ऑक्सीजन की बड़ी रिहाई के साथ प्रतिक्रियाएं। ऑक्सीजन और उसका उत्पादन

हम एक स्टैंड पर एक दुर्दम्य ग्लास टेस्ट ट्यूब लगाते हैं और इसमें 5 ग्राम पाउडर नाइट्रेट (पोटेशियम नाइट्रेट KNO 3 या सोडियम नाइट्रेट NaNO 3) मिलाते हैं। आइए परखनली के नीचे रेत से भरा दुर्दम्य पदार्थ से बना एक कप रखें, क्योंकि इस प्रयोग के दौरान कांच अक्सर पिघल जाता है और गर्म द्रव्यमान बाहर निकल जाता है। इसलिए, गर्म करते समय हम बर्नर को किनारे पर रखेंगे। जब हम सॉल्टपीटर को बहुत अधिक गर्म करेंगे तो वह पिघल जाएगा और उसमें से ऑक्सीजन निकलेगी (इसे हम एक सुलगती हुई खपच्ची की सहायता से पता लगाएंगे - यह एक परखनली में प्रज्वलित हो जाएगी)। इस स्थिति में, पोटेशियम नाइट्रेट नाइट्राइट KNO2 में बदल जाएगा। फिर क्रूसिबल चिमटे या चिमटी का उपयोग करके काटने वाले सल्फर के एक टुकड़े को मेल्ट में फेंक दें (कभी भी अपना चेहरा टेस्ट ट्यूब के ऊपर न रखें)।

सल्फर प्रज्वलित होकर जल जाएगा, मुक्त हो जाएगा बड़ी मात्रागर्मी। के साथ प्रयोग करना चाहिए खिड़कियाँ खोलें(परिणामस्वरूप सल्फर ऑक्साइड के कारण)। हम परिणामी सोडियम नाइट्राइट को बाद के प्रयोगों के लिए बचाकर रखेंगे।

प्रक्रिया इस प्रकार आगे बढ़ती है (हीटिंग के माध्यम से):

2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2

आप अन्य तरीकों से ऑक्सीजन प्राप्त कर सकते हैं।

पोटेशियम परमैंगनेट KMnO4 (मैंगनीज एसिड का पोटेशियम नमक) गर्म होने पर ऑक्सीजन छोड़ देता है और मैंगनीज (IV) ऑक्साइड में परिवर्तित हो जाता है:

4KMnO 4 → 4Mn 2 + 2K 2 O + 3O 2

या 4KMnO 4 → MnO 2 + K 2 MnO 4 + O 2

10 ग्राम पोटेशियम परमैंगनेट से आप लगभग एक लीटर ऑक्सीजन प्राप्त कर सकते हैं, जिसका मतलब है कि दो ग्राम पांच सामान्य आकार की टेस्ट ट्यूबों को ऑक्सीजन से भरने के लिए पर्याप्त है। यदि पोटेशियम परमैंगनेट आपके घरेलू दवा कैबिनेट में नहीं है तो इसे किसी भी फार्मेसी से खरीदा जा सकता है।

हम एक दुर्दम्य परीक्षण ट्यूब में पोटेशियम परमैंगनेट की एक निश्चित मात्रा को गर्म करते हैं और वायवीय स्नान का उपयोग करके परीक्षण ट्यूबों में मुक्त ऑक्सीजन को पकड़ते हैं। टूटने पर क्रिस्टल नष्ट हो जाते हैं और, अक्सर, गैस के साथ एक निश्चित मात्रा में धूल भरा परमैंगनेट भी अंदर चला जाता है। इस मामले में, वायवीय स्नान और आउटलेट पाइप में पानी लाल हो जाएगा। प्रयोग पूरा करने के बाद, हम स्नान और ट्यूब को सोडियम थायोसल्फेट (हाइपोसल्फाइट) के घोल से साफ करते हैं - एक फोटोग्राफिक फिक्सर, जिसे हम तनु हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ थोड़ा अम्लीकृत करते हैं।

हाइड्रोजन पेरोक्साइड (पेरोक्साइड) H2O2 से भी बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन प्राप्त की जा सकती है। आइए फार्मेसी से तीन प्रतिशत घोल खरीदें - एक कीटाणुनाशक या घावों के इलाज के लिए एक तैयारी। हाइड्रोजन पेरोक्साइड बहुत स्थिर नहीं है. हवा में खड़े होने पर, यह ऑक्सीजन और पानी में विघटित हो जाता है:

2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2

पेरोक्साइड में थोड़ा मैंगनीज डाइऑक्साइड एमएनओ 2 (पाइरोलुसाइट), सक्रिय कार्बन, धातु पाउडर, रक्त (जमा हुआ या ताजा), और लार जोड़कर अपघटन को काफी तेज किया जा सकता है। ये पदार्थ उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं।

हम इसे सत्यापित कर सकते हैं यदि हम एक छोटी टेस्ट ट्यूब में नामित पदार्थों में से एक के साथ लगभग 1 मिलीलीटर हाइड्रोजन पेरोक्साइड रखते हैं, और एक स्प्लिंटर परीक्षण का उपयोग करके जारी ऑक्सीजन की उपस्थिति निर्धारित करते हैं। यदि बीकर में तीन प्रतिशत हाइड्रोजन पेरोक्साइड समाधान के 5 मिलीलीटर में समान मात्रा में पशु रक्त मिलाया जाता है, तो मिश्रण में जोरदार झाग बनेगा, ऑक्सीजन के बुलबुले निकलने के परिणामस्वरूप झाग सख्त हो जाएगा और फूल जाएगा।

फिर हम पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (कास्टिक पोटेशियम), आयरन (II) सल्फेट के घोल, आयरन (III) क्लोराइड के घोल (साथ और बिना) के साथ कॉपर (II) सल्फेट के 10% घोल के उत्प्रेरक प्रभाव का परीक्षण करेंगे। लौह चूर्ण का योग), सोडियम कार्बोनेट, क्लोराइड सोडियम और कार्बनिक पदार्थ(दूध, चीनी, हरे पौधों की कुचली हुई पत्तियाँ, आदि)। अब हमने अनुभव किया है कि विभिन्न पदार्थ हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अपघटन को उत्प्रेरक रूप से तेज करते हैं।

उत्प्रेरक किसी रासायनिक प्रक्रिया की प्रतिक्रिया दर को बिना उपभोग किए बढ़ा देते हैं। वे अंततः प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए आवश्यक सक्रियण ऊर्जा को कम कर देते हैं। लेकिन ऐसे पदार्थ भी हैं जो कार्य करते हैं विपरीत तरीके से. उन्हें नकारात्मक उत्प्रेरक, प्रतिउत्प्रेरक, स्थिरकारक या अवरोधक कहा जाता है। उदाहरण के लिए, फॉस्फोरिक एसिड हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अपघटन को रोकता है। इसलिए, वाणिज्यिक हाइड्रोजन पेरोक्साइड समाधान आमतौर पर फॉस्फोरिक या यूरिक एसिड के साथ स्थिर किया जाता है।

कई रासायनिक तकनीकी प्रक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक आवश्यक हैं। लेकिन जीवित प्रकृति में भी, तथाकथित जैव उत्प्रेरक (एंजाइम, एंजाइम, हार्मोन) कई प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं। चूँकि प्रतिक्रियाओं में उत्प्रेरकों का उपभोग नहीं किया जाता है, वे कम मात्रा में कार्य कर सकते हैं। एक ग्राम रेनेट 400-800 किलोग्राम दूध प्रोटीन के जमाव को सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त है।

उत्प्रेरकों के संचालन के लिए उनकी सतह का आकार विशेष महत्व रखता है। सतह को बढ़ाने के लिए, विकसित आंतरिक सतह के साथ दरारों से भरे झरझरा पदार्थों का उपयोग किया जाता है; तथाकथित वाहकों पर कॉम्पैक्ट पदार्थों या धातुओं का छिड़काव किया जाता है। उदाहरण के लिए, 100 ग्राम समर्थित प्लैटिनम उत्प्रेरक में केवल 200 मिलीग्राम प्लैटिनम होता है; 1 ग्राम कॉम्पैक्ट निकल का सतह क्षेत्र 0.8 सेमी 2 है, और 1 ग्राम निकल पाउडर का सतह क्षेत्र 10 मिलीग्राम है। यह 1:100,000 के अनुपात से मेल खाता है; 1 ग्राम सक्रिय एल्यूमिना का सतह क्षेत्र 200 से 300 m2 है; 1 ग्राम सक्रिय कार्बन के लिए यह मान 1000 m2 भी है। कुछ संस्थापनों में, उत्प्रेरक की कीमत कई मिलियन अंक होती है। इस प्रकार, 18 मीटर ऊंचे बेलेम में एक गैसोलीन संपर्क भट्टी में 9-10 टन उत्प्रेरक होता है।

प्रश्न संख्या 2 प्रयोगशाला और उद्योग में ऑक्सीजन कैसे प्राप्त की जाती है? संगत प्रतिक्रियाओं के लिए समीकरण लिखें। ये विधियाँ एक दूसरे से किस प्रकार भिन्न हैं?

उत्तर:

प्रयोगशाला में ऑक्सीजन निम्नलिखित तरीकों से प्राप्त की जा सकती है:

1) उत्प्रेरक (मैंगनीज ऑक्साइड) की उपस्थिति में हाइड्रोजन पेरोक्साइड का अपघटन

2) बर्थोलेट नमक (पोटेशियम क्लोरेट) का अपघटन:

3) पोटेशियम परमैंगनेट का अपघटन:

उद्योग में, ऑक्सीजन हवा से प्राप्त की जाती है, जिसकी मात्रा लगभग 20% होती है। हवा दबाव और अत्यधिक शीतलन के कारण द्रवीकृत हो जाती है। ऑक्सीजन और नाइट्रोजन (हवा का दूसरा मुख्य घटक) के क्वथनांक अलग-अलग होते हैं। इसलिए, उन्हें आसवन द्वारा अलग किया जा सकता है: नाइट्रोजन का क्वथनांक ऑक्सीजन की तुलना में कम होता है, इसलिए नाइट्रोजन ऑक्सीजन से पहले वाष्पित हो जाती है।

ऑक्सीजन उत्पादन के लिए औद्योगिक और प्रयोगशाला विधियों के बीच अंतर:

1) ऑक्सीजन उत्पादन की सभी प्रयोगशाला विधियाँ रासायनिक हैं, अर्थात कुछ पदार्थों का दूसरे पदार्थों में परिवर्तन होता है। हवा से ऑक्सीजन प्राप्त करने की प्रक्रिया एक भौतिक प्रक्रिया है, क्योंकि कुछ पदार्थों का दूसरे में परिवर्तन नहीं होता है।

2) हवा से ऑक्सीजन बहुत अधिक मात्रा में प्राप्त की जा सकती है।

चार "चॉकोजेन" तत्व (यानी, "तांबे को जन्म देना") आवधिक प्रणाली के समूह VI (नए वर्गीकरण के अनुसार - 16 वां समूह) के मुख्य उपसमूह का नेतृत्व करते हैं। इनमें सल्फर, टेल्यूरियम और सेलेनियम के अलावा ऑक्सीजन भी शामिल है। आइए पृथ्वी पर सबसे आम इस तत्व के गुणों के साथ-साथ ऑक्सीजन के उपयोग और उत्पादन पर करीब से नज़र डालें।

तत्व की व्यापकता

में बंधा हुआ रूपऑक्सीजन प्रवेश करती है रासायनिक संरचनाजल - इसका प्रतिशत लगभग 89% है, साथ ही सभी जीवित प्राणियों - पौधों और जानवरों की कोशिकाओं की संरचना में भी।

हवा में, ऑक्सीजन O2 के रूप में एक स्वतंत्र अवस्था में है, इसकी संरचना का पांचवां हिस्सा है, और ओजोन के रूप में - O3 है।

भौतिक गुण

ऑक्सीजन O2 एक ऐसी गैस है जो रंगहीन, स्वादहीन और गंधहीन होती है। पानी में थोड़ा घुलनशील. क्वथनांक शून्य सेल्सियस से 183 डिग्री नीचे है। तरल रूप में ऑक्सीजन का रंग नीला होता है और ठोस रूप में इसका रंग नीला होता है नीले क्रिस्टल. ऑक्सीजन क्रिस्टल का गलनांक शून्य सेल्सियस से 218.7 डिग्री नीचे होता है।

रासायनिक गुण

गर्म करने पर यह तत्व कई के साथ प्रतिक्रिया करता है सरल पदार्थ, धातु और गैर-धातु दोनों, तथाकथित ऑक्साइड बनाते हैं - ऑक्सीजन के साथ तत्वों के यौगिक। जिसमें तत्व ऑक्सीजन के साथ प्रवेश करते हैं उसे ऑक्सीकरण कहते हैं।

उदाहरण के लिए,

4Na + O2= 2Na2O

2. हाइड्रोजन पेरोक्साइड को मैंगनीज ऑक्साइड की उपस्थिति में गर्म करने पर उसका अपघटन होता है, जो उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है।

3. पोटैशियम परमैंगनेट के अपघटन द्वारा।

उद्योग में ऑक्सीजन का उत्पादन निम्नलिखित तरीकों से किया जाता है:

1. तकनीकी उद्देश्यों के लिए, ऑक्सीजन हवा से प्राप्त की जाती है, जिसमें इसकी सामान्य सामग्री लगभग 20% होती है, अर्थात। पाँचवाँ भाग. ऐसा करने के लिए, सबसे पहले हवा को जलाया जाता है, जिससे लगभग 54% तरल ऑक्सीजन, 44% तरल नाइट्रोजन और 2% तरल आर्गन युक्त मिश्रण तैयार होता है। फिर इन गैसों को आसवन प्रक्रिया का उपयोग करके अलग किया जाता है, तरल ऑक्सीजन और तरल नाइट्रोजन के क्वथनांक के बीच अपेक्षाकृत छोटी सीमा का उपयोग करके - क्रमशः शून्य से 183 और शून्य से 198.5 डिग्री। इससे पता चलता है कि नाइट्रोजन ऑक्सीजन से पहले वाष्पित हो जाती है।

आधुनिक उपकरण किसी भी स्तर की शुद्धता की ऑक्सीजन का उत्पादन सुनिश्चित करते हैं। नाइट्रोजन, जो तरल हवा को अलग करके प्राप्त की जाती है, का उपयोग इसके डेरिवेटिव के संश्लेषण में कच्चे माल के रूप में किया जाता है।

2. अत्यंत शुद्ध ऑक्सीजन भी उत्पन्न करता है। यह पद्धति समृद्ध संसाधनों और सस्ती बिजली वाले देशों में व्यापक हो गई है।

ऑक्सीजन का अनुप्रयोग

ऑक्सीजन हमारे पूरे ग्रह के जीवन में सबसे महत्वपूर्ण तत्व है। यह गैस, जो वायुमंडल में निहित है, जानवरों और लोगों द्वारा इस प्रक्रिया में उपभोग की जाती है।

मानव गतिविधि के ऐसे क्षेत्रों जैसे चिकित्सा, वेल्डिंग और धातुओं को काटना, विस्फोट करना, विमानन (मानव श्वास के लिए और इंजन संचालन के लिए), और धातु विज्ञान के लिए ऑक्सीजन प्राप्त करना बहुत महत्वपूर्ण है।

प्रगति पर है आर्थिक गतिविधिमानव ऑक्सीजन की खपत बड़ी मात्रा में होती है - उदाहरण के लिए, जलते समय विभिन्न प्रकार केईंधन: प्राकृतिक गैस, मीथेन, कोयला, लकड़ी। इन सभी प्रक्रियाओं में इसका निर्माण होता है। साथ ही, प्रकृति ने प्रकाश संश्लेषण का उपयोग करके इस यौगिक के प्राकृतिक बंधन की प्रक्रिया प्रदान की है, जो प्रभाव में हरे पौधों में होती है। सूरज की रोशनी. इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, ग्लूकोज बनता है, जिसका उपयोग पौधा अपने ऊतकों के निर्माण के लिए करता है।

ऑक्सीजन की खोज चिन्हित नई अवधिरसायन विज्ञान के विकास में. यह प्राचीन काल से ज्ञात है कि दहन के लिए वायु की आवश्यकता होती है। पदार्थों के दहन की प्रक्रिया कब काअस्पष्ट रहा. कीमिया के युग में, फ्लॉजिस्टन का सिद्धांत व्यापक हो गया, जिसके अनुसार पदार्थ उग्र पदार्थ के साथ, यानी लौ में निहित फ्लॉजिस्टन के साथ बातचीत के कारण जलते हैं।

ऑक्सीजन को 18वीं सदी के 70 के दशक में अंग्रेजी रसायनज्ञ जोसेफ प्रीस्टली ने प्राप्त किया था। एक रसायनज्ञ ने लाल पारा (II) ऑक्साइड पाउडर को गर्म किया, जिससे पदार्थ विघटित होकर धात्विक पारा और एक रंगहीन गैस बन गया:

2HgO t° → 2Hg + O2

आक्साइड- द्विआधारी यौगिक जिनमें ऑक्सीजन होता है

जब एक सुलगती हुई किरच को गैस वाले बर्तन में डाला गया, तो वह चमक उठी।वैज्ञानिक का मानना ​​था कि सुलगती हुई किरच ने फ्लॉजिस्टन को गैस में डाल दिया और वह जल उठी।

डी. प्रीस्टलेमैंने परिणामी गैस को साँस लेने की कोशिश की, और इस बात से खुश था कि साँस लेना कितना आसान और मुफ़्त था। तब वैज्ञानिक ने कल्पना भी नहीं की थी कि इस गैस को सांस लेने का आनंद हर किसी को मिलता है।

डी. प्रीस्टली ने अपने प्रयोगों के परिणामों को फ्रांसीसी रसायनज्ञ एंटोनी लॉरेंट लावोइसियर के साथ साझा किया।उस समय एक अच्छी तरह से सुसज्जित प्रयोगशाला होने के कारण, ए. लावोइसियर ने डी. प्रीस्टले के प्रयोगों को दोहराया और उनमें सुधार किया।

ए. लैवोज़ियर ने पारा ऑक्साइड के एक निश्चित द्रव्यमान के अपघटन के दौरान निकलने वाली गैस की मात्रा को मापा।इसके बाद रसायनज्ञ ने धात्विक पारे को एक सीलबंद बर्तन में तब तक गर्म किया जब तक वह पारा (II) ऑक्साइड नहीं बन गया। उन्होंने पाया कि पहले प्रयोग में निकली गैस की मात्रा दूसरे प्रयोग में अवशोषित गैस के बराबर थी। इसलिए, पारा हवा में किसी पदार्थ के साथ प्रतिक्रिया करता है। और यही पदार्थ ऑक्साइड के अपघटन के दौरान निकलता है। लेवॉज़ियर इस निष्कर्ष पर पहुंचने वाले पहले व्यक्ति थे कि फ्लॉजिस्टन का इससे कोई लेना-देना नहीं था, और सुलगती हुई किरच का जलना एक अज्ञात गैस के कारण हुआ था, जिसे बाद में ऑक्सीजन कहा गया। ऑक्सीजन की खोज ने फ्लॉजिस्टन सिद्धांत के पतन को चिह्नित किया!

प्रयोगशाला में ऑक्सीजन उत्पादन एवं संग्रहण की विधियाँ

ऑक्सीजन उत्पादन की प्रयोगशाला विधियाँ बहुत विविध हैं। ऐसे कई पदार्थ हैं जिनसे ऑक्सीजन प्राप्त की जा सकती है। आइए सबसे सामान्य तरीकों पर नजर डालें।

1) पारा (II) ऑक्साइड का अपघटन

प्रयोगशाला में ऑक्सीजन प्राप्त करने का एक तरीका ऊपर वर्णित ऑक्साइड अपघटन प्रतिक्रिया का उपयोग करके इसे प्राप्त करना है पारा(द्वितीय).पारा यौगिकों और पारा वाष्प की उच्च विषाक्तता के कारण, इस विधि का उपयोग बहुत ही कम किया जाता है।

2) पोटैशियम परमैंगनेट का अपघटन

पोटेशियम परमैंगनेट(दैनिक जीवन में हम इसे पोटेशियम परमैंगनेट कहते हैं) गहरे बैंगनी रंग का एक क्रिस्टलीय पदार्थ है। जब पोटेशियम परमैंगनेट को गर्म किया जाता है, तो ऑक्सीजन निकलती है।

टेस्ट ट्यूब में थोड़ा पोटेशियम परमैंगनेट पाउडर डालें और इसे ट्राइपॉड लेग में क्षैतिज रूप से लगाएं। परखनली के छेद के पास रूई का एक टुकड़ा रखें। हम टेस्ट ट्यूब को एक स्टॉपर से बंद करते हैं जिसमें एक गैस आउटलेट ट्यूब डाली जाती है, जिसके सिरे को प्राप्त करने वाले बर्तन में उतारा जाता है। गैस आउटलेट ट्यूब को प्राप्तकर्ता बर्तन के नीचे तक पहुंचना चाहिए।

पोटेशियम परमैंगनेट के कणों को प्राप्तकर्ता बर्तन में प्रवेश करने से रोकने के लिए टेस्ट ट्यूब के उद्घाटन के पास स्थित एक रूई की आवश्यकता होती है (अपघटन के दौरान, जारी ऑक्सीजन परमैंगनेट के कणों के साथ चलती है)।

जब उपकरण असेंबल हो जाता है, तो हम टेस्ट ट्यूब को गर्म करना शुरू कर देते हैं। ऑक्सीजन का निकलना शुरू हो जाता है।

पोटेशियम परमैंगनेट के अपघटन के लिए प्रतिक्रिया समीकरण:

2KMnO4 t° → K2MnO4 + MnO2 + O2

ऑक्सीजन की उपस्थिति का पता कैसे लगाएं? आइए प्रिस्टले की विधि का उपयोग करें। आइए एक लकड़ी की खपच्ची जलाएं, इसे थोड़ा जलने दें, फिर इसे बुझा दें ताकि यह मुश्किल से सुलग सके। आइए सुलगते हुए टुकड़े को ऑक्सीजन वाले बर्तन में डालें। मशाल तेजी से चमकती है!

गैस आउटलेट पाइपयह गलती से प्राप्तकर्ता जहाज के नीचे नहीं उतारा गया था। ऑक्सीजन हवा से भारी होती है, इसलिए, यह रिसीवर के निचले भाग में एकत्रित हो जाएगी, जिससे हवा विस्थापित हो जाएगी।

जल को विस्थापित करके भी ऑक्सीजन एकत्रित की जा सकती है। ऐसा करने के लिए, गैस आउटलेट ट्यूब को पानी से भरी एक टेस्ट ट्यूब में उतारा जाना चाहिए और छेद के साथ पानी के साथ एक क्रिस्टलाइज़र में उतारा जाना चाहिए। जब ऑक्सीजन प्रवेश करती है, तो गैस टेस्ट ट्यूब से पानी को विस्थापित कर देती है।

हाइड्रोजन पेरोक्साइड का अपघटन

हाइड्रोजन पेरोक्साइड- एक ऐसा पदार्थ जो सभी को ज्ञात हो। इसे फार्मेसियों में "हाइड्रोजन पेरोक्साइड" नाम से बेचा जाता है। यह नाम पुराना है; "पेरोक्साइड" शब्द का उपयोग करना अधिक सही है। रासायनिक सूत्रहाइड्रोजन पेरोक्साइड H2O2

भंडारण के दौरान हाइड्रोजन पेरोक्साइड धीरे-धीरे पानी और ऑक्सीजन में विघटित हो जाता है। अपघटन प्रक्रिया को तेज़ करने के लिए, आप गर्म कर सकते हैं या लगा सकते हैं उत्प्रेरक.

उत्प्रेरक- एक पदार्थ जो रासायनिक प्रतिक्रिया की दर को तेज करता है

फ्लास्क में हाइड्रोजन पेरोक्साइड डालें और तरल में एक उत्प्रेरक जोड़ें। उत्प्रेरक काला पाउडर हो सकता है - मैंगनीज ऑक्साइड एमएनओ2.बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन निकलने के कारण तुरंत मिश्रण में झाग बनना शुरू हो जाएगा। आइए फ्लास्क में एक सुलगती हुई किरच लाएँ - यह चमकती हुई चमकती है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अपघटन के लिए प्रतिक्रिया समीकरण है:

2H2O2 MnO2 → 2H2O + O2

कृपया ध्यान दें: प्रतिक्रिया को तेज करने वाला उत्प्रेरक तीर या चिन्ह के ऊपर लिखा होता है «=», क्योंकि प्रतिक्रिया के दौरान इसका सेवन नहीं किया जाता, बल्कि इसे केवल तेज किया जाता है।

पोटेशियम क्लोरेट का अपघटन

पोटेशियम क्लोरेट– क्रिस्टलीय पदार्थ सफ़ेद. आतिशबाजी और अन्य विभिन्न आतिशबाज़ी उत्पादों के उत्पादन में उपयोग किया जाता है। इस पदार्थ का एक तुच्छ नाम है - "बर्थोलेट नमक"। पदार्थ को यह नाम फ्रांसीसी रसायनज्ञ के सम्मान में मिला, जिन्होंने सबसे पहले इसे संश्लेषित किया था, क्लॉड लुईस बर्थोलेट। पोटेशियम क्लोरेट का रासायनिक सूत्र KСlO3 है।

जब पोटेशियम क्लोरेट को उत्प्रेरक - मैंगनीज ऑक्साइड की उपस्थिति में गर्म किया जाता है एमएनओ2, बर्थोलेट नमक निम्नलिखित योजना के अनुसार विघटित होता है:

2KClO3 t°, MnO2 → 2KCl + 3O2।

नाइट्रेट का अपघटन

नाइट्रेट- आयन युक्त पदार्थ NO3⎺.सम्बन्ध इस वर्ग काइसके समान इस्तेमाल किया खनिज उर्वरक, आतिशबाज़ी उत्पादों में शामिल हैं। नाइट्रेट- यौगिक ऊष्मीय रूप से अस्थिर होते हैं, और गर्म होने पर वे ऑक्सीजन की रिहाई के साथ विघटित हो जाते हैं:

कृपया ध्यान दें कि ऑक्सीजन उत्पादन की सभी मानी गई विधियाँ समान हैं। सभी मामलों में, अधिक जटिल पदार्थों के अपघटन के दौरान ऑक्सीजन निकलती है।

अपघटन प्रतिक्रिया

में सामान्य रूप से देखेंअपघटन प्रतिक्रिया को एक अक्षर आरेख द्वारा वर्णित किया जा सकता है:

एबी → ए + बी.

विभिन्न कारकों के प्रभाव में अपघटन प्रतिक्रियाएँ हो सकती हैं। यह हीटिंग, विद्युत प्रवाह, या उत्प्रेरक का उपयोग हो सकता है। ऐसी अभिक्रियाएँ होती हैं जिनमें पदार्थ स्वतः ही विघटित हो जाते हैं।

उद्योग में ऑक्सीजन का उत्पादन

उद्योग में ऑक्सीजन को हवा से अलग करके प्राप्त किया जाता है। वायु– गैसों का मिश्रण, जिसके मुख्य घटक तालिका में प्रस्तुत किए गए हैं।

इस विधि का सार हवा को गहराई से ठंडा करके उसे तरल में बदलना है, जिसे सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर लगभग के तापमान पर प्राप्त किया जा सकता है -192°С. तरल को ऑक्सीजन और नाइट्रोजन में अलग करना उनके उबलते तापमान में अंतर का उपयोग करके किया जाता है, अर्थात्: टीबी। O2 = -183°C; Bp.N2 = -196°С(सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर)।

तरल के क्रमिक वाष्पीकरण के साथ, नाइट्रोजन, जिसका क्वथनांक कम होता है, पहले गैसीय चरण में जाएगा, और जैसे ही यह निकलता है, तरल ऑक्सीजन से समृद्ध हो जाएगा। इस प्रक्रिया को कई बार दोहराने से आवश्यक शुद्धता की ऑक्सीजन और नाइट्रोजन प्राप्त करना संभव हो जाता है। द्रवों को उनके घटक भागों में अलग करने की इस विधि को कहा जाता है तरल हवा का सुधार.

• प्रयोगशाला में, ऑक्सीजन का उत्पादन अपघटन प्रतिक्रियाओं द्वारा किया जाता है
• अपघटन प्रतिक्रिया- एक प्रतिक्रिया जिसके परिणामस्वरूप जटिल पदार्थ सरल पदार्थों में विघटित हो जाते हैं
• ऑक्सीजन को वायु विस्थापन विधि या जल विस्थापन विधि द्वारा एकत्र किया जा सकता है
• ऑक्सीजन का पता लगाने के लिए एक सुलगती हुई किरच का उपयोग किया जाता है, इसमें वह चमकती है
• उत्प्रेरक- एक पदार्थ जो रासायनिक प्रतिक्रिया को तेज करता है, लेकिन इसमें खपत नहीं होती है

पाठ 17 में " ऑक्सीजन प्राप्त करना"पाठ्यक्रम से" नौसिखियों के लिए रसायन विज्ञान» पता लगाएं कि प्रयोगशाला में ऑक्सीजन का उत्पादन कैसे होता है; हम सीखेंगे कि उत्प्रेरक क्या है और पौधे हमारे ग्रह पर ऑक्सीजन के उत्पादन को कैसे प्रभावित करते हैं।

मनुष्य और अन्य जीवित जीवों के लिए हवा में सबसे महत्वपूर्ण पदार्थ ऑक्सीजन है। उद्योग में बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन का उपयोग किया जाता है, इसलिए यह जानना महत्वपूर्ण है कि आप इसे कैसे प्राप्त कर सकते हैं।

रसायन विज्ञान प्रयोगशाला में, ऑक्सीजन परमाणुओं वाले कुछ जटिल पदार्थों को गर्म करके ऑक्सीजन प्राप्त किया जा सकता है। इन पदार्थों में KMnO4 पदार्थ शामिल है, जो आपके घरेलू दवा कैबिनेट में "पोटेशियम परमैंगनेट" नाम से उपलब्ध है।

आप गैस उत्पादन के सरलतम उपकरणों से परिचित हैं। यदि आप इनमें से किसी एक उपकरण में थोड़ा सा KMnO4 पाउडर रखें और उसे गर्म करें, तो ऑक्सीजन निकलेगी (चित्र 76):

हाइड्रोजन पेरोक्साइड H2O2 को विघटित करके भी ऑक्सीजन प्राप्त की जा सकती है। ऐसा करने के लिए, टेस्ट ट्यूब में एच 2 ओ 2 जोड़ें एक छोटी राशिविशेष पदार्थ - उत्प्रेरक- और टेस्ट ट्यूब को गैस आउटलेट ट्यूब वाले स्टॉपर से बंद कर दें (चित्र 77)।

इस प्रतिक्रिया के लिए उत्प्रेरक एक पदार्थ है जिसका सूत्र MnO2 है। इस स्थिति में, निम्नलिखित रासायनिक प्रतिक्रिया होती है:

कृपया ध्यान दें कि न तो बाएँ और न ही सही भागकोई उत्प्रेरक सूत्र समीकरण नहीं है. इसका सूत्र आमतौर पर प्रतिक्रिया समीकरण में बराबर चिह्न के ऊपर लिखा जाता है। उत्प्रेरक क्यों जोड़ा जाता है? कमरे की स्थितियों में एच 2 ओ 2 की अपघटन प्रक्रिया बहुत धीमी गति से आगे बढ़ती है। इसलिए, ध्यान देने योग्य मात्रा में ऑक्सीजन प्राप्त करने में लंबा समय लगता है। हालाँकि, उत्प्रेरक जोड़कर इस प्रतिक्रिया को नाटकीय रूप से तेज किया जा सकता है।

उत्प्रेरकएक ऐसा पदार्थ है जो रासायनिक प्रतिक्रिया को तेज करता है, लेकिन स्वयं इसका उपभोग नहीं करता है।

ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रतिक्रिया में उत्प्रेरक की खपत नहीं होती है इसलिए हम प्रतिक्रिया समीकरण के किसी भी भाग में इसका सूत्र नहीं लिखते हैं।

ऑक्सीजन प्राप्त करने का दूसरा तरीका प्रत्यक्ष विद्युत प्रवाह के प्रभाव में पानी का अपघटन है। इस प्रक्रिया को कहा जाता है इलेक्ट्रोलीज़पानी। ऑक्सीजन को चित्र 78 में योजनाबद्ध रूप से दिखाए गए उपकरण में प्राप्त किया जा सकता है।

इस स्थिति में, निम्नलिखित रासायनिक प्रतिक्रिया होती है:

प्रकृति में ऑक्सीजन

ऑक्सीजन गैस की एक बड़ी मात्रा वायुमंडल में समाहित है और समुद्रों और महासागरों के पानी में घुली हुई है। सभी जीवित प्राणियों को सांस लेने के लिए ऑक्सीजन आवश्यक है। ऑक्सीजन के बिना, विभिन्न प्रकार के ईंधन को जलाकर ऊर्जा प्राप्त करना असंभव होगा। इन जरूरतों के लिए सालाना लगभग 2% वायुमंडलीय ऑक्सीजन की खपत होती है।

पृथ्वी पर ऑक्सीजन कहाँ से आती है और इतनी खपत के बावजूद इसकी मात्रा लगभग स्थिर क्यों रहती है? हमारे ग्रह पर ऑक्सीजन का एकमात्र स्रोत हरे पौधे हैं, जो प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के माध्यम से सूर्य के प्रकाश के प्रभाव में इसका उत्पादन करते हैं। ये बहुत कठिन प्रक्रिया, जिसमें कई चरण शामिल हैं। पौधों के हरे भागों में प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप, कार्बन डाइऑक्साइड और पानी ग्लूकोज सी 6 एच 12 ओ 6 और ऑक्सीजन में परिवर्तित हो जाते हैं। कुल
प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में होने वाली प्रतिक्रियाओं के समीकरण को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:

यह पाया गया है कि हरे पौधों द्वारा उत्पादित ऑक्सीजन का लगभग दसवां हिस्सा (11%) स्थलीय पौधों से आता है, और शेष नौ-दसवां (89%) जलीय पौधों से आता है।

हवा से ऑक्सीजन और नाइट्रोजन प्राप्त करना

वायुमंडल में ऑक्सीजन का विशाल भंडार इसे विभिन्न उद्योगों में प्राप्त करना और उपयोग करना संभव बनाता है। औद्योगिक परिस्थितियों में हवा से ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और कुछ अन्य गैसें (आर्गन, नियॉन) प्राप्त होती हैं।

ऐसा करने के लिए, हवा को पहले इतने कम तापमान पर ठंडा करके तरल में परिवर्तित किया जाता है (चित्र 79) जिस पर इसके सभी घटक एकत्रीकरण की तरल अवस्था में बदल जाते हैं।

फिर इस तरल को धीरे-धीरे गर्म किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप, विभिन्न तापमानों पर, हवा में निहित पदार्थों का क्रमिक उबलना (यानी, गैसीय अवस्था में संक्रमण) होता है। अलग-अलग तापमान पर उबलने वाली गैसों को इकट्ठा करके नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और अन्य पदार्थ अलग-अलग प्राप्त किए जाते हैं।

पाठ का संक्षिप्त निष्कर्ष:

1. प्रयोगशाला स्थितियों में, ऑक्सीजन कुछ जटिल पदार्थों के अपघटन से प्राप्त होता है जिनमें ऑक्सीजन परमाणु होते हैं।
2. उत्प्रेरक एक ऐसा पदार्थ है जो बिना उपभोग किये रासायनिक प्रतिक्रिया को तेज़ कर देता है।
3. हमारे ग्रह पर ऑक्सीजन का स्रोत हरे पौधे हैं जिनमें प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया होती है।
4. उद्योग में, ऑक्सीजन हवा से प्राप्त की जाती है।

मुझे आशा है पाठ 17" ऑक्सीजन प्राप्त करना"स्पष्ट और जानकारीपूर्ण था। यदि आपके कोई प्रश्न हैं, तो उन्हें टिप्पणियों में लिखें।