат 1200° да амалга ошади. Кислород деярли ҳамма металларни, айниқса, ишқорий ва ишқорий-ер металларини осон оксидлайди. Кислороднинг моддалар билан реакцияга киришишида сув муҳим рол ўйнайди. Маcасалан, калий ўта фаол металл бўлишига қарамай, сувсиз шароитда (қуруқ) кислород билан реакцияга киришмайди, лекин озгина сув буғлари таъсирида одатдаги ҳароратда калий кислород ёна бошлайди. Кислород металларни оксидлаб, коррозияга сабаб бўлади. Баъзи металл оксидлари кислород билан бирикиб, пероксид бирикмаларни беради. Катализатор иштирокида аммиакнинг кислород билан оксидланишидан азот (П)-оксид (НО2) ҳосил бўлади (нитрат кислота ишлаб чиқаришда шу жараёндан фойдаланилади). Муҳим иссиқлик манбаи — углеводородлар (табиий газ, бензин, керосин) нинг кислородда ёниши саноат ва турмушда катта аҳамиятга эга. Ҳужайраларда озиқ моддаларнинг кислород билан оксидланиши тирик организмлар учун энергия манбаидир.

Кислород олишда: кимёвий, электролиз ва физик (ҳавони парчалаш) усулларидан фойдаланилади. Кимёвий усул анча илгари кашф қилинган. Бунда Бертоле тузи (KSGO3) қиздирилганда парчаланиб, тоза кислород О2 (1 кг туздан 0,27 м3) ажралиб чиқади.Бу усулда олинган кислороднинг таннархи қиммат ва кам самарали бўлгани учун фақат лабораторияда қўлланилади. Электролиз усулида сувдан ўзгармас электр токи ўтказилади. Электр ўтказувчанликни ошириш учун сувга ўювчи натрий (NaOH) эритмаси қўшилади. Бунда сув кислород ва водородга парчаланади. Физикавий усул. Кислород ҳозирги вақтда, асосан, ҳавони парчалаш йўли билан олинади. Газсимон ҳавони парчалаш жуда қийин, шунинг учун уни ўта совитиб О(—180°) суюлтириш, сўнгра таркибий қисмларга ажратиш керак. Дастлаб азот, кейин кислород буғланиб чиқади. Ҳавони мембрана — тўсиқдан саралаб ўтказиш (диффузия) усули билан ҳам лабораторияда кислородни олиш мумкин. Саноатда технологик (92—98% О2), техник (1-нав 99,7% О2, 2-нав 99,5% О2 ва 3-нав 99,2% О,) ва суюқ (99,7% О2) К. ишлаб чиқарилади. Бундан ташқари, даво муолажалари учун (тиббий кислород 99,5% О,) махсус кислород ишлаб чиқарилади. Газсимон кислород пўлат баллон ва Орессиверларда 150 ёки 420 атмосфера босим остида, суюқ кислород металлдан ясалган Дюар идишлари ёки махсус цистерна-танкларда ташилади ва сақланади.

Металлургияда ва металларни газ алангаси билан ишлаш жараёнида пайвандлаш, сирт (юза)ни тоблаш, шунингдек, авиация, сув ости кемаларида техник кислород ишлатилади. Технологик кислород эса кимё саноатида сунъий суюқ ёқилғи, сурков мойлари, нитрат ва сульфат кислота, метанол, аммиак ва аммиакли ўғитлар, металл пероксидлари олишда қўлланилади. Суюқ кислород портлатиш ишларида, реактив двигателларда ва совитувчи восита сифатида лабораторияларда ишлатилади. Соф кислород баландликларда, космик парвоз пайтида, сув остида нафас олиш учун ва тиббиётда даволаш мақсадида қўланилади.