สมบัติทางเคมีและกายภาพการประยุกต์ใช้และการผลิตออกซิเจน

องค์ประกอบทั้งสี่ของ "chalcogen" (กล่าวคือ "bearers of copper") นำไปสู่กลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม VI (ตามการจำแนกประเภทใหม่ - กลุ่มที่ 16) ของระบบเป็นระยะ ๆ นอกเหนือจากกำมะถันเทลลูเรียมและซีลีเนียมแล้วยังเป็นของออกซิเจนอีกด้วย ลองพิจารณาดูคุณสมบัติของธาตุที่พบมากที่สุดในโลกรวมทั้งการใช้และการผลิตออกซิเจน

ความชุกของธาตุ

ปริมาณออกซิเจนในเปลือกโลกเกือบ 50% พบในแร่ธาตุต่างๆในรูปของออกไซด์และเกลือ

ในรูปแบบที่ถูกผูกไว้ออกซิเจนจะเข้าสู่องค์ประกอบทางเคมีของน้ำซึ่งสัดส่วนของมันอยู่ที่ประมาณ 89% และยังอยู่ในองค์ประกอบของเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดคือพืชและสัตว์

ในอากาศออกซิเจนอยู่ในสถานะอิสระในรูปของ O2 ซึ่งครองส่วนแบ่งที่ห้าและอยู่ในรูปของโอโซน O3

สมบัติทางกายภาพ

ออกซิเจน O2 เป็นก๊าซที่ไม่มีสีรสและกลิ่น มันละลายในน้ำ จุดเดือดอยู่ที่ 183 องศาต่ำกว่าศูนย์ Celsius ในรูปของเหลวออกซิเจนมีสีฟ้าและในรูปของแข็งจะเป็นผลึกสีฟ้า จุดหลอมเหลวของผลึกออกซิเจนอยู่ที่ 218.7 องศาต่ำกว่าศูนย์ Celsius

สมบัติทางเคมี

เมื่อถูกให้ความร้อนธาตุนี้จะทำปฏิกิริยากับสารหลายชนิดทั้งโลหะและอโลหะทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าออกไซด์ - สารประกอบของธาตุกับออกซิเจน ปฏิกิริยาทางเคมี ที่ธาตุเข้าไปกับออกซิเจนเรียกว่าออกซิเดชัน

ตัวอย่างเช่น

4Na + O2 = 2Na2O

S + O2 = SO2

บางส่วนของสารที่ซับซ้อนยังทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและยังสร้างออกไซด์:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

2CO + O2 = 2CO2

ถ้าสารทำปฏิกิริยาช้าๆกับออกซิเจนแล้วปฏิกิริยาออกซิเดชันนี้เรียกว่าช้า ตัวอย่างเช่นกระบวนการเหล่านี้เป็นกระบวนการย่อยสลายผลิตภัณฑ์อาหารการสลายตัว

การได้รับออกซิเจน

สารเคมี นี้สามารถหาได้ทั้งในห้องปฏิบัติการและในโรงงานอุตสาหกรรม

การผลิตออกซิเจนในห้องปฏิบัติการจะดำเนินการได้หลายวิธีดังนี้

1. โดยปฏิกิริยาการสลายตัวของ เกลือ bertoletate (potassium chlorate)

2. ผ่านการสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์โดยการให้ความร้อนในสภาวะที่มีแมงกานีสออกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

3. ผ่านการสลายตัวของด่างทับทิม

การผลิตออกซิเจนในอุตสาหกรรมจะดำเนินการในลักษณะดังกล่าว:

1. เพื่อวัตถุประสงค์ทางเทคนิคจะได้รับออกซิเจนจากอากาศซึ่งมีเนื้อหาตามปกติประมาณ 20% นั่นคือ ส่วนที่ห้า ด้วยเหตุนี้อากาศถูกเผาครั้งแรกเพื่อให้ได้ส่วนผสมที่มีออกซิเจนเหลวประมาณ 54%, ไนโตรเจนเหลว 44% และของเหลวอาร์กอน -2% ก๊าซเหล่านี้จะถูกแยกออกจากกันโดยกระบวนการกลั่นโดยใช้ช่วงเวลาที่ค่อนข้างเล็กระหว่างจุดเดือดของออกซิเจนเหลวและของเหลวไนโตรเจนลบ 183 และลบ 198.5 องศาตามลำดับ ปรากฎว่าไนโตรเจนระเหยเร็วกว่าออกซิเจน

อุปกรณ์ที่ทันสมัยให้ออกซิเจนในทุกองศาของความบริสุทธิ์ ไนโตรเจนซึ่งได้จากการแยกอากาศเหลวจะใช้เป็นวัตถุดิบในการสังเคราะห์อนุพันธ์ของมัน

2. การ อิเล็กโทรไลซิสของน้ำ ยังช่วยให้ออกซิเจนเป็นองศาที่สะอาดมาก วิธีนี้ได้กลายเป็นที่แพร่หลายในประเทศที่มีทรัพยากรอุดมสมบูรณ์และไฟฟ้าราคาถูก

การใช้ออกซิเจน

ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดในชีวิตของเรา ก๊าซซึ่งมีอยู่ในบรรยากาศถูกเผาผลาญในกระบวนการ หายใจโดยพืช สัตว์และมนุษย์

การได้รับออกซิเจนเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับกิจกรรมของมนุษย์เช่นการแพทย์การเชื่อมโลหะและการตัดโลหะการระเบิดการบิน (สำหรับคนที่หายใจและเครื่องยนต์ทำงาน) โลหะวิทยา

ในกระบวนการของกิจกรรมทางเศรษฐกิจมนุษย์การบริโภคออกซิเจนในปริมาณมากเช่นการเผาไหม้เชื้อเพลิงประเภทต่างๆ ได้แก่ ก๊าซธรรมชาติมีเทนถ่านหินไม้ ในกระบวนการเหล่านี้ จะเกิดก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ ในขณะเดียวกันธรรมชาติได้จัดเตรียมกระบวนการของการยึดเกาะตามธรรมชาติของสารประกอบนี้โดยการสังเคราะห์แสงซึ่งเกิดขึ้นในพืชสีเขียวภายใต้อิทธิพลของแสงแดด เป็นผลจากกระบวนการนี้กลูโคสจะเกิดขึ้นซึ่งโรงงานจะใช้ในการสร้างเนื้อเยื่อของมัน