經(jīng)營:氫氣檢測儀,氧氣檢測儀
氧是一種化學(xué)元素,其原子序數(shù)為8,由符號“o”表示。在元素周期表中,氧是氧族元素的一員,它也是一個高反應(yīng)性的第2周期非金屬元素,很容易與幾乎所有其它元素形成化合物(主要為氧化物)。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,兩個氧原子結(jié)合形成氧氣,是一種無色無嗅無味的雙原子氣體,化學(xué)式為o2。如果按質(zhì)量計算,氧在宇宙中的含量僅次于氫和氦,在地殼中,氧則是含量zui豐富的元素。氧不僅占了水質(zhì)量的88%,也占了空氣體積的20.9%。
構(gòu)成有機(jī)體的所有主要化合物都含有氧,包括蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂肪。構(gòu)成動物殼、牙齒及骨骼的主要無機(jī)化合物也含有氧。由藍(lán)藻、藻類和植物經(jīng)過光合作用所產(chǎn)生的氧氣化學(xué)式為o2,幾乎所有復(fù)雜生物的細(xì)胞呼吸作用都需要用到氧氣。對于厭氧性生物來說,氧氣是有毒的。這類生物曾經(jīng)是早期地球上的主要生物,直到2.5億年前o2開始在大氣層中逐漸積累。氧氣的另一個同素異形體是臭氧。在高海拔形成的臭氧層能夠隔離來自太陽的紫外線輻射。但是接近地表的臭氧則是一種污染,這些臭氧主要存在與光化學(xué)煙霧中。
氧氣是由約瑟夫·普利斯特里和卡爾·威廉·舍勒獨立發(fā)現(xiàn)的。雖然卡爾比約瑟夫早發(fā)現(xiàn)一年,但由于約瑟夫首先發(fā)表論文,所以很多人仍然認(rèn)為是約瑟夫首先發(fā)現(xiàn)的。氧氣的英文名是“oxygen”,由拉瓦錫定名與1777年,拉瓦錫利用氧氣所進(jìn)行的試驗在燃燒和腐蝕的方面打敗了當(dāng)時流行的燃素說。在工業(yè)上,氧氣是通過分餾液態(tài)空氣制備的,同時使用分子篩除去二氧化碳和氮氣。也可以通過電解水等其他方式制備氧氣。氧氣的運(yùn)用包括鋼鐵的冶煉、塑料和紡織品的制造以及作為火箭推進(jìn)劑與進(jìn)行氧氣療法,也用來在飛機(jī)、潛艇、太空船和潛水中維持生命。
氧的單質(zhì)形態(tài)有氧氣(o2)和臭氧(o3)。氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是無色無味無臭,能幫助燃燒的雙原子的氣體。液氧呈淡藍(lán)色,具有順磁性。氧能跟氫化合成水。臭氧在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是一種有特殊臭味的藍(lán)色氣體。
1.【物理性質(zhì)】
在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氧氣的密度是1.429g∕l,比空氣的密度(1.293g∕l)略大。它不易溶于水,無色無味,在室溫下,1l水中只能溶解于約30ml氧氣。在壓強(qiáng)為101kpa時,氧氣在-183℃時變?yōu)樗{(lán)色液體,在-218℃時會變成淡藍(lán)色雪花狀的固體。
2.【化學(xué)性質(zhì)】
氧氣的化學(xué)性質(zhì)比較活潑。除了惰性氣體、活性小的金屬元素如金、鉑、銀、鈀之外,大部分的元素都能與氧起反應(yīng),這些反應(yīng)稱為氧化反應(yīng),而反應(yīng)產(chǎn)生的化合物稱為氧化物。一般而言,非金屬氧化物的水溶液呈酸性,而堿金屬或堿土金屬氧化物則為堿性。此外,幾乎所有的有機(jī)化合物,可在氧中劇烈燃生成二氧化碳與水。
氧原子的結(jié)構(gòu)
(1)、氧氣跟金屬反應(yīng):
與鉀的反應(yīng):
4k+o2=2k2o,鉀的表面變暗
2k+o2=k2o2;k+o2=ko2(超氧化鉀),(條件:點燃或加熱,兩個反應(yīng)同時進(jìn)行)
與鈉的反應(yīng):
4na+o2=2na2o,鈉的表面變暗
2na+o2=na2o2(條件:點燃或加熱),產(chǎn)生黃色火焰,放出大量的熱,生成淡黃色粉末。
與鎂的反應(yīng);2mg+o2=2mgo(條件:點燃),劇烈燃燒發(fā)出耀眼的強(qiáng)光,放出大量熱,生成白色固體。
與鋁的反應(yīng);4al+3o2=2al2o3(條件:點燃),發(fā)出明亮的光,放出熱量,生成白色固體。
與鐵的反應(yīng);
4fe+3o2+2xh2o=2fe2o3·xh2o,(鐵銹的形成)
3fe+2o2=fe3o4(條件:點燃),紅熱的鐵絲劇烈燃燒,火星四射,放出大量熱,生成黑色固體。
與鋅的反應(yīng):2zn+o2=2zno(條件:點燃),
與銅的反應(yīng);2cu+o2=2cuo(條件:加熱),加熱后亮紅色的銅絲表面生成一層黑色物質(zhì)。
(2)、氧氣跟非金屬反應(yīng):
與氫氣的反應(yīng):2h2+o2=2h2o(條件:點燃),產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰,放出大量的熱,并有水生成。
與碳的反應(yīng):co2(carbon dioxide)
(碳+氧氣→二氧化碳)c+o2=co2(條件:點燃),劇烈燃燒,發(fā)出白光,放出熱量,生成使石灰水變渾濁的氣體。
氧氣不*時則產(chǎn)生一氧化碳:2c+o2=2co(條件:點燃)。
與硫的反應(yīng):s+o2=so2(條件:點燃),發(fā)生明亮的藍(lán)紫色火焰,放出熱量,生成有刺激性氣味的氣體,該氣體也能使成清石灰水變渾濁,且能使酸性高錳酸鉀溶液或品紅溶液褪色。
與紅磷的反應(yīng):4p+5o2=2p2o5(條件:點燃),劇烈燃燒,發(fā)光放熱,生成白煙。(p4o10為五氧化二磷的分子式,此處寫p2o5亦可)
與白磷的反應(yīng):p4+5o2=2p2o5,白磷在空氣中自燃,發(fā)光發(fā)熱,生成白煙。
與氮氣的反應(yīng):n2+o2=2no(條件:放電)
與氧氣的反應(yīng):3o2=2o3(條件:放電)
(3)、氧氣跟一些有機(jī)物反應(yīng),如甲烷、乙炔、酒精、石蠟等能在氧氣中燃燒生成水和二氧化碳。
氣態(tài)烴類的燃燒通常發(fā)出明亮的藍(lán)色火焰,放出大量的熱,生成水和能使澄清石灰水變渾濁的氣體。
甲烷:ch4+2o2=co2+2h2o(條件:點燃)
乙烯:c2h4+3o2=2co2+2h2o(條件:點燃)
乙炔:2c2h2+5o2=4co2+2h2o(條件:點燃)
苯:2c6h6+15o2=12co2+6h2o(條件:點燃)
甲醇:2ch3oh+3o2=2co2+4h2o(條件:點燃)
乙醇:ch3ch2oh+3o2=2co2+3h2o(條件:點燃)
碳?xì)溲趸衔锱c氧氣發(fā)生燃燒的通式:4cxhyoz+(4x+y-2z)o2=4xco2+2yh2o(條件:點燃)(通式完成后應(yīng)注意化簡!下同)
烴的燃燒通式:4cxhy+(4x+y)o2=4xco2+2yh2o(條件:點燃)
乙醇被氧氣氧化:2ch3ch2oh+o2=2ch3cho+2h2o(條件:cu,加熱)
此反應(yīng)包含兩個步驟:(1)2cu+o2=2cuo(加熱)(2)ch3ch2oh+cuo=ch3cho+cu+h2o(加熱)
氯仿與氧氣的反應(yīng):2chcl3+o2=2cocl2(光氣)+2hcl
(4)、氧氣與其它化合物的反應(yīng):
硫化氫的燃燒:(*)2h2s+3o2=2h2o+2so2;(不*)2h2s+o2=2h2o+2s(條件:點燃)
煅燒黃鐵礦:4fes2+11o2=2fe2o3+8so2(條件:高溫)
二氧化硫的催化氧化:2so2+o2=2so3(條件:v2o5,加熱)
空氣中硫酸酸雨的形成:2so2+o2+2h2o=2h2so4
氨氣在純氧中的燃燒:4nh3+3o2(純)=2n2+6h2o (條件:點燃)
氨氣的催化氧化:4nh3+5o2=4no+6h2o (條件:pt,加熱)
一氧化氮與氧氣的反應(yīng):2no+o2=2no2