кисень

кисень

Рідкий кисень

кисень O2. Кисень є найпоширенішим елементом на землі і становить 46% по масі всіх існуючих хімічних елементів. Друге місце займає кремній (24%), потім залізо, кальцій і інші. Кисень кольору і запаху не має. Рідкий кисень являє собою рідину блакитного кольору (температура скраплення -183 ° С). Рідкий кисень замерзає при температурі -219 ° С.

Газ кисень трохи важчий за повітря. При електричних розрядах утворює молекулу озону O3 - газ блакитного кольору. Особливо велика кількість цього озону утворюється під час грози. Ви, напевно, відчували приємний свіжий запах, виходячи на вулицю, після сильної зливи з грозою. Це озон. Сам по собі в невеликих кількостях він не отруйний, навіть корисний для дихання. Але концентрований озон досить шкідливий.

Розглянемо деякі хімічні властивості кисню. Як хімічний елемент, кисень - сильний окислювач. Суміш 2-х обсягів водню і одного об'єму кисню є так званий «гримучий газ». Суміш цих газів особливо вибухонебезпечна при підвищеній температурі. Кисень також сам по собі вибухонебезпечний: на повітрі при високій температурі він вибухає з утворенням парів води. Як хімічний елемент кисень легко окисляє метали. З деякими з них взаємодіє прямо при кімнатній температурі (в основному це лужні метали). деякі чисті метали утворюють щільну захисну оксидну плівку на своїй на поверхні (алюміній, мідь), завдяки якій вони не руйнуються. До таких металів ще можна віднести магній, цинк, особливо золото і платина, які стійкі навіть до дії сильних кислот ( сірчаної кислоти , азотної кислоти , соляної кислоти , хлорної кислоти HClO4). Якщо внесенні в судину, де міститься газ кисень, нагрітий метал, то останній швидко і яскраво спалахує, утворюючи оксид. Газ кисень при нагріванні вступає в реакцію з неметалами, окислюючи їх до оксидів. Часто реакції з киснем супроводжується виділенням великої кількості теплоти і світлової енергії. Типовий приклад - реакція горіння. Наприклад, всі органічні сполуки (крім побічних продуктів реакції: сполук сірки S, хлору Cl2, азоту N) згоряють з утворенням вуглекислого газу CO2 і води H2O.

вуглець

чистий вуглець Кристал - алмазу

елемент вуглець C: Самая найпростіша і знайома нам форма вуглецю - це графіт,-чорний, з металевим блиском, досить крихкий. З графіту може бути отриманий штучний алмаз. Алмаз є одним з найбільш твердих і тугоплавких (t пл.> 4000 ° С) речовин. У той же час алмаз крихкий: його досить легко розколоти на частини. Для цього ювеліри користуються ножем, по якому вдаряють молотком. Мало хто знає, що ця форма вуглецю - алмаз має дуже високу теплопровідність - проводить тепло краще, ніж багато чисті метали (В 4 рази краще, ніж мідь). У той же час алмаз не проводить електричний струм. Часто алмаз має той чи інший відтінок. Відомі алмази оранжевого, блакитного, рожевого, жовтого, коричневого, молочно-білого, синього, зеленого, сірого і навіть чорного кольору. Забарвлення алмазу пов'язана як з дефектами в їх кристалічній структурі, так і з заміщенням частини атомів вуглецю на атоми бору, азоту і навіть алюмінію. Сіра і чорна забарвлення алмазів обумовлена ​​включеннями графіту.

Графіт - найбільш стійка при кімнатній температурі аллотропная модифікація вуглецю. Теоретично всі алмази повинні були вже давно перетворитися на графіт, але з помітною швидкістю така реакція йде лише починаючи з температури близько 1000 ° С, а при 2000 ° С вона відбувається майже миттєво. Однак з практичної точки зору набагато більший інтерес представляє зворотний процес - перетворення графіту в алмаз. Це стає можливим при температурі близько 3000 ° С і тиску 3 • 106 атм. На жаль, алмази, які вдається отримати з графіту, звичайно дуже дрібні і невисокої якості. Вони можуть бути використані лише для технічних цілей.

Необроблений алмаз. У такому вигляді його знаходять в природі Гранований алмаз - діамант

У природі алмази виростають в кімберлітових трубках у вигляді включень, лійкоподібної форми розломах земної кори, заповнених породою кимберлитом. При руйнуванні (вивітрюванні) трубок алмази переходять в розсипи. Алмаз зустрічається в природі у вигляді безформної прозорої маси. Алмаз-це чистий вуглець - інша форма вуглецю з відмінним структурною будовою від графіту, дуже твердий (твердість алмазу прийнята в технічній літературі за одиницю).

Ми звикли бачити, що при нагріванні тіла з твердого стану переходить до ліквідність. Але для хімічного елемента вуглецю ця версія є хибною. Якщо нагріти елемент вуглець до 3500 ° С, то ми побачимо, що він, минаючи рідку фазу, переходить в газоподібний стан (переганяється).

Вуглець має властивість вбирати як губка різні барвники і запахи. Наприклад, якщо в чорнильний розчин покласти шматочок вугілля, то ми можемо незабаром помітити достатню різницю між кольором початкового розчину і розчину, де знаходився шматочок вугілля. Відомо, що у такий спосіб користуються для нейтралізації різних отрут в організмі. В аптеках можна знайти вуглець у вигляді таблеток під назвою '' активоване вугілля '' - звичайнісінький вуглець, тільки очищений і придатний для прийняття організмом.

Величезна кількість елемента вуглецю знайдено в космосі, на великих астероїдах, в підставах планет, в складі комет. Ізотопи вуглецю є результатом термоядерного синтезу і розпаду інших хімічних елементів.

Розглянемо деякі хімічні властивості вуглецю

Хімічний елемент вуглець відмінний відновник. При високій температурі, з його допомогою синтезують велику кількість органічних сполук (їх набагато більше, ніж неорганічних). У промисловості за допомогою вуглецю отримують деякі чисті метали , Відновлюючи їх з їх оксидів. Явним прикладом може служити відновлення чистого заліза з його оксиду в середовищі вуглецю при нагріванні. Залежно від того, скільки кисню подається на окислення вуглецю (спалювання вуглецю), утворюються різні оксиди вуглецю.

При спалюванні вуглецю в атмосфері, слабо збагаченої киснем, утворюється чадний газ (кольору і запаху не має), але має задушливу здатність. Чадний газ - CO - має велику хімічну активність. При попаданні в організм людини може викликати запаморочення, тому що забирає з крові кисень, перетворюючись на вуглекислий газ CO2. З цієї ж причини (взаємодії з киснем і утворення вуглекислого газу) розпалювати багаття в закритому просторі не рекомендується. Навіть звичайний всім знайомий вуглекислий газ CO2 при концентрації в 10% викликає хворобливі відчуття і задуха. При дії сонячного світла оксид вуглецю CO може прореагувати з хлором, утворивши при цьому дуже отруйний газ фосген COCl2. При електричному розряді між графітовими електродами в атмосфері азоту утворюється дуже отруйний газ ціан CN. Всі органічні сполуки мають в своєму складі хімічний елемент вуглець. Саме за цим принципом і дають їм визначення.