Главная страница arrow-right Базы данных arrow-right База данных свойств веществ (поиск)
Карта сайта

Свойства вещества:

кислород

Синонимы и иностранные названия:

oxygen (англ.)
пищевая добавка E948 (рус.)

Тип вещества:

неорганическое

Внешний вид:

бесцветн. газ

Кристаллические модификации, структура молекулы, цвет растворов и паров:

В твердом виде - синие ромбические (α, плотность 1,53 г/см3), гексагональные (β, плотность 1,495 г/см3) или кубические (γ, плотность 1,334 г/см3) кристаллы. Альфа переходит в бета при -249,3 С, бета в гамма при -229,4 С. Гамма-форма образующаяся при застывании кислорода имеет ротационную неупорядоченность структуры, и кристаллы прозрачные, мягкие и лишь ненамного более плотные, чем жидкость. При 25°C и давлении 5,9 ГПа кислород кристаллизуется, образуя окрашенную в розовый цвет гексагональную β-форму, а при повышении давления до 9 ГПа - оранжевую ромбическую ε-форму (при 9,6 ГПа плотность 2,548 г/см3).

В жидком и твердом виде - голубого цвета (на фото). Голубой цвет кислорода обусловлен электронными переходами, при которых молекулы из основного триплетного состояния возбуждаются до синглетного состояния. Эти переходы обычно запрещены в чистом газообразном кислороде и относятся к инфракрасной части спектра. Однако в конденсированной фазе один фотон может переводить в возбужденное состояние сразу две сталкивающиеся молекулы, что сопровождатся поглощением энергии в видимой области спектра. Голубой цвет неба, конечно, обусловлен рэлеевским рассеянием, а не электронным поглощением молекул кислорода.

Брутто-формула (система Хилла):

O2

Формула в виде текста:

O2

Молекулярная масса (в а.е.м.): 31,999

Температура плавления (в °C):

-219

Температура кипения (в °C):

-183

Температуры полиморфных переходов (в °C):

ромбические крист. (α) в гексагональные крист. (β) = -249,26°C, ΔHперехода = -0,0938 кДж/моль
гексагональные крист. (β) в кубические крист. (γ) = -229,35°C, ΔHперехода = -0,744 кДж/моль

Растворимость (в г/100 г растворителя или характеристика):

1-бутанол: 0,0339 (25°C)
ацетон: 0,367 (10°C)
ацетон: 0,0309 (20°C)
ацетон: 0,0277 (25°C)
бензол: 0,027 (25°C)
вода: 0,00699 (0°C)
вода: 0,00543 (10°C)
вода: 0,00443 (20°C)
вода: 0,00404 (25°C)
вода: 0,00373 (30°C)
вода: 0,0033 (40°C)
вода: 0,00299 (50°C)
вода: 0,00252 (80°C)
вода: 0,00246 (100°C)
диметилсульфоксид: не растворим
метанол: 0,04 (10°C)
метанол: 0,0339 (20°C)
метанол: 0,0313 (25°C)
этанол: 0,0204 (20°C)

Плотность:

1,27 (-219°C, г/см3, состояние вещества - кристаллы)
1,14 (-183°C, г/см3, состояние вещества - жидкость)
0,001429 (20°C, г/см3, состояние вещества - газ)

Вкус, запах, гигроскопичность:

вкус: без вкуса
запах: без запаха

Некоторые числовые свойства вещества:

Длина связи (нм): 0,12074
Потенциал ионизации (эВ): 12,077
Сродство к электрону (эВ): 0,44
Теплопроводность (Вт/(м·К)): 0,02465 (при 273 К)
Теплопроводность (Вт/(м·К)): 0,147 (при 90 К, жидкий)
Электроотрицательность по Полингу: 3,5

Способы получения:

  1. Разложением хлората калия при нагревании (катализаторы: диоксид марганца, триоксид дижелеза, триоксид дихрома).
  2. Ректификацией жидкого воздуха.
  3. Электролиз воды (с растворенными серной кислотой или едким натром).
  4. Термическим разложением перманганата калия.
  5. Реакцией перманганата калия с перекисью водорода.
  6. Разложение перекиси натрия водой в присутствии солей кобальта.
  7. Для особо чистого. Электролиз сернокислого раствора хромата калия.

Реакции вещества:

  1. При 550°C реагирует с водородом со взрывом с образованием воды.
    2H2 + O2 → 2H2O
  2. Выше 1200°C реагирует с азотом с образованием оксида азота(II).
    N2 + O2 → 2NO

    Периоды полураспада:

    128O = 0,00058 ас (2p; дефект масс 32048 кэВ)
    138O = 8,58 мс (β+ (100%); дефект масс 23112 кэВ)
    148O = 70,598 с (β+ (100%); дефект масс 8007,36 кэВ)
    158O = 122,24 с (β+ (100%); дефект масс 2855,6 кэВ)
    168O = стабилен (дефект масс -4737,0014 кэВ (содержание в природной смеси изотопов 99,757%))
    178O = стабилен (дефект масс -808,81 кэВ (содержание в природной смеси изотопов 0,038%))
    188O = стабилен (дефект масс -781,5 кэВ (содержание в природной смеси изотопов 0,205%))
    198O = 26,464 с (β- (100%); дефект масс 3334,9 кэВ)
    208O = 13,51 с (β- (100%); дефект масс 3797,5 кэВ)
    218O = 3,42 с (β- (100%); дефект масс 8063 кэВ)
    228O = 2,25 с (β- (100%); дефект масс 9280 кэВ)
    238O = 90 мс (β- (100%); дефект масс 14610 кэВ)
    248O = 65 мс (β- (100%); дефект масс 19070 кэВ)
    258O = 2,8 цс (n (100%); дефект масс 27350 кэВ)
    268O = 90 цс (2n (100%); дефект масс 34730 кэВ)
    278O = менее 260 нс ()
    288O = менее 100 нс ()

    Давление паров (в мм.рт.ст.):

    1 (-219°C)
    10 (-210,7°C)
    100 (-198,7°C)

    Диэлектрическая проницаемость:

    1,000486 (25°C)

    Динамическая вязкость жидкостей и газов (в мПа·с):

    0,0192 (0°C)
    0,0218 (50°C)
    0,0244 (100°C)
    0,029 (200°C)
    0,0369 (400°C)

    Удельная теплоемкость при постоянном давлении (в Дж/г·K):

    0,911 (15°C)
    0,9125 (100°C)
    0,915 (200°C)
    0,926 (400°C)
    0,938 (600°C)

    Стандартная энтальпия образования ΔH (298 К, кДж/моль):

    0 (г)

    Стандартная энергия Гиббса образования ΔG (298 К, кДж/моль):

    0 (г)

    Стандартная энтропия вещества S (298 К, Дж/(моль·K)):

    205,04 (г)

    Стандартная мольная теплоемкость Cp (298 К, Дж/(моль·K)):

    29,35 (г)

    Энтальпия плавления ΔHпл (кДж/моль):

    0,446

    Энтальпия кипения ΔHкип (кДж/моль):

    6,828

    Природные и антропогенные источники:

    Содержание в атмосферном воздухе в молекулярном виде 23,10 вес% (20,95 об%, общая масса 1 200 000 000 000 000 тонн). Убыль кислорода в атмосфере из-за горения и дыхания возмещается фотосинтезом. Содержание в составе литосферы в виде соединений в общем 50 вес%, в составе гидросферы в виде воды 85,82 вес%.

    Содержание в атмосфере Солнца 0,03 ат%.

    Симптомы острого отравления:

    Человек. Пороговая концентрация кислорода при кислородной терапии 25-40 % при атмосферном давлении. Токсическое действие не проявляется или длительно не проявляется при вдыхании смеси с 55- 60% кислорода. Острые интоксикации могут развиться при ингаляции дыхательных смесей с высоким содержанием кислорода или чистого кислорода. Так, вдыхание смеси с 70-80% кислорода в течение 55 ч вызывало чувство стеснения в груди, снижение жизненной емкости легких, с 90% кислорода в течение 24 ч — у части лиц парестезии пальцев, 60-65 ч — тахикардию, рвоту, развитие бронхита или пневмонии. Ингаляция чистого кислорода в течение 15 мин может в отдельных случаях вызывать головокружение и рвоту, 6-24 ч — ощущение стеснения в груди, может развиваться поражение легких. Наиболее чувствительны курящие.

    Развитие интоксикации при действии кислорода под давлением разделяется на досудорожный и судорожный периоды. Ранние симптомы досудорожного периода (стадия предвестников) — бледность лица, сухость во рту, подергивание губ, потливость, брадикардия, ощущение недомогания. Затем появляются затрудненное дыхание, легкая тошнота, головокружение. Опасными симптомами являются беспокойное состояние, или, наоборот, сонливость, равнодушие, вялость, депрессия, учащение дыхания, икота, тошнота, рвота, напряжение в эпигастральной области, нарушение перистальтики желудка и кишечника, подергивание отдельных групп мышц (более всего — мышц лица), парестезии. Отмечаются повышение артериального давления, гипергликемия, тахикардия, расширение зрачков, уменьшение остроты зрения, особенно периферийного, звон в ушах, ощущение неприятного запаха и вкуса во рту.

    Судорожный период начинается с потери сознания, развиваются тонические и клинические судороги, которые длятся обычно 10-60 с, затем следует пауза и новый приступ судорог; повторяясь, приступы становятся все длиннее, сильнее и чаще, паузы — короче.

    Длительность ингаляции без появления симптомов интоксикации под давлением при 0,05 МПа — 133 ч (по некоторым данным — неопределенно велика); при 0,2 МПа — 2,5-3 ч; при 0,3 МПа — 15 мин — 2 ч; при 0,4 МПа — 5 — 42 мин; при 0,5 МПа — 10 мин; при 0,7 МПа — 6 мин; при 0,9 МПа — 3 мин (Жиронкин; Петровский, Ефуни; Smith, Shields). Если воздействие не прекращается, наступает расстройство дыхания и смерть от паралича дыхательного центра. Если воздействие кислорода под давлением прекращается, сознание возвращается примерно через 10 мин, развивается состояние возбуждения, затем человек засыпает и, просыпаясь, не помнит происшедшего (Петровский, Ефуни).

    У новорожденных младенцев особенно чувствительна к воздействию кислорода сетчатая оболочка глаз; патологические изменения, в основном в виде спазма сосудов, возникают при ингаляции смеси с 30—40 % кислорода. У недоношенных младенцев с массой тела менее 2 кг при ингаляции кислорода наблюдалось развитие заднехрусталиковой фиброплазии. Предполагается, что причиной этого может быть повышение парциального давления кислорода в артериальной крови, особенно если перед этим переливали кровь доноров и, следовательно, в кровь ребенка поступал гемоглобин донорской крови, уже связанный с кислородом и легко отдающий его тканям.

    Молодые люди более чувствительны к токсическому действию кислорода, чем пожилые (Петровский, Ефуни).

    Симптомы хронического отравления:

    Длительное (в течение десятков часов) или повторное воздействие кислорода под повышенным давлением вызывает раздражение верхних дыхательных путей в виде гиперемии и набухания слизистых, особенно носа, появления чувства жжения и сухости во рту, покраснение век, слезотечение. Затем появляются кашель, боли за грудиной, учащение дыхания, повышается температура тела, развиваются трахеобронхит, пневмония. Общетоксическое действие проявляется в виде поражения ЦНС и сердечно-сосудистой системы (Петровский, Ефуни).

    Резистентность к токсическому действию кислорода зависит от интенсивности процессов метаболизма и уровня развития организма: чем они выше, тем ниже устойчивость. Есть данные, что адаптация человека возможна к действию концентраций кислорода, не превышающих 40%, при условии периодической ингаляции дотоксических концентраций (Петровский, Ефуни).

    Анализ вещества:

    Концентрацию кислорода в газах определяют с помощью ручных газоанализаторов, например волюметрическим методом по изменению известного объема анализируемой пробы после поглощения из нее кислорода поглощающими растворами (медноаммиачным, пирогаллола, гидросульфита натрия и др.). Для непрерывного определения кислорода в газах применяются автоматические термомагнитные анализаторы, основанные на высокой магнитной восприимчивости кислорода.

    Температура Нееля (в К):

    23,9

    Критическая температура (в °C):

    -118,37

    Критическое давление (в МПа):

    5,08

    Критическая плотность (в г/см3):

    0,41

    Применение:

    Для газовой сварки. Для дыхания при заболеваниях легких. Для выжигания руд. Окислитель реактивного топлива. При выплавке чугуна и стали.

    С 1898 г. опилки пропитанные жидким кислородом использовались как взрывчатые вещества под названием оксиликвиты. В дальнейшем данные взрывчатые вещества усовершенствовали и они использовались в гипсовых карьерах Вожура, на железных рудниках Лотарингии, в Пиринеях при строительстве Пюиморенского туннеля, в первой мировой войне в авиабомбах, при строительстве Днепрогэса.

    Используется в синтезе азотной и серной кислот, метанола, ацетилена, формальдегида, оксидов, пероксидов.

    История:

    Открыт в 1771-1773 г. Шееле, но его "Химический трактат о воздухе и огне" был опубликован лишь в 1777 г. Д. Пристли (на рисунке) сообщил об открытии кислорода раньше (в 1774 г.).

    Дополнительная информация:

    Электронная конфигурация атома 1s22s22p4.

    Растворяется в титане и платине, расплавленных благородных металлах. Хорошо поглощается активированным углем.

    Поддерживает горение древесины, горючих газов, водорода.

    Источники информации:

    1. Comey A. M., Hahn D. A. A dictionary of Chemical Solubilities Inorganic. - 2 ed. - New York, The MacMillan Company, 1921. - С. 635-639
    2. Battino R., Rettich T.R., Tominaga T. The Solubility of Oxygen and Ozone in Liquids / Journal of Physical and Chemical Reference Data. - 1983. - Vol. 12, №2. - С. 163-178
    3. Nuclear Physics A. - 2003. - vol.729, Issue 1, 1 December. - С. 28-31
    4. Seidell A. Solubilities of inorganic and metal organic compounds. - 3ed., vol.1. - New York: D. Van Nostrand Company, 1940. - С. 1352-1360
    5. Вредные химические вещества: Неорганические соединения элементов V-VIII групп. Справочник. - Л., 1989. - С. 150-170
    6. Гринвуд Н., Эрншо А. Химия элементов. - Т.1. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. - С. 565-566
    7. Гурвич Я.А. Справочник молодого аппаратчика-химика. - М.: Химия, 1991. - С. 50
    8. Некрасов Б.В. Основы общей химии. - Т.1. - М.: Химия, 1973. - С. 47-49
    9. Патрунов Ф.Г. Ниже 120 по Кельвину. - М.: Знание, 1989. - С. 46-47
    10. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. - Л.: Химия, 1977. - С. 27, 72-73
    11. Справочник по растворимости. - Т.1, Кн.1. - М.-Л.: ИАН СССР, 1961. - С. 568-575
    12. Химическая энциклопедия. - Т.2. - М.: Советская энциклопедия, 1990. - С. 387-389
    13. Энциклопедия для детей. - Т.17: Химия. - М.: Аванта+, 2004. - С. 232-233


    Если не нашли нужное вещество или свойства можно выполнить следующие действия:
    Если вы нашли ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter.



    © Сбор и оформление информации: Руслан Анатольевич Кипер