¿Qué tipo de gas es el oxígeno?
Cuando la presión es de 101 kPa, el oxígeno se convierte en un líquido azul claro a unos -180 grados Celsius, y se convierte en un sólido azul claro parecido a la nieve a unos -218 grados Celsius.
El oxígeno puede combinarse directamente con muchos elementos para formar óxidos.
El oxígeno es necesario para que las plantas y los animales se quemen y respiren. El aire enriquecido con oxígeno se utiliza en medicina y en vuelos a gran altitud, el oxígeno puro se utiliza en la fabricación de acero, el corte y la soldadura de metales, y el oxígeno líquido se utiliza como oxidante en los motores de cohetes.
El oxígeno utilizado en la producción se fracciona del aire líquido. El oxígeno se produce por la descomposición de sales que contienen oxígeno (clorato de potasio, permanganato de potasio, etc.). ) mediante calentamiento en el laboratorio.
Propiedades físicas:
①Color, sabor y estado: gas incoloro e inodoro (estado estándar)
②Punto de fusión y ebullición:
③Densidad : Mayor que el aire.
④Solubilidad en agua: Insoluble en agua.
⑤Almacenamiento: cilindro azul cielo
Propiedades químicas:
1 Reacción entre oxígeno y metal:
2 mg+O2 = =. 2 MgO, arde violentamente, emite una luz deslumbrante, libera mucho calor y produce un sólido blanco.
3Fe+2O = = 2Fe3O4, el alambre de hierro al rojo vivo arde violentamente, se dispersan chispas, se libera una gran cantidad de calor y se forma un sólido negro.
2cu+O2 = = 2cuo, después del calentamiento, se forma una capa de sustancia negra en la superficie del alambre de cobre rojo brillante.
En segundo lugar, el oxígeno reacciona con los no metales:
C+O2 = = CO2, arde violentamente, emite luz blanca, libera calor y produce gases que enturbian el agua de cal.
S+O2 = = SO2, aparece una llama brillante de color azul violeta, libera calor y produce gas con un olor acre.
4p+5o2 = = 2p2o5, arde violentamente, emite luz brillante, desprende calor y produce humo blanco.
En tercer lugar, el oxígeno reacciona con alguna materia orgánica, como metano, acetileno, alcohol, parafina, etc., y la quema de oxígeno puede producir agua y dióxido de carbono.
CH4+2O==2CO2+2H2O
2C2H2+5O2==4CO2+2H2O
Oxígeno
Oxígeno
Un elemento químico. El símbolo químico o, número atómico 8, peso atómico 15,9994, pertenece al grupo VIa de la tabla periódica.
El descubrimiento del oxígeno en 1774 por J. Priestley de Inglaterra utilizó una gran lente convexa para enfocar la luz solar y luego calentó óxido de mercurio para producir oxígeno puro. Descubrió que el oxígeno puro favorece la combustión y ayuda a la respiración. se llama "aire desfosforizado". C.W. Scheler de Suecia produjo oxígeno calentando óxido de mercurio y otras sales ácidas de oxígeno un año antes que Priestley, pero su artículo "Tratado sobre la química del aire y el fuego" no se publicó hasta 1777, pero de hecho se produjeron oxígeno de forma independiente. En 1774, Priestley visitó Francia y explicó el método de A.-L. Lavoisier para producir oxígeno. Este último repitió el experimento en 1775 y llamó oxígeno al gas del aire, de la palabra griega oxígeno, que significa "generador de ácido". Por lo tanto, las generaciones posteriores reconocen a estos tres eruditos como los descubridores del oxígeno.
Existen tres isótopos estables del oxígeno, a saber, el oxígeno 16, el oxígeno 17 y el oxígeno 18, de los cuales el oxígeno 16 representa el 99,759%. El contenido de oxígeno en la corteza terrestre es del 48,6%, ocupando el primer lugar. El oxígeno está ampliamente distribuido en la tierra y representa el 23% en la atmósfera. El agua compuesta de oxígeno se encuentra en todas partes en los océanos, ríos y lagos y representa el 88,8% del agua. En la tierra hay muchas sales de ácido oxigenado, como los aluminosilicatos contenidos en el suelo, así como silicatos, óxidos, carbonatos y otros minerales. El oxígeno de la atmósfera se utiliza constantemente en el metabolismo animal y representa el 65% del oxígeno del cuerpo humano. La fotosíntesis de las plantas puede convertir el dióxido de carbono en oxígeno, permitiendo que el oxígeno circule continuamente. Aunque la tierra está llena de oxígeno, este se extrae principalmente del aire, y existen recursos inagotables.
En términos de química física, el oxígeno es un gas incoloro, inodoro e insípido con un punto de fusión de -218,4°C, un punto de ebullición de -182,962°C, una densidad del gas de 1,429 g/cm3 , y el oxígeno líquido es de color azul claro. El oxígeno es un elemento químicamente activo. A excepción de los gases inertes, cloro, bromo, yodo en halógenos y algunos metales inactivos (como el oro y el platino), la mayoría de los no metales y los metales dorados se pueden combinar directamente mediante oxidación, pero el oxígeno se puede combinar con el gas inerte xenón mediante oxidación indirecta. métodos.La reacción produce óxidos:
XeF6 + 3H2OXeO3 + 6HF
¿Qué es esto?
Gases nobles
Todo lo que vemos en la Tierra está hecho de elementos, y algunos elementos son más reacios que otros a participar en reacciones químicas. Sin embargo, a principios de 1988, un químico estadounidense llamado W. Koch demostró que incluso los elementos más insociables pueden ser inducidos a participar en reacciones químicas. Los elementos que menos gustan de combinar son un grupo de elementos llamados "gases inertes" (el significado original de la palabra "inerte" en inglés es "gas inerte", "inerte" significa "inerte" y "noble" significa "noble"). "). ").
Existen seis tipos de gases inertes, ordenados en orden creciente de peso atómico: helio, neón, argón, criptón, xenón y radón. Normalmente, no se combinan con otros elementos y existen sólo como átomos individuales.
De hecho, estos átomos son indiferentes a la presencia de otros átomos del mismo tipo y ni siquiera están dispuestos a acercarse entre sí para formar un líquido, por lo que no se licuarán a temperatura ambiente. Todos son gases y existen en la atmósfera.
El primer gas noble descubierto fue el argón, detectado en 1894. También es el gas inerte más común y representa el 1% de la atmósfera total. Los otros gases nobles fueron descubiertos unos años más tarde y se encuentran en cantidades muy pequeñas en la Tierra. Cuando un átomo transfiere electrones a otro átomo o comparte electrones con otro átomo, se unen entre sí. Los gases nobles no quieren esto porque los electrones de sus átomos están distribuidos de manera tan uniforme que es imposible cambiar sus posiciones ingresando grandes cantidades de energía.
Los grandes átomos de gases inertes, como el radón, tienen sus electrones más externos (electrones implicados en reacciones químicas) lejos del núcleo. Por tanto, la atracción entre los electrones externos y el núcleo es relativamente débil. Por tanto, el radón es el gas noble más débil. También es más fácil para los químicos obligar al radón a participar en reacciones químicas siempre que creen las condiciones adecuadas.
Los electrones más externos de los átomos más pequeños de los gases nobles están más cerca del núcleo. Estos electrones están fuertemente retenidos, lo que dificulta que sus átomos reaccionen con otros átomos.
De hecho, los químicos han obligado a los gases nobles criptón, xenón y radón, que tienen átomos relativamente grandes, a combinarse con átomos como el flúor y el oxígeno, a los que les gusta especialmente aceptar electrones de otros átomos. Los átomos aún más pequeños de los gases nobles (helio, neón, argón) son tan pequeños que ningún químico ha podido aún combinarlos en reacciones químicas.
El gas noble con átomos más pequeños es el helio. Entre varios elementos, es el menos reactivo y el que tiene menos probabilidades de participar en reacciones químicas. Incluso los propios átomos de helio son extremadamente reacios a combinarse, por lo que la temperatura solo puede volverse líquida cuando la temperatura desciende a 4 K. El helio líquido es el líquido de temperatura más baja que puede existir. Es muy importante para los científicos estudiar las bajas temperaturas.
El helio está presente en la atmósfera sólo en pequeñas cantidades, pero también puede producirse cuando elementos radiactivos como el uranio y el torio se desintegran. Este proceso de acumulación se produce bajo tierra, por lo que en algunos pozos petroleros se puede producir helio. Este recurso es limitado pero aún no se ha agotado.
Cada átomo de helio tiene sólo dos electrones y está tan estrechamente unido al núcleo de helio que capturar uno de los electrones requiere más energía que capturar cualquier otro átomo. Ante restricciones tan estrictas, ¿puede un átomo de helio ceder un electrón o compartirlo con otros átomos para producir una reacción química?
Para calcular el comportamiento de los electrones, los químicos utilizan un sistema matemático llamado mecánica cuántica, que fue creado en la década de 1920. El químico Kirk aplicó sus principios al estudio del helio. Por ejemplo, supongamos que un átomo de berilio (que tiene cuatro electrones) reacciona con un átomo de oxígeno (que tiene ocho electrones). Durante el proceso de enlace químico, el átomo de berilio cede dos electrones al átomo de oxígeno, lo que hace que se unan. Los resultados de los cálculos de la mecánica cuántica muestran que la probabilidad de que aparezca un electrón en el lado de un átomo de berilio opuesto al átomo de oxígeno es muy pequeña.
Según las ecuaciones de la mecánica cuántica, si interviene un átomo de helio. Comparte dos electrones con el lado del átomo de berilio donde es muy poco probable que se produzcan electrones, formando un compuesto de helio-berilio-oxígeno.
Hasta ahora, ninguna otra reacción de combinación atómica ha producido las condiciones para capturar átomos de helio, e incluso helio-berilio-oxígeno sólo pueden combinarse a temperaturas lo suficientemente altas como para licuar el aire. Ahora es el momento de que los químicos estudien sustancias a temperaturas extremadamente bajas para ver si realmente pueden probar la teoría en la práctica y obligar al helio a participar en reacciones de combinación química, derrotando así a este elemento tan inerte. ?
Del mismo modo, el óxido de cloro también se puede preparar por métodos indirectos:
2cl 2+2g ohgo? Cloruro de mercurio + óxido de cloro
A temperatura ambiente, el oxígeno también puede oxidar otros compuestos:
2NO+O22NO2
El oxígeno puede oxidar la glucosa, que es la composición La principales reacciones de la respiración biológica:
C6H12O6+6O26CO2+6H2O
Los estados de oxidación del oxígeno son -2, -1 y +2. El efecto de oxidación del oxígeno es superado solo por el del flúor, por lo que cuando el oxígeno reacciona con el flúor, aparece con una valencia de +2 para formar un compuesto de flúor-oxígeno (F2O). Los compuestos binarios formados por oxígeno y elementos metálicos son óxidos, peróxidos y superóxidos. Una molécula de oxígeno puede perder un electrón para formar oxígeno molecular (), formando compuestos como el O2PtF6.
Los métodos de preparación de oxígeno en laboratorio son: ①Descomposición térmica de clorato de potasio:
(2) Electrólisis del agua:
③Descomposición térmica de óxidos:
(4) Utilice dióxido de manganeso como catalizador para descomponer el peróxido de hidrógeno;
En la nave espacial, el gas de dióxido de carbono exhalado por los astronautas puede reaccionar con el peróxido de potasio para producir oxígeno para que los astronautas respiren. .
El método para la producción y aplicación de oxígeno a gran escala consiste en fraccionar el aire líquido. El aire primero se comprime y luego se congela hasta convertirlo en aire líquido. Debido a que los gases raros y el nitrógeno tienen puntos de ebullición más bajos que el oxígeno, lo que queda después del fraccionamiento es oxígeno líquido, que puede almacenarse en cilindros de alta presión. Todas las reacciones de oxidación y procesos de combustión requieren oxígeno, como la eliminación de impurezas como el azufre y el fósforo durante la fabricación del acero. Una mezcla de oxígeno y acetileno arde a temperaturas de hasta 3500°C y se utiliza para soldar y cortar acero.
La fabricación de vidrio, la producción de cemento, la tostación de minerales y el procesamiento de hidrocarburos requieren oxígeno. El oxígeno líquido también se utiliza como combustible para cohetes y es más barato que otros combustibles. Para las personas que trabajan en ambientes hipóxicos o anóxicos, como buzos, astronautas, etc., el oxígeno es indispensable para mantener la vida. Los estados activos del oxígeno, como OH, H2O2, etc., provocan graves daños en los tejidos biológicos. La mayor parte de los daños en la piel y los ojos provocados por los rayos ultravioleta están relacionados con este efecto.
Algunos usos y efectos negativos del oxígeno
El oxígeno es la “fuente de energía” del corazón.
El oxígeno es una sustancia clave para el metabolismo humano y la primera necesidad para las actividades de la vida humana. El oxígeno respirado se convierte en oxígeno utilizable en el cuerpo, llamado oxígeno en sangre. La sangre transporta oxígeno en sangre y suministra energía a todo el cuerpo. El suministro de oxígeno en sangre está estrechamente relacionado con el estado de funcionamiento del corazón y el cerebro. Cuanto mayor sea la capacidad de bombeo del corazón, mayor será el contenido de oxígeno en la sangre, mayor será la capacidad de transfusión de sangre de las arterias coronarias, mayor será la concentración de oxígeno en la sangre entregada al corazón, el cerebro y todo el cuerpo, y mejor será el funcionamiento de los órganos vitales del cuerpo. .
Dos. Fuente de oxígeno
A medida que aumenta la demanda de oxígeno fresco de la gente, se han establecido bares con fuentes de oxígeno en grandes ciudades como Los Ángeles. En la barra de la fuente de oxígeno, la gente sostiene botellas de oxígeno transparentes con exquisitos dispositivos de succión externos insertados en ellas. Con una succión suave, el oxígeno puro del tanque saldrá a borbotones. Se puede administrar oxígeno con limón u otro aroma de forma continua durante 20 minutos. Además, en Estados Unidos también están surgiendo otros productos relacionados con el oxígeno, como aguas oxigenadas diversas, refrescos oxigenados, cápsulas oxigenadas, etc. El consumo emergente de oxígeno ha formado una nueva tendencia.
3. Aumentar la captación de oxígeno puede reducir la infección postoperatoria y detener los vómitos.
De junio a octubre de este año, el "New England Journal of Medicine" estadounidense publicó un nuevo resultado de investigación. Anestesistas de Austria, Estados Unidos y Australia informan que el riesgo de infección posoperatoria se puede reducir a la mitad simplemente aumentando el oxígeno durante y después de la cirugía. Debido a que aumentar el oxígeno puede mejorar la inmunidad del sistema inmunológico, puede proporcionar más munición al "ejército inmunológico" del paciente para matar las bacterias de la herida.
El estudio se realizó en 500 pacientes en hospitales de Viena, Austria y Hamburgo, Alemania. El primer grupo de 250 pacientes fue anestesiado con oxígeno al 30% durante toda la operación y 2 horas después de la operación, y el otro grupo de 250 pacientes fue anestesiado con oxígeno al 80% al mismo tiempo. Como resultado, 28 personas del primer grupo tuvieron infecciones posoperatorias, mientras que sólo 13 personas del segundo grupo tuvieron infecciones posoperatorias.
Las náuseas o vómitos tras la anestesia son bastante comunes y provocan mucho malestar al paciente. Los anestesiólogos que realizaron el estudio dijeron que aumentar el oxígeno era más efectivo que todos los antieméticos utilizados actualmente, no era peligroso y era de bajo costo. El mecanismo por el cual el oxígeno previene la emesis puede ser prevenir la isquemia intestinal, impidiendo así la liberación de factores eméticos. Pero no es aconsejable reemplazar completamente el óxido nítrico con oxígeno porque puede despertar al paciente durante el procedimiento.
4. Sordera repentina uniforme con oxígeno hiperbárico
El director del Departamento de Oxígeno Hiperbárico del Hospital de la Amistad dijo que el oxígeno hiperbárico no solo puede mejorar el estado hipóxico de los órganos auditivos en el oído interno. , pero también mejora el flujo sanguíneo en el oído interno. La circulación, es decir, el metabolismo de los tejidos, favorece la recuperación de la función auditiva. Una vez que sufre de sordera repentina, debe acudir inmediatamente al departamento de oxígeno hiperbárico del hospital para recibir tratamiento, porque el efecto del oxígeno hiperbárico sobre la sordera repentina a menudo depende del tiempo de tratamiento inicial. Generalmente, el mejor efecto del tratamiento es dentro de los tres días (a más tardar). más de una semana) después del inicio de la enfermedad.
5. El oxígeno hiperbárico tiene un buen efecto sobre la enfermedad periodontal.
La enfermedad periodontal se refiere a la inflamación, deformación y atrofia de las encías, el ligamento periodontal y el hueso alveolar, lo que eventualmente conduce al aflojamiento y pérdida de los dientes. Con la enfermedad periodontal, se producirá congestión de las encías, enrojecimiento, sangrado y profundización del surco gingival, lo que provocará periodontitis, desbordamiento de las bolsas periodontales, mal aliento, dientes flojos y, a menudo, acompañado de recesión de las encías.
Los tratamientos convencionales para la enfermedad periodontal no son muy efectivos. En los últimos años, los trabajadores médicos han utilizado oxígeno hiperbárico para tratar la enfermedad periodontal y han logrado buenos resultados. La oxigenoterapia hiperbárica puede aumentar el contenido de oxígeno y la distancia de difusión del tejido periodontal, promover la reconstrucción de la circulación colateral y mejorar la circulación local. La vasoconstricción puede aliviar la hinchazón localizada. Además, el oxígeno hiperbárico puede inhibir eficazmente el crecimiento y la reproducción de bacterias, especialmente bacterias anaeróbicas, mejorar el suministro de sangre y oxígeno al tejido periodontal, promover el metabolismo, facilitar la reparación de los tejidos locales y lograr los objetivos de antiinflamación, hinchazón, hemostasia y desodorización.
6. Efectos negativos de la inhalación excesiva de oxígeno
Ya a mediados del siglo XIX, el científico británico Paul Burt descubrió por primera vez que si los animales respiran oxígeno puro, les provocará envenenamiento. y lo mismo ocurre con los humanos. Si una persona se expone a oxígeno puro con una concentración superior a 0,05 MPa (la mitad de la presión atmosférica), es tóxico para todas las células. Si se inhala durante demasiado tiempo, puede producirse una "intoxicación por oxígeno". La barrera capilar de los pulmones se destruye, lo que provoca edema pulmonar, congestión pulmonar y hemorragia, lo que afecta gravemente la función respiratoria y, por lo tanto, provoca que el inflador se vuelva hipóxico. En un ambiente de oxígeno puro de 0,1 MPa (1 atmósfera), una persona sólo puede sobrevivir durante 24 horas antes de que se produzca neumonía, que eventualmente provocará insuficiencia respiratoria y muerte por asfixia. Si una persona permanece en un ambiente de oxígeno puro a alta presión de 0,2 MPa (2 atmósferas) durante un máximo de 1,5 a 2 horas, puede causar intoxicación cerebral, trastornos del ritmo de vida, trastornos mentales y pérdida de memoria. Si se añade oxígeno de 0,3 MPa (3 atmósferas) o más, las personas experimentarán degeneración y necrosis de las células cerebrales, convulsiones, coma y muerte en unos pocos minutos.
Además, la ingesta excesiva de oxígeno también favorecerá el envejecimiento de la vida. El oxígeno que ingresa al cuerpo humano reacciona con la oxidasa de las células para generar peróxido de hidrógeno, que luego se convierte en lipofuscina.
Este tipo de lipofuscina es una sustancia nociva que acelera el envejecimiento celular. Se acumula en el miocardio, envejeciendo las células del miocardio y reduciendo la función cardíaca. Se acumula en las paredes de los vasos sanguíneos, lo que hace que los vasos sanguíneos envejezcan y se endurezcan; se acumula en el hígado, debilitando la función hepática; se acumula en el cerebro, provocando deterioro mental, pérdida de memoria y personas con demencia; , formando manchas de la edad.
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