Теория:
Кислород — химический элемент \(№~8\). Расположен в \(VIA\) группе, втором периоде периодической системы. Химический символ — \(O\), относительная атомная масса равна \(16\).
Кислород — самый распространённый химический элемент на Земле. В земной коре его массовая доля составляет \(49,5\) %. Кислород входит в состав воды, разных минералов, органических соединений. Содержится во всех живых организмах. В виде простого вещества входит в состав воздуха, в котором его объёмная доля составляет \(21\) %, а массовая \(23\) %.
Элементу кислороду характерна аллотропия. Он образует два простых вещества: кислород и озон .
Физические свойства простого вещества кислорода
При комнатной температуре кислород — газ без цвета, запаха и вкуса. Он примерно в \(1,1\) раза тяжелее воздуха.
При температуре \(–183\) °С кислород сжижается и превращается в голубую жидкость, а при \(–218\) \( \)°С становится твёрдым.
Кислород плохо растворяется в воде. При \(20\) °С в \(1\) объёме воды растворяется примерно \(3,1\) объёма кислорода. Растворимость кислорода, так же как и других газов, зависит от температуры. С повышением температуры растворимость уменьшается.
Химические свойства
Связь в молекуле кислорода прочная. При обычных условиях это малоактивный газ, который вступает в реакции только с наиболее активными веществами. При повышении температуры активность кислорода резко возрастает. Он энергично реагирует с большинством простых и многими сложными веществами.
Почти все реакции с кислородом идут с выделением тепла, поэтому нагревание требуется лишь для начала процесса. Большинство реакций с участием кислорода сопровождается также выделением света. Такие реакции называют реакциями горения.
- Взаимодействие с простыми веществами-неметаллами.
При нагревании неметаллы (кроме инертных газов и галогенов) сгорают в кислороде с образованием оксидов. Если серу зажечь и опустить в сосуд с кислородом, то она сгорает ярким синим пламенем. При этом образуется сернистый газ:
.
Рис. \(1\). Горение серы
Зажжённый фосфор горит в кислороде белым пламенем. Сосуд заполняется дымом, состоящим из мелких частиц оксида фосфора(\(V\)):
.
Рис. \(2\). Горение фосфора
Подобным образом протекают реакции с углеродом, кремнием, водородом:
,
,
.
Реакция азота с кислородом идёт с поглощением тепла. Для её протекания требуется высокая температура:
.
- Взаимодействие с простыми веществами-металлами.
Активные металлы реагируют с кислородом при комнатной температуре:
,
.
При нагревании реагируют менее активные металлы:
.
Многие металлы сгорают в кислороде. Так, раскалённое железо в чистом кислороде начинает ярко светиться и разбрасывать яркие искры:
.
Рис. \(3\). Горение железа
В реакции с железом образуется смешанный оксид: ().
Неактивные металлы (золото, платина, серебро) с кислородом не реагируют.
- Взаимодействие со сложными веществами.
В кислороде горят многие сложные органические и неорганические вещества. При этом, как правило, образуются оксиды элементов, входящих в состав этих веществ:
,
,
.