Урок Атомы и химические элементы Все, что нас окружает состоит из самых разных веществ железо, дерево, кожа

59 
В следующих уроках мы подробно разберём два очень важных химических 
элемента - кислород и водород. Почему так подробно? Всё потому, что они 
входят в состав 99% всех веществ на планете. Начнём с кислорода! 
 
Урок 16. Кислород и озон 
Исторически так сложилось, что химический элемент и одно из простых веществ, 
образованных атомами этого элемента, имеют общее название — кислород.
Поскольку между этими понятиями существует принципиальная разница, 
следует четко различать, о чем идет речь — о кислороде как о химическом 
элементе или о простом веществе. 
Кислород как химический элемент 
Самым первым химическим элементом, к изучению которого мы приступаем, 
является кислород. Как вы уже знаете, химический знак кислорода — О. 
Относительная атомная масса кислорода равна 16: 
Позднее вы узнаете, какое строение имеет атом кислорода и чем он отличается 
от атомов других химических элементов. 
Когда говорят о кислороде как о химическом элементе, то подразумевают атомы 
кислорода. Например: «В состав многих сложных веществ входит кислород», 
«Массовая доля кислорода в глюкозе равна 53,3 %».
В этих примерах речь идет об атомах кислорода (О), которые наряду с атомами 
других химических элементов входят в состав сложных веществ, следовательно, 
в данном случае речь идет о кислороде как о химическом элементе. 
Кислород как простое вещество 
Простое вещество кислород существует в виде молекул. Молекула кислорода 
состоит из двух атомов химического элемента кислорода, поэтому химическая 
формула кислорода как простого вещества — O
2
. 

60 
Поскольку относительная атомная масса кислорода равна 16, то относительная 
молекулярная масса простого вещества кислорода равна: 
Следовательно, молярная масса кислорода равна: 
Как у всех газов, молярный объем кислорода при нормальных условиях равен: 
Когда говорят о кислороде как о простом веществе, то подразумевают вещество, 
имеющее формулу О
2
. Например: «Железные изделия быстро ржавеют в 
атмосфере влажного кислорода», «Для горения древесины необходим 
кислород». В этих примерах речь идет о веществе, имеющем формулу О
2
. 
Озон 
Кроме кислорода, существует еще одно простое вещество, молекулы которого 
состоят только из атомов кислорода. Это озон, молекула которого содержит три 
атома кислорода, его формула — О
3
. 

61 
При нормальных условиях озон представляет собой газ с резким 
раздражающим запахом. Он очень токсичен для всех живых организмов и 
поэтому используется вместо хлора для обеззараживания воды. 
Небольшие количества озона образуются в воздухе во время грозы, а также в 
результате взаимодействия смолы хвойных деревьев с кислородом. Озон 
оказывает губительное действие на бактерии, поэтому лесной воздух (особенно 
в хвойных лесах) обладает целебным действием. 
В верхних слоях атмосферы Земли (на высоте примерно 30 — 40 км) существует 
озоновый слой. Содержащийся в нем озон образуется из кислорода под 
воздействием солнечного излучения. Некоторые компоненты этого излучения 
губительны для живых организмов и растений на нашей планете, а озоновый 
слой поглощает их. Если бы не было озонового слоя, то жизнь на Земле 
постепенно бы прекратилась. 
 

62 
Применение кислорода 
Кислород очень широко применяется в народном хозяйстве. На рисунке ниже 
приведены 
основные 
области 
применения 
кислорода. 
Главными 
потребителями 
кислорода 
являются 
металлургическая промышленность 
(выплавка стали), космическая техника (окислитель ракетного топлива), 
процессы обработки металлов (сварка и резка металлов). 

63 
Урок 17. Физические и химические свойства кислорода 
Как у любого химического вещества, у кислорода есть свой набор физических и 
химических свойств, по которым его можно отличить от других веществ. 
Физические свойства 
По своим физическим свойствам простое вещество кислород относится к 
неметаллам. При нормальных условиях он находится в газообразном 
агрегатном состоянии. Кислород не имеет цвета, запаха и вкуса. Масса 
кислорода объемом 1 дм
3
при н. у. равна примерно 1,43 г. 
При температуре ниже −183 °С кислород превращается в голубую жидкость, а 
при −219 °С эта жидкость переходит в твердое вещество. Это означает, что 
температура кипения кислорода равна: t кип = −183 °С, а температура плавления 
составляет: t пл = −219 °С. Кислород плохо растворяется в воде. 
Химические свойства 
Кислород является химически активным веществом. Он способен вступать в 
реакции с множеством других веществ, однако для протекания большинства 
этих реакций необходима более высокая, чем комнатная, температура. При 
нагревании кислород реагирует с неметаллами и металлами. 
Если 
стеклянную 
колбу 
наполнить 
кислородом и внести в нее ложечку с 
горящей серой, то сера вспыхивает с 
образованием яркого пламени и быстро 
сгорает. 
Химическую реакцию, протекающую в этом 
случае, 
можно 
описать 
следующим 
уравнением: 
В результате реакции образуется вещество SO
2
, которое называется сернистым 
газом. Сернистый газ имеет резкий запах, который вы ощущаете при зажигании 
обычной спички. Это говорит о том, что в состав головки спички входит сера, при 
горении которой и образуется сернистый газ. 

64 
Подожженный красный фосфор в колбе с кислородом вспыхивает еще ярче и 
быстро сгорает, образуя густой белый дым. 
При этом протекает химическая реакция: 
Белый дым состоит из маленьких твердых частиц продукта реакции — P
2
O
5
. 
Если в колбу с кислородом внести тлеющий уголек, состоящий в основном из 
углерода, то он также вспыхивает и сгорает ярким пламенем. На этом видео 
показан данный опыт: 
https://www.youtube.com/watch?v=JIi5YboELRo
 
Протекающую химическую реакцию можно представить следующим 
уравнением: 
Продуктом реакции является CO
2
, или углекислый газ, с которым вы уже 
знакомы. Доказать образование углекислого газа можно, добавив в 
колбу немного известковой воды. Помутнение свидетельствует о присутствии 
CO
2
в колбе. 
Возгорание уголька можно использовать для отличия кислорода от других газов. 
Если в сосуд (колбу, пробирку) с газом внести тлеющий уголек и он вспыхнет, то 
это указывает на наличие в сосуде кислорода. 
Кроме неметаллов, с кислородом реагируют и многие металлы. Внесем в колбу 
с кислородом раскаленную стальную проволоку, состоящую в основном из 
железа. Проволока начинает ярко светиться и разбрасывать в разные стороны 
раскаленные искры, как при горении бенгальского огня. 
При этом протекает следующая химическая реакция: 
В результате реакции образуется вещество Fe
3
O
4
(железная окалина). В состав 
формульной единицы этого вещества входят три атома железа, причем один из 

65 
них имеет валентность II, а два других атома имеют валентность III. 
Поэтому формулу этого вещества можно представить в виде FeO · Fe
2
O
3
. 
На заметку: Реакцию железа с кислородом используют для резки стальных 
изделий. Для этого определенный участок детали сначала нагревают с 
помощью кислородногазовой горелки. Затем направляют на нагретое место 
струю чистого кислорода, для чего перекрывают кран поступления горючего 
газа в горелку. Нагретое до высокой температуры железо вступает в 
химическую реакцию с кислородом и превращается в окалину. Так можно 
разрезать очень толстые железные детали. 
Реакции горения 
Общим для рассмотренных нами реакций является то, что при их протекании 
выделяется много света и теплоты. Очень многие вещества именно так 
взаимодействуют между собой. 
Рассмотренные выше реакции простых веществ серы, фосфора, углерода и 
железа с кислородом являются реакциями горения. 

жүктеу/скачать 5.68 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: