AZ OXIGÉN (oxygenium, oxygen, kiseonik, кислород) Vegyészeti-élelmiszeripari Középiskola CSÓKA Készítette: Varga István

Az oxigént a higany(II)-oxid hevítése közben fedezte fel csaknem egyidejűleg, egymástól függetlenül 1774-ben Joseph Priestley és Carl Wilhelm Scheele. 2HgO → 2Hg + O2 Lavoisier francia kémikus nevezte el oxigénnek az addig „deflogisztonizált levegőt”. Joseph Priestley (1733-1804) Carl Wilhelm Scheele (1742 –1786) Az oxigén szó görög eredetű, magyarul savképzőt jelent.

Az oxigén a leggyakoribb elem a Földön Az oxigén a leggyakoribb elem a Földön. A földkéreg 49,4 tömeg%-át alkotja. Elemi állapotban – oxigénmolekula alakjában – a levegőben fordul elő (21 térfogat%-ban illetve 23 tömeg%-ban). Becslések szerint a Föld körüli levegőburok 1015 tonna oxigént tartalmaz, amely 0,1% pontossággal állandó.

A természetben állandó körforgást végez. A növényi asszimiláció a következő reakció szerint megy végbe: h 6nCO2 + 5nH2O → (C6H10O5)n + 6nO2 Kötött állapotban megtalálható a vízben, karbonátokban, szilikátokban, oxidokban, sok szerves vegyületben (alkoholok, szénhidrátok, zsírok, olajok stb.). A természetben állandó körforgást végez.

További 14 izotópja van még de ezek nem stabilak. Az oxigén izotópjai Az oxigénnek három stabil izotópja van. a földi légkörben 99,759%-ban a földi légkörben 0,037%-ban a földi légkörben 0,204%-ban van jelen. További 14 izotópja van még de ezek nem stabilak.

Az oxigén emissziós színképe a látható tartományban Az oxigén fontosabb adatai Atomsugár 66 pm Kristályszerkezet kocka Kovalens sugár 74 pm Kritikus hőmérséklet −118,8°C Olvadáspont −219°C 1 mL vízben való oldékonyság 20°C-on 0,0311 mL Forráspont −183°C Sűrűség (normál állapotban) 1,429 g/L

Két allotróp módosulatban fordul elő, mint: molekuláris oxigén (dioxigén) O2 és ózon (trioxigén) O3. Az allotrópia az elemnek az a tulajdonsága, hogy különböző szerkezetű vagy relatív atomtömegű módosulatok alakjában fordulnak elő, amelyeket allotróp módosulatoknak nevezünk. A vegyületeknél e jelenséget polimorfiának nevezzük.

A molekuláris oxigén stabil módosulat A molekuláris oxigén stabil módosulat. Színtelen, szagtalan, a levegőnél nagyobb sűrűségű gáz. Folyékony és szilárd halmazállapotban kék színű. Molekularácsban kristályosodik. Az ózon szintén színtelen gáz. Hideg vízben és lúgokban oldható; olvadásponti hőmérséklete −192,7 oC; forrásponti hőmérséklete −111,9 oC. Vízben jól oldódik (szobahőmérsékleten 1 dm3 víz 0,5 dm3 ózont képes feloldani). A folyékony ózon sötétkék színű.

Az oxigén előállítása 2KClO3 → 2KCl + 3O2 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 Laboratóriumban 2NaNO3 → 2NaNO2 + O2   2KClO3 → 2KCl + 3O2 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 2HgO → 2Hg + O2 2H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O + 5O2 2H2O2 + K2Cr2O7 + 4H2SO4 → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O + 3O2

Ipari előállítása Az ipari oxigénszükségletnek 99%-át cseppfolyós levegő rektifikálásával állítják elő. A maradék 1%-ot a víz elektrolízise során nyerik. Az oxigént kék színnel jelzett acélpalackokban hozzák forgalomba 150 bar nyomáson. Folyadékelegy elválasztása desztillációval úgy, hogy a folyadékból keletkező gőzök felemelkednek az oszlopban, majd kondenzálnak és visszafolynak. Az oszlopban felemelkedő gőz a lefelé folyó folyadék felett áramlik. A gőz az oszlopban a teteje felé több illékony komponenst tartalmaz mint az alján. A keverék különböző frakciói elkülöníthetők az oszlop különböző pontjain.

Az oxigén felhasználása  Túlnyomó részét autogénhegesztésre használják, ugyanis az oxigénáramban elégő gáz (hidrogén, acetilén) magas lánghőmérsékletet (kb.1500°C-ot) képes biztosítani. Nagy mennyiségű oxigént használnak még a: kohászatban, légzőkészülékek töltésére, rakétatechnikában, robbantásra (szénporral keverve). A robbanás gyors, a hang sebességénél (levegőben 20°C-on kb. 340 m/s) nagyobb sebességű kémiai átalakulás.