Deguonis (lot. Oxygenium), O, Mendelejevo periodinės sistemos VI grupės cheminis elementas; atominis skaičius 8, atominė masė 15,9994. Normaliomis sąlygomis deguonis yra bespalvės, bekvapės ir beskonės dujos. Sunku įvardinti kitą elementą, kuris mūsų planetoje atliktų tokį svarbų vaidmenį kaip deguonis.

Istorinė nuoroda. Degimo ir kvėpavimo procesai jau seniai traukė mokslininkų dėmesį. Pirmieji požymiai, kad ne visas oras, o tik jo „aktyvioji“ dalis palaiko degimą, buvo rasti VIII amžiaus kinų rankraščiuose. Daug vėliau Leonardo da Vinci (1452-1519) orą laikė dviejų dujų mišiniu, iš kurių tik viena sunaudojama degant ir kvėpuojant. Galutinis dviejų pagrindinių oro komponentų – azoto ir deguonies – atradimas, sukūręs mokslo erą, įvyko tik XVIII amžiaus pabaigoje. Deguonies beveik vienu metu gavo K. Scheele (1769-70) kalcinuodamas salietrą (KNO3, NaNO3), mangano dioksidą MnO2 ir kitas medžiagas bei J. Priestley (1774) kaitindamas raudonąjį šviną Pb3O4 ir gyvsidabrio oksidą HgO. 1772 metais D. Rutherfordas atrado azotą. 1775 metais A. Lavoisier, atlikęs kiekybinę oro analizę, nustatė, kad jis „susideda iš dviejų skirtingos ir, galima sakyti, priešingos prigimties (dujų), tai yra iš deguonies ir azoto. Remdamasis išsamiais eksperimentiniais tyrimais, Lavoisier teisingai paaiškino degimą ir kvėpavimą kaip medžiagų sąveikos su deguonimi procesus. Kadangi deguonis yra rūgščių dalis, Lavoisier pavadino jį oksigenu, tai yra "rūgščių formuotoju" (iš graikų kalbos oxys - rūgštus ir gennao - aš pagimdžiu; iš čia kilo rusiškas pavadinimas "deguonis").

Deguonies pasiskirstymas gamtoje. Deguonis yra labiausiai paplitęs cheminis elementas Žemėje. Surištas deguonis sudaro apie 6/7 Žemės vandens apvalkalo masės – hidrosferos (85,82 % masės), beveik pusę litosferos (47 % masės) ir tik atmosferoje, kur deguonis yra laisvoje erdvėje. būseną, ar užima antrą vietą (23 ,15 % masės) po azoto.

Deguonis taip pat pirmauja pagal susidarančių mineralų skaičių (1364); Tarp mineralų, kuriuose yra deguonies, vyrauja silikatai (lauko špatai, žėručiai ir kiti), kvarcas, geležies oksidai, karbonatai ir sulfatai. Gyvuose organizmuose vidutiniškai apie 70% deguonies; jis yra daugelio svarbiausių organinių junginių (baltymų, riebalų, angliavandenių ir kt.) dalis ir skeleto neorganinių junginių sudėtyje. Laisvo deguonies vaidmuo biocheminiuose ir fiziologiniuose procesuose, ypač kvėpuojant, yra išskirtinai svarbus. Išskyrus kai kuriuos anaerobinius mikroorganizmus, visi gyvūnai ir augalai gyvybinei veiklai reikalingos energijos gauna dėl įvairių medžiagų biologinės oksidacijos deguonies pagalba.

Visa laisvojo deguonies masė Žemėje atsirado ir išsaugoma dėl gyvybinės žaliųjų augalų veiklos sausumoje ir Pasaulio vandenyne, kurie fotosintezės procese išskiria deguonį. Žemės paviršiuje, kur vyksta fotosintezė ir vyrauja laisvas deguonis, susidaro stipriai oksiduojančios sąlygos. Priešingai, magmoje, taip pat giliuose požeminių vandenų horizontuose, jūrų ir ežerų dumbluose, pelkėse, kur nėra laisvo deguonies, susidaro redukuojanti aplinka. Oksidacijos-redukcijos procesai, kuriuose dalyvauja deguonis, lemia daugelio elementų koncentraciją ir mineralinių telkinių susidarymą – anglies, naftos, sieros, geležies rūdos, vario ir kt. Žmonių ekonominė veikla taip pat įveda pokyčius deguonies cikle. Kai kuriose pramoninėse šalyse kuro deginimas sunaudoja daugiau deguonies, nei augalai pagamina fotosintezės metu. Iš viso pasaulyje kuro deginimui kasmet sunaudojama apie 9·109 t deguonies.

Deguonies izotopai, atomas ir molekulė. Deguonis turi tris stabilius izotopus: 16O, 17O ir 18O, kurių vidutinis kiekis atitinkamai sudaro 99,759%, 0,037% ir 0,204% viso deguonies atomų skaičiaus Žemėje. Ryškų lengviausių iš jų – 16O – vyravimą izotopų mišinyje lemia tai, kad 16O atomo branduolys susideda iš 8 protonų ir 8 neutronų. Ir tokie branduoliai, kaip matyti iš atomo branduolio teorijos, turi ypatingą stabilumą.

Atsižvelgiant į deguonies padėtį periodinėje Mendelejevo elementų sistemoje, deguonies atomo elektronai yra ant dviejų apvalkalų: 2 - vidiniame ir 6 - išoriniame (konfigūracija 1s22s22p4). Kadangi deguonies atomo išorinis apvalkalas nėra užpildytas, o jonizacijos potencialas ir elektronų afinitetas yra atitinkamai 13,61 ir 1,46 eV, deguonies atomas cheminiuose junginiuose dažniausiai įgyja elektronus ir turi neigiamą efektyvųjį krūvį. Atvirkščiai, yra itin retų junginių, kuriuose elektronai atsiskiria (tiksliau, atitraukia) nuo deguonies atomo (tokie, pavyzdžiui, F2O, F2O3). Anksčiau, remiantis tik deguonies padėtimi periodinėje sistemoje, deguonies atomui oksiduose ir daugumoje kitų junginių buvo priskirtas neigiamas krūvis (-2). Tačiau, kaip rodo eksperimentiniai duomenys, O2 - jonas neegzistuoja nei laisvoje būsenoje, nei junginiuose, o neigiamas efektyvusis deguonies atomo krūvis beveik niekada neviršija vienybės.

Normaliomis sąlygomis deguonies molekulė yra dviatomė (O2); tylioje elektros iškrovoje taip pat susidaro triatominė O3 molekulė – ozonas; esant dideliam slėgiui, O4 molekulių randama nedideliais kiekiais. O2 elektroninė struktūra kelia didelį teorinį susidomėjimą. Pradinėje būsenoje O2 molekulė turi du nesuporuotus elektronus; jai netaikytina „įprasta“ klasikinė struktūrinė formulė O=O su dviem dviejų elektronų ryšiais. Išsamus šio fakto paaiškinimas pateiktas molekulinių orbitų teorijos rėmuose. Deguonies molekulės jonizacijos energija (O2 - e > O2+) yra 12,2 eV, o elektronų afinitetas (O2 + e > O2-) yra 0,94 eV. Molekulinio deguonies disociacija į atomus įprastoje temperatūroje yra nereikšminga, ji tampa pastebima tik 1500 ° C temperatūroje; 5000°C temperatūroje deguonies molekulės beveik visiškai suskaidomos į atomus.

Fizinės deguonies savybės. Deguonis yra bespalvės dujos, kurios esant -182,9 °C ir normaliam slėgiui kondensuojasi į šviesiai mėlyną skystį, kuris kietėja esant -218,7 °C ir susidaro mėlyni kristalai. Dujinio deguonies tankis (esant 0°C ir normaliam slėgiui) yra 1,42897 g/l. Kritinė deguonies temperatūra yra gana žema (Tcrit = -118,84°C), tai yra žemesnė nei Cl2, CO2, SO2 ir kai kurių kitų dujų; Tcrit = 4,97 MN/m2 (49,71 atm). Šilumos laidumas (esant 0°C) 23,86 10-3 W/(m K). Molinė šiluminė talpa (esant 0°C) j/(mol K) Cp = 28,9, Cv = 20,5, Cp/Cv = 1,403. Dujinio deguonies dielektrinė konstanta yra 1,000547 (0°C), skysčio 1,491. Klampumas 189 mpoise (0°C). Deguonis mažai tirpsta vandenyje: esant 20°C ir 1 atm, 1 m3 vandens ištirpsta 0,031 m 3, o esant 0° C - 0,049 m 3 deguonies. Geri kietieji deguonies absorberiai yra platinos juoda ir aktyvuota anglis.

Cheminės deguonies savybės. Deguonis sudaro cheminius junginius su visais elementais, išskyrus lengvas inertines dujas. Būdamas aktyviausias (po fluoro) nemetalas, deguonis tiesiogiai sąveikauja su dauguma elementų; išimtys yra sunkiosios inertinės dujos, halogenai, auksas ir platina; jų junginiai su deguonimi gaunami netiesiogiai. Beveik visos deguonies reakcijos su kitomis medžiagomis – oksidacijos reakcijos yra egzoterminės, tai yra, jas lydi energijos išsiskyrimas. Deguonis labai lėtai reaguoja su vandeniliu esant įprastoms temperatūroms; aukštesnėje nei 550 °C temperatūroje ši reakcija vyksta sprogimu 2H2 + O2 = 2H2O.

Įprastomis sąlygomis deguonis labai lėtai reaguoja su siera, anglimi, azotu ir fosforu. Kylant temperatūrai, reakcijos greitis didėja ir, esant tam tikrai kiekvienam elementui būdingai užsidegimo temperatūrai, prasideda degimas. Azoto reakcija su deguonimi dėl ypatingo N2 molekulės stiprumo yra endoterminė ir pastebima tik aukštesnėje nei 1200°C temperatūroje arba elektros iškrovoje: N2 + O2 = 2NO. Deguonis aktyviai oksiduoja beveik visus metalus, ypač šarminius ir šarminius žemės metalus. Metalo sąveikos su deguonimi aktyvumas priklauso nuo daugelio veiksnių – metalo paviršiaus būklės, šlifavimo laipsnio, priemaišų buvimo.

Medžiagos sąveikos su deguonimi procese vandens vaidmuo yra nepaprastai svarbus. Pavyzdžiui, net toks aktyvus metalas kaip kalis nereaguoja su deguonimi visiškai be drėgmės, bet užsidega deguonimi įprastoje temperatūroje, esant net nežymiems vandens garų kiekiams. Skaičiuojama, kad kasmet dėl ​​korozijos prarandama iki 10 % viso pagaminamo metalo.

Kai kurių metalų oksidai, pridedant deguonies, sudaro peroksido junginius, kuriuose yra 2 ar daugiau deguonies atomų, sujungtų vienas su kitu. Taigi peroksidai Na2O2 ir BaO2 apima peroksido jonus O22-, superoksidus NaO2 ir KO2 - jonus O2-, o ozonidus NaO3, KO3, RbO3 ir CsO3 - jonus O3- Deguonis egzotermiškai sąveikauja su daugeliu sudėtingų medžiagų. Taigi, amoniakas dega deguonimi, kai nėra katalizatorių, reakcija vyksta pagal lygtį: 4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O. Oksiduojant amoniaką deguonimi, esant katalizatoriui, gaunamas NO (šis procesas naudojamas azoto rūgšties gamyboje). Ypač svarbus yra angliavandenilių (gamtinių dujų, benzino, žibalo) deginimas – svarbiausias šilumos šaltinis kasdieniame gyvenime ir pramonėje, pavyzdžiui, CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O. Angliavandenilių sąveika su deguonimi yra daugelio svarbiausių gamybos procesų pagrindas – pavyzdžiui, vadinamasis metano pavertimas vandeniliu: 2CH4 + O2 + 2H2O = 2CO2 + 6H2. Daugelis organinių junginių (angliavandeniliai su dvigubomis arba trigubomis jungtimis, aldehidai, fenoliai, taip pat terpentinas, džiovinimo aliejai ir kiti) aktyviai prideda deguonies. Maistinių medžiagų oksidacija ląstelėse deguonimi yra gyvų organizmų energijos šaltinis.

Gauti deguonies. Yra 3 pagrindiniai deguonies gavimo būdai: cheminis, elektrolizė (vandens elektrolizė) ir fizinis (oro atskyrimas).

Cheminis metodas buvo išrastas anksčiau nei kiti. Deguonies galima gauti, pavyzdžiui, iš Bertolet druskos KClOz, kuri kaitinant suyra, išskirdama 0,27 m 3 O2 1 kg druskos. Bario oksidas BaO, kaitinamas iki 540°C, pirmiausia sugeria deguonį iš oro, sudarydamas BaO2 peroksidą, o vėliau kaitinant iki 870°C, BaO2 suyra, išskirdamas gryną deguonį. Jį taip pat galima gauti iš KMnO4, Ca2PbO4, K2Cr2O7 ir kitų medžiagų kaitinant ir pridedant katalizatorių. Cheminis deguonies gavimo būdas yra neefektyvus ir brangus, neturi pramoninės reikšmės ir naudojamas tik laboratorinėje praktikoje.

Elektrolizės metodas susideda iš tiesioginės elektros srovės praleidimo per vandenį, į kurį įpilama kaustinės sodos NaOH tirpalo, kad padidėtų jo elektrinis laidumas. Šiuo atveju vanduo skyla į deguonį ir vandenilį. Deguonis surenkamas šalia teigiamo ląstelės elektrodo, o vandenilis - prie neigiamo. Tokiu būdu deguonis išgaunamas kaip šalutinis produktas vandenilio gamyboje. Norint gauti 2 m3 vandenilio ir 1 m3 deguonies, sunaudojama 12-15 kWh elektros energijos.

Oro atskyrimas yra pagrindinis būdas gauti deguonį šiuolaikinėse technologijose. Labai sunku atskirti orą esant normaliai dujinei būsenai, todėl oras pirmiausia suskystinamas, o tik tada padalinamas į sudedamąsias dalis. Šis deguonies gavimo būdas vadinamas oro atskyrimu giliu vėsinimu. Pirma, oras suspaudžiamas kompresoriumi, po to, praėjęs per šilumokaičius, plečiasi plėtimo mašinoje arba droselio vožtuve, dėl ko jis atšaldomas iki 93 K (-180 ° C) temperatūros. ir virsta skystu oru. Tolesnis skysto oro, kurį daugiausia sudaro skystas azotas ir skystas deguonis, atskyrimas pagrįstas jo komponentų virimo temperatūros skirtumais [Virimas O2 90,18 K (-182,9°C), N2 Virimas 77,36 K (-195,8° SU) ]. Palaipsniui išgaruojant skystam orui, pirmiausia išgarinamas azotas, o likęs skystis vis labiau prisotinamas deguonimi. Daug kartų kartojant šį procesą ant oro atskyrimo kolonų distiliavimo plokštelių, gaunamas reikiamo grynumo (koncentracijos) skystas deguonis. SSRS gamina mažus (keli litrai) ir didžiausius pasaulyje deguonies oro atskyrimo įrenginius (35 000 m 3 /h deguonies). Šie agregatai gamina technologinį 95-98,5 koncentracijos deguonį, 99,2-99,9 % koncentracijos techninį deguonį ir grynesnį, medicininį deguonį, dozavimo produktus skysto ir dujinio pavidalo. Elektros energijos sąnaudos nuo 0,41 iki 1,6 kWh/m3.

Deguonies taip pat galima gauti atskiriant orą selektyvios prasiskverbimo (difuzijos) būdu per membranines pertvaras. Aukšto slėgio oras praleidžiamas per fluoroplastines, stiklines ar plastikines pertvaras, kurių struktūrinė gardelė gali praleisti vienų komponentų molekules, o kitus išlaikyti.

Dujinis deguonis laikomas ir transportuojamas plieniniuose balionuose ir imtuvuose, kurių slėgis yra 15 ir 42 MN/m2 (atitinkamai 150 ir 420 barų, arba 150 ir 420 atm), skystas deguonis metaliniuose Dewar induose arba specialiose talpyklose-cisternose. Specialūs vamzdynai taip pat naudojami skystam ir dujiniam deguoniui transportuoti. Deguonies balionai nudažyti mėlyna spalva ir su juodu užrašu „deguonis“.

Deguonies naudojimas. Techninis deguonis naudojamas metalų apdorojimo liepsna procesuose, suvirinant, pjaustant deguonimi, grūdinant paviršių, metalizuojant ir kt., taip pat aviacijoje, povandeniniuose laivuose ir kt. Technologinis deguonis naudojamas chemijos pramonėje gaminant dirbtinį skystąjį kurą, tepalines alyvas, azoto ir sieros rūgštis, metanolį, amoniako ir amoniako trąšas, metalų peroksidus ir kitus chemijos produktus. Skystas deguonis naudojamas sprogdinimo darbams, reaktyviniuose varikliuose ir laboratorinėje praktikoje kaip šaltnešis.

Cilindruose uždarytas grynas deguonis naudojamas kvėpuoti dideliame aukštyje, skrendant į kosmosą, nardant ir pan.

Deguonis plačiai naudojamas metalurgijoje, siekiant sustiprinti daugybę pirometalurginių procesų. Visiškas arba dalinis į metalurgijos mazgus patenkančio oro pakeitimas deguonimi pakeitė procesų chemiją, jų šiluminius parametrus ir techninius bei ekonominius rodiklius. Deguonies pūtimas leido sumažinti šilumos nuostolius su išeinančiomis dujomis, kurių didelė dalis oro pūtimo metu buvo azotas. Azotas, nedalyvaudamas cheminiuose procesuose, sulėtino reakcijų eigą, sumažindamas aktyvių reagentų koncentraciją redokso terpėje. Išvalius deguonimi, sumažėja degalų sąnaudos, pagerėja metalo kokybė, metalurgijos agregatuose galima gauti naujų rūšių gaminių (pavyzdžiui, šiam procesui neįprastos sudėties šlakus ir dujas, kurios randa specialių techninių pritaikymų). ) ir kt.

Pirmieji deguonimi prisodrinto pūtimo panaudojimo aukštakrosnių gamyboje ketaus ir feromangano lydymui eksperimentai buvo atlikti vienu metu SSRS ir Vokietijoje 1932–1933 m. Padidėjus deguonies kiekiui aukštakrosnėje smarkiai sumažėja pastarojo suvartojimas, o aukštakrosnės dujose didėja anglies monoksido kiekis ir didėja jo degimo šiluma. Aukštakrosnės sodrinimas deguonimi leidžia padidinti aukštakrosnės našumą, o kartu su dujiniu ir skystu kuru, tiekiamu į židinį, sumažina kokso sąnaudas. Tokiu atveju kiekvienam papildomam deguonies kiekiui sprogimo metu našumas padidėja apie 2,5%, o kokso suvartojimas sumažėja 1%.

Židinio gamyboje SSRS deguonis pirmą kartą buvo panaudotas kuro deginimui intensyvinti (pramoniniu mastu deguonis pirmą kartą tam panaudotas 1932-33 m. Pjautuvo ir plaktuko bei Krasnoje Sormovo gamyklose). 1933 m. jie pradėjo pūsti deguonį tiesiai į skysčio vonią, kad apdailos metu oksiduotų priemaišas. Padidėjus lydalo pūtimo intensyvumui 1 m 3 /t per 1 valandą, krosnies našumas padidėja 5-10%, degalų sąnaudos sumažėja 4-5%. Tačiau pūtimas padidina metalo nuostolius. Sunaudojant deguonies iki 10 m 3 /t 1 valandą, plieno išeiga šiek tiek sumažėja (iki 1%). Deguonis vis labiau plinta atviros židinio gamyboje. Taigi, jei 1965 m. naudojant deguonį atvirose krosnyse buvo išlydyta 52,1% plieno, tai 1970 metais jau 71%.

Deguonies panaudojimo elektrinėse plieno lydymo krosnyse SSRS eksperimentai pradėti 1946 metais Elektrostalio gamykloje. Deguonies pūtimo įvedimas leido 25-30 padidinti krosnių našumą, 20-30 sumažinti savitąją elektros energijos sąnaudas, pagerinti plieno kokybę, sumažinti elektrodų ir kai kurių legiruojančių priedų sąnaudas. Deguonies tiekimas į elektrines krosnis pasirodė esąs ypač efektyvus gaminant nerūdijantį plieną su mažu anglies kiekiu, kurio lydymas yra labai sunkus dėl elektrodų karbiuruojančio poveikio. SSRS naudojant deguonį pagaminto elektros plieno dalis nuolat augo ir 1970 m. sudarė 74,6% visos plieno produkcijos.

Lydant kupolą, deguonimi praturtintas pūtimas daugiausia naudojamas stipriam ketaus perkaitimui, kuris reikalingas gaminant aukštos kokybės, ypač labai legiruotus, liejinius (silicio, chromo ir kt.). Priklausomai nuo kupolo sprogimo deguonies sodrinimo laipsnio, kuro sąnaudos sumažėja 30-50%, sieros kiekis metale sumažėja 30-40%, kupolo našumas padidėja 80-100%, o žymiai pakyla iš jo pagaminto ketaus temperatūra (iki 1500 °C).

Deguonis spalvotojoje metalurgijoje paplito kiek vėliau nei juodojoje metalurgijoje. Deguonimi praturtintas pūtimas naudojamas konvertuojant matinį, šlako sublimacijos, valizavimo, aglomeracijos procesus ir atspindintį vario koncentratų lydymą. Švino, vario ir nikelio gamyboje deguonies pūtimas sustiprino kasyklų lydymo procesus, leido sumažinti kokso suvartojimą 10-20%, padidinti skverbimąsi 15-20%, o kai kuriais atvejais sumažinti srautų kiekį 2-3 laikai. Oro srauto prisodrinimas deguonimi iki 30 % skrudinant cinko sulfido koncentratus proceso produktyvumą padidino 70 %, o išmetamųjų dujų tūrį sumažino 30 %.

deguonies elemento izotopų savybė

Deguonis

DEGUONIS-A; m. Cheminis elementas (O), bespalvės ir bekvapės dujos, kurios yra oro dalis, reikalingos kvėpavimui ir degimui, kartu su vandeniliu sudaro vandenį.

◊ Išjungti deguonį kažkam Sukurkite nepakeliamas gyvenimo ir darbo sąlygas.

◁ Deguonis, th, th. K-oji aplinka. K jungtys. K-tas pjovimas(dujų pjovimas). K-tas suvirinimas(suvirinimas dujomis). K-tas badavimas; kurio nepakankamumas (medus.; deguonies kiekio sumažėjimas kūno audiniuose; hipoksija).

◊ Deguonies pagalvė (žr. Pagalvė).

deguonies

(lot. Oxygenium), periodinės sistemos VI grupės cheminis elementas. Laisva forma jis būna dviejų modifikacijų - O 2 („paprastas“ deguonis) ir O 3 (ozonas) – pavidalu. O 2 - bespalvės ir bekvapės dujos, tankis 1,42897 g / l, t pl -218,6ºC, t kip -182,96ºC. Chemiškai aktyviausias (po fluoro) nemetalas. Su dauguma kitų elementų (vandeniliu, halogenais, siera, daugeliu metalų ir kt.) jis sąveikauja tiesiogiai (oksidacija) ir, kaip taisyklė, su energijos išsiskyrimu. Kylant temperatūrai, didėja oksidacijos greitis ir gali prasidėti degimas. Gyvūnai ir augalai gyvybei reikalingos energijos gauna dėl įvairių medžiagų biologinio oksidacijos deguonies, patenkančio į organizmus kvėpuojant, dėka. Labiausiai paplitęs elementas Žemėje; junginių pavidalu sudaro apie 1/2 žemės plutos masės; yra vandens (88,8 % masės) ir daugelio gyvų organizmų audinių (apie 70 % masės) dalis. Laisvas atmosferos deguonis (20,95 % tūrio) susidarė ir kaupėsi fotosintezės būdu. Deguonis (arba deguonimi praturtintas oras) naudojamas metalurgijoje, chemijos pramonėje, medicinoje ir deguonies kvėpavimo aparatuose. Skystas deguonis yra raketų kuro komponentas.

DEGUONIS

enciklopedinis žodynas. 2009 .

Sinonimai:

Pažiūrėkite, kas yra „deguonis“ kituose žodynuose:

- (Oxygenum). Bespalvės dujos, bekvapės ir beskoniai. Šiek tiek tirpsta vandenyje (maždaug 1:43). Deguonies inhaliacijos plačiai naudojamos sergant įvairiomis ligomis, kurias lydi hipoksija: sergant kvėpavimo takų ligomis (pneumonija, plaučių edema ... Medicinos žodynas

8 O 1s 2 2s 2 2p 4; A r = 15,999 Izotopai: 16 O (99,759%); 170 (0,037%); 180 (0,204%); EO – 3,5

Klarkas žemės plutoje 47% masės; hidrosferoje 85,82 masės %; atmosferoje 20,95 % tūrio.

Labiausiai paplitęs elementas.

Elemento radimo formos: a) laisva forma - O 2, O 3;

b) surištoje formoje: O 2- anijonai (daugiausia)

Deguonis yra tipiškas nemetalas, p-elementas. Valencija = II; Oksidacijos būsena -2 (išskyrus H 2 O 2, OF 2, O 2 F 2)

O 2 fizikinės savybės

Molekulinis deguonis O 2 normaliomis sąlygomis yra dujinės būsenos, neturi spalvos, kvapo ir skonio, mažai tirpsta vandenyje. Giliai atvėsus esant slėgiui, jis kondensuojasi į šviesiai mėlyną skystį (Tbp - 183 ° C), kuris -219 ° C temperatūroje virsta mėlynais kristalais.

Kaip gauti

1. Gamtoje fotosintezės procese susidaro deguonis mCO 2 + nH 2 O → mO 2 + Cm (H 2 O) n

2. Pramoninė gamyba

a) skysto oro rektifikavimas (atskyrimas nuo N 2);

b) vandens elektrolizė: 2H 2 O → 2H 2 + O 2

3. Laboratorijoje jie gaunami termiškai skaidant druskas redoksu:

a) 2KSlO 3 \u003d 3O 2 + 2KCI

b) 2KMnO 4 \u003d O 2 + MnO 2 + K 2 MnO 4

c) 2KNO 3 \u003d O 2 + 2KNO 2

d) 2Cu (NO 3) O 2 \u003d O 2 + 4NO 2 + 2CuO

e) 2AgNO 3 \u003d O 2 + 2NO 2 + 2Ag

4. Hermetiškai uždarytose patalpose ir autonominiuose kvėpavimo aparatuose deguonis gaunamas reaguojant:

2Na 2 O 2 + 2СO 2 \u003d O 2 + 2Na 2 CO 3

Cheminės deguonies savybės

Deguonis yra stiprus oksidatorius. Pagal cheminį aktyvumą jis nusileidžia tik fluorui. Sudaro junginius su visais elementais, išskyrus He, Ne ir Ar. Tiesiogiai reaguoja su daugeliu paprastų medžiagų normaliomis sąlygomis arba kaitinamas, taip pat esant katalizatoriams (išskyrus Au, Pt, Hal 2, ineruotas dujas). Reakcijos, kuriose dalyvauja O 2, daugeliu atvejų yra egzoterminės, dažnai vyksta degimo režimu, kartais sprogimo būdu. Dėl reakcijų susidaro junginiai, kuriuose deguonies atomai, kaip taisyklė, turi C.O. -2:

Šarminių metalų oksidacija

4Li + O 2 = 2Li 2 O ličio oksidas

2Na + O 2 \u003d Na 2 O 2 natrio peroksidas

K + O 2 \u003d KO 2 kalio superoksidas

Visų metalų, išskyrus Au, Pt, oksidacija

Me + O 2 = Me x O y oksidai

Nemetalų, išskyrus halogenus ir tauriąsias dujas, oksidacija

N 2 + O 2 \u003d 2NO - Q

S + O 2 \u003d SO 2;

C + O 2 \u003d CO 2;

4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5

Si + O 2 \u003d SiO 2

Nemetalų ir metalų vandenilio junginių oksidacija

4HI + O 2 \u003d 2I 2 + 2H 2 O

2H 2 S + 3O 2 \u003d 2SO 2 + 2H 2 O

4NH3 + 3O2 \u003d 2N2 + 6H2O

4NH3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O

2PH 3 + 4O 2 \u003d P 2 O 5 + 3H 2 O

SiH 4 + 2O 2 \u003d SiO 2 + 2H 2 O

C x H y + O 2 = CO 2 + H 2 O

MeH x + 3O 2 \u003d Me x O y + H 2 O

Daugiavalenčių metalų ir nemetalų žemesniųjų oksidų ir hidroksidų oksidacija

4FeO + O 2 \u003d 2Fe 2 O 3

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3

2SO 2 + O 2 = 2SO 3

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4HNO 3

Metalų sulfidų oksidacija

4FeS 2 + 11О 2 = 8SO 2 + 2Fe 2 О 3

Organinių medžiagų oksidacija

Visi organiniai junginiai dega, oksiduojami atmosferos deguonies.

Įvairių elementų, įtrauktų į jų molekules, oksidacijos produktai yra:

Be visiškos oksidacijos (degimo) reakcijų, galimos ir dalinės oksidacijos reakcijos.

Nepilno organinių medžiagų oksidacijos reakcijų pavyzdžiai:

1) katalizinis alkanų oksidavimas

2) katalizinis alkenų oksidavimas

3) alkoholių oksidacija

2R-CH2OH + O2 → 2RCOH + 2H2O

4) aldehidų oksidacija

Ozonas

Ozonas O 3 yra stipresnis oksidatorius nei O 2, nes reakcijos metu jo molekulės skyla ir susidaro atominis deguonis.

Grynas O 3 yra mėlynos dujos, labai toksiškos.

K + O 3 \u003d KO 3 kalio ozonidas, raudonas.

PbS + 2O 3 \u003d PbSO 4 + O 2

2KI + O 3 + H 2 O \u003d I 2 + 2KOH + O 2

Pastaroji reakcija naudojama kokybiniam ir kiekybiniam ozono nustatymui.

Įvadas

Kasdien kvėpuojame mums reikalingo oro. Ar kada pagalvojote apie tai, iš ko, tiksliau, iš kokių medžiagų susideda oras? Daugiausia jame yra azoto (78%), po to deguonies (21%) ir inertinių dujų (1%). Nors deguonis nėra pagrindinė oro dalis, be jo atmosfera būtų negyvenama. Jo dėka Žemėje gyvybė egzistuoja, nes azotas ir kartu, ir pavieniui kenkia žmogui. Pažvelkime į deguonies savybes.

Fizinės deguonies savybės

Ore deguonies tiesiog negalima atskirti, nes normaliomis sąlygomis tai yra dujos be skonio, spalvos ir kvapo. Tačiau deguonis gali būti dirbtinai perkeltas į kitas agregacijos būsenas. Taigi, esant -183 o C jis tampa skystas, o esant -219 o C – sukietėja. Tačiau kietą ir skystą deguonį gali gauti tik žmogus, o gamtoje jis egzistuoja tik dujinėje būsenoje. atrodo taip (nuotrauka). Ir kietas kaip ledas.

Fizinės deguonies savybės taip pat yra paprastos medžiagos molekulės struktūra. Deguonies atomai sudaro dvi tokias medžiagas: deguonį (O 2) ir ozoną (O 3). Deguonies molekulės modelis parodytas žemiau.

Deguonis. Cheminės savybės

Pirmas dalykas, nuo kurio prasideda cheminė elemento charakteristika, yra jo padėtis periodinėje D. I. Mendelejevo sistemoje. Taigi, deguonis yra pagrindinio pogrupio 6-osios grupės 2-ajame periode skaičiumi 8. Jo atominė masė yra 16 amu, jis yra nemetalas.

Neorganinėje chemijoje jos dvejetainiai junginiai su kitais elementais buvo sujungti į atskirą – oksidus. Deguonis gali sudaryti cheminius junginius tiek su metalais, tiek su nemetalais.

Pakalbėkime apie jo gavimą laboratorijose.

Chemiškai deguonis gali būti gaunamas skaidant kalio permanganatą, vandenilio peroksidą, bertoleto druską, aktyviųjų metalų nitratus ir sunkiųjų metalų oksidus. Apsvarstykite kiekvieno iš šių metodų reakcijų lygtis.

1. Vandens elektrolizė:

H 2 O 2 \u003d H 2 O + O 2

5. Sunkiųjų metalų oksidų (pvz., gyvsidabrio oksido) skilimas:

2HgO \u003d 2Hg + O 2

6. Aktyvių metalų (pavyzdžiui, natrio nitrato) nitratų skaidymas:

2NaNO 3 \u003d 2NaNO 2 + O 2

Deguonies panaudojimas

Mes atliekame su cheminėmis savybėmis. Dabar atėjo laikas kalbėti apie deguonies naudojimą žmogaus gyvenime. Jis reikalingas kurui deginti elektros ir šiluminėse elektrinėse. Jis naudojamas plienui iš ketaus ir metalo laužo gaminti, metalui suvirinti ir pjaustyti. Deguonis reikalingas ugniagesių kaukėms, narų balionams, naudojamas juodojoje ir spalvotojoje metalurgijoje, netgi sprogmenų gamyboje. Taip pat maisto pramonėje deguonis žinomas kaip maisto priedas E948. Atrodo, kad nėra pramonės, kurioje jis nebūtų naudojamas, tačiau medicinoje ji atlieka svarbiausią vaidmenį. Ten jis vadinamas „medicininiu deguonimi“. Kad deguonis būtų naudojamas, jis iš anksto suspaustas. Fizinės deguonies savybės prisideda prie to, kad jis gali būti suspaustas. Šioje formoje jis laikomas panašiuose į šiuos cilindruose.

Jis naudojamas reanimacijos ir operacijų metu aparatūrose, skirtose palaikyti gyvybės procesus sergančio paciento organizme, taip pat gydant tam tikras ligas: dekompresiją, virškinamojo trakto patologijas. Su jo pagalba gydytojai kasdien išgelbsti daugybę gyvybių. Cheminės ir fizinės deguonies savybės prisideda prie plataus jo naudojimo.

Elementai, esantys D. I. Mendelejevo periodinės elementų lentelės VI grupės pagrindiniame pogrupyje.

Elektronų pasiskirstymas pagal deguonies grupės elementų atomų energijos lygtis 13 lentelė

Elementas	Pagrindinis mokestis	Energijos lygiai					Atominis spindulys Å
		K	L	M	N	O
							0,60 1,04 1,16 1,43

Atsižvelgiant į VI grupės pagrindinio pogrupio elementų atomines struktūras, matyti, kad jie visi turi šešių elektronų išorinio sluoksnio struktūrą (13 lentelė) ir todėl turi santykinai dideles elektronegatyvumo reikšmes. Turi didžiausią elektronegatyvumą, mažiausią -, o tai paaiškinama atomo spindulio vertės pasikeitimu. Ypatingą deguonies vietą šioje grupėje pabrėžia tai, kad telūras gali tiesiogiai jungtis su deguonimi, bet negali jungtis vienas su kitu.

Skaičiui priklauso ir deguonies grupės elementai R-elementai, nes jie baigiami R- apvalkalas. Visiems šeimos elementams, išskyrus patį deguonį, 6 išorinio sluoksnio elektronai yra valentiniai.
Redokso reakcijose deguonies grupės elementai dažnai pasižymi oksidacinėmis savybėmis. Stipriausiai oksiduojančios savybės išreiškiamos deguonimi.
Visiems pagrindinio VI grupės pogrupio elementams būdinga neigiama -2 oksidacijos būsena. Tačiau sieros, seleno ir telūro atveju taip pat galimos teigiamos oksidacijos būsenos (maksimaliai +6).
Deguonies molekulė, kaip ir bet kurios paprastos dujos, yra dviatomė, sudaryta pagal kovalentinio ryšio, kurį sudaro dvi elektronų poros, tipą. Todėl deguonis yra dvivalentis, kai susidaro paprastasis.
Siera yra kieta medžiaga. Molekulėje yra 8 sieros atomai (S8), tačiau jie yra sujungti savotišku žiedu, kuriame kiekvienas sieros atomas kovalentine jungtimi yra sujungtas tik su dviem gretimais atomais.

Taigi kiekvienas sieros atomas, turintis vieną bendrą elektronų porą su dviem gretimais atomais, pats yra dvivalentis. Panašios molekulės sudaro seleną (Se8) ir telūrą (Te8).

■ 1. Sukurkite pasakojimą apie deguonies grupę pagal tokį planą: a) padėtis periodinėje sistemoje; b) branduoliniai užtaisai ir. neutronų skaičius branduolyje; c) elektroninės konfigūracijos; d) kristalinės gardelės struktūra; e) galimos deguonies ir visų kitų šios grupės elementų oksidacijos būsenos.
2. Kokie yra VI ir VII grupių pagrindinių pogrupių elementų atomų struktūrų ir elektroninių konfigūracijų panašumai ir skirtumai?
3. Kiek valentinių elektronų turi VI grupės pagrindinio pogrupio elementai?
4. Kaip turi elgtis VI grupės pagrindinio pogrupio elementai redokso reakcijose?
5. Kuris iš VI grupės pagrindinio pogrupio elementų yra elektronneigiamiausias?

Nagrinėdami VI grupės pagrindinio pogrupio elementus, pirmiausia susiduriame su alotropijos reiškiniu. Tas pats elementas laisvoje būsenoje gali sudaryti dvi ar daugiau paprastų medžiagų. Šis reiškinys vadinamas alotropija, o patys jie vadinami alotropinėmis modifikacijomis.

Įrašykite šią formuluotę į užrašų knygelę.

Pavyzdžiui, elementas deguonis gali sudaryti du paprastus – deguonį ir ozoną.
Paprasto deguonies formulė yra O2, paprastos ozono medžiagos formulė yra O3. Jų molekulės yra sukurtos skirtingai:

Deguonis ir ozonas yra alotropinės deguonies elemento modifikacijos.
Siera taip pat gali sudaryti keletą alotropinių modifikacijų (modifikacijų). Žinoma rombinė (oktaedrinė), plastikinė ir monoklininė siera. Selenas ir telūras taip pat sudaro keletą alotropinių modifikacijų. Pažymėtina, kad alotropijos reiškinys būdingas daugeliui elementų. Įvairių alotropinių modifikacijų savybių skirtumus nagrinėsime tirdami elementus.

■ 6. Kuo skiriasi deguonies molekulės struktūra ir ozono molekulės struktūra?

7. Kokio tipo ryšys yra deguonies ir ozono molekulėse?

Deguonis. Fizinės savybės, fiziologinis veikimas, deguonies svarba gamtoje

Deguonis yra lengviausias VI grupės pagrindinio pogrupio elementas. Deguonies atominė masė yra 15,994. 31 988. Deguonies atomas turi mažiausią spindulį iš šio pogrupio elementų (0,6 Å). Deguonies atomo elektroninė konfigūracija: ls 2 2s 2 2p 4 .

Elektronų pasiskirstymas per antrojo sluoksnio orbitales rodo, kad deguonis turi du nesuporuotus elektronus p-orbitalėse, kuriuos galima nesunkiai panaudoti cheminiam ryšiui tarp atomų sudaryti. Būdinga deguonies oksidacijos būsena.
Deguonis yra bespalvės ir bekvapės dujos. Jis sunkesnis už orą, esant -183° temperatūrai virsta mėlynu skysčiu, o esant -219° kietėja.

Deguonies tankis yra 1,43 g/l. Deguonis blogai tirpsta vandenyje: 3 tūriai deguonies ištirpsta 100 tūrių 0°C vandens. Todėl deguonį galima laikyti gazometre (34 pav.) – netirpių ir mažai tirpių vandenyje dujų laikymo įtaise. Dažniausiai deguonis saugomas dujų matuoklyje.
Gazometrą sudaro dvi pagrindinės dalys: indas 1, skirtas dujoms laikyti, ir didelis piltuvas 2 su čiaupu ir ilgu vamzdžiu, siekiančiu beveik 1 indo dugną ir skirtas vandens tiekimui į įrenginį. Indas 1 turi tris vamzdžius: vamzdis 3 su šlifuotu vidiniu paviršiumi įkištas, piltuvas 2 su čiaupu, dujų išleidimo vamzdis su čiaupu įkištas į vamzdį 4; vamzdelis 5 apačioje skirtas išleisti vandenį iš įrenginio, kai jis kraunamas ir iškraunamas. Įkrautame dujų matuoklio inde 1 yra pripildytas deguonies. Indo apačioje yra, į kurį nuleistas 2 piltuvo vamzdžio galas.

Ryžiai. 34.
1 - indas dujų laikymui; 2 - piltuvas vandens tiekimui; 3 - vamzdis su žemės paviršiumi; 4 - vamzdis dujoms pašalinti; 5 - vamzdelis vandeniui išleisti įkraunant įrenginį.

Jei jums reikia gauti deguonies iš dujų matuoklio, pirmiausia atidarykite piltuvo vožtuvą ir šiek tiek suspauskite deguonį dujų matuoklyje. Tada atidaromas vožtuvas ant dujų išleidimo vamzdžio, per kurį išeina vandens išstumtas deguonis.

Pramonėje deguonis laikomas plieniniuose cilindruose suspaustas (35 pav., a), arba skystas deguonies „cisternose“ (36 pav.).

Ryžiai. 35. Deguonies balionas

Iš teksto išrašykite deguoniui kaupti skirtų prietaisų pavadinimus.
Deguonis yra labiausiai paplitęs elementas. Ji sudaro beveik 50 % visos žemės plutos masės (37 pav.). Žmogaus kūne yra 65% deguonies, kuris yra įvairių organinių medžiagų, iš kurių gaminami audiniai ir organai, dalis. Vandenyje yra apie 89% deguonies. Atmosferoje deguonis sudaro 23% masės ir 21% tūrio. Deguonies yra įvairiose uolienose (pavyzdžiui, kalkakmenyje, kreidoje, marmuro CaCO3, smėlio SiO2), įvairių metalų rūdose (magnetinės geležies rūdos Fe3O4, rudosios geležies rūdos 2Fe2O3 nH2O, raudonosios geležies rūdos Fe2O3, boksito Al2O3 nH2O ir kt.) .) . Deguonis yra daugumos organinių medžiagų sudedamoji dalis.

Fiziologinė deguonies reikšmė yra didžiulė. Tai vienintelės dujos, kurias gyvi organizmai gali panaudoti kvėpuodami. Deguonies trūkumas sukelia gyvybinių procesų nutrūkimą ir organizmo mirtį. Be deguonies žmogus gali gyventi vos kelias minutes. Kvėpuojant pasisavinamas deguonis, kuris dalyvauja organizme vykstančiuose redokso procesuose, išsiskiria organinių medžiagų oksidacijos produktai – anglies dioksidas ir kitos medžiagos. Ir sausumos, ir vandens gyvi organizmai kvėpuoja deguonimi: sausumos – laisvu atmosferos, o vandens – vandenyje ištirpusiu deguonimi.
Gamtoje vyksta savotiškas deguonies ciklas. Deguonį iš atmosferos sugeria gyvūnai, augalai, žmonės, jis išleidžiamas kuro degimo, skilimo ir kitiems oksidaciniams procesams. Oksidacijos proceso metu susidarantį anglies dioksidą ir vandenį suvartoja žalieji augalai, kuriuose, lapų chlorofilo ir saulės energijos pagalba, vyksta fotosintezės procesas, tai yra organinių medžiagų sintezė iš anglies dioksido ir vandens, kartu su deguonies išsiskyrimu.
Norint aprūpinti vieną žmogų deguonimi, reikia dviejų didelių medžių vainikų. Žalieji augalai palaiko pastovią atmosferos sudėtį.

■ 8. Kokią reikšmę gyvų organizmų gyvenime turi deguonis?
9. Kaip papildomi deguonies atsargos atmosferoje?

Cheminės deguonies savybės

Laisvasis deguonis, reaguojantis su paprastomis ir sudėtingomis medžiagomis, paprastai elgiasi kaip.

Ryžiai. 37.

Oksidacijos būsena, kurią jis įgyja šiuo atveju, visada yra -2. Daugelis elementų tiesiogiai sąveikauja su deguonimi, išskyrus tauriuosius metalus, elementus, kurių elektronegatyvumo vertės artimos deguoniui () ir inertinius elementus.
Dėl to susidaro deguonies junginiai su paprastomis ir sudėtingomis medžiagomis. Daugelis dega deguonimi, nors ore arba nedega, arba dega labai silpnai. dega deguonimi ryškiai geltona liepsna; tokiu atveju susidaro natrio peroksidas (38 pav.):
2Na + O2 = Na2O2,
Siera dega deguonyje ryškiai mėlyna liepsna ir susidaro sieros dioksidas:
S + O2 = SO2
Medžio anglis ore vos rūko, bet deguonyje labai įkaista ir perdega, susidarant anglies dioksidui (39 pav.):
C + O2 = CO2

Ryžiai. 36.

Deguonis dega balta, akinančiai ryškia liepsna ir susidaro kietas baltas fosforo pentoksidas:
4P + 5O2 = 2P2O5
degina deguonį, išsklaido kibirkštis ir susidaro geležies apnašos (40 pav.).
Deguonyje taip pat dega organinės medžiagos, pavyzdžiui, metanas CH4, kuris yra gamtinių dujų dalis: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
Degimas gryname deguonyje yra daug intensyvesnis nei ore ir leidžia pasiekti žymiai aukštesnę temperatūrą. Šis reiškinys naudojamas siekiant suaktyvinti daugybę cheminių procesų ir efektyviau deginti kurą.
Kvėpavimo procese deguonis, jungdamasis su kraujo hemoglobinu, sudaro oksihemoglobiną, kuris, būdamas labai nestabilus junginys, lengvai suyra audiniuose, susidarant laisvam deguoniui, kuris naudojamas oksidacijai. Puvimas taip pat yra oksidacinis procesas, kuriame dalyvauja deguonis.
Jie atpažįsta gryną deguonį, įvesdami rūkstantį atplaišą į indą, kur tikimasi jo buvimo. Jis mirksi ryškiai – tai kokybinis deguonies testas.

■ 10. Kaip atpažinti deguonį ir anglies dioksidą skirtinguose induose, turėdamas skeveldrą? 11. Koks deguonies tūris bus naudojamas sudeginti 2 kg anglies, kurioje yra 70% anglies, 5% vandenilio, 7% deguonies, o likusi dalis yra nedegios sudedamosios dalys?

Ryžiai. 38. deginantis natris Ryžiai. 39. deginant anglį Ryžiai. 40. Geležies deginimas deguonimi.

12. Ar užteks 10 litrų deguonies sudeginti 5 g fosforo?
13. Deguonimi sudeginta 1 m3 dujų mišinio, kuriame buvo 40 % anglies monoksido, 20 % azoto, 30 % vandenilio ir 10 % anglies dioksido. Kiek deguonies buvo sunaudota?
14. Ar galima išdžiovinti deguonį praleidžiant jį per: a) sieros rūgštį, b) kalcio chloridą, c) fosforo anhidridą, d) metalinį?
15. Kaip išlaisvinti anglies dioksidą iš deguonies priemaišų ir atvirkščiai, kaip išlaisvinti deguonį iš anglies dvideginio priemaišų?
16. 20 litrų deguonies su anglies dioksido priemaiša buvo praleista per 200 ml 0,1 n. bario tirpalas. Dėl to Ba 2+ katijonas buvo visiškai nusodintas. Kiek anglies dioksido (procentais) buvo pradiniame deguonyje?

Deguonies gavimas

Deguonis gaunamas keliais būdais. Laboratorijoje deguonis gaunamas iš deguonies turinčių medžiagų, kurios gali lengvai jį atskirti, pavyzdžiui, iš kalio permanganato KMnO4 (41 pav.) arba iš Bertoleto druskos KClO3:
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

2KSlO3 = 2KSl + O2
Gaunant deguonį iš Bertoleto druskos, turi būti katalizatorius – mangano dioksidas, kuris pagreitintų reakciją. Katalizatorius pagreitina skilimą ir daro jį vienodesnį. Be katalizatoriaus

Ryžiai. 41. Prietaisas deguoniui gauti laboratoriniu būdu iš kalio permanganato. 1 - kalio permanganatas; 2 - deguonis; 3 - vata; 4 - cilindras - kolekcija.

sprogimas įvyksta, jei Bertoleto druska vartojama dideliais kiekiais ir ypač jei ji yra užteršta organinėmis medžiagomis.
Deguonis taip pat gaunamas iš vandenilio peroksido, esant katalizatoriui - mangano dioksidui MnO2 pagal lygtį:
2H2O2[MnO2] = 2H2O + O2

■ 17. Kodėl MnO2 pridedama skaidant Bertolo druską?
18. Deguonis, susidaręs skaidant KMnO4, gali būti surinktas virš vandens. Tai atspindėkite įrenginio diagramoje.
19. Kartais, nesant mangano dioksido laboratorijoje, į Bertoleto druską vietoj jos po kalio permanganato deginimo įdedama šiek tiek likučių. Kodėl toks pasikeitimas įmanomas?
20. Koks tūris deguonies išsiskirs skaidant 5 molius Bertoleto druskos?

Deguonies taip pat galima gauti skaidant nitratus, kai kaitinami virš lydymosi temperatūros:
2KNO3 = 2KNO2 + O2
Pramonėje deguonis daugiausia gaunamas iš skysto oro. Išverstas į skystą būseną, oras išgarinamas. Pirmiausia jis išgaruoja (virimo temperatūra 195,8°), o deguonis lieka (jo virimo temperatūra –183°). Tokiu būdu deguonis gaunamas beveik grynu pavidalu.
Kartais, esant pigiai elektrai, deguonis gaunamas elektrolizės būdu iš vandens:
H2O ⇄ H + + OH -
H++ e— → H 0
prie katodo
2OH – – e— → H2O + O; 2O = O2
prie anodo

■ 21. Išvardykite jums žinomus laboratorinius ir pramoninius deguonies gavimo būdus. Užsirašykite juos į sąsiuvinį, prie kiekvieno metodo pateikdami reakcijos lygtį.
22. Ar reakcijos naudojamos deguonies redoksui gaminti? Pateikite argumentuotą atsakymą.
23. Paimta 10 g šių medžiagų; kalio permanganatas, kalio chloridas, kalio nitratas. Kokiu atveju bus galima gauti didžiausią deguonies kiekį?
24. Deguonyje, gautame kaitinant 20 g kalio permanganato, sudeginta 1 g anglių. Kiek procentų permanganato suskaidė?

Deguonis yra labiausiai paplitęs gamtos elementas. Jis plačiai naudojamas medicinoje, chemijoje, pramonėje ir kt. (42 pav.).

Ryžiai. 42. Deguonies naudojimas.

Pilotai dideliame aukštyje, žmonės, dirbantys kenksmingų dujų atmosferoje, dirbantys požeminiuose ir povandeniniuose darbuose, naudoja deguonies prietaisus (43 pav.).

Tais atvejais, kai sunku dėl tam tikros ligos, žmogui leidžiama kvėpuoti grynu deguonimi iš deguonies maišelio arba paguldoma į deguonies palapinę.
Šiuo metu metalurgijos procesams suintensyvinti plačiai naudojamas deguonimi prisodrintas oras arba grynas deguonis. Deguonies-vandenilio ir deguonies-acetileno degikliai naudojami metalų suvirinimui ir pjovimui. Impregnuojant skystą deguonį degiomis medžiagomis: pjuvenomis, anglies milteliais ir kt., gaunami sprogūs mišiniai, vadinami oksilikvitais.

■ 25. Sąsiuvinyje nubraižykite lentelę ir ją užpildykite.

Ozonas O3

Kaip jau minėta, elementas deguonis gali sudaryti kitą alotropinę modifikaciją – ozoną O3. Ozonas užverda -111° temperatūroje, o kietėja -250° temperatūroje. Dujinėje būsenoje jis yra mėlynas, o skystoje - mėlynas. ozono kiekis vandenyje yra daug didesnis nei deguonis: 45 tūriai ozono ištirpsta 100 tūrių vandens.

Ozonas nuo deguonies skiriasi tuo, kad jo molekulė susideda iš trijų, o ne iš dviejų atomų. Šiuo atžvilgiu deguonies molekulė yra daug stabilesnė nei ozono molekulė. Ozonas lengvai skyla pagal lygtį:
O3 = O2 + [O]

Atominio deguonies išsiskyrimas ozono skilimo metu daro jį daug stipresniu oksidatoriumi nei deguonis. Ozonas turi gaivų kvapą („ozonas“ vertime reiškia „kvapus“). Gamtoje jis susidaro veikiant tyliai elektros iškrovai ir pušynuose. Sergantiesiems plaučių ligomis patariama daugiau laiko praleisti pušynuose. Tačiau ilgalaikis buvimas atmosferoje, kurioje yra daug ozono, gali turėti toksišką poveikį organizmui. Apsinuodijimą lydi galvos svaigimas, pykinimas, kraujavimas iš nosies. Lėtinio apsinuodijimo atveju gali pasireikšti širdies liga.
Laboratorijoje ozonas gaunamas iš deguonies ozonizatoriuose (44 pav.). Deguonis patenka į stiklinį vamzdelį 1, suvyniotą iš išorės viela 2. Vamzdžio viduje praeina viela 3. Abu šie laidai yra prijungti prie srovės šaltinio polių, kurie sukuria aukštą įtampą ant šių elektrodų. Tarp elektrodų atsiranda tyli elektros iškrova, dėl kurios iš deguonies susidaro ozonas.

44 pav.; Ozonatorius. 1 - stiklinis butelis; 2 - išorinė apvija; 3 - viela vamzdžio viduje; 4 - kalio jodido tirpalas su krakmolu

3O2 = 2O3
Ozonas yra labai stiprus oksidatorius. Jis yra daug energingesnis už deguonį, įsitraukia į reakcijas ir paprastai yra daug aktyvesnis už deguonį. Pavyzdžiui, skirtingai nei deguonis, jis gali išstumti iš vandenilio jodido arba jodo druskų:
2KI + O3 + H2O = 2KOH + I2 + O2

Ozono atmosferoje yra labai mažai (apie milijoną procento), tačiau jis vaidina nemažą vaidmenį sugeriant ultravioletinius saulės spindulius, todėl jie krenta ant žemės mažesniais kiekiais ir nedaro žalingo poveikio gyviems organizmams.
Ozonas nedideliais kiekiais naudojamas daugiausia oro kondicionavimui, taip pat chemijoje.

■ 26. Kas yra alotropinės modifikacijos?
27. Kodėl ozono veikiamas krakmolo jodo popierius pamėlynuoja? Pateikite argumentuotą atsakymą.
28. Kodėl deguonies molekulė yra daug stabilesnė nei ozono molekulė? Savo atsakymą pagrįskite pagal vidinę molekulinę struktūrą.