Kisik i ozon uobičajeni. Alotropske modifikacije kisika: usporedne karakteristike i značaj

Atomi iste vrste mogu biti dio različitih tvari. Za element označen simbolom "O" (iz latinskog naziva Oxygenium) poznate su dvije jednostavne tvari uobičajene u prirodi. Formula jednog od njih je O 2, drugog O 3. To su kisik (alotropi). Postoje i drugi spojevi koji su manje stabilni (O 4 i O 8). Da bismo razumjeli razliku između ovih oblika, usporedba molekula i

modifikacije?

Mnogi kemijski elementi mogu postojati u dva, tri ili više oblika. Svaku od ovih modifikacija tvore atomi istog tipa. Znanstvenik J. Berzellius 1841. prvi je takav fenomen nazvao alotropijom. Otvorena pravilnost izvorno je korištena samo za karakterizaciju tvari molekularne strukture. Na primjer, poznate su dvije alotropske modifikacije kisika čiji atomi tvore molekule. Kasnije su istraživači otkrili da modifikacije mogu biti među kristalima. Prema modernim konceptima, alotropija je jedan od slučajeva polimorfizma. Razlike između oblika uzrokovane su mehanizmima stvaranja kemijskih veza u molekulama i kristalima. Ova se značajka očituje uglavnom elementima skupina 13-16 periodnog sustava.

Kako različite kombinacije atoma utječu na svojstva tvari?

Alotropske modifikacije kisika i ozona tvore atomi elementa s atomskim brojem 8 i istim brojem elektrona. Ali razlikuju se po strukturi, što je dovelo do značajnog odstupanja u svojstvima.

Usporedba kisika i ozona

znakovi	Kisik	Ozon
Sastav molekule	2 atoma kisika	3 atoma kisika
Struktura
Agregatno stanje i boja	Bezbojni prozirni plin ili blijedoplava tekućina	Plavi plin, plava tekućina, tamnoljubičasta krutina
Miris	Odsutan je	Oštro, podsjeća na grmljavinu, svježe pokošeno sijeno
Talište (°C)	-219	-193
Vrelište (°C)	-183	-112
Gustoća	1,4	2,1
Topljivost u vodi	Malo se otapa	Bolje od kisika
Kemijska aktivnost	Stabilan u normalnim uvjetima	Lako se razgrađuje u kisik

Zaključci temeljeni na rezultatima usporedbe: alotropske modifikacije kisika ne razlikuju se po svom kvalitativnom sastavu. Struktura molekule ogleda se u fizikalnim i kemijskim svojstvima tvari.

Jesu li količine kisika i ozona u prirodi iste?

Tvar čija je formula O 2 nalazi se u atmosferi, hidrosferi, zemljinoj kori i živim organizmima. Oko 20% atmosfere tvore dvoatomne molekule kisika. U stratosferi, na nadmorskoj visini od oko 12-50 km od površine zemlje, nalazi se sloj koji se naziva „ozonski zaslon“. Njegov sastav odražava formulu O 3 . Ozon štiti naš planet intenzivno upijajući opasne zrake crvenog i ultraljubičastog spektra sunca. Koncentracija tvari se stalno mijenja, a njena niska koncentracija iznosi 0,001%. Dakle, O 2 i O 3 su alotropske modifikacije kisika, koje imaju značajne razlike u distribuciji u prirodi.

kako

Molekularni kisik je najvažnija jednostavna tvar na Zemlji. Nastaje u zelenim dijelovima biljaka na svjetlu u električnim pražnjenjima prirodnog ili umjetnog podrijetla, razgrađuje se dvoatomska molekula kisika. Temperatura na kojoj počinje proces je oko 2000 °C. Neki od nastalih radikala ponovno se spajaju, tvoreći kisik. Neke aktivne čestice reagiraju s dvoatomskim molekulama kisika. Ova reakcija proizvodi ozon, koji također reagira sa slobodnim radikalima kisika. To stvara dvoatomske molekule. Reverzibilnost reakcija dovodi do činjenice da se koncentracija atmosferskog ozona stalno mijenja. U stratosferi je stvaranje sloja koji se sastoji od molekula O 3 povezano s ultraljubičastim zračenjem Sunca. Bez ovog zaštitnog štita, opasne zrake mogle bi doći do površine Zemlje i uništiti sve oblike života.

Alotropske modifikacije kisika i sumpora

Kemijski elementi O (Oxygenium) i S (Sumpor) nalaze se u istoj skupini periodnog sustava, karakterizira ih stvaranje alotropnih oblika. Od molekula s različitim brojem atoma sumpora (2, 4, 6, 8), u normalnim uvjetima, najstabilniji je S8, koji po obliku podsjeća na krunu. Rombički i monoklinski sumpor izgrađeni su od takvih 8-atomskih molekula.

Na temperaturi od 119 ° C, žuti monoklinski oblik tvori smeđu viskoznu masu - plastičnu modifikaciju. Proučavanje alotropskih modifikacija sumpora i kisika od velike je važnosti u teorijskoj kemiji i praktičnim aktivnostima.

U industrijskim razmjerima koriste se oksidacijska svojstva različitih oblika. Ozon se koristi za dezinfekciju zraka i vode. Ali u koncentracijama iznad 0,16 mg/m3, ovaj plin je opasan za ljude i životinje. Molekularni kisik je neophodan za disanje i koristi se u industriji i medicini. Važnu ulogu u gospodarskoj aktivnosti imaju alotropi ugljika (dijamant, grafit, crveni) i drugi kemijski elementi.

Učinak ozona na ljudsko zdravlje je kontroverzan. Dugi niz godina postoji duboka studija o učincima ozona, jer koncept ozona je zrak nije sasvim točan. Saznajte više o tome i tada ćete s povjerenjem reći je li vam ozon prijatelj ili nije.

Ozon je praktički kisik, čak i nema zasebnu ćeliju u periodnom sustavu. Igrom slučaja, atomi kisika spojeni su u troje, a ne po dva, kao i obično. Svojedobno je nizozemski fizičar, provodeći eksperimente, otkrio ovu nesklad. Da bismo razumjeli što je ozon, a što je kisik, vrijedi reći detaljnije. Kisik je zrak koji udišemo svake minute, ali ozon je miris zraka nakon grmljavine. Oluja djeluje na ovaj način, snagom svog magnetizma, prisiljavajući kisik da se spoji u tri atoma, a kao rezultat, ono što se događa, to se događa. Rijetko, ali ipak se takva veza javlja pod utjecajem određenih kemijskih spojeva. I iako se ozon smatra i sastavni je dio zraka, službenim datumom pojave ozona smatra se 1840., što znači da je ozon prilično mlada komponenta zraka. U prijevodu ozon znači mirisati, činjenica da miriše je dokazana činjenica, ali o svemu ostalom teško je govoriti, budući da znanstvenici nisu došli do konsenzusa, a nažalost nitko ne može reći što je od toga više štete ili koristi.

Za informaciju, u Sjedinjenim Američkim Državama metoda ozonske terapije je vrlo tražena, a kako statistika pokazuje, takvo liječenje se nosi s ogromnim brojem bolesti, trenutno je liječenje ozonom uključeno i u Rusiji. Ali ovdje interveniraju stručnjaci za zarazne bolesti, kažu da ovom metodom u ljudsko tijelo može ući vrlo velik broj virusa koji, kao rezultat, mogu mutirati, a to je već ozbiljno. Ali ne mogu svoje riječi potkrijepiti činjenicama. Tada je prerano o tome razmišljati i govoriti. Od tretmana ozonom treba napomenuti sljedeće, prvi su žile. Krv obogaćena ozonom poboljšava mikrocirkulaciju u kapilarama kože, čime se uklanjaju otekline i upale, vanjske i unutarnje. Ozon također ima božanski pozitivan učinak na cijeli živčani sustav čovjeka, jer nije slučajno da nakon bučne metropole, ulaska u šumu, na primjer, postaje nevjerojatno dobro i fizički i psihički.

Vjerojatno nije daleko vrijeme kada će nam znanstvenici konačno reći je li ozon koristan ili štetan, ali prvo će se vjerojatno dokazati, budući da ozon ne može štetiti, u svakom slučaju, mnogi, mnogi, i znanstvenici i obični ljudi, uvjereni su u to.planeti koji žele disati čist i zdrav zrak.

2014-06-06

karakterizirati i usporediti alotropske modifikacije kisika, fizikalna i kemijska svojstva, metode dobivanja kisika i ozona, njihov praktični značaj; važnost ozonskog omotača za život na Zemlji;

objasniti bit alotropije;

izraditi jednadžbe i sheme elektroničke ravnoteže odgovarajućih kemijskih reakcija.

kisik i ozon. Kisik tvori dvije jednostavne tvari: kisik O2 i ozon O3. Mr(O2) = 32, Mr(O3) = 48.

U prirodi ozon nastaje u atmosferi iz kisika tijekom električnih pražnjenja munje. Karakterističan miris svježine koji osjećamo nakon grmljavine je miris ozona. Fenomen postojanja kemijskog elementa u obliku dviju ili više jednostavnih tvari, različitih svojstava i strukture, naziva se alotropija, a najjednostavnije tvari alotropske modifikacije (oblici, modifikacije) kemijskog elementa.

Kisik O2 i ozon O3 alotropske su modifikacije kemijskog elementa kisika.

Koji je razlog za različita svojstva alotropnih modifikacija, odnosno kisika i ozona? Već znate da su svojstva tvari određena njezinim sastavom i strukturom.

Kisik i ozon imaju isti kvalitativni sastav, ali različit kvantitativni; ista molekularna struktura, ali različita prostorna struktura molekula: linearna - u nepolarnim molekulama kisika i kutna - u polarnim molekulama ozona. Dakle, osim sličnih tvari, te tvari imaju različita svojstva.

- Napravite elektronski dijagram ravnoteže za svaku jednadžbu. Objasnite kako prisutnost mangan (IV) oksida ispliva tijekom reakcija razgradnje H2O2 i KClO3.

U laboratoriju se ozon dobiva u posebnim uređajima – ozonizatorima iz kisika pod djelovanjem električnog pražnjenja (slika 36).

Kemijska svojstva alotropnih modifikacija kisika. Visoka elektronegativnost kisika rezultira jakim oksidacijskim svojstvima njegovih alotropnih modifikacija.

Znate da je kisik vrlo reaktivan. Reagira s većinom jednostavnih tvari stvarajući okside.

Upotreba kisika u industrijskim razmjerima počela je sredinom 20. stoljeća. - Nakon izuma uređaja za ukapljivanje i odvajanje zraka. Kao oksidacijsko sredstvo koristi se u metalurgiji za proizvodnju čelika konverterskom metodom, rezanjem metala, u smjesi s drugim spojevima bogatim kisikom za oksidaciju raketnog goriva, u plinskim smjesama za disanje tijekom podvodnog rada i u lijek za respiratorno zatajenje.

Korištenje ozona je zbog njegove vrlo visoke reaktivnosti. Koristi se za dezinfekciju pitke vode, čišćenja dimnih plinova, industrijskih i kućnih otpadnih voda, izbjeljivača tkanina, te kao oksidant za raketno gorivo.

Fiziološko djelovanje O3. Treba imati na umu da ekstremna oksidacijska moć ozona dovodi do njegovih toksičnih učinaka na ljude, životinje i biljke. Čak i male koncentracije ozona, veće od prirodnih, uzrokuju iritaciju dišnih puteva, kašalj, povraćanje, vrtoglavicu i umor. Takvi se simptomi mogu primijetiti u velikim gradovima, gdje povećane emisije vozila koje sadrže dušikove okside uzrokuju pretvaranje kisika u ozon.

Ozon doseže svoju maksimalnu koncentraciju u atmosferi na udaljenosti od 23-25 ​​km od površine Zemlje, tvoreći takozvani ozonski omotač.

Ozonski omotač igra važnu ulogu u održavanju života na našem planetu. Odgađa dio štetnog ultraljubičastog sunčevog zračenja koje je štetno za ljude, životinje i biljke, a koje može uzrokovati kožne bolesti (uključujući rak), te štetno utjecati na biološke procese. Uz to, zajedno s ugljičnim dioksidom, ozonski omotač apsorbira toplinsko, infracrveno zračenje Zemlje i sprječava njegovo hlađenje.

Međutim, pod utjecajem antropogenih čimbenika, ozonski omotač se uništava, u njemu nastaju "ozonske rupe". Poznati su deseci tvari – zagađivača atmosfere koji uništavaju ozonski omotač. Znanstvenici su proučavali da su posebno opasni dušikovi oksidi, koji nastaju tijekom rada zrakoplovnih motora. Prema stupnju utjecaja drugih tvari, u prirodnim uvjetima nije konačno utvrđen.

Očuvanje i obnova ozonskog omotača, utvrđivanje uzroka njegovog uništenja jedan je od najhitnijih problema čovječanstva koji treba rješavati.

Ukratko o glavnom

Kisik tvori dvije alotropne modifikacije - kisik O2 i ozon O3, koje se razlikuju po sastavu i strukturi molekule i, sukladno tome, svojstvima. Postojanje kemijskog elementa u obliku dviju ili više jednostavnih tvari, različitih svojstava i strukture, naziva se alotropija, a najjednostavnije tvari alotropske modifikacije (oblici) kemijskog elementa. Alotropne modifikacije kisika - kisik O2 i ozon O3 - jaki su oksidanti, što se očituje u reakcijama s većinom jednostavnih i mnogim složenim tvarima. Produkti oksidacijskih reakcija s kisikom obično su oksidi. Oksidirajuća moć O3 ozona veća je od O2 kisika, što je posljedica stvaranja isključivo aktivnih atoma kisika.