ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण की मात्रा क्या है? ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण की वैधता और डिग्री

हम सब हवा में सांस लेते हैं, जो मूलतः नाइट्रोजन और ऑक्सीजन अणुओं के होते हैं, जो अन्य तत्वों के थोड़ा अतिरिक्त होते हैं। इस प्रकार, ऑक्सीजन सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक तत्वों में से एक है। इसके अलावा, रोजमर्रा की जिंदगी में इस्तेमाल किए जाने वाले रासायनिक संयुक्कों में इसके अणु मौजूद हैं। इस तत्व के सभी गुणों का वर्णन करने के लिए, पर्याप्त पृष्ठों और एक सौ नहीं हैं, इसलिए हम इतिहास से मूल तथ्यों, साथ ही तत्व की बुनियादी विशेषताओं- ऑक्सीजन ऑक्सीकरण की धैर्य और डिग्री, विशिष्ट गुरुत्व, आवेदन, बुनियादी भौतिक गुणों को खुद तक सीमित कर सकते हैं।

एक रासायनिक तत्व की खोज का इतिहास

रासायनिक तत्व "ऑक्सीजन" के लिए आधिकारिक खोलने की तारीख अगस्त 1, 1774 है। यह इस दिन था कि ब्रिटिश रसायनज्ञ जे। प्रीस्टली ने अपने प्रयोग को एक मोहरबंद पोत में पारा ऑक्साइड के अपघटन पर पूरा किया। प्रयोग के समापन पर, वैज्ञानिक को एक गैस प्राप्त हुई जिसने दहन का समर्थन किया। हालांकि, यह खोज भी स्वयं वैज्ञानिक द्वारा अनदेखी की गई थी श्री प्रीस्टेली ने सोचा कि वह एक नए तत्व को अलग नहीं करने में कामयाब रहे, लेकिन हवा का एक अभिन्न अंग। अपने परिणामों के साथ, जोसेफ प्रीस्टेली ने प्रसिद्ध फ्रांसीसी वैज्ञानिक और रसायनज्ञ एंटोनी लेवेसीयर के साथ साझा किया, जो समझ सके कि अंग्रेज क्या नहीं कर सकता था। 1775 में, लेवईसियर यह स्थापित करने में सक्षम था कि परिणामस्वरूप "वायु का घटक हिस्सा" वास्तव में एक स्वतंत्र रासायनिक तत्व है, और इसे ऑक्सीजन कहा जाता है, जिसे ग्रीक में "एसिड बनाने" का मतलब है। Lavoisier तो मानना था कि ऑक्सीजन सभी एसिड में है। इसके बाद, सूत्र उन एसिड के लिए बने होते थे जिनमें ऑक्सीजन परमाणु नहीं होते थे, लेकिन नाम अपनाया गया था।

ऑक्सीजन - अणु की संरचना की विशेषताएं

यह रासायनिक तत्व एक बेरंग गैस है जो गंध और स्वाद नहीं करता है। रासायनिक सूत्र ओ _{2 है} कैमिस्टर्स सामान्य डायटोमिक ऑक्सीजन या तो "वायुमंडलीय ऑक्सीजन" या "डाइऑक्सीजन" कहते हैं। पदार्थ के अणु में दो बाउंड ऑक्सीजन परमाणु होते हैं। तीन अणुओं से युक्त अणु भी हैं - ओ ₃ इस पदार्थ को ओजोन कहा जाता है, इसके बारे में अधिक जानकारी नीचे लिखी जाएगी। दो अणुओं के साथ एक अणु में ऑक्सीजन -2 का ऑक्सीकरण होता है, क्योंकि इसमें दो अनियमित लोग होते हैं जो एक इलेक्ट्रॉन के सहसंयोजक बंधन बनाने में सक्षम होते हैं। परमाणुओं में ऑक्सीजन अणु के विघटन (पृथक्करण) के दौरान जारी की गई ऊर्जा 493.57 किलोग्राम / मोल है। यह काफी बड़ा मूल्य है

ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण की वैधता और डिग्री

एक रासायनिक तत्व के दायरे के तहत, हमारा मतलब है कि यह एक दूसरे रासायनिक तत्व के परमाणुओं की एक निश्चित संख्या को संलग्न करने की अपनी क्षमता है। एक ऑक्सीजन परमाणु का दायरा दो है। ऑक्सीजन अणु का गुणन भी दो के बराबर है, क्योंकि दो परमाणु एक दूसरे से जुड़े होते हैं और उनके ढांचे को एक अन्य परिसर के साथ जोड़कर जाने की क्षमता होती है, जो इसके साथ एक सहसंयोजक बंधन बनाते हैं। उदाहरण के लिए, एक ऑक्सीजन परमाणु और दो हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच एक सहसंयोजक बंधन के गठन के परिणामस्वरूप एक पानी के अणु एच ₂ ओ प्राप्त किया गया था ।

ऑक्सीजन कई ज्ञात रासायनिक यौगिकों में पाया जाता है यहां एक अलग प्रकार के रासायनिक यौगिकों - आक्साइड भी हैं। ये ऑक्सीजन के साथ लगभग किसी भी रासायनिक तत्व को मिलाकर प्राप्त पदार्थ हैं। आक्साइड में ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण की डिग्री -2 है हालांकि, कुछ यौगिकों में यह सूचक अलग हो सकता है। इसे नीचे और अधिक विवरण में वर्णित किया जाएगा।

ऑक्सीजन के भौतिक गुण

सामान्य डायटोमिक ऑक्सीजन एक ऐसी गैस है जिसका रंग, गंध, और स्वाद नहीं है। सामान्य स्थिति में, इसकी घनत्व 1.428 9 7 किग्रा / एम 3 है। पदार्थ का 1 लीटर का वजन 1.5 ग्राम से थोड़ा कम है, अर्थात शुद्ध रूप में, ऑक्सीजन हवा की तुलना में भारी है। जब गर्म होता है, तो अणु परमाणुओं में विभाजित होता है।

जब मध्यम का तापमान -18 9 .2 डिग्री सेल्सियस कम होता है, तो ऑक्सीजन इसकी संरचना को गैसीय से तरल तक बदलता है। एक ही समय में, उबलते होते हैं जब तापमान -218.35 डिग्री सेल्सियस कम हो जाता है, तो संरचना तरल से क्रिस्टलीय में बदल जाती है। इस तापमान पर, ऑक्सीजन में नीले क्रिस्टल के रूप होते हैं।

कमरे के तापमान पर, ऑक्सीजन पानी में कमजोर रूप से घुलनशील होता है - इसमें 1 लीटर ऑक्सीजन का 31 मिलीलीटर होता है। अन्य पदार्थों के साथ घुलनशीलता: 1 लीटर इथेनॉल में 220 मिलीलीटर, 1 लीटर एसीटोन प्रति 231 मिलीलीटर।

ऑक्सीजन के रासायनिक गुण

एक संपूर्ण तल्मूड ऑक्सीजन के रासायनिक गुणों के बारे में लिखा जा सकता है। ऑक्सीजन की सबसे महत्वपूर्ण संपत्ति ऑक्सीकरण है। यह पदार्थ एक बहुत मजबूत ऑक्सीडेंट है ऑक्सीजन आवधिक तालिका से लगभग सभी ज्ञात तत्वों के साथ बातचीत करने में सक्षम है। इस बातचीत के परिणामस्वरूप, आक्साइड बनते हैं, जैसा कि पहले चर्चा की गई थी। अन्य तत्वों के साथ यौगिकों में ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण की डिग्री मूलतः -2 है इस तरह के यौगिकों के उदाहरण पानी (एच ₂ ओ), कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ ₂ ), कैल्शियम ऑक्साइड, लिथियम ऑक्साइड आदि होते हैं। लेकिन पेरोक्साइड या पेरोक्साइड नामक ऑक्साइड की एक निश्चित श्रेणी होती है। उनकी ख़ासियत यह है कि इन यौगिकों में एक पेरोक्साइड समूह "-ओ-ओ-" है। यह समूह ओ ₂ के ऑक्सीडेटिव गुणों को कम करता है, इसलिए पेरोक्साइड में ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण की डिग्री -1 है।

सक्रिय क्षार धातुओं के साथ, ऑक्सीजन सुपरऑक्सिड या सुपरएक्सिसाइड बनाता है। ऐसी संरचनाओं का एक उदाहरण है:

• पोटेशियम सुपरऑक्साइड (को ₂ );
• रूबिडियम सुपरऑक्साइड (आरबीओ ₂ )

उनकी ख़ासियत यह है कि सुपरऑक्साइड में ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण की डिग्री -1 / 2 है।

सबसे सक्रिय रासायनिक तत्व के साथ - फ्लोरीन, फ्लोराइड प्राप्त होते हैं। उनके बारे में नीचे बताया जाएगा

यौगिकों में ऑक्सीजन की उच्चतम ऑक्सीकरण

जिस ऑक्सीजन का संपर्क करता है, उस पदार्थ के आधार पर, ऑक्सीजन के ऑक्सीकरण के सात डिग्री हैं:

1. -2 ऑक्साइड और कार्बनिक यौगिकों में
2. पेरोक्साइड में -1
3. सुपर आक्साइड में -1/2
4. 1/3 - अकार्बनिक ओजोनिड्स में (ट्रयाटोमिक ऑक्सीजन के लिए वैध - ओजोन)।
5. ऑक्सीजन केशन के लवण में 1/2
6. ऑक्सीजन मोनोफ्लोराइड में +1
7. +2 - ऑक्सीजन फ्लू्लोराइड में

जैसा कि हम देखते हैं, ऑक्सीजन की उच्चतम ऑक्सीकरण ऑक्साइड और कार्बनिक यौगिकों में हासिल किया जाता है, और फ्लोराइड में यह एक सकारात्मक डिग्री भी है। सभी प्रकार की बातचीतएं स्वाभाविक रूप से नहीं की जा सकतीं कुछ यौगिकों को विशेष परिस्थितियों की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए: उच्च दबाव, उच्च तापमान, दुर्लभ यौगिकों के लिए जोखिम जो लगभग प्रकृति में नहीं पाए जाते हैं। चलो अन्य रासायनिक तत्वों के साथ ऑक्सीजन के बुनियादी कनेक्शन पर विचार करें: आक्साइड, पेरोक्साइड और फ्लोराइड।

एसिड-बेस गुणों द्वारा आक्साइड का वर्गीकरण

चार प्रकार के आक्साइड हैं:

• बुनियादी;
• एसिड;
• तटस्थ;
• उभयधर्मी।

इन प्रजातियों के यौगिकों में ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण की डिग्री -2 है

• मूल आक्साइड धातुओं के साथ यौगिक हैं जो ऑक्सीकरण की निम्न डिग्री हैं। आमतौर पर, जब एसिड के साथ बातचीत करते हैं, तो इसी नमक और पानी प्राप्त होते हैं।
• एसिड आक्साइड - ऑक्सीडेशन के उच्च स्तर के ऑक्सीडों के साथ गैर-धातुओं के आक्साइड। जब पानी उनसे जोड़ा जाता है, तो एसिड का गठन होता है।
• तटस्थ ऑक्साइड यौगिक हैं जो एसिड या बेस के साथ प्रतिक्रिया में प्रवेश नहीं करते हैं।
• अम्फोटेरिक ऑक्साइड धातुओं के साथ यौगिक हैं जो कम इलेक्ट्ररोगोटाविटी हैं। वे परिस्थितियों के आधार पर, अम्लीय और मूल आक्साइड दोनों के गुणों को प्रदर्शित करते हैं।

पेरोक्साइड, हाइड्रोजन पेरोक्साइड और अन्य यौगिकों में ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण की डिग्री

पेरोक्साइड को क्षार धातुओं के साथ ऑक्सीजन यौगिक कहा जाता है । इन धातुओं को ऑक्सीजन में जलाकर उन्हें प्राप्त किया जाता है। कार्बनिक यौगिकों के पेरोक्साइड अत्यंत विस्फोटक होते हैं। वे ऑक्सीजन के आक्साइड के साथ अवशोषण से भी प्राप्त कर सकते हैं। पेरोक्साइड के उदाहरण:

• हाइड्रोजन पेरोक्साइड (एच ₂ ओ ₂ );
• बेरियम पेरोक्साइड (बाओ ₂ );
• सोडियम पेरोक्साइड (ना ₂ ओ ₂ )

इन सभी को इस तथ्य से एकजुट किया गया है कि वे ऑक्सीजन समूह -ओओ -एक्साइड हैं। नतीजतन, पेरोक्साइड में ऑक्सीजन ऑक्सीकरण -1 है -ओ-ग्रुप के साथ सबसे प्रसिद्ध यौगिकों में से एक है हाइड्रोजन पेरोक्साइड सामान्य परिस्थितियों में यह परिसर एक हल्का नीला तरल है। इसके रासायनिक गुणों से, हाइड्रोजन पेरोक्साइड कमजोर एसिड के करीब है। चूंकि कंपाउंड में -ओ-बांड दुर्बलता से स्थिर है, यहां तक कि कमरे के तापमान पर हाइड्रोजन पेरोक्साइड समाधान को पानी और ऑक्सीजन में विघटित किया जा सकता है। यह सबसे मजबूत ऑक्सीडिजर है, हालांकि, मजबूत ऑक्सीडेंट के साथ बातचीत करते समय, घटते हुए एजेंट के गुण केवल हाइड्रोजन पेरोक्साइड होते हैं। हाइड्रोजन पेरोक्साइड में ऑक्सीजन की डिग्री, अन्य पेरोक्साइड के रूप में -1 है।

अन्य प्रकार के पेरोक्साइड हैं:

• सुपरपेरोसाइड्स (सुपरऑक्साइड, जिसमें ऑक्सीजन में ऑक्सीकरण -1/2 है);
• अकार्बनिक ओजोनिड्स (बहुत ही अस्थिर यौगिक जो उनके संरचना में एक ओजोन आयनों वाले होते हैं);
• कार्बनिक ओजोनिड्स (यौगिकों को उनकी संरचना में एक -OOO- बंधन)

OF2 में फ्लोराइड, ऑक्सीजन ऑक्सीकरण

फ्लोराइड वर्तमान में ज्ञात सभी का सबसे सक्रिय तत्व है इसलिए, फ्लोरीन के साथ ऑक्सीजन की बातचीत ऑक्साइड का उत्पादन नहीं करती, लेकिन फ्लोराइड उन्हें नाम दिया गया है क्योंकि इस परिसर में यह ऑक्सीजन नहीं है, लेकिन फ्लोरीन एक ऑक्सीडिजर है। फ्लोराइड्स स्वाभाविक रूप से प्राप्त नहीं की जा सकती वे केवल संश्लेषित होते हैं, कोओएच के एक जलीय घोल के साथ फ्लोरीन के सहयोग से प्राप्त करना ऑक्सीजन फ्लोराइड में विभाजित हैं:

• ऑक्सीजन फ्लू्लोराइड ( _{2 का} );
• ऑक्सीजन मोनोफ्लोराइड (ओ ₂ एफ ₂ )

आइए प्रत्येक संबंध में और अधिक विस्तार से विचार करें। ऑक्सीजन डिफ्लोराइड एक स्पष्ट अप्रिय गंध के साथ एक बेरंग गैस है। ठंडा होने पर, यह एक पीले तरल तरल में कंडोम होता है। तरल अवस्था में, यह पानी से खराब हो जाता है, लेकिन यह हवा, फ्लोरिन और ओजोन के साथ अच्छा है। इसके रासायनिक गुणों के अनुसार, ऑक्सीजन डिल्वायरइड एक बहुत मजबूत ऑक्सीडेंट है। OF2 में ऑक्सीजन की डिग्री ऑक्सीकरण +1 है, अर्थात् इस परिसर में, फ्लोरीन एक ऑक्सीडेंट है और ऑक्सीजन कम करने वाला एजेंट है। ₂ का विषाक्तता बहुत ही जहरीला है, शुद्ध फ्लोरीन से अधिक है और फॉस्ज़िन के दृष्टिकोण से विषाक्तता अधिक है। इस परिसर का मुख्य उपयोग रॉकेट ईंधन के लिए ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में होता है, क्योंकि ऑक्सीजन फ्लू्लोराइड विस्फोटक नहीं है।

सामान्य राज्य में ऑक्सीजन मोनोफ्लोराइड एक पीली ठोस ठोस है। पिघलने पर, यह एक लाल तरल बनाता है यह सबसे शक्तिशाली ऑक्सीडेंट है, जैविक यौगिकों के साथ बातचीत करते समय यह अत्यंत विस्फोटक होता है। इस परिसर में, ऑक्सीजन ऑक्सीकरण राज्यों को दर्शाता है +2, अर्थात, इस फ्लोरीन यौगिक में, ऑक्सीजन कम करने वाले एजेंट के रूप में कार्य करता है, और ऑक्सीडिजर के रूप में फ्लोरीन।

ओज़ोन और उसके यौगिक

ओजोन एक अणु है जिसमें एक दूसरे से जुड़े तीन ऑक्सीजन परमाणु होते हैं सामान्य स्थिति में, यह नीली गैस है। ठंडा होने पर, यह एक गहरी नीली तरल बनाता है, जो नील नदी के करीब है। ठोस स्थिति में यह गहरे नीले रंग के क्रिस्टल हैं। ओजोन में तेज गंध है, प्रकृति में यह एक गंभीर तूफान के बाद हवा में महसूस किया जा सकता है।

ओजोन, सामान्य ऑक्सीजन की तरह, एक बहुत मजबूत ऑक्सीडेंट है रासायनिक गुणों के द्वारा, यह मजबूत एसिड दृष्टिकोण है ऑक्साइड के संपर्क में होने पर ओजोन ऑक्सीजन की रिहाई के साथ अपने ऑक्सीकरण अवस्था को बढ़ाता है। लेकिन एक ही समय में, ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण की मात्रा घट जाती है। ओजोन में, रासायनिक बांड ओ ₂ में जितना मजबूत नहीं हैं, इसलिए सामान्य परिस्थितियों में लागू किए गए प्रयासों के बिना, यह गर्मी ऊर्जा के रिलीज के साथ ऑक्सीजन में विघटित हो सकता है। जब ओजोन अणु पर प्रभाव का तापमान बढ़ता है और दबाव कम हो जाता है, तो गर्मी की रिहाई के साथ डायटोमिक ऑक्सीजन में अपघटन की प्रक्रिया त्वरित होती है। इस मामले में, यदि अंतरिक्ष में एक बड़ी ओजोन सामग्री है, तो इस प्रक्रिया के साथ विस्फोट किया जा सकता है।

चूंकि ओजोन बहुत मजबूत ऑक्सीडेंट है और O ₂ की एक बड़ी मात्रा अपनी भागीदारी के साथ लगभग सभी प्रक्रियाओं में मुक्त है, ओजोन एक अत्यंत जहरीले पदार्थ है। हालांकि, वायुमंडल की ऊपरी परतों में, ओजोन परत सूरज की किरणों के पराबैंगनी विकिरण से परावर्तक की भूमिका निभाता है।

प्रयोगशाला उपकरणों की मदद से ओजोन से कार्बनिक और अकार्बनिक ओजोनिड्स बनाते हैं। यह पदार्थ की अपनी संरचना में बहुत अस्थिर है, इसलिए प्राकृतिक स्थितियों में उनका निर्माण असंभव है ओज़ोनिड्स केवल कम तापमान पर संग्रहीत हैं, क्योंकि सामान्य तापमान पर वे बेहद विस्फोटक और जहरीले होते हैं।

उद्योग में ऑक्सीजन और उसके यौगिकों का उपयोग

तथ्य यह है कि वैज्ञानिकों ने कुछ समय में ऑक्सिजन में ऑक्सीकरण की डिग्री किसने सीखा था, इसने अन्य तत्वों के साथ बातचीत की, इस उद्योग में व्यापक रूप से इस्तेमाल किया गया। बीसवीं सदी के मध्य में टर्बोएक्सपैन्डर्स का आविष्कार किया जाने के बाद, विशेष रूप से एक यांत्रिक एक में ऑक्सीजन की संभावित ऊर्जा को परिवर्तित करने में सक्षम समुच्चय। चूंकि ऑक्सीजन एक अत्यंत दहनशील पदार्थ है, इसका उपयोग सभी उद्योगों में किया जाता है जहां आग और गर्मी आवश्यक होती है। जब काटने और वेल्डिंग धातुएं, कॉम्प्रेस्ड ऑक्सीजन के साथ सिलेंडर का उपयोग गैस लौ वेल्डिंग तंत्र को मजबूत करने के लिए भी किया जाता है। ऑक्सीजन को स्टील उद्योग में व्यापक रूप से प्रयोग किया जाता है, जहां ब्लास्ट फर्नेस में उच्च तापमान को संकुचित O _{2 के} साथ रखा जाता है। ऑक्सीजन की अधिकतम ऑक्सीकरण -2 है यह विशेषता सक्रिय रूप से उनके आगे जलने और थर्मल ऊर्जा की रिहाई के उद्देश्य के लिए आक्साइड के उत्पादन के लिए प्रयोग किया जाता है। तरल ऑक्सीजन, ओजोन और अन्य यौगिक जिनमें O ₂ की बड़ी मात्रा में प्रणोदक ऑक्सीडेंट के रूप _में उपयोग किया जाता है। ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकरण कुछ कार्बनिक यौगिकों को विस्फोटक के रूप में उपयोग किया जाता है

रसायन उद्योग में, ऑक्सीजन का उपयोग एसिड युक्त यौगिकों में हाइड्रोकार्बन के रूप में किया जाता है, जैसे कि अल्कोहल, एसिड, आदि। दवा में, इसका उपयोग शरीर के महत्वपूर्ण गतिविधि को बनाए रखने के लिए फेफड़ों की समस्याओं वाले रोगियों के इलाज के लिए कम दबाव के तहत किया जाता है। कृषि में, शुद्ध ऑक्सीजन की खुराक का उपयोग तालाबों में मछली प्रजनन के लिए किया जाता है, ताकि मवेशियों के अनुपात में वृद्धि हो सके।

ऑक्सीजन एक शक्तिशाली ऑक्सीडिजर है, जिसके बिना यह मौजूद होना असंभव है

ऑक्सीजन अलग-अलग यौगिकों और तत्वों के साथ प्रतिक्रिया करते समय ऑक्सीजन को दिखाता है कि किस तरह के ऑक्सीजन यौगिकों के अस्तित्व में हैं, किस प्रकार जीवन-धमकी है और जो नहीं हैं। कोई अचिंत्य रह सकता है - कैसे, उसके सभी विषाक्तता और उच्च स्तर के ऑक्सीकरण के लिए, ऑक्सीजन तत्वों में से एक है जिसके बिना पृथ्वी पर जीवन असंभव है? तथ्य यह है कि हमारा ग्रह एक बहुत संतुलित जीव है, जो विशेष रूप से वायुमंडलीय परत में निहित उन पदार्थों के लिए अनुकूलित है। यह एक चक्र में भाग लेता है जो इस तरह दिखता है: एक व्यक्ति और अन्य सभी जानवरों ने ऑक्सीजन का उपभोग किया है और कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन किया है, और विशाल बहुमत वाले पौधों ने कार्बन डाइऑक्साइड का सेवन किया है और ऑक्सीजन का उत्पादन किया है। दुनिया में सब कुछ एक दूसरे से जुड़ा हुआ है, और इस श्रृंखला के एक लिंक का नुकसान पूरे चेन के टूटने का कारण बन सकता है। हमें इस बारे में नहीं भूलना चाहिए और पूरी तरह ग्रह पर जीवन का ख्याल रखना चाहिए, न कि केवल अपने व्यक्तिगत प्रतिनिधियों