«Контроль качества лекарственных средств VI группы периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева»

Соединения кислорода и его свойства

Нахождение в природе. Кислород — самый распространенный на Земле элемент. Он составляет 47,2% от массы земной коры. Его содержание в воздухе составляет 20,95% по объему, или 23,15% по массе. Кислород входит в состав воды, горных пород, многих минералов и солей, содержится в белках, жирах и углеводах, из которых состоят живые организмы.
Получение. В лабораторных условиях кислород получают либо электролизом водного раствора гидроксида натрия, либо разложением при нагревании бертолетовой соли (хлората калия) или перманганата калия. Разложение хлората калия значительно ускоряется в присутствии оксида марганца (IV) МnО₂:
2КСlOз = 2КС1 + ЗО₂↑
Очень чистый кислород получается при разложении перманганата калия:
2КМnО₄ = К₂МnО₄ + МnОз + О₂↑
В промышленности кислород получают при получении водорода электролизом воды. Кислород хранят и перевозят в стальных баллонах под давлением до 15 МПа (мегапаскаль).
Физические свойства. Кислород — газ без цвета, вкуса и запаха, немного тяжелее воздуха. В воде мало растворим (в 1 л воды при 20 °С растворяется 31 мл кислорода). При температуре —183 °С и давлении 101,325 кПа кислород переходит в жидкое состояние. Жидкий кислород имеет голубоватый цвет, втягивается в магнитное поле.
Химические свойства. Для завершения внешнего электронного уровня атому кислорода не хватает двух электронов. Энергично принимая их, кислород проявляет степень окисления —2. Однако в соединениях с фтором (ОF₂ О₂F₂) общие электронные пары смещены к фтору, как к более электроотрицательному элементу. В этом случае степени окисления кислорода соответственно равны +2 и +1, а фтора —1.
Важнейшее химическое свойство кислорода — способность образовывать оксиды почти со всеми элементами (для первых трех благородных газов оксиды не получены). При этом с большинством веществ кислород реагирует непосредственно, особенно при нагревании. Например:
2Са + О₂ = 2СаО
Кислород не взаимодействует непосредственно с галогенами, золотом и платиной, их оксиды получаются косвенным путем.
Сложные вещества при определенных условиях также взаимодействуют с кислородом. При этом образуются оксиды, а в некоторых случаях — оксиды и простые вещества. Например:
2С₂Н₂ + 5О₂ = 4СО₂ + 2Н₂О
4NНз + ЗО₂= 6Н₂О + 2N₂
Кислород как окислитель. По величине относительной электроотрицательности кислород является вторым элементом (х = 3,50) Поэтому в химических реакциях как с простыми, так и со сложными веществами он является окислителем, так как принимает электроны. С другой стороны (как следует из реакций выше) кальций, углерод со степенью окисления —1 и азот со степенью окисления —3 отдают электроны, поэтому Са, С₂Н₂ и NН₃ являются восстановителями.
Горение, ржавление, гниение и дыхание протекают при участии кислорода. Это окислительно-восстановительные процессы.
Применение. В медицине кислород применяется для облегчения дыхания больных (кислородные подушки и палатки). Он используется в кислородных приборах при выполнении работ в трудной для дыхания атмосфере (подземные и подводные работы, высотные и космические полеты и др.).
Вода очищенная Aqua purificata
Вода для инъекций Aqua pro injectionibus