उच्च ऑक्सिजन उत्क्रांतीसह प्रतिक्रिया. ऑक्सिजन आणि त्याचे उत्पादन

आम्ही ट्रायपॉडवर रीफ्रॅक्टरी काचेची टेस्ट ट्यूब फिक्स करू आणि त्यात 5 ग्रॅम चूर्ण नायट्रेट (पोटॅशियम नायट्रेट KNO 3 किंवा सोडियम नायट्रेट NaNO 3) घालू. आम्ही चाचणी ट्यूबखाली वाळूने भरलेला एक कप रेफ्रेक्ट्री सामग्री ठेवतो, कारण या प्रयोगादरम्यान काच अनेकदा वितळते आणि गरम वस्तुमान बाहेर वाहते. म्हणून, गरम करताना आम्ही बर्नर बाजूला धरू. जेव्हा आपण सॉल्टपीटर जोरदार गरम करतो तेव्हा ते वितळेल आणि त्यातून ऑक्सिजन सोडला जाईल (आम्ही हे स्मोल्डिंग टॉर्चच्या मदतीने शोधू - ते चाचणी ट्यूबमध्ये प्रज्वलित होईल). हे पोटॅशियम नायट्रेटचे KNO2 नायट्रेटमध्ये रूपांतरित करते. मग आम्ही कटिंग सल्फरचा तुकडा क्रुसिबल चिमटे किंवा चिमट्याने वितळवतो (तुमचा चेहरा कधीही टेस्ट ट्यूबवर धरू नका).

सल्फर प्रज्वलित होईल आणि बर्न करेल, भरपूर उष्णता निर्माण करेल. प्रयोग खुल्या खिडक्या (परिणामी सल्फर ऑक्साईडमुळे) सह केला पाहिजे. आम्ही प्राप्त केलेले सोडियम नायट्रेट पुढील प्रयोगांसाठी जतन करू.

प्रक्रिया खालीलप्रमाणे पुढे जाते (हीटिंगद्वारे):

2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2

तुम्ही इतर पद्धतींनी ऑक्सिजन मिळवू शकता.

पोटॅशियम परमॅंगनेट KMnO 4 (मॅंगनीज ऍसिडचे पोटॅशियम मीठ) गरम झाल्यावर ऑक्सिजन देते आणि मॅंगनीज (IV) ऑक्साईडमध्ये बदलते:

4KMnO 4 → 4Mn 2 + 2K 2 O + 3O 2

किंवा 4KMnO 4 → MnO 2 + K 2 MnO 4 + O 2

10 ग्रॅम पोटॅशियम परमॅंगनेटपासून, आपण सुमारे एक लिटर ऑक्सिजन मिळवू शकता, याचा अर्थ ऑक्सिजनसह सामान्य आकाराच्या पाच नळ्या भरण्यासाठी दोन ग्रॅम पुरेसे आहे. पोटॅशियम परमॅंगनेट तुमच्या होम मेडिसिन कॅबिनेटमध्ये उपलब्ध नसल्यास कोणत्याही फार्मसीमध्ये खरेदी केले जाऊ शकते.

आम्ही रीफ्रॅक्टरी टेस्ट ट्यूबमध्ये पोटॅशियम परमॅंगनेटची ठराविक मात्रा गरम करतो आणि वायवीय बाथ वापरून चाचणी ट्यूबमध्ये मुक्त केलेला ऑक्सिजन पकडतो. क्रिस्टल्स, क्रॅकिंग, नष्ट होतात आणि बहुतेकदा, विशिष्ट प्रमाणात धूळयुक्त परमॅंगनेट वायूबरोबर वाहून जाते. या प्रकरणात, वायवीय बाथ आणि आउटलेट ट्यूबमधील पाणी लाल होते. प्रयोगाच्या समाप्तीनंतर, आम्ही सोडियम थायोसल्फेट (हायपोसल्फेट) - फोटोग्राफिक फिक्सेशनच्या द्रावणाने आंघोळ आणि ट्यूब स्वच्छ करतो, जे सौम्य हायड्रोक्लोरिक ऍसिडसह किंचित आम्लीकृत होते.

हायड्रोजन पेरॉक्साइड (पेरोक्साइड) H 2 O 2 पासून मोठ्या प्रमाणात ऑक्सिजन देखील मिळू शकतो. आम्ही फार्मसीमध्ये 3% द्रावण खरेदी करू - एक जंतुनाशक किंवा जखमांवर उपचार करण्याची तयारी. हायड्रोजन पेरोक्साइड फार स्थिर नाही. आधीच हवेत उभे असताना, ते ऑक्सिजन आणि पाण्यात विघटित होते:

2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2

पेरोक्साइडमध्ये थोडेसे मॅंगनीज डायऑक्साइड MnO 2 (पायरोल्युसाइट), सक्रिय कार्बन, धातूची पावडर, रक्त (गोठलेले किंवा ताजे), लाळ टाकून विघटन लक्षणीयरीत्या गतीमान होऊ शकते. हे पदार्थ उत्प्रेरक म्हणून काम करतात.

जर आपण वरीलपैकी एका पदार्थासह सुमारे 1 मिली हायड्रोजन पेरॉक्साइड एका लहान चाचणी ट्यूबमध्ये टाकला आणि स्प्लिंटर चाचणीच्या मदतीने आपण उत्क्रांत ऑक्सिजनची उपस्थिती स्थापित करू शकलो तर आपल्याला याची खात्री पटू शकते. बीकरमध्ये 3% हायड्रोजन पेरोक्साइड द्रावणाच्या 5 मिलीमध्ये समान प्रमाणात प्राण्यांचे रक्त जोडल्यास, मिश्रण जोरदारपणे फेस करेल, ऑक्सिजनचे फुगे बाहेर पडल्यामुळे फेस कडक होईल आणि फुगतो.

मग आम्ही पोटॅशियम हायड्रॉक्साईड (कॉस्टिक पोटॅश), लोह (II) सल्फेटचे द्रावण, लोह (III) क्लोराईडचे द्रावण (सह आणि शिवाय) जोडून तांबे (II) सल्फेटच्या 10% द्रावणाचा उत्प्रेरक प्रभाव तपासू. लोह पावडर), सोडियम कार्बोनेट, क्लोराईड सोडियम आणि सेंद्रिय पदार्थ (दूध, साखर, हिरव्या वनस्पतींची ठेचलेली पाने इ.) जोडणे. आता आपण प्रायोगिकरित्या पाहिले आहे की विविध पदार्थ उत्प्रेरकपणे हायड्रोजन पेरॉक्साइडच्या विघटनास गती देतात.

उत्प्रेरक रासायनिक प्रक्रियेचा वापर न करता प्रतिक्रिया दर वाढवतात. शेवटी, ते प्रतिक्रिया उत्तेजित करण्यासाठी आवश्यक सक्रियता ऊर्जा कमी करतात. परंतु असे पदार्थ देखील आहेत जे उलट कार्य करतात. त्यांना नकारात्मक उत्प्रेरक, उत्प्रेरक विरोधी, स्टेबिलायझर्स किंवा अवरोधक म्हणतात. उदाहरणार्थ, फॉस्फोरिक ऍसिड हायड्रोजन पेरोक्साइडचे विघटन रोखते. म्हणून, व्यावसायिक हायड्रोजन पेरोक्साइड द्रावण सामान्यतः फॉस्फोरिक किंवा यूरिक ऍसिडसह स्थिर केले जाते.

अनेक रासायनिक अभियांत्रिकी प्रक्रियेसाठी उत्प्रेरकांची आवश्यकता असते. परंतु जिवंत निसर्गातही, तथाकथित बायोकॅटलिस्ट्स (एंझाइम, एन्झाईम्स, हार्मोन्स) अनेक प्रक्रियांमध्ये गुंतलेले असतात. उत्प्रेरक प्रतिक्रियांमध्ये वापरत नसल्यामुळे, ते कमी प्रमाणात कार्य करू शकतात. 400-800 किलो दूध प्रथिने जमा करण्यासाठी एक ग्रॅम रेनेट पुरेसे आहे.

उत्प्रेरकांच्या ऑपरेशनसाठी त्यांच्या पृष्ठभागाचा आकार विशेष महत्त्वाचा आहे. पृष्ठभाग वाढविण्यासाठी, विकसित आतील पृष्ठभागासह सच्छिद्र, क्रॅक केलेले पदार्थ वापरले जातात, कॉम्पॅक्ट पदार्थ किंवा धातू तथाकथित वाहकांवर फवारले जातात. उदाहरणार्थ, 100 ग्रॅम समर्थित प्लॅटिनम उत्प्रेरकामध्ये फक्त 200 मिलीग्राम प्लॅटिनम असते; 1 ग्रॅम कॉम्पॅक्ट निकेलचा पृष्ठभाग 0.8 सेमी 2 असतो आणि 1 ग्रॅम निकेल पावडरचा पृष्ठभाग 10 मिलीग्राम असतो. हे 1: 100000 च्या गुणोत्तराशी संबंधित आहे; 1 ग्रॅम सक्रिय अॅल्युमिनाचा पृष्ठभाग 200 ते 300 मीटर 2 आहे, 1 ग्रॅम सक्रिय कार्बनसाठी हे मूल्य अगदी 1000 मीटर 2 आहे. काही प्रतिष्ठापनांमध्ये उत्प्रेरक अनेक दशलक्ष गुणांचे आहे. अशा प्रकारे, बेलेनमधील 18 मीटर उंच असलेल्या पेट्रोल संपर्क भट्टीत 9-10 टन उत्प्रेरक असतात.

प्रश्न क्रमांक 2 प्रयोगशाळेत आणि उद्योगात ऑक्सिजन कसा मिळवला जातो? संबंधित प्रतिक्रियांची समीकरणे लिहा. या पद्धती एकमेकांपेक्षा वेगळ्या कशा आहेत?

उत्तर:

प्रयोगशाळेत ऑक्सिजन खालील प्रकारे मिळू शकतो.

1) उत्प्रेरक (मॅंगनीज ऑक्साईड) च्या उपस्थितीत हायड्रोजन पेरॉक्साइडचे विघटन

२) बर्थोलेट मिठाचे विघटन (पोटॅशियम क्लोरेट):

3) पोटॅशियम परमॅंगनेटचे विघटन:

उद्योगात, हवेतून ऑक्सिजन मिळवला जातो, ज्यामध्ये व्हॉल्यूमनुसार सुमारे 20% असते. दाब आणि मजबूत कूलिंग अंतर्गत हवा द्रवीकृत होते. ऑक्सिजन आणि नायट्रोजन (हवेचा दुसरा मुख्य घटक) वेगळे उत्कलन बिंदू आहेत. म्हणून, ते डिस्टिलेशनद्वारे वेगळे केले जाऊ शकतात: नायट्रोजनचा ऑक्सिजनपेक्षा कमी उकळत्या बिंदू असतो, म्हणून नायट्रोजन ऑक्सिजनच्या आधी बाष्पीभवन होते.

ऑक्सिजन तयार करण्यासाठी औद्योगिक आणि प्रयोगशाळा पद्धतींमधील फरक:

1) ऑक्सिजन तयार करण्याच्या सर्व प्रयोगशाळेच्या पद्धती रासायनिक आहेत, म्हणजे काही पदार्थ इतरांमध्ये रूपांतरित केले जातात. हवेतून ऑक्सिजन मिळवण्याची प्रक्रिया ही एक भौतिक प्रक्रिया आहे, कारण काही पदार्थांचे इतरांमध्ये रूपांतर होत नाही.

२) हवेतून ऑक्सिजन जास्त प्रमाणात मिळू शकतो.

चार घटक - "चॅल्कोजेन्स" (म्हणजे "तांब्याला जन्म देणे") नियतकालिक प्रणालीच्या VI गटाच्या (नवीन वर्गीकरणानुसार - 16 वा गट) मुख्य उपसमूहाचे प्रमुख आहेत. सल्फर, टेल्युरियम आणि सेलेनियम व्यतिरिक्त, त्यात ऑक्सिजन देखील समाविष्ट आहे. पृथ्वीवरील या सर्वात सामान्य घटकाचे गुणधर्म तसेच ऑक्सिजनचा वापर आणि उत्पादन यावर बारकाईने नजर टाकूया.

घटकांचा प्रसार

बांधलेल्या स्वरूपात, ऑक्सिजन पाण्याच्या रासायनिक रचनेत समाविष्ट आहे - त्याची टक्केवारी सुमारे 89% आहे, तसेच सर्व सजीवांच्या पेशी - वनस्पती आणि प्राणी यांच्या संरचनेत आहे.

हवेत, ऑक्सिजन मुक्त अवस्थेत O2 स्वरूपात असतो, त्याच्या संरचनेचा पाचवा भाग व्यापतो आणि ओझोन - O3 स्वरूपात असतो.

भौतिक गुणधर्म

ऑक्सिजन O2 हा रंगहीन, चवहीन आणि गंधहीन वायू आहे. ते पाण्यात थोडेसे विरघळते. उत्कलन बिंदू शून्य सेल्सिअसपेक्षा 183 अंश खाली आहे. ऑक्सिजन द्रव स्वरूपात निळा आणि घन स्वरूपात निळा क्रिस्टल्स असतो. ऑक्सिजन क्रिस्टल्सचा वितळण्याचा बिंदू शून्य सेल्सिअसपेक्षा 218.7 अंश कमी आहे.

रासायनिक गुणधर्म

गरम केल्यावर, हा घटक अनेक साध्या पदार्थांवर प्रतिक्रिया देतो, दोन्ही धातू आणि नॉन-मेटल्स, तथाकथित ऑक्साइड तयार करतात - ऑक्सिजनसह घटकांचे संयुगे. ज्यामध्ये घटक ऑक्सिजनसह प्रवेश करतात त्याला ऑक्सिडेशन म्हणतात.

उदाहरणार्थ,

4Na + О2 = 2Na2O

2. मॅंगनीज ऑक्साईडच्या उपस्थितीत गरम केल्यावर हायड्रोजन पेरोक्साइडच्या विघटनाद्वारे, जे उत्प्रेरक म्हणून कार्य करते.

3. पोटॅशियम परमॅंगनेटच्या विघटनाद्वारे.

उद्योगात ऑक्सिजन उत्पादन खालील प्रकारे केले जाते:

1. तांत्रिक कारणांसाठी, हवेतून ऑक्सिजन मिळवला जातो, ज्यामध्ये त्याची नेहमीची सामग्री सुमारे 20% असते, i. E. पाचवा भाग. हे करण्यासाठी, हवा प्रथम बर्न केली जाते, सुमारे 54% द्रव ऑक्सिजन सामग्रीसह मिश्रण प्राप्त करते, द्रव नायट्रोजन - 44% आणि द्रव आर्गॉन - 2%. नंतर द्रव ऑक्सिजन आणि द्रव नायट्रोजनच्या उकळत्या बिंदूंमध्ये - अनुक्रमे उणे 183 आणि उणे 198.5 अंश दरम्यान तुलनेने लहान अंतर वापरून, डिस्टिलेशन प्रक्रियेद्वारे हे वायू वेगळे केले जातात. असे दिसून आले की नायट्रोजन ऑक्सिजनपेक्षा लवकर बाष्पीभवन होते.

आधुनिक उपकरणे कोणत्याही शुद्धतेच्या ऑक्सिजनचे उत्पादन सुनिश्चित करतात. नायट्रोजन, जो द्रव हवेच्या पृथक्करण दरम्यान प्राप्त होतो, त्याच्या डेरिव्हेटिव्ह्जच्या संश्लेषणासाठी कच्चा माल म्हणून वापरला जातो.

2. अतिशय शुद्ध प्रमाणात ऑक्सिजन देखील देते. ही पद्धत समृद्ध संसाधने आणि स्वस्त वीज असलेल्या देशांमध्ये व्यापक बनली आहे.

ऑक्सिजन अर्ज

ऑक्सिजन हा आपल्या संपूर्ण ग्रहाच्या जीवनातील सर्वात महत्वाचा घटक आहे. वातावरणात असलेला हा वायू प्राणी आणि लोक या प्रक्रियेत वापरतात.

औषध, वेल्डिंग आणि धातू कापणे, ब्लास्टिंग ऑपरेशन्स, एव्हिएशन (श्वास घेणार्‍या लोकांसाठी आणि इंजिन ऑपरेट करण्यासाठी), धातूशास्त्र यासारख्या मानवी क्रियाकलापांच्या क्षेत्रांसाठी ऑक्सिजन मिळवणे खूप महत्वाचे आहे.

मानवी आर्थिक क्रियाकलापांच्या प्रक्रियेत, ऑक्सिजन मोठ्या प्रमाणात वापरला जातो - उदाहरणार्थ, विविध प्रकारचे इंधन जळताना: नैसर्गिक वायू, मिथेन, कोळसा, लाकूड. या सर्व प्रक्रियेत, ते तयार होते. त्याच वेळी, निसर्गाने प्रकाशसंश्लेषणाद्वारे या संयुगाच्या नैसर्गिक बंधनाची प्रक्रिया प्रदान केली आहे, जी सूर्यप्रकाशाच्या प्रभावाखाली हिरव्या वनस्पतींमध्ये होते. या प्रक्रियेच्या परिणामी, ग्लुकोज तयार होतो, ज्याचा वापर वनस्पती नंतर त्याच्या ऊती तयार करण्यासाठी करते.

ऑक्सिजनच्या शोधामुळे रसायनशास्त्राच्या विकासाचा एक नवीन काळ सुरू झाला. हे प्राचीन काळापासून ज्ञात आहे की ज्वलनासाठी हवा आवश्यक आहे. पदार्थांची ज्वलन प्रक्रिया बर्याच काळापासून अस्पष्ट राहिली. अल्केमीच्या युगात, फ्लोगिस्टन सिद्धांत व्यापक होता, त्यानुसार पदार्थ अग्निमय पदार्थांशी संवाद साधल्यामुळे जळतात, म्हणजेच फ्लोगिस्टनसह, जो ज्वालामध्ये असतो.

18 व्या शतकाच्या 70 च्या दशकात इंग्रजी रसायनशास्त्रज्ञ जोसेफ प्रिस्टली यांनी ऑक्सिजन मिळवला होता. केमिस्टने पारा (II) ऑक्साईडची लाल पावडर गरम केली, परिणामी, धातूचा पारा आणि रंगहीन वायू तयार होऊन पदार्थ विघटित झाला:

2HgO t ° → 2Hg + O2

ऑक्साइड- ऑक्सिजन असलेली बायनरी संयुगे

जेव्हा गॅस असलेल्या भांड्यात धुरकट टॉर्च आणली गेली तेव्हा ती चमकदारपणे चमकली.शास्त्रज्ञाचा असा विश्वास होता की धुरकट मशाल वायूमध्ये फ्लोगिस्टनचा प्रवेश करते आणि ती पेटते.

डी. प्रिस्टलीमी परिणामी गॅस श्वास घेण्याचा प्रयत्न केला आणि तो किती सहज आणि मुक्तपणे श्वास घेतो याचा मला आनंद झाला. मग हा वायू श्वास घेण्याचा आनंद प्रत्येकाला मिळतो, याची कल्पनाही शास्त्रज्ञाने केली नसेल.

डी. प्रिस्टली यांनी त्यांच्या प्रयोगांचे परिणाम फ्रेंच रसायनशास्त्रज्ञ अँटोइन लॉरेंट लाव्होइसियर यांच्याशी शेअर केले.त्यावेळी सुसज्ज प्रयोगशाळा असल्याने, ए. लॅव्होइसियरने डी. प्रिस्टलीच्या प्रयोगांची पुनरावृत्ती आणि सुधारणा केली.

A. Lavoisier ने पारा ऑक्साईडच्या विशिष्ट वस्तुमानाच्या विघटनादरम्यान सोडलेल्या वायूचे प्रमाण मोजले.केमिस्टने नंतर एका सीलबंद भांड्यात धातूचा पारा पारा (II) ऑक्साईडमध्ये रूपांतरित होईपर्यंत गरम केला. पहिल्या प्रयोगात सोडलेल्या वायूचे प्रमाण दुसऱ्या प्रयोगात शोषलेल्या वायूएवढे असल्याचे त्याला आढळले. परिणामी, पारा हवेतील काही पदार्थांवर प्रतिक्रिया देतो. आणि हाच पदार्थ ऑक्साईडच्या विघटनादरम्यान सोडला जातो. फ्लोगिस्टनचा त्याच्याशी काहीही संबंध नाही असा निष्कर्ष लावणारे लव्हॉइसियर हे पहिले होते आणि धुरकट टॉर्च जळणे हे अज्ञात वायूमुळे होते, ज्याला नंतर ऑक्सिजन म्हटले गेले. ऑक्सिजनच्या शोधाने फ्लोगिस्टन सिद्धांताचा नाश झाला!

प्रयोगशाळेत ऑक्सिजन मिळवण्याच्या आणि गोळा करण्याच्या पद्धती

ऑक्सिजन तयार करण्याच्या प्रयोगशाळेच्या पद्धती खूप वैविध्यपूर्ण आहेत. असे अनेक पदार्थ आहेत ज्यातून ऑक्सिजन मिळू शकतो. चला सर्वात सामान्य पद्धतींचा विचार करूया.

1) पारा (II) ऑक्साईडचे विघटन

प्रयोगशाळेत ऑक्सिजन मिळवण्याचा एक मार्ग म्हणजे वर वर्णन केलेल्या ऑक्साईडच्या विघटनाच्या प्रतिक्रियेनुसार ते मिळवणे. पारा (II).पारा संयुगे आणि पारा वाष्पांच्या उच्च विषारीपणामुळे, ही पद्धत अत्यंत क्वचितच वापरली जाते.

2) पोटॅशियम परमॅंगनेटचे विघटन

पोटॅशियम परमॅंगनेट(दैनंदिन जीवनात आपण त्याला पोटॅशियम परमॅंगनेट म्हणतो) - गडद जांभळ्या रंगाचा स्फटिकासारखे पदार्थ. पोटॅशियम परमॅंगनेट गरम झाल्यावर ऑक्सिजन सोडला जातो.

काही पोटॅशियम परमॅंगनेट पावडर चाचणी ट्यूबमध्ये घाला आणि ट्रायपॉड लेगमध्ये क्षैतिजरित्या निश्चित करा. कापूस लोकरचा तुकडा टेस्ट ट्यूबच्या उघड्याजवळ ठेवा. आम्ही चाचणी ट्यूब स्टॉपरने बंद करतो, ज्यामध्ये गॅस आउटलेट ट्यूब घातली जाते, ज्याचा शेवट रिसेप्टॅकलमध्ये खाली केला जातो. गॅस आउटलेट ट्यूब प्राप्त करणार्‍या जहाजाच्या तळापर्यंत वाढली पाहिजे.

पोटॅशियम परमॅंगनेटचे कण प्राप्त करणाऱ्या पात्रात प्रवेश करण्यापासून रोखण्यासाठी चाचणी ट्यूबच्या उघड्याजवळ असलेल्या कापसाच्या झुबकेची आवश्यकता असते (विघटन दरम्यान, सोडलेला ऑक्सिजन त्याच्यासह परमॅंगनेट कणांमध्ये प्रवेश करतो).

जेव्हा उपकरण एकत्र केले जाते, तेव्हा आम्ही ट्यूब गरम करणे सुरू करतो. ऑक्सिजन उत्क्रांती सुरू होते.

पोटॅशियम परमॅंगनेटच्या विघटनासाठी प्रतिक्रिया समीकरण:

2KMnO4 t° → K2MnO4 + MnO2 + O2

ऑक्सिजनची उपस्थिती कशी शोधायची? प्रिस्टलीची पद्धत वापरू. चला लाकडी टॉर्चला आग लावू, ती थोडी जळू द्या, नंतर ती विझवूया जेणेकरून ती क्वचितच धुळेल. ऑक्सिजन असलेल्या भांड्यात स्मोल्डरिंग टॉर्च ठेवूया. लुचीना चमकते!

गॅस आउटलेट पाईपचुकूनही प्राप्त करणार्‍या जहाजाच्या तळाशी खाली आणले गेले नाही. ऑक्सिजन हवेपेक्षा जड आहे आणि म्हणून रिसीव्हरच्या तळाशी गोळा करेल, त्यातून हवा बाहेर काढेल.

पाण्याच्या विस्थापनाद्वारे ऑक्सिजन देखील गोळा केला जाऊ शकतो. हे करण्यासाठी, गॅस आउटलेट ट्यूब पाण्याने भरलेल्या चाचणी ट्यूबमध्ये खाली केली पाहिजे आणि छिद्रातून खाली पाण्याने क्रिस्टलायझरमध्ये खाली केली पाहिजे. जेव्हा ऑक्सिजनचा पुरवठा केला जातो तेव्हा वायू चाचणी ट्यूबमधून पाणी विस्थापित करतो.

हायड्रोजन पेरोक्साइडचे विघटन

हायड्रोजन पेरोक्साइड- सर्वांना ज्ञात असलेला पदार्थ. फार्मसीमध्ये, ते "हायड्रोजन पेरोक्साइड" नावाने विकले जाते. हे नाव जुने आहे, "पेरोक्साइड" हा शब्द वापरणे अधिक योग्य आहे. हायड्रोजन पेरोक्साइड H2O2 चे रासायनिक सूत्र

स्टोरेज दरम्यान, हायड्रोजन पेरोक्साइड हळूहळू पाणी आणि ऑक्सिजनमध्ये विघटित होते. विघटन प्रक्रियेस गती देण्यासाठी, आपण उष्णता किंवा अर्ज करू शकता उत्प्रेरक.

उत्प्रेरक- रासायनिक अभिक्रियाचा वेग वाढवणारा पदार्थ

फ्लास्कमध्ये हायड्रोजन पेरोक्साइड घाला, द्रवमध्ये उत्प्रेरक घाला. उत्प्रेरक काळा पावडर असू शकते - मॅंगनीज ऑक्साईड MnO2.ताबडतोब, मोठ्या प्रमाणात ऑक्सिजन सोडल्यामुळे मिश्रण फेस येणे सुरू होईल. चला फ्लास्कमध्ये एक स्मोल्डरिंग टॉर्च आणूया - ती चमकदारपणे चमकते. हायड्रोजन पेरोक्साईडच्या विघटनासाठी प्रतिक्रिया समीकरण:

2H2O2 MnO2 → 2H2O + O2

कृपया लक्षात ठेवा: प्रतिक्रियेला गती देणारा उत्प्रेरक बाणाच्या वर किंवा चिन्हावर लिहिलेला आहे «=», कारण प्रतिक्रियेच्या वेळी ते सेवन केले जात नाही, परंतु केवळ त्यास गती देते.

पोटॅशियम क्लोरेटचे विघटन

पोटॅशियम क्लोरेट- पांढरा क्रिस्टलीय पदार्थ. हे फटाके आणि इतर विविध पायरोटेक्निक वस्तूंच्या उत्पादनात वापरले जाते. या पदार्थाचे एक क्षुल्लक नाव आहे - "बर्थोलेटचे मीठ". पदार्थाला हे नाव फ्रेंच रसायनशास्त्रज्ञाच्या सन्मानार्थ प्राप्त झाले ज्याने ते प्रथम संश्लेषित केले - क्लॉड लुई बर्थोलेट. पोटॅशियम क्लोरेटचे रासायनिक सूत्र KClO3 आहे.

जेव्हा उत्प्रेरक - मॅंगनीज ऑक्साईडच्या उपस्थितीत पोटॅशियम क्लोरेट गरम केले जाते MnO2, बर्थोलेटचे मीठ खालील योजनेनुसार विघटित होते:

2KClO3 t°, MnO2 → 2KCl + 3O2.

नायट्रेट्सचे विघटन

नायट्रेट्स- आयन असलेले पदार्थ NO3⎺.या वर्गाची संयुगे खनिज खते म्हणून वापरली जातात आणि पायरोटेक्निक उत्पादनांचा भाग आहेत. नायट्रेट्स- संयुगे थर्मलली अस्थिर असतात आणि गरम केल्यावर ते ऑक्सिजनच्या विमोचनाने विघटित होतात:

कृपया लक्षात घ्या की ऑक्सिजन मिळविण्याच्या सर्व विचारात घेतलेल्या पद्धती समान आहेत. सर्व प्रकरणांमध्ये, अधिक जटिल पदार्थांच्या विघटनादरम्यान ऑक्सिजन सोडला जातो.

विघटन प्रतिक्रिया

सामान्य शब्दात, विघटन प्रतिक्रिया पत्र योजनेद्वारे वर्णन केली जाऊ शकते:

AB → A + B.

विघटन प्रतिक्रिया विविध घटकांच्या प्रभावाखाली येऊ शकतात. हे गरम करणे, विद्युत प्रवाहाची क्रिया, उत्प्रेरक वापरणे असू शकते. अशा प्रतिक्रिया आहेत ज्यामध्ये पदार्थ उत्स्फूर्तपणे विघटित होतात.

उद्योगात ऑक्सिजन उत्पादन

उद्योगात ऑक्सिजन हवेपासून वेगळे करून मिळवला जातो. हवा- वायूंचे मिश्रण, ज्याचे मुख्य घटक टेबलमध्ये सादर केले आहेत.

या पद्धतीचे सार हवेच्या खोल थंड होण्यात आहे आणि त्याचे द्रवात रूपांतर होते, जे सामान्य वातावरणाच्या दाबाने सुमारे तापमानात प्राप्त केले जाऊ शकते. -192 ° से... ऑक्सिजन आणि नायट्रोजनमध्ये द्रव वेगळे करणे त्यांच्या उकळत्या बिंदूंमधील फरक वापरून चालते, म्हणजे: Tboil. O2 = -183 ° से; Tkp.N2 = -196° С(सामान्य वातावरणीय दाबावर).

वायूच्या टप्प्यात द्रवाच्या हळूहळू बाष्पीभवनासह, नायट्रोजन, ज्याचा उकळत्या बिंदू कमी आहे, सर्व प्रथम उत्तीर्ण होईल आणि, जसे ते सोडले जाईल, द्रव ऑक्सिजनसह समृद्ध होईल. या प्रक्रियेची एकाधिक पुनरावृत्ती आपल्याला आवश्यक शुद्धतेचे ऑक्सिजन आणि नायट्रोजन प्राप्त करण्यास अनुमती देते. घटक भागांमध्ये द्रव विभक्त करण्याच्या या पद्धतीला म्हणतात द्रव हवेचे सुधारणे.

• प्रयोगशाळेत, ऑक्सिजन विघटन प्रतिक्रियांद्वारे प्राप्त होतो
• विघटन प्रतिक्रिया- एक प्रतिक्रिया ज्याच्या परिणामी जटिल पदार्थांचे विघटन सोपे बनते
• ऑक्सिजन हवा विस्थापन किंवा पाण्याच्या विस्थापनाद्वारे गोळा केला जाऊ शकतो
• ऑक्सिजन शोधण्यासाठी स्मोल्डरिंग टॉर्च वापरली जाते, ती त्यामध्ये चमकदारपणे चमकते
• उत्प्रेरक- एक पदार्थ जो रासायनिक अभिक्रियाला गती देतो, परंतु त्यात वापरला जात नाही

धडा 17 मध्ये " ऑक्सिजन उत्पादन"कोर्समधून" डमीसाठी रसायनशास्त्र»प्रयोगशाळेच्या परिस्थितीत ऑक्सिजन कसा मिळतो ते शोधा; उत्प्रेरक म्हणजे काय आणि वनस्पती आपल्या ग्रहावरील ऑक्सिजनच्या उत्पादनावर कसा परिणाम करतात हे आपण शिकू.

मानव आणि इतर सजीवांसाठी सर्वात महत्वाचा हवा पदार्थ ऑक्सिजन आहे. ऑक्सिजनचा वापर उद्योगात मोठ्या प्रमाणात केला जातो, त्यामुळे तुम्हाला तो कसा मिळेल हे जाणून घेणे महत्त्वाचे आहे.

रासायनिक प्रयोगशाळेत, ऑक्सिजनचे अणू असलेले काही जटिल पदार्थ गरम करून ऑक्सिजन तयार केला जाऊ शकतो. या पदार्थांमध्ये KMnO 4 हा पदार्थ समाविष्ट आहे, जो तुमच्या होम मेडिसिन कॅबिनेटमध्ये "पोटॅशियम परमॅंगनेट" नावाने उपलब्ध आहे.

आपण वायू निर्माण करण्यासाठी सर्वात सोप्या उपकरणांशी परिचित आहात. जर तुम्ही यापैकी एका उपकरणात थोडे KMnO 4 पावडर टाकले आणि ते गरम केले तर ऑक्सिजन सोडला जाईल (चित्र 76):

हायड्रोजन पेरॉक्साइड H 2 O 2 च्या विघटनाने ऑक्सिजन देखील तयार केला जाऊ शकतो. हे करण्यासाठी, H 2 O 2 - सह चाचणी ट्यूबमध्ये अगदी कमी प्रमाणात एक विशेष पदार्थ जोडला जावा. उत्प्रेरक- आणि गॅस आउटलेट ट्यूबसह स्टॉपरसह चाचणी ट्यूब बंद करा (चित्र 77).

या प्रतिक्रियेसाठी, उत्प्रेरक हा एक पदार्थ आहे ज्याचे सूत्र MnO 2 आहे. या प्रकरणात, खालील रासायनिक प्रतिक्रिया उद्भवते:

लक्षात घ्या की समीकरणाच्या डाव्या किंवा उजव्या बाजूला कोणतेही उत्प्रेरक सूत्र नाही. त्याचे सूत्र सामान्यतः समान चिन्हावर प्रतिक्रिया समीकरणात लिहिलेले असते. उत्प्रेरक कशासाठी जोडला जातो? खोलीच्या परिस्थितीत H 2 O 2 चे विघटन खूप मंद आहे. म्हणून, ऑक्सिजनची प्रशंसनीय मात्रा मिळविण्यासाठी बराच वेळ लागतो. तथापि, उत्प्रेरक जोडून ही प्रतिक्रिया नाटकीयरित्या वेगवान केली जाऊ शकते.

उत्प्रेरकहा एक पदार्थ आहे जो रासायनिक अभिक्रियाला गती देतो, परंतु त्यात वापरला जात नाही.

तंतोतंत कारण उत्प्रेरक अभिक्रियामध्ये वापरला जात नाही, आम्ही त्याचे सूत्र प्रतिक्रिया समीकरणाच्या कोणत्याही भागात लिहित नाही.

ऑक्सिजन मिळवण्याचा आणखी एक मार्ग म्हणजे सतत विद्युत प्रवाहाच्या प्रभावाखाली पाण्याचे विघटन. या प्रक्रियेला म्हणतात इलेक्ट्रोलिसिसपाणी. आकृती 78 मध्ये योजनाबद्धपणे दर्शविलेल्या उपकरणामध्ये ऑक्सिजन मिळू शकतो.

या प्रकरणात, खालील रासायनिक प्रतिक्रिया उद्भवते:

निसर्गात ऑक्सिजन

वातावरणात मोठ्या प्रमाणात वायू ऑक्सिजन आढळतो, जो समुद्र आणि महासागरांच्या पाण्यात विरघळतो. सर्व सजीवांना श्वास घेण्यासाठी ऑक्सिजन आवश्यक आहे. ऑक्सिजनशिवाय, विविध प्रकारचे इंधन जाळून ऊर्जा मिळवणे अशक्य आहे. या गरजा दरवर्षी सुमारे 2% वातावरणातील ऑक्सिजन वापरतात.

पृथ्वीवर ऑक्सिजन कोठून येतो आणि इतका वापर करूनही त्याचे प्रमाण अंदाजे स्थिर का राहते? आपल्या ग्रहावर ऑक्सिजनचा एकमेव स्त्रोत म्हणजे हिरव्या वनस्पती, जे प्रकाशसंश्लेषणाच्या वेळी सूर्यप्रकाशाच्या प्रभावाखाली तयार करतात. ही एक अतिशय गुंतागुंतीची प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये अनेक टप्पे आहेत. वनस्पतींच्या हिरव्या भागांमध्ये प्रकाशसंश्लेषणाच्या परिणामी, कार्बन डायऑक्साइड आणि पाणी ग्लुकोज C 6 H 12 O 6 आणि ऑक्सिजनमध्ये रूपांतरित होते. एकूण
प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रियेत होणाऱ्या प्रतिक्रियांचे समीकरण खालीलप्रमाणे मांडले जाऊ शकते:

असे आढळून आले की हिरव्या वनस्पतींद्वारे उत्पादित केलेल्या ऑक्सिजनपैकी सुमारे एक दशांश (11%) स्थलीय वनस्पती पुरवतात आणि उर्वरित नऊ दशांश (89%) जलीय वनस्पती पुरवतात.

हवेतून ऑक्सिजन आणि नायट्रोजन मिळवणे

वातावरणातील ऑक्सिजनचा प्रचंड साठा विविध उद्योगांमध्ये मिळवणे आणि वापरणे शक्य करते. औद्योगिक परिस्थितीत, ऑक्सिजन, नायट्रोजन आणि काही इतर वायू (आर्गॉन, निऑन) हवेतून मिळतात.

हे करण्यासाठी, हवेचे प्रथम द्रव (चित्र 79) मध्ये रूपांतर कमी तापमानात थंड करून केले जाते, ज्यावर त्याचे सर्व घटक एकत्रीकरणाच्या द्रव अवस्थेत जातात.

मग हे द्रव हळूहळू गरम केले जाते, परिणामी, वेगवेगळ्या तापमानांवर, हवेमध्ये असलेल्या पदार्थांचे अनुक्रमिक उकळणे (म्हणजेच वायू स्थितीत संक्रमण) होते. वेगवेगळ्या तापमानांवर उकळणारे वायू गोळा करून, नायट्रोजन, ऑक्सिजन आणि इतर पदार्थ स्वतंत्रपणे मिळतात.

धड्याचा सारांश:

1. प्रयोगशाळेच्या परिस्थितीत, ऑक्सिजन काही जटिल पदार्थांच्या विघटनाने प्राप्त होतो, ज्यामध्ये ऑक्सिजन अणूंचा समावेश होतो.
2. उत्प्रेरक हा एक पदार्थ आहे जो रासायनिक अभिक्रियाच्या प्रक्रियेस गती देतो, परंतु या प्रकरणात वापरला जात नाही.
3. आपल्या ग्रहावरील ऑक्सिजनचा स्त्रोत हिरव्या वनस्पती आहेत, ज्यामध्ये प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रिया होते.
4. उद्योगात ऑक्सिजन हवेतून मिळतो.

आशेने धडा 17 " ऑक्सिजन उत्पादन"समजण्याजोगे आणि माहितीपूर्ण होते. आपल्याकडे काही प्रश्न असल्यास, त्यांना टिप्पण्यांमध्ये लिहा.