Журнал о Медицине
rss новости rss статьи rss все архив
Словарь научных терминов

Кислород

КИСЛОРОД (лат Oxygenium, от греч. oxys кислый и gennao - рождаю) О, хим. элемент VI гр. периодич. системы, ат. н. 8, ат. м. 15,9994. Прир. К. состоит из трех стабильных изотопов: 16О (99,759%), 17О (0,037%) и 18О (0,204%]. Конфигурация внеш. электронной оболочки атома 2s22p; энергии ионизации О°:О+:О2+ равны соотв. 13,61819, 35,118 эВ; электроотрицательность по Полингу 3,5 (наиб. электроотрицат. элемент после F); сродство к электрону 1,467 эВ; ковалентный радиус 0,066 нм. Молекула К. двухатомна. Существует также аллотропная модификация К. озон О3. Межатомное расстояние в молекуле О2 0,12074 нм; энергия ионизации О2 12,075 эВ;
сродство к электрону 0,44 эВ; энергия диссоциации 493,57 кДж/моль, константа диссоциации Кр=pO2/pO2 составляет 1,662.10-1 при 1500 К, 1,264.10-2 при 3000 К, 48,37 при 5000 К; ионный радиус О2 (в скобках указаны координац. числа) 0,121 нм (2), 0,124 нм (4), 0,126 нм (6) и 0,128 нм (8). В основном состоянии (триплетное http://www.pora.ru/image/encyclopedia/5/0/2/7502.jpeg) два валентных электрона молекулы О2, находящиеся на разрыхляющих орбиталях pх и pу, не спарены, благодаря чему К. парамагнитен (единств, парамагнитный газ, состоящий из гомоядерных двухатомных молекул); молярная магн. восприимчивость для газа 3,4400.10 (293 К), изменяется обратно пропорционально абс. т-ре (закон Кюри). Существуют два долгоживущих возбужденных состояния О2 - синглетное 1Dg (энергия возбуждения 94,1 кДж/моль, время жизни 45 мин) и синглетное http://www.pora.ru/image/encyclopedia/5/0/3/7503.jpeg (энергия возбуждения 156,8 кДж/моль). К.-наиб. распространенный элемент на Земле. В атмосфере содержится 23,10% по массе (20,95% по объему) своб. К., в гидросфере и литосфере - соотв. 85,82 и 47% по массе связанного К. Известно более 1400 минералов, в состав к-рых входит К. Убыль К. в атмосфере в результате окисления, в т. ч. горения, гниения и дыхания, возмещается выделением К. растениями при фотосинтезе. К. входит в состав всех в-в, из к-рых построены живые организмы; в организме человека его содержится ок. 65%. Свойства. К.-бесцв. газ без запаха и вкуса. Т. кип. 90,188 К, т-ра тройной точки 54,361 К; плотн. при 273 К и нормальном давлении 1,42897 г/л, плотн. (в кг/м3) при 300 К: 6,43 (0,5 МПа), 12,91 (1 МПа), 52,51 (4 МПа); tкрит 154,581 К, ркрит 5.043 МПа, dкрит 436,2 кг/м3; С0p 29,4 Дж/(моль.К); DH0исп 6,8 кДж/моль (90,1 К); SO299 205,0 ДжДмоль.К); ур-ние температурной зависимости давления пара: в интервале 54-150 К lgp(гПа)=7,1648-377,153/T; теплопроводность 0,02465 Вт/(м.К) при 273 К; h 205,23 10-7 Па.с (298 К). Жидкий К. окрашен в голубой цвет; плотн. 1,14 г/см3 (90,188 К); COp 54,40 Дж/(моль.К); теплопроводность 0,147 ВтДм.К) (90 К, 0,1 МПа); h 1,890.10-2 Па.с; g 13,2.10-5 Н/м (90 К), ур-ние температурной зависимости g=-38,46.10-3(1 - T/154,576)11/9 Н/м; nD 1,2149 (l=546,1 нм; 100 К); неэлектропроводен; молярная магн. восприимчивость 7,699.10-3 (90,1 К). Твердый К. существует в неск. кристаллич. модификациях. Ниже 23,89 К устойчива а-форма с объемноцентрир. ром-бич, решеткой (при 21 К и 0,1 МПа а = 0,55 нм, b= 0,382 нм, с=0,344 нм, плотн. 1,46 г/см3), при 23,89-43,8 К-b-форма с гексаген, кристаллич. решеткой (при 28 К и 0,1 МПа а = 0,3307 нм, с = 1,1254 нм), выше 43,8 К существует g-форма с кубич. решеткой (а = 0,683 нм); DH° полиморфных переходов g:b 744 Дж/моль (43,818 К), b:a 93,8 Дж/моль (23,878 К); тройная точка b-g-газообразный К.: т-ра 283 К, давление 5,0 ГПа; DHOпл 443 Дж/молъ; ур-ние температурной зависимости плотности d=1,5154-0,004220T г/см3 (44 54 К), a-, b- и g- О2 кристаллы светло-синего цвета. Модификация р антиферромагнитна, a и g парамагнитны, их магн. восприимчивость соотв. 1,760.10-3 (23,7 К) и 1,0200.10-5 (54,3 К). При 298 К и повышении давления до 5,9 ГПа К. кристаллизуется, образуя окрашенную в розовый цвет гексаген. b-форму (а = 0,2849 нм, с = 1,0232 нм), а при повышении давления до 9 ГПа оранжевую ромбич. e-форму (при 9,6 ГПа а=0,42151 нм, b=0,29567 нм, с=0,66897 нм, плотн. 2,548 г/см3). Р-римость К. при атм. давлении и 293 К (в см3/см3): в воде 0,031, этаноле 0,2201, метаноле 0,2557, ацетоне 0,2313; р-римость в воде при 373 К 0,017 см3/см3; р-римость при 274 К (в % по объему): в перфторбутилтетрагидрофуране 48,5, перфтордекалине 45,0, перфтор-l-метилдекалине 42,3. Хорошие твердые поглотители К. платиновая чернь и активный древесный уголь. Благородные металлы в расплавл. состоянии поглощают значит. кол-ва К., напр. при 960 °С один объем серебра поглощает ~22 объема К., к-рый при охлаждении почти полностью выделяется. Способностью поглощать К. обладают мн. твердые металлы и оксиды, при этом образуются нестехиометрич. соединения. К. отличается высокой хим. активностью, образуя соед. со всеми элементами, кроме Не, Ne и Аr. Атом К. в хим. соед. обычно приобретает электроны и имеет отрицат. эффективный заряд. Соед., в к-рых электроны оттягиваются от атома К., крайне редки (напр., OF2). С простыми в-вами, кроме Au, Pt, Xe и Кr, К. реагирует непосредственно при обычных условиях или при нагр., а также в присут. катализаторов. Р-ции с галогенами проходят под действием электрич. разряда или УФ излучения. В р-циях со всеми простыми в-вами, кроме F2, К. является окислителем. Мол. К. образует три разл. ионные формы, каждая из к-рых дает начало классу соед.: О-2 - супероксидам, О22- - пeроксидам (см. Пероксидные соединения неорганические, Пе-роксидные соединения органические), О+2 - диоксигенильным соeдинениям. Озон образует озониды, в к-рых ионная форма К.-О-3. Молекула О2 присоединяется как слабый лиганд к нек-рым комплексам Fe, Co, Мn, Сu. Среди таких соед. важное значение имеет гемоглобин, к-рый осуществляет перенос К. в организме теплокровных. Р-ции с К., сопровождающиеся интенсивным выделением энeргии, наз. горением. Большую роль играют взаимод. К. с металлами в присут. влаги-атм. коррозия металлов, а также дыхание живых организмов и гниение. В результате гниения сложные орг. в-ва погибших животных и растений превращаются в более простые и в конечном счете в СО2 и волу. С водородом К. реагирует с образованием воды и выделением большого кол-ва тепла (286 кДж на моль Н2). При комнатной т-ре р-ция идет крайне медленно, в присут. катализаторов - сравнительно быстро уже при 80-100 °С (эту р-цию используют для очистки Н2 и инертных газов от примеси О2). Выше 550 °С р-ция Н2 с О2 сопровождается взрывом. Из элементов I гр. наиб. легко реагируют с К. Rb и Cs, к-рые самовоспламеняются на воздухе, К, Na и Li реагируют с К. медленнее, р-ция ускоряется в присут. паров воды. При сжигании щелочных металлов (кроме Li) в атмосфере К. образуются пероксиды М2О2 и супероксиды МО2. С элементами подгруппы IIа К. реагирует сравнительно легко, напр., Ва способен воспламеняться на воздухе при 20-25°С, Mg и Be воспламеняются выше 500 °С; продукты р-ции в этих случаях - оксиды и пероксиды. С элементами подгруппы IIб К. взаимод. с большим трудом, р-ция К. с Zn, Cd и Hg происходит только при более высоких т-рах (известны породы, в к-рых Hg содержится в элементарной форме). На пов-стях Zn и Cd образуются прочные пленки их оксидов, предохраняющие металлы от дальнейшего окисления. Элементы III гр. реагируют с К. только при нагр., образуя оксиды. Компактные металлы Ti, Zr, Hf устойчивы к действию К. С углеродом К. реагирует с образованием СО2 и выделением тепла (394 кДж/моль); с аморфным углеродом р-ция протекает при небольшом нагревании, с алмазом и графитом - выше 700 °С. С азотом К. реагирует лишь выше 1200°С с образованием NO, к-рый далее легко окисляется К. до NO2 уже при комнатной т-ре. Белый фосфор склонен к самовозгоранию на воздухе при комнатной т-ре. Элементы VI гр. S, Se и Те реагируют с К. с заметной скоростью при умеренном нагревании. Заметное окисление W и Мо наблюдается выше 400 °С, Cr - при значительно более высокой т-ре. К. энергично окисляет орг. соединения. Горение жидких топлив и горючего газа происходит в результате р-ции К. с углеводородами.
Получение. В пром-сти К. получают воздуха разделением, гл. обр. методом низкотемпературной ректификации. Его производят также наряду с Н2 при пром. электролизе воды. Выпускают газообразный технол. К. (92-98% О2), техн. (1-й сорт 99,7% О2, 2-й сорт 99,5% и 3-й сорт 99,2%) и жидкий (не менее 99,7% О2). Производится также К. для лечебных целей ("медицинский кислород", содержащий 99,5% O2). Для дыхания в замкнутых помещениях (подводные лодки, космич. аппараты и др.) используют твердые источники К., действие к-рых основано на самораспространяющейся экзо-термич. р-ции между носителем К. (хлоратом или перхлоратом) и горючим. Напр., смесь NaClO3 (80%), порошка Fe (10%), ВаО2 (4%) и стекловолокна (6%) прессуют в виде цилиндров; после поджигания такая кислородная свеча горит со скоростью 0,15-0,2 мм/с, выделяя чистый, пригодный для дыхания К. в кол-ве 240 л/кг (см. Пиротехнические источники газов). В лаборатории К. получают разложением при нагр. оксидов (напр., HgO) или кислородсодержащих солей (напр., КСlO3, КМnО4), а также электролизом водного р-ра NaOH. Однако чаще всего используют пром. К., поставляемый в баллонах под давлением.
Определение. Концентрацию К. в газах определяют с помощью ручных газоанализаторов, напр. волюмометрич. методом по изменению известного объема анализируемой пробы после поглощения из нее О2 р-рами - медноаммиачным, пирогаллола, NaHSO3 и др. Для непрерывного определения К. в газах применяются автоматич. термомагн. газоанализаторы, основанные на высокой магн. восприимчивости К. Для определения малых концентраций К. в инертных газах или водороде (менее 1%) используют автоматич. термохим., электрохим., гальванич. и др. газоанализаторы. С этой же целью применяют колориметрич. метод (с использованием прибора Мугдана), основанный на окислении бесцв. аммиачного комплекса Cu(I) в яркоокра-шенное соед. Cu(II). К., растворенный в воде, определяют также колориметрически, напр. по образованию красного окрашивания при окислении восстановленного индигокар-мина. В орг. соед. К. определяют в виде СО или СО2 после высокотемпературного пиролиза анализируемого в-ва в потоке инертного газа. Для определения концентрации К. в стали и сплавах используют электрохим. датчики с твердым электролитом (стабилизированный ZrO2). См. также Газовый анализ, Газоанализаторы.
Применение. К. используют как окислитель: в металлургии - при выплавке чугуна и стали (в доменном, кислородно-конвертерном и мартеновском произ-вах), в процессах шахтной, взвешенной и конвертерной плавки цветных металлов; в прокатном произ-ве; при огневой зачистке металлов; в литейном произ-ве; при термитной сварке и резке металлов; в хим. и нефтехим. пром-сти-при произ-ве HNO3, H2SO4, метанола, ацетилена; формальдегида, оксидов, пероксидов и др. в-в. К. используют в лечебных целях в медицине, а также в кислородно-дыхат. аппаратах (в космич. кораблях, на подводных судах, при высотных полетах, подводных и спасательных работах). Жидкий К.-окислитель для ракетных топлив; его используют также при взрывных работах, как хладагент в лаб. практике. Произ-во К. в США 10,75 млрд. м3 (1985); в металлургии потребляется 55% производимого К., в хим. промсти - 20%. К. нетоксичен и негорюч, но поддерживает горение. В смеси с жидким К. взрывоопасны все углеводороды, в т.ч. масла, CS2. наиб. опасны малорастворимые горючие примеси, переходящие в жидком К. в твердое состояние (напр., ацетилен, пропилен, CS2). Предельно допустимое содержание в жидком К.: ацетилена 0,04 см3/л, CS2 0,04 см3/л, масла 0,4 мг/л. Газообразный К. хранят и транспортируют в стальных баллонах малой (0,4-12 л) и средней (20-50 л) емкости при давлении 15 и 20 МПа, а также в баллонах большой емкости (80-1000 л при 32 и 40 МПа), жидкий К. в сосудах Дьюара или в спец. цистернах. Для транспортировки жидкого и газообразного К. используют также спец. трубопроводы. Кислородные баллоны окрашены в голубой цвет и имеют надпись черными буквами "кислород". Впервые К. в чистом виде получил К. Шееле в 1771. Независимо от него К. был получен Дж. Пристли в 1774. В 1775 А. Лавуазье установил, что К.-составная часть воздуха, к-т и содержится во мн. в-вах. Лит.. Глизмаяенко Д.Л., Получение кислорода, 5 изд., М., 1972; Разумовский С. Д., Кислород-элементарные формы и свойства, М., 1979; Термодинамические свойства кислорода, М., 1981. Я. Д. Зельвенский.


1. www.missus.ru: Комнатные растения - ваша судьба на подоконнике
01.05.2017
... ли Вы, что комнатные растения, кроме кислорода, выделяют психотропные вещества, способные изменять ваше сознание? Ученые выяснили, что пребывая в окружении тех или иных растений, человек начинает изменяться, незаметно для себя. ...
2. www.missus.ru: Кошка — магическое животное
26.03.2017
... работает как некий «пылесос», беря на себя отрицательную энергию и преобразовывая ее в положительную. Можно сказать, что, если деревья трансформируют вредный для нас углекислый газ в кислород, то кошки выполняют ту же работу для человека, но в энергетическом плане. Это обусловлено тем, что собственное биополе кошки имеет отрицательный заряд. Недаром на Руси существовал такой обряд: при ...
3. www.missus.ru: Ошибки, которые мы часто совершаем, оказывая первую помощь
12.11.2016
... создает на ране пленочку, «парниковый эффект», у кислорода нет доступа к ожогу, в итоге рана не будет заживать, а боль только усилится. ...
4. www.pravda.ru: НАСА: На спутнике Юпитера может существовать жизнь
03.05.2014
... Согласно исследованиям, Ганимед состоит из скальных пород и замерзшего льда, образующего гигантский океан глубиной в несколько сотен километров. Кроме того, на нем есть тонкая атмосфера, содержащая кислород, а также магнитное поле. По всей видимости, океан состоит из слоев льда и соленой воды, при этом соленая вода может опускаться на дно океана и контактировать со скальными породами, что создает ...
5. www.pravda.ru: Невесомость - главный враг покорителей Марса
21.02.2014
... 0 -->Как вы думаете, какая самая большая неприятность может ожидать космонавтов, которые отправятся исследовать Марс? Космическая радиация, дефицит кислорода или депрессия? На самом деле, считает специалист по космической медицине профессор Кевин Фонг, самой большой проблемой может оказаться необходимость постоянного пребывания людей в невесомости. ...
6. www.pravda.ru: В США научились делать топливо из пластиковых пакетов
14.02.2014
... отходов, в дизельное топливо, природный газ и другие нефтепродукты. Кроме того, технология позволяет получать и различные сорта машинного масла. При этом не требуется сжигания большого количества кислорода, а количество получаемого топлива достаточно велико относительно объемов сырья. ...
7. www.pravda.ru: Александр Бялко: Ксению Собчак мог подвести ледокаин
10.01.2014
... Лопатников сравнивает химические формулы кокаина и тринитротолуола (TNT) и считает, что "Современные приборы, реагирующие на взрывчатку, реагируют на соотношение углерода, азота и кислорода плюс наличие ароматики. В результате, кокаин и ТNТ плохо различимы…". Что вы думаете? ...
8. www.pravda.ru: У варанов открылось "двойное дыхание"
19.12.2013
... поглощать кислород и на вдохе, и на выдохе, как это делают крокодилы и птицы, человеку не досталась. Слишком поздно он появился в эволюционной цепочке. А вот варанам повезло больше. Дальние родственники птиц и ...
9. www.pravda.ru: Количество метана в одном из морей Титана превосходит все существующие запасы на Земле
17.12.2013
... его часто спрашивают, можно ли организовать добычу углеводородов возле Сатурна. Однако помимо сложностей с доставкой, по словам Кирка, для сжигания такого газа на Земле просто не хватит кислорода. ...
10. www.pravda.ru: Охота на пришельцев начнется через... 5 лет!
18.10.2013
... justify;">Возьмем наличие или отсутствие в атмосфере планет веществ, способствующих жизни. С одной стороны, казалось бы, если там в значительных количествах присутствуют, скажем, кислород, озон, метан и свободный фтор, то должна присутствовать и жизнь. ...
11. www.pravda.ru: Curiosity нашел влагу в марсианском грунте
27.09.2013
... Красную планету, смогут выделить около литра жидкости из 0,03 кубометра марсианской почвы. Помимо жидкости, лабораторные исследования выявили в пробах почвы двуокись серы, углекислого газа, а также кислород. ...
12. www.pravda.ru: Писатель Стивен Фрай отреагировал на обвинения в исламофобии
02.09.2013
... расизмом". Далее он добавил, что утверждения о том, что высказывания против насилия порождают насилия, являют собой фактический запрет на свободу слова в духе произведений Оруэлла и перекрывают кислород любым дискуссиям. ...
13. www.pravda.ru: Ученые вырастили крохотную копию человеческого мозга
29.08.2013
... размером всего в несколько миллиметров также будут применяться в разработке и тестировании препаратов. Маленький размер таких опытных органов обусловлен тем, что при этом питательные вещества и кислород могут проникать в центральные отделы без кровоснабжения. ...
14. www.pravda.ru: Россияне выйдут в космос искать бактерию, разъедающую корпус МКС
22.08.2013
... сильная концентрация микроорганизмов, как правило, фиксируется в трубопроводах, кондиционерах, холодильно-сушильных агрегатах, блоках электролиза кислорода, электро- и гидромагистралях, шлемофонах скафандров и на внешних участках ...
15. www.pravda.ru: Полиция показала фотографии спальни, где умер Джексон
13.06.2013
... На фото видна прикроватная тумбочка, заставленная банками с лекарствами, преимущественно с сильнодействующим снотворным пропофолом. Также в спальне находилась капельница,  баллоны с кислородом и столик с несколькими фотографиями младенцев. ...
1 2 3 4 5 6 7 8 ... 16 >
Здоровье и профилактика Акушерство и гинекология Стоматология Красота Зрение Энциклопеди Адреса Реклама
Видео