Презентация на тему Роль кислорода в природе и его применение

с атомным номером 8, атомная масса 15,9994. В периодической

системе элементов Менделеева кислород расположен во втором периоде в группе VIA.
Природный кислород состоит из смеси трех стабильных нуклидов с массовыми числами 16 (доминирует в смеси, его в ней 99,759 % по массе), 17 (0,037%) и 18 (0,204%).
В свободном виде кислород -- газ без цвета, запаха и вкуса.
Особенности строения молекулы О2: атмосферный кислород состоит из двухатомных молекул. Энергия диссоциации молекулы О2 на атомы довольно высока и составляет 493,57 кДж/моль.

после фтора, поэтому он проявляет сильные окислительные свойства.
С

большинством металлов он реагирует уже при комнатной температуре, образуя основные оксиды.
С неметаллами (за исключением гелия, неона, аргона) кислород реагирует, как правило, при нагревании. Так, с фосфором он реагирует при температуре ~ 60 °С, образуя Р2О5, с серой - при температуре около 250 °С:
 S + О2 = SO2.
 С графитом кислород реагирует при 700 °С 
С + О2 = СО2. 
Взаимодействие кислорода с азотом начинается лишь при 1200°С или в электрическом разряде
 N2 + О2 ?2NО - Q. 

Кислород реагирует и со многими сложными соединениями, например с оксидом азота (II) он реагирует уже при комнатной температуре:
  2NО + О2 = 2NО2. 

2Н2S + О2 = 2S + 2Н2О
или оксид

серы (IV)
2Н2S + ЗО2 = 2SО2 + 2Н2О
в зависимости от соотношения между кислородом и сероводорододом.

В приведенных реакциях кислород является окислителем.В большинстве реакций окисления с участием кислорода выделяется тепло и свет - такие процессы называются горением.
Еще более сильным окислителем, чем кислород О2, является озон О3. Он образуется в атмосфере при грозовых разрядах, объясняется специфический запах свежести после грозы. Обычно озон получают пропусканием разряда через кислород (реакция эндотермическая и сильно обратимая; выход озона около 5%):
ЗО2 <=>2О3 - 284 кДж.
При взаимодействии озона с раствором иодида калия выделяется йод, тогда как с кислородом эта реакция не идет:
2КI + О3 + Н2О = I2 + 2КОН + О2.
Реакция часто используется как качественная для обнаружения ионов I- или озона. Для этого в раствор добавляют крахмал, который дает характерный синий комплекс с выделившимся иодом. Реакция качественная еще и потому, что озон не окисляет ионы Сl- и Br-.

(азот, обладающий более низкой температурой кипения, испаряется, а жидкий

кислород остается);
электролизом воды. Ежегодно во всем мире получают свыше 80 млн. т кислорода.
В лабораторных условиях кислород получают разложением ряда солей, оксидов и пероксидов:

 2КМnО4 -> К2MnО4 + МnО2 + О2↑,
  4К2Сr2О7 -> 4К2CrO4 + 2Сr2О3 + 3O2↑, 
  2КNО3 -> 2КNО2 + О2↑,
  2Pb3О4 -> 6PbО + О2↑,
  2НgО -> 2Нg + О2 ↑,
 2ВаО -> 2ВаО + О2↑,
  2Н2O2 -> 2Н2О + О2↑.
Особенно легко кислород выделяется в результате последней реакции, поскольку в пероксиде водорода Н2О2 не двойная, а одинарная связь между атомами кислорода -О-О-.

металлургии. Кислородное (а не воздушное) дутье в домнах позволяет

существенно повышать скорость доменного процесса, экономить кокс и получать чугун лучшего качества. Кислородное дутье применяют в кислородных конвертерах при переделе чугуна в сталь. Чистый кислород или воздух, обогащенный кислородом, используется при получении и многих других металлов (меди, никеля, свинца и др.).

Кислород используют при резке и сварке металлов.
находиться под давлением до 15 МПа.
Баллоны с кислородом окрашены в голубой цвет.

Жидкий кислород -- мощный окислитель, его используют как компонент ракетного топлива. Пропитанные жидким кислородом такие легко окисляющиеся материалы, как древесные опилки, вата, угольный порошок и др. (эти смеси называют оксиликвитами), используют как взрывчатые вещества, применяемые, например, при прокладке дорог в горах.

результате деятельности первичных фотосинтезирующих организмов, появившихся, вероятно, около 2,8

млрд. лет назад. Наличие в атмосфере кислорода в значительной степени определило характер биологической эволюции.
Аэробный (с участием О2) обмен веществ возник позже анаэробного (без участия О2), но именно реакции биологического окисления, более эффективные, чем древние энергетические процессы брожения и гликолиза, снабжают живые организмы большей частью необходимой им энергии. Исключение составляют облигатные анаэробы, например, некоторые паразиты, для которых кислород является ядом. Использование кислорода, обладающего высоким окислительно-восстановительным потенциалом, в качестве конечного акцептора электронов в цепи дыхательных ферментов, привело к возникновению биохимического механизма дыхания современного типа. Этот механизм и обеспечивает энергией аэробные организмы.
Кислород -- основной биогенный элемент, входящий в состав молекул всех важнейших веществ, обеспечивающих структуру и функции клеток -- белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, а также множества низкомолекулярных соединений.

чем любого другого элемента (в среднем около 70%). Мышечная

ткань человека содержит 16% кислорода, костная ткань -- 28.5%; всего в организме среднего человека (масса тела 70 кг) содержится 43 кг кислорода.
В организм животных и человека кислород поступает в основном через органы дыхания (свободный кислород) и с водой (связанный кислород). Потребность организма в кислороде определяется уровнем (интенсивностью) обмена веществ, который зависит от массы и поверхности тела, возраста, пола, характера питания, внешних условий и др.
В экологии как важную энергетическую характеристику определяют отношение суммарного дыхания (то есть суммарных окислительных процессов) сообщества организмов к его суммарной биомассе.
Небольшие количества кислорода используют в медицине: кислородом (из так называемых кислородных подушек) дают некоторое время дышать больным, у которых затруднено дыхание. Нужно, однако, иметь в виду, что длительное вдыхание воздуха, обогащенного кислородом, опасно для здоровья человека. Высокие концентрации кислорода вызывают в тканях образование свободных радикалов, нарушающих структуру и функции биополимеров. Сходным действием на организм обладают и ионизирующие излучения. Поэтому понижение содержания кислорода (гипоксия) в тканях и клетках при облучении организма ионизирующей радиацией обладает защитным действием -- так называемый кислородный эффект.

распространенный элемент твердой земной коры, гидросферы, живых организмов. Его

кларк в литосфере - 47 %, еще выше кларк в гидросфере - 82 % и живом веществе - 70 %. Известно свыше 1400 кислородосодержащих минералов, в которых его спутниками являются десятки элементов периодической системы. Кислород - циклический элемент классификации В. И. Вернадского, он участвует в многочисленных круговоротах различных масштабов - от небольших, в пределах конкретного ландшафта, до грандиозных, связывающих биосферу с очагами магматизма.
На долю кислорода приходится приблизительно половина всей массы земной коры, 89 % массы мирового океана. В атмосфере кислород составляет 23 % массы и 21 % объема

разлагают воду и выделяют свободный кислород (О2) в атмосферу.

Как отмечал Вернадский, свободный кислород - самый могущественный деятель из всех известных химических тел земной коры. Поэтому в большинстве систем биосферы, например в почвах, грунтовых, речных и морских водах, кислород выступает настоящим геохимическим диктатором, определяет геохимическое своеобразие системы, развитие в ней окислительных реакций. За миллиарды лет геологической истории растения сделали атмосферу нашей планеты кислородной, воздух, которым мы дышим, сделан жизнью
Количество реакций окисления, расходующих свободный кислород, огромно. В биосфере они в основном имеют биохимическую природу, т. е. Осуществляются бактериями, хотя известно чисто химическое окисление. В почвах, илах, реках, морях и океанах, горизонтах подземных вод - везде, где имеются органические вещества и вода, развивается деятельность микроорганизмов, окисляющих органические соединения.

сильный окислитель, существуют органические соединения - сильные восстановители. Поэтому

все геохимические системы со свободным кислородом неравновесны и богаты свободной энергией. Неравновесность выражена тем резче, чем больше в системе живого вещества. Везде в биосфере, где воды, не содержащие свободный кислород (с восстановительной средой), встречают этот газ, возникает кислородный геохимический барьер, на котором концентрируются Fe, Mn, S и другие элементы с образованием руд этих элементов. Ранее господствовало заблуждение, что по мере углубления в толщу земной коры среда становится более восстановительной, однако это не полностью отвечает действительности. На земной поверхности, в ландшафте, может наблюдаться как резко окислительные, так и резко восстановительные условия. Окислительно-восстановительная зональность наблюдается в озерах - в верхней зоне развивается фотосинтез и наблюдается насыщение и перенасыщение кислородом. Но в глубоких частях озера, в илах происходит только разложение органических веществ. Ниже биосферы, в зоне метаморфизма, степень восстановленности среды часто уменьшается, как и в магматических очагах. Наиболее восстановительные условия в биосфере возникают на участках энергичного разложения органических веществ, а не на максимальных глубинах. Такие участки характерны и для земной поверхности, и для водоносных горизонтов.

В морской воде содержится 85,82% кислорода, в атмосферном воздухе

23,15% по весу или 20,93% по объему, а в земной коре 47,2% по весу. Такая концентрация кислорода в атмосфере поддерживается постоянной благодаря процессу фотосинтеза. В этом процессе зеленые растения под действием солнечного света превращают диоксид углерода и воду в углеводы и кислород. Главная масса кислорода находится в связанном состоянии; количество молекулярного кислорода в атмосфере оценивается в 1,5* 1015 m, что составляет всего лишь 0,01% от общего содержания кислорода в земной коре. В жизни природы кислород имеет исключительное значение. Кислород и его соединения незаменимы для поддержания жизни.