Химические свойства неметаллов: кислород

Кислород самый распространенный химический элемент на Земле.

Аллотропные модификации кислорода

Кислород О₂

Бесцветный газ, без цвета, запаха и вкуса, плохо растворим в воде и немного тяжелее воздуха. При охлаждении до -183°C кислород становится прозрачной голубоватой жидкостью с плотностью, превышающей плотность воды.

Озон О₃

Находится в стратосфере, образуя озоновый слой. Образуется при разложении кислорода под воздействием ультрафиолетовых солнечных лучей.

O₂ ⇆ O₃

Бледно-голубой нестабильный газ. Легко растворяется в воде, используется для дезинфекции воды и воздуха. В больших количествах озон опасен. Озон защищает живые организмы от опасного УФ-излучения.

Получение кислорода

Впервые кислород был получен Дж. Пристли разложением оксида ртути(II):

2HgO → 2Hg + O₂

В лаборатории получают разложением некоторых окислителей:

2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

2KClO₃ → 2KCl + 3O₂ (kat. MnO₂)

2KNO₃ → 2KNO₂ + O₂

В промышленности кислород получают ректификацией сжиженного воздуха.

Химические свойства

Реакции горения — взаимодействие различных веществ с кислородом.

Интересный факт: горение веществ в кислороде происходит с большей скоростью, чем на воздухе и сопровождается большим выделением теплоты.

Взаимодействие с металлами

Реагирует со всеми металлами, кроме Ag, Au, Pt, образуя оксиды.

2Cu + O₂ → 2CuO

4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃ (Fe₃O₄)

Щелочно-земельные металлы (кроме Li) образуют пероксиды и надпероксиды.

2Na + O₂ → Na₂O₂

Взаимодействие с неметаллами

Не реагирует с галогенами (кроме F₂).

2C + O₂ (нед.) → 2CO

C + O₂ (изб.) → CO₂

4P + 3O₂ (нед.) → 2P₂O₃

4P + 5O₂ (изб.) → 2P₂O₅

S + O₂ → SO₂

N₂ + O₂ → 2NO (эл. разряд)

Взаимодействие с оксидами

Реагирует только с невысшими оксидами.

2CO + O₂ → 2CO₂

2NO + O₂ → 2NO₂

Окисление бинарных веществ

Образуются наиболее устойчивые оксиды каждого элемента в бинарном веществе.

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

4FeS + 7O₂ → 2Fe₂O₃ + 4SO₂

CS₂ + 3O₂ → CO₂ + 2SO₂