Хүчилтөрөгчийн гэж юу вэ? хүчилтөрөгчийн нэгдэл

Хүчилтөрөгч (O) - үелэх бүлэг 16 (VIA) бус металл, химийн элемент. Энэ нь амьд организмыг шаардлагатай бол, өнгөгүй, үнэргүй, үнэргүй хий юм - болгон хөрвүүлэхэд амьтдыг нүүрстөрөгчийн давхар исэл, болон ургамал CO ₂ ашиглах нь нүүрстөрөгчийн эх үүсвэр, мөн O ₂ агаар мандалд буцаж байна. Хүчилтөрөгч нь бараг ямар ч бусад элементтэй урвалд нь нэгдэл бүрдүүлж, бие биетэйгээ харилцах, химийн элементүүдийг гарган. Ихэнх тохиолдолд эдгээр үйл явц нь дулаан болон гэрлийн хувилбар дагалдаж байна. Хүчилтөрөгчийн хамгийн чухал бодис нь ус юм.

нээлт түүх

1772 онд Шведийн химич Карл Шееле Wilhelm анх халаалтын нитрат үүнийг хүлээн ийм хүчилтөрөгч болохыг харуулсан калийн исэл, мөнгөн ус, мөн түүнчлэн бусад олон бодис. , Шееле хэвлэн нийтлэх гурван жилийн өмнө бие даан 1774 онд түүний тухай, англи химич Dzhozef Pristli мөнгөн исэл дулааны задрал химийн элемент илрүүлсэн бөгөөд мөн онд түүний үр дүнг нийтэлсэн байна. жилийн хугацаанд 1775-1780 онд Францын химич Antuan Lavuaze хүчилтөрөгч үүрэг phlogiston онол, нийтлэг цагт хүлээн учиргүй зүйлсээс зайлсхийж, амьсгал болон шатаах тайлбарлана. Энэ нь төрөл бүрийн бодис, гэж нэрлэдэг oxygène элемент, Грек арга онд "хүчил бий" хосолсон үед хүчлийг үүсгэнэ түүний чиг хандлага нь тэмдэглэж байна.

тархалт

хүчилтөрөгчийн гэж юу вэ? царцдасын жингийн 46% -ийг эзэлж, энэ нь хамгийн түгээмэл элемент юм. агаар мандал дахь хүчилтөрөгчийн хэмжээ хэмжээ болон далайн түүний 89% нь жингийн 21% байна.

чулуулаг элемент буюу хүчиллэг (жишээ нь, хүхэр, нүүрстөрөгчийн, хөнгөн цагаан болон фосфор) байдаг исэл үндсэн (кальци, магни, төмөр,) гэх мэт метал болон төрийн бус металлын хослуулан онд болон давс гэх мэт бодисууд хүчлээс үүссэн гэж үзэж болно гэж болон сульфат, карбонат, силикат, фосфат, aluminates зэрэг үндсэн ислүүд. Тэд олон байдаг боловч эдгээр боловч хатуу металл элемент нь бондын эрэгч нь хэтэрхий эрчим хүчний хэрэглээг атом шиг, хүчилтөрөгчийн эх үүсвэр болж чадахгүй.

онцлог

Хатуу - -183 ° С-аас доош хүчилтөрөгчийн температур, энэ нь цайвар цэнхэр шингэн -218 ° С-т болж, бол. Цэвэр O ₂ агаараас 1.1 дахин хүнд юм.

амьтан амьсгалж, зарим нян нарны байлцуулан ногоон ургамлын фотосинтезийн-д, харин агаар мандлаас хүчилтөрөгч болон дахин боловсруулсан нүүрстөрөгчийн давхар исэл хэрэглэх явцад нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингээх, чөлөөт хүчилтөрөгч суллана. Бараг агаар мандал дахь бүх O ₂ фотосинтез гаргасан байна.

далайн онд - бага зэрэг бага, цэвэр усны 100 хэсэгт ууссан хүчилтөрөгчийн хэмжээгээр 3 хэсэгт нь 20 ° С-д. Энэ нь загас болон бусад далайн амьдралын амьсгалын шаардлагатай байна.

Байгалийн хүчилтөрөгчийн гурван тогтвортой изотоп ¹⁶ O (99,759%), ^{17-O (0,037%), 18} O (0,204%) хольц юм. Хэд хэдэн зохиомлоор үйлдвэрлэсэн цацраг идэвхт изотоп байдаг. Тэдний ихэнх нь урт амьдарч байгаа ^15-O (хагас задралын хугацаа 124) хөхтөн амьтдын амьсгалын суралцаж ашиглаж байгаа юм.

allotrope

ямар хүчилтөрөгч нь тодорхой санаа, түүний хоёр allotropic хэлбэрийг diatomic (O _2), triatomic (O _3, озоны) олж авах боломжийг олгодог. Үл хөдлөх хөрөнгө diatomic хэлбэр нь зургаан электрон атом холбох, хоёр хүчилтөрөгчийн paramagnetism учруулж, unpaired хэвээр болохыг харуулж байна. Гурван атомын озоны молекул нь нэг шулуун дээр байрлаж байна.

3O ₂ → 2O _3: Озоны тэгшитгэлийн дагуу үйлдвэрлэсэн _болно.

үйл явц (эрчим хүч шаарддаг) endothermic байх; diatomic хүчилтөрөгч болгон озоны ар хувиргах шилжилтийн металл эсвэл тэдний исэл дэргэд хувь нэмэр оруулдаг. Цэвэр хүчилтөрөгчийн цахилгаан гэрэл урсацын үйлчлэлээр озон болон хувирах юм. урвалыг мөн 250 орчим нм-ийн долгионы уртад нь хэт ягаан туяаны гэрлийн шингээлт дээр явагддаг. дээд агаар мандалд энэ үйл явцын илрэл нь дэлхийн гадаргуу дээр амьдралд хортой байх болно цацраг арилгадаг. озоны Хурц үнэр зэрэг үүсгүүр зэрэг асаан цахилгаан тоног төхөөрөмж нь одоогийн дотор байна. Энэ нь хийн цэнхэр юм. агаараас илүү 1.658 үед түүний нягт, агаар мандлын даралт -112 ° С-ийн буцлах цэг байна.

Озоны - хөрвүүлэх чадвартай хүчтэй исэлдүүлэгч хүхрийн давхар исэл, (түүний үнэлгээ хангах шинжилгээний арга) гуравч исэл, сульфат нь сульфид, иодид, иод зэрэг зэрэг альдегид болон хүчил зэрэг олон хүчилтөрөгчийн агуулсан органик нэгдэл үүсмэл. Эдгээр хүчил, альдегид нь автомашины яндангийн хийг нь озон нь нүүрсустөрөгчийн хувиргах утаа нь шалтгаан болж байна. салбар дахь озоны бохир ус цэвэрлэх, ус цэвэршүүлэх болон даавуун цайруулах нь химийн урвалжийг, ариутгалын бодис болгон ашиглаж байна.

бэлтгэх арга

хүчилтөрөгч үйлдвэрлэх үйл явц нь хэд хий авах шаардлагатай байна хамаарна. дараах Лабораторийн арга:

1. калийн хлорат, эсвэл калийн нитрат зэрэг зарим давсны Дулааны задрал:

• 2KClO ₃ → 2KCl + 3O _2.
• 2KNO ₃ 2KNO ₂ + O _{2 →.}

Калийн хлорат задрал шилжилтийн металл исэл катализийн. Энэ нь ихэвчлэн ашигладаг манганы давхар исэл (pyrolusite, MnO _2). хурдасгагч 400-аас 250 ° С хүртэл хүчилтөрөгчийн хувьслын шаардлагатай температур, бууруулж

температурын арга хэмжээ дор металл исэл 2. доройтол:

• 2HgO → 2Hg + O _2.
• 2Ag ₂ O → 4Ag + O _2.

Энэ химийн элементийн Шееле болон Престлей нэгдэл (исэл), хүчилтөрөгч болон мөнгөн ус (II) хэрэглэсэн байна.

3. металл хэт исэл, эсвэл устөрөгчийн хэт исэл дулааны задрал:

• 2BaO + O ₂ → 2BaO _2.
• ₂ 2BaO → 2BaO + O _2.
• BaO ₂ + H ₂ SO ₄ → H ₂ O ₂ + BaSO _4.
• 2H ₂ O ₂ → 2H ₂ O + O _2.

агаар мандал, эсвэл устөрөгчийн хэт исэл үйлдвэрлэх хүчилтөрөгч тусгаарлах анхны аж үйлдвэрийн арга барийн хэт исэл нь исэл үүсэх хамаарна.

4. Ус электролиз давс, эсвэл цахилгаан гүйдлийн дамжуулалт өгч хүчлийн жижиг хольц нь:

2H ₂ O → 2H ₂ + O ₂

аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэл

Хэрэв шаардлагатай бол олж авахын тулд хүчилтөрөгч их хэмжээний шингэн агаар бутархай рчилж ашиглаж байна. Агаар гол бүрэлдэхүүн хэсэг нь энэ нь азот, бага дэгдэмхий аргон харьцуулахад тул хамгийн өндөр буцлах цэг байдаг бөгөөд. үйл явц нь түүний тэлэлтийн үед хөргөлтийн хий ашигладаг. үйл ажиллагааны үндсэн үе шатууд дараах байдлаар:

• агаарын хатуу хэсгүүдийг арилгана шүүж байна;
• чийг, нүүрстөрөгчийн давхар исэл, шүлтийн дотор шингээх зайлуулж байх;
• Агаарын шахсан ба шахах дулааны хөргөх ердийн журмаар устгаж байна;
• дараа нь энэ нь камерт байрлах ороомогтой төгөлдөр,
• шахсан хий танхим тэлж нь (ойролцоогоор 200 ATM нь даралт) хэсэг, ороомог хөргөх;
• компрессор хийн ашиг өргөжүүлж, -196 ° С-т, агаарын шингэн болж, тэгснээр, шахалт болон дараагийн тэлэлт нь хэд хэдэн үе шатыг дамждаг;
• халсан шингэн нэрэх анхны гэрэл идэвхгүй хий, дараа нь азот, шингэн хүчилтөрөгч хэвээр байна. Олон бүлэглэх ихэнх аж үйлдвэрийн хэрэглээнд зориулсан бүтээгдэхүүн хангалттай цэвэр (99.5%) гаргадаг.

салбарт ашиглах

маш хурдан нүүрстөрөгчийн давхар исэл болон бусад хольц nonmetals арилгах, агаар нь илүү хялбар авах: Металлурги өндөр нүүрстөрөгчийн ган үйлдвэрлэх нь цэвэр хүчилтөрөгч хамгийн том хэрэглэгч юм.

Химийн бусад үйл ажиллагаанд илүү шингэн орчинд хаяж илүү үр дүнтэй эмчилгээ Бохир ус хүчилтөрөгчийн амлалт. Энэ нь цэвэр O ₂ ашиглан хаалттай хог хаягдал шатаах системд улам бүр чухал ач холбогдолтой болж _байна.

гэж нэрлэгддэг пуужингийн исэлдүүлэгч шингэн хүчилтөрөгч юм. Цэвэр O ₂ Энэ шумбагч болон шумбах хонх хэрэглэж байна.

химийн аж үйлдвэрт, хүчилтөрөгчийн ийм ацетилентэй, этилен исэл болон метанол зэрэг бодисыг үйлдвэрлэхэд жирийн агаар сольсон. Эрүүл мэндийн програмууд танхим inhalers, хүүхэд инкубатор дахь хүчилтөрөгчийн хийг ашиглах зэрэг орно. хүчилтөрөгчтэй баяжуулсан мэдээгүйжүүлэх хийн ерөнхий мэдээгүйжүүлэг үед амьдрал дэмжлэгийг хангадаг. Энэ нь химийн элемент бол зуух ашиглах салбарт хэд хэдэн байх боломжтой болж байна. Энэ нь ямар хүчилтөрөгчийн юм.

химийн шинж чанар ба урвал

электрон хавсаргасан болон хүчилтөрөгч electronegativity их утга металл шинж чанарыг үзүүлэх нийтлэг бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Бүх нэгдлүүд сөрөг хүчилтөрөгчийн исэлдэлт нь төр байна. Хоёр электрон orbitals дүүрэн байхад минь ^2- ион бий болсон юм. хэт исэл (O ₂ ^2-) атом бүрийн -1 нь цэнэг байдаг гэж үздэг. нийт буюу хэсэгчлэн дамжуулах хамт электрон хүлээн Энэ үл хөдлөх хөрөнгийн болон исэлдүүлэгч бодис тодорхойлдог. агент бодис, электрон хандивлагч урвалд орох үед өөрийн исэлдэлт төрийн буурна. тэгээс хүчилтөрөгчийн исэлдэлтийн төлөвт өөрчлөлт (бууралт) -2 сэргээх гэж нэрлэдэг.

Хэвийн нөхцөлд элемент нь dihydric болон trihydric нэгдэл үүсгэдэг. Үүнээс гадна, маш тогтворгүй молекулууд chetyrehatomnye байдаг. diatomic хэлбэрээр хоёр unpaired электронууд nonbonding orbitals дээр байрладаг. Энэ нь хийн paramagnetic зан баталсан байна.

Хүчтэй урвалд орох гурван атомуудын нэг нь "атомын" төлөвт байна гэж озоны таамаглал тайлбарласан заримдаа байна. Энэ атомын урвалд молекулын хүчилтөрөгч _орхиж, O _3-аас салгагдсан байна.

сул реактив хэвийн температур ба орчны даралт O ₂ молекул. атомын хүчилтөрөгчийн илүү идэвхтэй байна. диссоциацийн эрчим хүч (O ₂ → 2O) чухал, 117.2 ккал моль юм.

холболтууд

устөрөгч, нүүрстөрөгч, хүхэр, хүчилтөрөгч гэх мэт C зэрэг nonmetals, хүхрийн давхар исэл (SO ₂₎ ус nonmetal исэл (H ₂ O), болон нүүрстөрөгчийн давхар исэл (CO _2), түүний дотор covalently үүрэг нэгдэл нь том хүрээг _{бүрдүүлж,} Ийм спирт, альдегид болон carboxylic хүчил зэрэг органик нэгдлүүд, Ийм нүүрс _{(H2 CO3),} хүхрийн хүчил (H ₂ SO _4), азотын (HNO ₃₎ зэрэг нийтлэг _{хүчлүүд;} болон натрийн сульфат зэрэг холбогдох давс (Na ₂ SO _4), натрийн карбонат (Na ₂ CO _3), натрийн нитрат (Нано _3). Хүчилтөрөгч нь ийм нийлмэл (исэл), хүчилтөрөгч, кальци Цао зэрэг хатуу металл исэл, болор бүтцэд O ^2- ионы хэлбэрээр байх юм. Металл супероксид (К.О ₂₎ агуулсан ион O ₂ ^- байхдаа металл хэт исэл (BaO ₂₎ ионы O ₂ ^2- агуулсан ^{байдаг.} хүчилтөрөгчийн нэгдэл нь ерөнхийдөө -2 исэлдлийн байдал байдаг.

гол шинж чанар

Эцэст нь бид хүчилтөрөгчийн гол шинж жагсаана:

• Электрон тохиргоо: 1-үүдийг 2s ^{2 2} 2P ^4.
• Атомын дугаар: 8.
• Атомын масс: 15,9994.
• Буцлах цэг: -183,0 ° С
• Хайлах цэг: -218,4 ° С
• Нягт (хүчилтөрөгчийн даралт 0 ° С-т 1 атм бол): 1.429 г / л.
• (Фтор бүхий нэгдлүүд нь) -1, -2, +2 исэлдлийн байдал.