ऑक्सीजन क्या है? ऑक्सीजन यौगिकों

ऑक्सीजन (ओ) - आवर्त सारणी के समूह 16 (के माध्यम से) के गैर धातु रासायनिक तत्व। यह जीवों के लिए आवश्यक एक, बेरंग बेस्वाद और गंधहीन गैस है - जीव हैं जो यह में तब्दील कार्बन डाइऑक्साइड, और पौधों है कि एक कार्बन स्रोत के रूप में सीओ ₂ का उपयोग, और ओ ₂ वातावरण को लौट गया। ऑक्सीजन एक यौगिक लगभग किसी अन्य तत्व के साथ प्रतिक्रिया रूपों, और एक दूसरे के साथ संचार के रासायनिक तत्वों विस्थापित। कई मामलों में, इन प्रक्रियाओं गर्मी और प्रकाश की रिहाई के साथ कर रहे। ऑक्सीजन का सबसे महत्वपूर्ण यौगिक पानी है।

खोज का इतिहास

1772 में, स्वीडिश रसायनज्ञ कार्ल विल्हेम शील पहले ऐसी है कि हीटिंग नाइट्रेट से इसे प्राप्त करने के लिए ऑक्सीजन का प्रदर्शन किया पोटेशियम ऑक्साइड, पारा, साथ ही कई अन्य पदार्थों। 1774 में उसके बारे में स्वतंत्र रूप से, अंग्रेजी रसायनज्ञ Dzhozef Pristli पारा ऑक्साइड के थर्मल अपघटन द्वारा रासायनिक तत्व की खोज की और एक ही वर्ष में अपने निष्कर्षों को प्रकाशित, Scheele प्रकाशन से पहले तीन साल। वर्ष 1775-1780 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ Antuan Lavuaze, सांस और जल में ऑक्सीजन की भूमिका की व्याख्या की ज्वलनशीलता सिद्धांत, आमतौर पर समय पर स्वीकार की निकालने। यह जब विभिन्न पदार्थों और कहा जाता Oxygene तत्व है, जो ग्रीक में अर्थ है "एसिड उत्पन्न" के साथ संयुक्त एसिड के रूप में अपनी प्रवृत्ति के लिए विख्यात है।

प्रसार

ऑक्सीजन क्या है? परत के वजन से 46% के लिए लेखांकन, यह इसमें से अधिकांश आम तत्व है। वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा मात्रा और समुद्री जल में अपनी 89% के वजन में 21% की है।

चट्टानों धातुओं और आक्साइड कि कर रहे हैं अम्लीय (जैसे, सल्फर, कार्बन, एल्यूमीनियम, और फास्फोरस) या बुनियादी (कैल्शियम, मैग्नीशियम और लोहे) के रूप में गैर धातु के साथ संयुक्त तत्व में है और एक नमक की तरह यौगिकों जो के रूप में एसिड से बनते माना जा सकता है के रूप में और इस तरह के sulfates, कार्बोनेट, सिलिकेट, फॉस्फेट और aluminates के रूप में बुनियादी आक्साइड। हालांकि वे कई हैं, लेकिन इन ठोस ऑक्सीजन स्रोतों के रूप में काम नहीं कर सकते हैं, के रूप में धातु तत्व के साथ बंधन दरार ऊर्जा की खपत भी परमाणुओं।

विशेषताएं

नीचे -183 डिग्री सेल्सियस ऑक्सीजन के तापमान, यह और पीला नीला तरल हो जाता है, -218 डिग्री सेल्सियस पर है - ठोस। शुद्ध हे ₂ 1.1 गुना हवा से भारी है।

जानवरों सांस लेने और कुछ बैक्टीरिया सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में, वातावरण से ऑक्सीजन और पुनर्नवीनीकरण कार्बन डाइऑक्साइड का उपभोग हरे पौधे प्रकाश संश्लेषण में जबकि दौरान कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित और ऑक्सीजन छोड़ते हैं। लगभग वातावरण में पूरे हे ₂ प्रकाश संश्लेषण द्वारा निर्मित है।

समुद्री जल में - एक छोटे से कम से कम ताजा पानी के 100 भागों में घुलित ऑक्सीजन की मात्रा के बारे में 3 भागों के लिए 20 डिग्री सेल्सियस पर। यह मछली और अन्य समुद्री जीवन के श्वसन के लिए आवश्यक है।

प्राकृतिक ऑक्सीजन तीन स्थिर आइसोटोप ¹⁶ ओ (99,759%), ¹⁷ ओ ^(0037%), और ¹⁸ ओ (0204%) का एक मिश्रण है। वहाँ कई कृत्रिम रूप से निर्मित रेडियोधर्मी आइसोटोप है। उनमें से ज्यादातर लंबे समय से रहते थे ¹⁵ ओ (आधा जीवन 124) जो स्तनधारियों में सांस लेने के अध्ययन के लिए इस्तेमाल किया जाता है।

allotrope

क्या ऑक्सीजन की स्पष्ट विचार, अपने दो बहुरूपी रूपों, द्विपरमाणुक (ओ ₂₎ और triatomic (ओ _3, ओजोन) प्राप्त करने के लिए अनुमति देते हैं। गुण द्विपरमाणुक प्रपत्र का सुझाव है कि छह इलेक्ट्रॉनों परमाणुओं के लिए बाध्य और दो अयुगल बने हुए हैं, ऑक्सीजन की अनुचुम्बकत्व के कारण। तीन परमाणु ओजोन के अणुओं एक सीधी रेखा पर स्थित नहीं हैं।

3O ₂ → 2O _3: ओजोन समीकरण के अनुसार उत्पादन किया जा _{सकता।}

प्रक्रिया एन्दोठेर्मिक है (ऊर्जा की आवश्यकता है); द्विपरमाणुक ऑक्सीजन में ओजोन वापस के रूपांतरण संक्रमण धातुओं या उनके आक्साइड की उपस्थिति के लिए योगदान। शुद्ध ऑक्सीजन एक बिजली चमक निर्वहन की कार्रवाई के द्वारा ओजोन में बदल जाती है। प्रतिक्रिया भी लगभग 250 एनएम के तरंग दैर्ध्य के साथ पराबैंगनी प्रकाश का अवशोषण पर होता है। ऊपरी वायुमंडल में इस प्रक्रिया की घटना विकिरण कि पृथ्वी की सतह पर जीवन के लिए हानिकारक हो सकता है समाप्त। ओजोन की तीखी गंध इस तरह के जनरेटर के रूप में स्पार्किंग बिजली के उपकरणों के साथ मौजूद घर के अंदर है। इस गैस हल्के नीले रंग की है। हवा की तुलना में अधिक से अधिक 1,658 समय पर इसका घनत्व, और वायुमंडलीय दबाव में -112 डिग्री सेल्सियस के उबलते बिंदु है।

ओजोन - मजबूत परिवर्तित करने में सक्षम ऑक्सीडेंट सल्फर डाइऑक्साइड, (अपने मूल्यांकन प्रदान करने के लिए विश्लेषणात्मक विधि) त्रिओक्षिदे, सल्फेट सल्फाइड, आयोडाइड, आयोडीन के साथ ही इस तरह के एल्डीहाइड और एसिड के रूप में कई ऑक्सीजन युक्त कार्बनिक यौगिक डेरिवेटिव। इन अम्लों और एल्डीहाइड में ऑटोमोबाइल निकास गैसों से ओजोन के साथ हाइड्रोकार्बन के रूपांतरण धुंध का कारण है। उद्योग में, ओजोन एक रासायनिक अभिकारक, मलजल उपचार, जल शोधन और कपड़े विरंजन के लिए कीटाणुनाशक के रूप में प्रयोग किया जाता है।

तैयारी के तरीकों

ऑक्सीजन के उत्पादन के लिए प्रक्रिया कितना गैस प्राप्त करने के लिए आवश्यक है पर निर्भर करता है। निम्नलिखित के लिए प्रयोगशाला तरीके:

1. ऐसे पोटेशियम क्लोरेट या पोटेशियम नाइट्रेट के रूप में कुछ नमक के थर्मल अपघटन:

• 2KClO ₃ → 2KCl + 3O _2।
• 2KNO ₃ 2KNO ₂ + O _{2 →।}

पोटेशियम क्लोरेट अपघटन संक्रमण धातु आक्साइड द्वारा उत्प्रेरित। इस अक्सर इस्तेमाल किया मैंगनीज डाइऑक्साइड (pyrolusite, MnO ₂₎ के _लिए। उत्प्रेरक तापमान ऑक्सीजन विकास के लिए आवश्यक है, 400 से 250 डिग्री सेल्सियस के लिए कम करती है

2. तापमान की कार्रवाई के तहत धातु ऑक्साइड की गिरावट:

• 2HgO → 2HG + O _2।
• 2Ag ₂ हे → 4Ag + O _2।

Scheele और प्रिस्टली इस रासायनिक तत्व के लिए यौगिक (ऑक्साइड), ऑक्सीजन और पारा (द्वितीय) का इस्तेमाल किया।

3. धातु पेरोक्साइड या हाइड्रोजन पेरोक्साइड के थर्मल अपघटन:

• 2BaO + O ₂ → 2BaO _2।
• ₂ 2BaO → 2BaO + O _2।
• बाओ ₂ + H ₂ एसओ ₄ → एच ₂ ओ ₂ + Baso _4।
• 2H ₂ हे ₂ → 2H ₂ हे + O _2।

वातावरण से या हाइड्रोजन पेरोक्साइड के उत्पादन के लिए ऑक्सीजन की जुदाई के लिए पहला औद्योगिक तरीकों बेरियम पेरोक्साइड की एक ऑक्साइड के गठन पर निर्भर हैं।

4. पानी की इलेक्ट्रोलीज़ लवण या एसिड होता है जो विद्युत प्रवाह के चालन प्रदान की छोटी admixtures के साथ:

2H ₂ हे → 2H ₂ + O ₂

औद्योगिक उत्पादन

यदि आवश्यक हो प्राप्त करने के लिए ऑक्सीजन की बड़ी मात्रा में तरल हवा की आंशिक आसवन किया जाता है। हवा के प्रमुख घटकों में यह नाइट्रोजन और कम अस्थिर आर्गन की तुलना में सबसे अधिक उबलते बिंदु है, और इसलिए,। प्रक्रिया इसके विस्तार के दौरान एक ठंडा गैस का उपयोग करता है। आपरेशन के मुख्य चरण इस प्रकार है:

• हवा ठोस कणों को दूर करने के फ़िल्टर किया जाता है;
• नमी और कार्बन डाइऑक्साइड क्षार में अवशोषण द्वारा हटा दिया जाता है;
• हवा संकुचित है और संपीड़न गर्मी पारंपरिक प्रक्रियाओं ठंडा द्वारा हटा दिया जाता है;
• तो यह कक्ष के भीतर स्थित कुंडल में प्रवेश करती है;
• संकुचित गैस चैम्बर फैलता में (लगभग 200 एटीएम के दबाव में) का हिस्सा है, कुंडल ठंडा;
• कंप्रेसर के लिए गैस रिटर्न का विस्तार और संपीड़न और बाद में विस्तार के कई चरणों से होकर गुजरता है, जिसके तहत -196 डिग्री सेल्सियस पर, हवा तरल हो जाता है;
• गर्म तरल आसवन पहले प्रकाश अक्रिय गैसों, तो नाइट्रोजन और तरल ऑक्सीजन बनी हुई है। एकाधिक विभाजन सबसे औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए एक उत्पाद पर्याप्त रूप से शुद्ध (99.5%) पैदा करता है।

उद्योग में प्रयोग करें

हवा के साथ की तुलना में आसान कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य अशुद्धियों इतना तेजी से nonmetals से छुटकारा और मिलती है: धातुकर्म उच्च कार्बन इस्पात के उत्पादन के लिए शुद्ध ऑक्सीजन का सबसे बड़ा उपभोक्ता है।

अन्य रासायनिक प्रक्रियाओं में से तरल प्रवाह की और अधिक प्रभावी उपचार के लिए अपशिष्ट जल ऑक्सीजन वादा। यह शुद्ध हे ₂ का उपयोग बंद कर दिया अपशिष्ट जलाए जाने प्रणालियों में तेजी से महत्वपूर्ण होता जा रहा _है।

तथाकथित मिसाइल आक्सीकारक तरल ऑक्सीजन है। शुद्ध हे ₂ यह पनडुब्बियों पर और गोताखोरी घंटी में प्रयोग किया जाता है।

रसायन उद्योग में, ऑक्सीजन ऐसे एसिटिलीन, एथिलीन ऑक्साइड और मेथनॉल जैसे पदार्थों के उत्पादन में साधारण हवा बदल दिया। चिकित्सा अनुप्रयोगों कक्षों इनहेलर और बच्चे इन्क्यूबेटरों में ऑक्सीजन गैस का उपयोग शामिल है। संज्ञाहारी गैस ऑक्सीजन के साथ समृद्ध सामान्य संज्ञाहरण के दौरान जीवन सहायता प्रदान करता है। इस रासायनिक तत्व के बिना उद्योगों कि भट्टियों का उपयोग भी शामिल हैं करने में सक्षम है। यही कारण है कि ऑक्सीजन है।

रासायनिक गुणों और प्रतिक्रिया

इलेक्ट्रॉन आत्मीयता और ऑक्सीजन की वैद्युतीयऋणात्मकता के बड़े मूल्यों ठेठ घटक है कि धातु गुणों का प्रदर्शन कर रहे हैं। सभी यौगिकों नकारात्मक ऑक्सीजन ऑक्सीकरण राज्य है। जब दो इलेक्ट्रॉन कक्षाओं भरा हे ^2- आयन का गठन किया। पेरोक्साइड (ओ ₂ ²⁾ मानता है कि प्रत्येक परमाणु -1 के प्रभारी है। सार्विक या आंशिक प्रसारण द्वारा इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करने का यह गुण और एक ऑक्सीकरण एजेंट निर्धारित करता है। एजेंट पदार्थ, इलेक्ट्रॉन दाता के साथ प्रतिक्रिया करता है, अपने स्वयं के ऑक्सीकरण राज्य घट जाती है। शून्य से ऑक्सीजन ऑक्सीकरण राज्य में परिवर्तन (कमी) के लिए -2 वसूली कहा जाता है।

सामान्य परिस्थितियों के अंतर्गत तत्व एक dihydric और trihydric यौगिकों रूपों। इसके अलावा, अत्यंत अस्थिर अणुओं chetyrehatomnye हैं। द्विपरमाणुक रूप में दो अयुगल इलेक्ट्रान nonbonding कक्षाओं पर स्थित हैं। इस गैस पैरामैग्नेटिक व्यवहार से पुष्टि की है।

तीव्र प्रतिक्रिया कभी कभी ओजोन धारणा है कि तीन परमाणुओं में से एक "परमाणु" राज्य में है समझाया गया है। इस परमाणु प्रतिक्रिया व्यक्त हे ₃ से अलग _है, आणविक ऑक्सीजन छोड़कर।

सामान्य तापमान और परिवेश के दबाव कमजोर प्रतिक्रियाशील पर हे ₂ अणु। परमाण्विक ऑक्सीजन और अधिक सक्रिय है। पृथक्करण ऊर्जा (ओ ₂ → 2O) महत्वपूर्ण और 117.2 किलो कैलोरी मोल है।

कनेक्शन

हाइड्रोजन, कार्बन, सल्फर, ऑक्सीजन के रूप में सी ऐसी nonmetals, अधातु (एच ₂ ओ) जैसे पानी आक्साइड, सल्फर डाइऑक्साइड (अतः ₂₎ और कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ ₂₎ सहित सहसंयोजक बाध्य यौगिकों की एक बड़ी रेंज का निर्माण करती _है,; इस तरह एल्कोहल, एल्डीहाइड और कार्बोक्जिलिक एसिड के रूप कार्बनिक यौगिकों; इस तरह के कार्बोनिक _{(एच 2 CO3),} सल्फ्यूरिक एसिड (एच ₂ एसओ ₄₎ और नाइट्रिक (HNO ₃₎ के रूप में आम _{एसिड;} और इसी (Na ₂ एसओ ₄₎ जैसे सोडियम सल्फेट _लवण, सोडियम कार्बोनेट (ना ₂ सीओ ₃₎ और सोडियम नाइट्रेट (नैनो _3)। ऑक्सीजन ऐसे यौगिक (ऑक्साइड), ऑक्सीजन और कैल्शियम की CaO के रूप में ठोस धातु आक्साइड, की क्रिस्टल संरचना में हे ^2- आयन के रूप में मौजूद है। धातु सुपरऑक्साइड (KO ₂₎ शामिल आयन हे ₂ ^{- है,} जबकि धातु पेरोक्साइड (बाओ ₂₎ आयन हे ₂ ^2- होते ^हैं। ऑक्सीजन यौगिकों आम तौर पर एक -2 ऑक्सीकरण राज्य है।

कुंजी के गुण

अंत में हम ऑक्सीजन का मुख्य गुण सूची:

• इलेक्ट्रॉन विन्यास: 1s 2s ^{2 2} 2p ^4।
• परमाणु संख्या: 8।
• परमाणु द्रव्यमान: 15.9994।
• क्वथनांक: -183,0 डिग्री सेल्सियस
• गलनांक: -218,4 डिग्री सेल्सियस
• घनत्व (अगर ऑक्सीजन दबाव 0 डिग्री सेल्सियस पर 1 एटीएम है): 1,429 ग्राम / एल।
• (फ्लोरीन के साथ यौगिकों में) -1, -2, 2 की आक्सीकरण स्थिति।