عندما تجد خطأ في الصفحة ، حدده واضغط على Ctrl + Enter

في شكله النقي ، حصل Scheele على الأكسجين لأول مرة في عام 1772 ، ثم في عام 1774 عزله بريستلي من أكسيد الزئبق.

يأتي الاسم اللاتيني للأكسجين "أوكسيجينوم" من الكلمة اليونانية القديمة "أوكسيس" ، والتي تعني "حامض" ، و "جيناو" - "أنا أنجب" ؛ ومن ثم فإن كلمة "الأوكسجين" اللاتينية تعني "إنتاج الأحماض".

في الدولة الحرةيوجد الأكسجين في الهواء والماء. في الهواء (الغلاف الجوي) يحتوي على 20.9٪ من حيث الحجم أو 23.2٪ بالوزن ؛ محتواه في الماء في الحالة المذابة هو 7-10 مجم / لتر.

في شكل مرتبط ، يتم تضمين الأكسجين في تكوين الماء (88.9 ٪) ، والمعادن المختلفة (في شكل مركبات أكسجين مختلفة). الأكسجين جزء من أنسجة كل نبات. إنه ضروري لتنفس الحيوانات.

يحدث الأكسجين في الطبيعة في حالة حرة في خليط مع غازات أخرى وفي شكل مركبات ، وبالتالي يتم استخدام كل من الطرق الفيزيائية والكيميائية للحصول عليه.

تعتمد الطريقة العامة للحصول على الأكسجين من المركبات على أكسدة أيون ثنائي التكافؤ سالب الشحنة وفقًا للمخطط:

2O 2- - 4e - \ u003d O 2.
نظرًا لأنه يمكن إجراء الأكسدة بطرق مختلفة ، فهناك العديد من الطرق (المختبرية والصناعية) المختلفة للحصول على الأكسجين.

1. الطرق الجافة للحصول على الأوكسجين عن طريق الاختراق الحراري

يمكن إجراء التفكك الحراري للمواد المختلفة في أنابيب الاختبار ، والأنابيب ، والدوارق ، والحواجز المصنوعة من الزجاج المقاوم للحرارة أو في معوجات حديدية.

الحصول على الأكسجين عن طريق التحلل الحراري لبعض أكسيدات المعادن (HgO ، Ag 2 O ، Au 2 O 3 ، IrO 2 ، إلخ.)

خبرة. التحلل الحراري لأكسيد الزئبق الأحمر.

2HgO \ u003d 2Hg + O 2-2x25 كيلو كالوري.
من 10 جم من أكسيد الزئبق الأحمر ، يتم الحصول على 500 مل من الأكسجين.

للتجربة ، يتم استخدام أنبوب اختبار مصنوع من الزجاج المقاوم للحرارة بطول 17 سم وقطره 1.5 سم مع طرف سفلي بطول 3-4 سم ، كما هو موضح في ، يتم سكب 3-5 جم من أكسيد الزئبق الأحمر في الجزء السفلي نهاية. يتم إدخال سدادة مطاطية مع أنبوب تصريف في أنبوب اختبار مثبت في دعامة في وضع مائل ، يتم من خلاله إزالة الأكسجين الذي يتم إطلاقه أثناء التسخين إلى جهاز التبلور بالماء.

عندما يتم تسخين أكسيد الزئبق الأحمر إلى درجة 500 ، يتم إطلاق الأكسجين من أنبوب المخرج وتظهر قطرات من الزئبق المعدني على جدران أنبوب الاختبار.

الأكسجين ضعيف الذوبان في الماء ، وبالتالي يتم جمعه باستخدام طريقة إزاحة الماء بعد الإزالة الكاملة للهواء من الجهاز.

في نهاية التجربة ، يتم إزالة أنبوب المخرج أولاً من جهاز التبلور بالماء ، ثم يتم إطفاء الموقد ، ومع مراعاة سمية بخار الزئبق ، لا يتم فتح السدادة إلا بعد أن يبرد الأنبوب تمامًا.

بدلاً من أنبوب الاختبار ، يمكنك استخدام معوجة بجهاز استقبال للزئبق.

خبرة. التحلل الحراري لأكسيد الفضة.معادلة التفاعل:

2Ag 2 O \ u003d 4Ag + O 2-13 سعرة حرارية.

عندما يتم تسخين مسحوق أسود من أكسيد الفضة في أنبوب اختبار مع أنبوب مخرج ، يتم إطلاق الأكسجين ، والذي يتم تجميعه فوق الماء ، وتبقى طبقة لامعة من الفضة على جدران أنبوب الاختبار على شكل مرآة.

إنتاج الأوكسجين عن طريق التحلل الحراري للأكسيدات التي ، عند استعادتها ، تنتقل إلى أكسيدات ذات قيمة منخفضة ، وتحرر جزء من الأكسجين

خبرة. التحلل الحراري لأكاسيد الرصاص.نتيجة لتفاعلات الأكسدة والاختزال بين الجزيئات ، يتم إطلاق الأكسجين:

أ) 2PbO 2 \ u003d 2PbO + O 2 ؛
ب) 2Pb 3 O 4 \ u003d 6PbO + O 2 ؛
PbO2 290-320 درجة→ Pb 2 O 3 390-420 درجة→ Pb 3 O 4 530-550 درجة→ PbO.

الرصاص الأحمر (Pb 3 O 4 أو 2PbO PbO 2)

الرصاص الأحمر

أكسيد الرصاص (IV) PbO 2

أكسيد الرصاص (IV) PbO 2

أثناء التحلل الحراري ، يتم الحصول على حوالي 460 مل من الأكسجين من 10 جم من ثاني أكسيد الرصاص ، وحوالي 160 مل من الأكسجين من 10 جم من Pb 3 O 4.

يتطلب الحصول على الأكسجين من أكاسيد الرصاص تسخينًا أكثر كثافة.

مع التسخين القوي للمسحوق البني الداكن PbO 2 أو Pb 3 O 4 البرتقالي ، يتم تكوين مسحوق أصفر من أكسيد الرصاص PbO في أنبوب الاختبار ؛ بمساعدة شظية مشتعلة ، يمكنك التأكد من إطلاق الأكسجين.

أنبوب الاختبار بعد هذه التجربة غير مناسب لمزيد من الاستخدام ، منذ ذلك الحين. عند تسخينه بقوة ، يتحد أكسيد الرصاص مع الزجاج.

خبرة. التحلل الحراري لثاني أكسيد المنجنيز.

3MnO 2 \ u003d Mn 3 O 4 + O 2-48 سعرة حرارية.
يتم الحصول على حوالي 420 مل من الأكسجين من 10 جم من ثاني أكسيد المنغنيز (بيرولوزيت). في هذه الحالة ، يتم تسخين أنبوب الاختبار لدرجة حرارة حمراء فاتحة.

للحصول على كمية كبيرة من الأكسجين ، تتم عملية تحلل البيرولوزيت في أنبوب حديدي بطول 20 سم مغلق في أحد طرفيه ، ويتم إغلاق الطرف الثاني بسدادة مع أنبوب يتم من خلاله إزالة الأكسجين.

يتم تسخين الأنبوب الحديدي باستخدام فرن ترميد أو موقد غاز Teklu مع فوهة تتوافق.

خبرة. التحلل الحراري لأنهيدريد الكروم.يتكون الأكسجين نتيجة تفاعل الأكسدة والاختزال داخل الجزيء:

4CrO 3 \ u003d 2Cr 2 O 3 + 3O 2 - 12.2 كيلو كالوري.

أكسيد الكروم (VI) CrO 3 [أنهيدريد الكروم]

أكسيد الكروم (III) Cr 2 O 3

أكسيد الكروم (III) Cr 2 O 3

يؤدي التحلل الحراري لمادة أنهيدريد الكروم (مادة صلبة حمراء داكنة رطبة) إلى إطلاق الأكسجين وتشكيل مسحوق أكسيد الكروم الأخضر ، Cr 2 O 3.

إنتاج الأوكسجين عن طريق التحلل الحراري للبيروكسيدات

خبرة. التحلل الحراري لبيروكسيد الباريوم BaO 2.يستمر التفاعل القابل للانعكاس على النحو التالي:

2ВаO 2 + 38 كيلو كالوري ← 500 درجة 700 درجة→ 2ВаО + O 2.
مع التسخين القوي لبيروكسيد الباريوم BaO 2 ، تنكسر رابطة البيروكسيد بتكوين أكسيد الباريوم وإطلاق الأكسجين.

يتم الحصول على حوالي 660 مل من الأكسجين من 10 جم من بيروكسيد الباريوم.

بدلاً من بيروكسيد الباريوم ، يمكن أيضًا استخدام بيروكسيد الصوديوم. ثم يذهب التمدد وفقًا للمعادلة

2Na 2 O 2 \ u003d 2Na 2 O + O 2.
يتم إجراء التجربة في أنبوب اختبار مع أنبوب مخرج.

خبرة. التحلل الحراري لكلورات البوتاسيوم.تتحلل كلورات البوتاسيوم بشكل مختلف حسب درجة الحرارة. عندما يسخن إلى 356 درجة ، يذوب ، وعند 400 درجة يتحلل وفقًا للمعادلة

2KSlO 3 \ u003d KClO 4 + KCl + O 2.

في هذه الحالة ، يتم إطلاق ثلث الأكسجين الموجود في المركب فقط ويتصلب الذوبان. تفسر هذه الظاهرة بحقيقة أن المركب الناتج KClO 4 أكثر ثباتًا وصهرًا.

عندما يتم تسخين كلورات البوتاسيوم إلى 500 درجة ، يكون تكوين فوق كلورات البوتاسيوم تفاعلًا وسيطًا. يتم التوسع في هذه الحالة وفقًا للمعادلات:

أ) 4KSlO 3 = 3KSlO 4 + KCl + 71 سعر حراري ؛
ب) 3KSlO 4 = 3KSl + 6O2-24 سعرة حرارية ؛
4KSlO 3 \ u003d 4KSl + 6O 2 + 52 سعر حراري.
يتم إجراء التحلل الحراري لكلورات البوتاسيوم في معوجة صغيرة متصلة بواسطة أنبوب تصريف مع أنبوب أمان ببلورة مملوءة بالماء (أو حمام هوائي). يتم تجميع الجهاز وفقًا لـ. لتجنب حدوث انفجار ، يُسكب KClO 3 النقي في المعوجة ، بدون خليط من المواد العضوية.

لتجنب التحلل العنيف ، الذي قد يتسبب في انفجار المعوجة ، يتم إجراء التسخين بعناية.

يتم جمع الأكسجين المنطلق في أوعية مختلفة فوق الماء. عندما يريدون الحصول على تدفق بطيء للأكسجين ، يتم تخفيف كلورات البوتاسيوم عن طريق خلطها مع ملح الطعام الجاف.

خبرة. التحلل الحراري لكلورات البوتاسيوم في وجود محفز.في وجود المحفزات (MnO 2 ، Fe 2 O 3 ، Cr 2 O 3 و CuO) ، تتحلل كلورات البوتاسيوم بسهولة وبشكل كامل عند درجة حرارة منخفضة (بدون تكوين مركب وسيط ، فوق كلورات البوتاسيوم) وفقًا للمعادلة:

2KSlO 3 \ u003d 2KSl + 3O 2 + 19.6 سعر حراري.
عند إضافة ثاني أكسيد المنغنيز ، يتحلل KClO 3 بالفعل عند 150-200 درجة ؛ تحتوي العملية على الخطوات الوسيطة التالية:

2KSlO 3 + 6MnO 2 → 2KSl + 6MnO 3 → 2KSl + 6MnO 2 + 3O 2 + 19.6 كيلو كالوري.
نسبة مضاف ثاني أكسيد المنغنيز (بيرولوزيت) من 5 إلى 100٪ بوزن كلورات البوتاسيوم.

يتم إغلاق أنبوب الاختبار الذي يحتوي على كلورات البوتاسيوم بسدادة ، يتم من خلالها تمرير أنبوبين زجاجيين. يعمل أحد الأنبوبين على إزالة الأكسجين إلى جهاز التبلور بالماء ، والثاني عبارة عن أنبوب قصير جدًا ، مثني بزاوية قائمة مع طرف خارجي مغلق ، ويحتوي على مسحوق ناعم من ثاني أكسيد المنغنيز الأسود MnO 2.

يتم تجميع الجهاز وفقًا لـ. عندما يتم تسخين الأنبوب إلى 200 درجة تقريبًا ، لا يتم إطلاق فقاعات أكسجين في جهاز التبلور بالماء. لكن الأمر يستحق تشغيل الأنبوب القصير بثاني أكسيد المنغنيز والطرق عليه برفق ، حيث ستدخل كمية صغيرة من ثاني أكسيد المنغنيز في أنبوب الاختبار وسيبدأ تطور سريع للأكسجين على الفور.

بعد انتهاء التجربة وتبريد الجهاز ، يُسكب خليط ثنائي أكسيد المنغنيز وكلوريد البوتاسيوم في الماء. بعد إذابة كلوريد البوتاسيوم ، يتم ترشيح ثاني أكسيد المنجنيز غير القابل للذوبان ، وغسله جيدًا على المرشح ، وتجفيفه في فرن وتخزينه لاستخدامه مرة أخرى كمحفز. إذا كان من الضروري الحصول على كمية كبيرة من الأكسجين ، يتم إجراء عملية التحلل في حواجز زجاجية مقاومة للحرارة أو في حواجز من الحديد الزهر.

يعد التحلل الحراري لكلورات البوتاسيوم في وجود ثاني أكسيد المنغنيز أكثر الطرق ملاءمة للحصول على الأكسجين.

يتم إجراء هذه التجربة باستخدام محفزات أخرى - Fe 2 O 3 و Cr 2 O 3 و CuO.

خبرة. الحصول على الأكسجين عن طريق تسخين كلورات البوتاسيوم وهو خليط من كلورات البوتاسيوم مع ثاني أكسيد المنجنيز وثاني أكسيد المنجنيز. الأدوات التالية مطلوبة للتجربة: ثلاثة أنابيب اختبار زجاجية مقاومة للحرارة مع أنابيب مخرج ، وثلاث أسطوانات بسعة 100 مل لكل منها ، وثلاث شعلات غازية ، وثلاث بلورات ، وثلاثة أرفف مزودة بمشابك.

يتم تجميع التركيب وفقًا لـ. تمتلئ البلورات والأسطوانات بالماء ، ملون قليلاً ببرمنجنات البوتاسيوم أو فوشين S.

صب 1 جم من KClO 3 النقي في الأنبوب الأول ، و 0.5 جم من KClO 3 و 0.5 جم من MnO 2 في الأنبوب الثاني ، و 1 جم من MnO 2 في الأنبوب الثالث. يتم إيلاء اهتمام خاص لضمان نظافة أنابيب الاختبار وعدم دخول حبيبات الفلين إليها.

يتم وضع شعلات الغاز المعدلة بعناية ، والتي تحترق بنفس اللهب غير القوي للغاية وغير المضيء وتنبعث منها نفس الكمية من الحرارة ، تحت أنابيب الاختبار بحيث تسخن المادة في أنبوب الاختبار بأعلى اللهب.

وسرعان ما يبدأ الأكسجين في الخروج من الأنبوب الذي يحتوي على خليط كلورات البوتاسيوم وثاني أكسيد المنجنيز ، وينتهي التفاعل قبل أن يبدأ في الانطلاق في الأنابيب الأخرى.

زيادة تسخين أنبوبي الاختبار المتبقيين. بمجرد ذوبان كلورات البوتاسيوم ويبدأ إطلاق الأكسجين ، قلل اللهب حتى لا يكون هناك إطلاق غازات عنيفة. في أنبوب الاختبار الذي يحتوي على ثاني أكسيد المنغنيز ، يبدأ الأكسجين في الخروج فقط بعد تسخين محتويات أنبوب الاختبار إلى درجة حرارة حمراء. يتم جمع الأكسجين المتحرّر من كل أنبوب في مُبلّرات عن طريق إزاحة الماء الملون من الأسطوانات.

في نهاية التجربة ، يتم إطفاء الشعلات وإزالة الأنابيب الخارجة ، ثم يتم عزل ثاني أكسيد المنجنيز من أنبوب الاختبار الأوسط بالطريقة الموضحة أعلاه.

توضح التجربة التي تم إجراؤها بوضوح ميزات هذه الطرق الثلاثة المختلفة للحصول على الأكسجين.

إنتاج الأوكسجين عن طريق التحلل الحراري من البرومات واليودات

تم أخذ سلوك هذه الأملاح أثناء التسخين في الاعتبار عند دراسة خصائص البرومات واليودات. يتم تحللها في أنابيب اختبار ذات أنابيب مخرج ؛ يتم جمع الأكسجين المنطلق فوق الماء.

الحصول على الأكسجين بالتحلل الحراري للنيترات

وفقًا لكيفية تحلل النترات عند تسخينها ، يمكن تقسيمها إلى ثلاث مجموعات:

1. النترات المتحللة نتيجة تفاعلات الأكسدة والاختزال داخل الجزيئية للنتريت والأكسجين. تشمل هذه المجموعة نترات الفلزات القلوية. تستمر ردود الفعل وفقًا للمعادلات:

2NaNO 3 \ u003d 2NaNO 2 + O 2 ،
2KNO 3 \ u003d 2KNO 2 + O 2.
2. تتحلل النترات نتيجة تفاعلات الأكسدة والاختزال داخل الجزيئية إلى أكسيد المعادن وثاني أكسيد النيتروجين والأكسجين. تشمل هذه المجموعة نترات جميع المعادن باستثناء الفلزات القلوية والنبيلة. فمثلا:

2Pb (NO 3) 2 \ u003d 2PbO + 4NO 2 + O 2 ،
2Cu (NO 3) 2 \ u003d 2CuO + 4NO 2 + O 2 ،
2Hg (NO 3) 2 \ u003d 2HgO + 4NO 2 + O 2.
3. تتحلل النترات نتيجة تفاعلات الأكسدة والاختزال داخل الجزيئات إلى معدن وثاني أكسيد النيتروجين والأكسجين. تشمل هذه المجموعة نترات المعادن النبيلة:

2AgNO 3 \ u003d 2Ag + 2NO 2 + O 2.
يفسر التحلل غير المتكافئ للنترات أثناء التسخين بالاستقرار المختلف للنتريت والأكاسيد المقابلة.

نيتريت الفلزات القلوية مستقرة ، نيتريت الرصاص (أو النحاس) غير مستقر ، لكن أكاسيدها مستقرة ، أما بالنسبة للفضة ، فإن كلا من النتريت والأكاسيد غير مستقر ؛ لذلك ، عندما يتم تسخين نترات هذه المجموعة ، يتم إطلاق المعادن الحرة.

خبرة. التحلل الحراري لنترات الصوديوم أو البوتاسيوم.يتم تسخين نترات الصوديوم أو البوتاسيوم في أنبوب اختبار أو معوجة باستخدام أنبوب مخرج. عند درجة حرارة 314 درجة مئوية تذوب نترات الصوديوم وعند درجة حرارة 339 درجة نترات البوتاسيوم ؛ فقط بعد أن تصبح المحتويات الموجودة في أنبوب الاختبار أو المعوجة شديدة السخونة ، يبدأ تحلل النترات وفقًا للمعادلات الموضحة أعلاه.

يستمر التحلل بسهولة أكبر إذا تم منع ذوبان النترات عن طريق مزجها مع ثاني أكسيد المنجنيز أو الجير الصودا ، وهو خليط من هيدروكسيد الصوديوم وأكسيد الكالسيوم.

تم أخذ التحلل الحراري لنترات الرصاص والفضة بعين الاعتبار في تجارب إنتاج ثاني أكسيد النيتروجين.

إنتاج الأوكسجين عن طريق التحلل الحراري للبيرمنغانات

خبرة. التحلل الحراري لبرمنجنات البوتاسيوم.معادلة التفاعل:

2KMnO 4 \ u003d K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2.
يحدث تفاعل الأكسدة والاختزال داخل الجزيء عند 240 درجة تقريبًا. يتم إجراء التحلل الحراري في أنبوب اختبار جاف (أو معوجة) باستخدام أنبوب مخرج الغاز. إذا كنت ترغب في الحصول على أكسجين نقي بدون آثار للغبار ، والذي يتكون أثناء التحلل الحراري ، يتم إدخال مسحة من الصوف الزجاجي في عنق أنبوب الاختبار (أو معوجة).

هذه طريقة مناسبة للحصول على الأكسجين ، لكنها باهظة الثمن.

بعد انتهاء التجربة وتبريد أنبوب الاختبار (أو المعوجة) ، يتم سكب عدة مليلتر من الماء فيه ، وتهتز المحتويات تمامًا ويلاحظ لون المواد المكونة (K 2 MnO 4 أخضر و MnO 2 بني غامق).

نظرًا لخاصية برمنجنات البوتاسيوم لإطلاق الأكسجين عند تسخينه ، فإنه يستخدم جنبًا إلى جنب مع الكبريت والفحم والفوسفور في الخلائط المتفجرة المختلفة.

الحصول على الأكسجين بالتحلل الحراري لبرمنجنات البوتاسيوم

Na 2 MnO 4

ثاني أكسيد المنغنيز МnO 2

ثاني أكسيد المنغنيز МnO 2

ثاني أكسيد المنغنيز МnO 2

إنتاج الأوكسجين عن طريق التحلل الحراري للفرات

خبرة. للتجربة ، يتم استخدام بيرسلفات الأمونيوم الطازج ، لأنه يغير تكوينه أثناء التخزين. يتحلل بيرسلفات الأمونيوم (صلب) عند التسخين وفقًا للمعادلة التالية:

(NH 4) 2 S 2 O 8 \ u003d (NH 4) 2 SO 4 + SO 2 + O 2.
لتحرير الأكسجين من شوائب ثاني أكسيد الكبريت ، يتم تمرير خليط الغاز عبر محلول هيدروكسيد الصوديوم ، والذي يربط ثاني أكسيد الكبريت على شكل كبريتيت الصوديوم. يتم إجراء التحلل الحراري في أنبوب اختبار مع أنبوب مخرج.

إنتاج الأوكسجين عن طريق التحلل الحراري للفركلات

تؤخذ هذه الطريقة في الاعتبار عند وصف تجربة الحصول على الأكسجين بالتحلل الحراري لكلورات البوتاسيوم بدون محفز ؛ في هذه الحالة البركلورات هي الوسيطة.

إنتاج الأوكسجين عن طريق التحلل الحراري للمركبات

خبرة. يتحلل فوق كربونات الصوديوم عند تسخينه وفقًا للمعادلة:

2K 2 C 2 O 6 \ u003d 2K 2 CO 3 + 2CO 2 + O 2.
لتحرير الأكسجين من شوائب ثاني أكسيد الكربون ، يتم تمرير خليط الغاز عبر محلول من الكالسيوم أو هيدروكسيد الباريوم.

يمكن أيضًا الحصول على الأكسجين عن طريق الحرق الأوكسجين. يسمى الأكسجين خليطًا رقيقًا من 100 بالوزن. بما في ذلك KClO 3 ، 15 بالوزن. بما في ذلك MnO 2 وكمية صغيرة من غبار الفحم.

يتلوث الأكسجين الناتج عن هذه الطريقة بمزيج من ثاني أكسيد الكربون.

إلى جانب المواد التي تتحلل مع إطلاق الأكسجين عند تسخينها ، هناك العديد من المواد التي لا تطلق الأكسجين عند تسخينها. للتحقق من ذلك ، يقومون بإجراء تجارب على تسخين CuO ، CaO ، Na 2 SO 4 ، إلخ.

ثانيًا. الطرق الرطبة للحصول على الأوكسجين

إنتاج الأكسجين عن طريق تحلل البيروكسيدات المعدنية القلوية بالماء

يستمر التفاعل وفقًا للمعادلة:

2Na 2 O 2 + 4H 2 O \ u003d 4NaOH + 2H 2 O + O 2.
هذا هو تفاعل طارد للحرارة للغاية يستمر في البرد ويتم تسريعه بواسطة المحفزات - أملاح النحاس والنيكل والكوبالت (على سبيل المثال ، СuSO 4.

من الملائم الحصول على الأكسجين هو الأوكسيليت - خليط من بيروكسيد الصوديوم Na 2 O 2 والبوتاسيوم K 2 O 2 وكبريتات النحاس اللامائية. يتم تخزين هذا الخليط في صناديق حديدية مغلقة بإحكام ، محمية من الرطوبة الجوية (التي تتحللها ، انظر معادلة التفاعل السابق) وثاني أكسيد الكربون ، والذي يتفاعل معه وفقًا للمعادلة:

Na 2 O 2 + 2СO 2 = 2Na 2 СO 3 + O 2 + 113 سعرة حرارية.
خبرة. يتم سكب قليل من بيروكسيد الصوديوم (أو الأكسيلت) في أنبوب اختبار (زجاج أو قارورة) بكمية صغيرة من الماء البارد ؛ في هذه الحالة ، يتم ملاحظة إطلاق سريع للأكسجين ويتم تسخين الوعاء.

إذا تم إجراء التجربة في وعاء به أنبوب مخرج ، فيمكن عندئذٍ جمع الأكسجين المنطلق.

إنتاج الأكسجين عن طريق تحلل البيروكسيدات مع الأحماض في وجود المحفزات ، على سبيل المثال MnO 2 أو PbO 2

خبرة. إضافة حمض الهيدروكلوريك المخفف إلى أنبوب اختبار مع بيروكسيد الباريوم وثاني أكسيد المنغنيز ؛في هذه الحالة ، يتم إطلاق الأكسجين نتيجة التفاعل:

2ВаO 2 + 4НCl = 2ВаСl 2 + 2Н 2 O + O 2.
عند استخدام PbO 2 كمحفز ، يضاف HNO 3 المخفف إلى الخليط.

إنتاج الأوكسجين عن طريق التحلل التحلل الحراري لبيروكسيد الهيدروجين

معادلة التفاعل:

2H 2 O 2 \ u003d 2H 2 O + O 2.
عند دراسة خصائص بيروكسيد الهيدروجين ، يتم ملاحظة العوامل التي تفضل تحللها ، ويتم إجراء التجارب على تحللها تحت تأثير ثاني أكسيد المنغنيز ومحلول الفضة الغرواني.

خبرة. في اسطوانة زجاجية مع 50 مل من الماء و 10-15 مل من بيرهيدرول(محلول 30٪ من H 2 O 2) يضاف بعض مسحوق ثاني أكسيد المنغنيز المقسم بدقة ؛ هناك إطلاق سريع للأكسجين مع تكوين الرغوة (هذه الظاهرة تشبه إلى حد بعيد الغليان).

يمكن أيضًا إجراء التجربة في أنبوب اختبار ، وبدلاً من البيرهيدرول ، يمكن استخدام محلول بيروكسيد الهيدروجين بنسبة 3٪.

بدلاً من MnO 2 ، يمكنك استخدام محلول غرواني من الفضة.

إنتاج الأكسجين عن طريق عمل بيرمنغنات البوتاسيوم على بيروكسيد الهيدروجين (في البيئات الحمضية والقلوية والمحايدة)

يستمر التفاعل وفقًا للمعادلات أدناه ؛ بيروكسيد الهيدروجين هو عامل الاختزال:

2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 + 5H 2 O 2 \ u003d 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O + 5O 2 ،
2KMnO 4 + 2H 2 O + 3H 2 O 2 \ u003d 2MnO 2 + 2KOH + 4H 2 O + 3O 2 ،
2KMnO 4 + 2KOH + H 2 O 2 \ u003d 2K 2 MnO 4 + 2H 2 O + O 2.
خبرة. الحصول على تيار مباشر من الأكسجين يسهل تنظيمه عن طريق أكسدة بيروكسيد الهيدروجين في البردبرمنجنات البوتاسيوم في وسط قلوي. يُسكب محلول 3-5٪ من بيروكسيد الهيدروجين المُحمض بمحلول 15٪ من H 2 SO 4 في دورق بنسن ، ويُسكب محلول 10٪ من برمنجنات البوتاسيوم في قمع إسقاط مثبت في عنق القارورة.

بمساعدة صنبور قمع الإسقاط ، يمكن التحكم في تدفق محلول البرمنجنات إلى القارورة وتدفق الأكسجين. أثناء التجربة ، يتم إدخال محلول KMnO 4 في القارورة قطرة قطرة.

يمكن استبدال دورق بنسن في التجربة بقارورة Wurtz أو دورق ذو رقبتين.

خبرة. إنتاج الأكسجين بأكسدة بيروكسيد الهيدروجين مع ثاني أكسيد المنغنيز في وسط حمضي.معادلة التفاعل:

MnO 2 + H 2 SO 4 + H 2 O 2 \ u003d MnSO 4 + 2H 2 O + O 2.
التفاعل يحدث في البرد. لذلك ، بالنسبة للتجربة ، يمكنك استخدام أي جهاز يسمح بالتفاعل في البرد بين مادة صلبة ومادة سائلة للحصول على تدفق ثابت للغاز (جهاز Kipp أو قارورة Wurtz أو قارورة بنسن أو قارورة ذات رقبتين مع قمع إسقاط ).

أثناء التجربة ، تم استخدام ثاني أكسيد المنغنيز على شكل قطع ، 15٪ H 2 SO 4 و 3-5٪ محلول بيروكسيد الهيدروجين.

خبرة. الحصول على الأكسجين بأكسدة بيروكسيد الهيدروجين مع فيريسيانيد البوتاسيوم في وسط قلوي.معادلة التفاعل:

2K 3 + H 2 O 2 + 2KOH \ u003d 2K 4 + 2H 2 O + O 2.
التفاعل يحدث في البرد. للحصول على تيار أكسجين مباشر ، يتم استخدام الأجهزة الموضحة في التجربة السابقة ، فيري سيانيد البوتاسيوم الصلب ، محلول 6-10٪ من هيدرات أكسيد البوتاسيوم ومحلول 3-5٪ من بيروكسيد الهيدروجين.

خبرة. الحصول على الأكسجين عن طريق تسخين الكرومات (ثنائي كرومات أو أنهيدريد الكروم)بحمض الكبريتيك المركز. بسبب رد الفعل القابل للانعكاس وفقًا للمعادلة:

2CrO 4 2- + 2H + ↔ Cr 2 O 7 2- + H 2 O ،
في بيئة حمضية ، يوجد ثنائي كرومات دائمًا ، وليس كرومات.

تحدث التفاعلات التالية بين حامض الكبريتيك المركز وثنائي كرومات:

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 \ u003d 2CrO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O ،
(تفاعل التبادل المزدوج والجفاف)
4CrO 3 + 6H 2 SO 4 \ u003d 2Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O + 3O 2.
(رد فعل الأكسدة)
عند إجراء تجربة في أنبوب اختبار ، يتم إطلاق الأكسجين ويتحول اللون البرتقالي (سمة ثنائي كرومات) إلى اللون الأخضر (سمة من سمات أملاح الكروم ثلاثية التكافؤ).

ثالثا. الحصول على الأكسجين من الهواء السائل

لتسييل الهواء ، يتم استخدام المبدأ ، والذي بموجبه ، عندما يتمدد الغاز دون عمل خارجي ، يحدث انخفاض كبير في درجة الحرارة (تأثير جول-طومسون).

تسخن معظم الغازات عند ضغطها وتبرد عند التمدد. يظهر مخطط تخطيطي لتشغيل آلة Linde المستخدمة في تسييل الهواء.

يقوم الضاغط B بمساعدة مكبس بضغط ما يصل إلى 200 ضغط جوي يتم توفيره من خلال الصمام A ، وتنقيته من ثاني أكسيد الكربون والرطوبة وآثار الغبار. يتم امتصاص الحرارة المتولدة أثناء الضغط في المبرد D المبرد بواسطة الماء الجاري. بعد ذلك ، يُفتح الصمام C ويدخل الهواء إلى الوعاء E ، حيث يتمدد إلى ضغط 20 ضغط جوي. بسبب هذا التمدد ، يتم تبريد الهواء إلى ما يقرب من -30 درجة. من الوعاء E ، يعود الهواء إلى الضاغط B ؛ يمر عبر الأنبوب الخارجي للملف G ، فإنه يبرد على طول الطريق جزءًا جديدًا من الهواء المضغوط ، والذي يتجه نحوه على طول الأنبوب الداخلي للملف. وبذلك يتم تبريد الجزء الثاني من الهواء إلى ما يقرب من -60 درجة. تتكرر هذه العملية حتى يبرد الهواء إلى -180 درجة ؛ درجة الحرارة هذه كافية لتسييلها عند 20 ضغط جوي في الوعاء E. يتم تصريف الهواء السائل المتراكم في الوعاء E في أسطوانة من خلال صمام 1. يعمل التركيب الموصوف بشكل مستمر. لا تظهر تفاصيل هذا الجهاز في الرسم التخطيطي. تم تحسين هذه الآلة بواسطة J. Claude ، وبعد ذلك أصبحت أكثر إنتاجية.

يختلف الهواء السائل في تركيبته عن الهواء الجوي العادي ؛ يحتوي على 54٪ بالوزن أكسجين سائل و 44٪ نيتروجين و 2٪ أرجون.

خبرة.لإظهار كيف تتغير خصائص المواد العضوية تحت تأثير الظروف المتغيرة (درجة الحرارة وتركيز الأكسجين) ، يتم غمر النباتات ذات الأوراق والأزهار أو أنبوب مطاطي رفيع في ترمس بهواء سائل باستخدام ملقط معدني.

يتم الحصول على الأكسجين من الهواء السائل بالطرق التالية:

أ) التقطير التجزيئي (الطريقة الأكثر شيوعًا) ؛

ب) إذابة الهواء في السوائل (على سبيل المثال ، يذوب 33٪ أكسجين و 67٪ نيتروجين في الماء) واستخراجه تحت التفريغ ؛

ج) الامتصاص الانتقائي (الفحم يمتص 92.5٪ من حجم الأكسجين و 7.5٪ من حجم النيتروجين) ؛

د) على أساس الاختلاف في معدلات انتشار الأكسجين والنيتروجين عبر الغشاء المطاطي.

يحتوي الأكسجين الناتج عن التحلل الحراري لـ KClO 3 أحيانًا على آثار من الكلور ؛ تم الحصول عليها من نترات المعادن الثقيلة والنبيلة - ثاني أكسيد النيتروجين ؛ مشتق من الكبريتات - ثاني أكسيد الكبريت ؛ مشتق من الكربونات - ثاني أكسيد الكربون ؛ تم الحصول عليها عن طريق التحليل الكهربائي للماء المحمض - الأوزون. يحتوي الأكسجين الناتج عن العمليات الرطبة على بخار الماء.

لتنقية الأكسجين ، يتم تمريره من خلال زجاجة غسيل بها قلويات ، والتي تحتفظ بجميع المركبات الحمضية المتطايرة المصاحبة لها ، من خلال محلول KI (لتحريره من الأوزون) ومن خلال H 2 SO 4 المركز ، الذي يحتفظ ببخار الماء.

خصائص الأكسجين

الخصائص الفيزيائية

الأكسجين غاز عديم اللون والرائحة والمذاق.

كثافته بالنسبة للهواء 1.10563. لذلك ، يمكن جمعها في سفن باستخدام طريقة إزاحة الهواء.

في الظروف العادية ، يزن لتر واحد من الأكسجين 1.43 جم ، ولتر واحد من الهواء يزن 1.29 جم ، ونقطة الغليان هي -183 درجة ، ونقطة الانصهار هي -218.88 درجة.

الأكسجين السائل في طبقة رقيقة عديم اللون ، والطبقات السميكة زرقاء ؛ الثقل النوعي للأكسجين السائل هو 1.134.

الأكسجين الصلب أزرق ويشبه الثلج ؛ جاذبيته النوعية هي 1.426.

درجة الحرارة الحرجة للأكسجين هي -118 درجة ؛ الضغط الحرج 49.7 أجهزة الصراف الآلي. (يتم تخزين الأكسجين في اسطوانات فولاذية بسعة 50 لترًا ، بضغط 150 ضغط جوي. تم وصف طرق تخزين الغازات المختلفة في أسطوانات فولاذية في الفصل الأول.)

في الماء ، يذوب الأكسجين بكمية صغيرة جدًا: في لتر واحد من الماء عند 20 درجة وضغط 760 ملم زئبق. فن. 31.1 مل من الأكسجين يذوب. لذلك ، يمكن جمعها في أنابيب اختبار أو أسطوانات أو مقاييس غاز باستخدام طريقة إزاحة الماء. يذوب الأكسجين في الكحول أفضل من الماء.

لاستخدام مقياس الغاز () ، يجب أن تكون قادرًا على ملئه بالماء والغاز تحت الضغط الجوي ، وكذلك فوق وتحت الضغط الجوي ؛ تكون قادرة على إطلاق الغاز من مقياس الغاز.

أولاً ، يُملأ مقياس الغاز A بالماء من خلال القمع B ، مع فتح الصنابير C و D وفتحة E.

لملء مقياس الغاز بالغاز عند ضغط معين ، أغلق الصمام C و B وافتح الفتحة E: إذا تم تركيب كلا الصمامين العلويين بإحكام ، فلن يتدفق الماء من مقياس الغاز. يتم إدخال نهاية الأنبوب من خلال الفتحة E ، والتي يتدفق من خلالها الغاز تحت ضغط يتجاوز الضغط الجوي. يتراكم الغاز في الجزء العلوي من مقياس الغاز ، مما يؤدي إلى إزاحة الماء منه ، والذي يتدفق عبر الفتحة E. بعد ملء الغاز بالكامل تقريبًا بمقياس الغاز ، يتم إغلاق الفتحة E. عند ملء مقياس الغاز بالغاز تحت ضغط جوي أو ضغط منخفض ، يتم توصيل الأنبوب الذي يدخل الغاز من خلاله بصمام مفتوح B ، ثم يتم فتح الفتحة E وترك الصمام C مغلقًا. ويمتص الماء المتدفق من الفتحة E الغاز إلى داخل مقياس الغاز. بعد امتلاء مقياس الغاز بالكامل تقريبًا بالغاز ، أغلق الفتحة E والصمام B.

لتحرير الغاز ، املأ القمع B بالماء ، افتح الصنبور C ؛ الماء ، الذي يدخل مقياس الغاز ، يزيح الغاز منه ، والذي يخرج من خلال الصنبور المفتوح E).

في الحالة المنصهرة ، تقوم بعض المعادن ، مثل البلاتين والذهب والزئبق والإيريديوم والفضة ، بإذابة حوالي 22 حجمًا من الأكسجين ، والتي يتم إطلاقها عندما تتصلب بصوت معين ، وخاصةً من خصائص الفضة.

جزيء الأكسجين مستقر للغاية ، ويتكون من ذرتين ؛ عند 3000 درجة ، يتفكك 0.85 ٪ فقط من جزيئات الأكسجين إلى ذرات.

أجهزة قياس الغاز ليست فقط معملية. تُظهر الصورة مقاييس الغاز في فيينا - وهي عبارة عن 4 مباني كبيرة تقع في فيينا (النمسا) وتم بناؤها في 1896-1899. تقع في Simmering ، الحي الحادي عشر من المدينة. في 1969-1978 تخلت المدينة عن استخدام غاز أفران الكوك لصالح الغاز الطبيعي وأغلقت عدادات الغاز. في 1999-2001 أعيد بناؤها وأصبحت مجمعات متعددة الوظائف (ويكيبيديا).

الخواص الكيميائية

وفقًا لنشاطه الكيميائي ، يأتي الأكسجين في المرتبة الثانية بعد الفلور.

يتحد مع عناصر أخرى بشكل مباشر أو يشكل مركبات بشكل غير مباشر. يمكن أن يستمر الاتصال المباشر بالأكسجين بقوة وببطء. يسمى مزيج الأكسجين مع العناصر أو المواد المعقدة الأكسدة أو الاحتراق. يتم دائمًا إطلاق الحرارة ، وأحيانًا الضوء. يمكن أن تختلف درجة الحرارة التي تحدث فيها الأكسدة. تتحد بعض العناصر مع الأكسجين في البرد ، بينما تتحد عناصر أخرى عند تسخينها فقط.

في حالة تجاوز كمية الحرارة المنبعثة خلال تفاعل كيميائي خسائرها نتيجة للإشعاع والتوصيل الحراري وما إلى ذلك ، تحدث أكسدة قوية (على سبيل المثال ، احتراق المعادن وغير المعدنية في الأكسجين) ، وإلا تحدث الأكسدة البطيئة (على سبيل المثال ، الفوسفور ، الفحم ، الحديد ، الأنسجة الحيوانية ، البيريت ، إلخ).

إذا استمرت الأكسدة البطيئة دون فقدان الحرارة ، فهناك ارتفاع في درجة الحرارة ، مما يؤدي إلى تسريع التفاعل ، ويمكن أن يصبح التفاعل البطيء قوياً نتيجة التسارع الذاتي.

خبرة. مثال على التسريع الذاتي لرد فعل بطيء.خذ قطعتين صغيرتين من الفوسفور الأبيض. واحد منهم ملفوف بورق الترشيح. بعد فترة ، تشتعل قطعة من الفوسفور ملفوفة بالورق ، بينما تستمر القطعة غير المغلفة في التأكسد ببطء.

لا يوجد خط واضح بين الأكسدة القوية والبطيئة. يصاحب الأكسدة القوية إطلاق كمية كبيرة من الحرارة والضوء ؛ يترافق التأكسد البطيء أحيانًا مع تألق بارد.

كما يستمر الاحتراق بشكل مختلف. المواد التي تتحول أثناء الاحتراق إلى حالة بخار (الصوديوم ، الفوسفور ، الكبريت ، إلخ) ، تحترق بتكوين اللهب ؛ المواد التي لا تشكل غازات وأبخرة أثناء الاحتراق تحترق بدون لهب ؛ يترافق احتراق بعض المعادن (كالسيوم ، مغنيسيوم ، ثوريوم ، إلخ) بإطلاق كمية كبيرة من الحرارة ، والأكاسيد الساخنة الناتجة لديها القدرة على إصدار الكثير من الضوء في المنطقة المرئية من الطيف.

المواد التي تطلق كمية كبيرة من الحرارة أثناء الأكسدة (الكالسيوم والمغنيسيوم والألمنيوم) قادرة على إزاحة المعادن الأخرى من أكاسيدها (تعتمد الألومينيوم على هذه الخاصية).

يحدث الاحتراق في الأكسجين النقي بقوة أكبر بكثير مما يحدث في الهواء ، حيث يتباطأ بسبب احتوائه على حوالي 80٪ من النيتروجين ، مما لا يدعم الاحتراق.

احتراق مواد مختلفة في الأكسجين

يتم إجراء التجارب التي توضح الاحتراق في الأكسجين في قوارير سميكة الجدران وذات فوهة واسعة بسعة 2.5-3 لتر () ، والتي يجب صب طبقة رقيقة من الرمل في قاعها (إذا لم يتم ذلك ، فعندئذٍ متى سقوط قطرة من المعدن المنصهر في قاع الإناء ، وقد تنفجر الوعاء).

للاحتراق في الأكسجين ، يتم وضع المادة في ملعقة خاصة مصنوعة من سلك سميك من الحديد (أو النحاس) مفلطح في النهاية ، أو يتم إرفاق عينة يتم حرقها في نهاية السلك.

خبرة. الاشتعال والاحتراق في الأكسجين لشظية مشتعلة (أو شمعة).عندما يتم إدخال شظية مشتعلة (أو شمعة) في وعاء به أكسجين ، تشتعل الشظية وتحترق بلهب ساطع. في بعض الأحيان تشتعل الشظية بانفجار صغير. تُستخدم التجربة الموصوفة دائمًا لاكتشاف الأكسجين المجاني ( * يعطي تفاعل مماثل أكسيد النيتروز).

خبرة. احتراق الفحم في الأكسجين.معادلة التفاعل:

C + O 2 \ u003d CO 2 + 94.3 سعر حراري.
إذا تم إدخال قطعة من الفحم المشتعل ، مثبتة في نهاية سلك حديدي ، في وعاء به أكسجين ، يحترق الفحم مع إطلاق كمية كبيرة من الحرارة والضوء. يتم اكتشاف ثاني أكسيد الكربون المتكون أثناء الاحتراق باستخدام ورق عباد الشمس الأزرق المبلل بالماء أو عن طريق تمرير المنتجات الغازية للاحتراق عبر محلول من هيدروكسيد الكالسيوم.

إن تجربة حرق الفحم في الأكسجين المنطلق أثناء التحلل الحراري لـ KClO 3 قد تم إجراؤها بالفعل في دراسة خصائص كلورات البوتاسيوم.

خبرة. حرق الكبريت في الأكسجين.معادلة التفاعل:

S + O 2 \ u003d SO 2 + 71 سعر حراري.
عندما يتم إدخال لون الكبريت المشتعل في وعاء به الأكسجين ، لوحظ احتراق أكثر كثافة للكبريت في الأكسجين وشعرت برائحة حادة من ثاني أكسيد الكبريت. لمنع هذا الغاز السام من الانتشار في جميع أنحاء المختبر ، يتم إغلاق الوعاء بإحكام في نهاية التجربة.

تم وصف احتراق الكبريت في الأكسجين المنطلق أثناء التحلل الحراري لكلورات البوتاسيوم في دراسة خصائص KClO 3.

خبرة. احتراق الفسفور الأبيض والأحمر في الأكسجين.يستمر التفاعل وفقًا للمعادلة:

4P + 5O 2 \ u003d 2P 2 O 5 + 2x358.4 كيلو كالوري.
العنق القصير والعريض للقارورة (أو الجرة) بسعة 0.5-2 لتر ، الموضوعة على صينية من الرمل ، تغلق بفلين بملعقة معدنية وأنبوب زجاجي يمر عبرها ، يجب أن يكون محورها تمر عبر منتصف الملعقة ().

بالتزامن مع ملء القارورة بالأكسجين (عن طريق إزاحة الهواء) ، يتم قطع قطعة بحجم حبة البازلاء من الفوسفور الأبيض في ملاط ​​تحت الماء ، وعصرها برفق باستخدام ورق الترشيح لإزالة آثار الماء ، وتوضع في ملعقة معدنية بملقط معدني . يتم إنزال الملعقة في القارورة ، وتغلق ، ويتم لمس الفسفور بقضيب زجاجي (أو سلك) مسخن إلى 60-80 درجة مئوية ، يتم إدخاله من خلال أنبوب زجاجي.

يشتعل الفوسفور ويحترق بلهب ساطع ليشكل خامس أكسيد الفوسفور على شكل دخان أبيض (يسبب السعال).

في بعض الأحيان ، يشتعل الفوسفور الأبيض في الأكسجين دون أن يمسه قضيب أو سلك زجاجي ساخن. لذلك يوصى باستخدام الفوسفور المخزن في ماء شديد البرودة. يجب عصره بورق الترشيح دون أي احتكاك ، وبصفة عامة ، يجب إجراء جميع الاستعدادات لإدخاله في وعاء به أكسجين في أسرع وقت ممكن. إذا كان الفسفور بعد احتراق الفوسفور ، أخرج الفلين بملعقة ، صب كمية صغيرة من الماء في القارورة واختبرها بورق عباد الشمس الأزرق.

إذا بقي جزء من الفوسفور غير مؤكسد ، يتم إنزال الملعقة في جهاز التبلور بالماء. إذا احترق كل الفوسفور ، يتم تكليس الملعقة تحت تيار ، وغسلها بالماء وتجفيفها على لهب الموقد.

عند إجراء هذه التجربة ، لا يتم إدخال الفوسفور الأبيض المنصهر في وعاء الأكسجين مطلقًا. لا يمكن القيام بذلك ، أولاً ، لأن الفوسفور يمكن أن ينسكب بسهولة ، وثانيًا ، لأنه في هذه الحالة يحترق الفوسفور في الأكسجين بشدة ، وينتشر البقع في جميع الاتجاهات التي يمكن أن تقع على المجرب ؛ تناثر الفوسفور على إناء يمكن أن تؤذي شظايا الآخرين.

لذلك ، يجب أن يكون هناك جهاز بلورة به ماء على المنضدة ، حيث يمكن إلقاء الفوسفور في حالة اشتعال النار فيه عند ضغطه بورق الترشيح ؛ من الضروري أيضًا الحصول على محلول مركّز من KMnO 4 أو AgNO 3 (1: 10) للإسعافات الأولية في حالة حروق الفوسفور.

يمكن استخدام الفسفور الأحمر الجاف بدلاً من الفسفور الأبيض. للقيام بذلك ، يتم تنقية الفسفور الأحمر مسبقًا وغسله جيدًا بالماء وتجفيفه.

يشتعل الفسفور الأحمر عند درجة حرارة أعلى ، لذا يُشعل فيه سلك شديد السخونة.

بعد الاحتراق ، وفي هذه الحالة ، اسكب القليل من الماء في القارورة ، واختبر المحلول الناتج باستخدام عباد الشمس وأشعل الملعقة تحت السحب.

في كلتا التجربتين ، يجب استخدام نظارات واقية من الزجاج الداكن.

خبرة. احتراق الصوديوم المعدني في الأكسجين.يستمر التفاعل وفقًا للمعادلة:

2Na + O 2 = Na 2 O 2 + 119.8 سعر حراري.
يُحرق الصوديوم في بوتقة صغيرة مصنوعة من أكسيد الكالسيوم النقي أو الطباشير أو الورق المقوى الأسبستوس ، ولكن ليس في ملعقة معدنية ، والتي يمكن أن تذوب وتحترق من الحرارة المنبعثة عند احتراق الصوديوم في الأكسجين.

يتم إشعال النار في الصوديوم وإدخاله في وعاء به أكسجين ، حيث يحترق بلهب شديد السطوع ؛ يجب ملاحظة احتراقه من خلال النظارات الواقية الداكنة.

يتم إرفاق بوتقة محضرة من الطباشير (أو CaO) بسلكين أو ثلاثة أسلاك رفيعة بسلك حديد سميك (أو نحاسي) () وقطعة بحجم حبة البازلاء من الصوديوم المعدني ، يتم تنظيفها من أكسيد ، وتوضع فيها.

الطباشير والأسبستوس وأكسيد الكالسيوم هي موصلات رديئة للحرارة ، وبالتالي فهي تشعل الصوديوم عن طريق توجيه شعلة الموقد إليها من الأعلى باستخدام أنبوب نفخ. لحماية نفسك من رذاذ حرق الصوديوم ، يتم وضع أنبوب مطاطي على أنبوب النفخ.

يتم تسخين وانصهار واشتعال الصوديوم في الهواء فوق وعاء به أكسجين.

إذا لم يشتعل الصوديوم ، تتم إزالة القشرة المتكونة على السطح المعدني بواسطة أنبوب نفخ ، ولكن يجب أن يتم ذلك بحذر شديد بسبب احتمال تناثر الصوديوم المنصهر.

خبرة. احتراق الكالسيوم المعدني في الأكسجين.معادلة التفاعل:

2Ca + O 2 \ u003d 2CaO + 2x152.1 كيلو كالوري.
يتم وضع عود الثقاب في بوتقة صغيرة مصنوعة من الورق المقوى الأسبستوس ، وتوضع رقائق الكالسيوم فوقها.

أشعل عود ثقاب وأحضر البوتقة مع رقائق الكالسيوم إلى وعاء به أكسجين. من خلال النظارات الواقية ، لوحظ اشتعال واحتراق معدن الكالسيوم بلهب ساطع.

يمكن أيضًا إضافة الكالسيوم المشتعل إلى وعاء به أكسجين (كما تم في التجربة السابقة مع الصوديوم).

خبرة. احتراق المغنيسيوم في الأكسجين.يستمر التفاعل وفقًا للمعادلة:

2Mg + O 2 \ u003d 2MgO + 2x143.84 كيلو كالوري.
قطعة من مادة الاشتعال متصلة بأحد طرفي شريط مغنيسيوم طوله 20-25 سم ، ملتوية على شكل لولب ، وسلك حديدي متصل بالطرف الآخر. يُؤخذ السلك باليد ، ويمسك شريط المغنيسيوم في وضع عمودي ، ويتم إشعال النار فيه ويتم إدخال شريط المغنيسيوم في وعاء به أكسجين. يشتعل المغنيسيوم ويحترق من خلال نظارات واقية لتكوين أكسيد المغنيسيوم.

في نهاية التجربة ، يتم سكب القليل من الماء في الوعاء ، وبمساعدة مؤشر ، فإنهم مقتنعون بالطبيعة القلوية لمحلول هيدروكسيد المغنيسيوم المتكون.

يمكن إجراء التجربة باستخدام مسحوق المغنيسيوم. للقيام بذلك ، خذ ملعقة من مسحوق المغنيسيوم وأدخل نصف تطابق برأس فيه. أشعل عود ثقاب وضع ملعقة في وعاء به أكسجين.

ومع ذلك ، يحترق المغنيسيوم بلهب مبهر في الهواء ، على الرغم من أن التفاعلات المؤكسدة للأكسجين تضعف بشكل كبير بسبب حقيقة أن الهواء يحتوي على نسبة كبيرة من النيتروجين.

يمكن أن ينفجر الوعاء الذي يحرق فيه المغنيسيوم إذا لم يتم إدخال المغنيسيوم المحترق فيه بسرعة كافية أو إذا لامس المغنيسيوم المحترق جدرانه.

وجد الضوء الساطع لحرق المغنيسيوم تطبيقًا لإضاءة الأشياء المصورة ، وأيضًا كبادئ لبعض التفاعلات التي تحدث تحت تأثير موجات الضوء القصيرة ، على سبيل المثال ، تخليق حمض الهيدروكلوريك من العناصر.

عند النظر في خصائص كلورات البوتاسيوم ، تم وصف تجربة حرق خليطها مع المغنيسيوم.

خبرة. احتراق برادة الزنك الكبيرة في الأكسجين.معادلة التفاعل:

2Zn + O 2 \ u003d 2ZnO + 2x83.17 كيلو كالوري.
يتم سكب نشارة كبيرة من الزنك في أنبوب زجاجي مقاوم للحرارة بطول 15 سم وقطر داخلي يبلغ 0.8-1 سم (في حالة عدم وجودها ، يمكن أيضًا استخدام المسحوق ، ولكن بطريقة يمكن للأكسجين المرور من خلاله) و قم بتقويته في أحد طرفيه في وضع أفقي في المشبك ثلاثي القوائم.

يتم توصيل نهاية الأنبوب المثبت في حامل ثلاثي الأرجل بمصدر للأكسجين ، ويتم تسخين الطرف المقابل بموقد غاز.

عندما يمر الأكسجين عبر أنبوب ، يشتعل الزنك ويحترق بلهب ساطع ليشكل أكسيد الزنك (مادة صلبة بيضاء). تجرى التجربة تحت الضغط.

خبرة. تحديد كمية الأكسجين المستهلكة أثناء احتراق النحاس.

2Cu + O 2 \ u003d 2CuO + 2x37.1 كيلو كالوري.
يظهر الجهاز الخاص بالتجربة بتنسيق. يتم إدخال قارب خزفي يحتوي على 1 جرام من مسحوق النحاس المعدني الناعم في أنبوب حراري بطول 20 سم وقطر داخلي 1.5 سم. زجاجة الغسيل بالماء متصلة بمصدر أكسجين (مقياس غاز أو أسطوانة).

مقياس الغاز مع الجرس ، الموجود على اليمين ، مملوء بالماء ، ملون بمحلول من النيلي أو الأرجواني. يتم فتح صمام مقياس الغاز بحيث يتدفق الأكسجين الذي يمر عبر الجهاز تحت الجرس.

افتح المشبك بين زجاجة الغسيل والأنبوب المقاوم للحرارة ودع حوالي 250 مل من الأكسجين تحت الجرس. أغلق المشبك ولاحظ الحجم الدقيق للأكسجين.

بمساعدة موقد Teklu المتوافق ، يتم تسخين جزء الأنبوب الذي يوجد فيه القارب الخزفي. بعد بضع دقائق ، يضيء النحاس ويرتفع مستوى الماء في الجرس على الفور.

يستمر التسخين لمدة 35-40 دقيقة حتى يتوقف حجم الغاز في مقياس الغاز عن التغير.

اترك الجهاز يبرد. يتم إنشاء حجم ثابت من الغاز. ثم يتم إحضار الماء إلى نفس المستوى ويتم تحديد حجم الأكسجين غير المتفاعل من أقسام مقياس الغاز.

تتيح التجربة إمكانية التحديد الدقيق لكمية الأكسجين المستهلك لأكسدة النحاس الذي تم وزنه قبل بدء التجربة.

لا تستخدم هذا الجهاز لحرق مسحوق الزنك أو المغنيسيوم أو الكالسيوم.

خبرة. تأكيد قانون ثبات التكوين.يتم وزن بوتقة خزفية فارغة بغطاء بدقة تصل إلى جزء من المئات من الجرام ، والتي سبق تنظيفها جيدًا وتكلسها وتبريدها في مجفف. ثم يُسكب ما يقرب من 3-4 جم من مسحوق النحاس الناعم في البوتقة ويتم وزن البوتقة بالنحاس بدقة.

ضع البوتقة في وضع مائل على مثلث من البورسلين وقم بتسخينها على نار خفيفة لمدة 15-20 دقيقة. ثم يتم إزالة الغطاء وتسخينه بقوة باستخدام لهب موقد مؤكسد. بعد 20-25 دقيقة ، قم بتغطية البوتقة بغطاء واستمر في التسخين. بعد إيقاف التسخين ، يتم تبريد البوتقة في مجفف ويتم وزنها بدقة.

ز 1 = وزن بوتقة فارغة بغطاء ؛

ز 2 = وزن البوتقة الفارغة ذات الغطاء والنحاس ؛

ز 3 = وزن البوتقة الفارغة مع غطاء وأكسيد النحاس.

يجب أن تظهر البيانات التي تم الحصول عليها أن وزن الأكسجين المرتبط بجرام واحد من ذرة النحاس قريب من الوزن الذري للأكسجين.

من خلال تكرار التجربة بالنحاس المعدني ومعادن أخرى ، وجدوا أنه في جميع الحالات يتحد الأكسجين مع عناصر مختلفة بنسب كمية ثابتة ، وعمليًا هم مقتنعون بأن النسبة بين وزن كمية المواد التي تدخل في مركب كيميائي دائما ثابت.

خبرة. احتراق الحديد في الأكسجين.معادلة التفاعل:

4Fe + 3O 2 \ u003d 2Fe 2 O 3 + 2x196.5 سعر حراري.
للتجربة ، يتم استخدام سلك رفيع مصنوع من الفولاذ المقسّى بقطر 7-8 مم ، أحد طرفيه عالق في سدادة من الفلين ، ويتم ربط قطعة من مادة الاشتعال بالطرف الآخر أو ملفوفة بخيط ومغمورة في الكبريت المنصهر (فتيل الكبريت). عندما يتم إدخال لولب فولاذي مع مادة الاشتعال المشتعلة (أو فتيل كبريت) في وعاء به أكسجين (يجب أن تكون هناك طبقة من الرمل في قاعها) ، يحترق اللولب ، وينتشر الشرر.

Angelo.edu

خبرة. احتراق مساحيق المعادن في الهواء.فوق شعلة موقد غاز مثبت تحت السحب ، يتم سكب قليل من مسحوق النحاس والزنك والحديد والمغنيسيوم والألمنيوم والأنتيمون.

خبرة. أكسدة المعادن في وعاء مغلق.تجعل التجربة من الممكن إثبات أن جزءًا من الهواء يُستهلك في تحويل المعادن إلى أكاسيد وأن زيادة وزن المعادن أثناء تأكسدها يساوي فقدان الوزن للهواء.

يتم إغلاق أنبوب الاختبار بمسحوق الحديد الناعم بإحكام بسدادة مطاطية ، والتي من خلالها يجب تمرير أنبوب زجاجي مع أنبوب مطاطي مثبت عليه بمشبك لولبي (). يجب أن تغلق السدادة والمشابك الأنبوب بإحكام.

بعد وزن الجهاز المجمع ، يتم تسخين أنبوب الاختبار بلهب موقد غاز مع اهتزاز مستمر حتى تتكون شرارات في المسحوق. بعد أن يبرد الأنبوب ، يتم فحصه عن طريق قياس وزن الأنبوب لمعرفة ما إذا كان وزن الأنبوب قد تغير. ثم يتم إدخال أنبوب زجاجي في الأنبوب المطاطي ، ويتم إنزال نهايته في كوب من الماء.

عند فتح المشبك ، راقب كيف يرتفع الماء عبر الأنبوب. هذا يرجع إلى حقيقة أن الأكسجين الموجود في الهواء قد تم استخدامه لأكسدة الحديد وبالتالي انخفض الضغط في الجهاز.

لا يمكن اكتشاف فرق بسيط بين وزن الحديد ووزن أكسيد الحديد إلا بمساعدة موازين حساسة بدرجة كافية.

بدلاً من أنبوب الاختبار ، يمكنك استخدام معوجة أو دورق ذو قاع دائري ، وبدلاً من السدادة المطاطية ، يمكنك استخدام سدادة من الفلين المشمع.

تم إجراء تجارب مماثلة بواسطة Lomonosov و Lavoisier لإثبات قانون حفظ المادة.

خبرة. الأكسدة البطيئة للحديد الرطب.تتيح لنا التجربة إثبات إطلاق الحرارة أثناء أكسدة مسحوق الحديد الرطب.

يتكون الجهاز من منظار حراري متصل بمقياس ضغط (). يتم إدخال أنبوبين في مساحة التفاعل الخاصة بالمنظار الحراري من خلال سدادة مطاطية مثبتة بإحكام. الأنبوب الأول متصل بأسطوانة غاز ويعمل على إمداد الأكسجين. يعمل الأنبوب الثاني على إزالة الغاز ؛ يتم توصيله بزجاجة غسيل Müncke ، يتم صب الماء فيها ، ملونًا بالنيلي أو الأرجواني.

تُسكب هذه الكمية من الماء في دورق الغسل ، وعند امتصاصها في الأنبوب الداخلي وتعبئتها ، لا يزال هناك ماء متبقي في القارورة ، مما يؤدي إلى إغلاق مخرج الأنبوب.

لتصنيع المنظار الحراري ، يمكنك استخدام الجزء الخارجي من زجاجة غسيل Drexel 300 مل مع أنبوب جانبي. يتم إدخال أنبوب اختبار بطول 23 سم وقطره 2.5 سم مع رقبة ضيقة قليلاً في الوعاء. يجب أن يكون الجزء الخارجي العلوي من الأنبوب مطحونًا إلى عنق الوعاء. في حالة عدم وجود الأجزاء المذكورة أعلاه ، يمكن صنع المنظار الحراري من دورق بنسن ، حيث يتم إدخال أنبوب اختبار كبير في الرقبة باستخدام حلقة مطاطية. يتم توصيل المنظار الحراري بمقياس ضغط على شكل حرف U ، يتم فيه سكب الماء الملون بالأرجواني.

يحتوي مقياس الضغط على صنبور T مع محبس ، مما يسهل ضبطه.

في دورق مخروطي الشكل ، يتم خلط 100 غرام من مسحوق الحديد مع البنزين ، ويتم ترشيحها من خلال مرشح مطوي ، وغسلها بالإيثر وبسرعة (مسحوق الحديد المؤكسد غير مناسب للتجربة) يجفف على بلاط من مادة خزفية مسامية.

مسحوق الحديد ، مبلل جيدًا بـ 18 مل من الماء المقطر ، يُنثر فوق الصوف الزجاجي ويملأ به في جميع أنحاء مساحة التفاعل الخاصة بالمنظار الحراري.

لإزالة الهواء من الجهاز ، يتم نفخ نفاثة قوية من الأكسجين من خلاله. يتم إثبات وجود الأكسجين النقي في الجهاز عن طريق إحضار شظية مشتعلة إلى مخرج زجاجة الغسيل. ثم أوقف تدفق الأكسجين وقم بموازنة السائل في كلا أنبوبي مقياس الضغط (خلف مقياس الضغط يوجد ورق رسم بياني مقوى).

في وعاء التفاعل ، يتحد الأكسجين جزئيًا مع الحديد ، وبعد بضع دقائق ، لوحظ امتصاص السائل في الأنبوب الداخلي لزجاجة الغسيل. في هذه الحالة ، يتم تمرير المزيد من الأكسجين إلى المنظار الحراري لموازنة مستويات السائل في الأنابيب الداخلية والخارجية لزجاجة الغسيل. تتكرر هذه العملية مرتين أو ثلاث مرات. يشير التغيير في الضغط الذي يشير إليه مقياس الضغط إلى إطلاق الحرارة أثناء الأكسدة.

يصف القسم الخاص بالفوسفور التجارب التي تظهر الأكسدة البطيئة للفوسفور الأبيض.

خبرة. الأكسدة التحفيزية لكحول الميثيل إلى الفورمالديهايد.يستمر التفاعل وفقًا للمعادلة:

H 3 C-OH + 0.5O 2 → H 2 C \ u003d O + H 2 O + 36 كيلو كالوري.
يتم تجميع الجهاز وفقًا لـ. يُسكب 50 مل من كحول الميثيل النقي في دورق Wurtz سعة 150 مل مع تمديد طرف الأنبوب الجانبي إلى قطر 1 مم. في أنبوب حراري طوله 25-30 سم وقطره 1 سم ، يتم إدخال لفة من شبكة نحاسية بطول 10 سم ملفوفة على سلك نحاسي سميك. يُسكب الماء في دورق الغسيل الموجود على اليسار ، ويُسكب محلول عديم اللون من حامض الكبريتيك H 2 SO 3 مع الفوكسين في القارورة الموجودة على اليمين قبل بدء التجربة مباشرةً. يجب أن يحتوي الزجاج الذي يتم فيه إنزال دورق Wurtz على ماء مسخن إلى 30-40 °.

لإجراء التجربة ، يتم تسخين الماء في كوب إلى 45-48 درجة مئوية ، ويتم امتصاص تيار قوي من الهواء عبر الجهاز باستخدام مضخة نفاثة للمياه ، ويتم تسخين بكرة شبكية نحاسية بموقد Teklu ، أولاً باستخدام موقد ضعيف اللهب ، ثم أحضر إلى الحرارة الحمراء.

يتم تنظيم تيار الهواء بطريقة تجعل الأسطوانة الشبكية النحاسية ، بعد إزالة الموقد ، حمراء ساخنة دون تسخين من الخارج.

بعد مرور بعض الوقت ، يتحول خليط حمض الكبريت مع الفوشين في زجاجة الغسيل الصحيحة إلى لون أحمر بنفسجي كثيف.

بالتوازي ، يتضح أن تفاعل محلول الفورمالديهايد مع محلول عديم اللون من حمض الكبريتيك والفوكسين هو سمة من سمات الألدهيد.

للحصول على محلول عديم اللون من حمض الكبريتيك مع الفوشين ، يتم إذابة 0.1 جرام من الفوكسين في 300 مل من الماء المقطر ويتم تمرير ثاني أكسيد الكبريت عبر المحلول الناتج حتى يختفي لون الفوشين. يتم تخزين الكاشف الناتج في قنينة بسدادة أرضية. تستغرق التجربة بأكملها حوالي خمس دقائق. في نهاية التجربة ، اسمح للجهاز أن يبرد في تيار هواء ضعيف.

عند استخدام الكحول الإيثيلي ، يتشكل الأسيتالديهيد وفقًا للمعادلة:

CH 3 CH 2 -OH + 0.5O 2 → CH 3 CH \ u003d O + H 2 O.
تم وصف اختزال لفة مؤكسدة من شبكة نحاسية مع كحول الميثيل في القسم الخاص بالنيتروجين (طريقة لإنتاج النيتروجين عن طريق ربط الأكسجين الجوي بالنحاس الساخن).

خبرة. أكسدة أنوديك ، تأثير التبييض للأكسجين في لحظة إطلاقه.يُغطى الزجاج بمحلول كبريتات الصوديوم بدائرة من الفلين ، يمر من خلالها قطبان كربون بقطر 5-6 مم.

يتم لف الأنود عدة مرات بقطعة قماش قطنية مصبوغة باللون الأزرق ويتم توصيل الأقطاب الكهربائية بثلاث بطاريات متصلة في سلسلة.

بعد 2-3 دقائق من مرور التيار ، يتغير لون أول طبقتين من الأنسجة ، المتجاورتين مباشرة للأنود ، بفعل الأكسجين الذري المنطلق أثناء التحليل الكهربائي. تظل الطبقات الثانية واللاحقة من الأنسجة ، والتي تمر من خلالها جزيئات الأكسجين ثنائي الذرة المستقرة بالفعل ، ملونة.

خبرة. أكسدة انوديك.يُسكب محلول 25٪ من H 2 SO 4 في كوب ويتم إنزال قطبين من الرصاص على شكل ألواح فيه. يتم توصيل الأقطاب الكهربائية بمصدر تيار كهربائي مباشر بجهد 10 فولت. عند إغلاق الدائرة ، يظهر لون بني عند الأنود.

يستمر التحليل الكهربائي حتى يصبح ثاني أكسيد الرصاص البني PbO 2 المتكون على الأنود مرئيًا.

إذا كنت تستخدم أنودًا فضيًا ، فسيتم تحرير أكسيد الفضة الأسود Ag 2 O على الأنود.

إطفاء الحريق.معرفة ماهية الاحتراق ، من السهل فهم ما تقوم عليه إطفاء الحريق.

يمكن إطفاء الحريق بالمواد الصلبة والغازات والأبخرة والسوائل والرغاوي. ولإطفاء الحريق لا بد من عزله عن الهواء (الأكسجين) الذي من أجله يلقى بالرمل أو الملح أو التراب أو يغطى ببطانية سميكة.

غالبًا ما تستخدم طفايات الحريق لإطفاء الحرائق الموضحة في القسم الخاص بثاني أكسيد الكربون.

عند إطفاء مستودعات الأخشاب المحترقة ، يتم استخدام القش ، والمنسوجات ، والورق ، وما يسمى بطفايات الحريق الجافة ، والتي تنبعث منها ثاني أكسيد الكربون الصلب بدرجة حرارة -80 درجة مئوية. في هذه الحالة ينطفئ اللهب بسبب انخفاض شديد في درجة الحرارة وتخفيف الأكسجين في الهواء بثاني أكسيد الكربون الذي لا يدعم الاحتراق. تعتبر طفايات الحريق هذه مفيدة للحرائق في محطات الطاقة ، ومبادلات الهاتف ، ومصانع الزيوت والورنيش ، ومعامل التقطير ، إلخ.

مثال على استخدام الغازات لإطفاء الحرائق هو استخدام ثاني أكسيد الكبريت ، الذي يتشكل أثناء احتراق الكبريت الذي يتم إلقاؤه في الفرن أو المدخنة ، لإطفاء السخام الذي اشتعل في مدخنة الفرن.

سائل إطفاء الحريق الأكثر شيوعًا والأرخص هو الماء. يخفض درجة حرارة اللهب ، كما تمنع أبخرته الهواء من الوصول إلى الأشياء المحترقة. ومع ذلك ، لا يتم استخدام الماء لإطفاء احتراق الزيت والبنزين والبنزين والزيت والسوائل الأخرى القابلة للاشتعال أخف من الماء ، حيث تطفو على سطح الماء وتستمر في الاحتراق ؛ استخدام الماء في هذه الحالة سيسهم فقط في انتشار الحريق.

تستخدم طفايات الحريق الرغوية لإطفاء البنزين والزيوت ؛ الرغوة التي يلقونها بقايا على سطح السائل وتعزله عن الأكسجين الموجود في الهواء.

تطبيقات الأكسجين

يستخدم الأكسجين كعامل مؤكسد في إنتاج أحماض النيتريك والكبريتيك والأسيتيك ، في عملية الفرن العالي ، لتغويز الفحم تحت الأرض ، ولحام الغاز وقطع المعادن (لهب الهيدروجين أو الأسيتيلين والأكسجين) ، ولذوبان المعادن ، والكوارتز ، للحصول على درجات حرارة عالية في المعامل ، للتنفس باستخدام الأجهزة المختلفة التي يستخدمها الطيارون والغواصون ورجال الإطفاء.

بدون الأكسجين ، لا يمكن أن يوجد حيوان.

يستخدم الفحم والزيت والبارافين والنفتالين وعدد من المواد الأخرى المشبعة بالأكسجين السائل لتحضير بعض المتفجرات.

تسمى مخاليط الأكسجين السائل مع مسحوق الفحم ودقيق الخشب والزيت والمواد القابلة للاحتراق الأخرى بالأوكسيليكويت. لها خصائص متفجرة قوية للغاية وتستخدم في أعمال الهدم.

OZONE O 3

الأوزون هو شكل من أشكال التآصل من الأكسجين. يأتي الاسم من الكلمة اليونانية "osein" ، والتي تعني "كريه الرائحة". تم اكتشاف الأوزون في عام 1840 بواسطة Shenbein.

يوجد الأوزون بكميات قليلة جدًا في الغلاف الجوي: على سطح الأرض ، تركيزه هو 10 -7٪ ، وعلى ارتفاع 22 كم من سطح الأرض - 10 -6٪. على سطح الأرض ، يوجد الأوزون بشكل أساسي بالقرب من الشلالات ، على شاطئ البحر (حيث يتشكل ، مثل الأكسجين الذري ، تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية) ، في الغابات الصنوبرية (هنا يتشكل نتيجة لأكسدة التربين والمواد العضوية الأخرى) ؛ يتكون الأوزون أثناء تفريغ البرق. على ارتفاع حوالي 22 كم من سطح الأرض ، يتكون من الأكسجين تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية للشمس.

يتم إنتاج الأوزون من الأكسجين ؛ في هذه الحالة ، من الضروري إنفاق الطاقة الخارجية (الحرارية ، الكهربائية ، الإشعاعية). يستمر التفاعل وفقًا للمعادلة:

3O 2 + 69 سعر حراري ↔ 2O 3.

وبالتالي ، فإن تحويل الأكسجين إلى أوزون هو تفاعل ماص للحرارة ينخفض ​​فيه حجم الغازات.

تتحلل جزيئات الأكسجين تحت تأثير الطاقة الحرارية أو الضوئية أو الكهربائية إلى ذرات. كونها أكثر تفاعلًا من الجزيئات ، تدخل الذرات في تركيبة مع جزيئات الأكسجين غير المنفصلة وتشكل الأوزون.

تكون كمية الأوزون المتكونة أكبر ، وكلما انخفضت درجة الحرارة ، وتقريباً لا تعتمد على الضغط الذي يحدث عنده التفاعل. وهي محدودة بمعدلات اضمحلال جزيئات الأوزون الناتجة وتكوينها نتيجة للعمل الكيميائي الضوئي (أثناء التفريغ الكهربائي ، تحت تأثير الإشعاع الصادر عن مصابيح الكوارتز).

مع جميع طرق الحصول على الأوزون في ظل ظروف قريبة من درجة الحرارة العادية ، فإن عائده المنخفض (حوالي 15 ٪) هو خاصية مميزة ، بسبب عدم استقرار هذا المركب.

يمكن أن يكون تحلل الأوزون جزئيًا (عندما يستمر تلقائيًا في درجة حرارة عادية ؛ في هذه الحالة يكون متناسبًا مع التركيز) وكاملًا (في وجود محفزات).

يحتوي الستراتوسفير على ارتفاع 15-35 كم على طبقة الأوزون التي تحمي الأرض من الأشعة فوق البنفسجية. لقد سمع الكثير عن ما يسمى ب "ثقب الأوزون". في الواقع ، هذا مجرد انخفاض جزئي في محتوى الأوزون ، وهو أمر مهم فقط فوق القطب الجنوبي للكوكب. ولكن حتى هنا ، فإن تدمير طبقة الأوزون جزئي فقط. من الممكن أن يكون "ثقب الأوزون" قد تشكل قبل فترة طويلة من ظهور البشرية. تتشكل أيضًا كميات كبيرة من الأوزون بالقرب من سطح الكوكب. أحد المصادر الرئيسية هو التلوث البشري (خاصة في المدن الكبيرة). هذا الأوزون ليس ضارًا على الإطلاق - إنه يشكل خطرًا كبيرًا على صحة الإنسان والبيئة. - إد.

توزيع الأوزون فوق نصف الكرة الجنوبي 21-30 سبتمبر 2006 يشير اللون الأزرق والأرجواني والأحمر إلى المناطق ذات المحتوى الأوزون المنخفض والمناطق الخضراء والصفراء ذات المحتوى الأوزون الأعلى. بيانات ناسا. (محرر ملاحظة)

الطرق الكيميائية لإنتاج الأوزون

تؤدي جميع تفاعلات إنتاج الأكسجين إلى تكوين كميات صغيرة من الأوزون.

خبرة. إنتاج الأوزون بفعل حمض الكبريتيك المركز على برمنجنات البوتاسيوم.معادلات التفاعل:

2KMnO 4 + H 2 SO 4 \ u003d 2HMnO 4 + K 2 SO 4 (تفاعل التبادل) ،

2HMnO 4 + H 2 SO 4 \ u003d Mn 2 O 7 + H 2 O + H 2 SO 4 (تفاعل الجفاف) ،

Mn 2 O 7 → 2MnO 2 + 3O ،

Mn 2 O 7 → 2MnO + 5O (يمكن أن تحدث تفاعلات تحلل الأكسدة والاختزال في وقت واحد ؛ يؤدي التحلل الأكثر قوة إلى تكوين MnO) ،

3O + 3O 2 = 3O 3 (تفاعل تكوين الأوزون).

في الهاون بكمية صغيرة من KMnO 4 ، بعناية ، دون الانحناء فوق الهاون ، صب بضع قطرات من H 2 SO 4 المركز.

أنهيدريد المنغنيز Mn 2 O 7 المتكون وفقًا للمعادلات أعلاه هو سائل زيتي ثقيل بني مخضر يتحلل عند 40-50 درجة إلى MnO2 و MnO والأكسجين الذري ، والذي ، عند دمجه مع الأكسجين الجزيئي في الهواء ، يكون الأوزون .

بدلاً من الملاط ، يمكنك استخدام فنجان من الخزف أو مشاهدة الزجاج أو بلاط الأسبستوس.

يدخل في جو الأوزون عند طرف السلك ، قطعة من الصوف القطني المنقوع في الأثير تشتعل على الفور. بدلاً من الأثير ، يمكن ترطيب الصوف القطني بالكحول أو البنزين أو زيت التربنتين.

يتحول ورق مؤشر يوديد النشا المبلل بالماء إلى اللون الأزرق مع طبقة الأوزون. يتم تفسير هذه الظاهرة من خلال رد الفعل:

2KI + O 3 + H 2 O \ u003d I 2 + 2KOH + O 2.
يتم الحصول على ورق اليود النشا عن طريق ترطيب شرائح من ورق الترشيح في خليط من محلول مركز عديم اللون من يوديد البوتاسيوم ومحلول نشا.

يختفي اللون الأزرق لورق اليود النشا تدريجياً مع استمرار التفاعل بين اليود وهيدروكسيد البوتاسيوم:

3I 2 + 6KOH = KIO 3 + 5KI + 3H 2 O.
في وجود الأوزون الزائد ، يتأكسد اليود الحر ؛ تحدث ردود الفعل التالية:

أنا 2 + 5O 3 + H 2 O \ u003d 2HIO 3 + 5O 2 ،
أنا 2 + 9O 3 \ u003d أنا (IO 3) 3 + 9O 2.

تفاعل Mn 2 O 7 مع الصوف

خبرة. إنتاج الأوزون بفعل حمض النيتريك المركز على بيرسلفات الأمونيوم.مصدر الأكسجين الذري في هذه التجربة هو حمض الكبريتيك ، والذي يتكون نتيجة تفاعل التبادل بين بيرسلفات الأمونيوم وحمض النيتريك ، ومصدر الأكسجين الجزيئي هو حمض النيتريك المتحلل عند تسخينه.

تعتمد طريقة إنتاج الأوزون هذه على التفاعلات التالية:

(NH 4) 2 S 2 O 8 + 2HNO 3 \ u003d H 2 S 2 O 8 + 2NH 4 NO 3 ،

2HNO 3 → 2NO 2 + 0.5O 2 + H 2 O ،
O + O 2 \ u003d O 3.
الجهاز الضروري للتجربة مبين في. يتم توصيل قارورة صغيرة تحتوي على 2 جم من بيرسلفات الأمونيوم و 10 مل من حمض النيتريك المركز عن طريق قسم رفيع إلى أنبوب زجاجي ، يتم إنزال نهايته في أنبوب اختبار بمحلول يوديد البوتاسيوم وكمية صغيرة من نشاء.

بعد مرور بعض الوقت على بدء تسخين القارورة على حرارة منخفضة ، يتحول المحلول الموجود في أنبوب الاختبار إلى اللون الأزرق. ومع ذلك ، نتيجة لتفاعل اليود مع هيدروكسيد البوتاسيوم ، سرعان ما يختفي اللون الأزرق.

يغير محلول 0.5٪ من النيلي القرمزي أو محلول 1٪ من النيلي في مركز H 2 SO 4 اللون من الأزرق إلى الأصفر الشاحب بسبب أكسدة الأوزون للنيلي إلى isatin وفقًا للمعادلة:

ج 16 H 10 O 2 N 2 + 2O 3 ← 2C 8 H 5 O 2 N + 2O 2 + 63.2 سعر حراري.
بدلاً من المخروط في هذه التجربة ، يمكنك استخدام أنبوب اختبار مع أنبوب مخرج الغاز.

يتم وضع الفوسفور الأبيض ، الذي تم تنظيفه مسبقًا من الطبقة السطحية تحت الماء ، باستخدام ملقط معدني في أسطوانة زجاجية بسعة 1.5-2 لتر.

يصب الماء المقطر في الاسطوانة بحيث تغطي ثلثي أعواد الفوسفور ، ويوضع في بلورة مع تسخين الماء إلى 25 درجة.

يمكن استبدال الأسطوانة بقارورة سعة 500 مل ، حيث يمكن تسخين الفوسفور حتى يذوب (حوالي 44 درجة) مع التقليب المستمر.

تم الكشف عن وجود الأوزون بعد ساعتين تقريبًا من بدء التجربة برائحة مميزة تذكرنا بالثوم وورق اليود النشا ؛ يمكن الكشف عن الأوزون عن طريق صب بضع قطرات من كبريتات التيتانيل في أنبوب اختبار بمحلول مأخوذ من الاسطوانة.

يتم الحصول على كبريتات التيتانيل بالتسخين تحت السحب في كوب خزفي 1 جم من ثاني أكسيد التيتانيوم مع حجم مضاعف من حمض الكبريتيك المركز حتى يتم إطلاق أبخرة بيضاء. بعد التبريد ، يتم إدخال محتويات الكوب تدريجياً في 250 مل من الماء المثلج. في الماء ، تتحول كبريتات التيتانيوم Ті (SO 4) 2 إلى كبريتات التيتانيل.

في وجود الأوزون ، يتحول محلول عديم اللون من كبريتات التيتانيل إلى محلول أصفر برتقالي من حمض البريتانيك ، يستمر التفاعل وفقًا للمعادلة:

TiOSO 4 + O 3 + 2H 2 O \ u003d H 2 TiO 4 + O 2 + H 2 SO 4.

إنتاج الأوزون عن طريق التحليل الكهربائي للأحماض

خبرة. الحصول على الأوزون عن طريق التحليل الكهربائي لحمض الكبريتيك المركز (حوالي 50٪).أثناء التحليل الكهربائي لـ H 2 SO 4 المركزة ، تستمر عمليات الأكسدة والاختزال على الأقطاب وفقًا للمخطط التالي:

H 2 SO 4 → H SO 4 - + H + (أيونات حامض الكبريتيك المركز) ،

H 2 O ↔ OH - + H + (أيونات الماء) ،

عند الكاثود: 2H + 2e - → 2H → H 2 (يتم تحرير الهيدروجين) ،

عند الأنود: HSO 4 - - 2e - → H 2 S 2 O 8.

يتحلل حمض البرسلفوريك في الماء وفقًا للمعادلة: H 2 S 2 O 8 + 2H 2 O \ u003d 2H 2 SO 4 + H 2 O + O (يتم إطلاق الأكسجين عند الأنود).

يتحد الأكسجين الذري الناتج مع الأكسجين الجزيئي لتكوين الأوزون:

O + O 2 \ u003d O 3.
اعتمادًا على الظروف (الكثافة الحالية ودرجة الحرارة) ، يتم تكوين حامض الكبريتيك والأوزون والأكسجين الجزيئي عند الأنود.

أثناء التحليل الكهربائي للماء المحمض ، يتكون الأوزون عندما يتكون الأنود من معدن غير مؤكسد ، ولا يحتوي الماء على مواد قادرة على امتصاص الأكسجين.

يتم تجميع الجهاز وفقًا لـ. يتم سكب 100 مل من محلول 20-50٪ من حمض الكبريتيك في كوب بسعة 150 مل ، حيث يوجد كاثود مصنوع من لوحة الرصاص (25 × 10 مم) والأنود ، وهو سلك بلاتيني به قطر 0.5 مم ، ملحوم في لوح زجاجي ، مغمور.أنبوب طوله 9 سم وقطره 5 مم. يتم لحام السلك بطريقة تبرز نهايته الحرة بمقدار 1 سم من الأنبوب ، ويتم توصيل السلك البلاتيني بالسلك الخارجي مع إدخال بضع قطرات من الزئبق في الأنبوب. يتم إدخال الأنود من خلال سدادة من الفلين المشمع في أنبوب مفتوح بطول 9 سم وقطر 1.5 سم ، وله أنبوب جانبي في الجزء العلوي.

بعد إغلاق الدائرة الكهربائية ، عند شدة تيار 1.5 أ ، يمكن اكتشاف الأوزون عند فتح الأنبوب الجانبي عن طريق الرائحة أو باستخدام ورق اليود النشا.

إذا تم استخدام أنود بلاتيني وتم تبريد الخلية إلى -14 درجة ، فيمكن أيضًا الحصول على الأوزون بكمية صغيرة عن طريق التحليل الكهربائي لمخفف H 2 SO 4.

يتم الحصول على الأوزون أيضًا عن طريق التحليل الكهربائي لأحماض الكروم والأسيتيك والفوسفوريك والهيدروفلوريك.

إنتاج الأوزون بالتفريغ الكهربائي في الأكسجين

خبرة. الحصول على الأوزون عن طريق تمرير شرارات كهربائية عبر الأكسجين الموجود في مقياس eudiometer.في مقياس eudiometer من بنسن (انظر القسم الخاص بالهيدروجين) مع أقطاب بلاتينية بسعة 50 مل ، مملوءة بمحلول يوديد البوتاسيوم المحتوي على النشا ، يتم إدخال 5 مل من الأكسجين. يتم إصلاح مقياس eudiometer بحامل ثلاثي في ​​جهاز التبلور بنفس المحلول.

عندما يتم توصيل أسلاك مقياس eudiometer بالأطراف الثانوية لملف الحث ، تقفز الشرر بين الأسلاك البلاتينية ويبدأ المحلول النشوي من يوديد البوتاسيوم في التحول إلى اللون الأزرق. يتم تحسين أكسدة محلول اليوديد بواسطة الأوزون عن طريق هزه.

بدلاً من مقياس eudiometer من بنسن ، يمكنك استخدام الجهاز المشار إليه والمصنوع من الزجاج السميك. يمكن لهذا الجهاز أن ينقل كل الأكسجين الذي تم إدخاله بالأوزون إذا لم يكن هناك تسخين من تفريغ الشرارة ، مما يسرع رد الفعل العكسي لتحلل الأوزون.

يتم تحضير محلول يوديد البوتاسيوم مع إضافة النشا على النحو التالي: يتم طحن 0.5 جرام من النشا في ملاط ​​بكمية صغيرة من الماء ، ويتم إدخال العجين الناتج مع التحريك إلى 100 مل من الماء المغلي ؛ بعد أن يبرد محلول النشا ، يضاف إليه 0.5 جرام من KI ، سبق إذابته في كمية صغيرة من الماء.

عندما يمر تيار من الأكسجين النقي والجاف (الهواء) عبر جهاز الأوزون تحت تأثير التفريغ الكهربائي الهادئ للتفريغ الكهربائي بدون شرارات) ، يتم تحويل بعض الأكسجين (بحد أقصى 12-15٪ من حيث الحجم) إلى أوزون.

لا يمكن استخدام الهواء الرطب والمغبر لهذا الغرض ، لأنه أثناء التفريغ الكهربائي في هذه الحالة يتشكل ضباب كثيف يستقر على الأقطاب الكهربائية والجدران الزجاجية لمعامل الأوزون ؛ نتيجة لذلك ، بدلاً من التفريغ الهادئ ، تبدأ الشرر في القفز في جهاز الأوزون ، ويتكون أكسيد النيتريك ؛ يتأكسد أكسيد النيتريك في وجود الأكسجين إلى ثاني أكسيد النيتروجين الذي يدمر الأقطاب الكهربائية.

يمكن أن يكون مصدر الأكسجين مقياس غاز أو أسطوانة أكسجين ؛ يتم تمرير الأكسجين الذي يدخل إلى جهاز الأوزون أولاً من خلال زجاجة غسيل بتركيز H 2 SO 4.

تحت تأثير مثل هذه التفريغ الكهربائي في الفضاء الذي يشغله الأكسجين ، تتشكل الأيونات والإلكترونات ، والتي ، عندما تصطدم بجزيئات الأكسجين ، تسبب تسوسها.

يتم الكشف عن وجود الأوزون بالطرق الموضحة أعلاه ، وكذلك بالطرق الموضحة في وصف خصائص الأوزون.

فيما يلي وصف لبعض أنواع أجهزة معالجة الأوزون.

عند إدخال طبقة من الصوف الزجاجي بالتناوب مع مسحوق المنغنيز أو ثاني أكسيد الرصاص (10 سم) أو طبقة من الكربون الحبيبي المنشط في أنبوب عريض ، يكون المرء مقتنعًا بأن الأوزون يتحلل عند المرور من خلاله.

يترافق تحلل الأوزون مع إطلاق الحرارة وزيادة حجم الغاز.

تطبيقات الأوزون

كعامل مؤكسد قوي ، الأوزون يقتل الكائنات الحية الدقيقة وبالتالي يستخدم لتطهير الماء والهواء ، لتبييض القش ، الريش ، كعامل مؤكسد في الكيمياء العضوية ، في إنتاج الأوزون ، وكذلك كوسيلة لتسريع شيخوخة الكونياك والنبيذ.

هيدروجين بيروكسايد H 2 O 2

تم الحصول على بيروكسيد الهيدروجين لأول مرة في عام 1818 بواسطة Tenard عن طريق تفاعل بيروكسيد الباريوم مع حمض الهيدروكلوريك.

انتشار

في الحالة الحرة ، يوجد H 2 O 2 في الطبقات السفلى من الغلاف الجوي ، في هطول الأمطار (أثناء تصريفات البرق ، حوالي 11 مجم لكل 60 كجم من الماء) ، كمنتج للأكسدة البطيئة للمواد العضوية وغير العضوية ، مثل منتج وسيط للاستيعاب والتشتت ، وفي عصائر بعض النباتات.

يستلم

خبرة. تحضير بيروكسيد الهيدروجين عن طريق الاختزال الكاثودي للأكسجين الجزيئي بالهيدروجين.يستمر التفاعل وفقًا للمعادلة:

O 2 + 2H → H 2 O 2 + 138 سعر حراري.
يتم تجميع الجهاز وفقًا لـ. الحمام الإلكتروليتي عبارة عن زجاج بسعة 250-300 مل ، مملوء بحمض الكبريتيك (sp. الوزن 1.2-1.25) ومغطى بصفيحة الأسبستوس.

يتم تمرير أنود وأسطوانة زجاجية بقطر 3 سم عبر اللوحة ، يوجد بداخلها كاثود ، بالإضافة إلى أنبوب زجاجي يتم من خلاله توفير الأكسجين النقي من مقياس الغاز أو الأسطوانة. يمر أنبوب إمداد الأكسجين بطرف منسحب من أسفل تحت الأسطوانة وينتهي عند الكاثود نفسه.

بالقرب من الأنود ، يتم عمل ثقب آخر في لوحة الأسبستوس لإزالة الأكسجين المنطلق من الأنود.

الأنود عبارة عن لوحة بلاتينية تقع على مستوى أعلى من الكاثود. يتكون الكاثود من لوحة بلاتينية أو بلاديوم.

مصدر الطاقة الكهربائية هو بطارية 10 فولت.

بعد تجميع الجهاز ، يتم أخذ 10 مل من الإلكتروليت من فراغ الأنود باستخدام ماصة ، ويتم سكبه في دورق ، وتضاف بضع قطرات من محلول كبريتات التيتانيل. لا يحدث تلطيخ في هذه الحالة.

بعد 5-10 دقائق من بدء التحليل الكهربائي ، مع تيار 4-5 A ونفث قوي من الأكسجين ، يتم إيقاف التيار ويتم أخذ عينة من الإلكتروليت. هذه المرة ، عند إضافة كبريتات التيتانيل ، يتحول المنحل بالكهرباء إلى اللون الأصفر البرتقالي ؛ هذا بسبب تكوين حمض بيروكسوديسلفاتوتيتانيك:

مع التحليل الكهربائي الأطول ، تعطي عينات كبريتات التيتانيل لونًا أكثر كثافة. في هذه الحالة ، تحدث ردود الفعل التالية:

أ) TiOSO 4 + H 2 O 2 + H 2 O \ u003d H 2 TiO 4 + H 2 SO 4 ،
ب) TiOSO 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 \ u003d H 2 [TiO 2 (SO 4) 2] + H 2 O.
خبرة. تحضير بيروكسيد الهيدروجين عن طريق عمل الأحماض المخففة على بيروكسيدات قلوية (Na 2 O 2 أو K 2 O 2).يستمر التفاعل وفقًا للمعادلات:

Na 2 O 2 + H 2 SO 4 \ u003d H 2 O 2 + Na 2 SO 4 ،
K 2 O 2 + H 2 SO 4 \ u003d H 2 O 2 + K 2 SO 4.
تجرى التجربة في أنبوب اختبار. الحصول على طريقة بيروكسيد الهيدروجين هذه ليست مريحة للغاية بسبب صعوبة فصلها عن الكبريتات القلوية.

من المستحيل أيضًا التوصية بإنتاج بيروكسيد الهيدروجين عن طريق عمل الماء على بيروكسيدات قلوية ، لأنه في هذه التفاعلات يكون بيروكسيد الهيدروجين مجرد مركب وسيط يتحلل إلى أكسجين وماء في وجود القلويات ؛ لذلك ، فإن تفاعل التفاعل بين البيروكسيدات القلوية والماء يكمن وراء إحدى الطرق الرطبة لإنتاج الأكسجين.

خبرة. الحصول على بيروكسيد الهيدروجين من بيروكسيد الباريوم بفعل حمض الكبريتيك.معادلة التفاعل:

BaO 2 + H 2 SO 4 \ u003d H 2 O 2 + BaSO 4.
يُسكب 120 مل من الماء في كوب ، ويضاف 5 مل من H 2 SO 4 المركز (sp. الوزن 1.84) ويُغمر في مُبلور مع خليط من الثلج والملح. وضع بعض الثلج في كوب عند 0 درجة مئوية ، بالتدريج مع التحريك المستمر ، أضف معلقًا من بيروكسيد الباريوم ، والذي يتم الحصول عليه عن طريق طحن 15 جم BaO 2 مع 30 مل من الماء المثلج. المعلق عبارة عن بيروكسيد الباريوم BaO2 8H 2 O hydrate.

بعد تصفية كبريتات الباريوم ، يتم الحصول على محلول بيروكسيد الهيدروجين 3-5٪. لا تتداخل الزيادة الطفيفة في الحمض مع إنتاج البيروكسيد.

تم اكتشاف وجود بيروكسيد الهيدروجين على النحو التالي: صب 2 مل من محلول الاختبار و 2 مل من H 2 SO 4 في أنبوب اختبار ، أضف الأثير (طبقة بسمك 0.5 سم) وأضف بضع قطرات من محلول كرومات البوتاسيوم. في وجود بيروكسيد الهيدروجين في وسط حمضي ، تشكل الكرومات (وكذلك ثنائي كرومات) أحماض بيركروميك ملونة بشكل مكثف ، ويستمر التفاعل:

H 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 O 2 \ u003d 2H 2 CrO 6 + 3H 2 O.
حمض البيركروميك H 2 CrO 6 مع الصيغة البنائية

إنها ملونة باللون الأزرق وتتحلل بالفعل في درجة حرارة الغرفة ؛ لذلك يختفي لون المحلول بسرعة. يستخرج الأثير الحمض من المحلول عندما يهتز ويجعله أكثر ثباتًا.

يتم تقليل مركبات بيروكسيد الكروم إلى مركبات من الكروم ثلاثي التكافؤ (الأخضر) مع إطلاق الأكسجين.

خبرة. يمكن أيضًا الحصول على بيروكسيد الهيدروجين من التحلل المائي لبيربورات الصوديوم و بيركربونات الباريوم.في هذه الحالة ، يستمر التفاعل وفقًا للمعادلات:

NaBO 3 + H 2 O \ u003d NaBO 2 + H 2 O 2 ،
ВаС 2 O 6 + Н 2 O \ u003d ВаСО 3 + CO 2 + Н 2 O 2.

خصائص هيدروجين بيروكسايد

في الظروف العادية ، يكون بيروكسيد الهيدروجين سائلًا عديم اللون والرائحة وله طعم معدني كريه.

عند أقصى تركيز ، يكون سائلًا شرابًا بثقل نوعي 1.5. في طبقة سميكة لها لون أزرق.

يذوب في الماء ، كحول الإيثيل ، إيثر الإيثيل بأي نسبة. عند البيع ، يوجد بيروكسيد الهيدروجين عادة في شكل محلول 3٪ و 30٪ في الماء المقطر. هذا الأخير يسمى "بيرهيدرول". تحت ضغط 26 ملم زئبق. فن. يغلي عند 69.7 درجة. تصلب عند -2 درجة.

أكثر استقرارًا هي المحاليل المخففة لبيروكسيد الهيدروجين ؛ أما المحاليل المركزة فإنها تتحلل بانفجار حسب المعادلة:

2H 2 O 2 \ u003d 2H 2 O + O 2 + 47 كيلو كالوري.
يُفضل تحلل بيروكسيد الهيدروجين بالضوء والحرارة وبعض المواد العضوية وغير العضوية وخشونة الزجاج وآثار الغبار.

من المواد غير العضوية ، يتحلل بيروكسيد الهيدروجين أكاسيد (MnO 2 ، Fe 2 O 3 ، Cr 2 O 3) ، هيدرات قلوية من NaOH ، KOH ، Ba (OH) 2 أكاسيد في وجود الشوائب ، أملاح رطبة من Cu 2+ ، Co 3+ ، أيونات Pb 2+ ، Mn 2+ ، إلخ ، أيونات المعادن ثلاثية التكافؤ Fe 3+ ، Al 3+ ، المعادن في حالة سحق للغاية ، خاصة في الحالة الغروية (Au ، Ag ، Pt) ، مركبات السيليكون ، بما في ذلك تلك التي هي جزء من الزجاج.

تشمل المواد العضوية التي تتحلل بيروكسيد الهيدروجين الدم ، الذي ينشط التحلل بسبب إنزيم الكاتلاز الموجود فيه ، بينما يعزز إنزيمه الآخر ، البيروكسيداز ، الانفصال عن بيروكسيد الأكسجين في وجود المواد المؤكسدة.

تم وصف التحلل التحفيزي لـ H 2 O 2 في وجود القلويات وثاني أكسيد المنغنيز ومحلول الفضة الغروية في قسم "إنتاج الأكسجين بالطرق الرطبة".

خبرة. تحلل بيروكسيد الهيدروجين تحت تأثير الحرارة.يتم ملء قارورة بسعة 200-250 مل بالكامل تقريبًا بمحلول بيروكسيد الهيدروجين ؛ أغلق بسدادة مع أنبوب مخرج غاز ، يتم إنزال طرفه إلى وحدة تبلور بالماء (). بعد إزالة الهواء من الجهاز ، يتم تسخين القارورة ويتم تجميع الأكسجين المنطلق في أسطوانة مملوءة بالماء.

يتم تنظيم تدفق الأكسجين عن طريق زيادة أو تقليل تسخين القارورة.

تم اكتشاف وجود الأكسجين مع وجود شظية مشتعلة.

خبرة. التحلل التحفيزي لبيروكسيد الهيدروجين.يتم سكب نفس الكمية تقريبًا من البيرهيدرول (30٪ محلول بيروكسيد الهيدروجين) في ثلاثة أكواب. يضاف ثاني أكسيد المنغنيز إلى الزجاج الأول ، ويضاف إلى الزجاج الثاني الأسود البلاتيني ، وبضع قطرات من الدم إلى الزجاج الثالث.

يحدث التحلل بشكل أفضل في الزجاج الثالث ، حيث تمت إضافة الدم. إذا تمت إضافة سيانيد الصوديوم إلى الدم ، ثم البيرهيدرول ، يتم إطلاق الأكسجين بشكل ضعيف.

لقد ثبت تجريبياً أن البلاتين الغرواني والكتلاز مسمومان بنفس المواد ، على سبيل المثال ، HCN ، KCN ، NaCN ، CO ، I 2 ، H 2 S ، CS 2 ، إلخ. يفسر تسمم المحفزات بحقيقة أن يمتص سطحها الكبير كمية كبيرة من المواد السامة. في هذه الحالة ، تعزل المواد السامة السطح النشط للمحفز عن المادة المتفاعلة ، ويفقد المحفز قدرته على تسريع التفاعل.

خبرة. التحلل التحفيزي لبيروكسيد الهيدروجين في وسط قلوي.للحصول على توهج في الماء الداكن ، يتم تحضير أربعة محاليل:

1) قم بإذابة 1 جم من مسحوق pyrogallol C 6 H 3 (OH) 3 في 10 مل من الماء المقطر ؛

2) إذابة 5 جم من K 2 CO 3 في نفس الكمية من الماء المقطر ؛

3) تناول 10 مل من محلول 35-40٪ من الفورمالديهايد CH 2 O ؛

4) خذ 15 مل من محلول 30٪ بيروكسيد الهيدروجين (بيرهيدرول).

صفي المحاليل الثلاثة الأولى في كوب واحد وضعها في مكان مظلم على صينية معدنية.

عندما تتكيف العيون مع الظلام ، اسكب البيرهيدرول في الزجاج مع التحريك المستمر. يبدأ السائل في الغليان ، كما هو الحال ، الرغوة ويتوهج بضوء أصفر برتقالي ، متلألئ برغوة لامعة.

يطلق على إطلاق الضوء أثناء التفاعلات الكيميائية التي تحدث دون إطلاق قدر كبير من الحرارة الإشعاع الكيميائي. غالبًا ما يكون الضوء المنبعث من الإشعاع الكيميائي أحمر أو أصفر. في التجربة الحالية ، تم تفسير التلألؤ الكيميائي بأكسدة البيروجالول مع بيروكسيد الهيدروجين في وسط قلوي. يتم تحويل الطاقة المنبعثة أثناء الأكسدة بالكامل تقريبًا إلى ضوء ، على الرغم من إطلاق كمية صغيرة منها أيضًا في شكل طاقة حرارية ، مما يؤدي إلى تسخين محتويات الزجاج وتسبب التبخر الجزئي للفورمالديهايد (تنتشر رائحة نفاذة).

بدلاً من البيروجالول ، يمكن استخدام الهيدروكينون أو الريسورسينول أو مطوري التصوير الفوتوغرافي.

يمكن جعل بيروكسيد الهيدروجين أكثر ثباتًا من خلال إضافة كمية صغيرة من إحدى المواد التالية (المثبتات) إليه: حمض الباربيتوريك ، وحمض البوليك ، وحمض الفوسفوريك ، وحمض الكبريتيك ، وفوسفات الصوديوم ، واليوريا ، والفيناسيتين ، إلخ.

بيروكسيد الهيدروجين هو حمض ضعيف جدًا (أضعف من حمض الكربونيك). يمكن تحديد خصائصه الحمضية باستخدام محلول محايد من عباد الشمس.

هناك نوعان من الأملاح يتوافقان مع بيروكسيد الهيدروجين: هيدروبيروكسيدات (NaHO 2 ، KNO 2) وبيروكسيدات (Na 2 O 2 ، K 2 O 2 ، BaO 2).

في التفاعلات الكيميائية ، يمكن أن يعمل بيروكسيد الهيدروجين كعامل مؤكسد وكعامل مختزل.

في بعض الأحيان ، يؤدي تغيير طفيف جدًا في درجة الحموضة إلى تغيير جذري في وظيفة الأكسدة والاختزال لبيروكسيد الهيدروجين. ردود الفعل التالية هي أمثلة:

أنا 2 + 5H 2 O 2 → 2HIO 3 + 4H 2 O ؛ عند pH1 H 2 O 2 عامل مؤكسد ،
2НIO 3 + 5Н 2 O 2 → I 2 + 6Н 2 O + 5O 2 ؛ عند pH2 H 2 O 2 عامل اختزال.
كعامل مؤكسد ، يتكسر بيروكسيد الهيدروجين على النحو التالي:

H-O-O-H → H-O-H + O.
(تتفاعل ذرات الأكسجين المحررة مع عامل الاختزال ، وتتحول إلى أكسجين ثنائي التكافؤ سالب الشحنة).

الأكسدة مع بيروكسيد الهيدروجين في وسط حامض

تم وصف أكسدة أيون اليود سالب الشحنة مع بيروكسيد الهيدروجين في القسم الخاص بالحصول على اليود الحر. (يستخدم هذا التفاعل لتحديد آثار بيروكسيد الهيدروجين.)

خبرة. أكسدة أيون الحديدوز مع بيروكسيد الهيدروجين إلى أيون حديديك.معادلة التفاعل:

2FeSO 4 + H 2 SO 4 + H 2 O 2 = Fe 2 (SO 4) 3 + 2H 2 O.

FeSO4

Fe 2 (SO 4) 3

يُسكب حمض الكبريتيك المخفف ومحلول بيروكسيد الهيدروجين بنسبة 3٪ في أنبوب اختبار بمحلول FeSO 4 الأخضر المحضر حديثًا. بسبب أكسدة أيون الحديد ثنائي التكافؤ إلى اللون ثلاثي التكافؤ للمحلول يتغير ويصبح أصفر. يمكن تحديد وجود أيون الحديديك باستخدام أيون الثيوسيانات ، نظرًا لأن ثيوسيانات الحديديك ذات لون أحمر دموي مكثف (التفاعل حساس للغاية).

خبرة. أكسدة حامض الكبريتيك (كبريتات) مع بيروكسيد الهيدروجين إلى حامض الكبريتيك (كبريتات).يستمر التفاعل وفقًا للمعادلة:

H 2 SO 3 + H 2 O 2 \ u003d H 2 SO 4 + H 2 O.
إذا تمت إضافة بيروكسيد الهيدروجين إلى محلول مائي لثاني أكسيد الكبريت (حمض الكبريت) ، يتأكسد حمض الكبريتيك إلى حمض الكبريتيك.

من أجل التحقق من تكوين حامض الكبريتيك ، يمكنك استخدام حقيقة أن BaSO 3 قابل للذوبان في الأحماض المعدنية ، بينما BaSO 4 قابل للذوبان فيها قليلاً.

خبرة. أكسدة فيريسيانيد البوتاسيوم مع بيروكسيد الهيدروجين.معادلة التفاعل:

2K 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 \ u003d 2K 3 + 2H 2 O + K 2 SO 4.
إذا تمت إضافة H 2 SO 4 المخفف قليلاً ومحلول 3٪ من H 2 O 2 إلى أنبوب اختبار بمحلول أصفر من فيريسيانيد البوتاسيوم ، ثم يتحول المحلول الموجود في أنبوب الاختبار إلى اللون البني والأحمر ، وهو سمة من سمات فيري سيانيد البوتاسيوم.

خبرة. أكسدة كبريتيد الرصاص مع بيروكسيد الهيدروجين.يستمر التفاعل وفقًا للمعادلة:

PbS + 4H 2 O 2 \ u003d PbSO 4 + 4H 2 O.
إلى محلول من Rb (NO 3) 2 [أو Rb (CH 3 COO) 2] أضف محلول مائي من كبريتيد الهيدروجين ؛ راسب أسود من رواسب كبريتيد الرصاص. يسير التفاعل وفقًا للمعادلة:

Pb (NO 3) 2 + H 2 S \ u003d PbS + 2HNO 3.
يُضاف محلول بيروكسيد الهيدروجين بنسبة 3٪ إلى راسب كبريتيد الرصاص ، ويُغسل جيدًا عن طريق التصفية ؛ يتأكسد إلى كبريتات الرصاص ، يصبح الراسب أبيض.

يعتمد هذا التفاعل على تجديد اللوحات التي تم تسويدها بمرور الوقت (بسبب تكوين كبريتيد الرصاص عليها).

خبرة. أكسدة النيلي مع بيروكسيد الهيدروجين.عند الغليان في أنبوب اختبار 5-6 مل من محلول مخفف من النيلي و 10-12 مل من محلول 3 ٪ أو أقوى من بيروكسيد الهيدروجين ، لوحظ تغير لون محلول النيلي.

الأكسدة مع بيروكسيد الهيدروجين في وسط قلوي

خبرة. أكسدة الكروميت إلى كرومات مع بيروكسيد الهيدروجين.يستمر التفاعل وفقًا للمعادلة:

2KCrO 2 + 2KOH + 3H 2 O 2 \ u003d 2K 2 CrO 4 + 4H 2 O.
يضاف بيروكسيد الهيدروجين إلى محلول أخضر من الكروميت المعدني القلوي ؛ يتأكسد الكروميت إلى كرومات ويتحول المحلول إلى اللون الأصفر.

يتم الحصول على الكروميت المعدني القلوي عن طريق عمل القلويات (الزائدة) على محلول من مركب الكروم ثلاثي التكافؤ (انظر الأكسدة بماء البروم في وسط قلوي).

خبرة. أكسدة أملاح المنجنيز ثنائية التكافؤ ببيروكسيد الهيدروجين.معادلة التفاعل:

MnSO 4 + 2NaOH + H 2 O 2 \ u003d H 2 MnO 3 + Na 2 SO 4 + H 2 O.
يضاف القلوي إلى محلول عديم اللون (أو وردي قليلاً) لأي مركب من المنجنيز ثنائي التكافؤ. راسب أبيض من هيدروكسيد المنغنيز ، والذي ، حتى في وجود آثار من الأكسجين ، يتأكسد إلى هيدرات ثاني أكسيد المنغنيز ، ويتحول الراسب إلى اللون البني.

أكسيد النيتروز في وجود هيدرات ثاني أكسيد المنغنيز يشكل أكسيد المنغنيز.

ردود الفعل الموصوفة أعلاه تسير على النحو التالي:

MnSO 4 + 2NaOH \ u003d Mn (OH) 2 + Na 2 SO 4 ،
Mn (OH) 2 + 1 / 2O 2 \ u003d H 2 MnO 3 أو MnO (OH) 2 ،

في وجود بيروكسيد الهيدروجين ، تتم عملية أكسدة أكسيد النيتروز إلى هيدرات ثاني أكسيد المنغنيز بسرعة كبيرة.

عند تسخينها ، تبدأ أكسدة أملاح المنجنيز ثنائية التكافؤ مع بيروكسيد الهيدروجين في تكوين ثاني أكسيد المنغنيز وفقًا للمعادلة:

MnSO 4 + H 2 O 2 + 2 KOH = MnO 2 + K 2 SO 4 + 2H 2 O.
في عدد من التفاعلات ، يعمل بيروكسيد الهيدروجين كعامل اختزال في كل من البيئات القلوية والحمضية.

كعامل مختزل ، يتحلل بيروكسيد الهيدروجين على النحو التالي:

H-O-O-H → 2H + O = O.
نظرًا لأن البيروكسيدات يمكن أن تكون عوامل مؤكسدة ومختزلة ، يمكن أن تنتقل إلكترونات البيروكسيد من جزيء إلى آخر:

H 2 O 2 + H 2 O 2 \ u003d O 2 + 2H 2 O.
تم وصف اختزال بيروكسيد الهيدروجين لـ KMnO 4 و MnO 2 في وسط حمضي و K 3 في وسط قلوي في قسم إنتاج الأكسجين الرطب.

خبرة. اختزال أكسيد الفضة البني الغامق إلى الفضة المعدنية باستخدام بيروكسيد الهيدروجين.يستمر التفاعل وفقًا للمعادلة:

Ag 2 O + H 2 O 2 \ u003d 2Ag + H 2 O + O 2.
صب في أنبوب اختبار 2 مل من محلول AgNO 3 المخفف ، 4-6 مل من محلول 3٪ H 2 O 2 و 2-3 مل من محلول هيدروكسيد الصوديوم المخفف. يتكون راسب أسود من الفضة المعدنية وفقًا لمعادلة التفاعل الكلية:

2AgNO 3 + 2NaOH + H 2 O 2 \ u003d 2Ag + 2NaNO 3 + 2H 2 O + O 2.
تحت تأثير القلويات على محاليل أملاح الفضة ، بدلاً من هيدرات أكسيد الفضة غير المستقرة ، يترسب ترسبات أكسيد الفضة ذات اللون البني الداكن (هذه الخاصية هي أيضًا خاصية هيدرات أكاسيد المعادن النبيلة الأخرى).

أكسيد الفضة غير قابل للذوبان في حالة زيادة القلويات.

خبرة. استعادة مركبات الذهب ببيروكسيد الهيدروجين.يمكن أن يستمر الاسترداد في كل من البيئات الحمضية والقلوية.

في أنبوب اختبار بكمية صغيرة من محلول كلوريد الذهب ، أضف القليل من المحلول القلوي ومحلول بيروكسيد الهيدروجين بنسبة 3٪. يوجد تخفيض فوري لأيون الذهب الثلاثي التكافؤ إلى الذهب الحر:

2AuCl 3 + 3H 2 O 2 + 6KOH = 2Au + 6H 2 O + 3O 2 + 6KCl.
خبرة. تقليل بيروكسيد الهيدروجين من هيبوكلوريت وهيبوبروميت.معادلات التفاعل:

KClO + H 2 O 2 \ u003d KCl + H 2 O + O 2 ،
NaClO + H 2 O 2 \ u003d NaCl + H 2 O + O 2 ،
NaBrO + H 2 O 2 \ u003d NaBr + H 2 O + O 2 ،
CaOCl 2 + H 2 O 2 \ u003d CaCl 2 + H 2 O + O 2.
تشكل هذه التفاعلات أساس تجارب أنابيب الاختبار لإنتاج الأكسجين.

نواتج إضافة بيروكسيد الهيدروجين. هذه المادة عبارة عن بيرهيدرول - نتاج إضافة بيروكسيد الهيدروجين إلى اليوريا:

يتم تثبيت هذا المركب في الحالة البلورية عن طريق آثار حمض الستريك. عندما يذوب ببساطة في الماء ، يتشكل بيروكسيد الهيدروجين.

تخزين بيروكسيد الهيدروجين. يتم تخزين بيروكسيد الهيدروجين في مكان مظلم وبارد في أوعية البارافين (أو الزجاج المشمع بالداخل) مختومة بسدادة البارافين.

استخدام بيروكسيد الهيدروجين

يستخدم محلول بيروكسيد الهيدروجين بنسبة 3 ٪ في الطب كمطهر للغرغرة وغسل الجروح ؛ في الصناعة يتم استخدامها لتبييض القش والريش والغراء والعاج والفراء والجلود وألياف النسيج والصوف والقطن والطبيعي والحرير الصناعي. يستخدم محلول 60٪ لتبييض الدهون والزيوت.

بالمقارنة مع الكلور ، فإن بيروكسيد الهيدروجين له مزايا كبيرة كعامل تبيض. يتم استخدامه لإنتاج البربورات (على سبيل المثال ، بيربورات الصوديوم ، وهو العنصر النشط في مستحضرات التبييض).

تستخدم المحاليل عالية التركيز من بيروكسيد الهيدروجين (85-90٪) الممزوجة ببعض المواد القابلة للاحتراق لإنتاج مخاليط متفجرة.

الماء H 2 O

كان كافنديش أول من صنع الماء عن طريق حرق الهيدروجين في عام 1781 ؛ تم تحديد تركيبة وزنها بدقة بواسطة Lavoisier في عام 1783 ، وتكوينها الحجمي - في عام 1805 بواسطة Gay-Lussac.

انتشار

الماء هو مركب الهيدروجين الأكثر شيوعًا. يغطي ثلثي سطح الأرض ، ويملأ المحيطات والبحار والبحيرات والأنهار. يوجد الكثير من الماء في القشرة الأرضية ، وعلى شكل بخار - في الغلاف الجوي.

أنقى المياه الطبيعية هي مياه هطول الأمطار في الغلاف الجوي ، وأكثرها تلوثًا بالشوائب هي مياه البحار والمحيطات. بطبيعتها ، يمكن أن تكون الشوائب غير عضوية وعضوية. في الماء ، يمكن أن تكون في حالة مذابة ومعلقة.

شوائب الماء هي: ثاني أكسيد الكربون الحر ، النيتروجين ، الأكسجين ، كربونات الكالسيوم 3 ، الكالسيوم (HCO 3) 2 ، MgCO 3 ، CaSO 4 ، MgSO 4 ، كلوريدات الفلزات القلوية ، وحمض السيليك وأملاحه من معادن الأرض القلوية والقلوية ، وأكاسيد الحديد والألمنيوم والمنغنيز وأملاح الفلزات القلوية والقلوية الترابية من أحماض النيتريك والنيترو والفوسفوريك والكائنات الدقيقة والمواد العضوية المختلفة في حالة غروانية.

تحتوي المياه المعدنية ، بالإضافة إلى هذه الشوائب ، على كبريتيد الهيدروجين ، والكبريتات ، وأملاح البوريك ، والزرنيخ ، والهيدروفلوريك ، والأحماض الهيدروبروميك ، واليودية وغيرها.

خبرة.باستخدام أيون Ba 2+ ، يتم إثبات وجود SO 4 2- أيونات في أي ماء طبيعي ، باستخدام Ag + ion ، ووجود Cl - ion ، وبتبخير 500 مل من الماء في كوب ، ووجود بقايا جافة.

يستلم

يتم وصف إنتاج الماء في القسم الخاص بالخصائص الكيميائية للهيدروجين (احتراق الهيدروجين). يتكون الماء عندما يتحد الهيدروجين مع الأكسجين تحت تأثير التفريغ الكهربائي ؛ يتم وصف إنتاج الماء أيضًا في الأقسام الخاصة ببناء مقاييس eudiometer وتقليل الأكاسيد باستخدام الهيدروجين.

يمكن الحصول على الماء عن طريق تسخين المواد التي تحتوي على ماء التبلور ، على سبيل المثال: CuSO 4 5H 2 O ، Na 2 CO 3 10H 2 O ، Na 2 B 4 O 7 10H 2 O ، Na 2 SO 4 10H 2 O ، FeSO 4 7H2O ؛ كمنتج ثانوي ، يتم تكوينه أثناء تفاعلات التعادل والاختزال والتفاعلات الأخرى.

للحصول على كميات كبيرة من المياه النقية كيميائيًا ، لا يتم استخدام أي من الطرق المذكورة أعلاه للحصول عليها ، ولكن يتم اللجوء إلى تنقية المياه الطبيعية الشائعة جدًا بطرق مختلفة.

تنقية المياه الطبيعية

يتم فصل الشوائب الفيزيائية عن طريق الترشيح من خلال مرشح عادي أو مطوي ، أو من خلال صفيحة خزفية أو زجاجية مسامية ، أو من خلال الصوف الزجاجي.

للاحتفاظ بالشوائب التي تضفي عسرًا على الماء ، يتم تمرير الماء من خلال مرشحات بيرموتيت ، وللتخلص من المواد الملونة من خلال الكربون المنشط.

تتم إزالة الشوائب المذابة في الماء في عملية التقطير. يظهر أبسط جهاز تقطير ، ويتكون من دورق Wurtz وثلاجة وجهاز استقبال.

من أجل عدم تفكيك الجهاز في كل مرة ولتجنب التوصيلات بالمقابس ، يوصى باستخدام جهاز مصنوع من زجاج Jena ().

يتم تحقيق الغليان المنتظم أثناء التقطير بسبب حقيقة أن القليل من الخزف المسامي يوضع أولاً في القارورة.

يحتوي الماء الذي يتم الحصول عليه بهذه الطريقة على غازات في الحالة المذابة ، على سبيل المثال CO 2 ، وكمية صغيرة جدًا من السيليكات (تتشكل نتيجة انحلال زجاج الثلاجة بواسطة مكثف الماء).

لإزالة الغازات (على سبيل المثال ، CO 2) ، صب 750 مل من الماء المقطر في دورق سعة 1000 مل ، ورمي بضع قطع من الأنابيب الشعرية فيه وغليها لمدة 30-40 دقيقة. في نهاية الغليان ، أغلق القارورة بسدادة ، حيث يتم إدخال أنبوب مع الجير الصودا (خليط من CaO و NaOH). يمتص جير الصودا ثاني أكسيد الكربون من الهواء ، والذي يمكن أن يدخل في الماء المقطر بعد أن يبرد.

نظرًا لاستهلاك كمية كبيرة من الماء المقطر في المختبر الكيميائي لتحضير المحاليل وغسيل الرواسب ، تم وصف العديد من أجهزة التقطير المستمر أدناه.

جهاز التقطير Kaleshchinsky() يتكون من معوجة مع أنبوب جانبي وعنق منحني متصل بمبرد حلزوني.

يتم الحفاظ على مستوى ماء ثابت في المعوجة والمبرد بواسطة سيفون.

قبل بدء التجربة ، يتم شفط الماء في السيفون من خلال الأنبوب الجانبي ، حيث يتم وضع الأنبوب المطاطي ، ويتم إغلاق الأنبوب المطاطي بمشبك أو يتم إدخال قضيب زجاجي فيه بإحكام.

لضمان الغليان المنتظم ، يتم وضع عدة قطع من البورسلين المسامي في المعوجة قبل أن يبدأ التقطير ، ويتم إرفاق قارورة بنهاية الأنبوب الجانبي للسيفون ، حيث تتجمع فقاعات الهواء التي تدخل السيفون عند تسخين الماء (يمكن أن تؤدي فقاعات الهواء في السيفون إلى تعطيل الإمداد الطبيعي للمياه إلى المعوجة).

يمكن لهذا الجهاز الصغير العمل بشكل مستمر لفترة طويلة دون الحاجة إلى عناية خاصة.

جهاز التقطير Verkhovsky(). وصف الجهاز: أنبوب عريض لكنيعمل على تجميع فقاعات الهواء المنبعثة من الماء عند تسخينه. قالت عند ملء السيفون ب ، ج ، دمملوءة بالماء تقريبًا. زجاجة Fبجزء سفلي مقطوع مغلق بفلين مع أنبوب يمر عبره ه(لإزالة الماء الزائد من الزجاجة). جميع أجزاء الجهاز متصلة ببعضها البعض عن طريق سدادات وأنابيب مطاطية. يذهب الماء من الصنبور إلى الثلاجة ، من هناك - إلى الزجاجة F، ثم - في السيفون ب ، ج ، دإلى دورق التقطير. يتم الحفاظ على نفس مستوى الماء في القارورة والقارورة عن طريق سيفون ب ، ج ، د. يتم ضمان الأداء الطبيعي لهذا ، مثل السابق ، من خلال التدفق المستمر للمياه من الصنبور.

بالإضافة إلى تلك الموصوفة ، هناك عدد من الأجهزة الأخرى الأكثر تعقيدًا. تعطى الأفضلية للأجهزة المصنوعة من زجاج Jena ، حيث لا يتم توصيل الأجزاء الفردية بواسطة المقابس ، ولكن بواسطة الأقسام. يمكنك أيضًا استخدام الأجهزة المعدنية المسخنة بالكهرباء أو الغاز.

يمكن أن يكون الماء المقطر مقطرًا فرديًا ومزدوجًا ومتعدد التقطير.

خصائص الماء

يمكن أن يكون الماء في حالة صلبة وسائلة وغازية. يتم تحديد الانتقال من حالة إلى أخرى من خلال درجة الحرارة والضغط.

خبرة. الفرق بين البخار والضباب.تُسكب كمية صغيرة من الماء في دورق سعة 100 مل ؛ يتم إدخال أنبوب زجاجي بطول 5 سم وقطره 6 مم مع طرف خارجي مسحوب قليلاً في عنق القارورة. بعد وضع القارورة على حامل ثلاثي القوائم مغطى بشبكة الأسبستوس ، يتم تسخينها إلى درجة غليان شديد من الماء. يكون بخار الماء الناتج غير مرئي في كل من القارورة وفتحة الأنبوب ، ولكن تتشكل سحب من الضباب (قطرات من البخار المكثف) فوق القارورة. لغلي الماء بشكل موحد ، يتم وضع عدة قطع من الخزف المسامي أو الخرز الزجاجي داخل القارورة.

ليس من الضروري سحب طرف الأنبوب بقوة ، لأن هذا يمكن أن يؤدي إلى ضغط مرتفع ومن ثم تنفجر القارورة.

الماء النقي في جميع حالات التجمع يكون عديم اللون. بخار الماء غير مرئي.

خبرة. أزواج مرئية وغير مرئية.يتم وضع أربع زجاجات كبيرة على الطاولة. يسكب القليل من الماء في الأول ، والبروم في الثاني ، والكحول في الثالث ، والبنزين في الرابع.

بعد مرور بعض الوقت ، يتم تشبع الهواء في كل دورق بأبخرة السائل المقابل. تظهر الأبخرة في دورق يحتوي على البروم ، وتكون غير مرئية في قوارير بها ماء وكحول وبنزين ؛ في زجاجات تحتوي على الكحول والبنزين ، يمكن اكتشافها عن طريق الرائحة.

كثافة الماء النقي عند +4 درجة مئوية وضغط 760 مم زئبق. فن. تؤخذ كوحدة.

خبرة. التأكيد على أن كثافة الماء الدافئ أقل من كثافة الماء عند +4 درجة مئوية.في التجربة ، استخدموا أنبوبًا زجاجيًا مثنيًا على شكل مربع بطول 25 سم تقريبًا (). كلا طرفي الأنبوب متصلان بقطعتين من الأنبوب المطاطي بأنبوب T زجاجي. الجهاز بأكمله مملوء بالماء البارد ، والذي يجب إزالة الهواء منه بالغليان ، وتثبيته في حامل ثلاثي القوائم في الوضع الموضح في الشكل. يتم إضافة بضع قطرات من الحبر ، محلول KMnO 4 ، الميثيلين الأزرق أو الفلورسين إلى أنبوب T ويلاحظ أن الصبغة تنتشر في كلا الاتجاهين. ثم يقومون بتسخين الجهاز في أحد الزوايا ويلاحظون كيف أن الماء الساخن ، الذي أصبح أخف وزنًا ، يبدأ في الارتفاع ويبدأ كل السائل الموجود في الأنبوب في التحرك في الاتجاه الذي تشير إليه الأسهم في الشكل. تبدأ الصبغة من الأنبوب على شكل حرف T بالتحرك في الاتجاه المعاكس للتدفئة. إذا قمنا الآن بتحريك موقد الغاز إلى الزاوية اليسرى ، يبدأ الماء الملون في التحرك من اليسار إلى اليمين. يعمل هذا الجهاز كنموذج للتدفئة المركزية.

الجليد أقل كثافة من الماء عند +4 درجة مئوية ، لذلك يطفو على الماء السائل.

خبرة. التحقق من الموصلية الحرارية الضعيفة للماء.أخذ أنبوب اختبار من الطرف السفلي ، تسخين الماء فيه. يبدأ الماء عند فتحة أنبوب الاختبار في الغليان ، ويبقى باردًا عند نهايته السفلية ، حيث يُمسك أنبوب الاختبار باليد.

الموصلية الكهربائية للمياه النقية منخفضة للغاية ؛ الماء النقي موصل ضعيف للكهرباء.

خبرة.لدراسة التوصيل الكهربائي للمياه النقية ومحاليل الإلكتروليتات المختلفة وغير المنحل بالكهرباء ، يتم استخدام جهاز خاص.

الأجزاء الرئيسية للجهاز لتحديد التوصيل الكهربائي للسوائل هي: قطبين ، قاعدة مصباح بمصباح كهربائي ، مقبس ، قابس ، قاطع ، مصدر تيار كهربائي وسلك كهربائي.

يمكن أن تكون الأقطاب الكهربائية من البلاتين أو الكربون أو النحاس ؛ يمكن أن تكون المصابيح ذات قوة مختلفة ، لكنها تفضل استخدام المصابيح المستخدمة للمصابيح ؛ يمكن أن يكون المصدر الحالي 1-2 بطاريات أو مقومات ، بالإضافة إلى محولات متصلة بالشبكة الكهربائية وتعطي جهدًا من 3-4 فولت.

يتم تشغيل الأقطاب الكهربائية بواسطة قابس. بدلاً من قاعدة بمصباح كهربائي ، يمكنك استخدام جرس كهربائي. عادة ، يتم تثبيت الجهاز (القاعدة مع المصباح الكهربائي والمقبس والقاطع) على نفس اللوحة وفقًا للمخطط الموضح في.

في الطرف السفلي من الأقطاب الكهربائية ، يتم وضع علامة على أنه من الضروري صب السائل في الوعاء عند غمر الأقطاب الكهربائية فيه.

أقطاب نحاسية. سلكان نحاسيان بطول 10-12 سم وقطر 0.5-0.8 سم.

يتم تثبيت كلا القطبين ، مثل السابق ، في دائرة من الفلين ، حيث يتم أيضًا إدخال قمع إسقاط.

لتحديد الموصلية الكهربائية ، يمكن سكب السائل في أنبوب اختبار أو زجاج أو أسطوانة أو قارورة أو جرة ، حسب حجم الأقطاب الكهربائية المستخدمة.

لإجراء التجربة ، تُغمر الأقطاب في سائل وتتصل بدائرة كهربائية متصلة في سلسلة بمصباح كهربائي (جرس) ومن خلال مفتاح بمصدر للطاقة الكهربائية.

إذا تم تشغيل الضوء (أو رن الجرس) عند تشغيل التيار ، فإن السائل يكون موصلًا جيدًا للكهرباء.

في كل مرة قبل اختبار التوصيل الكهربائي لسائل جديد ، تُغسل الأقطاب الكهربائية والأوعية التي يُصب فيها سائل الاختبار والقمع جيدًا بالماء المقطر أو الكحول أو الأثير أو الكلوروفورم أو التولوين أو أي مذيب آخر وتُمسح بورق الترشيح .

عادة ، يتم فحص التوصيل الكهربائي للسوائل التالية في المختبر: الماء المقطر ، المحاليل المخففة من HCl ، H 2 SO 4 ، NaOH ، Ba (OH) 2 ، NaCl والسكر.

لإثبات أن الموصلية الكهربائية ناتجة عن وجود الأيونات ، يكفي توضيح ما يلي:

يقوم محلول Ba (OH) 2 + الفينول فثالين بإجراء تيار كهربائي ؛

محلول H 2 SO 4 يوصل الكهرباء.

إذا تم الآن سكب محلول مخفف من H 2 SO 4 من خلال قمع إسقاط إلى محلول Ba (OH) 2 مع الفينول فثالين ، الموجود في وعاء لقياس التوصيل الكهربائي ، يبدأ الراسب في التعجيل ، وضوء المصباح تدريجيًا يخفت ويخرج أخيرًا تمامًا ؛ يختفي اللون الأحمر للمحلول الناتج عن الفينول فثالين. إذا واصلت بعد ذلك إضافة حمض الكبريتيك قطرة قطرة ، تضيء المصباح مرة أخرى.

عند الضغط الجوي (760 ملم زئبق) ، يغلي الماء عند 100 درجة. إذا تغير الضغط ، تتغير أيضًا نقطة غليان الماء.

خبرة. غلي الماء بضغط مخفض.يتم تجميع الجهاز وفقًا لـ. يتكون من ثلاجة Liebig مع أنبوب داخلي مصنوع من الزجاج السميك والمتين ، وينتهي في الأسفل بمخروط صغير. في الطرف المقابل للأنبوب من المخروط ، يجب أن يكون هناك خطاف لتعليق مقياس الحرارة.

يُسكب القليل من الماء في دورق الثلاجة ، ويُعلق مقياس الحرارة بحيث تكون كرة الزئبق في ماء القارورة ، ويتم تثبيت الثلاجة في وضع رأسي على حامل ثلاثي الأرجل.

يتم توصيل الأنبوب الداخلي للثلاجة من خلال وعاء أمان ومقياس ضغط بمضخة نفاثة مائية.

في بداية التجربة ، يتم تمرير الماء عبر الثلاجة ويتم تسخين القارورة قليلاً ، مع ملاحظة درجة الحرارة والضغط اللذين يبدأ عندهما الماء في الغليان. لا ينبغي السماح بتفريغ قوي جدًا في هذه التجربة لتجنب تشقق الأنابيب.

نسخة مبسطة من التجربة: نقوم بتسخين الماء في القارورة حتى الغليان ، وإزالة القارورة من الموقد وإغلاقها بإحكام بسدادة - توقف الغليان ، نضع القارورة تحت تيار من الماء البارد - يستأنف الغليان السريع.

خبرة. غليان الماء عند ضغط أعلى من الضغط الجوي.يتم تجميع الجهاز وفقًا لـ.

يتم أخذ قارورة الجهاز واسعة الفوهة ، مستديرة القاع ، مصنوعة من زجاج سميك وعالي الجودة بسعة 500 مل.

صب 250 مل من الماء المغلي في القارورة. يتم تثبيت القارورة في حامل ثلاثي القوائم وإغلاقها بسدادة مطاطية يتم من خلالها تمرير أنبوبين زجاجيين. ينتهي الأنبوب الواحد ، بقطر 6-7 مم ، بفقاعة بهذا الحجم تمر عبر عنق القارورة. الأنبوب الثاني ، قطره 6 مم ، يبدأ من الحافة السفلية للفلين ؛ في الخارج ، يتم ثنيه بزاوية 90 درجة ، وباستخدام أنبوب مطاطي سميك الجدران ، يتم توصيله بأنبوب زجاجي آخر مثني بزاوية قائمة ، ويتم إنزاله إلى الأسفل تقريبًا في أسطوانة بها زئبق بارتفاع 90-100 سم و 1.5 بقطر -2 سم.

توضع عدة قطع من البورسلين المسامي في قنينة ويملأ نصفها بالماء.

مع الكمية المحددة من الزئبق ، يكون الهواء في القارورة تحت ضغط أكثر من غلافين جويين.

حتى لا يتم التخلص من الأنبوب الذي تم إنزاله في الأسطوانة بالزئبق ، يتم تثبيته في المشبك ثلاثي القوائم.

بعد تجميع الجهاز ، قم بتسخين القارورة بالماء. في البداية ، يغلي الماء الموجود في الفقاعة تحت الضغط الجوي ، وبعد ذلك بكثير يغلي الماء الموجود في القارورة تحت ضغط يزيد عن غلافين جويين.

تستخدم القوارير المستديرة لإجراء التجربة ، حيث إنها أكثر مقاومة للضغط العالي.

أثناء التجربة ، يعملون بعناية ، ويلاحظون على مسافة معينة ، لأنه عند ضغط 2-3 ضغط جوي ، قد تنفجر القارورة.

يشارك الماء في التفاعلات الكيميائية التالية:في التفاعلات التي يُظهر فيها خواص مؤكسدة ، في تفاعلات التحلل المائي ، والترطيب ، والإضافة ، والاستبدال ، وفي التفاعلات التي يلعب فيها الماء دور المحفز.

في التجارب التي أجريت على إنتاج الهيدروجين ، تم النظر في التأثير المؤكسد للماء على الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم والمغنيسيوم والألمنيوم والحديد والكربون.

تصف الأقسام المخصصة للبروم واليود تجارب على إنتاج بروميد الهيدروجين واليوديد عن طريق التحلل المائي لهاليدات الفوسفور.

عند النظر في خصائص الكلور والبروم وكلوريد الهيدروجين ، تمت مناقشة الماء ، والذي يبدأ كتفاعل إضافة.

في التجارب التي توضح مزيج الهيدروجين مع الكلور أو اليود مع الزنك ، تم عرض الخصائص التحفيزية للماء.

تحدث التفاعلات الكيميائية التي تشتمل على الماء في العديد من التجارب الموصوفة.

وصف قصير

إن اكتشاف الطالب لأصغر ذرة من المعرفة يمنحه متعة كبيرة ، ويسمح له بالشعور بقدراته ، ويرفعه في عينيه. يؤكد الطالب نفسه كشخص. يحتفظ الطالب بهذه المجموعة الإيجابية من المشاعر في ذاكرته ، ويسعى إلى تجربتها مرارًا وتكرارًا. لذلك هناك اهتمام ليس فقط بالموضوع ، ولكن ما هو أكثر قيمة - في عملية الإدراك ذاتها - الاهتمام المعرفي.

مقدمة………………………………………………………………………………………………………………………………. .3
حول تطوير الأنشطة البحثية للطلاب في دروس الكيمياء وبعد ساعات الدوام المدرسي ………………………………………………………………………………………………………… …………… ………………………………………………………. أربعة
تنظيم الأنشطة البحثية …………………………………………………………………………… .6
المؤلفات………………………………………………………………………………………………………………………………. 10

الملفات المرفقة: 1 ملف

سأقدم أمثلة على مهام تجربة فكرية.

1. تم سكب مسحوق الزنك في المعوجة ، وتم إغلاق أنبوب مخرج الغاز بمشبك ، وتم وزن المعوجة وتكلس المحتويات. عندما تبرد المعوجة ، تم وزنها مرة أخرى. هل تغيرت الكتلة ولماذا؟ ثم تم فتح المشبك. هل تغيرت الكتلة ولماذا؟

2. أكواب مع محاليل هيدروكسيد الصوديوم وكلوريد الصوديوم متوازنة على الميزان. هل سيتغير موضع سهم الميزان بعد فترة ولماذا؟

بناءً على نتائج المهام ، يمكن للمدرس الحكم على استعداد الطالب للعمل العملي.

عند دراسة التفاعلات النوعية للأيونات ، يكتسب الطلاب القدرة على وضع خطة للتعرف على المواد.

تتكون مجموعة خاصة من المهام الاستكشافية والبحثية. عند القيام بذلك ، يستخدم الطلاب التفكير كوسيلة لاكتساب معرفة جديدة ذاتيًا حول المواد والتفاعلات الكيميائية. في الوقت نفسه ، يقوم تلاميذ المدارس بإجراء البحوث النظرية ، والتي على أساسها يشكلون التعريفات ، ويجدون العلاقات بين التركيب والخصائص ، والعلاقة الجينية للمواد ، وتنظيم الحقائق وإنشاء الأنماط ، وإجراء تجربة من أجل حل المشكلة المتكونة من قبل المعلم أو تعيينه بشكل مستقل.

على سبيل المثال ، عند دراسة الهيدروكسيدات المذبذبة ، يمكنك تقديم المهمة التالية:

هل ستكون نتيجة تفاعل محاليل هيدروكسيد الصوديوم وكلوريد الألومنيوم هي نفسها عند إضافة 1 إلى 2 والعكس صحيح؟

عند دراسة موضوع "تعميم الفئات الرئيسية للمواد غير العضوية" ، نقترح الإجابة على السؤال: ماذا يحدث إذا تمت إضافة محلول هيدروكسيد الصوديوم إلى محلول من كبريتات النحاس (II) ، وأضيف هيدروكسيد البوتاسيوم إلى محلول من كربونات الصوديوم.

تدل الممارسة على أن استخدام المهام الإبداعية للتنبؤ بخصائص المواد. تساهم هذه المهام في تكوين مهارات البحث ، وتحفيز الاهتمام ، والسماح للطلاب بالتعرف على إنجازات العلماء ، ورؤية أمثلة حية جميلة وأنيقة لعمل الفكر الإبداعي.

عند دراسة موضوع "الكربوهيدرات" ، يُطرح على الطلاب أسئلة:

1. انسكب الكيميائي الألماني كريستيان شنبين عن طريق الخطأ خليط من حامض الكبريتيك والنتريك على الأرض. يمسح الأرض تلقائيًا بمئزر قطن زوجته. "يمكن للحمض أن يشعل النار في المريلة ،" يعتقد شنبين ، وشطف المريلة بالماء وعلقها حتى تجف فوق الموقد. جف المئزر ، ولكن بعد ذلك حدث انفجار هادئ و ... اختفى المئزر. لماذا وقع الانفجار؟

2. ماذا يحدث إذا مضغت فتات الخبز لفترة طويلة؟

تتطلب دروس البحث الكثير من التحضير ، والذي ، كما تظهر الممارسة ، يبرر نفسه. تم بناء هذه الدروس وفقًا لمنطق نهج النشاط وتشمل المراحل التالية: التوجيه التحفيزي ، والتنفيذي التشغيلي (التحليل والتنبؤ والتجربة) ، والتقييمي الانعكاسي.

وبالتالي ، فإن البحث التربوي هو طريقة للتعلم الإبداعي ، وهو مصمم وفقًا لنموذج البحث العلمي ، يسمح لك ببناء عملية تعليمية على أساس النشاط ، وربما عند تصميم دروس الكيمياء.

المؤلفات

1- باتيفا إي. تكوين مهارات البحث. Zh ، الكيمياء: طرق التدريس. 8.2003-1.2004

2.Emelyanova E.O.، Iodko A.G. تنظيم النشاط المعرفي لطلاب دروس الكيمياء للصفوف 8-9. موسكو: مطبعة المدرسة ، 2002.

3. المجلات المنهجية "الكيمياء في المدرسة" ، "علم الأحياء في المدرسة"

4. Stepin B.D. مهام مسلية وتجارب فعالة في الكيمياء. م: بوستارد ، 2002.

5. العالم الرائع للتحولات الكيميائية: المشاكل الأصلية مع الحلول / A.S. Suvorov et al. Chemistry، 1998

§ 14. قانون حفظ كتلة المواد
تدخل المواد في تفاعلات كيميائية ، ونتيجة لذلك تتشكل مواد أخرى. هل توجد أي تغيرات في كتلة المادة نتيجة التفاعل؟ لقد وضع العلماء نظريات مختلفة حول هذه المسألة.
اكتشف الكيميائي الإنجليزي الشهير R. Boyle ، الذي قام بتكليس العديد من المعادن في معوجة مفتوحة ووزنها قبل وبعد التسخين ، أن كتلة المعادن تصبح أكبر. بناءً على هذه التجارب ، لم يأخذ في الاعتبار دور الهواء وتوصل إلى نتيجة خاطئة مفادها أن كتلة المواد تتغير نتيجة للتفاعلات الكيميائية. جادل R. Boyle بأن هناك نوعًا من "المادة النارية" ، والتي عندما يتم تسخين المعدن ، تتحد مع المعدن ، مما يؤدي إلى زيادة الكتلة.

Lomonosov ، على عكس R. Boyle ، قام بتكلس المعادن ليس في الهواء الطلق ، ولكن في معالجات محكمة الغلق ووزنها قبل وبعد التكليس. (يظهر الشكل 35 ، انظر ص 54 ، معوجة مع نحاس.) لقد أثبت أن كتلة المواد قبل وبعد التفاعل تظل دون تغيير وأن جزءًا من الهواء يضاف إلى المعدن عند تكليسها. (لم يتم اكتشاف الأكسجين بعد في ذلك الوقت.) وقد صاغ نتائج هذه التجارب في شكل قانون: "كل التغييرات التي تحدث في الطبيعة هي حالة من الأمور بحيث يتم أخذ مقدار ما يؤخذ من جسد واحد ، كثيرًا ستتم إضافته إلى آخر ". صيغ هذا القانون على النحو التالي:
كتلة المواد التي دخلت في تفاعل كيميائي تساوي كتلة المواد المشكلة.
بعد ذلك بوقت طويل (1789) ، تم وضع قانون حفظ الكتلة بشكل مستقل بواسطة M.V Lomonosov بواسطة الكيميائي الفرنسي A. Lavoisier (ص 55).

من الممكن تأكيد صحة قانون حفظ كتلة المواد بتجربة بسيطة. يوضع القليل من الفوسفور الأحمر في القارورة (الشكل 16) ، ويغلق بفلين ويتم وزنه على الميزان (أ). ثم يتم تسخين دورق الفوسفور (ب) بلطف. يتم الحكم على حقيقة حدوث تفاعل كيميائي من خلال ظهور دخان أبيض في القارورة ، يتكون من جزيئات أكسيد الفوسفور (V). خلال عملية الوزن الثانية ، فهم مقتنعون أنه نتيجة للتفاعل لم تتغير كتلة المواد (ج).

من وجهة نظر النظرية الذرية والجزيئية ، يتم شرح قانون حفظ الكتلة على النحو التالي: نتيجة التفاعلات الكيميائية ، لا تختفي الذرات ولا تظهر ، ولكن يحدث إعادة ترتيبها. نظرًا لأن عدد الذرات قبل وبعد التفاعل لم يتغير ، فإن كتلتها الكلية أيضًا لا تتغير.
معنى قانون حفظ كتلة المواد.

1. ساهم اكتشاف قانون الحفاظ على كتلة المواد في زيادة تطوير الكيمياء كعلم.

2. على أساس قانون الحفاظ على كتلة المواد ، يتم إجراء حسابات مهمة من الناحية العملية. على سبيل المثال ، يمكنك حساب عدد مواد البدء المطلوبة للحصول على كبريتيد الحديد (II) بوزن 44 كجم إذا تفاعل الحديد والكبريت بنسب كتلة 7: 4. وفقًا لقانون حفظ كتلة المواد ، ينتج عن تفاعل الحديد الذي يزن 7 كجم والكبريت الذي يزن 4 كجم كبريتيد الحديد (II) بوزن 11 كجم. ولأنه من الضروري الحصول على كبريتيد الحديد (II) الذي يزن 44 كجم ، أي 4 مرات أكثر ، فستكون هناك حاجة أيضًا إلى 4 أضعاف مواد البدء: 28 كجم من الحديد (7-4) و 16 كجم من الكبريت (4-4) ).

3. على أساس قانون حفظ كتلة المواد ، يتم تجميع معادلات التفاعلات الكيميائية.
أجب عن الأسئلة 1-3 (صفحة 42).
§خمسة عشر. المعادلات الكيميائية
المعادلة الكيميائية هي سجل شرطي لتفاعل كيميائي بواسطة العلامات والصيغ الكيميائية.
وفقًا للمعادلة الكيميائية للتفاعلات ، يمكن للمرء أن يحكم على المواد التي تتفاعل وأيها تتشكل. عند تجميع معادلات التفاعل ، اتبع ما يلي:

1. على الجانب الأيسر من المعادلة ، اكتب صيغ المواد التي تدخل في التفاعل ، ثم ضع سهمًا. يجب أن نتذكر أن جزيئات المواد الغازية البسيطة تتكون دائمًا تقريبًا من ذرتين (O 2 ، H 2 ، C1 2 ، إلخ):

2. على الجانب الأيمن (بعد السهم) اكتب صيغ المواد المتكونة نتيجة التفاعل:

3. يتم تجميع معادلة التفاعل على أساس قانون حفظ كتلة المواد ، أي على اليسار وعلى اليمين يجب أن يكون هناك نفس عدد الذرات. يتم تحقيق ذلك من خلال وضع المعاملات أمام صيغ المواد. أولاً ، يتم معادلة عدد الذرات ، والتي يوجد منها المزيد في المواد المتفاعلة. في أمثلةنا ، هذه ذرات أكسجين. أوجد المضاعف المشترك الأصغر لعدد ذرات الأكسجين في الجزأين الأيمن والأيسر من السجل من السهم. في تفاعل المغنيسيوم مع الأكسجين ، يكون المضاعف المشترك الأصغر هو الرقم 2 ، وفي المثال مع الفوسفور ، يكون الرقم 10. عند قسمة المضاعف المشترك الأصغر على عدد الذرات المقابلة (في الأمثلة المعطاة ، على الرقم من ذرات الأكسجين) ، على الجانبين الأيسر والأيمن من السجل من السهم ، يجد المرء المعاملات المقابلة كما هو موضح في الرسم التخطيطي التالي:

معادلة عدد ذرات العناصر الكيميائية الأخرى. في أمثلةنا ، يجب معادلة عدد ذرات المغنيسيوم والفوسفور:

في الحالات التي لا يتم فيها تحديد التأثيرات الحرارية للتفاعلات عند تجميع المعادلات الكيميائية ، يتم وضع سهم بدلاً من علامة التساوي.
§ 16. أنواع التفاعلات الكيميائية
تفاعلات كيميائية يمكن تصنيفها إلى أربعة أنواع رئيسية: 1) تقسيم؛ 2) روابط؛ 3) الاستبدال؛ 4) تبادل (ص 82).
لقد تعرفت على تفاعل التحلل باستخدام مثال تحلل الماء (ص 13). أنت تعرف التفاعل المركب من مثال تفاعل الكبريت مع الحديد (ص 15).

للتعرف على تفاعل الاستبدال ، يمكنك إجراء التجربة التالية. يتم إنزال مسمار حديدي نظيف (أو برادة حديدية) إلى محلول أزرق من كلوريد النحاس (II) CuCl 2. يتم تغطية الظفر (نشارة الخشب) على الفور بطبقة من النحاس ، ويصبح المحلول الأزرق مخضرًا ، لأنه بدلاً من كلوريد النحاس (II) CuC1 2 ، يتكون كلوريد الحديد (II) FeCl 2. يتم التعبير عن التفاعل الكيميائي المستمر بواسطة المعادلة الكيميائية

Fe + CuCl 2 -> Cu + FeCl 2

عند مقارنة التفاعلات الكيميائية التي تمت مناقشتها أعلاه ، يمكن للمرء أن يعطيها تعريفات ويكشف عن ميزاتها (المخطط 6).

1 سوف تتعرف على تبادل التفاعلات في مقرر آخر في الكيمياء (ص 82).

2 من أجل بدء التفاعل ، في كثير من الحالات ، يلزم التسخين. ثم ، في معادلات التفاعل ، يتم وضع العلامة t فوق السهم.

3 إذا تم إطلاق غاز نتيجة التفاعل ، يتم وضع سهم بجوار صيغته Beepx ، وإذا ترسبت مادة ما ، فسيتم وضع سهم لأسفل بجوار صيغة هذه المادة.
مارس التمارين 5-7 (ص 42-43).

1. من قبل من ومتى وكيف تم اكتشاف قانون حفظ الكتلة؟ أعط صياغة القانون واشرحها من وجهة نظر النظرية الذرية والجزيئية.

2. تم سكب مسحوق الزنك في المعوجة (الشكل 35) ، وتم إغلاق أنبوب مخرج الغاز بمشبك ، وتم وزن المعوجة ، وتم تحميص المحتويات. عندما يبرد المعوجة ، تم وزنها مرة أخرى. هل تغيرت كتلته ولماذا؟ ثم تم فتح المشبك. هل بقيت الموازين متوازنة ولماذا؟

3. ما هي الأهمية النظرية والعملية لقانون حفظ كتلة المواد؟ أعط أمثلة.

4. بالتمسك بالتسلسل المذكور سابقًا (انظر ص 35) ، ومع مراعاة تكافؤ العناصر ، قم بتكوين معادلات التفاعل وفقًا للمخططات التالية:

5. اكتب معادلتين من معادلات التفاعل لكل نوع من الأنواع المعروفة لك واشرح جوهرها من وجهة نظر النظرية الذرية والجزيئية.

6. المعادن المعطاة: كالسيوم الكالسيوم والألومنيوممنظمة العفو الدوليةالليثيوملي. اصنع معادلات التفاعلات الكيميائية لهذه المعادن مع الأكسجين والكلور والكبريت ، إذا عرف أن الكبريت في المركبات ذات المعادن والهيدروجين ثنائي التكافؤ.

7. أعد كتابة مخططات معادلات التفاعل أدناه ، بدلاً من علامات الاستفهام ، اكتب صيغ المواد المقابلة ، ورتب المعاملات واشرح نوع كل تفاعل من التفاعلات المشار إليها:

الأخبار و الأحداث

يفقد البعوض حساسيته تجاه المواد الطاردة للحشرات والمبيدات الحشرية. وجد العلماء أن الحشرات تكتشف السموم السامة من خلال أطرافها. خبراء من مدرسة ليفربول الاستوائية ...

يبتهج المزارعون الأستراليون بانخفاض أسعار فوسفات الأمونيوم الأحادي وفوسفات ثنائي الأمونيوم ، والتي تجلت في الأسابيع الأخيرة ، لكنهم يعتقدون أنه ليس لديهم معلومات موثوقة عنها ، وربما بشكل دوري ...

أطلقت Huhtamaki (فنلندا ، www.huhtamaki.com) ، أحد أكبر الموردين الأوروبيين لتغليف الأطعمة والمشروبات ، خطًا جديدًا في Ivanteevka ...

يمكن أن تساعد يرقات خنفساء الدقيق ، التي تتمتع بقدرة فريدة على تناول أشكال مختلفة من البلاستيك ولا تزال طعامًا آمنًا للحيوانات الأخرى ، في حل مشكلة النفايات البلاستيكية ...

إذا بدأ سانتا في النزول إلى أسفل الأنبوب ، فهل ستساعده بدلة مقاومة للحريق؟ قامت الجمعية الكيميائية الأمريكية بتحليل التركيب الكيميائي لمثبطات الحريق.

عن ماذا نتحدث؟

حتى الأكواب الورقية ، التي لم يتم إعادة تدويرها في روسيا من قبل ، سيتم إعادة تدويرها

يتم تشجيع عملاء سلسلة مطاعم الوجبات السريعة على التخلص من العبوات الورقية في ...

معلومة

لا يمكن قتل البعوض بالمواد الطاردة للحشرات: فالحشرات تشعر بالسم من خلال أطرافها
الأسمدة الفوسفاتية تصبح أرخص في أستراليا
تقوم شركة Huhtamaki بتوسيع إنتاج التغليف في روسيا

دليل المنظمات والمؤسسات

ذات قيمة مضافة ، بما في ذلك أكسيد الزنك والزنك مسحوقوالزنك في المعدن.

شركة يونان لوبينج للزنك والكهرباء المحدودة تعمل بشكل رئيسي في إنتاج المعادن غير الحديدية ، وخاصة الرصاص والزنك ، وكذلك توليد الطاقة الكهرومائية. المنتجات الرئيسية للشركة هي سبائك الزنك والزنك مسحوقوسبائك الزنك ...

"آرسنال" هي شركة نامية بشكل ديناميكي ، وهي مشغل رئيسي في سوق المعادن غير الحديدية والسبائك في أوكرانيا. تتخصص الشركة في السبائك القائمة على الزنك ، والقصدير ، والرصاص ، والنحاس ، والنيكل (بار ، ومعدن ملفوف ، وأنود ، وأسلاك ، مسحوق)...