Vegyészeti-élelmiszeripari Középiskola

CSÓKA

Készítette: Varga István

AZ OXIGÉN(oxygenium, oxygen, kiseonik, кислород)

O 3,5 Elektronegativitás

8Rendszám

15,9994

1312 kJ/mol Első ionizációs energia

Relatív atomtömeg

Az atom felépítése N(p+ )= 8

N(e- )= 8

N(n0 )= 8

Elektronkonfiguráció: 1s22s22p4

vegyértékszint

Joseph Priestley(1733-1804)

Carl Wilhelm Scheele(1742 –1786)

Az oxigént a higany(II)-oxid hevítése közben fedezte fel csaknem egyidejűleg, egymástól függetlenül 1774-ben Joseph Priestley és Carl Wilhelm Scheele.

2HgO → 2Hg + O2

Lavoisier francia kémikus nevezte el oxigénnek az addig „deflogisztonizált

levegőt”.

Az oxigén szó görög eredetű, magyarul savképzőt jelent.

Az oxigén a leggyakoribb elem a Földön. A földkéreg 49,4 tömeg%-át alkotja. Elemi

állapotban – oxigénmolekula alakjában – a levegőben fordul elő (21 térfogat%-ban

illetve 23 tömeg%-ban).

Becslések szerint a Föld körüli levegőburok 1015 tonna oxigént tartalmaz, amely 0,1%

pontossággal állandó.

A növényi asszimiláció a következő reakció szerint megy végbe:

h

6nCO2 + 5nH2O → (C6H10O5)n + 6nO2

Kötött állapotban megtalálható a vízben, karbonátokban, szilikátokban, oxidokban, sok szerves vegyületben (alkoholok, szénhidrátok, zsírok, olajok stb.).

A természetben állandó körforgást végez.

AZ OXIGÉN IZOTÓPJAI

Az oxigénnek három stabil izotópja van.

a földi légkörben 99,759%-ban

a földi légkörben 0,037%-ban

a földi légkörben 0,204%-ban van jelen.

• További 14 izotópja van még de ezek nem stabilak.

168O

178O

188O

AZ OXIGÉN EMISSZIÓS SZÍNKÉPE A LÁTHATÓ TARTOMÁNYBAN

Az oxigén fontosabb adataiAtomsugár 66 pm Kristályszerkezet kocka

Kovalens sugár 74 pm Kritikus hőmérséklet −118,8°C

Olvadáspont −219°C 1 mL vízben való oldékonyság 20°C-on

0,0311 mL

Forráspont −183°C Sűrűség (normál állapotban) 1,429 g/L

Két allotróp módosulatban fordul elő, mint:

• molekuláris oxigén (dioxigén) O2 és

• ózon (trioxigén) O3.

Az allotrópia az elemnek az a tulajdonsága, hogy különböző szerkezetű vagy relatív atomtömegű

módosulatok alakjában fordulnak elő, amelyeket allotróp módosulatoknak nevezünk. A vegyületeknél e jelenséget

polimorfiának nevezzük.

+O O O O

2 33 2UV sugárzásO O

A molekuláris oxigén stabil módosulat. Színtelen, szagtalan, a levegőnél nagyobb sűrűségű gáz.

Folyékony és szilárd halmazállapotban kék színű. Molekularácsban kristályosodik.

Az ózon szintén színtelen gáz. Hideg vízben és lúgokban oldható; olvadásponti hőmérséklete −192,7 oC; forrásponti hőmérséklete −111,9 oC.

Vízben jól oldódik (szobahőmérsékleten 1 dm3 víz 0,5 dm3 ózont képes feloldani). A folyékony ózon

sötétkék színű.

Az oxigén előállítása Laboratóriumban

2NaNO3 → 2NaNO2 + O2

 

2KClO3 → 2KCl + 3O2

 

2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2

 

2HgO → 2Hg + O2

 

2H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O + 5O2

2H2O2 + K2Cr2O7 + 4H2SO4 → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O + 3O2

Ipari előállítása Az ipari oxigénszükségletnek 99%-át cseppfolyós

levegő rektifikálásával állítják elő. A maradék 1%-ot a víz elektrolízise során nyerik.

Az oxigént kék színnel jelzett acélpalackokban hozzák forgalomba 150 bar nyomáson.

Folyadékelegy elválasztása desztillációval úgy, hogy a folyadékból keletkező gőzök felemelkednek az oszlopban, majd

kondenzálnak és visszafolynak. Az oszlopban felemelkedő gőz a lefelé folyó folyadék felett áramlik. A gőz az oszlopban a teteje

felé több illékony komponenst tartalmaz mint az alján. A keverék különböző frakciói elkülöníthetők az oszlop különböző

pontjain.

Az oxigén felhasználása Túlnyomó részét autogénhegesztésre használják, ugyanis az

oxigénáramban elégő gáz (hidrogén, acetilén) magas lánghőmérsékletet (kb.1500°C-ot) képes biztosítani.

Nagy mennyiségű oxigént használnak még a: kohászatban, légzőkészülékek töltésére, rakétatechnikában, robbantásra (szénporral keverve).

A robbanás gyors, a hang sebességénél (levegőben 20°C-on kb. 340 m/s) nagyobb sebességű kémiai átalakulás.