Плотность кислорода

Плотность кислорода и другие его физические свойства

Кислород растворяется в воде, хотя и в небольших количествах: 100 объемов воды при 0^oC растворяют 4,9, а при 20^oC – 3,1 объема кислорода. Важнейшие константы кислорода представлены в таблице ниже:

Таблица 1. Физические свойства и плотность кислорода.

Кислород образует двухатомные молекулы, характеризующиеся высокой прочностью: стандартная энтальпия атомизации кислорода равна 498 кДж/моль. При комнатной температуре его диссоциация на атомы ничтожна; лишь при 1500^oC она становится заметной.

Твердый кислород синего цвета, а жидкий – голубого. Окраска обусловлена взаимным влиянием молекул.

Известны три аллотропные формы кислорода: кислород O₂, озон O₃ и крайне неустойчивый тетракислород O₄.

Распространенность кислорода в природе

Кислород является самым распространенным элементом земной коры. В атмосфере его находится около 23% (масс.), в составе воды – около 89%, в человеческом организме – около 65%, в песке содержится 53% кислорода, в глине – 56% и т.д. Если подсчитать его количество в воздухе (атмосфере), воде (гидросфере) и доступной непосредственному химическому исследованию части твердой земной коры (литосфере), то окажется, что на долю кислорода приходится примерно 50% их общей массы. Свободный кислород содержится почти исключительно в атмосфере, причем количество его оценивается в 1,2×10¹⁵ т. При всей громадности этой величины она не превышает 0,0001 общего содержания кислорода в земной коре.

В связанном состоянии кислород входит в состав почти всех окружающих нас веществ. Так, например, вода, песок, многие горные породы и минералы, встречающиеся в земной коре, содержат кислород. Кислород является составной частью многих органических соединений, например белков, жиров и углеводов, имеющих исключительно большое значение в жизни растений, животных и человека.

Краткое описание химических свойств и плотность кислорода

Кислород образует соединения со всеми химическими элементами, кроме гелия, неона и аргона. С большинством элементов он взаимодействует непосредственно (кроме галогенов, золота и платины). Скорость взаимодействия кислорода как с простыми, так и со сложными веществами зависит от природы вещества и от температуры. Некоторые вещества, например оксид азота (II), гемоглобин крови, уже при комнатной температуре соединяются с кислородом воздуха со значительной скоростью. Многие реакции окисления ускоряются катализаторами. Например, в присутствии дисперсной платины смесь водорода с кислородом воспламеняется при комнатной температуре. Характерной особенностью многих реакций соединения с кислородом является выделение теплоты и света. Такой процесс называется горением.

O₂ + 2H₂ = 2H₂O (550^oС, сгорание H₂в O₂);

O₂ + F₂ = O₂F₂ (-183^oС, электрический разряд);

O₂ + N₂↔2NO (электрический разряд);

O₂ + S = SO₂ (сгорание на воздухе);

5O₂ + 4P = P₄O₁₀ (сгорание на воздухе);

O₂ + C = CO₂ (600-700^oС, сжигание на воздухе);

O₂ + 2Na = Na₂O₂ (сжигание на воздухе);

O₂ + 2Mg = 2MgO (сгорание на воздухе);

3O₂ + 4Al = 2Al₂O₃ (сгорание на воздухе).

Горение в чистом кислороде происходит гораздо энергичнее, чем в воздухе. Хотя при этом выделяется такое же количество теплоты, как и при горении в воздухе, но процесс протекает быстрее и выделяющаяся теплота не тратится на нагревание азота воздуха; поэтому температура горения в кислороде значительно выше, чем в воздухе.

Примеры решения задач