adsby.ru → Природа

Застосування кисню коротко. Реферат: Кисень. Його властивості та застосування

Доповідь на тему «Застосування кисню» коротко викладена в цій статті, розповість Вам про галузі промисловості, в яких ця невидима речовина приносить неймовірну користь.

Повідомлення про застосування кисню

Кисень є невід'ємною частиною життєдіяльності всіх живих організмів та хімічних процесів на планеті. У цій статті ми розглянемо найчастіші галузі застосування кисню:

Застосування кисню у медицині

У цій галузі він надзвичайно важливий: хімічний елемент використовується для життєвої підтримки людей, які страждають на утруднене дихання та для лікування деяких недуг. Примітно, що за нормального тиску чистим киснем дихати довго не можна. Це небезпечно здоров'ю.

Застосування кисню у скляній промисловості

Даний хімічний елемент у скловарних печах використовується як компонент, що покращує горіння в них. Також завдяки кисню промисловість зменшує викиди оксидів азоту рівня безпечних життя.

Застосування кисню в целюлозно-паперовій промисловості

Даний хімічний елемент використовується при спиртуванні, делігніфікації та інших процесах, таких як:

Відбілювання паперу
Очищення стічних вод
Підготовка питної води
Інтенсифікація горіння сміттєспалювальних печей
Переробка покришок

Застосування кисню в авіації

Оскільки людина не може дихати поза атмосферою без кисню, то їй необхідно брати запас цього корисного елемента із собою. Штучно отриманий кисень використовується людьми для дихання в чужому середовищі: авіації при польотах, в космічних апаратах.

Застосування кисню у природі

У природі існує кругообіг кисню: у процесі фотосинтезу рослини на світлі перетворюють вуглекислий газ і воду на органічні сполуки. Цей процес характеризується виділенням кисню. Як і тварини, рослини у темний час доби споживають кисень з атмосфери. Кругообіг кисню в природі визначається тим, що людина і тварини споживають кисень, а рослини виробляють його вдень і витрачають уночі.

Застосування кисню у металургії

Для хімічної та металургійної промисловості потрібний чистий кисень, а не атмосферний. У світі щороку підприємства одержують понад 80 млн. тонн цього хімічного елемента. Він витрачається в процесі одержання сталі з металобрухту та чавуну.

Яке застосування кисню у машинобудуванні?

У будівництві та машинобудуванні він використовується для різання та зварювання металів. Ці процеси здійснюються при високих температурах.

Застосування кисню у житті

У житті людина використовує кисень у різних сферах, таких як:

Вирощування риби у ставкових господарствах (вода насичується киснем).
Обробка води під час виробництва харчових продуктів.
Знезараження сховищ та виробничих приміщень киснем.
Розробка кисневих коктейлів для тварин, щоб ті додавали у вазі.

Застосування кисню людиною в електроенергії

Теплові та електричні станції, які працюють на нафті, природному газі чи вугіллі, для спалювання палива використовують кисень. Без нього всі виробничі промислові заводи просто не працювали.

На Землі знаходиться 49,4% кисню, який зустрічається або у вільному вигляді у повітрі, або у зв'язаному (вода, сполуки та мінерали).

Характеристика кисню

На нашій планеті газ кисень поширений найбільше інших хімічних елементів. І це не дивно, адже він входить до складу:

гірських порід,
води,
атмосфери,
живих організмів,
білків, вуглеводів та жирів.

Кисень активний газ та підтримує горіння.

Фізичні властивості

В атмосфері кисень міститься в безбарвному газоподібному вигляді. Він не має запаху, малорозчинний у воді та інших розчинниках. У кисню міцні молекулярні зв'язки, через які він хімічно малоактивний.

Якщо кисень нагрівати, він починає окислювати та реагувати з більшістю неметалів та металів. Наприклад, залізо, цей газ повільно окислює та викликає його іржавіння.

При зниженні температури (-182,9 ° С), і нормальному тиску газоподібний кисень переходить в інший стан (рідкий) і набуває блідо-синього кольору. Якщо температуру ще знижувати (до -218,7 ° С), газ затвердіє і зміниться до стану синіх кристалів.

У рідкому і твердому станах кисень набуває синій колір і має магнітні властивості.

Деревне вугілля є активним поглиначем кисню.

Хімічні властивості

Майже під час усіх реакцій кисню з іншими речовинами утворюється та виділяється енергія, сила якої може залежати від температури. Наприклад, при нормальних температурах цей газ повільно реагує з воднем, а при температурі вище 550°С виникає реакція з вибухом.

Кисень - активний газ, який входить у реакцію з більшістю металів, крім платинових та золота. Сила та динаміка взаємодії, під час якої утворюються оксиди, залежить від присутності в металі домішок, стану його поверхні та подрібнення. Деякі метали, під час зв'язку з киснем, крім основних оксидів, утворюють амфотерні та кислотні оксиди. Оксиди золота та платинових металів виникають під час їх розкладання.

Кисень, крім металів, активно взаємодіє практично з усіма хімічними елементами (крім галогенів).

У молекулярному стані кисень активніший і цю особливість використовують при відбілюванні різних матеріалів.

Роль та значення кисню в природі

Зелені рослини виробляють найбільше кисню Землі, причому основна маса виробляється водними рослинами. Якщо кисню у воді виробилося більше, то надлишок піде у повітря. А якщо менше, то навпаки, кількість, що бракує, буде доповнена з повітря.

Морська та прісна вода містить 88,8% кисню (за масою), а в атмосфері його 20,95% за обсягом. У земній корі понад 1500 сполук мають у складі кисень.

З усіх газів, що входять до складу атмосфери, найбільш важливий для природи та людини кисень. Він є в кожній живій клітині і необхідний для всіх живих організмів для дихання. Недолік кисню повітря відразу відбивається на життєдіяльності. Без кисню неможливо дихати, отже жити. Людина під час дихання за 1 хв. у середньому його споживає 0,5 дм3. Якщо в повітрі його поменшає до 1/3 його частини, то він знепритомніє, до 1/4 частини — він помре.

Дріжджі та деякі бактерії можуть жити без кисню, але теплокровні тварини помирають при його нестачі через кілька хвилин.

Кругообіг кисню в природі

Кругообігом кисню в природі називається обмін ним між атмосферою і океанами, між тваринами та рослинами під час дихання, а також у процесі хімічного горіння.

На нашій планеті важливе джерело кисню - рослини, в яких відбувається унікальний процес фотосинтезу. Під час нього відбувається виділення кисню.

У верхній частині атмосфери теж утворюється кисень внаслідок поділу води під дією Сонця.

Як відбувається кругообіг кисню в природі?

Під час дихання тварин, людей і рослин, а також горіння будь-якого палива витрачається кисень і утворюється вуглекислий газ. Потім вуглекислим газом живляться рослини, які у процесі фотосинтезу знову виробляють кисень.

Таким чином, його вміст у повітрі атмосфери підтримується та не закінчується.

Області застосування кисню

У медицині під час операцій та небезпечних для життя захворювань хворим дають дихати чистим киснем, щоб полегшити їхній стан та прискорити одужання.

Без балонів із киснем альпіністи не піднімаються в гори, а аквалангісти не занурюються на глибину морів та океанів.

Кисень широко застосовується в різних видах промисловості та виробництва:

для обрізання та зварювання різних металів
для отримання дуже високих температур на заводах
для одержання різноманітних хімічних сполук. для прискорення плавлення металів

Так само широко кисень застосовується в космічній промисловості та авіації.

Перші дослідники кисню помітили, що у його атмосфері легше дихається. Вони передбачали широке застосування цього живлющого газу в медицині і навіть у повсякденному житті як засобу, що посилює життєдіяльність людського організму.

Але при більш поглибленому вивченні виявилося, що тривале вдихання чистого кисню людиною може викликати захворювання і навіть смерть: організм людини не пристосований до життя у чистому кисні.

В даний час чистий кисень застосовується для вдихання лише в деяких випадках: наприклад, важко хворим на туберкульоз легень пропонують вдихати кисень невеликими порціями. Аеронавти та льотчики при висотних польотах користуються кисневими приладами. Бійці гірничорятувальних загонів часто змушені працювати в атмосфері, позбавленої кисню. Для дихання вони використовують прилад, у якому зберігається необхідний дихання склад повітря додаванням кисню з балонів, що у тому приладі.

Основна маса кисню, що отримується в промисловості, застосовується в даний час для спалювання в ньому різних речовин з метою отримання дуже високої температури.

Наприклад, горючий газ ацетилен (C 2 H 2) змішують з киснем і спалюють в спеціальних пальниках. Полум'я цього пальника має таку високу температуру, що у ньому плавиться залізо. Тому киснево-ацетиленовим пальником користуються для зварювання сталевих виробів. Таке зварювання називається автогенним.

Рідкий кисень застосовується для виготовлення вибухових сумішей. Особливі патрони набивають подрібненою деревиною (деревним борошном) або іншими подрібненими горючими речовинами і змочують цю горючу масу рідким киснем. При підпалюванні такої суміші горіння відбувається дуже швидко, утворюється велика кількість газів, нагрітих до дуже високої температури. Тиском цих газів можуть бути підірвані скелі, або викинута велика кількість ґрунту. Цією вибуховою сумішшю користуються при будівництві каналів, при проходженні тунелів та ін.

Останнім часом кисень додають до повітря підвищення температури в печах при виплавці чавуну і сталі. Завдяки цьому прискорюється виплавка сталі та підвищується її якість.

Слід зауважити, що кисень приносить не тільки користь, а й шкоду сучасній людині: вона окислює і тим самим псує металеві вироби. Особливо багато гине заліза від іржавіння, в якому кисень бере активну участь.

Сучасна наука вирішує питання не тільки про те, як отримати і краще використовувати кисень, але також і про те, як захистити деякі речовини і предмети від хімічної дії кисню.

Отримати кисень можна зі складних речовин або повітря. У невеликих кількостях для навчальних цілей одержують кисень розкладанням деяких складних речовин, наприклад марганцевокислого калію KMnO 4 .

Так як кисень трохи важчий за повітря, то він збирається спочатку на дні скляної банки і витісняє з неї повітря. Щоб стежити за наповненням банки киснем, потрібно опускати в неї тліє лучинку: лучинка загоряється, в тій частині банки, яка заповнилася киснем.

Для промислових цілей кисень отримують у великих кількостях з повітря або води.

Міністерство освіти та науки РФ

«КИСНЕД»

Виконав:

Перевірив:

Загальна характеристика кисню.

КИСНЕ (лат. Oxygenium), O (читається «о»), хімічний елемент з атомним номером 8, атомна маса 15,9994. У періодичній системі елементів Менделєєва кисень розташований у другому періоді групи VIA.

Природний кисень складається із суміші трьох стабільних нуклідів з масовими числами 16 (домінує в суміші, його в ній 99,759 % за масою), 17 (0,037%) та 18 (0,204%). Радіус нейтрального атома кисню 0,066 нм. Конфігурація зовнішнього електронного шару нейтрального збудженого атома кисню 2s2р4. Енергії послідовної іонізації атома кисню 13,61819 та 35,118 еВ, спорідненість до електрона 1,467 еВ. Радіус іона О2 – за різних координаційних числах від 0,121 нм (координаційне число 2) до 0,128 нм (координаційне число 8). У сполуках виявляє ступінь окислення -2 (валентність II) і, рідше -1 (валентність I). За шкалою Полінга електронегативність кисню 3,5 (друге місце серед неметалів після фтору).

У вільному вигляді кисень - газ без кольору, запаху та смаку.

Особливості будови молекули О2: атмосферний кисень складається із двоатомних молекул. Межатомна відстань у молекулі О2 0,12074 нм. Молекулярний кисень (газоподібний і рідкий) - парамагнітна речовина, у кожній молекулі О2 є по 2 неспарені електрони. Цей факт можна пояснити тим, що в молекулі на кожній з двох орбіталей, що розпушують, знаходиться по одному неспареному електрону.

Енергія дисоціації молекули О2 на атоми є досить високою і становить 493,57 кДж/моль.

Фізичні та хімічні властивості

Фізичні та хімічні властивості: у вільному вигляді зустрічається у вигляді двох модифікацій О2 (звичайний кисень) і О3 (озон). О2 - газ без кольору та запаху. За нормальних умов густина газу кисню 1,42897 кг/м3. Температура кипіння рідкого кисню (рідина має блакитний колір) дорівнює –182,9°C. При температурах від -218,7°C до -229,4°C існує твердий кисень з кубічними гратами (-модифікація), при температурах від -229,4°C до -249,3°C - -модифікація з гексагональними гратами при температурах нижче -249,3 ° C - кубічна модифікація. При підвищеному тиску та низьких температурах отримані інші модифікації твердого кисню.

При 20°C розчинність газу О2: 3,1мл на 100мл води, 22мл на 100мл етанолу, 23,1мл на 100мл ацетону. Існують органічні фторвмісні рідини (наприклад, перфторбутилтетрагідрофуран), в яких розчинність кисню значно вища.

Висока міцність хімічного зв'язку між атомами в молекулі О2 призводить до того, що при кімнатній температурі кисень газоподібний хімічно досить малоактивний. У природі він повільно входить у перетворення при процесах гниття. Крім того, кисень при кімнатній температурі здатний реагувати з гемоглобіном крові (точніше із залізом II гему), що забезпечує перенесення кисню від органів дихання до інших органів.

З багатьма речовинами кисень вступає у взаємодію без нагрівання, наприклад, зі лужними та лужноземельними металами (утворюються відповідні оксиди типу Li2 O, CaO та ін., пероксиди типу Na2 O2, BaO2 та ін. та супероксиди типу КО2, RbO2 та ін.), Викликає утворення іржі на поверхні сталевих виробів. Без нагрівання кисень реагує з білим фосфором, деякими альдегідами та іншими органічними речовинами.

При нагріванні, навіть невеликому, хімічна активність кисню різко зростає. При підпалюванні він реагує з вибухом з воднем, метаном, іншими горючими газами, з великою кількістю простих та складних речовин. Відомо, що при нагріванні в атмосфері кисню або на повітрі багато простих і складних речовин згоряють, причому утворюються різні оксиди, наприклад:

S+O2 = SO2; З + O2 = СО2

4Fe + 3O2 = 2Fe2 O3; 2Cu + O2 = 2CuO

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2 O; 2H2 S + 3O2 = 2H2 O + 2SO2

Якщо суміш кисню та водню зберігати у скляній посудині при кімнатній температурі, то екзотермічна реакція утворення води

2Н2 + О2 = 2Н2 О + 571 кДж

протікає вкрай повільно; за розрахунком, перші крапельки води повинні з'явитися в посудині приблизно через мільйон років. Але при внесенні в посудину з сумішшю цих газів платини або паладію (що грають роль каталізатора), а також при запаленні реакція протікає з вибухом.

З азотом N2 кисень реагує або за високої температури (близько 1500-2000°C), або за пропускання через суміш азоту і кисню електричного розряду. За цих умов оборотно утворюється оксид азоту (II):

Виниклий NO потім реагує з киснем з утворенням бурого газу (діоксиду азоту):

2NO + О2 = 2NO2

З неметалів кисень безпосередньо ні за яких умов взаємодіє з галогенами, з металів - з благородними металами сріблом, золотом, платиною та інших.

Бінарні сполуки кисню, у яких ступінь окиснення атомів кисню дорівнює –2, називають оксидами (колишня назва – оксиди). Приклади оксидів: оксид вуглецю (IV) CO2, оксид сірки (VI) SO3, оксид міді (I) Cu2 O, оксид алюмінію Al2 O3, оксид марганцю (VII) Mn2 O7.

Кисень утворює також сполуки, у яких його ступінь окислення дорівнює -1. Це пероксиди (стара назва - перекису), наприклад, пероксид водню Н2 О2, пероксид барію ВаО2, пероксид натрію Na2 O2 та інші. У цих сполуках міститься пероксидне угруповання - Про - Про -. З активними лужними металами, наприклад, калієм, кисень може утворювати також супероксиди, наприклад, КО2 (супероксид калію), RbO2 (супероксид рубідія). У супероксидах ступінь окиснення кисню -1/2. Можна відзначити, що часто формули супероксидів записують як К2 О4, R2 O4 і т.д.

З найактивнішим неметал фтором кисень утворює сполуки в позитивних ступенях окислення. Так, у поєднанні O2 F2 ступінь окислення кисню +1, а у поєднанні O2 F - +2. Ці сполуки не належать до оксидів, а до фторидів. Фториди кисню можна синтезувати лише непрямим шляхом, наприклад, діючи фтором F2 на розбавлені водні розчини КОН.

Історія відкриття

Історія відкриття кисню, як і азоту, пов'язана з вивченням атмосферного повітря, яке тривало кілька століть. Про те, що повітря за своєю природою не однорідне, а включає частини, одна з яких підтримує горіння та дихання, а інша – ні, знали ще у 8 столітті китайський алхімік Мао Хоа, а пізніше в Європі – Леонардо да Вінчі. У 1665 англійський дослідник Р. Гук писав, що повітря складається з газу, що міститься в селітрі, а також з неактивного газу, що становить більшу частину повітря. Про те, що повітря містить елемент, який підтримує життя, у 18 столітті було відомо багатьом хімікам. Шведський аптекар і хімік Карл Шееле почав вивчати склад повітря в 1768. Протягом трьох років він розкладав нагріванням селітри (KNO3, NaNO3) та інші речовини та отримував «вогняне повітря», що підтримує дихання та горіння. Але результати своїх дослідів Шееле оприлюднив лише у 1777 році у книзі «Хімічний трактат про повітря та вогонь». У 1774 англійський священик і натураліст Дж. Прістлі нагріванням «паленої ртуті» (оксиду ртуті HgO) отримав газ, що підтримує горіння. Будучи в Парижі, Прістлі, який не знав, що отриманий ним газ входить до складу повітря, повідомив про своє відкриття А. Лавуазьє та інших вчених. На той час було відкрито і азот. У 1775 Лавуазьє дійшов висновку, що звичайне повітря складається з двох газів - газу, необхідного для дихання і підтримує горіння, і газу протилежного характеру - азоту. Лавуазьє назвав газ, що підтримує горіння, oxygene - «утворюючий кислоти» (від грец. oxys - кислий і gennao - народжую; звідси і російська назва «кисень»), оскільки він тоді вважав, що всі кислоти містять кисень. Давно вже відомо, що кислоти бувають як кисневмісними, так і безкисневими, але назва, дана елементу Лавуазьє, залишилася незмінною. Протягом майже півтора століття 1/16 частина маси атома кисню служила одиницею порівняння мас різних атомів між собою і використовувалася при чисельній характеристиці мас атомів різних елементів (так звана шкала кисню атомних мас).

Знаходження у природі: кисень - найпоширеніший Землі елемент, з його частку (у складі різних сполук, переважно силікатів), припадає близько 47,4% маси твердої земної кори. Морські та прісні води містять велику кількість зв'язаного кисню - 88,8% (за масою), в атмосфері вміст вільного кисню становить 20,95% (за обсягом). Елемент кисень входить до складу понад 1500 з'єднань земної кори.

Отримання:

В даний час кисень у промисловості отримують за рахунок поділу повітря за низьких температур. Спочатку повітря стискають компресором, у своїй повітря розігрівається. Стисненому газу дають охолону до кімнатної температури, а потім забезпечують його вільне розширення. При розширенні температура газу різко знижується. Охолоджене повітря, температура якого на кілька десятків градусів нижче температури навколишнього середовища, знову стискають до 10-15 МПа. Потім знову відбирають теплоту, що виділилася. Через кілька циклів «стиснення-розширення» температура падає нижче за температуру кипіння і кисню, і азоту. Утворюється рідке повітря, яке потім піддають перегонці (дистиляції). Температура кипіння кисню (-182,9 ° C) більш ніж на 10 градусів вище, ніж температура кипіння азоту (-195,8 ° C). Тому з рідини азот випаровується першим, а в залишку накопичується кисень. За рахунок повільної (фракційної) дистиляції вдається отримати чистий кисень, у якому вміст домішки азоту становить менше 0,1 об'ємного відсотка.

Ще чистіший кисень можна отримати при електролізі водних розчинів лугів (NaOH або KOH) або солей кисневмісних кислот (зазвичай використовують розчин сульфату натрію Na2SO4). У лабораторії невеликі кількості не дуже чистого кисню можна отримати при нагріванні перманганату калію KMnO4:

2KMnO4 = K2 MnO4 + MnO2 + O2.

Чистіший кисень одержують розкладанням пероксиду водню Н2 О2 у присутності каталітичних кількостей твердого діоксиду марганцю MnO2:

2Н2О2 = 2Н2О + О2.

Кисень утворюється при сильному (вище 600°C) прожарюванні нітрату натрію NaNO3:

2NaNO3 = 2NaNO2 + О2,

при нагріванні деяких вищих оксидів:

4CrO3 = 2Cr2 O3 + 3О2;

2PbO2 = 2PbO + О2;

3MnO2 = Mn3 O4 + О2.

Раніше кисень отримували розкладанням бертолетової солі KClO3 у присутності каталітичних кількостей діоксиду марганцю MnO2:

2KClO3 = 2KCl + 3О2.

Однак бертолетова сіль утворює вибухові суміші, тому її для одержання кисню в лабораторіях тепер не використовують. Зрозуміло, зараз нікому на думку не спаде використовувати для отримання кисню прожарювання оксиду ртуті HgO, оскільки кисень, що утворюється в цій реакції, забруднений отруйними парами ртуті.

Джерелом кисню в космічних кораблях, підводних човнах тощо замкнених приміщеннях служить суміш пероксиду натрію Na2 O2 і супероксиду калію KO2. При взаємодії цих сполук із вуглекислим газом звільняється кисень:

2Na2 O2 + 2CO2 = 2Na2 CO3 + O2,

4КО2 + 2СО2 = 2К2 СО3 + 3О2.

Якщо використовувати суміш Na2 O2 і КО2, взятих в молярному відношенні 1:1, то на кожен моль вуглекислого газу, що поглиненого з повітря, буде виділятися 1 моль кисню, так що склад повітря не буде змінюватися за рахунок поглинання при диханні кисню і виділення СО2.

Застосування:

Застосування кисню дуже різноманітне. Основні кількості кисню, що отримується з повітря, використовуються в металургії. Кисне (а не повітряне) дуття в домнах дозволяє суттєво підвищувати швидкість доменного процесу, економити кокс та отримувати чавун кращої якості. Кисневе дуття застосовують у кисневих конвертерах при переділі чавуну в сталь. Чистий кисень або повітря, збагачене киснем, використовується при отриманні багатьох інших металів (міді, нікелю, свинцю та ін.). Кисень використовують при різанні та зварюванні металів. При цьому застосовують «балонний» кисень. У балоні кисень може бути під тиском до 15 МПа. Балони з киснем пофарбовані у блакитний колір.

Рідкий кисень – потужний окислювач, його використовують як компонент ракетного палива. Просочені рідким киснем такі легко окислюються матеріали, як тирса, вата, вугільний порошок та ін. (ці суміші називають оксиліквітами), використовують як вибухові речовини, що застосовуються, наприклад, при прокладанні доріг в горах.

Біологічна роль:

Кисень - основний біогенний елемент, що входить до складу молекул всіх найважливіших речовин, що забезпечують структуру та функції клітин - білків, нуклеїнових кислот, вуглеводів, ліпідів, а також безлічі низькомолекулярних сполук. У кожній рослині або тварині кисню набагато більше, ніж будь-якого іншого елемента (в середньому близько 70%). М'язова тканина людини містить 16% кисню, кісткова тканина – 28.5%; всього в організмі середньої людини (маса тіла 70 кг) міститься 43 кг кисню. В організм тварин і людини кисень надходить переважно через органи дихання (вільний кисень) і з водою (пов'язаний кисень). Потреба організму в кисні визначається рівнем (інтенсивністю) обміну речовин, який залежить від маси і поверхні тіла, віку, статі, характеру харчування, зовнішніх умов та ін. організмів для його сумарної біомаси.

Невеликі кількості кисню використовують у медицині: киснем (з про кисневих подушок) дають деякий час дихати хворим, які мають утруднене дихання. Потрібно, однак, мати на увазі, що тривале вдихання повітря, збагаченого киснем, є небезпечним для здоров'я людини. Високі концентрації кисню викликають у тканинах утворення вільних радикалів, що порушують структуру та функції біополімерів. Подібною дією на організм мають і іонізуючі випромінювання. Тому зниження вмісту кисню (гіпоксія) в тканинах і клітинах при опроміненні організму іонізуючою радіацією має захисну дію - так званий кисневий ефект. Цей ефект використовують у променевій терапії: підвищуючи вміст кисню в пухлини та знижуючи його вміст у навколишніх тканинах посилюють променеве ураження пухлинних клітин та зменшують ушкодження здорових. При деяких захворюваннях застосовують насичення організму киснем під підвищеним тиском – гіпербаричну оксигенацію.

Кисень – хімічний елемент VI групи періодичної системи Менделєєва та найпоширеніший елемент у земній корі (47% від її маси). Кисень є життєво важливим елементом багатьох живих організмів. Докладніше про функції та застосування кисню у цій статті.

Загальні відомості

Кисень є безбарвним газом без смаку і запаху, який погано розчиняється у воді. Він входить до складу води, мінералів, гірських порід. Вільний кисень утворюється завдяки процесам фотосинтезу. Кисень грає найважливішу роль житті людини. Насамперед кисень необхідний дихання живих організмів. Також він бере участь у процесах розкладання загиблих тварин та рослин.

Повітря містить близько 20,95% за обсягом кисню. У гідросфері міститься майже 86% за масою кисню.

Кисень був отриманий одночасно двома вченими, але зробили вони незалежно один від одного. Швед К. Шееле отримав кисень при прожарюванні селітри та інших речовин, а англієць Дж. Прістлі – при нагріванні оксиду ртуті.

Мал. 1. Одержання кисню з оксиду ртуті

Застосування кисню у промисловості

Області застосування кисню великі.

У металургії він необхідний для виробництва сталі, яку одержують із металобрухту та чавуну. У багатьох металургійних агрегатах для кращого спалювання палива використовують повітря, збагачене киснем.

В авіації кисень використовується як окислювач палива у ракетних двигунах. Також він необхідний для польотів у космос та умовах, де немає атмосфери.

В галузі машинобудування кисень дуже важливий для різання та зварювання металів. Щоб розплавити метал потрібний спеціальний пальник, що складається з металевих труб. Ці дві труби вставляються одна в одну. Вільний простір між ними заповнюють ацетиленом та запалюють. Кисень у цей час пускають по внутрішній трубці. І кисень та ацетилен подаються з балона під тиском. Утворюється полум'я, температура якого досягає 2000 градусів. За такої температури плавиться практично будь-який метал.

Мал. 2. Ацетиленова пальник

Застосування кисню в целюлозно-паперовій промисловості є дуже важливим. Він використовується для відбілювання паперу при спиртуванні, при вимиванні зайвих компонентів з целюлози (делігніфікація).

У хімічній промисловості кисень використовується як реагент.

Для створення вибухових речовин потрібний рідкий кисень. Рідкий кисень виробляється шляхом зрідження повітря та подальшого відділення кисню від азоту.

Застосування кисню в природі та житті людини

Кисень відіграє найважливішу роль життя і тварин. Вільний кисень існує на нашій планеті завдяки фотосинтезу. Фотосинтез – це процес утворення органічної речовини на світлі за допомогою вуглекислого газу та води. Внаслідок цього процесу утворюється кисень, який необхідний для життєдіяльності тварин та людини. Тварини та людина споживають кисень постійно, рослини ж витрачають кисень тільки вночі, а вдень виробляють його.

Застосування кисню у медицині

Кисень знаходить застосування у медицині. Особливо актуальним є його використання при утрудненому диханні під час деяких захворювань. Він застосовується для збагачення дихальних шляхів при туберкульозі легень, а також використовують у наркозній апаратурі. Кисень у медицині використовується для лікування бронхіальної астми, хвороб шлунково-кишкового тракту. Для цього використовують кисневі коктейлі.

Також велике значення мають кисневі подушки – прогумована ємність, заповнена киснем. Вона служить для індивідуального застосування медичного кисню.