Главная >> Химия 8 класс. Кузнецова

Глава 5. Понятие о газах. Воздух. Кислород. Горение

Кислород — химический элемент и простое вещество. Получение кислорода в лаборатории

Какой из перечисленных способов был изобретён ранее других?

Какие способы являются химическими, какие — физическими?

Как убедиться в том, что сосуд наполнен кислородом?

Мы уже знаем, что раньше других был изобретён химический способ получения кислорода из его соединений. Один из наиболее простых и доступных его вариантов — нагревание перманганата калия (рис. 57). При этом происходит реакция (термическое разложение), сущность которой может быть выражена следующим уравнением:

Для определения особенностей устройства прибора, в котором будем получать кислород, рассчитаем относительную плотность кислорода по воздуху:

D_возд(О₂) = Мr(O₂) : М_r(возд.) = 32 : 29 ≈ 1,1

Итак, кислород немного тяжелее воздуха. Значит, его можно собрать в сосуд методом вытеснения воздуха — кислород будет собираться на дне сосуда. Пробирку с нагреваемым перманганатом калия следует укрепить почти горизонтально (рис. 57, а).

Кислород весьма ограниченно растворяется в воде. Следовательно, собирать его можно также методом вытеснения воды (рис. 57, б).

Кислород можно получать также и разложением других соединений в присутствии катализаторов.

Катализаторами называются вещества, которые ускоряют ход химической реакции, но сами при этом не расходуются.

Реакции, протекающие с участием катализаторов, называются каталитическими. Примером такой реакции является получение кислорода из бертолетовой соли (хлорат калия), где катализатором служит оксид марганца(IV) МnO₂:

Для интенсивного протекания реакции бертолетова соль должна быть нагрета до 400 °С. В присутствии катализатора — оксида марганца (IV) её бурное разложение начинается уже при 200 °С. Этот же катализатор ускоряет уже известную вам реакцию разложения пероксида водорода:

В присутствии катализатора реакция протекает без нагревания. Достаточно в стакан с раствором пероксида добавить немного чёрного порошка катализатора (оксида марганца (IV)), как жидкость тотчас вспенивается вследствие бурного выделения кислорода.

Опыт разложения пероксида водорода даёт возможность убедиться в том, что катализатор не расходуется во время реакции. С этой целью следует отфильтровать смесь, оставшуюся после завершения реакции. На фильтре останется столько чёрного порошка MnO2, сколько его было взято для реакции. Более того, этот порошок пригоден для разложения следующих порций пероксида водорода или бертолетовой соли. Химические способы получения кислорода малопроизводительны и дороги. Их применяют в основном в лабораторной практике для получения небольших количеств газа. Кроме того, получение кислорода путём термического разложения некоторых его соединений (хлоратов) используют в подводных лодках.

Основные понятия

Химический элемент • Простое вещество • Термическое разложение • Катализатор • Каталитическая реакция

Вопросы и задания

1. Рассчитайте массовые доли кислорода в соединениях, использующихся для его получения: Н₂O₂, HgO, КМпO₄, КСlO₃.

Если бы стоимость всех перечисленных веществ была одинаковой, применение какого из них оказалось бы наиболее выгодным?

2. Определите массу каждого вещества, которое следует подвергнуть разложению, чтобы получить 64 г O₂: а) КСlO₃; б) HgO: в) КМnO₄.

3. Многие минералы в своём составе имеют атомы кислорода. Рассчитайте массовую долю кислорода: а) в малахите (СuOН)₂СO₃; б) в кальците СаСO₃; в) в горном хрустале SiO₂; г) в корунде Al₂O₃.

4. Как известно, рыбы дышат кислородом, растворённым в воде. Что можно сказать о требовательности к содержанию кислорода в воде таких известных видов рыб, как карась и форель, если первый предпочитает стоячую воду небольших прудов, а вторая водится только в быстрых горных речках?

5. В каких условиях можно хранить жидкий кислород? Где он применяется?

<<< К началу параграфа