Кислород

Кислород: газ, которым ты дышишь прямо сейчас

Каждый вдох приносит в твои лёгкие порцию кислорода. Кислород — это газ без цвета, запаха и вкуса. Его молекула состоит из двух атомов, поэтому формула простого вещества — O₂, читается «о-два».

Кислород — самый распространённый элемент в земной коре: он есть в воздухе, в воде, в горных породах и в тебе самом. В воздухе кислорода примерно пятая часть, а из остального больше всего приходится на азот.

Физические свойства

• кислород чуть тяжелее воздуха, поэтому его собирают «вытеснением воздуха» в сосуд, стоящий дном вниз;
• в воде он растворяется плохо, но именно этого небольшого количества хватает рыбам, чтобы дышать жабрами;
• при очень сильном охлаждении кислород превращается в жидкость красивого голубоватого цвета — это то же самое вещество, просто в другом состоянии.

Главное химическое свойство

Кислород — окислитель. Он легко вступает в реакции с другими веществами и «забирает» у них электроны. На практике это выглядит как горение и медленное окисление.

Горение — быстрая реакция вещества с кислородом, при которой выделяется тепло и часто свет. Когда горит костёр, газ на плите или свеча, вещество соединяется именно с кислородом воздуха. Продукты горения — оксиды: соединения элемента с кислородом.

Бывает и медленное окисление, без пламени. Ржавчина на гвозде — неторопливая реакция железа с кислородом. А дыхание — очень аккуратное «сгорание» питательных веществ в клетках, за счёт которого ты получаешь энергию.

Кислород в воздухе не заканчивается благодаря круговороту: растения на свету поглощают углекислый газ и воду и выделяют кислород — это фотосинтез. Люди и животные, наоборот, вдыхают кислород и выдыхают углекислый газ. Круг замыкается.

Ниже — уравнение горения угля, самый наглядный пример работы кислорода-окислителя.

Разбираем на примерах

Пример 1. Как читать уравнение горения

Уравнение выше читается так: углерод соединяется с кислородом и превращается в углекислый газ — оксид углерода(IV). Запись CO₂ означает «на один атом углерода приходится два атома кислорода».

Ещё пример словами: магний горит ярким белым пламенем и превращается в белый порошок — оксид магния MgO, «на один атом магния один атом кислорода». Обрати внимание: в обоих случаях продукт — оксид. Приставка «окси-» в слове «оксид» — подсказка, что рядом обязательно есть кислород.

Пример 2. Откуда берут кислород

В лаборатории кислород получают разложением веществ, в которых его много. Идея простая: берём богатое кислородом вещество, даём ему энергию (нагрев) — часть кислорода выделяется в виде газа. Конкретные реактивы и условия ты разберёшь на уроке под руководством учителя.

В промышленности кислород выгоднее не «делать», а брать готовым из воздуха. Воздух сильно охлаждают, он превращается в жидкость, а потом её медленно нагревают: разные газы закипают при разной температуре, поэтому кислород можно отделить от азота. Такой способ называют разделением воздуха.

Короткая шпаргалка: в пробирке — разложение вещества, на заводе — выделение из воздуха. Это два разных ответа на два разных вопроса.

Пример 3. Как доказать, что в сосуде кислород

Внеси в сосуд тлеющую лучинку — тонкую деревянную палочку, которая уже не горит пламенем, а только слабо тлеет. В кислороде она ярко вспыхнет. Причина: в чистом кислороде горение идёт намного активнее, чем в воздухе, где кислорода лишь пятая часть. Больше окислителя — сильнее пламя.

Частые ошибки

• Путают кислород и воздух. Воздух — смесь газов, а кислород — только один из них, примерно пятая часть. Это не синонимы.
• Пишут O вместо O₂. Простое вещество кислород состоит из двухатомных молекул.
• Думают, что кислород сам горит. Он не горит — он поддерживает горение. Горит другое вещество, а кислород работает окислителем.
• Путают кислород и озон. O₂ — кислород, O₃ — озон. Это два разных простых вещества одного элемента.
• Смешивают способы получения. Лаборатория — разложение вещества, промышленность — выделение из воздуха.
• Забывают, что продукты горения — оксиды. Если вещество сгорело в кислороде, ищи в ответе оксид, а не «просто золу».