Achim Oana Lavinia Chimie, anul I Chimie Anorganica-Nemetale
* Nume
Oxigen
Simbol
O
Numar
8
Stare chimica Grupa
nemetale a VI-a
Perioada
2
Bloc
p
Culoare
incolor
OXIGENULUI Oxigenul este un amestec de 3 izotopi
16 O 8
17 O
8
18 O 8
*
Oxigenul a fost descoperit de către Carl Wilhelm Scheele(1772) şi Joseph Priestley(1774), independent unul de altul. Joseph Priestley a introdus o cantitate de oxid roşu de mercur într -
o capsulă aşezată sub un clopot de sticlă din care se scosese aerul şi care a fost cufundat parţial în mercur. După încălzirea capsulei, focalizând cu ajutorul unei lentile solare, el a constatat
prezenţa unui gaz. Chimistul a numit noua prezenţă gazoasă „aer deflogisticat”.
Joseph Priestley
Carl Wilhelm Scheele
Antoine Lavoisier dă „aerului deflogisticat” o nouă denumire - oxigen (oxus = acid, genae = a produce).
Astfel cuvântul oxigen înseamnă producător de acizi. Denumirea propusă de Lavoisier provine dintr -o eroare a marelui chimist care considera că toţi acizii conţin oxigen.
*
Este cel mai răspândit element de pe Pământ. Se găseşte în proporţie de 21% în aer, se găseşte în apă, în
diverse minerale (oxizi, carbonaţi, etc.), în substanţe organice din organismele vii.
*
Oxigenul poat fi obtinut atat prin procedee fizice, cat si prin procedee chimice, deorece se afla sub forma libera in amestec, cat si sub forma de combinatii. Plecand de la Oxigenul combinat, metoda generala de obtinere a Oxigenului elementar se bazeaza pe oxidarea oxigenului bivalent, electronegativ dupa ecuatia:
*
Descompunerea sarurilor oxigenate. Azotatii si cloratii se
decompun termic cu degajare de oxigen
Descompunerea termica a oxizilor superiori la oxizi inferiori
Descompunerea termica a oxizilor metalelor nobile
Descompunerea termica a peroxizolor
PROPRIETĂŢI CHIMICE ALE OXIGENULUI
OXIGENUL
REACŢIONEAZĂ CU :
OXIZI METALE
NEMETALE
NEMETALICI
INFERIORI
REACŢIA OXIGENULUI CU METALE Al Fe
Mg
O2
Cu Zn
Ca Ba
4Al + 3O2 —— > 2Al2 O3 2Mg + 2Ca + O2 —— > 2CaO 2Ba + 2Zn + O2 —— > 2ZnO 2Cu + 3Fe + 2O2 —— > Fe3O4
O2 —— > 2MgO O2 —— > 2BaO O2 —— > 2CuO
—————————————————————————————————————————————
GENERALIZARE
Metal + O2 —> oxid de metal ( oxid metalic)
REACŢIA OXIGENULUI CU NEMETALE OXIGEN
reacţionează cu :
CARBONUL SULFUL
1.Ardere incompletă 2.Ardere completă
AZOTUL
—— > 2CO ↑ + Q ardere incompletă ardere completă C + O —— > CO ↑ + Q S + O —— > SO ↑ N + O —— > 2NO ↑ cond. de reacţie : t>3000˚ ——————————————————————————————— GENERALIZARE : Nemetal + O2 —— > oxid de nemetal (Oxid nemetalic) 2C + O2
2
2
2
2
2
2
REACŢIA OXIGENULUI CU OXIZI NEMETALICI Reacţiile chimice: 2CIIO + O2 —— > 2CIVO2↑
CO
2NIIO + O2 —— > 2NIVO2 ↑ 2SIVO2 + O2 —— > 2SVIO3↑
O2 SO2
GENERALIZARE
NO
oxid
oxid
inferior + O2 ——>superior
Aproape toate elementele se combina direct cu oxigenul (reactii de oxidare) , formînd oxizi. Se desting oxidari lente, care se petrec la temeratura mediului înconjurator , cu vitea mică, şi combinari energice cu oxigenul , numite oxidari vii (arderi), care au loc cu degajare mare de lumina si caldura. * Dintre oxidarile lente mentionă m: Ruginirea fierului Coclirea vaselor de cupru in aer umed Rancezirea grasimilor Respiratia organismelor vii.
OXIZII Definiţie: Compuşii binari ai oxigenului cu alte elemente, metale sau nemetale se numesc oxizi. Formula
generală: E2nOnII
Denumire :
„oxid” + de + denumirea elementului (valenţa).
Ex. CO2 – oxid de carbon (IV) sau dioxid de carbon CO – oxid de carbon (2) – când valenţa este
secundară, se scrie cu cifre arabe. La elementele cu valenţe multiple se foloseşte sufix: Ex. FeO – oxid feros – oxid de fer (II) Fe2O3 – oxid feric – oxid de fer (III) FeO + Fe2O3 = Fe3O4 – oxid feroferic
- oxizi metalici
- oxizi nemetalici
- oxizi bazici - oxizi acizi
Metode de obţinere: A)Reacţii de combinare a)Reacţia metalelor cu oxigenul 4Na 2Mg
+
O2 => 2Na2O
+
O2 => 2MgO
b)Reacţia nemetalelor cu oxigenul C
+
O2 => CO2
S
+
O2 => SO2
B)Reacţii de descompunere La încălzire, carbonaţii se descompun dând doi oxizi: unul metalic şi unul nemetalic. Reacţia se numeşte „descompunere termică”. CaCO3 =>
CaO
+
CO2
MgCO3 =>
MgO
+
CO2
CuCO3 => CuO
+
CO2
Proprietăţi fizice: Starea de agregare:
La temperatura obişnuită oxizii sunt: •
substanţe solide: oxizii metalici
•
substanţe gazoase: ex. CO2, SO2, NO2
•
substanţe lichide, foarte rar: SO 3
Culoarea:
• •
incolori: CO2, SO2, SiO2
coloraţi: CuO negru, CaO alb (var nestins), ZnO alb, HgO roşu, Cr 2O3 verde
Importanţă şi utilizări: •
materii prime: Al2O3 (bauxita), FeO, Fe2O3;
•
materiale de construcţii: CaO, SiO2;
•
obţinerea acizilor: CO2, SO2, SO3, NO2, P2O3,
P2O5;
•
obţinerea nor baze: CaO (pt. var stins, Ca(OH)2);
•
catalizatori: V2O5, MnO2, Al2O3;
•
pigmenţi şi coloranţi: Pb3O4(miniu de plumb),
Fe2O3, Cr2O3(verde), ZnO (alb de zinc).
•
alimentaţie: CO2 (prepararea sucurilor şi a
sifonului)
O z o n u l este a doua formă alotropică a o x i g e n u l u i , f i i n d c o n s t i t u i t d i n t r e i a t o m i a i ac e s t u i a .
Formula sa chimică este O3. Molecula sa este instabilă și se descompune după un timp scurt în oxigen diatomic. El este
un oxidant puternic din care cauză este dăunător omului, producând dureri de cap, fiind i r i t an t , c a u s t i c a l m u c o a s e l o r r e s p i r a t o r i i . D e n u m i r e a de „ozon” provine din grecescul
ozein, care înseamnă „a mirosi”. Primul care descoperă (1839), izolează și denumește ozonul este ch imis tul germ an Ch ristian Friedrich Schönb ein, în
timpul unor experimente de electroliză a apei co nd us e la Univers itatea din B asel.[1] Walter Noel
Hartley identifică pentru prima dată (1880) proprietatea ozonului de a absorbi razele ultraviolete. F iz ic i a n u l g e r m a n E r i c h R u d o l f A l e x an d e r
Regener publică o lucrare (1934) în care ilustrează m e c a n is m u l d e d e s c o m p u n e r e a o z o n u l u i s u b
acțiunea razelor ultraviolete
Ozonul se
obține cel mai simplu de la oxigen, cu ajutorul unei energii străine (căldură, lumină, electricitate), după reacția:
3O2 + 69 kcal = 2O 3 Această reacție este endotermă cu concentrație de volum.
Apa este un lichid inodor, insipid și incolor, de cele mai
multe ori, sau ușor albăstrui sau chiar verzui în straturi groase. Apa este o substanță absolut indispensabilă vieții, indiferent de forma acesteia, fiind unul dintre cei mai universali solvenți. Apa este un compus chimic al hidrogenului și al oxigenului, având formula chimică brută H2O.
Apa este una din substanțele cele mai răspândite pe planeta Pământ, formând unul din învelișurile acesteia, hidrosfera.
Forme
de apă
Apa se găsesește sub diverse forme în natură: vapori de
apă și nori în atmosfera, valuri și aisberguri în oceane, ghețari la latitudini mici sau altitudini mari, acvifere sub pământ, râuri sau lacuri. Circuitul apei în natură este fenomenul prin care apa este transferată dintr -o forma într-alta, prin evaporare, precipitații și scurgeri de suprafață. Datorită importanței pe care o are (în agricultură, dar și pentru omenire în general), apei i s- au dat diverse nume în funcție de formele pe care le ia. Ploaia e cunoscută în majoritatea țărilor, pe când alte forme sunt mai puțin întâlnite, și pot fi surprinzătoare când sunt văzute prima dată. Exemple sunt: grindina, zăpada, ceața, roua sau chiciura. Un fenomen conex este curcubeul, întâlnit atunci cand lumina se refractă prin particulele de apă din atmosferă.
*
Proprietăţi şi reacţii chimice
Apa este un foarte bun solvent pentru numeroase substanţe. Cu toate acestea, nu toţi compuşii se dizolvă în apă. Substanţele care se dizolvă în apă se numesc hidrosolubile.
Apa participă, se formează sau se descompune în urma a multor reac chimice.
Apa reacţionează cu unele substanţe simple sau compuse cu formare de hidroxizi. 2H2O
+
apă
2Na
→
2NaOH
sodiu
H2O
+
CaO
Apă
oxid de calciu (var nestins)
+
hidroxid de sodiu
→
H2↑
hidrogen
Ca(OH)2 hidroxid de calciu(var stins)
După cum se ştie în urma reacţiei chimice dintre un acid şi o bază, rezultă o sare şi apă (reactie de neutralizare). Interacţiunea chimică dintre un acid şi un oxid de metal conduce la acelaşi rezultat ( sare şi apă - ca produşi de reacţie). acid
+
bază
→
+
→
K3PO4 +
H3PO4
+
acid fosforic
hidroxid de potasiu
acid
oxid de metal
+
3KOH
→
H2SO4 +
FeO
acid sulfuric
oxid de fier
apă
sare
→
FeSO4
3H2O
fosfat de potasiu
sare
+
sulfat de fier
+
H2O
apă
apă
apă
Apa oxigenată, denumită și "peroxid de hidrogen" sau perhidrol este un lichid incolor, cu punctul de fierbere 108 °C, cu punctul de topire/înghețare -33 °C, cu formula chimică H2O2. Se amestecă cu apa în orice proporție, este solubil în
eter și alcool. Are constanta dielectrică mare, apropiată de a apei, fiind un bun dizolvant ionizabil față de săruri, în cazurile în care nu se manifestă ca oxidant. O soluție 35% poartă denumirea de perhidrol.[1] Fiind instabilă, se descompune spontan, rezultând apă și
oxigen. Viteza de descompunere este influențată de o serie de factori ca: lumina, căldura, catalizatorii etc. [1] Este o specie oxigen reactivă.
Domenii principale de utilizare a apei oxigenate: *
Decolorant în industria textilă;
*
Tratarea apei potabile și a apelor reziduale;
*
Industria detergenților, celulozei și hârtiei;
*
Sinteze în industria chimică;
*
Industria metalurgică și minieră;
*
Rafinarea țiteiului;
*
Protecția mediului.
*
Aparat autonom Sudarea metalelor Obtinerea oţelului
Intreţine viaţa
Medicina
