Oxigenul

Oxigenul

Simbol : O ; Masa atomica=15,9994; Z=8

Oxigenul elementar apare in doua stari alotropice:oxigenul diatomic O₂(dioxigenul) si oxigenul triatomic O₃ (trioxigenul,ozonul).Aceste modificatii se deosebesc,prin numarul de atomi din molecula. (1)

Raspandire:Este cel mai raspandit element din natura,el reprezinta circa 50% din litosfera,hidrosfera si atmosfera. Oxigenul este cel mai raspandit element de pe planeta, gasindu-se atat in stare libera cat si sub forma de compusi. In stare libera, oxigenul se afla fie sub forma moleculara in aer (20%), fie sub forma de ozon (O₃) in straturile superioare ale atmosferei. (4)

Preparare:Oxigenul intra in compozitia unui numar mare de compusi, atat in substante organice (grasimi, proteine, aharuri,alcooli) cat si in substante anorganice (apa,oxizi,silicati,carbonate,azotati,fosfati,sulfati etc.) Se obtine din substante care il contin si il cedeaza. In laborator se obtine din clorat de potasiu,permanganate de potasiu,dioxid de plumb,oxid rosu de mercur etc,prin descompunere termica: (6)

2KClO₃ → 2KCl + 3O₂

2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

2PbO₂ → 2PbO + O₂

2HgO→ 2Hg + O₂

Industrial oxignul se poate obtine prin 2 metode:

a)distilarea fractionala a aerului lichid

b)electroliza apei (2)

Proprietati fizice: Oxigenul este un gaz incolor, inodor, insipid si putin solubil in apa. Este de 1 ori mai greu decat aerul. Acesta se lichefiaza foarte greu la o temperatura de -183C. In stare lichida,gazoasa sau solida oxigenul este paramagnetic si are o energie de disociere,foarte ridicata(496 kJ * molˉ² ).Molecula de oxigen poseda 2 electroni impair,este diatomica,cei 2 atomi fiind legati printr-o legatura dublacu lungimea de 1,208Å,cand molcula este in stare fundamentala ³Σ ˉ_g si 1,223Å cand se gaseste in stare excitata Σ ˉ_{u ..}Energia de disociere a moleculei este de 117 kcal/mol. (3)

Proprietati chimice Oxigenul formeaza combinatii cu toate elementele in afara de He,Ne si Ar. Direct el se combina cu toate elementele,exceptie facand halogenii,cateva metale pretioase(Au,Pt etc) si gazelle rare (ale carori oxizi se obtin pe cale indirecta),la temperature diferite,functie de natura elementului respective si de conditiile de reactie. Oxidarile pot fi vii sau lente,dupa cum caldura degajata este inferioara sau superioara caldurii pierdute prin radiatie,conductibilitate etc. Daca oxidarea are loc intr-o incinta care nu este izolata termic,arderea lenta,nu se observa degajare de caldura.

2H₂+O₂      2H₂O

P₄+5O₂      2P₂O₅

pentaoxid de fosfor

(anhirida fosforica)

2Na+O₂      Na₂O₂

peroxid de sodiu

4Al+3O₂      2Al₂O₃

trioxid de aluminiu

Combinarea oxigenului cu halogenii nu se face diresct decat in conditii exceptionale si oxizii acestor elemente foarte electronegative sunt putin stabili.celelalte elemente din grupa a 6-a principala ard in oxygen la fel ca si fosforul si carbonul. (5)

Arderile Oxidarile insotite de o energica degajare de caldura si lumina se numesc arderi vii sau combustii,iar cele care au loc la temperature joase si se desfasoara cu viteze mici se numesc arderi lente. Faptul ca in oxigen put toate reactiile de ardere se desfasoara mai intens decat in aer se datoreaza existentei in aer a azotului,care nu intretine arderea si consuma din caldura degajata in timpul reactieri de oxidare pentru propria incalzire pana la temperatura de aprindere a substantei supuse arderii. (7)

Intrebuintari. Oxigenul are foarte multe intrebuintati in diferite domenii. In industria chimica,oxigenul este intrebuintat la oxidarea amoniacului pentru prepararea acidului azotic;la fabricarea acidului sulfuric,dioxidul de sulf se amesteca cu aer imbogatit cu oxigen, obtinandu-se astfel randamente mai bune.Ca utilizari ale oxigenului se mai mentioneaza obtinerea uleiurilor sicative,albirea hartiei etc. Una din cele mai uzuale intrebuintari ale oxigenului in tehnica este la sudura autogena. In metalurgie, indeosebi in siderurgie,se consuma cantitati inseminate de oxigen pentru imbogatirea aerului suflat in furnale(realizand astfel economie de combustibil si scurtarea timpului de reactie). In medicina se foloseste oxigen la reanimari si narcoze. Izotopul ¹⁸O este utilizat ca trasor neradioactiv pentru studierea mecanismelor de reactie a unor compusi cu oxigen. (8)