Карта сайта

Свойства вещества:

кислород

Синонимы и иностранные названия:

Тип вещества:

Внешний вид:

Внешний вид при разных температурах:

Кристаллические модификации, структура молекулы, цвет растворов и паров:

В твердом виде - синие ромбические (α, плотность 1,53 г/см3), гексагональные (β, плотность 1,495 г/см3) или кубические (γ, плотность 1,334 г/см3) кристаллы. Альфа переходит в бета при -249,3 С, бета в гамма при -229,4 С. Гамма-форма образующаяся при застывании кислорода имеет ротационную неупорядоченность структуры, и кристаллы прозрачные, мягкие и лишь ненамного более плотные, чем жидкость. При 25°C и давлении 5,9 ГПа кислород кристаллизуется, образуя окрашенную в розовый цвет гексагональную β-форму, а при повышении давления до 9 ГПа - оранжевую ромбическую ε-форму (при 9,6 ГПа плотность 2,548 г/см3).

Брутто-формула (по системе Хилла для органических веществ):

Формула в виде текста:

Молекулярная масса (в а.е.м.): 31,999

Температура плавления (в °C):

Температура кипения (в °C):

Температуры полиморфных переходов (в °C):

Растворимость (в г/100 г растворителя или характеристика):

Плотность:

Вкус, запах, гигроскопичность:

Энергии, длины и углы связей молекул вещества:

Некоторые числовые свойства вещества:

Способы получения:

1. Разложением хлората калия при нагревании (катализаторы: диоксид марганца, триоксид дижелеза, триоксид дихрома). [Лит.]
   
2KClO₃ → 2KCl + 3O₂

2. Ректификацией жидкого воздуха. [Лит.]
   
3. Электролиз воды (с растворенными серной кислотой или едким натром). [Лит.]
   
4. Термическим разложением перманганата калия при 215-235 С. [Лит.]
   
2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

5. Реакцией перманганата калия с перекисью водорода в разбавленной серной кислоте. [Лит.]
   
6. Разложение перекиси натрия водой в присутствии солей кобальта. [Лит.]
   
7. Для получения особо чистого кислорода используют электролиз сернокислого раствора хромата калия. [Лит.]
   
8. Таблетки из хлорной извести и пероксида натрия при попадании в воду выделяют кислород. [Лит.]
   
9. Кислород выделяется при поджигании хлоратных свечей, состоящих из 80-85% хлората натрия, 4% пероксида бария и 3-10% порошка железа. [Лит.]
   
10. Электролиз 30% водного раствора гидроксида калия. [Лит.]
    
11. Разложение 30% раствора перекиси водорода на платинированной никелевой фольге. [Лит.]
    
2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

12. Реакция азотной кислоты со смесью пероксида бария и оксида свинца(IV). [Лит.]
    
13. Выделение кислорода из воздуха адсорбционными установками, которые используют адсорбцию азота на цеолитах или адсорбцию кислорода на углеродных волокнах. [Лит.]
    
14. Выделение кислорода из воздуха мембранными установками с помощью селективных газораспределительных мембран. [Лит.]
    
15. Выделение кислорода из воздуха высокотемпературными ионотранспортными мембранами на основе твердого электролита оксида церия выше 600 С. [Лит.]
    
16. Разложением пероксида бария при 870 С. [Лит.]
    
2BaO₂ → 2BaO + O₂

17. При 400-500 С хлорат калия разлагается с образованием хлорида калия и кислорода. В присутствии оксида марганца(IV) температура разложения снижается до 150 С, но в этом случае кислород загрязняется оксидом хлора(IV), содержание которого достигает 3%. [Лит.1]
    2KClO₃ → 2KCl + 3O₂
    
18. Водород получают электролизом водного раствора гидроксида калия. На катоде выделяется водород, на аноде - кислород. Гидроксид калия используется для увеличения электропроводности раствора. [Лит.1]
    2H₂O → 2H₂ + O₂
    

Реакции вещества:

1. Выше 1200°C реагирует с азотом с образованием оксида азота(II). [Лит.]
   N₂ + O₂ → 2NO
   
2. Под давлением, при температуре 295 К, кислород становится твердым в виде β-формы при 5,4 ГПа, при 9,6 ГПа трасформируется в оранжевую δ-фазу. При 10 ГПа переходит в красную ε-фазу со структурой тетрамера (O₂)₄. Выше 96 ГПа переходит в металлическую ζ-фазу. [Лит.]
3. Поддерживает горение серы, фосфора, угля, железа. [Лит.]
4. Железо воспламеняется в кислороде при 919,5 С, мягкая сталь - при 1276,7 С, нержавеющая сталь - при 1365,5 С. [Лит.]
5. Бруски мягкой древесины в жидком кислороде взрывались от электродетонатора. [Лит.]
6. Ди-трет-бутилпероксид может быть получен реакцией изобутана с кислородом в присутствии водяного пара и бромоводорода при 150-200 С. Выход 42%. [Лит.1]
7. При нагревании выше 400°С водород реагирует с кислородом (около 600°С - с воздухом) с образованием воды. В присутствии катализаторов (платины, соединений родия) реакция может идти при комнатной температуре. Если водород и кислород уже смешаны - реакция идет со взрывом. [Лит.1]
   2H₂ + O₂ → 2H₂O
   
8. При реакции фтора с кислородом в тлеющем электрическом разряде в охлаждаемом жидким азотом сосуде образуется диоксидифторид. [Лит.1]
   O₂ + F₂ → O₂F₂
   
9. При окислении или горении калия при избытке кислорода или воздуха при 75-300 С образуется надпероксид калия. [Лит.1]
   K + O₂ → KO₂
   
10. При нагревании литий горит голубым пламенем в кислороде с образованием оксида лития. [Лит.1]
    4Li + O₂ → 2Li₂O
    
11. Хлороводород обратимо реагирует с кислородом при 450 С в присутствии катализатора (асбест пропитанный хлоридом меди(II)) с образованием хлора и воды. Выше 600 С преобладает обратная реакция. Выход 70%. [Лит.1]
    4HCl + O₂ → 2Cl₂ + 2H₂O
    
12. При нагревании слитка ниобия на воздухе до красного каления он только тускнеет с поверхности, далее реакция не протекает. В виде мелкого порошка он сгорает при 900 С в кислороде с образованием оксида ниобия(V). [Лит.1]
    4Nb + 5O₂ → 2Nb₂O₅
    
13. Гексафторид платины окисляет кислород до гексафтороплатината(V) диоксигенила. [Лит.1]
    O₂ + PtF₆ → O₂PtF₆
    
14. Гексафтороаурат(V) диоксигенила образуется при реакции порошка золота со смесью фтора и кислорода в реакторе из монель-металла при 350-380 С, общем давлении около 8 атм, в течение 48-60 часов. [Лит.1]
    Au + 3F₂ + O₂ → O₂AuF₆
    
15. При комнатной температуре гексафторарсенат(V) гексафторброма(VII) быстро окисляет кислород до гексафторарсената(V) диоксигенила. [Лит.1]
    2BrF₆[AsF₆] + 2O₂ → 2O₂[AsF₆] + 2BrF₅ + F₂
    
16. Дуговой разряд в воздухе с быстрым охлаждением продуктов реакции приводит к реакции азота с кислородом с образованием оксида азота(II). Выход составляет 31 г/кВт*ч. Увеличение содержания кислорода до 50 об% и высушивание газов позволяет поднять выход в 2 раза. [Лит.1]
    N₂ + O₂ → 2NO
    
17. При 190-300 С нитрозилхлорид реагирует с кислородом с образованием оксида азота(IV) и хлора. [Лит.1]
    2NOCl + O₂ → 2NO₂ + Cl₂
    
18. Оксид азота(II) реагирует с кислородом с образованием бурого оксида азота(IV). Реакция с кислородом необычна тем, что имеет третий порядок и отрицательный температурный коэффициент (т.е. протекает медленнее при нагревании). Скорость реакции уменьшается в 2 раза при увеличении температуры от комнатной до 200 С. [Лит.1]
    2NO + O₂ → 2NO₂
    
19. Пероксид натрия получают сжиганием натрия в кислороде в присутствии следов влаги при 300-400 С. [Лит.1, Лит.2]
    2Na + O₂ → Na₂O₂
    
20. Надпероксид калия в чистом виде можно получить окислением раствора калия в совершенно сухом жидком аммиаке кислородом при -50 С. [Лит.1, Лит.2]
    K + O₂ → KO₂
    
21. Дихлорид дисеры при температуре красного каления окисляется кислородом до хлора, диоксида серы и триоксида серы. [Лит.1]
22. Компактный титан загорается в кислороде при 1000 С с образованием диоксида титана. [Лит.1]
23. При реакции дифенилметанолата натрия с кислородом образуется бензофенон и гидропероксид натрия, с неизвестной структурой. [Лит.1]

Реакции, в которых вещество не участвует:

1. Золото не реагирует с кислородом и серой при любой температуре. [Лит.1]
2. При нормальных условиях фтор не реагирует с кислородом. [Лит.1]
3. Гексафтороарсенат(V) фтордиазония не окисляет при 25 °С во фтороводороде пентафторид хлора, пентафторид брома, пентафторид иода, тетрафторид ксенона, кислород, трифторид азота. [Лит.1]

Периоды полураспада:

Давление паров (в мм рт.ст.):

Диэлектрическая проницаемость:

Динамическая вязкость жидкостей и газов (в мПа·с):

Скорость звука в веществе (в м/с):

Удельная теплоемкость при постоянном давлении (в Дж/г·K):

Стандартная энтальпия образования ΔH (298 К, кДж/моль):

Стандартная энергия Гиббса образования ΔG (298 К, кДж/моль):

Стандартная энтропия вещества S (298 К, Дж/(моль·K)):

Стандартная мольная теплоемкость C_p (298 К, Дж/(моль·K)):

Энтальпия плавления ΔH_пл (кДж/моль):

Энтальпия кипения ΔH_кип (кДж/моль):

Энергия Гиббса присоединения протона (основность) в газовой фазе ΔG_осн (298 К, кДж/моль)

Природные и антропогенные источники:

Содержание в атмосферном воздухе в молекулярном виде 23,10 вес% (20,95 об%, общая масса 1 200 000 000 000 000 тонн). Убыль кислорода в атмосфере из-за горения и дыхания возмещается фотосинтезом. Содержание в составе литосферы в виде соединений в общем 50 вес%, в составе гидросферы в виде воды 85,82 вес%.

Содержание в атмосфере Солнца 0,03 ат%.

Симптомы острого отравления:

Человек. Пороговая концентрация кислорода при кислородной терапии 25-40 % при атмосферном давлении. Токсическое действие не проявляется или длительно не проявляется при вдыхании смеси с 55- 60% кислорода. Острые интоксикации могут развиться при ингаляции дыхательных смесей с высоким содержанием кислорода или чистого кислорода. Так, вдыхание смеси с 70-80% кислорода в течение 55 ч вызывало чувство стеснения в груди, снижение жизненной емкости легких, с 90% кислорода в течение 24 ч — у части лиц парестезии пальцев, 60-65 ч — тахикардию, рвоту, развитие бронхита или пневмонии. Ингаляция чистого кислорода в течение 15 мин может в отдельных случаях вызывать головокружение и рвоту, 6-24 ч — ощущение стеснения в груди, может развиваться поражение легких. Наиболее чувствительны курящие.

Развитие интоксикации при действии кислорода под давлением разделяется на досудорожный и судорожный периоды. Ранние симптомы досудорожного периода (стадия предвестников) — бледность лица, сухость во рту, подергивание губ, потливость, брадикардия, ощущение недомогания. Затем появляются затрудненное дыхание, легкая тошнота, головокружение. Опасными симптомами являются беспокойное состояние, или, наоборот, сонливость, равнодушие, вялость, депрессия, учащение дыхания, икота, тошнота, рвота, напряжение в эпигастральной области, нарушение перистальтики желудка и кишечника, подергивание отдельных групп мышц (более всего — мышц лица), парестезии. Отмечаются повышение артериального давления, гипергликемия, тахикардия, расширение зрачков, уменьшение остроты зрения, особенно периферийного, звон в ушах, ощущение неприятного запаха и вкуса во рту.

Судорожный период начинается с потери сознания, развиваются тонические и клинические судороги, которые длятся обычно 10-60 с, затем следует пауза и новый приступ судорог; повторяясь, приступы становятся все длиннее, сильнее и чаще, паузы — короче.

Длительность ингаляции без появления симптомов интоксикации под давлением при 0,05 МПа — 133 ч (по некоторым данным — неопределенно велика); при 0,2 МПа — 2,5-3 ч; при 0,3 МПа — 15 мин — 2 ч; при 0,4 МПа — 5 — 42 мин; при 0,5 МПа — 10 мин; при 0,7 МПа — 6 мин; при 0,9 МПа — 3 мин (Жиронкин; Петровский, Ефуни; Smith, Shields). Если воздействие не прекращается, наступает расстройство дыхания и смерть от паралича дыхательного центра. Если воздействие кислорода под давлением прекращается, сознание возвращается примерно через 10 мин, развивается состояние возбуждения, затем человек засыпает и, просыпаясь, не помнит происшедшего (Петровский, Ефуни).

У новорожденных младенцев особенно чувствительна к воздействию кислорода сетчатая оболочка глаз; патологические изменения, в основном в виде спазма сосудов, возникают при ингаляции смеси с 30—40 % кислорода. У недоношенных младенцев с массой тела менее 2 кг при ингаляции кислорода наблюдалось развитие заднехрусталиковой фиброплазии. Предполагается, что причиной этого может быть повышение парциального давления кислорода в артериальной крови, особенно если перед этим переливали кровь доноров и, следовательно, в кровь ребенка поступал гемоглобин донорской крови, уже связанный с кислородом и легко отдающий его тканям.

Молодые люди более чувствительны к токсическому действию кислорода, чем пожилые (Петровский, Ефуни).

Симптомы хронического отравления:

Длительное (в течение десятков часов) или повторное воздействие кислорода под повышенным давлением вызывает раздражение верхних дыхательных путей в виде гиперемии и набухания слизистых, особенно носа, появления чувства жжения и сухости во рту, покраснение век, слезотечение. Затем появляются кашель, боли за грудиной, учащение дыхания, повышается температура тела, развиваются трахеобронхит, пневмония. Общетоксическое действие проявляется в виде поражения ЦНС и сердечно-сосудистой системы (Петровский, Ефуни).

Резистентность к токсическому действию кислорода зависит от интенсивности процессов метаболизма и уровня развития организма: чем они выше, тем ниже устойчивость. Есть данные, что адаптация человека возможна к действию концентраций кислорода, не превышающих 40%, при условии периодической ингаляции дотоксических концентраций (Петровский, Ефуни).

Анализ вещества:

Концентрацию кислорода в газах определяют с помощью ручных газоанализаторов, например волюметрическим методом по изменению известного объема анализируемой пробы после поглощения из нее кислорода поглощающими растворами (медноаммиачным, пирогаллола, гидросульфита натрия и др.). Для непрерывного определения кислорода в газах применяются автоматические термомагнитные анализаторы, основанные на высокой магнитной восприимчивости кислорода.

Температура Нееля (в К):

Критическая температура (в °C):

Критическое давление (в МПа):

Критическая плотность (в г/см³):

Применение:

Для газовой сварки. Для дыхания при заболеваниях легких. Для выжигания руд. Окислитель реактивного топлива. При выплавке чугуна и стали.

С 1898 г. опилки пропитанные жидким кислородом использовались как взрывчатые вещества под названием оксиликвиты. В дальнейшем данные взрывчатые вещества усовершенствовали и они использовались в гипсовых карьерах Вожура, на железных рудниках Лотарингии, в Пиринеях при строительстве Пюиморенского туннеля, в первой мировой войне в авиабомбах, при строительстве Днепрогэса.

Используется в синтезе азотной и серной кислот, метанола, ацетилена, формальдегида, оксидов, пероксидов.

Дополнительная информация::

Растворяется в титане и платине, расплавленных благородных металлах. Хорошо поглощается активированным углем.

Поддерживает горение древесины, горючих газов, водорода.

История:

Открыт в 1771-1773 г. К. Шееле, аптекарем из Упсалы (Швеция), но его результаты не были опубликованы до 1777 г. по вине нерадивого книгоиздателя. Д. Пристли (на рисунке) получил кислород разложением оксида ртути и сообщил об открытии кислорода раньше (в 1774 г.).

Дополнительная информация:

Электронная конфигурация атома 1s²2s²2p⁴.

Голубой цвет кислорода обусловлен электронными переходами, при которых молекулы из основного триплетного состояния возбуждаются до синглетного состояния. Эти переходы обычно запрещены в чистом газообразном кислороде и относятся к инфракрасной части спектра. Однако в конденсированной фазе один фотон может переводить в возбужденное состояние сразу две сталкивающиеся молекулы, что сопровождатся поглощением энергии в видимой области спектра. Голубой цвет неба, конечно, обусловлен рэлеевским рассеянием, а не электронным поглощением молекул кислорода.

Источники информации:

1. Comey A. M., Hahn D. A. A dictionary of Chemical Solubilities Inorganic. - 2 ed. - New York, The MacMillan Company, 1921. - С. 635-639
   
2. Journal of Fluorine Chemistry. - 1977. - Vol. 9, No. 2. - С. 137-146 (растворимость в перфторированных жидкостях) [DOI: 10.1016/S0022-1139(00)82152-1]
   
3. Battino R., Rettich T.R., Tominaga T. The Solubility of Oxygen and Ozone in Liquids / Journal of Physical and Chemical Reference Data. - 1983. - Vol. 12, No.2. - С. 163-178
   
4. Nuclear Physics A. - 2003. - vol.729, Issue 1, 1 December. - С. 28-31
   
5. Seidell A. Solubilities of inorganic and metal organic compounds. - 3ed., vol.1. - New York: D. Van Nostrand Company, 1940. - С. 1352-1360
   
6. Вредные химические вещества: Неорганические соединения элементов V-VIII групп. Справочник. - Л., 1989. - С. 150-170
   
7. Глизманенко Д.Л. Получение кислорода. - 5 изд. - М.: Химия, 1972
   
8. Гринвуд Н., Эрншо А. Химия элементов. - Т.1. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. - С. 565-566
   
9. Гурвич Я.А. Справочник молодого аппаратчика-химика. - М.: Химия, 1991. - С. 50
   
10. Некрасов Б.В. Основы общей химии. - Т.1. - М.: Химия, 1973. - С. 47-49
    
11. Патрунов Ф.Г. Ниже 120 по Кельвину. - М.: Знание, 1989. - С. 46-47
    
12. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. - Л.: Химия, 1977. - С. 27, 72-73
    
13. Справочник по растворимости. - Т.1, Кн.1. - М.-Л.: ИАН СССР, 1961. - С. 568-575
    
14. Химическая энциклопедия. - Т. 2. - М.: Советская энциклопедия, 1990. - С. 387-389
    
15. Химмотология ракетных и реактивных топлив. - Под ред. Браткова А.А. - М.: Химия, 1987. - С. 44-50
    
16. Энциклопедия для детей. - Т.17: Химия. - М.: Аванта+, 2004. - С. 232-233
    

• Написать вопрос на форум сайта (требуется зарегистрироваться на форуме). Там вам ответят или подскажут где вы ошиблись в запросе.
• Отправить пожелания для базы данных (анонимно).